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La présente invention se rapporte d'une façon générale aux robinets. Selon l'une de ses particularités, l'invention concerne des robinets ayant des surfaces de siège perfectionnées de manière à réduire leur usure.
Selon une autre de ses particularités, l'invention a trait à un robinet combiné de manière à loger un élément de siège remplaçable entre les surfaces de-siège de l'obturateur et le corps du robinet. Selon une autre de ses caractéristiques, l'invention se rapporte à un robinet-vanne pourvu d'un obturateur et d'un élément de siège.remplaçable particulière- ment, bien adaptés aux robinets-vannes lubrifiés du type à conduite.
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Quand le canal d'écoulement d'un robinet-vanne, à la fin de sa fermeture et au début de son ouverture, est étranglé, le fluide qui le traverse frappe avec une vitesse accrue la surface du corps du robinet contre lequel s'appli- que la face d'aval de l'obturateur. Il en résulte une usure prématurée de la partie inférieure du bord de cette surface autour du canal d'écoulement. D'une manière analogue, la surface de siège du boisseau des robinets à obturateur rota- tif s'use autour d'une partie latérale de son bord entou- rant le'canal d'écoulement qui le traverse.
Dans les deux cas, cette usure peut être à l'origine de fuites à travers l'obturateur fermé*
Dans le cas d'un robinet de ce type dont les parties d'entrée et de sortie du canal d'écoulement forment un certain angle entre elles, le courant de fluide arrivant par l'entrée frappe la partie du bord de la surface de siège du corps du robinet qui entoure la partie de sortie du. ca- nal et qui est la plus éloignée de l'entrée, de sorte que l'usure est la plus forte le long de cette partie.
Quoique dans ce dernier cas l'usure ne soit généralement pas aussi forte que celle qui résulte de l'étranglement du canal d'écoulement dans les robinets-vannes à.obturateur rotatif, elle pose néanmoins de sérieux problèmes d'entretien de sorte que même lorsque des éléments de siège amovibles et démontables ont été prévus, ces derniers doivent être rempla- cés fréquemment.
La présente invention a pour but de fournir un robinet dans lequel l'usure de la surface de siège du corps du robinet est distribuée tout autour de son bord, et ce automatiquement lors de l'actionnement de l'obturateur du robinet.-
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Il est courant de loger des éléments de siégé remplaçables dans une partie contre-alésée du corps d'un robinet-vanne ou obturateur rotatif entourant le canal d'écoulement à proximité d'un côté de l'obturateur en posi- tion de fermeture. Mais, ces parties contre-alésées, outre qu'elles exigent des opérations d'usinage coûteuses, pro- duisent également une distribution irrégulière des contrair tes, présentant quelques points où les contraintes sont très élevées.
Fréquemment, il se produit des détonations locales sous l'action des contraintes développées lors de la première application de la pression d'essai, qui détrui' sent l'alignement parfait usiné dans le corps du robinet.
Il a été proposé de supprimer les parties contre- alésées en fixant les éléments de siège dans des ensembles remplaçables logés dans le corps du robinet de part et d'au- tre de l'obturateur. 0'est ainsi, par exemple, qu'on trouve- des ra un exemple d'un tel robinet-vanne dans le brevetd'Amémri- ts-Unis que Volpin n 2 705 019 du 29 Mars 1955, où un tel ensemble est convenablement logé à l'intérieur du corps au moyen d'une articulation à charnière reliée au chapeau du robinet.
Toutefois, ces agencements sont d'une part compliqués et d'autre part, ne sauraient s'adapter aux robinets-vannes lubrifiés.
Un autre but de l'invention est de réaliser un robinet comportant un ensemble pour loger un élément de siè- ge dans lequel il 'suffit de fixer le chapeau du robinet sur le corps de celui-ci.
Un autre de ses buts est de fournir un robinet- vanne ayant un tel ensemble qui, en plus de ce qu'il porte les éléments de siège, forme des chambres de lubrification sensiblement closes au-dessus et au-dessous de l'obturateur.
Le robinet selon la présente invention comprend
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un canal d'écoulement le traversant et une cavité qui recou- pe le canal d'écoulement. Un obturateur est monté sur le corps de manière à se déplacer dans la cavité entre une position d'ouverture du canal et une position de fermeture 'de celui-ci, et,.un élément de siège percé d'une ouverture est supporté dans le corps de manière à s'appliquer entre. l'obturateur occupant sa position fermée et une surface 'du corps' entourant le canal d'écoulement à proximité de son in- tersection avec l'un des côtés de la cavité.
Selon une caractéristique de-l'invention., des moyens sont prévus pour faire tourner l'élément de siège dans un sens de rotation prédéterminé autour de l'axe de son ouverture, de sorte que la surface de cet élément la plus sujette à l'usure puisse être changée de temps en temps. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ces moyens interviennent à chaque cycle d'ouverture et de fermeture de l'obturateur du robi- net, de sorte que cette surface change automatiquement lors du fonctionnement normal de ce dernier.
Quand au début du mouvement d'ouverture ou à la fin du mouvement de fermeture de l'obturateur, le canal 'd'écoulement d'un robinet se ferme ou est étranglé, il s'établit de part et d'autre de celui-ci une différence de pression qui applique l'élément de siège contre une surface du corps entourant le canal d'écoulement à proximité de son intersection avec l'un des côtés de la cavité.
Quoique la présente invention envisage divers moyens pour faire tourner l'élément de siège, un mode de réalisation préféré de l'in- vention est pourvu, à. cette fin, d'une monture placée dans l; cavité du corps du robinet, qui supporte l'élément de siège de la manière spécifiée ci-dessus, et certaines parties de cette monture ou supportées par elle et de l'obturateur peuvent venir en contact pendant les mouvements
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d'ouverture et de fermeture de l'obturateur de manière à faire tourner la monture dans des sens de rotation opposés autour de l'axe de l'ouverture percée dans l'élément de siège.
Plus précisément, ces pièces sont combinées de ma- nière à faire tourner la monture dans un sens pendant le commencement du mouvement d'ouverture ou pendant la fin du mouvement de fermeture de l'obturateur et la monture est pourvue d'éléments s'appliquant à friction contre l'é- lément de siège avec une force suffisante pour l'obliger à tourner avec elle dans l'autre sens de rotation, mais qui est insuffisante pour surmonter la force avec laquelle l'élément de siège est maintenu contre la surface de siège du corps du robinet pendant que la monture tourne dans le premier sens.
Il en résulte que la monture tourne par rap- port à l'élément de siège qu'elle supporte à chaque cycle de rotation comprenant un mouvement d'ouverture et de fermeture de l'obturateur du robinet, de façon que l'élément de siège tourne, de la manière précitée, progressivement dans un certain sens de rotation.
La cavité ménagée dans le corps du robinet débou- che d'un côté de celui-ci et est couverte d'un. chapeau fixé de façon amovible au corps et qui supporte l'obturateur de manière qu'il puisse se déplacer dans la cavité entre ses positions d'ouverture et de fermeture. La monture de l'élé- ment de siège peut être retirée de la cavité du corps du robinet en démontant le chapeau. Il est prévu, lorsqu'il s'agit de robinets-vannes et à obturateur rotatif, que la monture soit maintenue entre le chapeau et le fond et les côtés de la cavité de façon à placer convenablement l'élément de siège entre l'obturateur et la surface de siège du corps du robinet.
Il est également prévu que cette caracté- ristique nouvelle de l'invention puisse être mise en oeuvre soit en combinaison avec celles décrites plus haut, soit isolément.
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Selon une autre caractéristique de l'invention, un robinet-vanne qui comprend un obturateur percé d'une ouverture destinée à venir se placer en ligne et à s'écar- ter de l'alignement par rapport au canal d'écoulement afin d'ouvrir et de fermer le robinet, est pourvu d'une monture en .forme de plaque qui s'étend sensiblement sur toute la longueur de la cavité à proximité de l'obturateur de ma- nière à former au-dessus et au-dessous de l'obturateur deux chambres sensiblement closes qui sont reliées par une rainu- re permettant au lubrifiant de circuler de l'une à l'autre pendant les déplacements de l'obturateur.
L'appareil décrit ci-dessus comporte un seul ensemble comprenant une seule monture et un seul élément de siège monté sur cette dernière, de manière à s'appliquer contre le côté d'aval de l'obturateur, mais il va de soi que rien ne s'oppose, et qu'on peut sans sortir du cadre de l'invention, pourvoir des robinets-vannes de deux montures et de deux éléments de siège placés un de chaque cotés de'l'obturateur, de façon que le robinet soit adapté aux deux sens d'écoulement*
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre de certains modes de réalisation de l'invention, choisis à titre d'exemples, en référence au dessin annexé, dans lequel :
La figure 1 est une coupe partielle d'un robinet- vanne classique dont le canal d'écoulement est étranglé par l'obturateur, et qui illustre au moyen de flèches les points d'impact du fluide accéléré sur la surface de siège d'aval, du corps du robinet; .La figure 'lA est une coupe du robinet-vanne classi. que de la figure 1, prise suivant la ligne lA-lA, qui montre
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l'usure le long du bord inférieur de la surface de siège;
La figure 2 est une coupe verticale d'un robinet- vanne conforme au mode de réalisation préféré de l'invention;
La figure 2A est une coupe partielle du robinet- vanne de la figure 2 suivant la ligne 2A-2A, montrant l' usu- re de l'élément de siège d'aval du robinet;
La figure 3 est une coupe horizontale du robinet de la 'figure 2 suivant la ligne 3-3 de la figure 2;
La figure 4 est une vue éclatée à plus grande échelle.de l'opercule et des éléments du siège composite du robinet des figures 2 et 3, retirés de la cavité du corps du robinet;
La figure 5 est une vue en élévation de l'opercule et du siège composite en place dans la cavité du robinet des figures 2 et 3 et pendant le déplacement de l'obtura- teur vers sa position de fermeture;
La figure 6 est une vue similaire à la figure 5 où l'obturateur s'est abaissé davantage vers sa position de fermeture;
La figure 7 est une autre vue identique à la fi- gure 5 montrant l'obturateur complètement fermé;
La figure 8 est encore une vue similaire aux fi- gures 5 à 7 qui montre l'obturateur revenu à sa position ouverte;
La figure 9 est une coupe verticale d'un autre robinet-vanne conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention, prise à angle droit au canal d'écoulement qui le traverse; ' La figure 10 est une coupe horizontale du robinet de la.figure 9 suivant la ligne 10-10 de cette figure; , La figure' 11 est une vue en perspective, partielle- ment éclatée, de l'obturateur et du siège composite du
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robinet-vanne des figures 9 et 10, extraits de la cavité du corps du robinet;
.La figure 12 est une vue en élévation de l'obtura teur et du siège composite dans la cavité, pendant le déplacement de l'obturateur de la position d'ouverture de la figure 9 vers la position de fermeture;
La figure 13 est une vue similaire à la figure 12 où l'obturateur occupe sa position complètement fermée;
La figure 14 est une coupe verticale d'un robinet conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention, en position ouverte; , La figure 15 est une coupe horizontale du robinet de la figure 14, également en position d'ouverture, suivant la ligne 15-15 de cette dernière;
La figure 15A est une vue en plan de l'élément de siège composite du robinet des figures 14 et 15, retiré du corps du robinet, montrant l'obturateur dans la position où il ferme le robinet;
La figure 16 est une coupe du robinet en position d'ouverture, prise suivant la ligne 16-16 de la figure 15;
La figure 16A est une élévation latérale du siège composite d'un robinet à obturateur sphérique, ce dernier occupant sa position de fermeture;
La figure 17 est une vue éclatée des pièces de l'élément de siège remplaçable du robinet à obturateur sphérique;
La figure 18 est une vue agrandie en perspective de l'élément de siège et de la monture de 1 ensemble rem- placable de la figure 17;
La figure 19 est une coupe verticale d'un robinet d'angle conforme à un mode de réalisation préféré de l'inven- tion en position fermée;
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La figure 20 est une vue en élévation, saivant la ligne 20-20 de la figure 19, d'une partie de l'obtura-* teur et de l'ensemble de siège remplaçable du robinet d'angle en position de fermeture;
La figure 21 est une occupe partielle du robinet d'angle des figures 19 et 20, également fermé, suivant la ligne 21-21 de'la figure 19;
La figure 22 est une vue en élévation similaire , à la figure 20, montrant le robinet d'angle en position ouverte; .
