Brevet FR2921708A1 — publié le 20090403

La présente invention concerne le domaine technique des robinets ou des vannes au sens général et elle vise plus précisément les robinets comportant dans un corps, un obturateur papillon à portée asymétrique sphérique commandé en rotation pour fermer ou ouvrir un passage pour un fluide. L'objet de la présente invention concerne plus particulièrement des robinets de ce type réalisés en une matière plastique. Selon un exemple préféré d'application, l'objet de l'invention concerne un robinet destiné à équiper une unité de traitement d'un fluide gazeux telle qu'une unité de chlore gazeux. De manière classique, un tel robinet comporte un corps pourvu intérieurement d'un siège annulaire rapporté sur lequel est apte à coopérer un obturateur papillon à portée asymétrique sphérique commandé en rotation. Un tel siège annulaire comporte une bague d'étanchéité coopérant avec l'obturateur papillon pour assurer la fermeture étanche du robinet. Un tel robinet est destiné à être utilisé dans de nombreuses installations. Dans certaines conditions d'utilisation, un tel robinet peut être soumis à des températures relativement élevées, par exemple, de l'ordre de 90° C et à des pressions importantes. Tel est le cas, par exemple, dans les unités de fabrication de chlore gazeux. Dans de telles conditions d'utilisation, l'obturateur d'un tel robinet est à même de se bloquer en position de fermeture, ce qui conduit à une difficulté voire à une impossibilité de réouverture. La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients énoncés ci-dessus en proposant un nouveau robinet à obturateur papillon à portée asymétrique sphérique, conçu pour permettre de répéter les opérations de fermeture et d'ouverture alors même que le robinet est soumis à des pressions et à des températures importantes. Pour atteindre un tel objectif, l'objet de l'invention concerne un robinet comportant un corps délimitant un alésage de communication avec des tubulures, le corps étant pourvu intérieurement d'un siège annulaire rapporté sur lequel est 30 apte à coopérer un obturateur papillon à portée asymétrique sphérique commandé en rotation pour obturer de manière étanche ou ouvrir au moins en partie l'alésage. Selon l'invention : - l'obturateur papillon comporte une portée d'appui avec un rayon d'attaque de courbure circulaire, - le siège annulaire comporte une bague pourvue d'une gorge annulaire définissant une zone d'appui déformable en flexion sous l'action de la portée de l'obturateur papillon. Selon une caractéristique de l'invention, la bague est montée à l'intérieur d'une enveloppe de protection. Avantageusement, la gorge annulaire est aménagée dans la bague selon une direction inclinée par rapport à l'axe de rotation de l'obturateur. Par exemple, la gorge annulaire est inclinée par rapport à la face transversale de la bague selon un angle a compris entre 44 et 46°. Selon un exemple de réalisation, l'obturateur papillon comporte un diamètre nominal tel que le rapport du diamètre nominal sur le rayon d'attaque de la portée d'appui est égal : - à 21 � 5 pour des valeurs du diamètre nominal comprises entre 50 et 500 mm et, - à 31 � 5 pour des valeurs du diamètre nominal supérieures à 500 mm. Selon une caractéristique de l'invention, l'enveloppe est réalisée en TFM. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague est réalisée en EPDM. Selon un exemple de réalisation, l'obturateur papillon est réalisé en PVDF. Avantageusement, le siège annulaire est monté sur le corps à l'aide d'une bague de fixation. