<Desc/Clms Page number 1>
Robinet-vanne à haute pression.
Dans les robinets-vannes à haute pression munis d'une ou de doux plaques de vanne ou d'obturation, 1, ouverture exige des forces très grandes, de sorte qu'on
<Desc/Clms Page number 2>
était obligé, jusqu'à ce jour, d'avoir recours,à un dis- positif d'équilibrage, par exemple à un conduit de by- pass.
Suivant l'invention, le dispositif d'équili- brage est supprimé en. raison du fait que la pression des plaques de vanne ou d'obturation est réalisée à l'aide de corps de poussée et que le décollement est réalisé à 1 aide de corps détacheurs agissant sur des points opposés du bord des plaques d'obturation, par cette séparation des corps servant à presser et détacher ou décoller les plaques d'obturation, et en faisant agir les corps déta- cheurs au bord des plaques, on évite que, lors du décolle- ment, il soit nécessaire d'enlever ou détacher les pla- ques d'obturation simultanément sur leur bord d'étanchéi- té entier, ce qui exige une très grande force puisqu'il est nécessaire de surmonter non seulement la pression éle- vée de l'agent de travail,
mais aussi la résistance de glissement élevée qui s'exerce entre les anneaux d'étan- chéité de la plaque et de la botte. L'expérience a montré que l'ouverture ne peut s'effectuer qu'après un petit dé- placement mutuel des deux surfaces d'étanchéité, de sorte que cette résistance de glissement doit être surmontée.Au contraire, dans la construction de robinet-vanne suivant l'invention, comme les plaques de vanne sont toujours élas- tiques dans les grands robinets-vannes à haute pression de ce genre,les endroits du bord'auxquels les corps détacheurs agissent sont légèrement'décollés alors que les plaques pont encore en contact aux autres points.
De cette façon,
<Desc/Clms Page number 3>
il se produit immédiatement un équilibrage ou suppression de la charge des plaques, étant donné que l'agent de travail soumis à la pression élevRe pase asusitôt sur 1'autre côté de 1,plaque à travers la petite fente existant aux endroits décollés du bord.Le force nécessaire pour l'ouverture est par conséquent relativement faible.
La force d'ouverture peut encore être ré- duite de moitié en faisant en sorte que les corps déta- cheurs agissent successivement ou soient construits si inégalement que, dans leur mouvement simultané, un des côtés des plaques d'obturation se décolle avant l' autre. Les or- .ânes de commande pour les corps de poussée et pour les corps détacheurs peuvent alors être de construction rela- tivement faible.
Comme corps de poussée et corps détacheurs, on peut avantageusement utiliser des cames, excentriques ou autres corps non circulaires, actionnés à l'aide d'ar- bres et s'appliquant contre les plaques de vanne, ou des butées prévues sur ces plaues, ou contre la boîte.Les cames n'ont alors qu'un contact linéaire avec les plaques . et son entièrement libres ou dégagées dans leur position de non fonctionnement. Ceci est en particulier important dans l'emploi du robinet-vanne pour la vapeur chaude étant donné que le danger d'une destruction par grippage, est ré- duit au minimum.
Les deux plaques d'obturation pourraient être pressées par une came commune, mais la course delserrag
<Desc/Clms Page number 4>
ne peut alors correspondre qu'à une rotation de l'arbre de o
90 ,est par conséquent faible, de sorte que, d'une part, - la pression exige une force relativement grande et, d'autre part, l'irréversibilité des cames est faible, ce qui peut avoir comme résultat une ouverture involontaire.
Suivant l'invention, ces inconvénients sont évités en raison du fait que les corps de poussée non cir- culaires sont composés de plusieurs cames dont une partie coopère avec une plaque de vanne et l'autre avec une autre plaque de vanne, ou avec la boîte -dans le cas de robinets- vannes ne comportant qu'une seule plaque, et en raison du fait que les plaques de vanne sont munies de saillies ou dévidements qui permettent à la came ne se rapportant pas \ la plaque envisagée, de passer librement à travers dans son mouvement de rotation.
