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"ROBINET A CLEF"
L'invention se rapporte à un robinet à clef pouvant servir pour contrôler le passage de la vapeur, de gaz et de liquides de tous genres.
Dans les robinets à clef connus jusqu'à présent,- notamment lorsque ceux-ci sont destinés à contrôler le passage de gaz, de vapeurs ou de liquides sous une pression élevée, ou lorsqu' il s'agit de robinets à grande section de passage et, enfin, dans le cas de robinets que l'on ouvre et que l'on ferme rare- ment,- le mouvement angulaire -de,- la clef , que, l'on doit effectuer lors de l'ouverture du robinet, présente souvent des difficultés. Il est connu@ d'éviter cet inconvénient en soulevant
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légèrement la clef avant d'effectuer le mouvement d'ouverture, ce soulèvement étant produit, par exemple, par des coups de marteau, appliqués de bas en haut contre la clef, laquelle présente une conformation cônique, ou bien au moyen d'une vis de soulèvement agissant sur la clef de bas en haut.
Ces moyens bien connus agissent d'une manière très imporfaite, et présentent en outre ce désavantage que le mouvement de soulè- vement provoque une inétanchéité accentuée du robinet, de sorte qu'une certaine quantité de la matière dont l'écoulement doit être arrêté d'une manière étanche, fuit à travers le robi- net en souillant les parties du boisseau. De tels robinets provoquent même parfois des accidents de travail et notamment ,.dans le cas de liquides ou de vapeurs chaudes ou corrosives.
Ces difficultés proviennent du fait que les moyens servant à desserrer la clef agissent d'une manière échappant à, tout con- trôle. En outre, l'application de ces moyens aux dispositifs connus nécessite plusieurs outils et mouvements ou manoeuvres séparés.
Suivant l'invention, ces inconvénients sont supprimés par le fait que le soulèvement de la clef dans le boisseau est produit par la rotation d'un plan incliné, notamment par le vissage d'un écrou s'appuyait contre le boisseau, sur la. tige de la clef, laquelle est pourvue d'un filet extérieur. Le mou- vement de soulèvement, lequel estlimitéà un déplacement an-
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ulo ire déterminé ,précède alors immé:'di.temerlt le mouvement angu- laire d'ouverture, de sorte qu'il est possible d'effectuer, avec un seul outil (clef ou poignée) et en un seul mouvement rotatif, d'abord le soulèvement et immédiatement après, l'ou- verture du robinet.
Pendant la fermeture ultérieure du robinet, ces mouvements ont lieu dans l'ordre inverse, c'est-à-dire
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que la clef tourne d'abord dans le boisseau sans être serrée contre son siège, et qu'une rotation ultérieure de la poignée ne peut avoir pour effet de serrer la, clef fortement contre son siège, sans la tourner, que lorsque cette clef a atteint sa position de fermeture. La fermeture commandée de la clef, de même que la limitation du mouvement de soulèvement de cette dernière peuvent être obtenues au moyen d'une goupille ou clavette traversant la tige de la clef et l'écrou en forme de douille, de telle manière que les extrémités de cette clavette sont guidées dans des découpages déte@minés et en forme de segments, pratiqués dans la douille et dans le boîtier.
Dans ce cas, les découpages de la douille limitent le mouvement an- gulaire de la clavette en vue du soulèvement de la clef, avant que cette dernière ne se mette à tourner, tandis que les décou- pages prévus dans le boîtier ou dans une bride vissée sur ce dernier limitent le mouvement angulaire de la clef, lequel se produit après le soulèvement de celle-ci.
Un avantage essentiel de l'invention consiste en ce que le soulèvement de la clef est limité à une distance minime exactement déterminée, cette distance étant de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, lesquelles suffisent exacte- ment et suivant l'application particulière du robinet, pour supprimer le"siège à pression", c'est-à-dire le blocage de la clef présentant une conformation cônique, dans le boisseau conformé d'une manière correspondante, lequel blocage se produit sous l'effet d'un excès de pression ou d'une action chimique et donne lieu à une déformation du matériel. Dans ce cas, il importe que le soulèvement de la clef s'effectue d'une manière très progressive et qu'il soit strictement limité à la course déterminée d'avance.
Cette course est tellement minime, que
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très souvent elle ne porte-aucun préjudice à l'étanchéité du robinet, notamment dans'le cas de liquides.