La figure 23 est une coupe longitudinale d'un autre robinet-vanne conforme à la présente invention, l'obturateur étant en position ouverte; et
La figure 24 est une coupe à plus grande échelle du robinet de la figure 23'suivant la ligne 24-24 de cette figure, le chapeau du robinet étant enlevé.
En se référant au dessin, l'obturateur 20 du robinet classique représenté sur les figures 1 et lA est représenté dans la position qu'il occupe soit à la fin de son mouvement de fermeture, soit au début de celui d'ouvertu- re, de sorte que l'écoulement du liquide à travers le canal
21 du robinet est étranglé par l'ouverture 23 de l'obtura- teur. Il en résulte que ce fluide s'écoule à grande vitesse et, comme l'indiquent les flèches de la figure 1, vient frapper le siège du corps du robinet situé vers l'aval de la cavité 24 du corps qui sert de glissière à l'obturateur.
Comme il est indiqué en 25 sur les figures 1 et lA, cet impact du fluide animé d'une grande vitesse provoque l'usure de .la partie inférieure du bord du siège, de sorte que le robinet'risque de fuire lorsqu'il sera fermé. Lorsqu' un robinet-vanne classique est pourvu d'éléments séparés for- mant les surfaces de siège, l'usure concentrée exige un
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remplacement fréquent de ceux-ci*
Le robinet-vanne représenté sur la figure 2 comprend un corps 26 percé d'un canal d'écoulement 27 et d'une cavité 28 coupant ce canal.
Comme il est d'usage, le corps 26 peut être pourvu des éléments voulus, tels que les brides d'extrémité 29, en vue du raccordement de tuyau- teries. Comme le montre la figure 2, la cavité 28 débouche d'un coté du corps 26 du robinet et est couverte par un chapeau amovible 30 fixé au corps par des vis 31. Un joint annulaire 32 ou un autre moyen approprié est prévu pour as- surer l'étanchéité entre le chapeau et le corps du robinet.
Comme d'habitude, le chapeau supporte un obturateur 33 se déplaçant sur une glissière 34 dans la cavité Entre une position d'ouverture du canal d'écoulement et une position de fermeture de celui-ci. A cette fin, l'obturateur 33 est percé d'une ouverture 35 pouvant venir se placer en ligne avec le canal 27 pour la position ouverte, représentée sur la figure 2, et qui peut quitter cette position d'ali- gnement pour obturer le canal, comme sur la figure 7.
Comme le montre la figure 2, l'extrémité supé- rieure de l'obturateur 33 est vissée sur l'extrémité infé- rieure filetée 36 d'une tige 37 dont l'extrémité supérieure est clavetée à un prolongement 38 dont la partie 39 fait saillie au-dessus du sommet du chapeau afin de permettre de faire tourner la tige. Ainsi qu'il est décrit plus loin, le prolongement 39 est monté dans le chapeau de manière -ne pas se déplacer verticalement en tournant, ce qui oblige l'obturateur 33 à coulisser verticalement dans la glissière 34. Ce prolongement 39 repose sur un coussinet 41 destiné à la tige, qui, de son côté, repose sur un épau- lement intérieur 43,de la partie 42 du corps du chapeau, et- est pressé vers le bas par un capuchon 40 vissé sur le corps
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du chapeau qui entoure le coussinet.
Des paliers de butée et des joints appropriés 44 et 45 peuvent être disposés - autour du prolongement 38 et de tige 37 comme l'indique la figure 2. Une garniture 46 peut également être placée autour de la tige 37 et emprisonnée entre le coussinet 41 et une partie étranglée de la partie 42 du corps ou chapeau par laquelle passe la tige 37. Il est évident que 1 enlèvement du capuchon 40 permet d'accéder à la garniture 46 et de la remplacer.
On considérera maintenant les caractéristiques nouvelles de ce robinet-vanne; deux plaques 47 sont disposée,, à l'intérieur de la cavité 28 du corps 26 du robinet, transversalement au canal d'écoulement, de part et d'autre de l'obturateur, de manière à délimiter la glissière 34 entre elles.
Plus précisément, un élément de siège annulaire
48 est reçu dans une ouverture 49 percée dans chaque plaque en vue de venir se placer axialement au canal d'écoulement 27. Ainsi qu'il a été mentionné plus haut, cette disposition supprime la nécessité de creuser le corps pour y loger les éléments de siège*,
Comme le montre la figure 2,
chique élément de siège 48 est plus épais que la plaque 47 qui le porte de sorte que quand une différence de pression s'établit de part et d'autre de l'obturateur en raison de l'étranglement ou de la fermeture du canal d'écoulement l'obturateur se trouve appliqué contre l'élément de siège d'avalé Il en résulte que cet élément de siège se trouve étroitement main- tenu entre la partie de la cavité 28 qui entoure le canal 27 et la surface d'aval de l'obturateur de façon à éviter les fuites à travers ce dernier. La face extérieure de chaque élément dé siège présente une rainure annulaire 48a appelée à recevoir un joint torique ou élément équivalent pour
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assurer l'étanchéité entre lui et la cavité.
Une agrafe élastique en U 50 vient se placer sur l'extrémité inférieure des plaques pour maintenir leurs . faces intérieures appliquées contre les côtés opposés de l'obturateur* De plus, ces plaques s'étendent sensiblement sur la même longueur que la glissière 34 afin de la diviser en deux chambres de graissage 51 et 52 respectivement au- dessus et au-dessous de l'obturateur et pour former des espaces 53 annulairement autour de la périphérie extérieure des éléments de siège 48, entre les surfaces extérieures des plaques 47 et les côtés opposés de la cavité 28. Comme le montre la figure 2, les côtés du ressort 50 sont reçus dans la partie inférieure de l'espace 53.
On voit aisément qu'en retirant le chapeau 30 fixé au corps 26 du robinet, on peut enlever l'obturateur
33 et les plaques 47 de la cavité 28 et remplacer les élé- ments de siège 48. De plus, comme le montrent clairement les figures 5 à 8, les plaques 47 sont maintenues entre le cha- peau et les cotés opposés de la cavité 28 du corps du robi- net de manière à placer les éléments de siège dans la posi- tion spécifiée ci-dessus. Plus précisément, chacun des bords supérieur et inférieur 54 et 55, ainsi que les bords latéraux 56 et 57 de chaque plaque 47 venant au contact du chapeau et de la cavité, est incurvé concentriquement à son ouverture 49 de façon à pouvoir pivoter autour de l'axe des ouvertures traversant les éléments de siège.
Ainsi qu'il ressortira de la suite de la description, les parties incur- vées des, bords de la plaque sont reliées à des parties mar- ginales plates disposées de manière à limiter chacun des mouvements de basculement des plaques.
Ainsi qu'il a été mentionné plus haut, les plaques 47 présentent des parties avec lesquelles l'obturateur peut venir au contact pendant ses mouvements d'ouverture et de
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fermeture de façon à faire basculer les plaques en sens- opposé. Plus précisément, des pièces sont disposées de maniè,- re à faire basculer les plaques dans 1 un:. de ces direction:= vers 12 fin du mouvement de fermeture de l'opercule et dans 1'autre direction vers la fin de son mouvement d'ouver- ture.
Dans la forme d'exécution décrite, ces pièces comprennent une tige 58 s'étendant entre les plaques vers le coin droit inférieur de celles-ci et une autre tige 53 s'étendant entre deux doigts 60 dont chacun est articulé sur une des plaques au moyen d'un axe 60 de façon. que ce dernier soit situé au voisinage du coin supérieur droit des plaques. Comme le montrent les figures 5 à 8, le coin supé- rieur droit de chaque plaque est échancré en 62 de façon à laisser passer la tige 59 et les doigts 60 sont reçus dans les parties supérieures des espaces annulaires 53 de chaque côté extérieur des plaques. Il ressort de l'examen de la figure 4 notamment que les axes 61 ne s'étendent pas entre les plaques 47 de sorte que l'obturateur 33 peut en s'élevant venir buter contre la tige 59.
L'obturateur présen- te à proximité de ses extrémités supérieure et inférieure des plans inclinés 63 destinés à imprimer aux tiges des forces dirigées vers l'extérieur lorsqu'il vient à leur contact. De préférence, ces plans inclinés 63 seront prévus des deux côtés de l'obturateur, qui est ainsi réversible.
On voit ,que lorsque l'obturateur se déplace vers le bas de la position représentée sur la figure 6 à celle de la figure 7, il rencontre la tige 58 pour faire basculer les plaques en sens contraire des aiguilles. L'ampleur de ce basculement est limitée par le coin gauche supérieur dont le bord plat empêche la plaque de dépasser une limite pré- déterminée. Après le mouvement initial de l'obturateur de
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la position fermée vers la position ouverte, les plaques demeurent dans la position résultant du basculement, repré- sentée sur la figure 7. Toutefois, vers la fi.n du mouvement d'ouverture de l'obturateur, ce dernier rencontre la tige 59 en sollicitant les surfaces de contact 64 des extrémités opposées des doigts 60 à venir s'appliquer fortement contre le pourtour extérieur des éléments de siège 48.
Ceci empê- che les doigts 60 de poursuivre leur pivotement dans le sens des aiguilles, de sorte que ce sont les plaques qui basculent dans ce sens vers la position de la figure 8.
D'une manière similaire à celle décrite à propos de bascule- ment dans le sens sinistrorsum des plaques, les parties plates des bords supérieurs droits des plaques 47 Ikes empê- chent de pivoter dans le sens dextrorsum au-delà d'une limite prédéterminée*
En se reportant aux figures 5 et 6, on voit que le canal 27 qui traverse le corps du robinet est étranglé puis effectivement obturé avant que l'obturateur vienne au contact de la tige inférieure 59. Ainsi, au moment où l'obturateur en se déplaçant rencontre la tige 58 en vue de faire bascu- ler les plaques, il est positivement appliqué contre l'élé- ment de siège 48 du côté d'aval.
Une différence de pression de l'ordre de 1,500 à 2,00 kg/cm2 dans le robinet suffit pour surmonter la friction entre l'élément de siège et l'ou- verture 49 et pour l'empêcher d'accompagner sa plaque dans son basculement, comme l'indiquent les flèches sur la figure 7.
Par contre, lors du déplacement de l'obturateur vers sa position d'ouverture, le canal d'écoulement est entièrement ouvert ou presque avant que l'obturateur rencon- tre la tige supérieure 59. En conséquence, la différence de pression dans le robinet est faible sinon nulle à ce moment
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de sorte que les éléments de siège peuvent accompagner leur plaque respective dans son basculement, et les éléments de siège sont empêchés de tourner dans les ouvertures 49 par l'application des surfaces de contact 64. Ce basculement des éléments de siège avec les plaques est indiqué par les flèches des figures 7 et 8.
Il résulte de ce qui précède que chaque cycle complet'd'ouverture et de fermeture de l'obturateur a normalement pour effet de faire tourner l'élément de siège d'aval dans un sens déterminé autour de l'axe de son ouverture de façon à présenter une nouvelle surface d'impact et d'usure au fluide. En conséquence, le bord périphérique intérieur de l'élément de siège 48 aura tendance à s'user uniformément, comme indiqué en 65 sur la figure 2A.