La course de serrage peut alors cor- o respondre à une rotation de l'arbre de plus de 270 ce qui diminue notablement la force de pression et augmente l'ir- réversibilité
Les portées de guidage nécessaires pour gui- der latéralement les plaques de vanne dans l'élévation et l'abaissement peuvent être supprimées en raison du fait que'les arbres servant à faire tourner les cames détacheu- ses passent à travers entre une patte en forme de cro'chet ¯et une patte de la boîte ou entre des pattes des plaques d'obturation avant la forme de crochet et s'engageant mu- tuellement l'une par dessus l'autre.
La force nécessaire pour détacher la plaque d'obturatio peut encore être di- minuée en intercalent une transmission entre l'organe de
<Desc/Clms Page number 5>
commande mû par 1'argre se rapportant aux corps de pous- sée et les organes de commande se rapportant aux corps dé- tacheurs. Ceci est obtenu suivant l'invention en faisant. tourner les arbres pour les corps détacheurs à l'aide de secteurs dentés qui s'engagent dans un pignon plus petit actionné par l'arbre pour les corps de poussée.
La construction du robinet-vanne peut, sui- vant l'invention, être encore simplifiée notablement en raison du fait que les corps détacheurs sont aussi prévus sur l'arbre longitudinalement déplaçable et rotatif, no- tamment aux endroits placés en regard du bord des plaques de vanne. L'arbre est en outre préférablement en deux piè- ces, étant composé d'une pièce longitudinalement déplaçable servant lever et abaisser les plaques et d'une pièce re- liée à la premiers de façon à pouvoir tourner et par la ro- tation de laquelle la pression et le décollement des pla- ques sont réalisés.
Sur le dessin sont représentées plusieurs for- mes de réalisation du robinet-vanne suivant l'invention.
Fig. 1 est une coupe longitudinale verticale d' une forme de réalisation du robinet-vanne comportant une- plaque d'obturation, Fig. 2 est une coupe 'longitudinale d'u par tie de fig. 1 suivant la ligne A-B à plus grande échelle dans la position de fermeture de la plaque,
Fig. 3 est une coupe horizontale suivant C-D (fig. l)à plus grande échelle, après décollement de la plaque d'obturation,
<Desc/Clms Page number 6>
Fig. 4 est une coupe horizontale suivant E-F (f ig. 1) à plus grande échelle,
Fig. 5 montre une autre forme d'exécution d'- 'une.partie de fig. 2-,
Fig. 6 montre en plan, en élévation et en vue de dessous une partie de fig. 5,
Fig. 7 est une coupe longitudinale verticale.
de la partie inférieure d'un robinet-vanne à deux pla- ques dans la po'sition de fermeture,
Fig. 8 est une coupe transversale horizontale suivant G-H, fig. 78
Fig. 9 est une vue analogue à fig. 8 après dé- collement de la plaque,
Fig. 10 est un plan correspondant à fig. 4 du robinet-vanne,
Fig. 11 montre en coupe longitudinale une au- tre forme de réalisation du robinet-vanne,
Fig. 12 est une coupe transversale du robinet- vanne de fig. 11,
Fig. 13 montre une variante de l'assemblage rotatif des deux éléments d'arbre à plus grande échelle,
Figs. 14 et 15 sont des coupes transversales partielles suivant G-H (fig. 11) plus grande échelle,la première montrant la position de fermeture et la seconde la position d'ouverture,
Figs.
16 et 17 sont des coupes transversa- les suivant I-K (fig,ll)dans les positions de fermeture et d'ouverture.
Sur le couvercle de la boîte 1 du robinet-
<Desc/Clms Page number 7>
vanne est supporté d'une manière connue, dans la cons- truction des figs. 1 à 4 un arbre 3 muni d'un volant 2, lequel arbre est fileté extérieurement et intérieurement.
