PRECISION BUTTERFLY VALVE

Abstract: 1. A bufferfly valve comprising a body (1) through which extends a conduit (2) adapted to come into register with two parts of the pipeline, and a closure disc (3)-or bufferfly-mounted rotatably in the body (1) along an axis of rotation (YY') which perpendicularly intersects the axis of the conduit (2), the closure member (3) also comprising, on its surface facing the axis of rotation (YY'), at least one lug (7a) through which extends a bore (8a) coaxial with the axis of rotation (YY) and occupied by a shaft (10) which provides for rotation of the closure member (3), said lug having towards the wall of the conduit a spherical surface of a diameter close to that of the conduit and centred at the intersection (C) between the axis of rotation (YY') of the closure member (3) and the axis (XX') of the conduit (2), characterized in that the closure disc (3) is offset parallel to its axis of rotation (YY') and has at its periphery an annular engagement surface (4) adapted to bear on a seat (5) projecting in the conduit (2) which is substantially cylindrical.

Description: La présente invention concerne une vanne-papillon de précision, notamment pour hautes pression et/ou température. On connait des vannes-papillon qui comprennent un corps traversé par un conduit destiné à venir en regard des deux parties de la tuyauterie, et un disque obturateur - ou papillon - monté rotativement dans le corps et déporté latéralement par rapport à son axe de rotation qui est transversal au conduit. Cet obturateur comporte à sa périphérie une portée annulaire constituée par une zone sphérique centrée sur l'axe de rotation. Le corps comporte un siège en saillie dans le conduit et prévu pour recevoir la portee annulaire du papillon en position de fermeture. Dans ces vannes-papillon connues, l'obturateur comporte, fixées sur sa face tournée vers l'axe de rotation, deux oreilles diamétralement opposées dont les alésages sont coaxiaux à l'axe de rotation de l'obturateur. L'une de ces oreilles est traversée par l'arbre de commande de la vanne tandis que l'autre reçoit l'arbre de pivotement engagé dans un trou borgne du corps à l'opposé de l'arbre de conunande. La face de chacune de ces oreilles tournée vers le co.-ps de la vanne est cylindrique, l'axe du cylindre corres- pondant étant, en position de fermeture du papillon, confondu avec l'axe du conduit. Pour que la rotation du papillon dans le conduit soit possible, il est alors nécessaire que le diamètre de ce cylindre soit sensiblement inférieur au dl:- Iuetrc du conduit. I1 a ainsi été constaté, dans le cadre d la pré se@te invention, que l'arbre de commande et l'arbre de p@- votement presentent un jeu annulaire notable entre l'oreille d@ monta@e du papillon et le corps de la vanne. Ce @eu @@@@ un porte-à-faux genant de sorte que les portées des arb@es de commande et de pivotement dans le corps sont fortement soll@@itées et s'usent @apidement sous l'effet de la pression du fluide appliquée sur le papillon. En outre, chaque oreille de montage de l'obturateur fléchit sous l'action de cette pression, et interdît tout montage rigoureux de l'obturateur. Le couple nécessaire à la manoeuvre de l'obturateur est ainsi inutilernent élevé et la carac téristique de couple de rotation de l'obturateur est mauvaise. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en réalisant une vanne dans laquelle les arbres de commande et de pivotement de l'obturateur ne comportent pas de jeu appréciable entre l'oreille de montage de l'obturateur et le corps de la vanne. L'invention vise une vanne-papillon comprenant un corps traversé par un conduit sensiblement cylindrique destiné à venir en regard de deux parties de la tuyauterie, et un disque obturateur - ou papillon - monté rotativement dans le corps et déporté lateralement par rapport à son axe de rotation disposé transversalement au conduit, cet obturateur comportant à sa périphérie une portée annulaire destinée à prendre appui sur un siège en saillie dans le conduit, cet obturateur comprenant en outre sur sa face tournée vers l'axe de rotation, au moins une oreille traversée par un alésage coaxial à l'axe de rotation et qui reçoit un arbre assurant la rotation de l'obturateur. Suivant l'invention, cette vanne-papillon est caractérisée en ce qu'une partie au moins de la face de l'oreille tournée vers la paroi du conduit présente une surface bombée. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir de jeu appréciable entre cette surface de l'oreille et la paroi du conduit. Dans une version avantageuse de l'invention, l'arbre étant monté rotativement dans un alésage du corps, la surface de cet arbre qui est engagée dans la surface de l'alésage adjacente au conduit est recouverte d'au moins une couche de résine polyfluorée anti-friction, et la partie de I'dlesage d corps traversée par l'arbre recouvert de résine polyfluorée, ainsi que, préalablement à la mise en place de cette résine, la surface de l'arbre sont surfacées par une opération de galetage Ainsi, le jeu de l'arbre dans l'alésage du corps peut être particulièrement faible, ce qui conduit à un montage très précis de l'obturateur. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue en coupe axiale selon un plan parallèle à la direction de l'écoulement, d'une vannepapillon conforme à l'invention, l'obturateur étant en position de fermeture - la figure 2 est une vue en coupe selon un plan transversal à la direction de l'écoulement, de la vannepapillon précédente, l'obturateur étant en position d'ouverture - la figure 3 est une vue en perspective de l'obturateur. Dans la réalisation des figures 1 et 2, la vannepapillon comprend un corps 1 traversé par un conduit 2 sensiblement cylindrique d'axe XX', et un disque obturateur 3 - ou papillon - monté en rotation dans le conduit 2 autour d'un axe YY' perpendiculaire à l'axe XX'. L'obturateur 3 comporte, sur sa périphérie, une portée annulaire 4 constituée par une zone sphérique centrée à l'intersection C des axes XX' et YY'. Cet obturateur 3 est déporté latéralement par rapport a son axe de rotation YY' et peut prendre une posi tion de fermeture (figure 1) dans laquelle il est transversal au conduit 2, su portée 4 reposant alors sur un siège 5 maintenu en saillie dans le conduit 2 par la bague d'appui 6, et une position d'ouverture (figure 2) dans laquelle cet obturateur 3 est sensiblement parallèle au plan formé par les axes XX' et YY'. Sur sa face 3a tournée vers son axe de rotation YY', l'obturateur 3 porte7 à proximité de sa périphérie, deux oreilles 7a, 7b dont les alésages 8a, bb sont coaxiaux à l'axe YY'. Conformément à 1 invention, la face 9 de chacune des oreilles 7a, 7b tournée vers la paroi du conduit 2 présente une surface sphérique (figure 3) centrée au point C (figures 1 et 2) De préférence, les deux faces 9 et la zone sphérique de la portée 4 appartiennent à la même sphère S (figure 1) dont le diamètre 2R est sensiblement égal, au jeu de fonctionnement près, au diamètre D du conduit 2 au niveau de l'axe YY'. L'obturateur 3 est solidaire en rotation d'un arbre de commande 10 dont l'extrémité cannelée est embottée dans des cannelures correspondantes pratiquées sur l'alésage 8a (figures 1 et 3). L'obturateur 3 est en outre rendu solidaire en translation de l'arbre 10 au moyen d'une goupille lla engagée dans un perçage pratiqué en une seule opération dans l'oreille 7a et l'arbre 10 au cours du montage. L'arbre 10 traverse un alésage 12 du corps 1 et est terminé, à l'opposé de l'oreille 7a, par un carré 13 destiné à recevoir une poignée de commande (non représentée). L'alésage 12 comprend une surface 12a adjacente au conduit 2 et une surface 12b de plus grand diamètre débouchant à l'extérieur de la vanne et destinée à recevoir un système presse-étoupe 14. Les deux surfaces 12a et 12b sont séparées par un épaulement 12c. Les deux parties correspondantes 10a et lOb de l'arbre 10 sont séparées par une collerette lOc maintenue contre une rondelle 14a en appui sur l'épaulement 12c, sous 1 'effet de serrage d 'un écrou de presse-étoupe 15 par l'in- termédiaire de la garniture d'étanchéité 14 I,a collerette 10c coopère avec la goupille lia pour assurer un excellent positionnement diamétral de l'obtura tueur 3. Un arbre de pivotement 16 est engayé dans l'alésage 8b, et positionné dans cet alésage au moyen d'une goupille ilb montée de façon analogue à la goupille 