Brevet FR2672955A1 — publié le 19920821

Tête de robinet placée comme pièce constitutive dans un robinet " La présente invention concerne une tête de robinet avec un boîtier ayant des orifices d'entrée et de sortie susceptibles d'être placés dans un corps de robinet, et dans lequel, en amont, transversalement par rapport à l'axe longitudinal, on a un disque avec au moins un orifice de passage monté non rotatif comme siège de robinet, et sur lequel est monté un organe d'obturation en forme de disque tournant ayant au moins un orifice de sortie, axialement en aval, le disque rotatif étant maintenu solidairement en rotation sur un organe d'entraînement que l'on peut tourner de l'extérieur et qui s'appuie axialement sur15 le boîtier, et l'orifice d'entrée qui est réalisé sur la face avant du boîtier est relié au canal d'alimentation du corps du robinet par un joint. On connaît une telle tête de robinet selon le document DE 31 40 353 Al Dans ce robinet, pour réduire la force de réglage, il est prévu une plaque de recouvrement supplémentaire qui s'appuie dans le boîtier et le volume entre la plaque de recouvrement et le disque non rotatif est rempli d'un élément élastique Cela permet de réduire considérablement la force d'application des deux disques, car la pression du fluide n'est pas appliquée contre le disque inférieur à cause de la plaque de recouvrement De ce fait, de faibles forces de commande ou de réglage servent pour actionner le robinet Cette disposition est toutefois d'une fabrication relativement coûteuse. La présente invention a pour but de créer un robinet correspondant au type défini ci-dessus, qui soit d'une fabrication relativement simple et pour lequel, les deux disques puissent être montés avec une pression minimale d'application, relativement faible, de façon qu'en fonctionnement normal, des forces de commande réduites servent à actionner le robinet. A cet effet, l'invention concerne un robinet correspondant au type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le disque solidaire en rotation du boîtier est maintenu axialement contre un épaulement du boîtier et les deux disques comportent au niveau de l'axe, un perçage traversant qui forme un canal entre la zone d'alimentation en amont jusqu'à une chambre de contre- pression entre l'organe d'entraînement et le disque rotatif, la surface active du disque rotatif dans la chambre de contre-pression étant dimensionnée pour que le disque rotatif en position de fermeture soit poussé contre le disque non rotatif par la pression du fluide appliqué. La réalisation selon l'invention permet en particulier de définir la pression d'application des deux disques d'obturation essentiellement à partir de la pression du fluide appliqué, et en modifiant les surfaces dans la chambre de contre-pression, la pression de réunion créée par la pression du fluide pour réaliser l'étanchéité se règle à un minimum nécessaire pour que des forces relativement faibles soient suffisantes pour permettre d'actionner la tête de robinet dans des conditions normales Ce n'est que pour des pointes de pression ou des augmentations de pression qu'il faut exercer une force de manoeuvre plus importante bien que cela assure que les deux disques d'obturation restent pressés de façon étanche indépendamment de la pression appliquée par le fluide. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la surface de pression active du disque tournant dans la chambre de contre-pression est supérieure environ de 20 % par rapport à la surface d'étanchéité du disque exposée au fluide en amont. Suivant une autre caractéristique, la chambre de contre- pression dans l'organe d'entraînement est en forme de cavité concentrique à l'axe. Suivant une autre caractéristique, il est prévu une rainure annulaire pour un joint d'étanchéité prévu dans la cavité et le disque rotatif est encastré avec un prolongement cylindrique dans la cavité de façon que le joint d'étanchéité mis en place assure l'étanchéité entre l'organe d'entraînement et la surface enveloppe du prolongement. Suivant une autre caractéristique, il est prévu un ressort entre l'organe d'entraînement et le disque rotatif, ressort qui pousse le disque rotatif avec une force minimale contre le disque non rotatif. Suivant une autre caractéristique, un joint d'étanchéité est prévu sur la face aval du disque rotatif, joint qui crée l'étanchéité par rapport à la face frontale de la cavité avec l'organe d'entraîne- ment et une pression minimale pour presser le disque rotatif contre le disque non rotatif. Suivant une autre caractéristique, le joint s'applique sur la face du disque non rotatif pour le branchement à un canal d'alimentation d'un robinet et ce disque, après vissage dans le robinet pousse contre l'épaulement du boîtier, l'étanchéité étant réalisée par les deux faces frontales du joint d'étanchéité appliqué contre le disque et le robinet. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de divers exemples de réalisation représentés aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une tête de robinet placée comme ensemble constructif dans un robinet. la figure la montre un détail de la vanne de la figure 1 à échelle agrandie. la figure 2 montre le disque tournant de la figure 1 vu à partir du côté amont. la figure 3 montre le disque de la figure 2 suivant le plan de coupe III. la figure 4 montre le disque non rotatif de la figure 1 suivant le plan de coupe IV de la figure 5. la figure 6 montre un autre exemple de réalisation de la vanne constituant un ensemble constructif, montré en coupe longitudinale. la figure 7 est une vue à partir de l'amont du disque tournant de la figure 6. la figure 8 montre le disque de la figure 7 coupé par le plan de coupe VIII. Dans un but de simplification, on a utilisé les mêmes références aux dessins pour désigner les mêmes éléments ou des éléments analogues. La tête de robinet représentée à la figure 6 est montrée dans sa position de montage dans un corps de robinet 5 représenté seulement partiellement La tête de robinet elle-même constitue un ensemble constructif placé dans un corps 1 en forme de manchon et muni d'un filetage 11 correspondant au filetage de tube 3/4 pouces pour être monté dans le robinet 5. Concentriquement à l'axe 10, dans le corps 1, un perçage traversant 12 reçoit un organe d'entraînement 2 L'organe d'entraînement 2 s'appuie axialement par l'intermédiaire d'une bague de glissement 14 contre un épaulement du boîtier 1 Pour actionner en rotation l'organe d'entraînement 2, il y a une broche 21 qui sort de manière étanche du boîtier 1 et l'extrémité intérieure de la broche 21 est logée par une traversée 211 dans une rainure transversale correspondante de l'organe d'entraînement 2 pour que les deux pièces soient reliées solidairement en rotation Sur la face avant opposée de l'organe d'entraînement 2, on a un disque rotatif 4 en matière céramique; l'organe d'entraînement 2 vient prendre avec ses ergots d'accouplement 25 dans les cavités correspondantes du disque 3 pour assurer une liaison solidaire en rotation A l'aide de la broche 21, on fait tourner le disque 4 dans le boîtier 1. Au niveau de la zone d'extrémité du boîtier 1, du côté amont, dans un perçage 12 agrandi, on a un épaulement 13 comme cela apparaît notamment à la figure la Un disque non rotatif 3 en matière céramique introduit dans le boîtier 1 par la face amont, s'appuie contre cet épaulement 13 Pour le blocage en rotation, le disque 3 peut comporter à sa périphérie des parties en saillie 32 qui viennent prendre dans des rainures correspondantes du boîtier 1 En variante, on peut également réaliser le montage bloqué en rotation du disque 3 par une liaison par frottement à l'aide d'un joint 6 pressé entre la face frontale amont du disque 3 et une partie en saillie du robinet 5 Le disque 3 non rotatif prévu en amont comporte deux orifices de passage 31 diamétralement opposés comme cela apparaît notamment aux figures 4 et En outre de manière concentrique à l'axe 10, le disque comporte un perçage traversant 30. Le disque rotatif 4 comporte également un perçage traversant 40 concentrique à l'axe 10 comme cela apparaît aux figures 2 et 3; il possède de manière correspondante deux orifices de passage 43 diamétralement opposés Les orifices de passage 43 sont réalisés en forme de fentes sur la face frontale amont et il est prévu en même temps une entrée axiale et ainsi une sortie radiale Un prolongement cylindrique 41 est réalisé sur la face frontale du disque 4 située du côté aval Le prolongement 41 vient prendre en position de montage dans une cavité 22 de l'organe d'entraînement 2 comme cela apparaît à la figure 1 Le prolongement 41 forme ainsi avec la cavité 22 une chambre de contre-pression 20 qui communique par les perçages traversants 40, 30 avec le fluide sous pression situé en amont. Pour assurer l'étanchéité de la chambre de contre-pression 20, la zone d'enveloppe de la cavité comporte une rainure annulaire 23 pour recevoir un joint d'étanchéité 24; le joint 24 assure une étanchéité entre la surface enveloppe cylindrique du prolongement 41 et de rainure annulaire 23 tel que le prolongement cylindrique 41 puisse coulisser de manière limitée axialement avec le disque rotatif 4. Pour créer une force d'application minimale par laquelle le disque rotatif 4 est poussé contre le disque 3 non rotatif, un ressort 42 est prévu entre la face frontale de la cavité 22 et celle du prolongement 41. La tête de robinet peut se monter de manière suivante: On glisse tout d'abord la broche 21 avec l'organe d'entraînement 2 et disque rotatif 4 dans le perçage 12 du boîtier 1 qui va en s'élargissant du côté amont Puis, le disque non rotatif 3 est glissé contre l'épaulement 13 dans le boîtier 1 et le joint 6 est mis en place Le joint 6 peut être dimensionné pour maintenir les composants de la vanne dans le perçage 12 en position d'engagement par une liaison par frottement. Puis, la tête de robinet constituant un ensemble constructif peut être vissée de manière étanche dans le corps d'un robinet 5 par le filetage 11 Au cours de ce vissage, le joint 6 arrive en appui par la face frontale amont contre la paroi d'un canal d'alimentation 50 du robinet 5 et est pressé entre la face frontale du disque tournant 3 et le robinet 5 pour que le disque 3 soit maintenu fixe par une liaison par frottement dans la mesure o il n'y a aucune liaison par la forme réalisée par des parties en saillie radiales Le fluide qui arrive du canal d'alimentation 5 est ainsi conduit de manière