Dans l'arbre 3 passe un arbre 4 muni d'un filetage à son extrémité supérieure et auquel est fixé un levier de manoeuvre 5. La plaque d'obturation 6 peut s'appliquer contre l'anneau d'étanchéité 8 de la boîte 1 apr un anneau d'étanchéité 7. Cette plaque 7 est munie en haut,-et en bas, d'une patte 9 en forme de. crochet (fig 2), et l'arbre 4 passe avec jeu à travers ces pattes. Au - dessous des pattes sont montées sur l'arbre 4, au'niveau du point le plus haut et du point le plus bes de l'anneau d'étanchéi- té 8, des cernes 10 qui présenten t, en des points mutuelle- ment opposés, des saillies ll(fig. 3).Pendant qu'une 'des saillies 11 peut s'appliquer contre la plaque d'obtura- tion 6, l'autre coopère avec une contre-butée' constituée par une portée 12 de la boîte 1.
Aux endroits de la péri- phérie placés en regard l'un de l'autre dans le plan mé 15 dian horizontal de la plaque d'obturation 6 sont prévues des pattes 13 en forme de crochets (fig. 3).Contre les crochets peuvent s'appliquer des cames 14 fixées à des arbres extrémité su Ces arbres sont supportés en bas dans la boîte 1, traversent le couvercle et portent 8, leur extrémité su- périeure des secteurs dentés 16 qui engrènent avec un pignon commun 17.Ce pignon, supporté de façon qu'il puisse tourner mais non se déplacer longitudinalement, présente que des rainures dans lesquelles peuvent s'engager les'lan- guettes 18 (figs. 1 et 4)
prévues sur l'arbre 4, de sorte lorsqu;on fait tourner le levier 5, le pignon tour-
<Desc/Clms Page number 8>
ne mais n'empêche péta le déplacement longitnal de l'- arbre 4. Le pignon présente, en outre, des fanges cour- bes 19 à travers lesquelles passent les montants de sup- ,port 20 de l'arbre 3. La boîte 1 est en outre munie, en regard'des pattes 13, de pattes de butée 21 contre les- quelles s'appliquent les- arbres 15.
Pour fermer le robinet-vanne, on abaisse la plaqua- de vanne 6 en faisant tourner le volant 2 jusqu'au moment où la garniture d'étanchéité 7 de cette plaque vient se placer devant la garniture d'étanchéité 8 de la boîte 1 le guidage latéral de la plaque étant effectué en raison du fait que' les pattes 13 de la plaque de vanne glissent sur les cames 14 (fig. 3). Les saillies Il étaient jusqu'a- lors dégagées. On fait alors tourner l'arbre 4 à l'aide du levier 5 dans le sens dans lequel une des saillies- Il s'applique contre la plaque de vanne pendant que l'autre s'applique contre la butée 12. Gomme les arbres 15 des cames 14 sont accouplés par les secteurs dentés 16 avec le pignon 17,ces cames 14, dans larotation des cames 10, tournent à l'écart des pattes 13.
La plaque de vanne 6 est alors amenée à la position de fermeture suivant fig. 2 et pressée fortement contre la garniture d'étachéi té 8 de la boîte 1.
Pour ouvrir le robinet-vanne, on fait tourner l'arbre 4 en sens inverse. La came 10 est déplacée par rapport aux cames 14 de telle sorte que, lors de cette ro- tstion de .T'arbre 4, les saillies 11 se dégagent d'abord, après¯quoi les cames 14 viennent- s'appliquer contre les pat-
<Desc/Clms Page number 9>
tes 13 et tendent de nouveau a presser la plaque de vanne.
Cette plaque, qui doit être considérée comme un corps é-' lastique étant donné les grandes dimensions entrant en considération, est pressée par la pression élevée de l'agent de travail, par example par la pression de vapeur élevée, de telle manière que, dans cette rotation de 1'ar bre 4, elle se décolle légèrement de la garniture d'é tanchéité 8 de la boîte 1 uniquement aux endroits aux- quels les pattes 13 entrent en prise. 'Ce léger décollement suffit pour permettre à la vapeur de passer sur le côté opposé de la plaque de vanne, de sorte que cette plaque cesse d'être soumiseà une pression. La plaque se détache alors facilement sur tout son pourtour de la garniture d'- étanchéité 8, de sorte qu'on peut l'élever en faisant tour- ner le volant 2.