Toutefois, pour éviter les pertes du fluide contrôlé par le robinet,la où le moindre soulèvement de la clef pour- rait occasionner des fuites, comme dans le cas de vapeur sous haute pression on peut, suivant l'invention, établir la douille-écrou, dont la rotation produit le soulèvement de la clef, sous forme d'une boite à bourrage entourant, d'une manière étanche, l'arbre de la clef, établi sous forme d'une tige. En outre, le fond du boisseau peut être complètement fermé en-dessous de la clef . Grâce à cette disposition, il ne peut se produire de pertes du fluide contrôlé par le robinet même en cas de fuites- à la clef.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple plusieurs modes d'exécution différents de l'objet de l'invention.
Dans ce dessin ;
Fig. 1 est un premier mode d'exécution montré sous forme d'une coupe verticale pratiquée à travers le robinet tout entier, tandis que les Figs. 2,3 et 4 sont des détails de la construction,montrés en coupe transversale.
Figs. 5 et 6 sont des vues fragmentaires en coupe ver- ticale de deux variantes différentes.
Figs. 7 et 8 montrent unmtre mode d'exécution du robinet, Fig. 7 étant une vue latérale partiellement en coupe,et Fig. 8 une vue en coupe suivant la ligne VIII - VIII de la Fig. 7.
Dans le mode d'exécution suivant Fig. 1 à 4 , le boîtier 1 est établi en une seule pièce de fonte et est pourvu des brides 6, des ouvertures d'entrée et de sortie, respectivement 4 et 5, de l'alésage cônique 2 destiné à recevoir la clef 8, et de la partie de fond 3 située en-dessous de cette clef.
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Toutefois, ce boîtier peut être établi en un autre métal et par un autre procédé, tel que par pression, en acier fondu, en bronze rouge ou analogue, ou bien par estampage ou matri- çage.
Enfin, les robinets peuvent être établis en matières solides non métalliques,telles que, par exemple, des matières céramiques ou des résines artificielles. La clef 8 présente un passage 9 et une partie de fond 11 et est pourvue d'un arbre 10 présentant la forme d'une tige cylindrique nouvatn être établi en une seule pièce avec la clef conique 8 ou réuni rigidement à cette dernière de toute manière appropriée.
La partie supérieure de l'arbre 10 présente un diamètre ré- duit et reçoit un pas de vis de manière à constituer un boulon 21. Le couvercle 12 du boîtier est réuni au boîtier 1, soit en réunissant les brides 7 et 13 au moyen de boulons ou analo- gue, par exemple, soit par vissage. Cette partie du boîtier présente un alésage 14 destiné à recevoir des bagues de gar- niture 15, lesquelles entourent étroite:ment,- tout comme la garniture d'un arbre rotatif,- l'arbre 10, en forme de tige, de la clef. Un écrou ou douille taraudée 16 pourvue d'un filet intérieur 19 est vissée sur le boulon 21, l'extrémité infé- rieure de cette douille pouvant s'appliquer sur les bagues do garniture 15.
Pour permettre le réglage de la boîte à bourrage on peut établir la bride 20 de cette boîte, d'une manière ré- glable, comme c'était le cas dans les presse-étoupe. Toutefois, dans le mode d'exécution montré au dessin, la disposition est différente. Ici, le presse-étoupe constitue plutôt une partie intégrale de la douille taraudée 16, de sorte que lorsque cette dernière est tournée à droite, elle s'applique
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avec une forte pression contre les bagues 14, laquelle pres- sion est réduite lors de chaque rotation à gauche de cette douille. Ce mode d'exécution est particulièrement approprié pour bagues métalliques creuses avec bourrage en grafite, étant donné que de telles bagues de bourrage gerdent leur forme après une première compression.
L'extrémité supérieure 18 de la douille taraudée 16 présente une forme carrée et est destinée à recevoir une clef de manoeuvre29. Cette douille présente dans sa partie centrale un dégagement 17 et un forage transversal 24 dans lequel sont situées les deux extrémités d'une goupille ou clavette 23 traversant un forage 22 de la tige 10.