Ense référant aux figures 3 et 4, on voit que des rainures 66 ont été ménagées dans chacun des bords latéraux de l'obturateur pour relier les chambres supérieure et infé- rieure 51 et 52 (figure 2) au-dessus et au-dessous de celui- ci sans qu'elles communiquent avec le canal d'écoulements De plus, les figures 5 à 8 montrent que les plaques ont une hautes et une largeur correspondante au moins appro- ximativement, à, la section de la glissière 34 de sorte que lorsqu'elle sont disposées, comme représentée de part et .
d'autre de celle-ci, les chambres 51 et 52 sont encloses de façon que la graisse circule à travers les rainures 66 d'une chambre à l'autre pendant que'l'obturateur 33 se déplace entre ses positions d'ouverture et de fermeture -* Comme l'on sait, ceci facilite les déplacements de l'obtura-. teur dans' la glissière. Il importe davantage de noter en ce qui -concerne la présente invention, que les plaques 47 qui portent les éléments de siège 48 et qui sont logées entre le chapeau et les ctés et le fond de la cavité du. corps
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du robinet, forment des chambres de graissage sensiblement closes au-dessus et au-dessous de l'obturateur.
Les figures 9 à 13 représentent un autre exemple de réalisation construit conformément au mode d'exécution préféré de l'invention. Le robinet-vanne représenté comprend un corps 67 percé d'un canal d'écoulement 68 et comportant une cavité' 69 qui coupe ce canal et débouche d'un côté du corps. Comme dans le premier exemple de réalisation décrit ci-dessus, le corps 67 du robinet peut comporter des brides 70 ou d'autres moyens à ses extrémités opposées en vue du raccordement de tuyauteries. De même que précédem- ment, la cavité est couverte d'un chapeau 71 fixé de façon amovible au corps 67 à l'aide de vis 72. Un joint annulaire 73 peut être prévu à la face inférieure du chapeau pour as- surer l'étanchéité entre le chapeau et le corps du robinet.
Le chapeaè, 71 supporte un obturateur 74 se dépla- ' çant sur une glissière 75 dans la cavité entre des positions d'ouverture et de fermeture du canal d'écoulement. A cette fin, l'obturateur 74 est percé d'une ouverture 76 pouvant venir en ligne avec le canal 68 du corps en position d'ouverture (figures 9 et 10) et s'écarter de la position d'alignement pour fermer le canal (figure 13)..
L'obturateur 74 comporte d'un côté un écrou 77 monté de façon à pouvoir coulisser entre les côtés opposés de la cavité 69 du corps du robinet et une plaquette rela- tivement mince 78 attachée de façon amovible à l'écrou, dont elle s'étend latéralement afin de se déplacer dans une glissière 75. L'écrou 77 est accouplé à l'extrémité infé- rieure filetée 79 d'une tige 80 montée dans le chapeau de façon à ne pas se déplacer verticalement pendant qu'on le fait tourner en manoeuvrant un élément extérieur 81 faisant saillie sur l'extrémité supérieure du chapeau.
Cette tige
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peut être montée de la même manière que la tige 57 du mode de réalisation précédent, de sorte qu'il est superflu de décrire son montage en détail..
Comme dans l'exemple de réalisation qui précède, deux plaques 82 sont disposées à l'intérieur de la cavité 69 du corps 67 du robinet, transversalement au canal d'écoulement, de part et d'autre de l'obturateur, de manière à former la glissière 75. Un élément de siège annulaire 83 est également logé dans une ouverture'34 percée dans chaque plaque de manière à 'être placé axialement au canal d'écoule- ment 68 traversant le corps du robinets Comme on le voit sur la figure 10.
la somme des épaisseurs des plaques 82 et de la plaquette 78 de l'obtura- teur 74 correspond sensiblement à la largeur de la cavité 69, de sorte que les surfaces intérieures des plaques 82 for- ment les côtés opposés de la glissière 75 destinée à l'obtu- rateur, ainsi qu'il avait été mentionné plus .haut. Ainsi qu'il est expliqué plus loin, ces plaques forment également des chambres de graissage 85 et 86 au-dessus et au-dessous de l'obturateur 74, respectivement. Le montage latéral de ce mode d'exécution est particulièrement bien adapté à la présente invention, car il permet d'utiliser une plaquette mince entre les plaques 82, ce qui réduit les dimensions globales de la cavité du corps du robinet.
Le démontage du chapeau 71 du corps 67 du robinet permet de retirer l'obturateur 74 et les plaques 82 de la cavité 69, en vue du remplacement des éléments de siège 83.
Comme représenté sur les figures 9, 12 et 13, les plaques 82 sont maintenues entre le chapeau et le fond et les côtés opposés de la cavité 69 du corps du robinet afin de disposer les éléments de siège de la manière décrite plus haute Ainsi, comme les plaques 47 du mode de réalisation précédente les
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bords supérieur et inférieur 88 et 89 et les bords latéraux 90 des plaques située à l'opposé de l'écrou 77 sont incurvée concentriquement à l'ouverture 84 des plaques tandis que les bords adjacents à l'écrou présentent une partie relati- vement plate 91, destinée à permettre le basculement rela- tif entre les plaques et l'écrou autour de l'axe des ouver- tures des éléments de siège, ainsi qu'il ressort de la description qui suit.
Les parties restantes des bords des plaques peuvent être plates et biseautées pour maintenir le basculement de ces dernières entre les limites voulues.
Quoique cela puisse ne pas être apparent sur le dessin, il importe de préciser que les éléments de siège 83 sont un peu plus épais que leurs plaques 82 respectives, de sorte qu'une différence de pression dans le robinet aura pour effet d'appliquer l'élément de siège d'aval étroitement entre l'obturateur et la partie de la cavité entourant le canal d'écoulement 68. Afin d'assurer l'étanchéité du robine en position de fermeture, chacun des éléments de siège pré- sente une rainure circulaire 87 dans laquelle est logé un joint annulaire établissant un contact étanche avec la cavité.
Les parties des plaques 82 contre lesquelles l'obturateur vient s'appliquer au cours de ses mouvements d'ouverture et de fermeture comprennent des épaulements obliques 92 et 93 situés aux coins supérieur et inférieur droits .des plaques,' au-dessus et au-dessous des parties marginales relativement plates 91 de ces dernières, de ma- nière à faire basculer les plaques dans un sens de rotation vers la fin du mouvement de fermeture de l'obturateur et dans l'autre vers la,fin de son mouvement d'ouverture. Vers la fin du mouvement d'ouverture du robinet, le bord sapé- rieur de l'écrou 77 rencontre les épaulements 92 en
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exerçant une force vers l'extérieur sur les plaques de ma- nière à les faire basculer dans le sens contraire des aiguil- les.
D'autre part, vers la fin du mouvement de fermeture de l'obturateur, le bord inférieur de l'écrou 77 bute contre les épaulements obliques 93 en exerçant une force tendant à les'faire pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre.
En raison du profil des parties relativement plates 91 des plaques,' ces dernières ne sont sollicitées ni dans un sens ni dans l'autre au commencement de leurs mouvements d'ou- verture et de fermeture et entre ceux-ci.
L'ouverture 84 percée dans chacune des plaques est fendue en 94a le long d'un côté pour leur permettre de flé- chir entre une position enserrant étroitément l'élément de siège 83 correspondant et une autre position permettant l'extraction et l'insertion de cet élément de siège. Il est évident que cet agencement permet de prévoir la résistance de friction voulue appelée à s'opposer à la rotation de char que élément de siège à l'intérieur de son ouverture 84.
Selon la présente 'invention, il est prévu, que la résistance que de friction ainsi prévue soit suffisante pourri'élément de siège d'aval 83 bascule en même temps que sa plaque 82 dans tous les cas, sauf lorsque l'obturateur occupe sa position fermée ou presque fermée et qu'une différence de pression agit normalement dans le robinet. Dans ces conditions, pendant le mouvement d'ouverture amenant l'obturateur de la position de la figure 12 à celle de la figure 9, par exemple, l'élément de siège d'aval 83 basculera avec sa plaque.
Par contre, au cours du mouvement de fermeture déplaçant l'obtu- rateur de la position de la figure 12 à celle de la figure 13, la différence de pression s'exerçant dans le robinet est suffisante pour empêcher l'élément de siège d'aval de tourner avec la plaque dans laquelle il est monté tandis
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que cette dernière pivote dans le sens des aiguilles d'une montre*
On voit que dans ce mode de réalisation de l'in- vention, l'élément de siège d'aval tourne également dans un sens déterminé autour de l'axe de son ouverture au cours de chaque cycle d'ouverture et de fermeture de l'obturateur.
Quoique la construction de ce dernier mode de réalisation soit plus simple que celle du premier, elle ne peut normalement fonctionner dans des conditions de service aussi diverses que le premier exemple de réalisation. Ceci est dû à ce qu'aucun organe spécial n'est prévu dans'la seconde réalisation pour appliquer le degré voulu de résistance de friction pour faire tourner l'élément de siège d'aval par rapport à sa plaque pendant certaines phases du cycle.
Les plaques 82 s'étendent sensiblement sur toute la longueur de la cavité 69 à proximité de l'écrou 77 et les parties latérales 91 des bords des plaques sont disposées près du c8té intérieur de l'écrou de sorte que ce dernier et les plaques coopèrent pour délimiter, au moins partielle- ment, des chambres 85 et 86 au-dessus et au-dessous de l'obturateur et empêcher les plaques de se déplacer laté- ralement dans la cavité 69. Comme le montrent les figures 10 et 11, l'écrou 77 peut être percé de part en part d'un ou de plusieurs canaux 93a reliant les chambres 85 et 86, de façon à permettre à la graisse qui s'y trouve de circuler d'une chambre à l'autre quand l'obturateur se -déplace entre ses positions d'ouverture et de fermeture.
Il va de soi que, comme dans le mode de réalisation précédent, ces canaux de communication-pourraient au besoin être ménagés dans les plaques ou dans le corps du robinet, en s'arrangeant pour éviter que les chambres communiquent avec le canal d'écoule- ment.
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Il est'évident que pour que ce robinet fonctionne correctement, il faut que la plaquette 78 soit accouplée à l'écrou 77 en plaçant son ouverture 76 en bas. Pour évi- ter un assemblage incorrect de la plaquette, l'accouple- ment amovible mentionné précédemment comprend deux fentes de . dimensions différentes 94 et 95 ménagées dans un bord de la plaquette et qui s'emboîtent étroitement sur des clavettes de formé correspondante 96 et 97 prévues sur le côté inté- rieur de l'écrou.
Un tel assemblage suffit aux fins de l'in- vention car il empêche un déplacement relatif entre la pla- quette et l'écrou lorsqu'ils sont maintenus dans la cavité
69 de manière à ne pas se déplacer horizontalement entre eux*
En se 'référant aux figures 14 à 18, on voit un robinet à obturateur rotatif conforme à un mode de réalisa- tion préféré de l'invention, qui comprend un corps 98 percé d'un canal d'écoulement 99 et comportant une cavité 100 recoupant le canal et qui débouche d'un côté du corps. Les extrémités opposées du corps 98 peuvent être pourvues de brides 101 ou d'autres moyens appropriés en vue du raccor- dement de tuyauteries.
L'obturateur du robinet est constitué par une bille 102 percée d'une lumière 103 et qui est logée à rotation dans la cavité entre une position d'ouverture ou la lumière 103 est en ligne avec le canal 99 et une posi tion de fermeture où la partie pleine de la bille obstrue le canal d'écoulement, comme sur la'figure 14.
Comme'représenté sur la figure 14, la bille' 102 est accouplée de façon amovible à une tige 104 montée à rotation dans un.chapeau 105 afin d'amener la lumière 103 de la bille en alignement et hors d'alignement du canal 99 du corps ou boisseau du robinet. Comme dans les robinets- vannes décrits ci-dessus, le chapeau est fixé de façon amo-' vible au boisseau par des vis 106 de façon à couvrir
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l'ouverture de la cavité 100 et la tigo est pourvue d'une partie extérieure 107 permettant de manoeuvrer la bille.
