Brevet FR3054634A1 — publié le 20180202

CLAPET À BILLE AVEC ROBINET DE PURGE INCORPORÉ La présente invention concerne un clapet à bille avec robinet de purge incorporé, destiné à intercepter un fluide dans divers secteurs de la construction d'installations. On connaît des clapets à bille à deux voies qui incorporent un robinet de purge et qui sont utilisés pour intercepter le fluide dans des installations de chauffage, des installations de climatisation, des installations d'alimentation en eau, des installations sanitaires ou autres. Le robinet de purge sert, clapet fermé, à purger le fluide en amont ou en aval du clapet selon la position de montage, afin de vider une installation ou une colonne de fluide pour des raisons d'entretien, antigel ou autres. Ce type de clapets à bille prévoit un corps de vanne doté, pour la fonction de purge, de deux raccords filetés situés latéralement et opposés l'un à l'autre. Le robinet de purge est vissé sur l'un des raccords, tandis qu'un bouchon est vissé sur l'autre raccord. La position du robinet et la position du bouchon peuvent être inversées lors du montage du clapet dans l'installation si l'emplacement du clapet l'exige. Lors de la mise en place du clapet dans l'installation, le montage du robinet sur le corps de vanne nécessite un certain temps pour l'installateur. De plus, le robinet augmente les dimensions d'encombrement du clapet. Le but de la présente invention est de proposer un clapet à bille avec robinet de purge incorporé qui soit simple et économique à assembler. Un autre but est que ce clapet à bille ait des dimensions d'encombrement réduites. Ce but est atteint avec un clapet à bille avec robinet de purge incorporé tel que 3054634 2 revendiqué dans la revendication 1. Pour mieux comprendre l'invention, une description est fournie ci-après de l'une de ses formes de réalisation, à titre d'exemple et non limitative, illustrée dans les dessins ci-joints, dans lesquels : 5 la fig.1 est une vue en perspective de dessus d'un clapet à bille avec robinet de purge incorporé selon l'invention ; la fig.2 est une vue en perspective de dessus, partiellement en coupe et partiellement en éclaté, du clapet à bille de la fig.1 ; la fig.3 est une vue en perspective de dessous, partiellement en éclaté, du clapet à 10 bille de la fig.1 ; la fig.4 est une vue en perspective de dessus du clapet à bille de la fig.1 avec un élément changé ; la fig.5 est une coupe longitudinale en plan du clapet à bille de la fig.1 dans la position opérationnelle de purge, avec clapet fermé ; 15 la fig.6 montre, dans la coupe de la fig.5, le fonctionnement du clapet à bille de la fig.1 ; la fig.7 est une coupe longitudinale en plan d'un autre clapet à bille selon l'invention dans une position opérationnelle de purge, avec clapet fermé ; la fig.8 montre le fonctionnement du clapet à bille de la fig.7 ; 20 la fig.9 est une coupe longitudinale en plan du clapet à bille de la fig.7 dans une autre position opérationnelle de purge, avec clapet fermé ; la fig.10 montre le fonctionnement du clapet à bille de la fig.7 dans la position opérationnelle de la fig.9. 3054634 3 Le clapet illustré dans les figures 1-6 est indiqué génériquement par le numéro de référence 10. Le clapet à bille 10 a un corps de vanne creux 11 réalisé d'une seule pièce, par exemple par moulage et usinage mécanique successif 5 Le corps de vanne 11 présente un raccord fileté 12 réalisé d'une pièce avec le corps de vanne 11 et un raccord fileté 13, opposé au raccord 12, fixé par vissage au corps de vanne 11. Les raccords 12, 13 sont utilisés pour raccorder le clapet 10 aux tuyauteries d'une installation. En se référant à la fig.5, à l'intérieur du corps de vanne 11, un conduit rectiligne 10 14 est réalisé avec un tronçon de conduit 14A disposé au niveau du raccord 12 en com- munication avec l'extérieur et un tronçon de conduit 14B disposé au niveau du raccord 13 en communication avec l'extérieur du côté opposé par rapport au tronçon de conduit 14A. Toujours en se référant à la fig.5, dans