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Perfectionnements relatifs aux robinets-vannes.
La présente invention est relative d'une manière généra- le aux robinets et elle concerne particulièrement des robinets- vannes d'une conception et d'une construction nouvelles, ainsi qu'à des éléments nouveaux de robinets-vannes.
Les robinets vannes et en particulier ceux qui sont employés dans les distributions à haute pression, ont toujours sou- levé des problèmes difficiles, aussi bien en ce qui concerne leur fabrication que leur entretien. Leur fabrication a toujours été très difficile en raison de la précision nécessaire pour la réalisation des surfaces de joint et en raison des déforma- tions des corps de robinet qu'il y a lieu d'attribuer à di- verses causes parmi lesquelles il faut citer les tensions irré- gulières se produisant au cours des opérations de moulage et de soudage.
Même si, à l'origine, un robinet est ajusté d'une manière ('tanche et ne fuit pas, il perd invariablement ces
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qualités, en peu de temps, à l'usage, en raison de l'irrégulari- te d'usure des surfaces formant joint, usure provenant des mouve- ments du disque ou des corrosions dues au fluide . Les tentatives déjà faites pour résoudre ces problèmes et pour produire des robinets courants étanches simples et peu coûteux, ainsi que pour maintenir a l'usage, pendant de longues périodes, l'étanché- ité des disques et des surfaces d'obturation de tels robinets,, ont jusqu'a présent échoué invariablement.
En outre, on a rencontré, en employant les robinets vannes dans les distributions à haute température et a haute pres- sion, des difficultés extrêmement sérieuses, qui sont dues aux différences de température entre les différentes parties des robi- nets, différences qui provoquent le blocage ou le grippage de certaines parties des robinets, de sorte qu'il est souvent très difficile de les ouvrir. En raison de ce grippage, les moyens permettant de commander les robinets sont construits pour faire face aux efforts qu'il faut développer pour les ouvrir, efforts qui sont beaucoup plus grands que ceux que nécessite leur fermeture.
On a donc réclamé d'une manière persistante des moyens qui permet- traient de réduire ou de supprimer les difficultés dues aux grippa- ges se produisant dans les robinets vannes et de réduire les di- mensions et le poids des organes de commande de ces robinets.
En outre, on a réclamé, avec insistance, des robinets- vannes dont les corps soient plus légers et aient la même résis- tance que les corps en usage ou une résistance plus grande.
Les robinets faisant l'objet de la présente invention, comportent des éléments qui sont entièrement nouveaux et les ro- binets eux - mêmes diffèrent, dans une mesure considérable, en ce qui concerne leur construction et leur manoeuvre, de ceux que l'on connaissait jusau'a présent. En outre, ces robinets répondent pleinement aux exigences ci-dessus qui, jusqu'à présent, n'a- vaient pas été satisfaites, et ils possèdent néanmoins toutes
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les caractéristiques ayant donné satisfaction dans les robinets- vannes du type ancien. En raison de leur mode de construction et de leur conception, les déformations se produisant au cours de leur fabrication eu pendant qu'ils sont en service sont main- tenues à un minimum qui est en dessous du minimum habituellement toléré pour les robinets du type ancien.
Ces déformations n'ont pas d'influence importante sur le fonctionnement de ces nouveaux robinets : cela est dû au fait qu'elles sont compensées par avance et que l'étanchéité peut être obtenue suis qu'on ait a se soucier de l'importance de la déformation de la surface de joint du corp de robinet. C'est à la nouvelle paire de disques, flexible, en une seule pièce, qu'est dû cet avantage des robinets faisant l'objet de la présente invention. Dans ces nouveaux disques ou vannes, il y a combinaison de la rigidité minima qui peut être obtenue dans une pièce unique, avec la résistance qui convient pour assurer une charge et des efforts un'-formes et, (,uand on le désire, une obturation parfaitement efficace.
Grâce 3 cette invention, il est possible d'eliminer les difficultés dues au grippage dans les robinets vannes et, par voie de conséquence, il n'est plus besoin d'employer des tiges de vanne et des organes de commande de celles-ci, d'une construc- tion plus lourde que celle que nécessite la fermeture des robinets.
