Brevet FR2613807A1 — publié le 19881014

VANNE PAPILLON La présente invention concerne de façon genéraie des vannes papillons. De façon plus particulière, elle concerne des améliorations dans une vanne papillon du type qui comporte un siège en caoutchouc ou tout autre matériau élastique qui revêt une cage annulaire afin de coopérer de façon étanche avec la périphérie d'un disque pouvant pivoter dans la cage pour ouvrir et fermer la vanne, et une tige pour faire pivoter le disque, tige que l'on peut retirer de la cage et du siège pour permettre.e montage et le démontage de la vanne lorsque, par exemple, on doit réparer ou remplacer le siège et/ou le disque. Un but particulier de l'invention est de procurer une vanne papillon du type décrit, dans laquelle le disque est maintenu de façon amovible dans une position reliée à pivotement & une tige d'un seul tenant sans recourir à des éléments de fixation ou d'autres pièces exposées au fluide de la canalisation, et dans laquelle la tige est retenue dans cette position par des moyens qui sont aisément et rapidement démontables pour permettre de réparer ou de remplacer des pièces de la vanne en un minimum de temps et avec un minimum d'efforts. - Selon l'invention, la vanne comporte: - un corps comportant une cage annulaire ayant des extrémités opposées pouvant être disposées entre les extrémités espacées d'une canalisation de fluide, et un manchon s'étendant depuis le côté de la cage et ayant un alésage traversant; - un siège en forme générale d'U et en matériau élastique, ayant une paroi intérieure recouvrant le côté intérieur de la cage et des rebords s'étendant vers l'extérieur depuis la paroi intérieur et recouvrant les extrémités de la cage de façon à pouvoir coopérer de façon étanche avec les extrémités de la canalisation de fluide lorsque la cage est disposée entre elles; - un disque ayant une périphérie extérieure pour coopérer étroitement avec la paroi intérieure du siège; - une tige ayant une extrémité intérieure traversant étroitement la paroi intérieure du siege et se logeant dans un trou dans la cage; - une extrémité extérieure traversant étroitement la paroi intérieure du siège et se logeant dans l'alésage du manchon et - une portion intermédiaire entre ces extrémités, s'étendant à travers le disque et comportant une partie non circulaire coopérant étroitement avec une partie non circulaire du disque, grâce à quoi le disque peut être pivoté entre une position ouverte et une position fermée grâce à un vérin relié à cette extrémité extérieure de la tige, - cette tige pouvant être déplacée axialement pour se loger étroitement à l'intérieur de la cage du siège et du disque et pour en être dégagée, et - des moyens pouvant coopérer avec l'extrémité extérieure de la tige pour retenir de façon amovible la tige dans cette position. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, en liaison avec le dessin joint sur lequel des repères identiques sont utilisés dans toutes les figures pour indiquer les pièces identiques et sur lequel: la figure 1 est une vue en coupe verticale d'une vanne réalisée selon la présente invention et montée entre les extrémités d'un conduit représenté en traits mixtes et montrant le disque de la vanne en position fermée; la figure 2 est une vue en bout de la vanne, vue selon les lignes 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe horizontale de la vanne, à plus grande échelle, vue selon les lignes 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe à grande échelle de l'extrémité supérieure de la tige, montrant le Joint d'étanchéité, la garniture et les moyens de retenue de la tige montée à l'intérieur de l'extrémité extérieure agrandie de l'alésage traversant le manchon; la figure 5 est une vue prise de dessus de la vanne, selon les lignes 5-5 de la figure 4, et la figure 6 est un vue en perspective de l'extrémité supérieure de la tige et de son logement, comme représenté sur la figure 4, et montrant l'extrémité extérieure de la tige soulevée et les pièces destinées à retenir la tige dans des positions explosées. En se reportant maintenant aux détails du dessin décrit ci-dessus, la vanne, qui est repérée dans son ensemble en 10, comporte un corps de vanne 11, ayant une cage annulaire 12A et un manchon 12 s'étendant vers l'extérieur depuis le coté de la cage et ayant un alésage 13 longitudinal, qui s'étend radialement par rapport à la cage. Comme on le voit sur la figure 1, les extrémités de la cage sont adaptées pour être disposées entres des brides 14 sur les extrémités de conduits 15 et une bride 17 sur la cage a des trous traversants, adaptés pour recevoir des boulons 19 s'étendant à travers des trous dans les brides pour supporter la cage en alignement axial avec les conduits. Ensuite, des écrous 20 peuvent