le corps de vanne 11, entre les tronçons de 15 conduit 14A et 14B, un siège intérieur 15 est réalisé, qui loge de façon rotative un obtu- rateur à bille 16, creux, muni de deux trous 17 et 18 coaxiaux et opposés l'un à l'autre. Entre le siège 15 et l'obturateur à bille 16, deux joints annulaires d'étanchéité 19 et 20 sont prévus, opposés l'un à l'autre, au niveau respectivement du tronçon de conduit 14A et du tronçon de conduit 14B. 20 L'obturateur à bille 16 est actionné en rotation, de façon connue, via une com- mande extérieure montée sur le corps de vanne 11 et reliée à l'obturateur à bille 16 au moyen d'une tige. La commande extérieure peut être une commande à levier, illustrée dans la fig.1 et indiquée avec 21, ou bien une commande papillon, illustrée dans la fig.4 3054634 4 et indiquée avec 22. Sur le corps de vanne 11, au niveau du tronçon de conduit 14A, deux sièges de vanne extérieurs cylindriques 23, identiques, sont réalisés, coaxiaux et opposés l'un à l'autre. Chaque siège de vanne extérieur 23 est fileté intérieurement et est en communica- 5 tion avec le tronçon de conduit 14A à travers un trou traversant 24 réalisé dans le corps de vanne 11. Dans la paroi latérale de chaque siège de vanne extérieur 23, un trou traversant 25 de purge est réalisé. Dans un des deux sièges de vanne extérieurs 23, un obturateur cylindrique 26 fileté, muni d'une poignée papillon 27, est inséré par vissage. L'obturateur 26 présente à 10 l'extrémité un joint d'étanchéité discoïdal 28 destiné à fermer de façon étanche le trou 24 quand l'obturateur 26 est complètement vissé dans le siège de vanne extérieur 23. L'obturateur cylindrique 26 et son siège de vanne 23 forment un robinet de purge. Dans l'autre des deux sièges de vanne 23, un bouchon fileté 29, muni d'une entaille 30 pour l'insertion d'un tournevis, est inséré par vissage. Le bouchon 29 présente à 15 l'extrémité un joint d'étanchéité discoïdal 31 destiné à fermer de façon étanche le trou 24 quand le bouchon 29 est complètement vissé dans le siège de vanne extérieur 23. Le fonctionnement du clapet à bille 10 est le suivant. Dans la condition opérationnelle normale d'interception, l'obturateur 26 et le bouchon 29 sont complètement vissés dans les sièges 23 respectifs. En agissant sur la com- 20 mande à levier 21 ou sur la commande papillon 22, l'obturateur à bille 16 est mis en rota- tion entre la position d'ouverture complète et la position de fermeture pour intercepter le fluide qui court dans les tuyauteries de l'installation reliées au clapet à bille 10. La position de fermeture est illustrée dans la fig.5 et, comme on peut le voir, le corps de l'obtu- 3054634 5 rateur à bille 16 et les joints 19 et 20 empêchent tout flux de fluide entre le tronçon de conduit 14A et le tronçon de conduit 14B et empêchent donc tout flux de fluide dans le conduit 14 à travers le corps de vanne 11. Dans la position d'ouverture complète, les trous 17 et 18 sont alignés avec les tronçons de conduit 14A et 14B et il y a donc une 5 communication entre ces tronçons de conduit 14A et 14B et un plein passage de fluide dans le conduit 14 à travers le corps de vanne 11. Quand l'obturateur à bille 16 est dans la position de fermeture, il est possible de raccorder en purge la tuyauterie reliée au tronçon de conduit 14A. Pour obtenir cela, il suffit de dévisser partiellement l'obturateur 26 en agissant sur la poignée 27 jusqu'à ce 10 que le fluide s'écoule à travers le trou 24 de raccordement et le trou 25 de purge. Cet écoulement de fluide est clairement indiqué par une flèche dans la fig.6, où l'obturateur 26 est montré en éclaté pour mettre en évidence le parcours de purge. Si, pour des raisons liées à l'installation, il faut inverser la position de l'obturateur 26 et du bouchon 29, il suffit de dévisser l'obturateur 26 de son siège 23 en agissant sur 15 la poignée 27 et de dévisser le bouchon 29 de son siège 23 à l'aide d'un tournevis, puis de revisser l'obturateur 26 et le bouchon 29 en positions inversées. Le clapet à bille 10 avec robinet