Dans la construction et la disposition décri- tes des cames, il faut que le décollement de la plaque de vanne 6 s'effectue simultanément en deux endroits mr ginaux opposés. On peut décaler les cames 14' par rapport aux secteurs dentés 16 de telle manière que, dans la ro- tation de l'arbre 4 effectuée en vue de l'ouverture du robinet-vanne, l'une des cames 14 s'applique avant l'au- tre contra la patte correspondante 13. La force nécessaire pour l'ouverture de la plaque 6 est ainsi réduite de moi- tié. On peut aussi, dans le même bût,établir les deux cames 14 avec des courbures ayant des différences telles qu'elles entrent en action successivement.
La courbure des saillies 11 de la came 10
<Desc/Clms Page number 10>
et celle des cames 14 ne peuvent posséder, suivant la for-
EMI10.1
me de réalisation des figs. 1 à 4, qu'un faible rayoh,de 'sorte que le profil 'de la came monte brusquement, étant donné qu'on ne disposé que d'une course de serrage qui o correspond à une rotation de 90 des arbres 4 et 15. On augmente considérablement cette course de serrage, dans la forme d'exécution des corps non circulaires servant à. effectuer la pression de la plaque de vanne 6 selon les figs. 5 et 6, en raison du fait que, pour pousser cette plaque, on utilise les cames 22, tendis qu'une came distinc- te 24, qui-est également fixée à l'arbre 4, s'applique contre une portée de butée 23 de la boîte 1.
La portée 23 est établie de telle sorte que la came 22, qui est par exemple d'une seule pièce avec la came 24, peut passer librement devant la portée (fig. 5), tandis que la surface de pression 25 de la plaque de vanne 6 pour les cames 22 est établie de telle sorte que les cames 24 ne sont pas empêchées de passer devant.
Lorsqu'on ferme le robinet-vanne, la course de serrage peut, par suite de cette séparation des cames servant à presser la plaque de vanne 6 et des cames ser- vant de butées, recevoir une valeur beaucoup plus grande, de sorte qu'elle correspond, par exemple, à une rotation o de 270 .Le rayon de courbure des cames peut par consé- quent être notablement plus grand, de sorte que le serra- ge s'effectue progressivement et, par conséquent, la for- ce de serrage est plus petite. D'autre part, le pouvoir
EMI10.2
I'tAr.ra,age autoat.que 'oud irrévers2bilité des cames 22,
<Desc/Clms Page number 11>
23 est plus grand, de sorte qu'une ouverture involontaire est évitée de façon sûre.
Lesfigs. 7 à 10 représentent un robinet-van- ne muni de deux plaques 26,27 et tel qu'on l'emploie peur les conduits annulaires. L'arbre 4 est muni d'un collet
28 (fig.7) sur lequel s'applique une patte en forme de cro chet 29 de la plaque de vanne 27. Sur cette plaque s'appli- que une patte 30 de la plaque de vanne 26. En bas, les plaques de vanne sont munies de pattes analogues 29,30.
L'arbre 4 passe avec un certain jeu à travers ces pat- tes. Les{corps de poussée sonconstitués, comme dans la construction des figs. 5 et 6, par deux corps compre- nant chacun une came médiane 31 et deux cames 32. Les cames 31 peuvent s'appliquer contre un filet 33 de la plaque de vanne 26, et les cames 32 entrent en contact avec des filets saillants 34 entre lesquels est prévu un évidement 35. Lorsque l'arbre 4 tourne, les cames 32 peu- vent par conséquent passer devant le filet 33, tandis que la came 31 peut passer à travers l'évidement 35.On peut donc aussi construire ces corps de poussée de.façon qu'ils aient une longue course de serrage et un grand pouvoir d'irréversibilité.
