Brevet FR2954444A1 — publié le 20110624

La présente invention concerne d'une manière générale les vannes de distribution de fluides et plus précisément les vannes à boisseau. De manière connue en soi, une vanne à boisseau est une vanne dans laquelle le passage du fluide n'est pas ouvert ou obturé en fonction de la position relative d'un siège et d'un clapet mais en fonction de la position d'un boisseau monté mobile en rotation entre une position d'ouverture et une position de fermeture du passage de fluide. Ledit boisseau est relié à l'organe de commande de ladite vanne et mobile en rotation autour de l'axe de rotation dudit organe de commande. Ledit boisseau a usuellement la forme d'une sphère ou d'un cylindre et présente une première ouverture disposée en regard de la canalisation d'arrivée du fluide dans la vanne et au moins une seconde ouverture destinée à être disposée en regard d'une canalisation de sortie de la vanne dans une position ouverte de ladite vanne pour laquelle le fluide est autorisé à traverser la vanne, ou en regard d'une paroi fermée de la vanne dans la position fermée de la vanne pour laquelle la circulation du fluide est interrompue. En variante, dans les vannes dites inverseuses, la vanne comporte deux orifices de sortie reliés chacun à une canalisation de sortie et le boisseau comporte une seconde ouverture positionnée devant l'un ou l'autre desdits orifices de sortie. Les vannes à boisseau usuelles ont pour inconvénient l'apparition de fuites au cours de leur utilisation. Pour éviter cet inconvénient, il a été proposé des vannes dites céramiques, c'est-à-dire des vannes dont certaines parties sont fabriquées en matière céramique. Ces vannes sont très chères d'une part du fait du coût de la matière, et d'autre part du fait de la nécessité de réaliser des pièces d'une très grande précision ce qui entraîne en plus des coûts de fabrication élevés. Il est également proposé des vannes à boisseau sphérique dans lesquelles la sphère est coiffée de moyens d'étanchéité qu'il est nécessaire d'adapter de manière très précise au boisseau et au corps de vanne. Ces vannes sont également très coûteuses à fabriquer. La présente invention a en conséquence pour but de fournir une vanne économique présentant une bonne étanchéité. A cet effet, l'invention concerne une vanne à boisseau destinée à ouvrir ou fermer la circulation d'un fluide entre une canalisation d'arrivée et une canalisation de sortie du fluide, ladite vanne étant équipée d'un boisseau globalement constitué d'un corps creux portant un embout relié directement ou indirectement à un organe de commande de la vanne, ledit corps étant traversé par une première ouverture disposée en regard d'un premier orifice de la vanne et une seconde ouverture disposée en regard d'un second orifice de la vanne dans la position ouverte de ladite vanne, caractérisée en ce que le boisseau porte un joint constituant une surépaisseur sur sa surface externe. La vanne selon l'invention est encore remarquable en ce que - ledit joint est disposé dans une position diamétralement opposée par rapport à la seconde ouverture du boisseau, de sorte qu'il est en regard du second orifice de la vanne dans la position fermée de ladite vanne, - le boisseau comporte un corps de boisseau rigide et une pièce d'étanchéité souple portant, sur la face externe de sa jupe périphérique, une surépaisseur circulaire positionnée dans une ouverture dudit corps de boisseau, - une frette insérée dans la pièce d'étanchéité rigidifie ladite pièce d'étanchéité et maintient la surépaisseur de sorte qu'elle forme un joint d'étanchéité dépassant de la surface externe dudit corps de boisseau, Suivant une autre forme de réalisation : - ledit joint est disposé sur la surface externe du corps du boisseau, dans une rainure, - le corps comporte des orifices traversants dans le fond de ladite rainure, Le corps du boisseau équipant la vanne selon l'invention peut être cylindrique ou sphérique. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un boisseau pour une vanne selon I'invention, caractérisé en ce que : - le boisseau est moulé en matière plastique et comporte une rainure, - le joint est surmoulé dans la rainure du corps du boisseau. Lorsque des orifices traversant sont percés au fond de la rainure du corps du boisseau, la matière injectée pour constituer le joint coule dans ces orifices et constitue des pions d'ancrage dudit joint dans le corps du boisseau. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une vanne à boisseau, - la figure 2 est une vue éclatée d'un boisseau de vanne suivant une première forme de réalisation de I'invention, - la figure 3 est une vue en coupe du boisseau de la figure 2, - la figure 4 est une vue de côté d'un boisseau de vanne selon une seconde forme de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une vue en perspective du boisseau représenté à la figure 4, - la figure 6 est une vue en perspective d'une troisième forme de réalisation du boisseau de vanne selon l'invention. Comme visible à la figure 1, une vanne V comporte un orifice d'entrée 50 relié à une canalisation d'arrivée de fluide et au moins un orifice de sortie 51 relié à une canalisation de distribution. L'état ouvert ou fermé de ladite vanne V est commandé par un organe de commande C relié à un embout 10 d'un boisseau. La vanne V représentée à titre d'exemple non limitatif à la figure 1 est une vanne dite inverseuse utilisée pour envoyer le fluide, usuellement de l'eau, vers l'un ou l'autre des orifices de sortie 51, la coupure totale de la circulation d'eau est dans ce cas assurée par un robinet externe non représenté au dessin. De manière connue en soi et comme représenté au dessin, un boisseau 1, 100, 110 destiné à être mis en oeuvre dans une vanne à boisseau est globalement constitué d'un corps creux 12, 120, 112, rigide, dont une extrémité 16 est fermée et porte l'embout 10 relié directement ou indirectement à l'organe de commande C de la vanne V. Des rainures circonférentielles 11 sont par exemple prévues pour permettre la mise en place de joints d'étanchéité. L'autre extrémité du boisseau 1, 100, 110 est ouverte et constitue une première ouverture 13 disposée en regard de l'orifice d'entrée 50 raccordé à la canalisation d'arrivée du fluide dans la vanne V. Une seconde ouverture 14 du boisseau est destinée à être disposée en regard d'une canalisation de sortie 51 de la vanne V dans une position ouverte de ladite vanne pour laquelle le fluide est autorisé à traverser la vanne. Dans les exemples de réalisation représentés au dessin, le corps du boisseau 1, 100, 110 est cylindrique. En variante, le boisseau a une forme sphérique portant radialement un embout le reliant à l'organe de cornrnande de la vanne et est percé de deux ouvertures destinées à être positionnées en regard des canalisations d'arrivée et de sortie du fluide dans la vanne. Suivant l'invention, le boisseau 1, 100, 110, rigide, porte un joint 2 disposé sur sa surface externe, et constituant une surépaisseur sur ladite surface externe du boisseau. Ledit joint 2 est disposé dans une position diamétralement opposée par rapport à la seconde ouverture 14 de manière à être en regard de l'orifice de sortie 51 de la vanne V qui doit être fermé. Le joint 2 est ainsi disposé autour du débouché de l'orifice de sortie, entre ledit orifice de sortie 51 et le corps 12, 120, 112 du boisseau 1, 100, 110 de sorte que le fluide s'infiltrant entre ledit corps 12, 120, 112 et la paroi interne de la vanne V ne peut pas fuir par l'orifice de sortie 51 de ladite vanne V. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 2 et 3, le boisseau est composé de trois pièces insérées Ies unes dans les autres : un corps de boisseau 12 rigide, une pièce d'étanchéité 20 souple et une frette de fixation 30 rigide. Le corps 12 du boisseau 1 présente deux ouvertures 14, 15 diamétralement opposées dont seule l'ouverture 14 est destinée à mettre en communication le fluide pénétrant dans la vanne V par l'orifice d'entrée 50 avec l'un des orifices de sortie 51. Une pièce d'étanchéité 20, souple, est insérée dans la partie cylindrique 120 du boisseau 1 et comporte une première extrémité 26, fermée, positionnée en appui contre l'extrémité fermée 16 du boisseau 1 et fixée à celle-ci par tout moyen de type connu, et une seconde extrémité ouverte 23 disposée dans l'orifice d'entrée 13 du boisseau 1. Ladite pièce d'étanchéité 20 comporte de plus une jupe périphérique 22 globalement cylindrique traversée par une ouverture 24 positionnée devant la seconde ouverture 14 du corps 12. Une surépaisseur circulaire 2 créée sur la face externe de la jupe périphérique 22 constitue le joint 2 selon l'invention positionné en regard de la canalisation de sortie 51 dans la position de fermeture de la vanne. La frette 30, rigide, est insérée dans la pièce d'étanchéité et comporte une face d'extrémité 36, fermée, et une jupe périphérique cylindrique 32 traversée par une ouverture 34. Comme représenté à la figure 3, les trois éléments sont insérés les uns dans les autres de sorte que les ouvertures 14, 24, 34 soient en regard les unes des autres de manière à créer une ouverture de sortie du boisseau 1 destinée à être en regard ou non d'un orifice de sortie 51 de la vanne V. La mise en place de la frette 30 rigidifie la pièce d'étanchéité 20 et maintient la surépaisseur 2 de celle-ci dans l'ouverture 15 du corps de boisseau 12 de sorte que ladite surépaisseur forme le joint d'étanchéité 2 dépassant de la surface externe dudit corps de boisseau 12 selon l'invention. Des