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SIEGE POUR APPAREILS DE ROBINETTERIE ET AUTRES APPAREILS ET PROCEDE
DE FABRICATION.
L'invention est relative aux sièges des appareils comportant des obturateurs dans lesquels les surfaces de contact doivent obligatoire- ment présenter une étanchéité pratiquement parfaite.
Cette condition soulève des difficultés particulières, entre autres, lorsque l'appareil contrôle le passage des fluides à pression et/ ou à température élevée.
Il en résulte que la nature des sièges, dans de tels appa- reils, est déterminée par la nature et les caractéristiques des fluides traversant les appareils comportant lesdits sièges.
On a donc été amené à faire choix, pour l'exécution de tels sièges, d'un métal résistant à la fois au grippage,à l'érosion du fluide, à la corrosion et qui, de plus,est antifriction et présente un coefficient de frottement aussi faible que possible afin de réduire au minimum.les efforts de manoeuvre.
Généralement, le métal choisi est différent de celui dont est exécuté l'appareil et l'on fait usage d'éléments annulaires rapportés et maintenus en place dans le corps de l'appareil par l'un des nombreux moyens industriels connus tels que le frettage, le matage, la soudure ou tout au- tre moyen convenant.
On a aussi proposé de réaliser ces anneaux de sièges par dé- pôt direct au chalumeau ou à l'arc. Or, la technique actuelle souffre encore de la difficulté qu'elle rencontre pour la fixation de ces sièges et aussi pour l'obtention d'une étanchéité suffisante, surtout lorsque le fluide véhiculé est à haute température.
En effet, du fait des différentes dilatations entre les métaux solidaires mais de masse différente, il se développe dans les anneaux, par suite des variations de température, des contraintes importantes capables de déformer sensiblement les anneaux et même de les détacher.
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On a essayé de remédier à ces inconvénients en fabricant des sièges bi-métal formés par un anneau dont le métal est semblable à celui du corps de l'appareil mais recouvert, au droit de la surface de contact ou du siège proprement dit, d'un dépôt de métal approprié. Ce recouvrement se pratique généralement par soudure ou brasage. Les anneaux bi-métal ainsi formés sont rapportés dans le corps de l'appareil et maintenus en place par frettage ou soudure
Comme on le voit, ces sièges bi-métal sont caractérisés par un changement de la nature du métal dans leur épaisseur mais la surface de contact ou siège proprement dit présente toujours un métal unique.
S'il est exact qu'on a ainsi apporté, dans ce domaine, une amélioration sensible, on a dû néanmoins constater que, surtout pour les pressions et les températures élevées, de nouvelles difficultés se sont révélées.
D'une part, les dépôts homogènes sont assez difficiles à ob- tenir, surtout lorsque les surfaces de contact sont relativement larges.
On a rencontré ces difficultés malgré l'observance de règles strictes imposant des préchauffages, recuits ultérieur ou autres traite- ments thermiques dans le but de faciliter le dépoté et de limiter les effets de dilatation et autres causes de tension interne.
On a aussi rencontré quelques difficultés pour maintenir ces sièges intacts.
En effet, la pratique a démontré que, si l'anneau ainsi réali- sé est moins sollicité par les variations de température puisque sa base est constituée d'un métal similaire à celui du corps de l'appareil, le dé- pôt formant le siège proprement dit introduit des tensions internes augmen- tant à mesure de l'augementation de sa surface. Comme ces dépôt,sa à raison de la nature du métal dont ils sont constitués, sont simplement brasés sans y être soudés réellement, on doit considérer ce complexe comme une espèce de collage sans aucune interpénétration mutuelle ou plus exactement sans zone de transition, la séparation des textures propres aux deux métaux so- lidarisés étant nette.
Il en résulte que les différences de dilation entre l'anneau et son dépôt crée des sollicitations importantes tendant à la séparation entre l'anneau et son dépôt.