Comme le montre la figure 14, une garniture 108 peut être prévue à l'intérieur du chapeau afin d'assurer l'étanchéité autour de la tige 104 et un joint annulaire 109 peut être inséré dens des rainures ménagées dans les faces en regard du chapeau et du corps du robinet afin de former entre eux un joint étanche*
L'ensemble qui, dans ce mode de réalisation de l'invention, comporte les éléments de siège remplacables, comprend une monture 110 disposée dans la cavité du boisseau de part et,d'autre de la bille 102 et qui est percée d'une ouverture 111 pour recevoir un élément de siège annulaire
112 disposé axialement au canal d'écoulement 99. La face intérieure de chaque monture est incurvée pour épouser la bille.
Quoique cela puisse ne pas être visible sur le des- sin, chaque élément de siège est légèrement plus épais que sa monture de sorte que lorsqu'une.différence de pression s'établit de part et d'autre de la bille, par suite de l'é- tranglement ou de l'obstruction du canal d'écoulement, l'élément de siège d'aval se trouve maintenu étroitement appliqué contre la surface de la cavité du corps du robinet entourant l'intersection entre la cavité et le canal. A cette fin, l'accouplement amovible susw-mentionné entre la tige et la bille comprend une languette et une rainure dis- posées parallèlement à l'ouverture 103, de sorte que la bil- le a une certaine liberté pour s'appliquer contre l'élément de siège.
Une rainure peut être ménagée dans la face exté- rieure de chacun des éléments de siège en vue de la réception d'un joint annulaire 113 ou élément équivalent pour assurer l'étanchéité avec la surface du corps du robinet.
Après avoir démonté le chapeau 105 du corps 98
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du robinet, on peut retirer la bille 102 et les mentures 110 de la cavité 100 afin de remplacer les éléments de . siège 112. De plus, comme le montrent les figures 14 et 16, les montures sont mises en position correcte dans la cavité du boisseau au moyen du chapeau et du fond et des côtés opposés de la cavité 100.C'est ainsi que l'extrémité inférieure de la tige 104 est pourvue d'un collet 114 contre lequel porte le chapeau et qui, de son côté porte contre les bords supérieurs des montures.
Il en résulte que lors- que les éléments de siège remplaçables et leurs montures sont disposés dans la cavité et que le chapeau est fixé sur le dessus du boisseau de manière à en couvrir l'ouverture, les montures se trouvent placées de manière à disposer les' élémènts de siège annulaires 112 axialement au canal d'écoulé ment 99.
Comme dans le mode de réalisation préféré d'un robinet-vanne conforme à l'invention, les montures 110 du robinet des figures 14 à 18 sont également pourvus d'élé- ments avec lesquels l'obturateur vient au contact au cours de ses mouvements d'ouverture et de fermeture pour faire tourner celles-ci en sens opposé. Plus précisément, ces éléments sont disposés de telle façon sur les montures de ' manière que ces dernières tournent dans un sens vers la fin du mouvement de fermeture de la bille et dans l'autre vers la fin du mouvement d'ouverture de celle-ci.
Chacune des montures 110 est évidée en 115 pour recevoir un doigt 116 articulé autour d'un axe 117 de maniè- re qu'une partie 118 du doigt soit située au-dessus du bord supérieur de la monture. Le collet 114 formé à la partie inférieure de la tige 104 est également encoché en deux points opposés de manière à former deux paires d'épaulements opposés 119 et 120 pouvant s'éloigner et se rapprocher des
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surfaces opposées 121 et 122 de la partie 118 des doigts.
Plus précisément, ces épaulements sont disposés par rapport à la lumière 103 de la bille de façon à venir au contact ,avec les parties 118 pour faire tourner les montures dans un sens au cours de la dernière partie du mouvement d'ou- verture de la bille, et à venir au contact de ces parties de façon à faire tourner les montures en sens opposé durant la dernière partie du mouvement de fermeture de la bille.
Ainsi, vers la fin du mouvement de fermeture de l'obturateur du robinet,(figures 14 à 16), les épaulements 119 du collet 114 viennent au contact des surfaces 122 de la partie 118 'du. doigt et font tourner chacune des montures dans le sens sinistrorsum, comme 1'indiquent les flèches de la figure 16. Il est clair que pendant cette phase du mouvement de fermeture de la bille, l'élément de siège d'aval du boisseau est appliqué à force contre la surface de siège de la cavité de ce dernier par la différence de pression régnant dans le robinet. D'autre part, vers la fin du mouvement d'ouverture de la bille, les épaulements 120 du collet 114 rencontrent les surfaces 121 des parties 118 des doigts en faisant tourner les deux montures dans le sens dextrorsum, comme l'indique la flèche de la figure 16A.
Etant donné que la différence de pression est faible ou nulle dans le robinet pendant cette phase du mouvement d'ou- verture, les éléments de siège d'aval ne sont pas appliqués à force contre la surface de siège de la cavité du corps du robinet et sont relativement libres de tourner avec leur monture respective*
Comme le montrent les figures 16 et 16A, l'extré- mité de chaque doigt 116 opposée à la partie 118 comporte une surface 123 destinée à venir porter contre le pourtour extérieur de l'élément de siège logé dans sa monture quand
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le doigt tourne dans le sens dextrorsum, mais à s'en écarter quand le doigt en question tourne dans le sens sinistrorsum. Ainsi, vers la fin du mouvement de fermeture de la bille,
l'épaulement 119 du collet 114 fait basculer le doigt dans le sens sinistrorsum, selon la figure 16, pour déplacer la surface 123 de façon qu'elle ne soit plus en prise avec l'élément de siège, qui de ce fait reste immo- bile pendant.. que sa monture tourne comme l'indiquent les flèches de la figure 16. Il est à remarquer que lorsque le doigt tourne ainsi, sa surface est maintenue contre l'épau- lement 119 par suite du contact du doigt avec le côté droit de l'encoche 115.
D'autre part, vers la fin du mouvement d'ouverture de la bille, l'épaulement 120 fait basculer le doigt dans le sens dextrorsum., selon la figure 16A, en amenant les surfs-ces 123 à s'appliquer étroitement à friction contre le pourtour de l'élément de siège de façon à faire tourner ce dernier conjointement avec sa monture, comme l'indiquent les flèches de la figure 16A. On voit également sur cette der- nière figure que la surface 121 de la partie 118 du doigta est maintenue en pos'tion de manière à rencontrer l'épaule- ment 120 du collet 114 par suite du contact de la surface 123 avec le pourtour de l'élément de siège, ce qui limite le pivotement dans le sens dextrorsum du doigt.
Il importe de souligner que le robinet à bille décrit ci-dessus n'a été choisi qu'à titre d'exemple, et que le principe de l'invention s'applique également d'une façon générale à tous les robinets à obturateur rotatif, quelle que soit la forme de l'obturateur, cylindrique, tronconique, etc..
Les figures 19 à 22 représentent un mode de réalisa- tion préféré d'un robinet d'angle conforme à l'invention,
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qui comprend un corps 124 dont le canal d'écoulement se compose d'une entrée 125 et d'une sortie 126 disposées sensiblement à angle droit et qui coupe une cavité 127 débouchant d'un côté du corps du robinet. Un obturateur
128 comportant une tête 130 à son extrémité inférieure est monté de manière à se déplacer alternativement à l'inté- rieur de la cavité axialement à la sortie 126 du canal d'écoulement afin d'ouvrir °figure 22) et de fermer celui- ci.
A cette fin, la tête de l'obturateur est vissée à l'ex- trémité 4'une tige 129 dont la position axiale est fixe, supportée par un chapeau 131 vissé sur le corps du robinet afin de couvrir l'ouverture de la cavité de ce dernier.
Plus précisément, comme le montre la figure 19, le chapeau renferme un guide 132 s'étendant dans la cavité 127 du corps et qui comporte une surface intérieure hexagonale 133 entourant étroitement une surface de forme similaire 134 de la tête 130 du robinet. Comme dans le dernier mode de réalisation décrit, la tige 129 peut comporter une partie extérieure 135 faisant saillie au-dessus du chapeau 131 et qui permet de faire tourner la tige.
Quoique les détails du chapeau 131 n'aient pas d'importance en ce qui concerne la présente invention, on peut voir sur la figure 19 qu'il comprend un corps 136 vissé au guide 132 et comportant une partie 137 de diamètre réduit que traverse la tige 129 du robinet. Un collet 138 prévu à la partie intermédiaire de la tige est maintenu entre la partie 137 et un épaulement 139, tourné vers le haut, du guide 132. Un coussinet 140 peut être placé au-dessus du collet et- une rondelle de butée 141 au-dessous de ce dernier,
L'extrémité supérieure du corps 136 comporte une garniture d'étanchéité 142 et un écrou serre-garniture 143 qui assu- rent un passage étanche de la tige tournante.
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Le corps 136 du chapeau est fixé de façon ainovi- ble au-dessus de l'ouverture de la cavité au moyen d'un écrou 144 et son étanchéité avec le corps du robinet est assurée par un joint annulaire 145 placé à son bord infé- rieur entre le guide 132 et le corps du robinet. Un jonc 146 disposé autour du corps et au-dessus d'un épaulement in- térieur 146 de l'écrou 144 permet de manipuler le chapeau 131 comme un ensemble. Il ressort clairement de l'examen de la figure 19 qu'on peut dévisser l'écrou de l'ouverture latérale de la cavité et l'en extraire pour retirer l'obtura- teur.
Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, la dis- position de l'entrée 125 et de la sortie 126 de ce type de robinet est telle que le fluide arrivant par l'entrée 125 vient frapper le bord de la surface entourant l'intersection de la cavité avec la partie du canal la plus éloignée de la partie d'entrée. Il en résulte une usure beaucoup plus importante de cette partie du bord de la surface de siège du robinet, comparativement aux autres.
Conformément à la pré- sente'invention, et d'une manière similaire aux modes de réalisation décrits ci-dessus, une monture 148 est disposée . dans la cavité du corps du robinet et un élément de siège annulaire est reçu dans une ouverture 150 percée dans la monture de manière à venir au contact de l'obturateur en position de fermeture pt avec la surface mentionnée ci-dessus qui entoure l'intersection de la cavité avec la sortie 126 du canal d'écoulement*
Plus précisément, une pièce 151 vissée au corps est percée d'une ouverture constituant un prolongement de la sortie 126 du canal d'écoulement, et la monture 148 est montée concentriquement à cette pièce au moyen d'un écrou- chapeau 152.
Ainsi, l'élément de siège logé dans
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l'ouverture de la monture est disposé axialement à la sortie du canal d'écoulement de manière à s'appliquer entre la surface de la pièce 151 entourant l'ouverture de celle-ci et l'extrémité inférieure de la tête de l'obturateur occu- pant sa position de fermeture. Cet élément de siège comprend une bague 149 en métal dur collée à un support tubulaire in- férieur 153 portant un joint annulaire 154 pour assurer l'étanchéité avec la pièce 151.
Comme dans les modes de réalisation décrits précé- demment, 'cet élément de siège est appliqué à force, au commencement de l'ouverture et à la fin de la fermeture de l'obturateur, de manière à venir étroitement au contact avec la surface mentionnée de la pièce 151 entourant l'intersec- tion de la cavité avec le côté d'aval du canal d'écoulement* Ceci est évidemment d à la chute de pression dans le canal d'écoulement lorsqu'on restreint sa section libre.
La monture 148 est pourvue d'éléments contre les- quels l'obturateur vient buter pendant ses mouvements d'ou- verture et de fermeture pour faire basculer la monture en sens opposé . Plus précisément, ces éléments sont réalisés et disposés de manière à faire tourner l'élément de siège 149 en même temps que la monture quand il tourne dans un sens, et à ne pas faire tourner l'élément de siège quand la monture tourne dans l'autre sens.