de purge incorporé est simple et économique à assembler et a des dimensions d'encombrement réduites. Enfin, le corps de vanne 11 peut être réalisé, comme on l'a dit précédemment, par 20 moulage et usinage mécanique successif. Les trous de purge 25 peuvent être réalisés par un simple usinage successif au moulage au moyen d'une machine-outil. L'obturateur 26 et le bouchon 29 sont montés par une opération élémentaire de vissage. L'encombrement du clapet à bille 10 est légèrement supérieur à l'encombrement 3054634 6 d'un clapet à bille sans robinet de purge en raison du fait que les sièges extérieurs 23 avec les trous de purge 25 sont réalisés dans le corps de vanne 11. Le clapet illustré dans les figures 7-10 est indiqué génériquement par le numéro de référence 50. 5 Le clapet à bille 50 a un corps de vanne creux 51 réalisé d'une seule pièce, par exemple par moulage et usinage mécanique successif. Le corps de vanne 51 présente un raccord fileté 52 réalisé d'une pièce avec le corps de vanne 51 et un raccord fileté 53, opposé au raccord 52, fixé par vissage au corps de vanne 51. Les raccords 52, 53 sont utilisés pour raccorder le clapet 50 aux 10 tuyauteries d'une installation. À l'intérieur du corps de vanne 51, un conduit rectiligne 54 est réalisé avec un tronçon de conduit 54A disposé au niveau du raccord 52 en communication avec l'extérieur et un tronçon de conduit 54B disposé au niveau du raccord 53 en communication avec l'extérieur du côté opposé par rapport au tronçon de conduit 54A. 15 Dans le corps de vanne 51, entre les tronçons de conduit 54A et 54B, un siège intérieur 55 est réalisé, qui loge de façon rotative un obturateur à bille 56, creux, muni de trois trous 57, 58, 59 ; les trous 57 et 58 sont coaxiaux et opposés l'un à l'autre, tandis que le trou 59 est disposé le long d'un axe perpendiculaire à l'axe des deux autres trous 57 et 58. Entre le siège 55 et l'obturateur à bille 56, deux joints annulaires d'étanchéité 60 20 et 61 sont prévus, opposés l'un à l'autre, au niveau respectivement du tronçon de conduit 54A et du tronçon de conduit 54B. L'obturateur à bille 56 est actionné en rotation, de façon connue, via une commande extérieure. 3054634 7 Sur le corps de vanne 51, au niveau du siège de vanne 55, deux sièges de vanne extérieurs cylindriques 62, identiques, sont réalisés, coaxiaux et opposés l'un à l'autre. Chaque siège de vanne extérieur 62 est fileté intérieurement et est en communication avec l'intérieur du siège de vanne 55 à travers un trou traversant 63 réalisé dans le corps 5 de vanne 51. Dans la paroi latérale de chaque siège de vanne extérieur 62, un trou traver- sant 64 de purge est réalisé. Dans un des deux sièges de vanne extérieurs 62, un obturateur cylindrique 65, muni d'une poignée papillon 66, est inséré par vissage. L'obturateur 65 présente à l'extrémité un joint d'étanchéité discoïdal 67 destiné à fermer de façon étanche le trou 63 10 quand l'obturateur 65 est complètement vissé dans le siège de vanne extérieur 62. L'obtu- rateur cylindrique 65 et son siège de vanne 62 forment un robinet de purge. Dans l'autre des deux sièges de vanne 62, un bouchon 68, muni d'une entaille 69 pour l'insertion d'un tournevis, est inséré par vissage. Le bouchon 68 présente à l'extrémité un joint d'étanchéité discoïdal 70 destiné à fermer de façon étanche le trou 63 quand le 15 bouchon 68 est complètement vissé dans le siège de vanne extérieur 62. Dans la condition opérationnelle normale d'interception, l'obturateur 65 et le bouchon 68 sont complètement vissés dans les sièges 62 respectifs. En agissant sur la commande, l'obturateur à bille 56 est mis en rotation entre la position d'ouverture complète et une position de fermeture pour intercepter le fluide qui court dans les tuyauteries de l'ins- 20 tallation reliées au clapet à bille 50. Il convient de remarquer que le clapet à bille 50 a deux positions de fermeture. Une position de fermeture est illustrée dans la fig.7 et, comme on peut le voir, le corps de l'obturateur à bille 56 et le joint 61 