être vissés sur les boulons pour attirer l'une vers l'autre les brides des conduits en maintenant ainsi les extrémités de la cage fermement entre les brides, ou ces écrous peuvent être dévissés pour permettre de retirer la cage d'entre les brides après enlèvement des boulons de l'intérieur des trous dans la bride 17. La vanne comporte également un siège annulaire 21 en caoutchouc ou en tout autre matériau approprié, ayant une paroi intérieure 22 recouvrant la périphérie intérieure de la cage et des rebords 23 s'étendant vers l'extérieur depuis chaque bord de la paroi intérieure et disposés sur les extrémités de la cage de façon à coopérer de façon étanche avec les brides 14 des conduits lorsque les brides sont tirées l'une vers l'autre avec la cage disposée entre elles. Le siège est retenu de façon amovible sur la cage au moyen d'une liaison à languette et rainure, comprenant un élément 24 à section en T sur la cage et une rainure de forme correspondante 25 formée autour du siège pour se loger sur l'élément 24, grâce à quoi les rebords du siège peuvent s'écarter pour permettre au siège d'être installé et retiré de l'élément à section en T. La paroi extérieure de chaque rebord a un bourrelet annulaire 26 formé sur elle, qui est adapté pour coopérer avec les brides des conduits et être déformé en coopération étanche avec elles. La vanne comporte également un disque 27 ayant une périphérie extérieure adaptée pour se loger étroitement à l'intérieur de la paroi intérieure du siège et montée sur une tige 28 pour pivoter avec elle entre une position dans laquelle le disque s'étend en travers du siège pour fermer la vanne, comme on le voit sur les figures 1, 2 et 3, et une autre position, non représentée, dans laquelle le disque est disposé transversalement au siège de façon à ouvrir la vanne. La tige 28 a un extrémité extérieure 28A qui est étroitement logée dans l'alésage 13 du manchon 12 pour y tourner, une extrémité intérieure 28B qui est étroitement logée dans un trou 29 dans la cage, diamétralement opposé à l'alésage 13, pour y pivoter, et une portion intermédiaire 28C qui s'étend A travers un alésage 31 traversant diamétralement le disque 27. Les extrémités, intérieure et extérieure, de la tige, s'étendent également étroitement dans des trous diamétralement opposés 30 dans la paroi intérieure du siège de façon à y glisser lors du pivotement de la tige et ont un diamètre extérieure un peu plus grand que celui des trous 30. L'extrémité de la portion intermédiaire 28C de la tige adjacente à l'extrémité intérieure 28B présente des surfaces plates 32 qui sont parallèles l'une à l'autre et qui peuvent coopérer étroitement avec des surfaces plates 33 formées dans l'extrémité de l'alésage 31 à travers lequel la portion centrale de la tige s'étend, de façon à former entre elles une liaison d'entraînement en pivotement. De façon plus particulière, les surfaces sont situées dans des plans qui sont parallèles à l'axe de rotation de la tige de telle sorte que la tige peut être déplacée axialement dans la position fonctionnelle des figures 1 et 2 et en être dégagée. L'extrémité intérieure 28B de la tige a un diamètre sensiblement aussi grand que la distance entre les côtés plats 32 de la tige. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, l'extrémité inférieure de la tige 28B est logée à l'intérieur du trou 29 de façon à maintenir un épaulement 34 au niveau de l'intersection de la partie supérieure de la tige au-dessus des surfaces 32 au- dessus d'un épaulement 35 formé au niveau des extrémités supérieures de l'alésage 31 au-dessus des côtés plats 33. Ainsi, le poids de la tige est supporté par la cage au lieu de l'être par le siège, ce qui réduit le risque d'une compression inégale du siège lorsque la vanne est montée dans une position verticale comme on le voit sur les figures 1 et 2. Comme précédemment décrit, la périphérie du disque est adaptée pour coopérer étroitement avec la paroi intérieure du siège, et de ce fait à coopérer avec elle de façon étanche. De préférence, la périphérie a une forme sphérique avec un centre situé sur l'axe de rotation de la tige à mi-distance des extrémités opposées de l'alésage 31, pour faciliter le déplacement des portions annulaires de la périphérie au niveau de chaque extrémité de l'alésage & travers le disque en coopération étanche avec le côté intérieur plat de la paroi intérieure du siège. Comme on le voit, les extrémités opposées de la paroi intérieure 22 du siège ont une forme conique pour faciliter le mouvement de la périphérie du disque en coopération étanche avec le siège. 