A cette fin, un doigt 155 est articulé à pivot dans une échancrure de la monture 148 sur un axe 156, et 1 ce tête 130 de l'obturateur 128 présente une rainure 157 délimitant des épaulements opposés 158 et 159 pouvant venir au contact des surfaces en regard 160 et 161, respectivement, d'un prolongement s'étendant vers le haut du doigt 155 afin de faire tourner la monture en sens opposé. C'est-à-
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dire que, comme le montrent les figures 20 et 22, lorsque 1'obturateur se déplace vers la position de fermeture, l'épaulement 159 bute contre la surface 161 du doigt 155 en faisant tourner la monture dans le sens des aiguilles d'une montre, selon la figure 21.
Par contre, lorsque l'obturateur se déplace de la position de fermeture de la figure 2 à la position d'ouverture de la figure 22 l'épau- lement 158 rencontre la surface 160 du doigt 155 et entraîne la monture'dans le sens contraire des aiguilles d'une montre* D'un manière similaire à celle du robinet décrit plus haut, le doigt 155 comporte une surface de portée 162 destinée à venir s'appliquer étroitement contre le pour- tour extérieur de l'élément de siège quand le doigt pivote dans un sens autour de l'axe 156 et à s'en écarter lorsque le doigt pivote en sens contraire. On voit clairement sur la figure 21 que lorsque le doigt pivote dans le sens dex- trorsum. il vient porter contre l'élément de siège qu'il rend ainsi solidaire en rotation de la monture pendant le mouvement de fermeture de l'obturateur.
Par contre, lors du mouvement d'ouverture de l'obturateur, le doigt pivote dans le sens sinistrorsum de manière à éloigner la surface de con, tact 162 du pourtour de l'élément de siège, en permettant à ce dernier de rester immobile pendant que la monture tourne en: raison de ,la différence de pression dans le robinet.
Comme c'était également le cas dans le robinet à obturateur rotatif conforme à l'invention, le doigt 155 est destiné à venir porter contre l'élément de siège et contre l'encoche de la monture de manière-à maintenir ses surfaces 160 et 161 dans la position voulue pour rester au contact des épaulements 158 et 159.
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Le robinet-vanne représenté sur les figures 23 et 24 est à beaucoup d'égards identique aux modes de réali- sation décrits ci-dessus. C'est ainsi qu'il comprend un corps 163 percé d'un canal d'écoulement 164 et comportant une cavité 165 qui recoupe le canal et débouche d'un côté du corps. Les extrémités opposées du corps peuvent être pourvues de moyens appropriés (non représentés) en vue du raccordement de tuyauteries* L'ouverture de la cavité 165 est couverte par un chapeau.166 fixé de façon amovible et étanche au corps à l'aide de vis 167 et d'un joint annulaire 168 logé dans des rainures opposées du chapeau et du corps.
Un obturateur 169 percé d'une ouverture 170 est fixé à l'extrémité inférieure d'une tige 171 pouvant être supportée par le chapeau, de la manière représentée sur la figure 2, afin de déplacer alter- nativement l'obturateur dans la cavité entre une position où. l'ouverture 170 de ce dernier est en ligne avec le canal 164 et une position où elle ne l'est pas. Dans cette der- nière position, la partie pleine de l'obturateur 169 s'étend à travers le canal d'écoulement et le robinet est fermé.
Comme c'était le cas dans les robinets-vannes conformes à l'invention décrits précédemment, des plaques 172 sont disposées dans la cavité 165 de part et d'autre de l'obturateur. Chacune de ces plaques est percée d'une ouverture 174 destinée à recevoir .un élément de siège annu- laire 173 de manière qu'il soit disposé entre l'obturateur et une surface de siège du corps du robinet entourant l'in- tersection du canal d'écoulement 164 avec la cavité du corps du robinet.
Plus précisément, chaque plaque a une épaisseur telle qu'elle remplit sensiblement la cavité de part et
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d'autre de l'obturateur, en formant ainsi une glissière 175 pour l'obturateur, comme le montre la figure 23. Tou- tefois, il est prévu que chaque élément de siège soit légèrement plus épais que la plaque sur laquelle il est monté de manière à former un joint étanche avec la surface de siège mentionnée du corps du robinet. A cette fin, un joint annulaire 176 est inséré dans la face extérieure de chacun des élénents de siège.
De même que dans les modes de réalisation de robinets-vannes conformes à l'invention décrits précédem- ment, les bords supérieur, inférieur et latéraux des plaques sont maintenus entre les parois de base et latérales du corps du robinet et le côté inférieur du chapeau, de façon à ce qu'on puisse les placer correctement dans les posi- tions représentées simplement en fixant le chapeau sur le corps du robinet.
Le robinet-vanne des figures 23 et 24 diffère des exemples précédents en ce que ses éléments de siège 173 peuvent être tournés dans un sens déterminé, indépendamment du fonctionnement de l'obturateur et notamment en manoeii- vrant un élément de commande s'étendant à l'extérieur du corps du robinet. C'est ainsi que chaque élément de siège est pourvu d'une denture de roue de vis sans fin 177 autour de son pourtour qui peut tourner librement, lors de la rota- tion de l'élément de siège autour de l'axe de son ouverture, dans une cavité annulaire 178 pratiquée dans l'ouverture 174 traversant chaque plaque, entre ses côtés opposés.
Chaque plaque est également pourvue d'une chambre 179 qui communique avec un évidement 178 et reçoit librement un pignon de vis sans fin 180 venant en prise avec la denture 177 de chaque élément'de siège.
Plus précisément, chaque pignon de vis sans fin
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est accouple par des cannelures 181 à un arbre 182 traver- sant des ouvertures 183 percées dans les plaques et des ouvertures 184 du corps du robinet, comme l'indique la figure 24. L'une des extrémités de chaque arbre porte un bouton moleté 185 ou un élément de commande équivalent, destiné à faire tourner l'élément de siège autour de l'axe de son ouverture. Il est évident que l'opérateur a toute liberté pour choisir la fréquence. et le sens de rotation de manière à répartir l'usure de la manière voulue.
Les cannelures de chaque arbre sont disposées longitudinalement de manière à venir en prise avec celles 'du. pignon sans fin 180 au moyen de coussinets 186 qui, de leur côté, sont tenus en place par une garniture 187 et par une bague 188 afin d'assurer l'étanchéité autour de l'arbre des deux côtés de la chambre 179 et des écrous-presse- garniture 189 vissés dans les ouvertures 184 du corps du robinet entourent les, extrémités de l'arbre.
Il va de soi que chaque bouton moleté 185 peut être fixé de façon amovible sur l'arbre afin que l'écrou presse-garniture, la garniture elle-même, la bague et le coussinet puissent être retirés des ouvertures 183 et 184 d'un côté de la chambre 179, afin que les cannelures de l'arbre puissent être tirées hors de ces ouvertures lors de l'extraction latérale de l'arbre. L'enlèvement de l'écrou. presse-garniture, de la garniture, de la bague et du coussi- net de l'autre côté de la chambre, ainsi que le démontage du chapeau (figure 24), permet de libérer les plaques 172 en vue de leur extraction du corps du robinet afin de rempla- cer les éléments de siège.
Il est clair que le pignon sans fin 180 se place correctement de manière à l'accoupler à l'arbre'par ses cannelures lorsque les plaques sont disposées
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dans la cavité et que le chapeau est fixé au corps du robi- net.
Il va sans dire que d'autres moyens peuvent être adoptés pour faire tourner les éléments de siège sans sortir pour autant du cadre de l'invention.
Il ressort clairement de ce qui précède que l'in- vention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés;, ainsi que d'autres qui sont évidents et inhérents aux appareils conformes à. ses principes.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple, et auxquels d .nombreuses modifications peuvent gtre apportées dans le cadre de celle, ci.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates generally to taps. According to one of its particularities, the invention relates to valves having improved seat surfaces so as to reduce their wear.
According to another of its features, the invention relates to a combined valve so as to house a replaceable seat element between the seat surfaces of the shutter and the body of the valve. According to another of its characteristics, the invention relates to a gate valve provided with a shutter and a particularly replaceable seat element, well suited to lubricated gate valves of the pipe type.
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When the flow channel of a gate valve, at the end of its closing and the beginning of its opening, is constricted, the fluid passing through it strikes with increased speed the surface of the body of the valve against which it is applied. - than the downstream face of the shutter. This results in premature wear of the lower part of the edge of this surface around the flow channel. Likewise, the seat surface of the plug of rotary shutter valves wears out around a side portion of its edge surrounding the flow channel therethrough.
In both cases, this wear can be the cause of leaks through the closed shutter *
In the case of a valve of this type whose inlet and outlet portions of the flow channel form an angle between them, the flow of fluid arriving through the inlet hits the edge portion of the seat surface. of the valve body which surrounds the outlet part of the. channel and which is furthest from the entrance, so that the wear is greatest along this part.
Although in the latter case the wear is generally not as great as that which results from the flow channel constriction in rotary shutter gate valves, it nevertheless poses serious maintenance problems so that even where removable and demountable seat elements have been provided, these must be replaced frequently.
The object of the present invention is to provide a valve in which the wear of the seat surface of the valve body is distributed all around its edge, and this automatically when the valve shutter is actuated.
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It is common to accommodate replaceable seat elements in a counterbored portion of the body of a rotary gate valve or plug surrounding the flow channel near one side of the plug in the closed position. However, these counterbored parts, in addition to requiring expensive machining operations, also produce an irregular distribution of the strains, presenting some points where the stresses are very high.
Frequently, local detonations occur under the action of the stresses developed on the first application of the test pressure, which destroys the perfect alignment machined in the valve body.
It has been proposed to eliminate the counterbored parts by fixing the seat elements in replaceable assemblies housed in the body of the valve on either side of the obturator. Thus, for example, we find an example of such a gate valve in the United States patent Volpin No. 2 705 019 of March 29, 1955, where such an assembly is suitably housed inside the body by means of a hinged joint connected to the valve cap.
However, these arrangements are, on the one hand, complicated and, on the other hand, cannot be adapted to lubricated gate valves.
Another object of the invention is to provide a valve comprising an assembly for accommodating a seat element in which it is sufficient to fix the cap of the valve to the body thereof.
Another of its aims is to provide a gate valve having such an assembly which, in addition to carrying the seat members, forms substantially closed lubrication chambers above and below the shutter.
The valve according to the present invention comprises
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a flow channel passing therethrough and a cavity which covers the flow channel. A shutter is mounted on the body so as to move in the cavity between an open position of the channel and a closed position thereof, and, a seat member with an opening is supported in the channel. body so as to apply between. the obturator occupying its closed position and a 'body' surface surrounding the flow channel near its intersection with one of the sides of the cavity.
According to one characteristic of the invention, means are provided for rotating the seat element in a predetermined direction of rotation about the axis of its opening, so that the surface of this element most subject to wear can be changed from time to time. According to a preferred embodiment of the invention, these means intervene on each opening and closing cycle of the shutter of the valve, so that this surface changes automatically during normal operation of the latter.
When at the beginning of the opening movement or at the end of the closing movement of the shutter, the flow channel of a valve closes or is constricted, it is established on either side of the valve. This is a pressure difference which applies the seat member against a surface of the body surrounding the flow channel near its intersection with one of the sides of the cavity.
While the present invention contemplates various means for rotating the seat member, a preferred embodiment of the invention is provided. this end, a mount placed in the; cavity of the valve body, which supports the seat member in the manner specified above, and parts of or supported by this mount and the shutter may come into contact during movements
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opening and closing of the shutter so as to rotate the frame in opposite directions of rotation about the axis of the opening drilled in the seat member.
More precisely, these parts are combined so as to rotate the frame in one direction during the beginning of the opening movement or during the end of the closing movement of the shutter and the frame is provided with elements that apply. friction against the seat element with sufficient force to cause it to rotate with it in the other direction of rotation, but which is insufficient to overcome the force with which the seat element is held against the surface seat of the valve body as the mount rotates in the first direction.
