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"Siège de vanne et procéda de sa production-
La présente invention a trait à des vannes 'et$ en particulier, à des sièges de vanne destinés à y être utilisai.
Dans une des constructions bien connues de vanne, un organe de vanne mobile peut être sélectivement disposé pour fermer ou obturer une ouverture entre un Organe mobile de van- ne et un organe de corps entourant. Dans une des 'formes d'une telle vanne, appelée communément vanne papillon, un disque pi- vote autour d'un de ses diamètres,dans un corps -de vann an- nulaire, de manière que, lorsque le plan du disque est alisaé avec l'axe du corps annulaire, l'écoulement par la vanne soit
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autorisa et, lorsque le plan du disque est disposa transversa- /soit le:lent par rapport à l'axe du corps, l'écoulement par la vanne/ effectivement empêché.
Dans une vanne d'une autre forme communément connue nous le nom de vanne à boisseau sphérique$ l'organe de vanne mobile comprend un 'boisseau sphérique tournant autour d'un de ses diamètres de manière à disposer sélectivement un trous qui perce le boisseau, en alignement axial avec l'axe de l'or- gane de corps, dans la position ouverte de la vanne, et trans- versalement audit axe dans la position fermée de la vanne* La présente invention concerne une construction de siège de vanne qui peut être utilisée dans des vannes, y compris les vannes papillons t les vannes à boisseau sphérique, pour assurer un joint étanche entre leo organes de vanne de manière à empêcher positivement et efficacement les fuites de fluide par la vanna en position fermée.
Ainsi,' une particularité principale de la présente invention consiste à proposer une structure de siège de vanne perfectionnée.
Une autre particularité de l'invention consiste à proposer une telle structure de siège de vanne, agencée pour être montés sur l'un des deux organes de vanne, relativement mobiles, et ayant un moyen perfectionné, destiné à amener sa surface de siège à épouser avec précision l'autre organe de van- ne dans la position fermée de la vanne.
Une autre particularité de l'invention consiste à proposer une telle structure de siège de vanne,dans laquelle le siège de la vanne est mis sous tension par une masse durcie de matière plastique disposée entre l'organe de siège et l'or- gane de vanne qui le porte pour ajuster avec précision la con- sa figuration deYsurface de contact.
Une autre ticularité encore de l'invention consiste à proposer une telle structure de vanne dans laquelle la mas-
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se durcie ou figée de matière plastique sert en outre à fixer l'organe de siège sur l'organe de vanne qui le porte. de Une autre particularité encore/1 'invention consiste à proposer une telle structure de vanne, dans laquelle l'organe! de siège est agencé de manière à avoir une aire de contact limitée pour qu'il vienne en prise de manière perfectionnée avec l'autre organe de vanne.
Une autre particularité de l'invention consiste à por- poser un procédé perfectionné de formation d'une telle structu- re de siège de vanne.
Une autre particularité de l'invention consiste proposer un tel procédé de formation d'une structures de siège de vanne comprenant les opérations consistant & former un moyen délimitant ou formant un chenal, à disposer un organe dû siège élastique par une de ses parties internes dans le chenal et de manière qu'une de ses parties externes constitue une surface de contact exposée vers l'extérieur du chenal, à refouler une masse de matière plastique dans le chenal, entre la partie interne et lemoyen de chenal pour exercer un effort sur l'or- gane de siège pour régler sélectivement et avec précision la configuration da la surface de contact,
et à amener la masoe de matière plastique à durcir alors que la surface de contact- est maintenue dans la configuration réglée.
D'autres particularités et avantages de l'invention ' apparaîtront à la lecture de la description qui suit, prie* en ! relation avec les dessins annexés.
La figure 1 est une seotion transversale d'un corps de vanne papillon comportant une structure de chenal destiné à recevoir un organe de siège de vanne réalisant l'invention.
La figure 2 en est une section diamétrale, prise son-! siblement suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une section fragmentaire à grande échelle, d'une partie de la vanne représentée figure 2.
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La figure 4 est une section fragmentaire 4 grande échelle, prise sensiblement suivant la ligne 4-4 de la figure 3, l'organe de disque et l'organe de siège de vanne étant dis- posés dans la position fermée de la vanne.
La figure 5 est une élévation d'une partie de l'or- gane de siège de la vanne, représentant la surface de contact de celui-ci.
La figure 6 en est une section transversale, prise sensiblement suivant la ligne 6-6 de la figure 5.
La figure 7 est une section transversale, représen- tant une variante de forme d'organe de siège de la vanne, réa- lisant l'invention.
