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La présente invention se rapporte aux valves à "papillon" et elle s'applique particulièrement, mais pas exclusivement, aux valves à papillon pour .la commande ;de l'écoulement de fluides, par exemple d'oxygène ou de peroxyde, d'hydrogène liquides.
Il est difficile de rendre étanchesles bords périphéri- ques du papillon mobile de ces valves, et particulièrement difficile d'empêcher les fuites à l'endroit du pivot de la valve.
La présente invention a pour opjet une valve qui compor- te, pour le papillon mobile, un siège pouvant se déplacer axiale- ment et agencé de manière à être sollicité en contact sous pression avec une partie périphérique extérieure du papillon quand celui-ci est en position fermée.
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Suivant une particularité de la présente invention, on prévoit un espace périphérique annulaire entre le bord périphéri- que extérieur du papillon mobile de la valve et la surface inté- rieure de la conduite (ou le bord d'une ouverture) que le papillon mobile doit obturer, et le siège déplaçable axialement vient fermer et rendre étanche cet espace périphérique annulaire dans la position fermée de la valve à papillon, une partie annulaire in- térieure de la face d'extrémité du siège venant en contact avec un épaulèrent périphérique extérieur du papillon dans la position fermée de la valve.
Suivant une autre particularité de l'invention, le siège déplaçable axialement peut se déplacer sous une pression dérivée de celle du fluide commandé par la valve à papillon, et cette pression de fluide peut également servir pour retirer le siège déplaçable axialement de son contact avec le papillon mobile de la valve quand celle-ci doit être ouverte.
De préférence, la pression dérivée du fluide est commandée par une servo-valve agencée de manière à fournir sélectivement la pression dérivée du fluide commandé par la. valvepapillon, pour déplacer dans un sens ou dans l'autre le siège déplaçable axialement.
De préférence aussi, le déplacement dans le sens de fermeture du siège déplaçable axialement est en retard sur le déplacement de fermeture de la valve, et le déplacement dans le sens de l'ouverture du siège est en avance sur le déplacement d'ou- verture de la valve, pour qu'il n'y ait pas d'interférence entre le siège et le papillon mobile de la valve.
Suivant d'autres particularités, la pression qui sollicite le siège déplaçable axialement en contact avec le papillon mobile de la valve est fournie par un ressort de rappel, et le papillon mobile peut être associé à une came qui déplace le siège dépla- çable axialement pour le dégager du papillon mobile quand ce dernier est déplacé de sa position fermée.
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Dans ce cas, les face.'! en contact du siège déplaçable axialement et du papillon mobile de la valve peuvent être en partie sphériques, ces faces partiellement sphérique:3, dans la position fermée de la valve, ayant un centre commun à l'intersection de l'axe de rotation du papillon mobile et de l'axe de la conduite.
De préférence, le siège partiellement sphérique du siège déplaçable axialement est en une matière élastique compressible.'
Sur les dessins:
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'une forme d'exécu- tion de l'invention dans laquelle le siège déplaçable axialement est déplacé par la pression du fluide commandé par la valve, une serve-valve de commande et ses raccordements étant représentés en plan, et
Fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1, montrant une forme de réalisation dans laquelle le siège déplaçable axialement est déplacé dans un sens par un ressort de rappel et dans l'autre sens par une came.
Sur la fig. 1, la conduite représentée comporte deux parties alignées 11 et 12 munies respectivement de brides 13 et 14, leurs extrémités extérieures, permettant le montage dans un circuit de fluide, et de brides 15 et 16 à leurs extrémités adjacen' tes pour les relier l'une à l'autre au moyen de boulons 17.
Le papillon mobile 18 est circulaire et est monté sur un arbre 19 traversant la partie de conduite 12 et tourillonné dans un palier étanche 20. Le bord périphérique extérieur du papillon 18 est distant de la face intérieure de la partie de conduite 12 de manière à laisser entre eux un espace annulaire indiqué en 21.