Comme les exigences de la technique moderne sont de plus en plus grandes, il en résulte que cette amélioration se révèle actuellement insuffisante.
L'invention résoud ce problème d'une manière simple et sys- tématique .
Les sièges conformes à l'invention sont essentiellement carac- térisés en ce qu'étant bi-métal, les métaux de nature différente sont al- ternés aussi bien en largeur qu'en profondeur.
En effet, le procédé de fabrication des sièges bi-métal confor- mes à l'invention consiste à répartir au moins deux métaux de nature dif- férente, respectivement de dureté-différente, de telle manière que la surfa- ce de contact ou siège proprement dit présente des anneaux concentriques jointifs dans lesquels chaque anneau est voisin d'un anneau dont la dureté est différente de la sienne.
Préférablement,tous les anneaux pairs auront la même dureté, tous les anneaux impairs auront également la même dureté mais la dureté des anneaux pairs est différente de la dureté des anneaux impairs.
Le métal dont sont réalisés les anneaux d'une série paire ou impaire peut être le même que le métal de l'anneau de base. On remarquera donc que la caractéristique essentielle des sièges bi-métal, objets de l'invention, est que la surface de contact présente, sur son étendue, une
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alternance de zones généralement concentriques,de duretés différentes.
On peut évidemment réaliser cette caractéristique par des moyens très différents, soit en rapportant des éléments généralement con- centriques, soit en déposante sur un anneau de base dûment préparé, un métal de dureté différente de celui dudit anneau de base, soit de toute autre manière.
A simple titre d'exemple, sans aucun caractère limitatif, ni des sièges bi-métal dans leur présentation, ni des modes opératoires pour réaliser les sièges bi-métal conformes à l'invention, certaines exécutions sont décrites plus en détail ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels
Les figures 1 à 4 schématisent les phases successives d'un mode opératoire conforme à l'invention;
Les figures 5 à 9 schématisent les phases successives d'un autre mode opératoire conforme à l'invention; la figure 10 est une coupe longitudinale par un appareil de robinetterie appliquant des sièges bi-métal conformes à l'invention.
Conformément au mode opératoire schématisé aux figures 1 à 4, on réalise un siège bi-métal conforme à l'invention en partant, par exemple, d'un anneau de base 1 (figure 1) et en creusant, dans l'une des faces annulaires 2, une série de gorges ou cannulures concentriques 2 (figure 2).
Dans ces gorges, on dépose des cordons 4 d'un métal dont la dureté est dif- férente de celle de l'anneau 1 (figure 3).
Par la nature même du processus de dépôt et par les cannelures 3, lesdits cordons sont intimement solidarisés audit anneau 1. Enfin, la face ainsi chargée est dressée et rectifiée (figure 4) et l'on obtient ainsi une surface de contact ou siège 2 se présentant sous l'aspect d'anneaux concentriques jointifs.
Un autre mode opératoire consiste, comme schématisé aux figures 5 à 9, à partir d'un même anneau de base 1 (figure 5) sur l'une des faces annulaires 2 duquel on dépose des cordons 6 d'un métal de nature égale ou différente du métal dont est formé ledit anneau 1 (figure 6). Les cordons 6 sont disposés en sorte de limiter entre eux des cannelures concentriques 7.
Dans ces cannelures, est apporté un métal dont les caractéristiques, respec- tivement la dureté, sont différentes de celles du métal dont sont formés les cordons 6. (figure 7).On forme ainsi une deuxième série de cordons 8 al- ternant avec lesdits cordons 6 (figure 8).Finalement, il suffit de redresser et éventuellement de rectifier la face annulaire ainsi chargée pour obtenir la surface de contact ou siège proprement dit 5 présentant des anneaux concen- triques dans lesquels les anneaux voisins sont de dureté différente (figure 9).
Il est évidemment possible de réaliser les mêmes sièges bi-métal de toute autre manière, les zones de dureté différente étant disposées con- centriquement, radialement ou de toute autre manière jugée satisfaisante.