As a result, the frame rotates with respect to the seat member which it supports on each cycle of rotation comprising an opening and closing movement of the valve shutter, so that the seat member rotates, as mentioned above, gradually in a certain direction of rotation.
The cavity in the body of the valve opens out from one side thereof and is covered with a. cap removably attached to the body and which supports the shutter so that it can move in the cavity between its open and closed positions. The seat element mount can be removed from the valve body cavity by removing the bonnet. In the case of gate valves and rotary shutters, provision is made for the frame to be held between the bonnet and the bottom and sides of the cavity so as to properly place the seat element between the shutter and the seat surface of the valve body.
It is also expected that this new feature of the invention can be implemented either in combination with those described above, or in isolation.
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According to another characteristic of the invention, a gate valve which comprises a shutter pierced with an opening intended to come into line and to move away from alignment with respect to the flow channel in order to opening and closing the valve, is provided with a plate-shaped mount which extends substantially the entire length of the cavity near the shutter so as to form above and below the valve. the shutter two substantially closed chambers which are connected by a groove allowing the lubricant to circulate from one to the other during the movements of the shutter.
The apparatus described above comprises a single assembly comprising a single frame and a single seat member mounted thereon, so as to bear against the downstream side of the shutter, but it goes without saying that nothing is opposed, and that we can without departing from the scope of the invention, provide gate valves with two mounts and two seat elements placed one on each side of the shutter, so that the valve is suitable for both directions of flow *
Other characteristics and advantages of the invention will moreover emerge from the description which follows of certain embodiments of the invention, chosen as examples, with reference to the appended drawing, in which:
Figure 1 is a partial sectional view of a conventional gate valve whose flow channel is constricted by the shutter, and which illustrates by means of arrows the points of impact of the accelerated fluid on the downstream seat surface , of the valve body; .Figure 1A is a section through the classi gate valve. as in Figure 1, taken along the line lA-lA, which shows
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wear along the lower edge of the seat surface;
Figure 2 is a vertical section of a gate valve according to the preferred embodiment of the invention;
Figure 2A is a partial sectional view of the gate valve of Figure 2 taken on line 2A-2A, showing wear on the downstream seat member of the valve;
Figure 3 is a horizontal section of the valve of Figure 2 taken along line 3-3 of Figure 2;
Figure 4 is an exploded view on a larger scale of the seal and components of the composite valve seat of Figures 2 and 3, removed from the valve body cavity;
Figure 5 is an elevational view of the seal and composite seat in place in the valve cavity of Figures 2 and 3 and during movement of the shutter to its closed position;
Figure 6 is a view similar to Figure 5 where the shutter has lowered further to its closed position;
Figure 7 is another view identical to Figure 5 showing the shutter fully closed;
Figure 8 is still a view similar to Figures 5-7 which shows the shutter returned to its open position;
FIG. 9 is a vertical section of another gate valve according to a preferred embodiment of the invention, taken at right angles to the flow channel which passes therethrough; Figure 10 is a horizontal section of the valve of Figure 9 taken along line 10-10 of that figure; Figure 11 is a perspective view, partially exploded, of the obturator and composite seat of the
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gate valve of Figures 9 and 10, extracted from the cavity of the valve body;
Figure 12 is an elevational view of the shutter and composite seat in the cavity, during movement of the shutter from the open position of Figure 9 to the closed position;
Figure 13 is a view similar to Figure 12 where the shutter occupies its fully closed position;
FIG. 14 is a vertical section of a valve according to a preferred embodiment of the invention, in the open position; Figure 15 is a horizontal section through the valve of Figure 14, also in the open position, along line 15-15 thereof;
Figure 15A is a plan view of the composite valve seat member of Figures 14 and 15, removed from the valve body, showing the shutter in the position where it closes the valve;
Figure 16 is a sectional view of the valve in the open position, taken along line 16-16 of Figure 15;
Fig. 16A is a side elevation of the composite seat of a ball valve, the latter occupying its closed position;
Fig. 17 is an exploded view of the parts of the replaceable seat member of the ball valve;
Figure 18 is an enlarged perspective view of the seat member and frame of the replaceable assembly of Figure 17;
Figure 19 is a vertical section of a corner valve according to a preferred embodiment of the invention in the closed position;
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Figure 20 is an elevational view, taken along line 20-20 of Figure 19, of a portion of the shutter and the replaceable seat assembly of the angle valve in the closed position;
Figure 21 is a partial occupancy of the corner valve of Figures 19 and 20, also closed, taken along line 21-21 of Figure 19;
Figure 22 is an elevational view similar to Figure 20 showing the angle valve in the open position; .
FIG. 23 is a longitudinal section of another gate valve according to the present invention, the shutter being in the open position; and
Figure 24 is a sectional view on a larger scale of the valve of Figure 23 taken along line 24-24 of this figure with the valve cap removed.
Referring to the drawing, the shutter 20 of the conventional valve shown in Figures 1 and 1A is shown in the position which it occupies either at the end of its closing movement or at the start of its opening movement, so that the flow of liquid through the channel
21 of the valve is throttled by the opening 23 of the shutter. As a result, this fluid flows at high speed and, as shown by the arrows in Figure 1, strikes the seat of the valve body located downstream of the cavity 24 of the body which serves as a slideway for the valve. 'shutter.
As indicated at 25 in Figures 1 and 1A, this impact of the high velocity fluid causes the lower part of the seat edge to wear away, so that the valve is liable to leak when in use. closed. When a conventional gate valve is provided with separate parts forming the seat surfaces, the concentrated wear requires
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frequent replacement of these *
The gate valve shown in Figure 2 comprises a body 26 pierced with a flow channel 27 and a cavity 28 intersecting this channel.
As is customary, body 26 may be provided with desired components, such as end flanges 29, for the connection of piping. As shown in Figure 2, the cavity 28 opens out from one side of the body 26 of the valve and is covered by a removable cap 30 fixed to the body by screws 31. An annular seal 32 or other suitable means is provided to ass- ensure the seal between the bonnet and the valve body.
As usual, the cap supports a shutter 33 moving on a slide 34 in the cavity between an open position of the flow channel and a closed position thereof. To this end, the shutter 33 is pierced with an opening 35 which can be placed in line with the channel 27 for the open position, shown in FIG. 2, and which can leave this alignment position to close the valve. channel, as in figure 7.
As shown in Figure 2, the upper end of the shutter 33 is screwed onto the threaded lower end 36 of a rod 37, the upper end of which is keyed to an extension 38 of which the part 39 forms. protrusion above the top of the hat to allow the rod to rotate. As described below, the extension 39 is mounted in the cap so that it does not move vertically while rotating, which forces the shutter 33 to slide vertically in the slide 34. This extension 39 rests on a pad 41 intended for the rod, which, in turn, rests on an inner shoulder 43, of the part 42 of the body of the hat, and- is pressed down by a cap 40 screwed onto the body
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of the hat that surrounds the pad.
Appropriate thrust bearings and gaskets 44 and 45 may be disposed around extension 38 and rod 37 as shown in Figure 2. A packing 46 may also be placed around rod 37 and trapped between bushing 41 and a constricted portion of the portion 42 of the body or cap through which the rod 37 passes. It is evident that removal of the cap 40 allows the gasket 46 to be accessed and replaced.
We will now consider the new characteristics of this gate valve; two plates 47 are arranged, inside the cavity 28 of the body 26 of the valve, transversely to the flow channel, on either side of the shutter, so as to define the slide 34 between them.
Specifically, an annular seat element
48 is received in an opening 49 drilled in each plate in order to come to be placed axially to the flow channel 27. As mentioned above, this arrangement eliminates the need to hollow out the body to house the elements of seat*,
As shown in figure 2,
The classy seat element 48 is thicker than the plate 47 which carries it so that when a pressure difference is established on either side of the obturator due to the constriction or closure of the flow the shutter is applied against the downstream seat member. As a result, this seat member is tightly held between the portion of the cavity 28 which surrounds the channel 27 and the downstream surface of the valve. 'shutter so as to avoid leaks through it. The outer face of each seat element has an annular groove 48a designed to receive an O-ring or equivalent element for
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ensure the seal between it and the cavity.
An elastic U-clip 50 is placed on the lower end of the plates to hold their. inner faces applied against the opposite sides of the shutter * In addition, these plates extend substantially over the same length as the slide 34 in order to divide it into two lubrication chambers 51 and 52 respectively above and below the shutter and to form spaces 53 annularly around the outer periphery of the seat members 48, between the outer surfaces of the plates 47 and the opposing sides of the cavity 28. As shown in Figure 2, the sides of the spring 50 are received in the lower part of space 53.
It is easily seen that by removing the cap 30 attached to the body 26 of the valve, the shutter can be removed
33 and the plates 47 of the cavity 28 and replace the seat elements 48. In addition, as clearly shown in Figures 5 to 8, the plates 47 are held between the cap and the opposite sides of the cavity 28. of the valve body so as to place the seat elements in the position specified above. More precisely, each of the upper and lower edges 54 and 55, as well as the side edges 56 and 57 of each plate 47 coming into contact with the cap and the cavity, is curved concentrically at its opening 49 so as to be able to pivot around the axis of the openings passing through the seat elements.
As will emerge from the remainder of the description, the curved parts of the edges of the plate are connected to flat marginal parts arranged so as to limit each of the tilting movements of the plates.
As mentioned above, the plates 47 have parts with which the shutter can come into contact during its opening and closing movements.
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closing so as to tilt the plates in the opposite direction. More precisely, parts are arranged so as to tilt the plates in 1 un :. in these directions: = towards the end of the closing movement of the lid and in the other direction towards the end of its opening movement.
In the embodiment described, these parts comprise a rod 58 extending between the plates towards the lower right corner thereof and another rod 53 extending between two fingers 60, each of which is articulated on one of the plates at the bottom. means of an axis 60 so. that the latter is located near the upper right corner of the plates. As shown in Figures 5 to 8, the upper right corner of each plate is indented at 62 so as to pass through the rod 59 and the fingers 60 are received in the upper portions of the annular spaces 53 on each outer side of the plates. . It emerges from the examination of FIG. 4 in particular that the pins 61 do not extend between the plates 47 so that the shutter 33 may, while rising, come up against the rod 59.
The shutter has, near its upper and lower ends, inclined planes 63 intended to impart to the rods forces directed outwards when it comes into contact with them. Preferably, these inclined planes 63 will be provided on both sides of the shutter, which is thus reversible.
It can be seen that when the shutter moves downwards from the position shown in FIG. 6 to that of FIG. 7, it meets the rod 58 in order to tilt the plates in a counterclockwise direction. The extent of this tilting is limited by the upper left corner, the flat edge of which prevents the plate from exceeding a predetermined limit. After the initial shutter movement of
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the closed position towards the open position, the plates remain in the position resulting from the tilting, shown in FIG. 7. However, towards the end of the opening movement of the shutter, the latter meets the rod 59 in urging the contact surfaces 64 of the opposite ends of the fingers 60 to come to rest strongly against the outer periphery of the seat elements 48.
This prevents the fingers 60 from continuing to pivot in a clockwise direction, so that it is the plates which swing in this direction towards the position of FIG. 8.
In a manner similar to that described for tilting in the sinistrorsum direction of the plates, the flat parts of the upper right edges of the plates 47 Ikes prevent it from rotating in the dextrorsum direction beyond a predetermined limit *
Referring to Figures 5 and 6, it can be seen that the channel 27 which passes through the body of the valve is constricted and then effectively closed before the shutter comes into contact with the lower rod 59. Thus, when the shutter comes into contact. moving meets the rod 58 to tilt the plates, it is positively pressed against the seat member 48 on the downstream side.
