Brevet FR2916827A1 — publié le 20081205

DISPOSITIF SPHERIQUE INTEGRE DANS LE CORPS DE ROBINET OU VANNE A USAGE INDUSTRIEL L'invention se rattache au secteur technique des robinets et vannes à usage industriel équipant des installations, matériels et par exemple ferroviaire. On utilisera dans la suite de la description le terme générique robinet pour identifier ces produits et leur équivalent dans les mêmes fonctions. 10 Ces robinets destinés à autoriser ou empêcher le passage de fluide à travers des canalisations incluent dans leur corps un dispositif sphérique qui présente un alésage intérieur diamétral pour autoriser le passage de fluide en situation d'ouverture. Le dispositif sphérique présente des parois qui, lorsque 15 le robinet est en phase fermée, viennent obturer avec l'adjonction de garnitures d'étanchéité la débouchure des conduits de canalisation. Le mouvement de rotation du dispositif sphérique sur un quart de tour exige donc un agencement dudit dispositif sphérique pour coopérer avec un moyen entraîneur lui-même intégré dans le corps du robinet et accessible pour être 20 manoeuvré. Différentes solutions selon l'art antérieur existent, exploitées par le Demandeur et/ou des tiers fabricants. 25 On a ainsi représenté figure 1 un dispositif réalisé sous forme d'une sphère flottante (1) avec un alésage intérieur diamétral (la) et sur une partie supérieure une forme fraisée (lb) dénommée rainure bateau par les milieux professionnels qui permet le positionnement et guidage d'un outil de commande (non représenté) ayant une forme complémentaire mâle pour permettre, après engagement dans ladite rainure bateau, l'adaptation et la rotation sur un quart de tour du dispositif sphérique. Cette solution présente l'inconvénient d'être montée flottante en se déplaçant sous l'effet des pressions exercées en accentuant un collage dû à l'effet de la pression exercée, ce qui augmente très sensiblement le couple de manoeuvre. Une autre solution représentée figure 2 a été de concevoir un dispositif sphérique (2) doublement arbré, c'est-à-dire présentant de part et d'autre de la partie sphérique des parties d'arbre (2a-2b) en saillie diamétralement opposées, l'une supérieure, l'autre inférieure. La partie supérieure (2a) constitue un arbre généralement plus long pour se prolonger avec la partie d'entraînement (2c) en rotation du dispositif (2). L'alésage (2d) autorise le passage de fluides. Un tel dispositif sphérique (2) est ainsi montré figure 3 avec son montage sur un corps (3) de robinet. Ce dernier présente ainsi deux demi-brides (3a-3b) présentant axialement un alésage (3c) dans le sens de circulation et passage de fluide, des bagues (4) centrées dans ledit alésage avec un rainurage (4a) pour la réception de garnitures d'étanchéité (5) et des moyens (6-7) de maintien et guidage desdites bagues. Des joints d'étanchéité (8) sont disposés aux endroits appropriés de manière bien connue. La partie arbre (2b) inférieure est en contact avec une bague de frottement (9) disposée dans le fond (3b 1) aménagé de la bride (3b) et d'une autre bague de frottement disposée en regard de la portée cylindrique de l'arbre supérieur (2a). La partie arbrée (2a) est aussi guidée dans un logement (2e) formé sur les brides en regard avec des garnitures d'étanchéité (5). La partie de commande (20) en rotation est accouplée à l'extrémité supérieure de la partie arbre (2a). Le dispositif sphérique doublement arbré est monobloc et exige des opérations d'usinage importantes avec corollairement un agencement du corps de robinet. Dans cette mise en oeuvre, on supprime tout déplacement transversal du dispositif qui est parfaitement guidé. Il y a seulement possibilité de déplacement vertical sous l'effet des pressions exercées. Le montage est complexe et coûteux. Il a aussi été proposé figure 4 un dispositif sphérique (2) dans une configuration doublement arbrée et équilibrée, la partie arbre supérieure en débordement de la sphère étant agencée avec un rainurage autorisant l'insertion d'un dispositif entraîneur complémentaire indépendant. L'ensemble de ces