Ce résultat à été obtenu par l'inventeur d'une manière surprenante et absolument inattendue, par l'emploi de sièges tubulaires allon- gés insérés dans le corps du robinet , qui, non seulement simplifien la construction du robinet, mais encore compensant automatique- ment les variations qui se produisent dans les dimensions intérieu- res du corps de robinet et qui sont dues aux variations de tempé- rature.
Les efforts et les tensions dans les robinets vannes qui sont dûs à ce que les températures, dans les différentes parties des robinets, diffèrent considérablement, sont, les uns
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et les autres, entièrement éliminés, ou réduits d'une manière très importante, dans les robinets faisant l'objet de l'invention.
Les robinets conformes à l'invention n'ont pas un fonctionnement affecta d'une manière indésirable, par le fait que leurs différen- tes parties sont soumises à des températures différentes, comme c'est le cas pour les robinets connus : est dû au fait qu'il n'existe pas, dans les robinets conformes l'invention, de grandes masses de méital faisant office de réservoirs de chaleur et constitu- ant par conséquent des sources de déformations thermiques.
Il n'y a pas, dans les nouveaux robinets, de parties de renforcement présentant l'aspect de nervures, ni de brides, qui provoquent, comme on le sait, entre certaines parties du corps de robinet, des différences de température et des tensions, qui ne peuvent être évitées dans les systèmes ordinaires à haute température et à haute pression.
Les robinets conformes a l'invention ont, en outre, l'avantage de permettre de réduire considérablement les dimensions latérales, de sorte que le corps de robinet peut être plus petit et la surface de fermeture du robinet qui est soumise à la pres- sion, peut être plus faible.
Les robinets conformes a l'invention ont encore l'avanta- ge important p ar rapport a ceux qui sont employés actuellement, d'une manière générale, de permettre au fluide de les traverser en s'écoulant avec une turbulence minima. Les guidages pour les vannes de ces robinets sont ou bien venus de fabrication avec les corps, de manière a délimiter, avec les passages de fluide se trou- vant à l'intérieur des corps, un chemin continu et lisse pour ce fluide, ou bien prévus pour être disposés dans un logement du corps de robinet et ilsne setrouvent pas sur le chemin que suit le courant de fluide quand le robinet est ouvert.
Les spécialistes en la matière pourront se faire une idée plus complète de la présente invention en se référent aux dessins ci-joints qui constituent une partie de la spécification et dans lesquels:
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La figure 1 représente une vue, en coupe verticale de la réalisation d'un robinet vanne conforme l'inventif,
Le figure représente une coupe verticale partielle, laite suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 représente une vue en plan, avec coupe horizontale partielle, de la réalisation d'un robinet vanne conforme à l'invention, certaines parties de ce robinet ayant été enlevées.
La figure 4 représente une coupe verticale d'une autre réalisation de corps de robinet, certaines parties de ce robinet ayant été enlevées.
La figure b représente une coupe faite suivant la ligne b-5 de la figure 6.
La figure 6 représente une vue en élévation latérale d'une vanne conforme a l'invention.
La figure 7 représente une coupe horizontale faite suivant la ligne 7-7 de la figure 5.
Les robinets conformes à l'invention comprennent, en général, un corps de robinet et une vanne, ainsi que des moyens pour déplacer cette vanne, afin de régler l'écoulement du fluide à travers le robinet.
Les robinets représentés comprennent, plus particuliè- rement, un corps de robinet-vanne B, une vanne G ayant des dis- ques D qui peuvent se déplacer l'un par rapport à l'autre, et des moyens de fermeture M comprenant une tige S qui permet de déplacer la vanne G par rapport au corps de robinet B.
Le corps de robinet B comprend une partie cylindrique longitudinale et une partie cylindrique transversale, qui détermine, avec la partie cylindrique longitudinale, une saillie. La partie longitudinale est munie d'une paire de tubulures 10, ayant même axe, pour le fluide, et d'une chambre 11 qui se trouve dans la portion médiane du corps, entre les tubulures 10. La partie longi- tudinale a des parois dont l'épaisseur va en diminuant progressi-
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vement, d'une part, depuis la saillie jusqu'à ses extraites, et, d'autre part, depuis la saillie jusqu'a un point qui se trouve en face de la partie transversale.