moyens de fixation 31, par exemple des vis, sont positionnés au travers de perçages 303, 203 et 103 des faces d'extrémité fermées 36, 26 et 16 respectivement de la frette 30, de la pièce d'étanchéité 20 et du corps de boisseau 12. Dans les second et troisième exemples de réalisation représentés aux figures 4 à 6, la face externe du corps 120, 112 porte une rainure 102 destinée à la mise en place du joint 2 suivant l'invention. Ledit joint 2 est par exemple positionné dans ladite rainure 102, des moyens de fixation, tels que de la colle, pouvant être mis en oeuvre pour éviter que le joint 2 sorte de ladite rainure 102 ce qui peut entraîner un coincement de la vanne la rendant inutilisable. Suivant la forme de réalisation représentée à la figure 5, le joint 2 est 30 surmoulé dans la rainure 102 de la surface externe du corps 120 de boisseau au cours de la fabrication par moulage dudit boisseau 100. Dans la seconde forme de réalisation représentée à la figure 6, des orifices traversants sont percés dans le fond de la rainure 102 de sorte que la matière injectée pour constituer le joint 2 passe dans ces orifices et constitue des pions d'ancrage 220 dudit joint 2 dans le corps 112 du boisseau 110. Dans la description qui précède, la première ouverture 13 du boisseau est positionnée en regard de la canalisation d'arrivée du fluide et la seconde ouverture 14 en regard de la canalisation de sortie du fluide, on ne sortirai pas du cadre de la présente invention en inversant les positions des deux canalisations et en positionnant en conséquence le joint 2 en regard de la canalisation d'arrivée d'eau dans la position de 1 d fermeture de la vanne. La disposition suivant l'invention permet d'obtenir une vanne ayant de bonnes caractéristiques d'étanchéité d'une manière simple et économique ce qui rend son utilisation facile dans de nombreux montages pour lesquels il n'est pas envisageable de mettre en oeuvre des dispositifs coûteux. 15 REVENDICATIONS1. Vanne à boisseau destinée à ouvrir ou fermer la circulation d'un fluide entre une canalisation d'arrivée et une canalisation de sortie du fluide, ladite vanne étant équipée d'un boisseau (1, 100, 110) globalement constitué d'un corps creux (12, 120, 112) portant un embout (10) relié directement ou indirectement à un organe de commande (C) de la vanne (V), ledit corps (12, 120, 112) étant traversé par une première ouverture (13) disposée en regard d'un premier orifice de la vanne et une seconde ouverture (14) disposée en regard d'un second orifice de la vanne dans la position ouverte de ladite vanne, caractérisée en ce que le boisseau (1, 100, 110) porte un joint (2) constituant une surépaisseur sur sa surface externe. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit joint (2) est disposé dans une position diamétralement opposée par rapport à la seconde ouverture (14) du boisseau (1, 100, 110), de sorte qu'il est en regard du second orifice de la vanne dans la position fermée de ladite vanne. 3. Vanne selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, caractérisée en ce que le boisseau (1) comporte un corps de boisseau (12) rigide et une pièce d'étanchéité (20) souple portant sur la face externe de sa jupe périphérique (22), une surépaisseur circulaire (2) positionnée dans une ouverture (15) dudit corps de boisseau (12). 4. Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une frette (30) insérée dans la pièce d'étanchéité (20) rigidifie ladite pièce d'étanchéité (20) et maintient la surépaisseur (2) de sorte qu'elle forme un joint d'étanchéité dépassant de la surface externe dudit corps de boisseau (12). 5. Vanne selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit joint (2) est disposé sur la surface externe du corps (120, 112) du boisseau (100, 110), dans une rainure (102). 6. Vanne selon la revendication 5, caractérisée en ce que le corps (112) comporte des orifices traversants dans le fond de ladite rainure (102). 7 7. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps (12, 120, 112) du boisseau (1, 100, 110) est cylindrique. 8. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le corps du boisseau est sphérique. 9. Procédé de fabrication d'un boisseau pour une vanne selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que : - le boisseau (100, 110) est moulé en matière plastique et comporte une rainure (102), - le joint (2) est surmoulé dans la rainure (102) du corps (120, 112) du boisseau (100, 110). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que lorsque des orifices traversant sont percés au fond de la rainure (102) du corps (120, 112) du boisseau (100, 110), la matière injectée pour constituer le joint (2) passe dans ces orifices et constitue des pions d'ancrage (220) dudit joint (2) dans le corps du boisseau.15