26138 0 7 L'extrémité extérieure 13A de l'alésage traversant le manchon a un diamètre plus grand, et la tige est adaptée pour être maintenue dans sa position fonctionnelle, dans laquelle le disque est monté pour pivoter entre une position ouverte et une position fermée, grâce à des moyens qui comportent deux anneaux en C 40, ayant des bords intérieurs adaptés pour se loger à l'intérieur d'une gorge 41 entourant l'extrémité extérieure 28A de la tige et des bords extérieurs qui se logent étroitement à l'intérieur de l'extrémité extérieure de l'alésage de façon à les maintenir dans la gorge. De façon plus particulière, un anneau de retenue fendu à ressort 42 est adapté pour s'encliqueter dans une gorge 43 formée autour de l'alésage dans une position telle qu'il coopère élastiquement avec les bords extérieurs des anneaux en C et les maintient, et avec eux la tige, à l'intérieur de l'alésage. Les extrémités de l'anneau de retenue 42 peuvent être saisies par un outil approprié pour déformer l'anneau et l'amener dans une position dans laquelle il peut être retiré de l'intérieur de la gorge et ainsi dégagé vers le haut de l'extrémité extérieure 13A de l'alésage. Comme on le voit sur la figure 6, ceci permet de soulever la tige et de la retirer ainsi du disque et du siège à des fins de réparation et de remplacement. Afin de monter ou de remonter la vanne, la tige est maintenue dans une position haute, pour permettre d'installer les anneaux en C 40 dans la gorge 41, et la tige est ensuite abaissée avec les anneaux en C dans une position dans laquelle la tige est logée dans le trou 29 et les anneaux en C sont logés étroitement en dessous de la gorge 43 dans l'alésage. L'anneau de retenue 42 peut être comprimé en attirant ses extrémités libres l'une vers l'autre pour permettre de le glisser dans l'extrémité supérieure de la portion élargie 13A de l'alésage et l.'amener en vis-àvis de la gorge 43, l'anneau 42 étant ensuite libéré pour lui permettre de s'encliqueter dans la gorge. Comme on le voit, le manchon 12 est formé d'un seul tenant avec la cage, et la bride 17 est formée d'un seul tenant avec la cage et le manchon. Le manchon a une bride 50 sur son extrémité supérieure sur - laquelle on peut monter un vérin (non représenté) pour coopérer avec une partie non circulaire 52 sur l'extrémité extérieure 28A de la tige afin de faire pivoter celle-ci. Le manchon a une longueur qui permet de disposer autour de lui une isolation ou l'analogue entre la bride 50 et la cage. Comme on le voit mieux sur les figures 4 et 6, un joint d'étanchéité 53 entoure l'extrémité extérieure 28A de la tige à l'intérieur de la portion agrandie 13A de l'alésage pour se loger entre la tige et I'alésage, et une garniture 54 est logée étroitement entre la tige et l'alésage pour absorber la poussée latérale du vérin. Le joint d'étanchéité est supporté sur un siège au niveau de l'extrémité de l'alésage 13A et la garniture est au-dessus du joint, en dessous de l'anneau fendu 40, de façon à les maintenir en place. Le joint d'étanchéité 53 a, sur ses extrémités opposées des lèvres qui sont étroitement engagées entre l'extrémité de la tige et l'alésage de façon à assurer une étanchéité dans les deux directionsc'est-à-dire en s'opposant à l'intrusion de matériaux étrangers de l'extérieur de la vanne tout en assurant une étanchéité secondaire pour empocher le fluide de la canalisation de se déplacer au droit du joint. REVEOICATIONS 1. - Vanne papillon (10), caractérisée en ce qu'elle comporte: - un corps (11) comportant une cage annulaire (12A) ayant des extrémités opposées pouvant être disposées entre les extrémités espacées d'une canalisation de fluide, et un manchon (12) s'étendant depuis le côté de la cage et ayant un alésage traversant (13); - un siège (21) en forme générale d'U et en matériau élastique, ayant une paroi intérieure (22) recouvrant le côté intérieur de la cage et des rebords (23) s'étendant vers l'extérieur depuis la paroi intérieur et recouvrant les extrémités de la cage de façon à pouvoir coopérer de façon étanche avec les extrémités de la canalisation de fluide lorsque la cage est disposée entre elles; - un disque (27> ayant une périphérie extérieure pour coopérer étroitement avec la paroi intérieure ((22) du siège (21); - une tige (28) ayant une extrémité intérieure (28B) traversant étroitement la paroi intérieure du siège et se logeant dans un trou (29) dans la cage; - une extrémité extérieure (28A) traversant étroitement la paroi intérieure du siège et se logeant dans l'alésage (13) du manchon (12) et - une portion intermédiaire (28C) entre ces extrémités, s'étendant à travers le disque et comportant une partie non circulaire coopérant étroitement avec une partie non circulaire du disque, grâce à quoi le disque peut être pivoté entre une position ouverte et une position fermée grâce à un vérin relié à cette extrémité extérieure (28A> de la tige, - cette tige (28) pouvant être déplacée axialement pour se loger étroitement à l'intérieur de la cage (12A) du siège (21) et du disque (27) et pour en être dégagée, et - des moyens pouvant coopérer avec l'extrémité extérieure de la tige pour retenir de façon amovible la tige dans cette position. 2. - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parties non circulaires de la tige et du disque sont des surfaces plates, généralement parallèles (32, 33) adjacentes à 1o l'extrémité intérieure de la tige. 3. - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque rebord (23) du siège a un bourrelet annulaire (26) sur son côté extérieur, qui est adapté pour être déformé en coopération étanche avec les extrémités de la canalisation. 4. - Vanne slon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité extérieure (13A) de l'alésage (13) traversant le manchon (12) a un plus grand diamètre, que les moyens de retenue de la tige comportent une gorge (41) entourant la tige en vis-à- vis de l'extrémité extérieure de l'alésage, des anneaux circonférentiellement fendus (40) ayant leurs bords intérieurs à l'intérieur de la gorge (41) et leurs bords extérieurs se logeant étroitement à l'intérieur de l'extrémité extérieure (13A) de l'alésage, et un anneau fendu (42) étant disposé de façon amovible dans une gorge (4S) entourant l'extrémité extérieure de l'alésage pour coopérer avec les bords extérieurs des anneaux fendus (40). 5. - Vanne selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un joint d'étanchéité (53) entourant la tige à l'intérieur de l'extrémité extérieure agrandie de l'alésage pour coopérer de façon étanche avec la tige et l'alésage, et une garniture (54) entourant la tige à l'intérieur de l'extrémité extérieure de l'alésage entre le joint d'étanchéité et les anneaux fendus. 6. - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité intérieure de la tige coopère avec un épaulement (35) dans l'alésage (31) pour supporter le poids de la tige lorsqu'elle est dans une position verticale. 7. - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités de la tige ont un diamètre extérieur un peu plus grand que les diamètres intérieurs des trous (30) dans le siège à travers lesquels elles s'étendent. 8. - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la périphérie extérieure du disque, y compris les portions entourant les extrémités de la tige, a une forme sphérique autour d'un centre situé sur l'axe de rotation de la tige, à mi-distance des extrémités de la portion intermédiaire de la tige. 9. - Vanne papillon (10), caractérisée en ce qu'elle comporte: - un corps (11) comportant une cage annulaire (12A) ayant des extrémités opposées pouvant être disposées entre les extrémités espacées d'une canalisation de fluide et un manchon (12) ayant un alésage (13) s'étendant radialement depuis la cage, - un siège en forme générale d'U (21) en un matériau élastique, ayant une paroi intérieure (22) adaptée pour se loger étroitement à l'intérieur du diamètre intérieur de la cage et des rebords (23) s'étendant vers l'extérieur depuis les deux extrémités de la paroi intérieure pour se loger étroitement sur les côtés de la cage de façon à pouvoir coopérer de façon étanche avec les extrémités de la canalisation, lorsque la cage est disposée entre elles, - cette cage ayant un trou (29) diamétralement opposé à l'alésage (13) traversant le manchon, - le siège (21) ayant des trous (30) traversant sa paroi intérieure (22) et adaptés pour être alignés avec le trou (29) dans la cage et l'alésage (13) traversant le manchon (12), - un disque (27) ayant une périphérie extérieure adaptée pour se loger étroitement à l'intérieur de la paroi intérieure du siège et un alésage (31) le -11 traversant, adapté pour être aligné avec l'alésage (13) du manchon et les trous à travers le siège et la cage, et, - une tige (28) ayant une extrémité intérieure (28B) adaptée pour se loger étroitement à travers des trous alignés dans la paroi intérieure du siège de la cage, - une extrémité extérieure (28A) adaptée pour se loger étroitement à travers l'autre trou dans la paroi intérieure du siège et l'alésage du manchon, et - une portion intermédiaire (28C) entre ces extrémités, adaptée pour s'étendre à travers l'alésage (31) traversant le disque et comportant une partie non circulaire adaptée pour se loger étroitement à l'intérieur d'une partie non circulaire du disque, grâce à quoi le disque peut être pivoté avec la tige entre une position ouverte et une position fermée au moyen d'un vérin relié à l'extrémité extérieure de la tige, - - cette tige pouvant être déplacée axialement pour l'amener en coopération étroite à l'intérieur de l'alésage de la cage, du siège et du disque, et - des moyens pouvant coopérer avec l'extrémité extérieure de la tige pour retenir de façon amovible la tige dans cette position.