Latéralement, les plaques de-..' vanne 26,27 sont munies de pattes en forme de crochets
36,37(fig.8) qui s'engagent l'une par-dessus l'autre.
Entre ces pattes passent les arbres 15 prévus pour les corps détacheurs. Ces arbres, qui sont en prise par des secteurs dentés 38 avec un pignon 39 revedcnt un mouvement ' de rotation de l'arbre 4, comme dansla construction des figs. 1 à 4, sont munis de deux saillies 40 opposées
<Desc/Clms Page number 12>
l'une à l'autre. Ces. saillies sont décalées, par rapport aux cames 31 et 32 des corps de poussée, de'telle manière que lorsque ces--cames s'appliquent contre les plaques de vanne 26,27 les saillies 40 ne touchent pas les apt tes 36,37 De même,; les cames ne touchent pas les plaques de vanne lorsque les saillies 40 s'appliquent contre les pattes 36,37.
Dans le-'mouvement de descente des plaques de vanne 26,27 jusqu'à ce qu'elles arrivent devant l'an- neau d'étanchéité 8 de la boîte 1 les saillies 40 des arbres 15.servant à guide latéralement les plaques (fig. 9).La fermeture du.robinet-vanne-s'effectue alors en faisant tourner.' 1* arbre 4, ce qui a pour effet d'ap pliquer les cames 31 contre la plaque 26 et les cames
32 contre'la plaque 27. En même temps, les'arbres 15 re- çoivent un mouvement de rotation tel que les cames 40 s'écartent des pattes 36,37(fig.
8).Les plaques 26,27 sont par conséquent poussées à l'écart l'une de l'autre et sont ainsi pressées contre -les anneaux d'étanchéité
8 de la boîte 1 ce qui assure une bonne fermeture du robinet-vanne, étant donné que les cames possèdent une grande irréversibilité.
Pour ouvrir le robinet-vanne, on fait tourner l'arbre 4 dans les sens inverse, ce qui a pour ef- fet de dégager les cames 31,32 des plaques de vanne 25, 27, pendant que les saillies 40 s'appliquent contre les pattes 36,37 et cheretn à rapprocher l'une de l'autre les.deux plaques de vanne. Ce rapprochement s'effectue, par suite de l'élasticité des plaques de vanne, aux en-
<Desc/Clms Page number 13>
droits où sont prévues les pattes 36,37. La fente résul- tant de ce décollement partiel des plaques offre à la vapeur chaude un chemin lui permettant de passer sur la face externe des plaques de vanne 26,27, ce qui diminue la charge à laquelle ces plaques étaient soumises, en per- mettant ainsi l'enlèvement des deux plaques de vanne sans dépense considérable d'énergie.
Dans le mouvement d'élé- vation des plaques de vanne, les saillies 40 servent de nouveau de guides latéraux.
Il en résulte que les seuls éléments appliqués contre les plaques de vanne 26,27 sont soit les cames 31,32 soit les saillies 40 ce qui, dans le cas où l'on utilise de la vapeur vive, supprime pour ainsi dire le risque que les organes de commande qui se trouvent dans la chambre à vapeur se détruisent par grippage.
Les secteurs dentés 38 (fig. 10) ont un dia- mètre plus grand que le pignon 39 actionné par l'arbre 4 avec lequel ils engrènent, Grâce à ce rapport, la 'for- ce nécessaire pour le décollae des plaques de vane 26,27 est enco re diminuée.
Dans la forme de réalisation des figs 11 à 17., les cames 43,44 servant à presser les plaques de van ne 41,42 contre leurs sièges,, sont prévues surun élé ment d'arbre 45 de telle manière qu'elles se trouvent en face du milieu des plaques sur lesquelles sent prévus les filets saillants 46,47 (fig. 11).Les corps détacheurs sont ici constitués chacun par deux cames 48,49. placées l'une au-dessus de l'autre et situées aux endroits de l'élément d'abre 45 situés en regard du bord des plaques de vanne.
