Brevet FR2627570A1 — publié le 19890825

ROBINET A POINTEAU, INCQRPORE OU NON DANS UN APPAREIL LAGE EN MATERIAU VITREUX OU CERAMIQUE, PAR EXEMPLE UN REACTEUR CHIMIQUE DE LABORATOIRE La présente invention concerne un robinet à pointeau, tel qu'utilisé dans un appareillage en verre, par exemple un réacteur chimique de laboratoire. Dans la verrerie de laboratoire, il est connu d'utiliser de tels robinets, en lieu et place des robinets traditionnels en verre à boisseau, lesquels sont susceptibles de se coincer ou de se gripper, sous l'action de différents agents, par exemple des cristaux en formation à partir du liquide soutiré du réacteur. On a proposé et on connait des robinets de ce type, comprenant - un corps en matériau relativement dur, vitreux (verre boro-silicaté, silice) ou céramique, dont la paroi délimite un trou allongé selon un axe, avec une surface interne de révolution autour dudit axe - un manchon substantiellement tubulaire, en matériau plastique rigide, formant presse-étoupe, monté à une première extrémité du corps, coaxialement au trou, par vissage dans un filetage interne formé dans là paroi du corps - un premier moyen d'étanchéité entre le manchon et la surface interne du trou, consistant en une bague d'un matériau élastomère, enrobée dans une enveloppe d'un matériau plastique rigide (polytetrafluoroéthylène ou PTFE) ; cette bague est serrée entre un épaulement interne du trou et I'extrémité frontale et interne du manchon ; - une tige de commande substantiellement cylindrique, montée par vissage dans un taraudage axial du manchon, et par conséquent coaxialement au trou ; cette tige comprend d'un seul tenant, du côté interne un pointeau à surface convexe, par exemple sphérique, coopérant avec un siège prévu à la deuxième extrémité du corps du robinet, et du côté externe un volant de manoeuvre, par exemple molleté ; cette tige, et en particulier sa partie formant pointeau, sont réalisée en un matériau relativement mou par rapport au verre, inerte, par exemple en PTFE - un deuxième moyen d'étanchéité entre le pointeau et la surface interne du manchon ; en l'occurrence, ce deuxième moyen d'étanchéité se confond avec le premier moyen d'étanchéité défini précédemment, et consiste en un déplacement étanche du pointeau dans la bague d'étanchéité, à la fois en translation et en rotation - le corps du robinet étant pourvu de deux ouvertures,une première dont la bordure forme le siège du pointeau,et la seconde en communication avec le volume délimité entre ledit siège et le deuxième moyen d'étanchéi- té,à savoir la bague d'étanchéité définie précédemment. En position fermée, l'étanchéité d'un tel robinet est souvent défectueuse, pour différentes raisons. Sous l'effet de la température de service, par exemple au sein d'un réacteur chimique thermostaté, la dilatation différencielle des matériaux en présence au niveau du siège et du pointeau, par exemple le verre et le PTFE, génère un interstice de fuite ; ce dernier peut conduire à un défaut d'étanchéité du robinet. Le PTFE utilisé est un matériau présentant une déformation rémanente, donc un fluage. Ce fluage résulte aussi bien de la compression du pointeau contre le siège, que de la flexion de la tige de commande. Divers inconvénients résultent de ce fluage - la partie pointeau n'épouse plus parfaitement la forme du siège - ce même pointeau perd sa réserve de compression élastique contre le siège, laquelle favorisait une bonneétanchéité, en particulier à froid - la position de fermeture du pointeau évolue avec le temps, et à la limite la fermeture ne se fait plus. En définitive, l'étanchéité d'un tel robinet ne peut être garantie avec le temps. Et tous ces inconvénients se trouvent encore aggravés par les différentes agressions auxquelles peuvent être soumis de tels robinets, par exemple températures élevées, produits corrosifs, pression, etc... La présente invention a donc pour objet un robinet à pointeau du type défini précédemment, présentant en position fermée une étanchéité améliorée, voire permanente, et ce en conservant le contact verre/matériau plastique inerte, au niveau du siège et du pointeau. Selon l'invention, en combinaison - la tige de commande comporte deux éléments- dis- tincts, et