empêchent tout flux de fluide entre l'intérieur 3054634 8 du siège de vanne 55 et le tronçon de conduit 54B et empêchent donc tout flux de fluide dans le conduit 54 à travers le corps de vanne 51. Dans la position d'ouverture complète, les trous 57 et 58 sont alignés avec les tronçons de conduit 54A et 54B et il y a donc une communication entre ces tronçons de conduit 54A et 54B et un plein passage de fluide 5 dans le conduit 54 à travers le corps de vanne 51. Quand l'obturateur à bille 56 est dans la position susmentionnée de fermeture, il est possible de raccorder en purge la tuyauterie reliée au tronçon de conduit 54A. Pour obtenir cela, il suffit de dévisser partiellement l'obturateur 65 en agissant sur la poignée 66 jusqu'à ce que le fluide s'écoule à travers les trous 59 et 58 de l'obturateur à bille 56, 10 et à travers le trou 63 de raccordement et le trou 64 de purge. Cet écoulement de fluide est clairement indiqué par une flèche dans la fig.8, où l'obturateur 65 est montré en éclaté pour mettre en évidence le parcours de purge. L'autre position de fermeture du clapet à bille 50 est montrée dans la fig.9, où on peut voir que l'obturateur à bille 56 est tourné de 180° par rapport à la position de ferme- 15 ture de la fig.7. Dans ce cas, le corps de l'obturateur à bille 56 et le joint 60 empêchent tout flux de fluide entre le tronçon de conduit 54A et l'intérieur du siège de vanne 55, empêchant ainsi tout flux de fluide le long du conduit 54 à travers le corps de vanne 51. Dans cette position de fermeture, il est possible de raccorder en purge la tuyauterie reliée au tronçon de conduit 54B. Pour obtenir cela, il suffit de dévisser partiellement l'obtura- 20 teur 65 en agissant sur la poignée 66 jusqu'à ce que le fluide s'écoule à travers les trous 59 et 58 de l'obturateur à bille 56, et à travers le trou 63 de raccordement et le trou 64 de purge. Cet écoulement de fluide est clairement indiqué par une flèche dans la fig.10, où l'obturateur 65 est montré en éclaté pour mettre en évidence le parcours de purge. 3054634 9 Si, pour des raisons liées à l'installation, il faut inverser la position de l'obturateur 65 et du bouchon 68, il suffit de dévisser l'obturateur 65 de son siège 62 en agissant sur la poignée 66 et de dévisser le bouchon 68 de son siège 62 à l'aide d'un tournevis, puis de revisser l'obturateur 65 et le bouchon 68 en positions inversées. 5 Sur la base de ce qui est décrit ci-dessus, il ressort que le clapet à bille 50 permet de purger les deux tronçons de conduit, 54A e 54B, tandis que le clapet à bille 10 permet de purger un seul tronçon de conduit, dans l'exemple considéré le tronçon de conduit 14A. De plus, le clapet à bille 50 est plus compact et donc plus économique que le cla- 10 pet 10, comme il ressort de l'observation en parallèle de la fig.5 et de la fig.7. Par contre, le clapet à bille 50 assure l'étanchéité en position de fermeture avec un seul joint d'étanchéité, le joint 60 ou le joint 61, tandis que le clapet à bille 10 assure l'étanchéité en position de fermeture avec les deux joints, 19 et 20. Il est clair que des variantes et/ou ajouts peuvent être prévus à ce qui est décrit et 15 illustré ci-dessus. En particulier, la configuration du corps de vanne et des autres éléments peut varier par rapport à ce qui est illustré. Le bouchon de fermeture du siège de vanne peut avoir, au lieu de l'entaille, une cavité polygonale pour être vissé et dévissé à l'aide d'une clé six pans mâle, ou peut avoir 20 une autre configuration utile pour le vissage et le dévissage au moyen d'un outil. Dans une version simplifiée, on peut prévoir un seul siège de vanne extérieur avec obturateur pour former un robinet de purge, en omettant l'autre siège de vanne avec bouchon. 3054634 10 La purge du clapet à bille pourrait être effectuée également avec le clapet ouvert, même si elle est normalement effectuée avec le clapet fermé. 