solutions illustrées aux figures 1 à 4 présente ainsi de nombreux inconvénients, au niveau des coûts de fabrication, des coûts des matières, des volumes et encombrements résultant de leurs formes, de la complexité des corps de robinets pour les recevoir, et de leur difficulté de montage et des couples de manoeuvre nécessaires. La démarche du Demandeur a donc été de réfléchir à un agencement différent du dispositif sphérique ayant pour but de simplifier la réalisation des corps de robinet et montage, de garantir une étanchéité optimum, et de permettre, par une simplification de fabrication, des économies coût/matière conséquentes. C'est donc dans le cadre de cette démarche et ayant cette connaissance et pratique depuis de très nombreuses années des dispositifs sphériques de l'art antérieur que le Demandeur a conçu et imaginé une nouvelle configuration du dispositif sphérique selon l'invention. La solution apportée apporte les avantages techniques sur la maîtrise du couple de manoeuvre et d'entraînement, et aussi des coûts de fabrication et de montage réduits et simplifiés. Ainsi, selon l'invention, le dispositif sphérique intégré dans le corps de robinet à usage industriel notamment est remarquable en ce qu'il inclut directement dans le volume de la partie sphérique et sans débordement des parties diamétralement opposées par rapport au conduit transversal de passage de fluide des moyens servant à l'entraînement en rotation du dispositif dans le corps du robinet. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustrée d'une manière non limitative aux figures des dessins où : - la figure 1 est une vue en perspective selon l'art antérieur d'un dispositif sphérique pour corps de robinet dans une version à montage flottant. - la figure 2 est une vue en perspective selon l'art antérieur d'un dispositif sphérique dans une seconde version dite doublement arbrée. - la figure 3 est une vue en coupe transversale illustrant le montage du dispositif sphérique selon la figure 2 dans un corps de robinet. - la figure 4 est une vue en perspective selon l'art antérieur d'un dispositif sphérique dans une troisième version dite doublement arbrée équilibrée. - la figure 5 est une vue en perspective du dispositif sphérique selon l'invention dans une première mise en oeuvre avec évidement carré pour l'entraînement. - la figure 6 est une vue en perspective du dispositif sphérique selon l'invention dans une seconde mise en oeuvre avec évidement rainuré pour l'entraînement. - la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 6. - la figure 8 est une vue en coupe illustrant le montage du dispositif sphérique selon la figure 7. - la figure 9 est une vue en coupe transversale illustrant le montage du dispositif selon les figures 7 et 8 dans un corps de robinet. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. 15 Le dispositif sphérique selon l'invention est référencé par (10) et s'adapte dans un corps de robinet (11). Le dispositif inclut directement dans le volume de la partie sphérique et sans débordement en des parties diamétralement opposées les moyens servant à l'entraînement en rotation du 20 dispositif dans le corps du robinet. Dans la première version représentée figure 5, la sphère présente un alésage classique transversal (10a) et de part, et d'autre et en opposition, une forme évidée (10b) obtenue par fraisage par exemple, avec au centre un bossage (10c) dont la partie supérieure (1 Oc 1) a un profil curviligne pour s'intégrer et correspondre au plan extérieur de la 25 sphère. Le bossage présente un évidement carré (1Od) pour l'insertion de l'outil d'entraînement. Selon la configuration, la forme évidée (10b) entourant le bossage (10c) est délimitée extérieurement par un rebord circulaire (10f) qui correspond ainsi au profil de la sphère dans sa continuité. Cela permet avantageusement d'avoir une zone (Z) entre l'alésage transversal (10a) et la bordure extérieure du rebord (10f) et d'avoir un emplacement suffisant pour le positionnement des garnitures d'étanchéité. En variante, la forme évidée (10b) peut ne pas être délimitée par le