Brevet FR2649464A1 — publié le 19910111

La présente invention a pour objet un robinet à boisseau tournant destiné à des tenues en température et pression élevées utilisé, par exemple comme robinet d'isolement de groupe de sécurité pour chauffe eau à accumulation. Dans les installations de chauffage et de distribution d'eau, il est connu d'intercaler un robinet à boisseau sphérique destiné à permettre l'isolement d'une partie du réseau de distribution lors d'intervention sur ledit réseau. Outre le robinet, la législation impose de placer également, en particulier dans les installations de distribution d'eau potable, un clapet anti-retour permettant d'éviter un éventuel retour d'eau polluée dans le réseau. Les robinets utilisés sont donc des robinets à boisseau sphérique de type connu, comportant un boisseau serré au moyen d'une bride entre deux sièges annulaires en matériau élastique assurant également l'étanchéité entre le corps du robinet et le boisseau dans lesquels l'arrière face d'un des sièges annulaires du robinet sert d'appui au socle d'un clapet anti-retour. Or ce type de robinet présente un certain nombre d'inconvénients. Les deux sièges annulaires étant en un matériau souple déformable élastiquement et de forme concave pour épouser la forme de la sphère, il est nécessaire d'exercer une grande force de serrage sur la bride pour assurer une bonne étanchéité. En effet, au'moines un siège annulaire doit être comprimé afin de rester en contact intime avec la sphère lors de sa manoeuvre pour assurer une étanchéité parfaite. Or les sièges étant de dureté similaire chacun se comprime d'autant et pour obtenir une compression suffisante du siège amont par rapport au sens d'écoulement du fluide, il est nécessaire de comprimer également le siège aval. Cette force de serrage élevée se traduit par un couple de manoeuvre élevé. De plus ces robinets étant destinés à des installations de chauffage, ils sont soumis à des températures et des pressions parfois élevées. L'obturateur ainsi que les sièges annulaires subissent des dilatations et des contractions durant lesquelles l'étanchéité n'est plus vraiment contrôlée. La présente invention concerne un robinet à boisseau tournant permettant de s'affranchir de ces inconvénients. La présente invention concerne plus particulièrement un robinet à boisseau comportant un obturateur sphérique pouvant tourner autour de son axe vertical X-X, percé d'un canal transversal par rapport à l'axe X-X et serré entre deux garnitures d'étanchéité, l'une en ampnt et l'autre en aval de l'obturateur par rapport au sens d'écoulement du fluide dans lequel la garniture amont est en un matériau souple et élastique et la garniture aval est en un matériau dur, peu déformable élastiquement. La garniture amont est annulaire de section en forme de quart de cercle et la garniture aval de section triangulaire dont l'hypoténuse est concave. Les caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la Fig. 1 est une vue du robinet à boisseau selon l'invention - la Fig. 2 est une vue de la garniture amont du robinet à boisseau selon l'invention - la Fig. 3 est une vue d'une garniture aval du robinet selon l'invention formant siège d'un clapet antiretour. Le robinet à boisseau selon l'invention représenté Fig. 1 comporte un corps 1, un obturateur 2 et deux garnitures d'étanchéité 3 en amont de l'obturateur 2 par rapport au sens d'écoulement du fluide, représenté par la flèche F, et 4 en aval de l'obturateur 2 par rapport au sens d'écoulement du fluide. Le corps 1 comporte deux tubulures, coaxiales, d'axe Y-Y, à savoir une tubulure d'entrée du fluide 5 et une tubulure de sortie'du fluide 6. Entre les deux tubulures 5 et 6, le corps 1 du robinet est muni d'une cavité 7 destinée à recevoir l'obturateur 2. L'obturateur 2 est un boisseau sphérique muni d'un axe vertical 8 destiné à recevoir une poignée de manoeuvre (non représentée) permettant de le faire pivoter autour de l'axe X-X perpendiculaire à l'axe Y-Y. Un canal 9 transversal par rapport à l'axe X-X traverse l'obturateur 2. Ledit obturateur est serré entre les deux garnitures 3, 4 servant de siège et d'organe de centrage à l'obturateur 2 et assurant l'étanchéité. La garniture amont 3, représentée Fig. 2, est en un matériau souple élastique, par exemple en élastomère. Elle est annulaire d'axe Y-Y coïncidant avec l'axe des tubulures 5, 6 du corps 1. Sa section a