séparés l'un de l'autre, à savoir le pointeau et le volant de manoeuvre ; - le pointeau est monté coaxialement sur le volant de manoeuvre, de manière mobile en translation selon l'axe du trou ; - et un moyen élastique rappelle le pointeau à distance du volant de manoeuvre. Par conséquent, selon l'invention, en conservant le contact verre/matériau plastique inerte, on obtient un rattrapage automatique du jeu pouvant se produire entre le pointeau et le siège du corps de robinet. La présente invention est maintenant décrite par référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une vue éclatée, partiellement en coupe, des différents éléments d'une tige de commande faisant partie d'un robinet à pointeau conforme à l'invention - la figure 2 représente une vue à l'état assemblé de la tige de commande représentée à la figure 1, partiellement en coupe - la figure 3 représente, partiellement en coupe, un robinet à pointeau conforme à la présente invention, complètement monté et incorporant la tige de commande selon la figure 2. Un robinet selon l'invention comporte les éléments principaux suivants - un corps (1) en matériau relativement dur, vitreux ou céramique, par exemple en verre borosilicaté - un manchon (2), en matériau plastique inerte; - une bague (3) d'étanchéité; formant à la fois étanchéité avec le manchon (3), et avec le pointeau (5), dont il sera question ci-après - une tige de commande (6), comportant le pointeau (5), un volant de manoeuvre (7), un moyen élastique ou ressort (8), et une tige rigide de guidage (9). Le corps (1) présente une forme substantiellement tubulaire, dont la paroi (la) délimite un trou (lb) allongé selon un axe (10), avec une surface interne (lc) de révolution autour de l'axe. Ce corps (1) est pourvu de deux ouvertures, une première (ld) dont la bordure (lof) forme le siège du pointeau (5), et une seconde (le) en communication avec le volume délimité entre le siège (lof) et la bague d'étanchéité (3). Le manchon (2) est également substantiellement tubulaire, et est monté à une première extrémité du corps (1), coaxialement au trou (lb), par vissage dans un filetage interne (lg) prévu dans la paroi du corps (1). Vis- -vis de la bague d'étanchéité (3), comme on le verra ci-après, ce manchon (2) forme presse-étoupe. La bague d'étanchéité (3) consiste en un boudin d'un matériau élastomère, à section transversale carrée, entouré par un profilé en PTFE. Cette bague est serrée entre un épaulement (lh) prévu dans la paroi (la) du corps (1), et l'extrémité frontale et interne du manchon (2). Comme le montre la figure 2, la tige de commande (6) présente une forme substantiellement cylindrique. Elle présente, du côté interne le pointeau (5) dont la surface frontale (5a) coopere avec le siège (lof) prévu à la deuxième extrémité du corps (1), et du côté externe le volant de manoeuvre (7), monté par vissage (7a) dans un taraudage (2b) du manchon (2), coaxialement au trou (lb). Le pointeau (5) est réalisé en tout matériau approprié, notamment synthétique, inerte, relativement mou par rapport au matériau constitutif du corps (1), par exemple en PTFE, ou en polyimide chargé avec une céramique dispersée. Grâce au frottement étanche entre la surface interne de la bague (3) et la surface adjacente du pointeau (5), aussi bien en translation qu'en rotation, la bague (3) fait également étanchéité entre le pointeau (5) et la surface interne du manchon (2). Comme le montre la figure 2, selon l'invention, le pointeau (5) et le volant de manoeuvre (7) constituent des éléments distincts et séparés l'un de l'autre. Plus précisément, le volant de manoeuvre (7) présente également une forme sensiblement tubulaire, et il comporte un perçage axial (7b). Quant au pointeau (5), il est solidarisé, par exemple par vissage, à extrémités (9a) de la tige rigide de guidage (9), la tige (9) et le pointeau (5) étant disposés coaxialement. La partie libre (9b) de la tige (9) coulisse dans le perçage axial (7b) du volant (7). L'extrémité libre (9b) de la tige de guidage (9) consiste en une tête (9c) de section plus importante que le corps de la tige (9). Et un embrèvement (7c), de section plus importante que celle du perçage (7b), est prévu sur