Dans la partie de conduite 11, en aval du papillon de valve, un siège de valve annulaire 22, coulisse axialement en contact avec un joint d'étanchéité annulaire 23 logé dans une rainure de la paroi intérieure de la partie 12 de la conduite et porte, logé dans la face extérieure d'une bride périphérique 24, un joint d'étanchéité
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annulaire 25 en contact avec la paroi intérieure d'un cylindre fermé 26 formé par un élargissement annulaire de la partie de conduite 11. L'organe 22 porte, du côté éloigné de la bride 24, un joint d'étanchéité 23a, en contact avec la périphérie intérieure de la partie de conduite 11.
Le diamètre intérieur du siège 22 est tel que, dans la position fermée du papillon 18, lorsque le siège est en contact avec celui-ci, la face d'extrémité adjacente du siège recouvre une marge périphérique extérieure 18a du papillon.
La bride 24 du siège fait office de piston à double effet coulissant dans le cylindre 26, et quand le fluide agit sur la face gauche (sur la figure) du piston, celui-ci se déplace vers la, position fermée. Lorsque le fluide agit sur l'autre face du piston, celui-ci se déplace vers la position ouverte, ou hors contact.
La disposition est telle que la section annulaire exposée de la face d'extrémité du siège (dans la position fermée de la valve) soit moindre que la section du piston de manière que si le fluide moteur est pris en amont du papillon 18, la force totale agissant sur le piston pour solliciter en contact le siège et le papillon soit toujours plus grande que la force totale agissant sur la section annulaire exposée du papillon, c'est-à-dire, la force agissant sur le siège est proportionnelle à la pression 'régnant dans la conduite.
Lorsque le siège est déplacé vers sa position ouverte, c'est-à-dire écarté du papillon de 'la valve, le papillon peut alors être ouvert. ,
Pour la commande à distance et automatique de la valve, on peut utiliser un dispositif servo-valve- comprenant un vérin, sol- licité par un ressort, dont le piston 27 porte une crémaillère 28 pour la commande du papillon 18 par l'intermédiaire d'un pignon 29 calé sur l'arbre 19.
Du fluide pris en amont du papillon est amené par un orifice 30 de la partie de conduite 12,vers une admission d'une
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servo-valve représentée dans son ensemble en 31 sur la fig. 1. Une décharge de la servo-valve est reliée par un tuyau 32 à l'extrémité aval du .cylindre de commande 26, et une autre décharge de la servo-valve est reliée par un tuyau 33, contenant un étrangleur 34 agissant dans un sens, à l'extrémité amont du cylindre de commande.
Cette dernière décharge de la servo-valve est également reliée par un embranchement 35, contenant un étrangleur 36 agissant dans un sens à l'extrémité de tête de cylindre 37 du vérin à ressort.
L'étrangleur 34 permet l'écoulement libre du fluide dans le cylindre 26 de manière à déplacer le siège et l'écarter du papil- lon 1$,mais retarde l'écoulement en retour lorsque le fluide est fourni au cylindre par le tuyau 32, tandis que l'étrangleur 36 retar de l'alimentation de fluide du vérin mais permet un écoulement de retour non étranglé. Une admission permettant à un fluide sous pression d'agir sur la servo-valve est représentée en 38.
Pour déplacer le papillon mobile 18 de la valve de sa position fermée vers une position ouverte, on agit sur une comman- de (non représentée) qui permet l'arrivée de fluide sous pression à l'admission de fluide 38 de la servo-valve.
Ceci fait fonctionner la servo-valve de manière que du fluide contenu dans la partie de conduite 12 passe par l'orifice 30 aux tuyaux 33 et 35 et pour que le tuyau 32 soit relié, par la servo-valve, à un tuyau de décharge 39. L'étrangleur 34 permet un écoulement libre du fluide vers le piston 24 de manière à écarter rapidement le siège 22 du papillon mobile 18, tandis que le fluide fourni au tuyau 35 est soumis à l'action retardatrice de l'étran- gleur agissant dans un sens 36 et déplace le piston 27, contre la sollicitation du ressort 40, de manière à faire pivoter le papil- lon 18 dans une position ouverte. L'action de l'étrangleur 36 retar- de ce pivotement et permet au siège 22 de se retirer avant que le déplacement du papillon ne commence.