A pressure difference of the order of 1.500 to 2.00 kg / cm2 in the valve is sufficient to overcome the friction between the seat element and the opening 49 and to prevent it from accompanying its plate in its tilting, as indicated by the arrows in Figure 7.
On the other hand, when moving the shutter to its open position, the flow channel is fully open or nearly so before the shutter meets the upper rod 59. As a consequence, the pressure difference in the valve is weak if not zero at this time
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so that the seat elements can accompany their respective plate in its tilting, and the seat elements are prevented from rotating in the openings 49 by the application of the contact surfaces 64. This tilting of the seat elements with the plates is indicated. by the arrows in figures 7 and 8.
It follows from the above that each complete cycle of opening and closing of the shutter normally has the effect of rotating the downstream seat member in a determined direction about the axis of its opening in such a manner. to present a new impact and wear surface to the fluid. As a result, the inner peripheral edge of the seat member 48 will tend to wear evenly, as shown at 65 in Figure 2A.
Referring to Figures 3 and 4, it can be seen that grooves 66 have been formed in each of the side edges of the shutter to connect the upper and lower chambers 51 and 52 (Figure 2) above and below. the latter without communicating with the flow channel. In addition, Figures 5 to 8 show that the plates have a height and a width corresponding at least approximately to the section of the slide 34 so that when they are arranged, as shown on both sides.
On the other side of this, the chambers 51 and 52 are enclosed so that grease flows through the grooves 66 from one chamber to the other as the shutter 33 moves between its open and open positions. closure - * As we know, this facilitates the movement of the shutter. tor in the slide. It is more important to note with respect to the present invention that the plates 47 which carry the seat members 48 and which are housed between the cap and the sides and bottom of the cavity of the. body
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valve, form substantially closed lubrication chambers above and below the shutter.
Figures 9 to 13 show another exemplary embodiment constructed in accordance with the preferred embodiment of the invention. The gate valve shown comprises a body 67 pierced with a flow channel 68 and having a cavity '69 which intersects this channel and opens on one side of the body. As in the first exemplary embodiment described above, the body 67 of the valve may include flanges 70 or other means at its opposite ends for the purpose of connecting pipes. As before, the cavity is covered with a cap 71 removably attached to the body 67 by means of screws 72. An annular seal 73 may be provided at the underside of the cap to secure the seal. seal between the bonnet and the valve body.
The cap 71 supports a shutter 74 moving on a slide 75 in the cavity between open and closed positions of the flow channel. To this end, the shutter 74 is pierced with an opening 76 which can come in line with the channel 68 of the body in the open position (Figures 9 and 10) and move away from the alignment position to close the channel. (figure 13) ..
The shutter 74 comprises on one side a nut 77 mounted so as to be able to slide between the opposite sides of the cavity 69 of the valve body and a relatively thin plate 78 removably attached to the nut, of which it is attached. 'extends laterally to move in a slide 75. Nut 77 is mated to the threaded lower end 79 of a rod 80 mounted in the bonnet so as not to move vertically while doing so. rotate by maneuvering an outer element 81 projecting from the upper end of the cap.
This rod
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can be mounted in the same way as the rod 57 of the previous embodiment, so that it is superfluous to describe its mounting in detail.
As in the preceding example of embodiment, two plates 82 are arranged inside the cavity 69 of the body 67 of the valve, transversely to the flow channel, on either side of the shutter, so as to forming the slide 75. An annular seat member 83 is also housed in an opening 34 drilled in each plate so as to be placed axially to the flow channel 68 passing through the valve body As seen in the figure. 10.
the sum of the thicknesses of the plates 82 and the plate 78 of the shutter 74 corresponds substantially to the width of the cavity 69, so that the inner surfaces of the plates 82 form the opposite sides of the slide 75 for the shutter, as mentioned above. As will be explained later, these plates also form lubrication chambers 85 and 86 above and below the shutter 74, respectively. The side mounting of this embodiment is particularly well suited to the present invention as it allows a thin wafer to be used between the plates 82, which reduces the overall dimensions of the valve body cavity.
Disassembly of the cap 71 from the body 67 of the valve enables the obturator 74 and the plates 82 from the cavity 69 to be removed for the replacement of the seat elements 83.
As shown in Figures 9, 12 and 13, the plates 82 are held between the bonnet and the bottom and opposite sides of the valve body cavity 69 in order to arrange the seat members in the manner described above Thus, as the plates 47 of the previous embodiment
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top and bottom edges 88 and 89 and the side edges 90 of the plates opposite the nut 77 are curved concentrically with the opening 84 of the plates while the edges adjacent to the nut have a relatively flat portion 91, intended to allow the relative tilting between the plates and the nut about the axis of the openings of the seat elements, as emerges from the description which follows.
The remaining portions of the edges of the plates can be flat and bevelled to keep the tilting of the plates within the desired limits.
Although it may not be apparent from the drawing, it is important to note that the seat elements 83 are a little thicker than their respective plates 82, so that a pressure difference in the valve will have the effect of applying the pressure. The downstream seat member closely between the shutter and the portion of the cavity surrounding the flow channel 68. In order to seal the valve in the closed position, each of the seat members has a groove. circular 87 in which is housed an annular seal establishing tight contact with the cavity.
The parts of the plates 82 against which the shutter comes to rest during its opening and closing movements comprise oblique shoulders 92 and 93 located at the upper and lower right corners of the plates, above and above. below the relatively flat marginal portions 91 thereof, so as to tilt the plates in one direction of rotation towards the end of the closing movement of the shutter and in the other towards the end of its closing movement. opening. Towards the end of the opening movement of the valve, the sapping edge of the nut 77 meets the shoulders 92 in
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exerting an outward force on the plates so as to cause them to swing counterclockwise.
On the other hand, towards the end of the closing movement of the shutter, the lower edge of the nut 77 abuts against the oblique shoulders 93 by exerting a force tending to make them pivot clockwise. .
Due to the profile of the relatively flat portions 91 of the plates, the plates are not urged in either direction at the start of their opening and closing movements and between them.
The opening 84 pierced in each of the plates is split at 94a along one side to allow them to flex between a position tightly encircling the corresponding seat member 83 and another position allowing extraction and insertion. of this seat element. It is obvious that this arrangement makes it possible to provide the desired frictional resistance called upon to oppose the rotation of the chariot that seat element within its opening 84.
According to the present invention, it is expected that the frictional resistance thus provided will be sufficient for the downstream seat member 83 to tilt together with its plate 82 in all cases, except when the shutter is in its position. closed or almost closed and that a pressure difference is acting normally in the valve. Under these conditions, during the opening movement bringing the shutter from the position of Figure 12 to that of Figure 9, for example, the downstream seat member 83 will rock with its plate.
On the other hand, during the closing movement moving the shutter from the position of Figure 12 to that of Figure 13, the pressure difference exerted in the valve is sufficient to prevent the seat member from sliding. downstream to rotate with the plate in which it is mounted while
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that the latter rotates clockwise *
It can be seen that in this embodiment of the invention, the downstream seat element also rotates in a determined direction about the axis of its opening during each cycle of opening and closing of the. 'shutter.
Although the construction of the latter embodiment is simpler than that of the first, it cannot normally operate under service conditions as diverse as the first exemplary embodiment. This is because no special member is provided in the second embodiment to apply the desired degree of frictional resistance to rotate the downstream seat member relative to its plate during certain phases of the cycle.
The plates 82 extend substantially the entire length of the cavity 69 near the nut 77 and the side portions 91 of the edges of the plates are disposed near the inner side of the nut so that the latter and the plates cooperate. to at least partially delimit chambers 85 and 86 above and below the shutter and to prevent the plates from moving sideways in cavity 69. As shown in Figures 10 and 11, 1 'nut 77 can be drilled right through one or more channels 93a connecting chambers 85 and 86, so as to allow the grease therein to circulate from one chamber to the other when the shutter moves between its open and closed positions.
It goes without saying that, as in the previous embodiment, these communication channels could, if necessary, be provided in the plates or in the body of the valve, by arranging to prevent the chambers from communicating with the drain channel. - is lying.
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It is obvious that for this valve to function correctly, the plate 78 must be coupled to the nut 77 by placing its opening 76 at the bottom. To prevent incorrect pad assembly, the previously mentioned removable coupling includes two slots. different sizes 94 and 95 provided in one edge of the insert and which fit tightly over corresponding shaped keys 96 and 97 provided on the inside of the nut.
Such an assembly is sufficient for the purposes of the invention because it prevents relative displacement between the insert and the nut when they are held in the cavity.
69 so as not to move horizontally between them *
Referring to Figures 14-18, there is shown a rotary shut-off valve according to a preferred embodiment of the invention, which comprises a body 98 pierced with a flow channel 99 and having a cavity 100. intersecting the canal and leading to one side of the body. The opposite ends of the body 98 may be provided with flanges 101 or other suitable means for the connection of pipes.
The shutter of the tap is constituted by a ball 102 pierced with a slot 103 and which is housed in rotation in the cavity between an open position where the slot 103 is in line with the channel 99 and a closed position where the solid part of the ball obstructs the flow channel, as in figure 14.
As shown in Fig. 14, ball 102 is removably coupled to a rod 104 rotatably mounted in a cap 105 to bring lumen 103 of the ball into alignment and out of alignment with channel 99 of the ball. valve body or bushel. As in the gate valves described above, the bonnet is removably attached to the plug by screws 106 so as to cover
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the opening of the cavity 100 and the tigo is provided with an outer part 107 making it possible to maneuver the ball.
As shown in Figure 14, a gasket 108 may be provided inside the cap in order to seal around the rod 104 and an annular seal 109 may be inserted in the grooves formed in the facing faces of the cap. and the valve body in order to form a tight seal between them *
The assembly which, in this embodiment of the invention, comprises the replaceable seat elements, comprises a frame 110 disposed in the cavity of the plug on either side of the ball 102 and which is pierced with a opening 111 for receiving an annular seat element
112 disposed axially to the flow channel 99. The inner face of each frame is curved to conform to the ball.
Although it may not be visible in the drawing, each seat element is slightly thicker than its frame so that when a pressure difference is established on either side of the ball, as a result of Restriction or obstruction of the flow channel, the downstream seat member is held tightly pressed against the surface of the valve body cavity surrounding the intersection between the cavity and the channel. To this end, the aforementioned removable coupling between the rod and the ball comprises a tongue and a groove arranged parallel to the opening 103, so that the ball has a certain freedom to rest against the ball. seat element.
A groove may be formed in the exterior face of each of the seat elements for the reception of an annular seal 113 or equivalent element to seal with the surface of the valve body.
After removing the cap 105 from the body 98
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from the valve, the ball 102 and the lengths 110 can be removed from the cavity 100 in order to replace the elements. seat 112. In addition, as shown in Figures 14 and 16, the mounts are placed in the correct position in the plug cavity by means of the cap and the bottom and opposite sides of the cavity 100. lower end of the rod 104 is provided with a collar 114 against which the cap bears and which, for its part, bears against the upper edges of the frames.
As a result, when the replaceable seat elements and their mounts are disposed in the cavity and the cap is secured to the top of the plug so as to cover the opening, the mounts are placed so as to dispose the plugs. Annular seat elements 112 axially to the flow channel 99.
As in the preferred embodiment of a gate valve according to the invention, the fittings 110 of the valve of Figures 14 to 18 are also provided with elements with which the shutter comes into contact during its movements. opening and closing to rotate them in the opposite direction. More precisely, these elements are arranged in such a way on the mounts so that the latter rotate in one direction towards the end of the closing movement of the ball and in the other towards the end of the opening movement thereof. .
Each of the frames 110 is recessed at 115 to receive a finger 116 articulated about an axis 117 such that a portion 118 of the finger is located above the upper edge of the frame. The collar 114 formed at the lower part of the rod 104 is also notched at two opposite points so as to form two pairs of opposite shoulders 119 and 120 which can move away from and approach the ends.
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opposing surfaces 121 and 122 of the portion 118 of the fingers.