A leurs extrémités Intérieures, les tubulures 10 comportent des élargissements formant des le- gements dans lesquels sont placées des garnitures cylindriques allongées 12 en stellite ou en métal similaire, dur et résistant a l'usure. Ces garnitures sont fixées au corps et déterminent des orifices 14 entre les tubulures et la chambre 11. La partie transversale du corps est munie d'une ouverture disposée axia- lement, ou orifice d'accès du robinet 15 qui communique avec la chambre 11 et qui est prévue pour recevoir des éléments des moyens M définis plus haut. Cette ouverture a des filets 17 qui sont taillés dans sa partie supérieure.
La surface extérieure de la portion transversale est munie d'une gorge annulaire 13 se trouvant en face du filetage 17 et elle forme, avec la partie longitudinale du robinet, une sorte de pont transversal, sur l'ouverture d'accès (15) au robinet (fig. 2).
Le corps de robinet représenté sur la figure .5 est muni d'une nervure de guidage 20, entièrement venue da fonderie, qui se trouve dans la partie médiane du corps, entre les orifices 14. La nervure 20 est en forme d'U; elle commence en un point se trouvant à l'intérieur de l'ouverture 15, elle traverse l'arc déterminé par la paroi de la chambre 11 et elle se termine en un point diamétralement opposé au point où elle prend naissance.
La nervure est donc sensiblement plus longue que la circonférence de chacun des orifices 14 et elle a des dimensions et une forme telles qu'elle détermine avec les orifices 14 un chemin sensible- ment continu pour le fluide $ travers le corps de robinet.
Le corps de robinet représente sur les figures 1, et 4 est muni, non d'une nervure entièrement venue de fabrica- tion, mais d'un logement 22. Ce logement se trouve au milieu de la paroi de la chambre 11., entre les orifices 14 et s'étend sur la paroi de la chambre 11, constituant une gorge en forme
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d'arc et se termine en des points se trouvant à l'intérieur de cette chambre. Ainsi que le montre la figure 1, le logement 22 a une profondeur qui est un peu inférieure à la moitié de la hauteur de la nervure de guidage qu'il doit recevoir mais il a sensiblement la même largeur que cette nervure de sorte que cette dernière se placera dans le logement en assurant un joint étanche avec les parois de celui-ci.
La vanne G comprend deux disques 30 ayant des oreilles ou anses 31 dans lesquelles est engagée l'extrémité de la tige de robinet S, et une partie centrale cylindrique 32 qui est entiè rement venue de fabrication avec les disques et qui les réunit.
Les anneaux 34 relativement minces, en stellite ou en une matière similaire, dure et résistant à l'usure, ayant essentiellement la même forme que les orifices 14, sont fixés aux disques 30 pour fermer hermétiquement le robinet quand ils viennent en contact avec lesdits orifices 14.
Ces anneaux sont centrés l'un par rapport a l'autre, et par rapport à la partie centrale 32 et, comme il est représenté sur les figures 1 et 6, sont normalement inclinés suivant un angle ui est apprcximativement celui des orifices 14 avec lesquels ces anneaux viennent en prise. Les disques 30 sont relativement larges, comme le montre la figure 6, a leurs somuets voisins des oreilles 31 et étroits a leurs extrémités inférieures, Leurs faces intérieures étant parallèles tandis que leurs surfaces extérieures auxquelles sont fixés les anneaux 34, sont profilées de façon con- vergente vers le bas. Les faces intérieures sont usinées afin ue former une grge 35 destinée à recevoir un organe de guidage ou nervure, ainsi qu'on l'exposera plus loin.
La gorge 35 règne autour de la vanne G. Depuis un côté de la base de la partie de tête jusqu'à l'autre côté de cette base et elle est disposée de manière à être perpendiculaire à l'axe de la partie centrale 32 de le vanne sur lequel sont centrés les anneaux 34.
On fabrique aisément la vanne en coulant du métal
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suivant la forme générale représentée, en découpant les oreil- les 31 suivant la section transversale centrale de la vanne, dans le prolongement de la gorge 35, en usinant les parois de la gorge en vue de l'introduction dans celle-ci d'une nervure de guiduge soigneusement ajustée et en fixant les anneaux 34 aux surfaces extérieures des disques 30.