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La Figure 1 est une vue en éclaté d'un exemple de réalisation d'un robinet conforme à l'invention. La Figure 2 est une coupe élévation du robinet conforme à l'invention avec l'obturateur placé en position ouverte. La Figure 3 est une coupe transversale prise sensiblement selon les lignes III-III de la Fig. 2. La Figure 4 illustre un détail caractéristique du robinet conforme à l'invention, désigné IV à la Fig. 3. La Figure 5 est une vue en coupe élévation du robinet conforme à l'invention avec l'obturateur placé en position fermée. La Figure 6 est une coupe transversale prise sensiblement selon les lignes V-V de la Fig. 5. Tel que cela ressort plus précisément des Fig. 1 à 6, l'objet de l'invention concerne un robinet 1 comportant un obturateur papillon à portée asymétrique sphérique 2. Le robinet 1 comporte un corps 3 de forme tubulaire délimitant intérieurement un alésage 4 de communication avec une première et une deuxième tubulure non représentées. L'alésage 4 présente une section circulaire avec un axe longitudinal de symétrie x. De manière classique, le corps 3 présente deux faces transversale 5 s'étendant parallèlement entre elles, de part et d'autre du corps 3 et selon un plan perpendiculaire à l'axe de symétrie x. Le corps 3 assure, par ses faces 5, le montage de tubulures de raccordement de tout type à l'aide de moyens d'assemblage connus en soi. Le corps 3 est pourvu diamétralement d'un alésage 8 qui s'étend selon une direction y perpendiculaire à l'axe longitudinal x de l'alésage 4. L'alésage 8 est destiné à recevoir un axe 11 de commande en rotation de l'obturateur 2. Une partie de l'axe 11 s'étend en saillie en dehors du corps 3 pour permettre sa liaison avec un organe de commande en rotation motorisé ou manuel. Tel que cela ressort plus précisément des Fig. 1 à 3, l'obturateur 2 se présente sous la forme d'un disque de section circulaire présentant une face plane 12 prolongée à la périphérie par une portée d'appui sphérique 13. A l'opposé de la face plane 12, l'obturateur 2 est pourvu d'un manchon 15 dans lequel est aménagé un trou de passage 16 pour l'axe 11. Ce trou 16 présente une section droite prismatique complémentaire de celle de l'axe 11 pour assurer une liaison en rotation entre l'axe 11 et l'obturateur 2. Tel que cela ressort plus précisément de la Fig. 3, l'axe de rotation 11 de l'obturateur 2 se trouve donc décalé par rapport à la portée d'appui 13 destiné à coopérer avec un siège rapporté annulaire 21 porté par le corps 3. Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, l'obturateur papillon 2 comporte une portée d'appui 13 avec un rayon d'attaque r de section circulaire. Avantageusement, l'obturateur papillon 2 comporte un diamètre nominal D tel que le rapport du diamètre nominal D sur le rayon d'attaque r de la portée d'appui 13 est égal à 21�5 pour des valeurs du diamètre nominal comprises entre 50 et 500 mm tandis que le rapport du diamètre nominal D sur le rayon d'attaque r de la portée d'appui 13 est égal à 31�5 pour des valeurs du diamètre nominal D qui sont supérieures à 500 mm. Selon une caractéristique préférée de réalisation, l'obturateur 2 est réalisé en une matière plastique, de préférence, en PVDF (Polyfluorure de Vinylidène). Tel que cela ressort plus précisément des Fig. 1 et 3, le siège annulaire 21 est destiné à être monté à l'intérieur d'un dégagement cylindrique 22 aménagé à partir de l'une des faces 5 du corps 3 en étant centré sur l'axe x. Le siège annulaire 21 est maintenu en position sur le corps 3 à l'aide d'une bague de fixation 24 apte à être fixée par des moyens 25 sur la face transversale 5 du corps 3. Selon une caractéristique de l'objet de l'invention qui ressort plus précisément de la Fig. 4, le siège annulaire 21 comporte une bague annulaire 30 présentant deux faces transversales ou radiales 301 s'étendant parallèlement l'une à l'autre en étant perpendiculaires à l'axe x. Ces faces transversales 301 sont reliées entre elles par une face axiale interne 302 à profil circulaire. Cette bague 30 présente une face coaxiale externe 303 à profil droit dont le diamètre est sensiblement égal, au jeu près, au diamètre du dégagement cylindrique 22. Selon une caractéristique de l'invention, la bague 30 est pourvue d'une gorge annulaire 31 définissant une zone d'appui 33 déformable en flexion sous l'action de la portée 13 de l'obturateur papillon. La gorge annulaire 31 est aménagée à partir de la face transversale 301 située vers l'intérieur du corps 3. Par exemple, cette gorge 31 présente une section droite transversale rectangulaire. Selon une caractéristique préférée de réalisation qui apparaît aux Fig. 3 et 4, la gorge annulaire 31 est aménagée dans la