More precisely, these shoulders are arranged relative to the lumen 103 of the ball so as to come into contact with the parts 118 to rotate the frames in one direction during the last part of the opening movement of the ball. ball, and to come into contact with these parts so as to rotate the frames in the opposite direction during the last part of the closing movement of the ball.
Thus, towards the end of the closing movement of the shutter of the valve (FIGS. 14 to 16), the shoulders 119 of the collar 114 come into contact with the surfaces 122 of the part 118 'of the. finger and rotate each of the mounts in the sinistrorsum direction, as indicated by the arrows in Figure 16. It is clear that during this phase of the ball's closing movement, the downstream seat member of the plug is applied. force against the seat surface of the cavity of the latter by the pressure difference prevailing in the valve. On the other hand, towards the end of the opening movement of the ball, the shoulders 120 of the collar 114 meet the surfaces 121 of the portions 118 of the fingers by rotating the two mounts in the dextrorsum direction, as indicated by the arrow of Figure 16A.
Since there is little or no pressure difference across the valve during this phase of the opening movement, the downstream seat members are not forcefully applied against the seat surface of the valve body cavity. and are relatively free to rotate with their respective mounts *
As shown in FIGS. 16 and 16A, the end of each finger 116 opposite to the part 118 comprises a surface 123 intended to come to bear against the outer periphery of the seat element housed in its frame when
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the finger rotates in the dextrorsum direction, but to move away from it when the finger in question turns in the sinistrorsum direction. Thus, towards the end of the closing movement of the ball,
the shoulder 119 of the collar 114 swings the finger in the sinistrorsum direction, according to figure 16, to displace the surface 123 so that it is no longer in engagement with the seat element, which therefore remains immo- bile while its frame rotates as indicated by the arrows in figure 16. It should be noted that when the finger rotates in this way its surface is held against the shoulder 119 as a result of the finger contacting the side. notch right 115.
On the other hand, towards the end of the opening movement of the ball, the shoulder 120 causes the finger to tilt in the dextrorsum direction, according to FIG. 16A, causing the surfboards 123 to be applied tightly with friction. against the perimeter of the seat element so as to rotate the latter together with its mount, as indicated by the arrows in FIG. 16A. It can also be seen in this last figure that the surface 121 of the part 118 of the finger is held in position so as to meet the shoulder 120 of the collar 114 as a result of the contact of the surface 123 with the periphery of the finger. the seat element, which limits the pivoting in the dextrorsum direction of the finger.
It should be noted that the ball valve described above was chosen only as an example, and that the principle of the invention also applies generally to all rotary shutter valves. , whatever the shape of the shutter, cylindrical, frustoconical, etc.
Figures 19 to 22 show a preferred embodiment of a corner valve according to the invention,
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which comprises a body 124 whose flow channel consists of an inlet 125 and an outlet 126 arranged substantially at right angles and which intersects a cavity 127 opening out on one side of the valve body. A shutter
128 having a head 130 at its lower end is mounted so as to move alternately within the cavity axially at the outlet 126 of the flow channel in order to open (figure 22) and to close the latter .
To this end, the shutter head is screwed to the end 4 of a rod 129, the axial position of which is fixed, supported by a cap 131 screwed onto the body of the valve in order to cover the opening of the cavity. of the last.
Specifically, as shown in Fig. 19, the cap contains a guide 132 extending into body cavity 127 and which has a hexagonal interior surface 133 tightly surrounding a similarly shaped surface 134 of the head 130 of the valve. As in the last embodiment described, the rod 129 may include an outer part 135 projecting above the cap 131 and which allows the rod to be rotated.
Although the details of the cap 131 are not important with regard to the present invention, it can be seen from FIG. 19 that it comprises a body 136 screwed to the guide 132 and comprising a portion 137 of reduced diameter through which the tube passes. valve stem 129. A collar 138 provided at the intermediate part of the rod is held between part 137 and a shoulder 139, facing upwards, of the guide 132. A bushing 140 may be placed above the collar and a thrust washer 141 at the top. below the latter,
The upper end of the body 136 has a gasket 142 and a packing nut 143 which provide a sealed passage for the rotating rod.
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The body 136 of the bonnet is fixed in a removable manner above the opening of the cavity by means of a nut 144 and its sealing with the body of the valve is ensured by an annular seal 145 placed at its lower edge. laughing between the guide 132 and the valve body. A ring 146 disposed around the body and above an inner shoulder 146 of the nut 144 enables the cap 131 to be handled as an assembly. It is clear from an examination of FIG. 19 that the nut can be unscrewed from the side opening of the cavity and taken out to remove the plug.
As mentioned previously, the arrangement of the inlet 125 and outlet 126 of this type of valve is such that the fluid arriving through the inlet 125 strikes the edge of the surface surrounding the intersection. of the cavity with the part of the channel furthest from the inlet part. This results in a much greater wear on this part of the edge of the valve seat surface compared to the others.
In accordance with the present invention, and in a manner similar to the embodiments described above, a frame 148 is provided. in the cavity of the valve body and an annular seat member is received in an opening 150 drilled in the mount so as to come into contact with the shutter in the closed position pt with the aforementioned surface which surrounds the intersection of the cavity with the outlet 126 of the flow channel *
More precisely, a part 151 screwed to the body is pierced with an opening constituting an extension of the outlet 126 of the flow channel, and the frame 148 is mounted concentrically to this part by means of a cap nut 152.
Thus, the seat element housed in
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the opening of the frame is arranged axially at the outlet of the flow channel so as to apply between the surface of the part 151 surrounding the opening of the latter and the lower end of the head of the shutter occupying its closed position. This seat element comprises a hard metal ring 149 bonded to a lower tubular support 153 carrying an annular seal 154 to seal with the part 151.
As in the embodiments described above, this seat member is forcefully applied at the beginning of opening and at the end of closing of the shutter, so as to come into close contact with the mentioned surface. of the part 151 surrounding the intersection of the cavity with the downstream side of the flow channel * This is obviously due to the pressure drop in the flow channel when its free section is restricted.
The frame 148 is provided with elements against which the shutter abuts during its opening and closing movements in order to tilt the frame in the opposite direction. More specifically, these elements are made and arranged so as to rotate the seat member 149 at the same time as the frame when it rotates in one direction, and not to rotate the seat member when the frame rotates in the same direction. 'other way.
To this end, a finger 155 is pivotally articulated in a notch of the frame 148 on an axis 156, and 1 this head 130 of the shutter 128 has a groove 157 defining opposite shoulders 158 and 159 which can come into contact with the surfaces. facing 160 and 161, respectively, an extension extending upwardly of finger 155 in order to rotate the frame in the opposite direction. That is
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say that, as shown in Figures 20 and 22, when the shutter moves to the closed position, the shoulder 159 abuts against the surface 161 of the finger 155 by rotating the mount clockwise , according to figure 21.
On the other hand, when the shutter moves from the closed position of Figure 2 to the open position of Figure 22, the shoulder 158 meets the surface 160 of the finger 155 and drives the frame in the opposite direction. clockwise * In a similar manner to that of the valve described above, the finger 155 has a bearing surface 162 intended to come to rest closely against the outer circumference of the seat element when the finger rotates in one direction around the axis 156 and away from it when the finger rotates in the opposite direction. It can be clearly seen from Figure 21 that when the finger rotates in the dextrorsum direction. it comes to bear against the seat element which it thus makes rotationally integral with the frame during the closing movement of the shutter.
On the other hand, during the opening movement of the shutter, the finger pivots in the sinistrorsum direction so as to move the contact surface 162 away from the perimeter of the seat element, allowing the latter to remain stationary during that the mount rotates due to: the pressure difference in the valve.
As was also the case in the rotary shutter valve according to the invention, the finger 155 is intended to bear against the seat element and against the notch of the frame so as to maintain its surfaces 160 and 161 in the desired position to remain in contact with the shoulders 158 and 159.
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The gate valve shown in Figures 23 and 24 is in many respects identical to the embodiments described above. Thus it comprises a body 163 pierced with a flow channel 164 and comprising a cavity 165 which intersects the channel and opens out on one side of the body. The opposite ends of the body may be provided with suitable means (not shown) for the connection of pipes * The opening of the cavity 165 is covered by a cap. 166 fixed in a removable and sealed manner to the body by means of screws 167 and an annular seal 168 housed in opposing grooves of the cap and the body.
A shutter 169 pierced with an opening 170 is attached to the lower end of a rod 171 capable of being supported by the cap, as shown in Figure 2, in order to alternately move the shutter in the cavity between. a position where. the opening 170 of the latter is in line with the channel 164 and a position where it is not. In this latter position, the solid part of the shutter 169 extends through the flow channel and the valve is closed.
As was the case in the gate valves according to the invention described above, plates 172 are arranged in the cavity 165 on either side of the shutter. Each of these plates is pierced with an opening 174 for receiving an annular seat member 173 so that it is disposed between the shutter and a seat surface of the valve body surrounding the intersection of the valve. flow channel 164 with the valve body cavity.
More precisely, each plate has a thickness such that it substantially fills the cavity on the part and
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side of the shutter, thus forming a slide 175 for the shutter, as shown in Figure 23. However, each seat member is expected to be slightly thicker than the plate on which it is mounted. so as to form a tight seal with the mentioned seat surface of the valve body. To this end, an annular seal 176 is inserted into the outer face of each of the seat elements.
As in the embodiments of gate valves according to the invention described above, the upper, lower and side edges of the plates are held between the base and side walls of the valve body and the lower side of the bonnet. , so that they can be placed correctly in the positions shown simply by fixing the cap on the valve body.
The gate valve of Figures 23 and 24 differs from the previous examples in that its seat elements 173 can be rotated in a determined direction, independently of the operation of the shutter and in particular by operating a control element extending to outside the valve body. Thus, each seat element is provided with a worm wheel tooth 177 around its periphery which can rotate freely, during the rotation of the seat element around the axis of its opening, in an annular cavity 178 formed in the opening 174 passing through each plate, between its opposite sides.
Each plate is also provided with a chamber 179 which communicates with a recess 178 and freely receives a worm gear 180 which engages with the teeth 177 of each seat member.
Specifically, each worm gear
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is coupled by splines 181 to a shaft 182 through openings 183 drilled in the plates and openings 184 of the valve body, as shown in figure 24. One end of each shaft carries a knurled knob 185 or an equivalent control element, intended to rotate the seat element around the axis of its opening. It is obvious that the operator has complete freedom to choose the frequency. and the direction of rotation so as to distribute the wear as desired.
The splines of each shaft are disposed longitudinally so as to engage with those of the. endless pinion 180 by means of bearings 186 which, in turn, are held in place by a gasket 187 and by a ring 188 in order to seal around the shaft on both sides of the chamber 179 and the nuts -pres- packing 189 screwed into the openings 184 of the valve body surround the ends of the shaft.
It goes without saying that each knurled knob 185 can be removably attached to the shaft so that the packing nut, the packing itself, the ring and the bushing can be removed from the openings 183 and 184 as well. side of chamber 179, so that the shaft splines can be pulled out of these openings during lateral extraction of the shaft. The removal of the nut. stuffing box, the packing, the ring and the pad on the other side of the chamber, as well as the disassembly of the bonnet (figure 24), allows the plates 172 to be released for their extraction from the body of the faucet to replace the seat elements.
It is clear that the endless gear 180 fits correctly so as to couple it to the shaft 'by its splines when the plates are arranged.
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in the cavity and that the bonnet is attached to the valve body.
It goes without saying that other means can be adopted to rotate the seat elements without thereby departing from the scope of the invention.
It is clear from the foregoing that the invention achieves the objectives that it had set itself ;, as well as others which are obvious and inherent in the apparatuses conforming to. its principles.
Of course, the invention is not limited to the embodiments shown and described, which have been chosen only by way of example, and to which many modifications can be made within the scope thereof.
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