Une bride 25 réunie au moyen de boulons à l'extrémité supérieure du couvercle 12 du boîtier est pourvue d'un alésa- ge central 26 entourant la douille 16 d'une manière circulai- re et présentant deux extensions diamétralement opposées et ayant la forme de segments, (Figs. 2-4) dont les extrémités 27 et 28 constituent des butées pour la goupille ov clavette 23. Les différentes positions de la clavette par rapport à, l'alésage 26 de la bride 25 sont montrées dans les Figs. 2 à 4.
Fig. 2 montre la position initiale, le robinet étant alors fermé et la clef appliquée contre son siège. Dans cette posi- tion, les deux extrémités de la clavette sont alors appli- quées contre les butées 27 de la bride 25,et de la. douille 16 occupe par rapport à la clavette une position telle que le dé- coupage 24 peut tourner dans le sens de la flèche lorsque la clef 29 est tournée vers la gauche. Une fois cette rotation ,exécutée, la douille peut tourner, dans l'exemple de construc- tion représenté, de 90 par rapport à la clavette 23, et on obtient alors la position montrée dans la Fig. 3.
Ceci n'a pas pour effet de tourner la clef du robinet, car la friction entre
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la clef et le boisseau et entre la tige 10 et la boite à bourrage est plus grande que la friction entre le boulon 21 et le filet intérieur 19 de la douille 16. Dans le cas où, par hasard, la clef du robinet tourne très facilement, il oeut se produire que cette dernière soit déjà entraînée lors de la première rotation et que le robinet s'ouvre sans que la clef soit soulevée. Toutefois, lorsque la clef oppose une résis- tance suffisante à la rotation, cette clef ne se trouve que soulevée dans le sens axial et de la oetite quantité détermi- née d'avance. Ceci a pour effet de réduire la friction et de faciliter le mouvement d'ouverture.
Comme on le voit, la cla- vette se trouve dans la même position dans les Figs. 2 et 3, c'est-à-dire que dans les cas usuels, la clef et sa tige ne tourneront pas, pendant cette dernière manoeuvre.
La Fig. 4 montre la clavette 23 décalée de 90 dans le sens de la flèche, les extrémités de cette clavette étant alors appliquées contre les 'outées 28 de la bride 25, ce qui empêche toute rotation ultérieure de la clavette. La douille 16 s'est déplacée lors de la rotation, depuis la position montrée en Fig. 3 vers celle montrée en Fig. 4, de manière à entraîner la clavette. Dans le mode d'exécution représenté au dessin, on a supposé que le mouvement de soulèvement et le mou- vement de rotation nécessitent chacun un déplacement angulaire de 90 , de sorte que la clef doit effectuer une rotation totale de 160 .
Il est bien entendu que ces déplacements angulaires ne sont pas immuables. Ces déplacements peuvent également être plus petits, et dans certains cas, notamment lorsqu'il s'agit de robinets à plusieurs voies, ils peuvent être plus grands que ceux indiqués plus haut.
Dans le cas où l'on désire que la clef soit arrêtée
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automatiquement jusqu'au moment où elle est soulevée de son siège, on applique la disposition montrée dans la Fig. 5 ou @ disposition analogue/suivant laquelle la clef 11' peut être immobilisée, aussi longtemps qu'ulle est pressée contre son siège, au moyen d'une cheville d'arrêt 31 solidaire du fond du robinet et s'engageant dans un évidement 32. La che- ville ne s'engage dans cet évidement que d'une quantité per- mettant le mouvement angulaire de la clef dès que cette der- nière est soulevée. Au lieu d'être solidaire du fond du robi- net, la, cheville 31 peut s'avancer en saillie depuis une paroi latérale de ce robinet.
On peut éventuellement prévoir dans la partie supérieure du cône creux une ou plusieurs rainures dans lesquelles pourraient s'engager des ressorts d'arrêt appropriés faisant partie de @a clef.
Dans le mode d'exécution suivant Fig. 6, on obtient un réglage du mouvement de soulèvement au moyen d'un bouchon à vis 33 vissé dans le prolongement de l'extrémité supérieure 18' de la douille taraudée 16, étant donné que la quantité dont doit être tournée la douille 18' jusqu'au moment où. le bouchon 33 s'applique contre la surface en bout de l'arbre 21 de la clef, correspond à la course de soulèvement de la clef.