Les moyens de fermeture M comprennent une tige de robinet S, un volant a main 41 en prise avec cette tige et un chapeau 43 du type à auto-obturation, disposé dans l'extraite ouverte de l'ouverture 15 et vissé dans les filets 17, et enfin une arcade 4b qui est fixée sur le corps au moyen d'une bague 47 en deux pièces et a deux collets. Un des collets ae ici bague 47 est engagé dans la gorge 18 tandis que l'autre collet maintient la partie inférieure du chapeau 46. Les deux parties semi-circu- laires de la bague 47 sont réunies d'une manière appropriée au moyen de boulons (non représentés) traversant les alésages 46 prévus dans les extrémités opposées élargies, des deux parties de la bague.
Comme on l'a dit plus haut, la tige de robinet S est munie d'une extrémité de forme appropriée destinéeêtre engagée dans le sommet ce la vanne G triais que son autre extrémité est filetée pour pouvoir être attaquée par le volant a main 11, de sorte que le mouvement de rotation du valant - main déplace la tige de robinet par rapport au corps du robinet en lui communiquant un mouvement axial de translation.
On voit sur la figure 2 qu'une nervure de guidage 50, en forme de fer a cheval pour la vanne G, est réunie à son extré- mité à la partie du chapeau 43 qui se trouve dans l'ouverture IL.
Cette nervure de guidage vient se loger dans l'évidement 22 de le chambre 11, comme le montre la figure 1.
La nervure de guidage 50 n'est pas seulement disposée, d'une manière amovible, dans l'évidement 22 mais, en outre, ses côtes parallèles ont, comme ceux de la nervure 20, une longueur aus- grande que celle de la course de la vanne et de la tige. En
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odtre, quand la nervure de guidage 50 est placée, comme le montre la figure 1, à la profondeur maxima, dans le canal prévu dans la paroi de la chambre, l'axe de sa partie inférieure, en forme d'arc, comme l'axe correspondant de la nervure 20, devrait coïnci- der avec l'axe des orifices 14 du robinet. La nervure a une surface intérieure en forme d'arc qui est dans le prolongement des ori- fices afin de délimiter pour le fluide, un chemin sans obstacles, sensiblement continu a travers le corps de robinet.
Les deux ner- vures de guidage 0 et 50 sont des éléments usinas et ont par con- séquent des formes et des dimensions uniformes, de sorte qu'ils peuvent s'ajuster exactement dans la gorge 35 prévue dans la vanne G, et, pour le cas de la nervure 50, dans le logement 22. De pré- férence, on exécute avec le même montage sur une machine outil, les diverses opérations d'usinage nécessaires pour la réalisation des orifices 14 et des nervures 20, afin d'assurer un alignement parfait des pièces ainsi que le contact des disques et de leurs sièges.
Pour que ce dernier but puisse être atteint plus facilement, la nervure 50 présente, comme le montre la figure 2, des épanouisse- ments dans les régions se trouvant entre son extrémité en forme d'arc et ses parties latérales.
Pour manoeuvrer les robinets des types représentés, il suffit de faire tourner le volant a main 31 afin de donner a la vanne G le déplacement désiré pour augmenter ou pour diminuer, ou pour arrêter comnlètement l'écoulement de fluide à travers les orifices 14 et la chambre 11. Quand la vanne est ouverte en grand, on peut obtenir l'obturation rapidement en tournant le volant a main 41 dans le sens convenable et en déplaçant ainsi la vanne vers le bas dans la chambre 11, cette vanne étant guidée par la nervure 20, si le robinet est du type représenté sur la figure 3. Si le robinet est du type représenté sur la figure 1, on le fermera d'une manière analogue et les orifices se trouveront alors disposés, la vanne étant fermée, de la manière représentée
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sur la figure.
Les disques 30 peuvent se déplacer l'un par rapport a l'autre quand l'obturation du robinet est obtenue de cette fa- çon : cela est dû a l'élasticité de la construction de la vanne; élasticité dont il a été question plus haut. bien entendu, on ouvre les robinets en tournant le vo- inverse lant a main 41 dans le sens/du précdent, ce qui a pour effet de soulever la vanne et de faire cesser son contact avec les orifices 14.
REVENDICATIONS .
1.- Robinet-vanne caractérisé en ce qu'il comporte une vanne munie d'une paire de disques qui peuvent avoir un mouvement rotatif l'un par rapport a l'autre.