la forme d'un quart de cercle, la partie arrondie étant sa face radiale interne. Le contact entre le boisseau sphérique et ladite garniture est matérialisé par la rencontre de deux sphères de centres opposés. Ainsi le contact est toujours réalisé même lors des dilatations ou contractions des organes constituant le robinet. La garniture aval 4 est en un matériau dur et peu déformable élastiquement, par exemple en PTFE. Elle est annulaire, d'axe Y-Y coïncidant avec l'axe des tubulures 5, 6 du corps 1. Sa section est triangulaire dont l'hypoténuse, sa face radiale interne, est concave. La garniture 4 étant en un matériau dur, elle peut faire faire office de siège d'un clapet anti-retour. Une telle garniture représentée Fig. 3 est annulaire, d'axe Y-Y. Son extrémité opposée au boisseau sphérique présente une surface 10,,plane, perpendiculaire à l'axe Y-Y. La face radiale interne de la garniture présente successivement, à partir de la surface 10 d'extrémité un alésage cylindrique 11, un alésage 12, par exemple cylindrique de diamètre inférieur au premier et relié à l'alésage 11 par un épaulement 13 et un alésage 14 divergent, concave, débouchant à l'extérieur. La face radiale externe de la garniture présente successivement à partir de la surface 10 d'extrémité un filetage 15 et un usinage 16 servant au centrage relié au filetage 15 par un épaulement 17. L'épaulement 13 sert alors de siège à un clapet anti-retour 18 (voir Fig. 1 > . Le montage du robinet à boisseau selon l'invention s'effectue de la manière suivante. On place la garniture amont 3 dans le fond de la cavité 7 du corps 1, puis l'obturateur 2. Ensuite, on place la garniture aval 4 que l'on serre contre l'obturateur 2 au moyen d'une bride. La garniture aval 4 étant en un matériau dur peu déformable, l'effort de serrage se transmet directement à la garniture amont 3 qui se comprime plus rapidement. On constate que pour obtenir la même compression de la garniture amont que dans le cas des robinets de type connu, l'effort de serrage est environ 33 % moins important ce qui entraîne un couple de manoeuvre à exercer 33 % moins important. Dans le cas d'un robinet à clapet anti-retour incorporé, après l'obturateur, on place la garniture telle que représentée Fig. 3. Celle ci est vissée à l'intérieur du corps au moyen du filetage 15. L'emploi d'une telle garniture permet de supprimer une pièce ce qui entraîne la suppression d'une étape intermédiaire au montage, donc un coût moins élevé de l'ensemble. REVENDICATIONS 1.- Robinet à boisseau comportant un obturateur sphérique (2) pouvant tourner autour de son axe vertical X-X, percé d'un canal (9) transversal par rapport à l'axe X-X, et serré entre deux garnitures d'étanchéité, l'une (3) en amont et l'autre (4) en aval de l'obturateur (2) par rapport au sens d'écoulement du fluide caractérisé en ce que la garniture amont (3) est en un matériau souple et élastique et la garniture aval (4-) est en un matériau dur et peu déformable élastiquement. 2.- Robinet à boisseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la garniture amont (3) est annulaire de section en forme de quart de cercle. 3.- Robinet à boisseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la garniture aval (4) est annulaire de section triangulaire dont l'hypoténuse est concave. 4.- Robinet à boisseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la garniture amont (3) est en élastomère. 5.--Robinet à boisseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la garniture aval (4) est en PTFE. 6.- Robinet à boisseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la garniture aval (4) fait office de siège d'un clapet anti-retour (18). 7.- Robinet à boisseau selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce que la garniture aval (4) est annulaire, d'axe Y-Y et présente une surface (10), plane perpendiculaire à l'axe Y-Y ; sa face radiale interne présentant successivement à partir de la surface (10) un alésage cylindrique (11), un alésage (12), par exemple cylindrique (12) de diamètre inférieur au premier relié à l'alésage (11) par un épaulement (13) servant de siège au clapet (18). 8.- Robinet à boisseau selon les revendications 1, 6 et 7, caractérisé en ce que la face radiale externe de la garniture aval (4) présente successivement à partir de la surface (10) un filetage (15) et un usinage (16) relié au filetage (15) par un épaulement (17).