La figure 8 est une section diamétrale fragmentaire d'une vanne à boisseau sphérique, pourvue d'une structure de siège réalisant l' invention.
Dans la réalisation exemplaire de l'invention) re- présentée figures/1 à 6 des dessine, une vanne der réglage de débit de fluide, portant la référence 10, comportant dans le présent cas une vanne papillon, comprend un corps de vanne an- nulaire, portant la référence générale 11, et un organe de disque, portant la référence générale 12, relativement mobiles et associés pour ouvrir et fermer sélectivement un passage 13 qui traverse axialement le corps de la vanne.
Dans la réalisa- tion représentée, le corps comporte un chenal annulaire 14 qui s'ouvre ïadialement vers l'intérieur et qui reçoit un organe de siège 15 qui vient en prise avec la périphérie 16 du disque 12 dans la position fermée de la vanne pour fermer sélective- ment le passage 13 de façon à empêcher l'écoulement du fluide au-delà du disque 12.
Dans la réalisation exemplaire de l'invention, le corps 11 de la vanne comporte, à ses extrémités opposées, des brides tournées vers l'extérieur, 17 et 18, agencées pour être fixées de manière étanche à des brides correspondantes, tour*
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nées vers l'extérieur, 19 et 20, de conduites associées 21 et 22, respectivement, les brides étant fixées entre elles par dos moyens convenables, tels que des moyens à écrou et à boulon 23.
Il est maintenant fait référence plus spécifiquement aux figures. 4 à 6 l'organe de siège 15 comprend un organe élastique fait d'une matière convenable, telle que le daout- chouc. La surface de siège, d'application ou de contact 24 de cet organe comporte un certain nombre de rainures 25, latéra- lement espacées entre elles pour délimiter un certain nombre d'aires de contact 26 situées entre elles. Les rainures sont interrompues à des intervalles espacés pour former des barrages ! 27 qui empechent l'écoulement de fluide d'un groupe de rainures au groupe suivant, dans la direction longitudinale* La'surface de contect rainée 24, comme le montre la figure 4, a une lar- geur plus grande que la largeur du bord 28 du disque qui lui tait face.
Toutefois, du fait de la réduction de l'aire de con- tact, due à la présence des rainures 25 de la surface de con- tact, -le couple requis pour ouvrir et fermer la vanne se trouve! sensiblement réduit et il vaut ici sensiblement la moitié de celui qui serait requis si- la surface de contact 24 n'était pas pourvue de rainures.
En outre, comme les barrages 27 empê- chent l'écoulement du fluide entre les parties de rainures, l'organe de siège peut être quelque peu gauchi par rapport à l'axe de la vanne, sans permettre l'écoulement du fluide du cote amont de la vanne vers le cote aval de la vanne.A titre d'exemple, le siège de la vanne peut être gauchi d'un 'angle allant jusqu'à 21/2 degrés, en plus ou en moins,
La surface interne 29 de l'organe de siège 15 est représentée tare 6 qui montre qu'elle est rainée pour amélie- rer sa coopération d'ancrage avec un corps 30 de matière, in- troduite dans le chanal 14, derrière l'organe de siège de van-
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ne 15' L'organe de siège 15 peut avoir une configuration géné- rale on U,
couine le montre la figure 6, et comporter des* parties de bride 31, s'étendant vers l'extérieur. Le chenal 14, comme le montrent lo mieux les figures 3 et 4, est contre-dépouille
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de manière à recevoir les parties de bride 31 de l'or 4 .", siège, les parties de bride étant sollicitées l'une vers l'iú- - tre pendant le montage de l'organe de siège dans, le ehenalLé siège est de préférence assez épais pour empêcher qu'il ne soit expulsé entre l'organe de corps 11 et la surface 28 du disque 16 sous l'effet de la pression du fluide qui agit contre le siège de la vanne dans l'espace compris entre l'organe de corps et la surface 28 du disque.
l'invention comprend une structure de siège perfec- tionnée dans laquelle le corps 30 de matière, disposé derrière le siège de la vanne est amené à mettre sélectivement le siège de la vanna sous tension pour ajuster la configuration de la surface de contact 24 de manière qu'elle épouse avec précision
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la surface 28 du disque.
Dans ces vannes, un problème se.po" en ce qui concerne l'ajustage précis du disque et déstructures de siège, d.e manière à rendre la vanne absolument hermétique,, Dans la présente invention, cet ajustage est obtenu au moyen du corps 30 qui sollicte l'organe de siège de vanne élastique
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15 en priso étanche positive avec la surface 28 du disque, sur toute son étendue.