11a. Une partie 16a de l'arbre 16 est engagée rotativement dans un alésage 17 pratiqué dans le corps 1 à l'oppose de l'alésage 12 et fermé par un capuchon étanche 18. Les parties 10a et 16a des arbres 10 et 16 sont recouvertes d'au moins une couche 19 de résine polyflurée antifriction telle que le polytétrafluoréthylène ou le fluoréthylène propylène et sont ainsi guidées en rotation avec autolubrification par la surface 12a de l'alésage 12 et par l'alésage 17, par l'intermédiaire de cette couche 19. Sous cette couche 19, les parties lOa 16a ont été surfacées par une opération de galetage. L'alésage 17 et la partie 12a de l'alésage 12 ont également été surfacées par une opération de galetage. Le jeu existant entre l'arbre 10 et la surface i2a, ainsi qu'entre l'arbre 16 et l'alésage 17 est ainsi très faible, compris dans la pratique entre 0,01 et 0,03 millimètres par exemple. La vanne-papillon ainsi réalisée est particulière- ment résistante à l'usure. tn effet, le jeu entre la face 9 des oreilles 7a, 7b et la paroi du conduit 2 étant très faible, les arbres 10, 16 sont peu sollicités, notamment en flexion, de sorte que leur maintien dans les alésages 12, 17 reste précis après une longue utilisation, et qu'ils fléchissent peu. Ainsi, le couple nécessaire pour la na- noeuvre de la vanne est réduit. Le positionnement de l'obturateur 3 par rapport au siège 5 est. précis, ce qui assure une bonne longévité de ce siège @ et autoris@ une fermeture étanche. Comme la face 9 des oreilles 7a, 7b appartient à la même sphère que la portée 4, les oreilles 7a, 7b ne ris qu@nt pas de heurter le siège 5 au cours de la rotation de l'obturateur 3. Tous ces avantages sent renforcés par le montage des parties 10a et 16a des arbres 10, 16 dont le jeu diamètral est particulièrement faible. L'utilisation de résine polyfluorée autour de ces arbres assure une première étanchéité permettant l'emploi d'un presse-étoupe 14 de dimension réduite. Ainsi, la face 9 des tireilles 7a et 7b étant ires proche de la paroi interne du conduit 2, les contraintes de flexion dans l'arbie de commande 10 et dans l'arbre d pivotement 16 sont pratiquement éliminées et ces arbres 10 et 16 sont sollicités stulement en cisaillement de sortt- qut- les frottements apparaissant au cours de la rotation de ces arbres @ sont très réduits. Grâce aux parties 10a et 10a des arbres 10 et 10 qui sont relativement hautes et montées sensiblement sans jeu dans les alésages 12 et 17, ces bons résultats sont encore améliorés. Ainsi la couche de résine polyfluorée 19 qui recouvre les parties 10a et 1@a est peu sollicitée et jouit d'une bonne longévité, et diminue encore @lle-même les frottements engendrés au cours de la rotation de l'obturateur. La vanne ainsi constituée off@@ donc une caractéristique de couple très avantageuse qui assure un fonctionnement commode, doux et agréable si la vanne est actionnée manuellement et qui est très favorable à l'installation d'une télécommande. Ce monta@@ des parties 10a. 1@b des arbres 10, 1@ est particulièrement avanta@uex guand le corps de la vanne-papillon est réalisé n@tamment en aci@@ inoxydabl@. Si ce corps est @n acier ordinaire, on préfère utilise@ une variante de l'invention dans laquelle la surface 12a de l'alésage 12, et l'alésage 17 sont chemisés par des baques 20 (représentées en pointillés sur la figure 2) recouvertes sur leur surface intérieure d'au moins une couche de résine polyfluorée arlti-friction. Les parties IOa et 16a des arbres correspondants sont alors simplement surfacées par une opération de galetage, mais ne portent pas de résine polyfluorée. Ce montage présente les memes avantages que le précédent. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits, et de nombreux aménagements ou perfectionnements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que, tout en restant sur l'axe YY', le centre des surfaces sphériques des faces 9 peut être distinct du point C, et notamment être situé entre le point C et la face 9 considérée. Les faces bombées 9 peuvent avoir une forme autre que sphérique. On peut également prévoir que ce sont les surfaces 12a et 17a des alésages 12 et 17 qui portent la couche de résine polyfluorée anti-friction.