Egalement, l'apport de métal peut se faire par tous les. moyens techniques et industriels connus. Il est également possible de réaliser une telle alternance de métaux de caractéristiques différentes par des éléments rapportés concentriques radiaux ou autres ou par une combinaison d'éléments rapportés et de métal déposé pour autant que l'on réalise finalement une disposition superficielle dans le siège proprement dit de zones jointives de dureté différente.
En tout cas, par cette technique nouvelle, on réalise, dans des conditions industrielles relativement faciles et économiques, des siè- ges convenant pour tous appareils contrôlant le passage de fluides à pres- sion et température élevées
On obtient également que les contraintes développées dans les sièges.sont relativement réduites et qu'en tout cas la séparation entre
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les masses solidarisées est pratiquement exclue. De plus, en cas de défail- lance de l'une ou l'autre partie du siège, on obtient que les autres par- ties restent suffisantes pour assumer toutes les conditions requises pour une bonne obturation.
L'invention s'étend, à la fois,aux sièges bi-métal pour tous usages généralement quelconques, pour autant que lesdits sièges présentent, dans l'étendue de leur surface de contact, une alternance dans les deux matières de dureté différente; elle s'étend aussi à tous les moyens permet- tant de réaliser de tels sièges bi-métal ainsi qu'aux appareils équipés de tels sièges.
REVENDICATIONS.'
1.- Sièges pour appareils de robinetterie et pour dispositifs analogues contrôlant plus spécialement le passage de fluides à haute pres- sion et à température élevée, caractérisés-en ce que leur surface de con- tact présente une alternance d'au moins deux matières de dureté différente.
2. - Sièges pour appareils de robinetterie et pour dispositifs analogues contrôlant plus spécialement le passage de fluides à haute pression et à température élevée, y caractérisés en ce que leur surface de contact pré- sente une alternance de masses annulaires jointives dans lesquelles les mas- ses adjacentes ont une dureté différente.
3.- Sièges selon les revendications 1 et 2, caractérisés en ce que les masses annulaires de dureté différente s'étendent sur toute l'épais- seur de l'anneau constituant le siège.
4. Sièges selon les revendications 1 et 2, caractérisés en ce que les sièges annulaires de dureté différente s'étendent sur une partie de l'épaisseur de l'anneau constituant le siège.
5. - Sièges selon les revendications précédentes, caractérisés par le fait que les masses annulaires jointives de dureté différente sont rapportées et mutuellement solidarisées.
6. - Sièges selon les revendications 1 à 4, caractérisés en ce que les masses annulaires de dureté différente sont obtenues par dépôt de mé- tal sur un anneau de base dûment préparé.
7.- Procédé pour la réalisation de sièges conformes à la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à partir de fragments d'anneaux; à disposer ces éléments jointifs de telle manière que, dans la surface de contact proprement dite,voisinent des éléments de dureté différente et, en- fin, à solidariser mutuellement ces éléments de manière à former le siège pro- prement dit.
80- Procédé pour la réalisation de sièges conformes à la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à partir d'un anneau de base d'une matière de dureté déterminée, à former des cannelures concentriques espacées l'une de l'autre; à déposer, dans ces cannelures concentriques, une matière de dureté différente de celle de l'anneau de base et, finalement, à redresser et, éventuellement, rectifier la face ainsi traitée, laquelle for- me la surface de contact ou siège proprement dit.
9.- Procédé pour la réalisation de sièges conformes à la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à partir d'un anneau d'une ma- tière de dureté différente; à déposer, sur l'une des faces annulaires, des cordons concentriques espacés l'un de l'autre d'une matière de dureté égale ou différente de celle de l'anneau de base; à déposer dans les espaces an- nulaires limités par lesdits cordons, une matière dé dureté différente de celle desdits cordons et à redresser et, éventuellement, rectifier la surfa- ce ainsi traitée de manière à réaliser la surface de contact ou siège pro- prement dit.
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