Plus spécifiquement, le corps 30 comprend une masse
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durcie ou iligée de matière plastique qui est introduite rdaffisr le chenal n4 derrière l'organe de siège de vanne 15 par une ..,..N, entrée conven-Le telle que l'entrée 32, représentée figure 2t <i i La matière plastique est amenée à s'écouler dane chacune des sections aomi-circulaires du chenal qui partent de l' entr6e jusqu'au ct9té diamétralement opposé de la- vanne, ou ae trouve une sortie 33 qui permet de sortir à u4o petite Quantité; ' (fa',%% matière plastique, ce qui indique que le chenal a été complets**
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ment rempli de la matière plastique.
La sortie peut alors être fermée et la pression peut être appliquée sur la matière plas- tique par l'entrée, de manière à amener l'organe de siège de .caoutchouc 15 à se déformer vers l'extérieur sous l'effet de la pression, en prise avec la surface de disque 28 qui est dispo- sée en ce moment en position fermée, comme le montre la figura 6. Le sièe 15 de la vanne peut être initialement disposé dans la chenal de manière que sa surface de contact 24 soit espacée de la surface 8 du disque d'une distance prédéterminée, telle que 1/16 de pouce.
Ainsi, la pression du fluide, qui agit par la matière plastique 30, sollicite d'abord d'ensemble de l'or- gane de siège 15 de manière à déplacer ce dernier sur l'inter- valle de 1/16 de pouce et à le mettre en prise aveo la surface du disque. La pression amène la surface de contact à être ap- pliquée contre la surface 28 du disque, non-obstant le fait qua la surface du disque, 28, peut n'être pas vraiment circulaires et peut comporter des irrégularités. Ainsi, la audace de con- tact est amenée à épouser les irrégularités et forme un joint parfait avec la surface 28, sur toute son extension annulaire.
La matière plastique est alors laissée à durcir dans la chenal 14 alors que la pression qui s'exerce lA-dessus est maintenue. Uns fois que le corps de plastique 30 a lait prise. la force de la pression du fluide peut être relâcha Le dis- que 16 peut alors être sélectivement déplacé vers la position ' ouverte et ramené à la position fermée, comme on le désire, la surface 28 du disque étant appliquée de manière étanche contrée la surface 24 de l'organe de siège chaque fois que le disque ra@@ché ectà la position fermée,
car le corps durci 30 maintient le siège de manière que sa surface de contact 24 s'ajuste à la configuration à laquelle elle a été disposée pendant le dur- cissement du corps de plastique 30.
Le corps de plastique 30 peut être formé par exemple de résine époxy qui se prête aux utilisations aux températures
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les plus hautes auxquelles le caoutchouc de l'organe de siège
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15 peut 3troJ employé. Un autre exemple de matière qui peut être utilisée pour le corps plastique 30 est la matière mousse de
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polyuréthane. La pression appliquée sur la matière pletf.h8 doit 8tre suffisante pour établir l'ajustage précis voulu de à surface 24 de contact, avec la surface 28 du disque, et elle est évidemment fonction des caractéristiques durométrlques dé l'or- gane de siège et de la pression à laquelle la vanne est destinée à fonctionner.
Le corps de plastique 30 sert en outre, comme il est exposé brièvement plus haut, à retenir l'organe de siège 15 dans le chenal 14 par suite de sa venue en prise de fixation avec la partie de surface arrière 29 de l'organe de siège. En
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outre, la pression communiquée à la matière plastique Igrt à presser les brides 31 de l'organe de siège, fermement contre l'organe de corps 11 dans la partie externe du chenal 14, ce qui fixe tel eux encore l'organe de siège dans le chenal.
Comme le montre le mieux la figure 3, les brds ex- ternes 34 du chenal 14 sont arrondis pour empêcher une déforma- tion indéf;irable de l'organe de siège lorsqu'il est pressé con- par
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tre ces bords par exemple/les forces exercées par le .tlQ.et
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Les paroils latérales 35 du chenal 14 sont généralement trOJ'loÓn1 ques et .sont en pente vers l'axe de la vanne noue un angle
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d'environ 30 par rapport à un plan radial. Ainsi, l'organe de siège 15 peut être maintenu positivement dans le chenal contre
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les butanes latérales 35 du chenal.
Comme l'organe de siège 15 est ré51é, rapports ?,& surface 8 du disque au moyen du corps de latu,Q, il le't pas nécessaire d'usiner avec précision le che4g z z prvu.