étanche contre le disque 3 et il peut être délivré par les orifices radiaux 15 de la paroi du boîtier 1 à un canal d'évacuation 51 lorsque les orifices de passage 31, 43 se recouvrent plus ou moins La pression du fluide appliquée contre la face frontale du disque 3, du côté amont, est transmise par les perçages traversants 30, 40 placés l'un derrière l'autre, à la chambre de contre-pression 20 et elle agit ainsi dans la direction opposée, contre la face frontale du disque tournant 4 au niveau de la chambre de contre- pression 20 La surface de pression active du disque tournant 4 dans la chambre de contre-pression 20 est toujours supérieure d'environ 20 % à la surface d'étanchéité amont sollicitée au maximum par le fluide du disque 4 Cela garantit qu'en fonction de la pression existante du fluide, le disque 4 est toujours poussé contre le disque 3 maintenu solidairement en rotation dans le boîtier 1 Pour que les disques 3, 4 soient appliqués l'un contre l'autre même lorsque la vanne est démontée, on a un ressort 42. L'exemple de réalisation de l'invention représenté aux figures 6 à 8 correspond dans une très large mesure à celui qui vient d'être décrit Seul le disque tournant 4 avec l'organe d'entraînement 2 sont réalisés différemment L'organe d'entraînement 2 constitue une seule pièce avec la broche 21 Le disque 4 ne comporte pas de prolongement cylindrique 41 sur sa face frontale aval, mais est plan Dans l'organe d'entraînement 1, la chambre de contre-pression 20 est également réalisée sous forme de cavité 22 et entre la face frontale de la cavité 22 et le disque 4, on a un joint d'étanchéité 24 qui assure d'une part l'étanchéité par rapport à la zone située en aval et qui d'autre part presse le disque 4 contre le disque 3 avec une force de pression minimale par le ressort 42. Le fonctionnement de cette vanne correspond pour le reste à celui du premier exemple de réalisation. REVENDICATIONS 1) Tête de robinet comprenant un boîtier muni d'orifices d'entrée et de sortie et qui peut se placer dans un robinet, et dans lequel, en amont, transversalement par rapport à l'axe longitudinal, il est prévu un disque bloqué en rotation, comportant au moins un orifice de passage constituant un siège de vanne, et contre lequel vient s'appliquer un organe d'obturation en forme de disque tournant ayant au moins un orifice de passage, axialement en aval, le disque rotatif étant maintenu solidairement en rotation sur un organe d'entraînement susceptible d'être tourné de l'extérieur et qui s'appuie axialement dans le boîtier, et l'orifice d'entrée réalisé dans la face frontale du boîtier est relié par un joint à un canal d'alimentation du robinet, tête de robinet caractérisée en ce que le disque ( 3) solidaire en rotation du boîtier ( 1) est maintenu axialement contre un épaulement ( 13) du boîtier ( 1) et les deux disques ( 3, 4) comportent au niveau de l'axe ( 10), un perçage traversant ( 30, 40) qui forme un canal entre la zone d'alimentation en amont jusqu'à une chambre de contre-pression ( 20) entre l'organe d'entraînement ( 2) et le disque rotatif ( 4), la surface active du disque rotatif ( 4) dans la chambre de contre-pression ( 20) étant dimensionné pour que le disque rotatif ( 4) en position de fermeture soit poussé contre le disque ( 3) non rotatif par la pression du fluide appliqué. 20) Tête de robinet selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de pression active du disque tournant ( 4) dans la chambre de contre-pression ( 20) est supérieure environ de 20 % par rapport à la surface d'étanchéité du disque ( 4) exposée au fluide en amont. ) Tête de robinet selon la revendication 1 et 2, caractérisée en ce que la chambre de contre- pression ( 20) dans l'organe d'entraînement ( 2) est en forme de cavité ( 22) concentrique à l'axe ( 10). 40) Tête de robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par une rainure annulaire ( 23) pour un joint d'étanchéité ( 24) prévu dans la cavité ( 22) et le disque rotatif ( 4) est encastré avec un prolongement cylindrique ( 41) dans la cavité ( 22) de façon que le joint d'étanchéité ( 24) mis en place assure l'étanchéité entre l'organe d'entraînement ( 22) et la surface enveloppe du prolongement ( 41). ) Tête de robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par un ressort ( 42) entre l'organe d'entraînement ( 2) et le disque rotatif ( 4), ressort qui pousse le -disque rotatif ( 4) avec une force minimale contre le disque ( 3) non rotatif. 60) Tête de robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par un joint d'étanchéité ( 24) prévu sur la face aval du disque rotatif ( 4), joint qui crée l'étanchéité par rapport à la face frontale de la cavité ( 22) avec l'organe d'entraînement ( 2) et une pression minimale pour presser le disque rotatif ( 4) contre le disque ( 3) non rotatif. ) Tête de robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le joint ( 8) s'applique sur la face du disque ( 3) non rotatif pour le branchement à un canal d'alimentation ( 50) d'un robinet ( 5) et ce disque, après vissage dans le robinet ( 5) pousse contre l'épaulement ( 13) du boîtier ( 1), l'étanchéité étant réalisée par les deux faces frontales du joint d'étanchéité ( 6) appliqué contre le disque ( 3) et le robinet ( 5).