Claims: 17 L V li N 1) I C A T I O N S 1. Vanne papillon comprenant un corps (1) traversé par un un conduit (2) sensiblement cylindrique destine à venir en re gard d deux parties de la tuyauterie, et un disque obturateur (3) - ou papillon - monté rotativement dans le corps (I) et@ déporté latéralement par rapport à son axe de rotation (YY') disposé transversalement au conduit (2), cet obturateur (3) comportant a' sa périphérie une portée annulaire (4) destiné à prendre appui sur un siège (5) en saillie dans le conduit (2), cet obturateur (3) comprenant en outre, sur sa face tournée vers l'axe de rotation (YY'), au moins une oreille (7a) traversée par un alésage (8a) coaxial à l'axe de rotation (YY') et qui reçoit un arbre (10) assurant la rotation de l'obturateur (3), caractérisée en ce qu'une partie au moins de la face (9) de l'oreille (7a) tournée vers la paroi du conduit (2) présente une surface bombée. 2. Vanne-papillon conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la surface bombée (9) est une surface sphérique centrée sur l'axe de rotation (YY') de l'obturateur (3). 3. Vanne-papillon conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que la surface sphérique (9) de l'oreille (7a) est centrée sur l'axe (XX') du conduit (2) et présente un diamètre très voisin de celui du conduit (2). 4. Vanne-papillon conforme à l'une des revendications 2 ou 3 dans laquelle la portée annulaire (4) de l'obturateur (3) est une zone sphérique centrée sur son axe de rotation (YY'), caractérisée en ce que les surfaces sphériques de la portée (4) de l'obturateur (3) et de l'oreille (7a) appartiennent à un mem sphère (S). 5. Vanne conforme à l'une des revendications 1 à 4 dans laquelle l'un au moins des arbres (10,16) est monté rotativement dans un alésage (12,17) du corps (1) de la vanne, caractérisez en ce que la surface (10a, 16a) de cet arbre (10,16) qui est engagée dans la surface (12a,17a) de l'alésage adjacente au conduit (2) est recouverte d'au moins une couche de résine po lyfluorue anti-friction. 0. Vanne conforme à la revendication 5, caractérisée en ce que l'arbre (10,16) est surfacé par une opération de galetage préalablement à la mise en place de résine polyfluorée. 7. Vanne conforme à 1 une ties revendications 5 ou Ô, caractérisée en ce que la partie de l'alésage (12a,17a) du corps (1) traversée par l'arbre (10a,16a) recouvert de résine polyfluorée est surfacée par une opération de galetage. 8. Vanne conforme à l'une des revendications I à 4, dans laquelle l'un au moins des arbres (10,16) est monté rotativement dans un alésage (12,17) du corps (1) de la vanne, ca ractérisée en ce qu'une douille (20), dont la surface intérieure est recouverte de résine polyfluorée, est engagée dans la partie de l'alésage (12a,17a) adjacente au conduit (2), la partie correspondante de l'arbre (10a,16a) étant surfacée par une opération de galetage. 9. Vanne conforme à lune des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'arbre (10) et l'oreille (7a) de l'obturateur (3) présentent des surfaces cannelées montées à emboîtement qui les rendent solidaires. 10. Vanne comprenant un corps (1) traversé par un conduit (2) destiné à venir en regard de deux parties de la tuyauterie, et un organe obturateur (3) rotatif relié à un arbre (10) monté rotativement dans un alésage (12) du corps (1), caractérisée en ce qu'une couche de résine anti-friction polyfluorée est interposée entre la partie de l'alésage (12a) ad- jacente au conduit (2) et la surface de l'arbre (10a) située en regard.

Inventors: GACHOT JEAN, GACHOT, JEAN
Applicants: OMNIBREV HOLDING AG
Application year: 1980
Main classification: F16K1
IPC codes: F16K1