Ainsi le chenal peut être formé de manière simple et économique , par exemple en formant le chenal dans le corps de la vanne pen- dant le roulage du corps de la vanne.
L'invention comprend en outre un agencement dans le-
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quel l'organe de siège 15 n'est pas lié au corps durci ou' i'gé 301 A cet effet, un agent anti-liaison convenable peut Stre appliqué sur la surface arrière 29 de V organe de siège. tiQtM- que la surface arrière 29 de l'organe de siège n'est pu 34.é# au corps de plastique 30, on peut introduira u',uan,, "0 quantité supplémentaire de matière dans la cavité 14t par OXOZ" pie à l'aide d'une aiguille du type à injection iAtramueoii piquée à travers l'organe de siège de caoutchouc 15* Un tel procédé d'introduction de la matière plastique derrière 1lrg ne de siège peut être employé, par exemple,
sur place pax exemple pour entretenir la vanne dans le cae où l'usure de l'or*! cane de nièce se produit qui requiert une remise nous tono'O
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subséquente de l'organe de siège pour le remettre en prise,
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d'otanchemont avec la surface 28 du disque* Il est maintenant fait référence à la figure ? 1 une variante de forme d'organe de siège 115 y est représentée elle comprend un organe de siège généralement amblab3 à gane de siûua 15# mais ayant une section généralement plate ###! #m plutôt qu'une section en t1 cornue celle de 1.'organe de siège lei
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L'oreane de siège 115 comporte une surface de contact.124 une surface arrière 129 généralement semblables et fohdtion- nient d'une manière semblable aux surfaces de conta:et 24 et arrière 29 de l'organe de siège 1; .
L'organe de gi,48e 't7, t' ttre utilisé au lieu de l'organe de siège 15 comme le montrent
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les figures 1 à 6. '
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Il est maintenant fait référence à 1& figure 8 ;.. un organe de siège de vanne portant la référence généralê"&1Jf semblable à l'organe as siège 15 est dispose dans la partie de corps 211 d'une vanne à boisseau sphérique portant la r'4t4-''
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renée générale 410t pour coopérer aveg une baffl &' é%$nflPQW$nb 218 portée par le boisseau sphdrique 216 de la Vantai. T.1r{.Q.
4,.Jouté 1 mot, ou tirée de matière plastique 230 est d.JJPQ'hlO, " derr1ôre. l' '" l!qttOt l ' Approuvé i e* ou Tirée de 2*)5 et fonctlonne d'une est 41ppsée,deffPièj?t *'*Il*
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de la masse durcie 30 de la vanne 10 pour tl013urett un" ajustèrent précis do l'organe ne siège à la bague d'étanohement 218 sur toute son étendue annulaire.
Ainsi, l'invention comprend une structure de siège/de'! vanne perfectionnée, dans laquelle l'organe de siège est amené
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épouser '\tel' précision l'organe de vanne qui trouve siège 16..,. dessus, afin d'assurer une fermeture hermétique Améliorée 13.. le. ! vannes L1 ajustement de l'organe de vanne à la surface de ms.t1i:
è re à obtenir cet effet d'application de précision est effectue !
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d'une manière simple et perfectionnée à l'aide de forces iza lement appliquées d'une manière hydraulique et qui sont ensuite
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positivement maintenues par le figeage ou le durcissement de l'agent fluide par lequel elles aginaent, Ainsi,l'invention
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comprend une structure simple et économique, assurant une langut durée de vie, sans pannes, et garantissant un ±È>n&tiôftrieJïeni5 '
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optj'um, sans fuites, de ladite structure Bien que certaines réalisations de la présente ingen- tion aient été représentées et décrites, ii est entendu qu'hlXe se prête à de nombreuses variantes, Pae conséquent,
des Modi- fications à La construction et à l'agencement meuvent être
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apportées 3a<w à ntpartir de l'esprit ni sortie du d0<nai l'invention, tels qu'ils sont définie par les revendications
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annexées. < j <# ro"VE..1>iD!CA.
tONS 1t Dans une vanne ayant un premier et un second été- mente de vanne agencés pour mouvement relatif mutuel afin,d'ou-
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vrir et de fermer sélectivement le vanne, une structure de,8i6'* ge portée par un premier desdits éléments de vanne, comprenant
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un moyen disposé sur ledit premier élément de vanne, ooast,tnt un cnenal s'ouvrant vers l'autre élément de Vanne lorsque la vanne se trouve en position ferméeun organe de siège élas-
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.