rebord circulaire (10f) et venant adjacente au profil extérieur de la sphère. Dans sa partie opposée, la sphère présente un alésage (10g) qui sert de positionnement au moyen d'ancrage dans le corps du robinet. Selon la variante de la figure 6, le bossage (1Oc) est remplacé par deux plots profilés (10h) à faces parallèles en regard définissant entre eux un espace e pour le passage de l'outil d'entraînement. Le plan supérieur (10hl) desdits plots est aussi curviligne pour être dans la continuité de la forme de la sphère. Dans cette mise en oeuvre également, on a ou non un rebord circulaire (10f) en extrémité de la zone évidée. Si l'on se réfère à la figure 8, le montage du dispositif sphérique (10) selon l'invention dans le corps de robinet, on a représenté par (12) l'entraîneur monté par rapport à une douille (13) vissée sur le corps aménagé à cet effet. Des joints d'étanchéité (14) et paliers de frottement (15) ont été introduits dans ce montage de manière bien classique. L'entraîneur (12) présente un tenon (12a) en extrémité venant selon le cas dans l'évidement formé sur le bossage (1Oc) ou entre les plots (10h). La douille (13) est agencée avec des trous (13a) pour l'insertion des ergots de l'outil en vue de son montage et serrage. A l'opposé et par rapport à l'alésage (10g), le montage inclut un corps de liaison vissé (16) s'engageant dans un alésage (11b) formé sur le corps de robinet aménagé à cet effet, et une bague de frottement (17) des joints d'étanchéité (18) et des trous (16a) pour le démontage. La solution apportée par l'invention trouve de nombreux avantages. Le dispositif sphérique est de conception plus simple, moins coûteuse à réaliser, avec moins de matière. En outre, le montage est plus simple et si l'on examine la figure 9, il apparaît que les conditions de montage d'un dispositif sphérique selon l'art antérieur avec deux arbres débordant est plus complexe que le montage du dispositif de l'invention. Dans le premier cas, on monte par le haut du corps de robinet le dispositif et dans le second cas, par le canal de passage de fluide lui-même. Cela permet entre autre d'avoir un diamètre de sphère plus important selon l'invention et donc aussi d'avoir un diamètre de passage de fluide plus important. REVENDICATIONS - 1- Dispositif sphérique intégré dans le corps de robinet à usage industriel notamment, caractérisé en ce qu'il inclut directement dans le volume de la partie sphérique et sans débordement des parties diamétralement opposées par rapport au conduit transversal (10a) de passage de fluide des moyens (10c-10f-10g) servant à l'entraînement en rotation du dispositif dans le corps du robinet. -2- Dispositif sphérique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sphère présente un alésage classique transversal (10a) et de part, et d'autre et en opposition, une forme évidée (10b) avec au centre un bossage (1Oc) dont la partie supérieure (1 Oc 1) a un profil curviligne pour s'intégrer et correspondre au plan extérieur de la sphère, et en ce que le bossage présente un évidement carré (10d) pour l'insertion de l'outil d'entraînement. - 3- Dispositif sphérique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la forme évidée (10b) entourant le bossage (1Oc) est délimitée extérieurement par un rebord circulaire (10f) qui correspond ainsi au profil de la sphère dans sa continuité. - 4- Dispositif sphérique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la forme évidée (10b) est adjacente au profil extérieur de la sphère. -5- Dispositif sphérique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend sur le formé évidée (10b) deux plots profilés (10h) à faces parallèles en regard définissant entre eux un espace pour le passage de l'outild'entraînement, et en ce que le plan supérieur (10h1) desdits plots est aussi curviligne pour être dans la continuité de la forme de la sphère. -6- Dispositif sphérique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sphère présente un alésage (10g) diamétralement opposé à la zone évidée (10b) qui sert de positionnement au moyen d'ancrage dans le corps du robinet.