Enfin, les Figs. 7 et 8 montrent un mode d'exécution dans lequel la.. clef est plus légère par le fait de la suppres- sion d'une partie de sa paroi. Une telle réalisation est sur- tout avantageuse dans les robinets de grandes dimensions. Dans ce cas, la clef reçoit une section en forme de T, et il suffit que l'aile 34 de la clef en forme de T soit constituée par un segDent présentant des dimensions qui permettent de recouvrir suffisamment les ouvertures de passage 4 ou 5 du boisseau. Le
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@ du T comporte alors le forage 36 pour le passage du fluide.
La surface en bout 37 du pied 35 ne s'applique contre la surface de siège cônique que dans les parties supérieure et inférieure de la clef, la partie médiane étant complotèrent supprimée.
La Fig. 7 montre comment les différentes parties du boî- tier, à savoir, la bride 25, le couvercle 12 et la bride 7 montrés dans la Fig. 1, peuvent être assemblés au. moyen de boulons 30.
Pour permettre l'enlèvement des bagues de garniture, ainsi que 'de la douille 16, en vue du remplacement, du net- toyage ou de la, réparation de ces orgues pendant le service, on peut pourvoir le boîtier 1 d'un dispositif destiné à em- pêcher le soulèvement de la clef dans la position de fermetu- re, de sorte que le robinet suivant l'invention agit alors comme un robinet ordinaire qui ne peut être qu'ouvert ou fermé.
Ce dispositif peut consister en une simple vis d'arrêt s'en- gageant ou bien sur la face supérieure de la clef 8 en-dessous du point de départ de la tige 10, ou bien dans une rainure circulaire de la clef ov de sa tige. Ceci empêche le relâchement de la clef dans le boisseau, même en ca.s d'enlèvement temporaire de la douille 16, des bagues de garniture, voire du couvercle 12. Dans ce cas, le robinet pourrait encore être éventuellement et exceptionnellement manoeuvré et ceci en se servant de la clavette 23 comme poignée ou en insérant vne clef dans les trous 24.
Dans certains cas, la friction entre la clef 8 et le boisseau (Fig. 1) et entre la tige 10 et la boîte à bourrage 15 peut être plus grande que la friction entre le filet du
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boulon 21 et le filet intérieur 19 de la. douille 16. Dans de tels cas, le soulèvement de la clef aura lieu, il. est vrai, d'une manière régulière et à la suite d'une rotation de la, douille 16, toutefois, il peut arriver que la rotation ultérieure de la douille 16 n'ait pas pour effet d'entraîner la, clef 8, de sorte que le robinet se fermerait et s'ouvri- rait d'une manière défectueuse. Pour éviter cet inconvénient, il suffit d'augmenter la. friction entre le filet du boulon 21 et le filet 19 de la douille 16.
Ceci peut être effectué d'une manière simple au moyen de la. disposition représentée dans la Fig. 9 , dans laquelle une rondelle ressort 38 s'appuie sur la face en bout du carré 18 de la douille 16, de telle manière que le serrage d'un écrou 39 sur le filet 19', du prolongement du boulon 21, a pour effet de presser cette rondelle contre la. face en bout de la douille 16, de sorte que les convolu- tions du boulon 21 et de la douille 16 se trouvent fortement appliquées les unes contre les autres. Cette rondelle-ressort 38 consiste utilement en un morceau d'a.cier plat trempé et comporte plusieurs spires. L'écrou 39 peut être retenu au moyen d'un contre-écrou 40.
La rondelle-ressort peut être remplacée par tout autre moyen élastique comme, par exemple, une rondelle élastique pouvant être comprimée ou aplatie.
Il est connu d'établir de telles rondelles élastiques, par exemple en un morceau de tôle d'acier, conforméen U, cintré ou ondulé. En serrant plus ou moins fortl'écrou 39 on com- prime plus ou moins fort la rondelle-ressort ou rondelle élastique, ce qui permet d'augmenter et de régler à volonté la friction entre les filets 19 et 19'. La présence'de la rondelle-ressort 38 ou de la rondelle élastique à pour effet
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non pas d'empêcher, mais plutôt de favoriser le soulèvement de la clef, tandis que, d'autre part , le jeu ou l'irré@ularité de la prise entre les filets sont compenses par l'action constante de l'élé@ent élastique interposé.
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1) Robinet dont la clef est soulevée de son siège dans le boisseau, avant le mouvement d'ouverture, caractérise en ce que le soulèvement de la clef est produit par la. rotation d'un plan incliné.