Pour déplacer le papillon mobile vers sa position fermée, la commande précitée coupe l'alimentation de fluide sous
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pression de la servo-valve et ceci met à la décharge 39 les tuyaux 33 et 35 tandis que le fluide admis à l'ouverture 30 alimente, par le tuyau 32, le cylindre 26 pour déplacer le siège vers sa posi- tion fermée. Cependant, cette action est retardée par l'étrangleur 34 du côté décharge du piston 24 jusqu'à ce que le ressort 40 ait expulsé le fluide de derrière le piston 27 et ait fermé le pa- pillon mobile 18, le fluide ainsi expulsé passant librement dans l'étrangleur 36.
Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 2, un anneau 41 solidaire de l'extrémité intérieure de la partie de conduite 12a est logé dans l'extrémité intérieure de la partie de conduite 11a, avec un joint d'étanchéité 42 entre eux, le dépla- cement de l'anneau vers l'extérieur étant limité par un anneau fendu à ressort 43.
Le papillon de valve 44 est conforme comme représenté en 45 et claveté sur un arbre 19a passant dans un forage 47 de l'or- gané 44 et est retenu en 48, 48 et rendu étanche en 49, 49 dans des ouvertures de la partie de conduite 11a.
Un siège 50 pourvu d'un joint d'étanchéité 51 coulisse dans la partie de conduite 11a entre l'anneau 41 et le papillon 44 de'la valve. Ce siège est pourvu d'une série circulaire de chambres dans lesquelles sont respectivement logés des ressorts de compression 52 qui agissent sur.
l'extrémité adjacente de l'an- neau 41 en le maintenant contre l'anneau fendu 43 et en sollicitant un anneau de siège élastique 53 à l'extrémité opposée du siège 50, en contact étanche avec une zone périphérique du papillon 44 lorsque celui-ci est en position ferméeLe siège 50 est pourvu d'une couronne d'ouvertures 54 communiquant avec une rainure annu- @ laire 55 de la périphérie intérieure de la partie de conduite 11a, et cette rainure communique avec une admission 56 par laquelle le fluide peut être amené pour remplir un réservoir (non représenté), qui communique avec la partie de conduire 12a, lorsque le papil- lon 44 est fermé.
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L'anneau 53 et la zone périphérique coopérante du papil- lon 44 sont partiellement sphériques, le centre des sphères, lors- que la valve est fermée, étant situé à l'intersection de l'axe de la conduite et de l'axe de pivotement de l'arbre 19a, et la clavette 46 permet au papillon 44 de flotter axialement sur l'arbre pour assurer un bon contact d'étanchéité.
Près de chaque extrémité,l'arbre 19a porte une came 57 qui déplace le siège 50, à l'encontre des ressorts 52, pour l'écar- ter du papillon 44 pendant son déplacement initial à partir de sa position fermée. De cette façon, la pression qui sollicite le papillon est relâchée, ce qui permet le déplacement libre du papil- lon vers une position ouverte.
Lorsqu'on veut refermer le papillon 44,les cames 57 continuent à retenir le siège 50 jusqu'à ce que le papillon soit presque fermé, après quoi, la dernière course de pivotement de l'arbre 19a déplace simultanément le papillon vers sa position fermée et permet aux ressorts 52 d'avancer le siège 53 de manière que l'anneau 53 forme un joint étanche.
L'arbre 19a se prolonge à l'extérieur en 19b et est relié à une commande du papillon 44 (non représentée), et de par son profilage représenté en 45, le papillon minimise l'obstacle à l'écoulement du fluide que représente l'arbre lorsque la valve est complètement ouverte.
L'anneau 53 est en une matière élastique compressible de manière à pallier aux légers défauts de contact que pourraient présenter les faces sphériques en contact lorsque la valve est fermée.