5 REVENDICATIONS1. Un clapet à bille (10 ; 50) avec robinet de purge incorporé, comprenant un corps de vanne creux (11 ; 51) réalisé d'une seule pièce où est réalisé un conduit intérieur (14 ; 54) avec un tronçon de conduit (14A ; 54A) communiquant avec l'extérieur, disposé au niveau d'un raccord (12 ; 52) du clapet à bille, et un autre tronçon de conduit (14B ; 54B) communiquant avec l'extérieur, disposé au niveau d'un autre raccord (13 ; 53) du clapet à bille, où un siège (15 ; 55) est réalisé entre les deux tronçons de conduit (14A, 14B ; 54A, 54B) pour loger de façon rotative un obturateur à bille (16 ; 56) mobile via une commande extérieure (21 ; 22) du clapet à bille pour intercepter le flux de fluide entre les deux tronçons de conduit (14A, 14B ; 54A, 54B), caractérisé en ce que, sur ledit corps de vanne (11 ; 51), est réalisé d'une pièce au moins un siège de vanne extérieur (23 ; 62) communiquant avec le conduit intérieur (14 ; 54) et est réalisé un parcours (24, 25 ; 63, 64) de purge du fluide à l'extérieur, et en ce qu'est prévu un deuxième obturateur (26 ; 65) logé dans le siège de vanne (23 ; 62) et mobile sur commande exté- rieure entre une position de fermeture du parcours de purge (24, 25 ; 63, 64) et une posi- tion d'ouverture du parcours de purge (24, 25 ; 63, 64), le deuxième obturateur (26 ; 65) et le siège de vanne (23 ; 62) formant un robinet de purge du clapet à bille. 2. Clapet à bille (10 ; 50) selon la revendication 1, dans lequel le deuxième obturateur (26 ; 65) est accouplé par vissage avec le siège de vanne (23 ; 62). 3. Clapet à bille (10 ; 50) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le par- cours de purge comprend un premier trou (24 ; 63) qui relie le conduit intérieur (14 ; 54) avec le siège de vanne (23 ; 62) et un deuxième trou (25 ; 64) qui relie le siège de vanne (23 ; 62) avec l'extérieur. 3054634 12 4. Clapet à bille (10 ; 50) selon la revendication 3, dans lequel le deuxième obturateur (26 ; 65) comprend un joint (28 ; 67) qui ferme de façon étanche le premier trou (24 ; 63) dans la position de fermeture du parcours de purge (24, 25 ; 63, 64). 5. Clapet à bille (10 ; 50) selon l'une quelconque des revendications précé- 5 dentes, dans lequel le deuxième obturateur (26 ; 65) comprend une poignée (27 ; 66) pour mouvoir l'obturateur (26 ; 65) entre la position de fermeture et la position d'ouverture. 6. Clapet à bille (10 ; 50) selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, dans lequel sont prévus deux sièges de vanne extérieurs (23 ; 62) opposés l'un à 10 l'autre, dans l'un desquels est logé le deuxième obturateur (26 ; 65) tandis que dans l'autre est logé un bouchon (29 ; 68) de fermeture, la position du deuxième obturateur (26 ; 65) et du bouchon (29 ; 68) dans les sièges de vanne extérieurs (23 ; 62) étant interchangeable. 7. Clapet à bille (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 dans lequel l'obturateur à bille (16) présente deux trous coaxiaux opposés (17, 18) pour le passage de fluide le long du conduit intérieur (14) à travers le clapet à bille en position d'ouverture, et dans lequel le siège de vanne extérieur (23) communique avec l'un des deux tronçons de conduit (14A ; 14B) pour la purge du fluide dans la position d'ouverture du parcours de purge (24, 25). 20 8. Clapet à bille (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'obturateur à bille (56) présente deux trous coaxiaux opposés (57, 58) pour le passage de fluide le long du conduit (54) à travers le clapet à bille en position d'ouverture et présente un autre trou (59) ayant un axe perpendiculaire à l'axe des deux trous 3054634 13 coaxiaux (57, 58), et dans lequel le siège de vanne extérieur (62) communique avec le siège (55) de l'obturateur à bille (56) pour la purge de fluide dans la position d'ouverture du parcours de purge à travers ledit autre trou (59) et à travers l'un des deux trous coaxiaux (57 ; 58). 5 9. Clapet à bille (50) selon la revendication 8, dans lequel l'obturateur à bille (56) a deux positions opposées de fermeture du passage de fluide pour la purge du fluide par l'un ou par l'autre des deux tronçons de conduit (54A ; 54B).