la surface extérieure du volant (7), et sert d'épaulement à la tête (9c).Le volant de manoeuvre (7) comporte également un alésage interne (7d) dans lequel est disposé le ressort (8), ce dernier étant en appui, d'un côté contre l'épaulement formé entre l'alésage (7d) et le perçage axial (7b), et de l'autre côté contre l'extrémité (5b) du pointeau (5), opposée au siège (lof). Ainsi, le pointeau (5) se trouve monté coaxialement sur le volant de manoeuvre (7), de manière mobile en translation selon l'axe (10) du trou (lb), et le ressort (8) rappelle en permanence le pointeau (5) à distance du volant (7). Par ailleurs, l'embrèvement (7c) forme butée contre l'extrémité libre ou tête (9c) de la tige (9) de guidage, dans le sens du dévissage du volant de manoeuvre (7). Ainsi, le pointeau (5), tout en étant rappelé en permanence contre le siège (lof), est susceptible d'être éloigné de ce dernier, par dévissage du volant de manoeuvre (7). Et la tige (9) apporte une rigidité renforcée à la flexion de l'ensemble de la tige de commande (6). Conformément à la figure 4, un robinet à pointeau (20) conforme à l'invention est identique à la description donnée précédemment, est intégré dans un réacteur chimique thermostaté, comprenant une paroi interne (21) et une paroi externe (22), entre lesquelles circule un liquide chaud ou froid, grâce à l'entrée (23) et la sortie (24). La figure 4 permet également de situer l'entrée (Id) du robinet décrit précédemment et sa sortie (le). REVENDICATIONS 1/ Robinet à pointeau, inerte vis-à-vis du f-luide dont il permet l'écoulement, comportant - un corps (1) en matériau relativement dur vitreux ou céramique, dont la paroi (la) délimite un trou (lb) allongé selon un axe (10), avec une surface. interne (tic) de révolution autour dudit axe - un manchon (2) substantiellement tubulaire, formant presse-étoupe, monté par vissage (lg) à une première extrémité du corps, coaxialement au trou (lb) - un premier moyen d'étanchéité (3) entre le manchon (2) et la surface interne (lc) du trou - une tige de commande (6) substantiellement cylindrique, montée par vissage (7a) sur le manchon (2), coaxialement au trou (lb), comprenant du côté interne un pointeau (5) à surface frontale (5a) coopérant avec un siège (lof) prévu à la deuxième extrémité du corps, et du côté externe un volant (7) de manoeuvre, le pointeau étant réalisé en un matériau relativement mou, inerte - un deuxième moyen d'étanchéité (3) entre le pointeau et la surface interne du manchon - le corps (1) du robinet étant pourvu de deux ouvertures, une première (ld) dont la bordure (lof) forme le siège du pointeau (5), et la seconde (le) en communication avec le volume délimité entre ledit siège et le deuxième moyen d'étanchéité (3) caractérisé en ce que la tige de commande comporte deux éléments distincts, et séparés l'un de l'autre, à savoir le pointeau (5) et le volant de manoeuvre (7), le pointeau est monté coaxialement sur le volant de manoeuvre (7), de manière mobile en translation selon l'axe (10) du trou, et un moyen élastique (8) rappelle le pointeau à distance du volant de manoeuvre. 2/ Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volant de manoeuvre (7) comporte un perçage axial (7b), le pointeau (5) est solidarisé à une extrémité (9a) d'une tige rigide de guidage (9), coulissant par sa partie libre dans le perçage axial du volant, et ce dernier comporte un moyen formant butée contre l'ex- trémité libre de la tige de guidage, dans le sens du dévissage du volant de manoeuvre. 3/ Robinet selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité libre (3b) de la tige de guidage (9) consiste en une tête (9c) de section plus importante que le corps de la tige, et le moyen formant butée consiste en un embrèvement (7c) servant d'épaulement à ladîte tête. 4/ Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volant de manoeuvre (7) comporte un alésage interne (7d), dans lequel est disposé un ressort en appui par son extrémité libre contre l'extrémité (5b) du pointeau opposée au siège (If). 5/ Appareillage en matériau vitreux ou céramique, tel qu'un réacteur chimique de laboratoire, incorporant un robinet à pointeau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.