<Desc/Clms Page number 14>
Les plaques sont munies respectivement d'oreilles per- forées 50,51 qui se recouvrent mutuellement de telle sorte que Isolement d'arbre 45 peut être engagé avec les cames à travers l'ouverture formée par les deux oreilles.
La came 48 agit alors sur l'oreille 50, et la came 49 agit sur l'oreille 51, dans le sens de l'enlèvement des plaques.
Les cames 42,43 sont décalées par rapport aux cames 49,50 de la même façon que dans les formes d'exécu- tion précédemment décrites. Le guidage latéral des pla- ques de vanne est ici assuré à l'aide des filets 52 pré- vus sur la botte 1.
L'élément d'arbre 45 passe, à l'extérieur de la boite 1, à travers une roue à vis sans fin 53 qui est . supportée de façon à pouiv tourner sans toutefois pou- voir se déplacer longitudinalement et qui engrène avec une vis sans fin. '$4 (fig. 12). L'élément d'arbre 45 est guidé par un assemblage coulissant à rainure et languette dans la roue à vis sans fin 53. A l'extrémité supérieure, l'élément d'arbre 45. présente une rainure 55 dans laquelle sont engagées des vis. d'arrêt 56. Ces vis sont fixées à la tête en forme de cuvette 57 d'un arbre fileté 58.L'- élément d'arbre 45 est par conséquent entraîné par l'arbre fileté 58 mais peut tourner autour de l'axe de l'arbre.
L'élément d'arbre 58 est guidé dans unécrou 60 muni d'- un volant à main 59 et porté par les montants 61.
Dans la fig. 13, est représentée une autre forme¯de. réalisation de* 1 accouplement des éléments d'ar-
<Desc/Clms Page number 15>
bre 45,58. Dans cette construction, l'élément d'arbre 45 est supporté dans la tête 57 à l'aide d'un roulement à billes 62. Dans un des montants 61 est prévue une rainure
63 (fig. 12) dans laquelle peut s'engagerune griffé 64 fi- xée à l'extrémité supérieure de l'élément diarbre 45. La rainure se termine à son extrémité inférieure par un évi- dement 65 qui est disposé de telle sorte que la griffe 64 devient libre quand les plaques de vanne 41,2 sont arri- vées devant leurs sièges 8.
Lorsque le robinet-vanne est ouvert, les ' plaques 41,42 occupent la position représentée-sur les . figs. 15 et 17. Lorsqu'on abaisse les arbres 45,58 les plaques sont guidées par les filets 52.'Les;, arbres ne peu- vent pas tourner dans ce mouvement puisque l'organe d'ar- rêt 64 est engagé dans 'la rainure 63 du montant 61.Lors- que les plaques sont arrivées en regard de leurs sièges 8, l'organe d'arrêt 64 est arrivé dans l'évidement 65,et l'élément d'arbre 45 est libre de tourner.
Si l'on fait alors tourner cet élément d'arbre en faisant tourner la vis dans fin 54, les cames 43,44 viendront s'appliquer contre les filets 46,47,écarteront les plaques de vanne ' 41,42 l'une de l'autre, et les pousseront contre les an- neaux d'étanchéité 8 (fig. 14).
Les cames 48,49 servant au décollage ne' sont pas en contact avec les oreilles 50,51 à l'instant envisagé (fig. 16). Pour ouvrir, on fait tourner la vis 54 en sens inverse. Les plaques de vanne 41,42 sont alors-, d'abord ren- dues¯libres par les cames de poussée 43,44, puis les cames
<Desc/Clms Page number 16>
détacheuses 48,49 agissent sur les oreilles 50,5r, tendent à rapprocher l'une de l'autre les plaques de vanne et à -les décoller légèrement de leur siège aux points d'attaque des oreilles, ce qui-supprime la charge à laquelle le ro- binet-vanne vêtait soumis.