bague 30 selon une direction inclinée par rapport à la face transversale 301. Par exemple, la gorge annulaire 31 est inclinée par rapport à la face transversale 301 de la bague selon un angle a compris entre 44 et 46°. La gorge annulaire 31 est aménagée de manière inclinée en étant orientée en direction de la face axiale interne 302 de sorte que la zone d'appui déformable en flexion 33 est formée par la partie de la bague située entre la gorge 31 et la face axiale interne 302, cette partie de la bague s'étendant à partir de la face transversale 301 dans laquelle est réalisée la gorge 31. Avantageusement, la bague 30 est réalisée en une matière élastomère et de préférence en EPDM (Ethylène Propylène Diène Monomère). Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, la bague 30 est montée à l'intérieur d'une enveloppe ou jaquette de protection 36. L'enveloppe de protection 36 présente une section droite transversale en U enveloppant les faces transversales 301 et la face axiale interne 302 de la bague. Selon une caractéristique préférée de réalisation, l'enveloppe 36 est réalisée en une matière plastique telle qu'un PTFE commercialisé sous l'appellation de �TFM � (marque déposée). Il doit être compris que lors de la fermeture du robinet (Fig. 5 et 6), l'obturateur 2 est destiné à venir en appui par sa portée d'appui 13, sur le siège annulaire 21 et plus précisément sur la zone d'appui 33. L'appui de l'obturateur 2 sur cette zone 33 conduit à sa flexion permettant de garantir en combinaison avec le rayon de la portée d'appui 13, une étanchéité et un non blocage de l'obturateur en position de fermeture. Il est à noter que l'enveloppe 36 en un PTFE commercialisé sous l'appellation de � TFM � (marque déposée), participe à la déformation contribuant ainsi à l'étanchéité, en position de fermeture, et à un non blocage de l'obturateur en position fermée. L'obturateur 2 peut ainsi passer facilement de sa position de fermeture à sa position d'ouverture. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses 30 modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Robinet comportant un corps (3) délimitant un alésage (4) de communication avec des tubulures, le corps (3) étant pourvu intérieurement d'un siège annulaire rapporté (21) sur lequel est apte à coopérer un obturateur papillon à portée asymétrique sphérique (2) commandé en rotation pour obturer de manière étanche ou ouvrir au moins en partie l'alésage (4), caractérisé en ce que : - l'obturateur papillon (2) comporte une portée d'appui (13) avec un rayon d'attaque de courbure circulaire, - le siège annulaire (21) comporte une bague (30) pourvue d'une gorge 10 annulaire (31) définissant une zone d'appui (33) déformable en flexion sous l'action de la portée (13) de l'obturateur papillon. 2 - Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (30) est montée à l'intérieur d'une enveloppe de protection (36). 3 - Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge 15 annulaire (31) est aménagée dans la bague (30) selon une direction inclinée par rapport à l'axe de rotation de l'obturateur. 4 - Robinet selon la revendication 3, caractérisé en ce que la gorge annulaire (31) est inclinée par rapport à la face transversale (30x) de la bague selon un angle a compris entre 44 et 46°. 20 5 - Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur papillon (2) comporte un diamètre nominal (D) tel que le rapport du diamètre nominal (D) sur le rayon (r) d'attaque de la portée d'appui (13) est égal : - à 21 + 5 pour des valeurs du diamètre nominal comprises entre 50 et 500 mm et, 25 - à 31 + 5 pour des valeurs du diamètre nominal supérieures à 500 mm. 6 - Robinet selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe (36) est réalisée en un PTFE commercialisé sous l'appellation de � TFM � (marque déposée). 7 - Robinet selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la 30 bague (30) est réalisée en EPDM. 8 - Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur papillon (2) est réalisé en PVDF. 9 - Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège annulaire (21) est monté sur le corps (3) à l'aide d'une bague de fixation (24).