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Robinet à boisaeau sphérique.
La présente invention concerne un robinet à boisseau sphérique avec un bottier présentant une ouverture d'entrée et, une ouverture de sortie, qui sont en communication avec l'in-
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térieur du bottier, un boioseau j3ph6rique monté rotetivement à l'inférieur du bottier et présentant une cuver Cure de passage, un siège pour le boisseau sphérique, entourant l'ouverture de sortie et permettant la fermeture de celle-ci par le boisseau, et une tige de manoeuvre passant de l'extérieur dans le boî-
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tier et assemblée an boisseau du robinet.
Dans les robinets à boisseau sphérique connus, le boisseau presse contre le siège, aussi bien du côté de l'en- tris que du côté de la sortis du boîtier, et l'actionnement du robinet exige donc un couple relativement élevé. Afin d'as- surer la haute pression nécessaire entre le boisseau du robi- net et le siège, du cet' de l'entrée et du côté de la sortis, une construction relativement compliquée du siège cet néces- saire, c'est-à-dire qu'on doit recourir, par exemple, à une combinaison de baguée en un matériau relativement dur, tel que le polytétrafluoréthylène,
avec des garnitures d'étanchéi- té élastiques en caoutchouc en vue d'exercer une pression é- lastique sur ces bague. la fabrication des pièces de ces siè- ges et leur montage est donc à la fois incommode et coûteuse.
Les robinets à boisseau sphérique connus devaient aussi être munir d'un levier de manoeuvre relativement long, afin de pou- voir atteindr le coupJ.e élevé nécessaire '.' la rotation du boisseau du robinet. la butée qui est normalement prévue à l'extérieur du bottier, pour limiter la rotation du boisseau par rapport à celui-ci, davait donc avoir des dimensions ren- forcées en conséquence afin de ne pas être endommagée par le couple élevé exercé.
En conséquence, la présente invention a pour but de fournir un robinet à boisseau sphérique dans lequel on peut faire tourner le boisseau avec un couple très faible et où l'on peut employer pour le boisseau un siège qui est de cons- truction simple et qui facilite la fabrication et le montage du robinet.
Selon l'invention, ce problème est résolu par un ro- binet d'arrêt à boisseau sphérique du type évoqué ci-dessus où le boisseau sphérique est disposé de manière à pouvoir se dé- placer librement, dans une certaine mesure, à l'intérieur du
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bottier, de façon qu'il soit pressé contre le siège par la contrepression s'exerçant sur lui depuis l'ouverture d'entrée quand l'ouverture de passage ne recoupe pas l'ouverture de sortie.
Dans le robinet à boisseau sphérique de la présente invention, le boisseau n'est donc pas coincé entre deux ou un plus grand nombre de surfaces de siège, comme crest le cas dans les robinets à boisseau connue, mais il peut se déplacer dans le bottier.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la forme extérieure du bottier du robinet est simplifiée, de nê- me que la manoeuvre et l'entretien de celui-ci sont facilités, grâce à une butée de forme très simple prévue à l'intérieur du bottier. C si est rendu possible dans le cas du robinet d'ar- rêt de cette invention, car sa manoeuvre n'exige qu'un couple très réduit et, en conséquence, cette manoeuvre peut se faire avec une poignée de petite dimension.
Comme indiqué,quand le robinet à boisseau sphérique de cette invention est fermé, on met à profit la pression exer- cée depuis le côté de l'entrée par le fluide sous pression ar- rêté, pour presser fermement le boisseau du robinet contre son siège. Si le boisseau peut se déplacer de manière absolument libre sur une certaine distance dans le bottier, il est possi- ble qu'il s'écarte de son siège sous l'influence de la gravité et que le robinet perde son étanchéité si la contrepression agissant sur le boisseau ne suffit plus pour vaincre la force de gravité et pour le presser sur son siège. Selon une autre caractéristique de l'invention, le boisseau du robinet est donc monté de manière à ne pouvoir s'écarter du siège, même si la pression exercée sur lui depuis le c8té de l'entrée s'annu- le pratiquement.
Ceci s'obtient grâce au fait que le boisseau est toujours légèrement pressé contre son siège par un ressort.'
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Comme le ressort ne doit posséder que la force nécessaire pour pouvoir supporter le poids du boisseau du robinet, l'aug- mentation, due à la présence du ressort, du couple nécessaire pour la manoeuvre du robinet devient pratiquement négligeable.
Comme indiqué, le boisseau du robinet de l'invention est di osé de façon à pouvoir se déplacer en pratique libre- ment dans le bottier et est maintenu au contact de son siège
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par la contrepression du fluide agissant sur lui depuis l'en- trée et/ou par la force d'un arsssort léger. Si donc une pres- sion suffisante est exercée par la tige d'aotionnement sur le boisseau du robinet, il peut et aéparer de son siège* La oan- se d'une telle pression exercée par la tige de manoeuvre sur le boisseau du robinet peut être le poids de la tige de ma- noeuvre même ainsi que le poids de la poignée fixée à celle-ci mais toutefois,, il est possible qu'un autre objet presse sur la poignée ou heurte celle-ci.
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Afin d'éviter un élo1p¯¯t indisirable du boisseau du robinet par rapport à son siège, selon une autre oar t6- riatique de l'invention, des meaurem sont prison pour que la tige de manoeuvre ne toaba paa 40 poultim normale et me s'engage pas dans le bottier du robinet à une profondeur telle
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que le boisseau soit de son ." \p..i cet effet, en peut, par exemple, prévoir <me &oO 'laftic1l8 8U' la tige d0 manoeuvre aervant à faire tooraer le bosssew du robinet, à l'endroit où cette tige resort à oowverole de bottier et cm peut adapter an maaehen sar la partie de la tige de manoeuvre située entre ce eo<tverale et la poipie.
comme le couple à la ¯M.ft8 41a pri..., robinet A boiaaeam apWr1q88 peO être très faible, il nt.ate dons certain cam riaqee 9rs, 9 ¯ 19 i lm e de la force du courant, le bois tom de lui-84 et âme le réglage aéoià da rebimet me nmiaaa 0*- Mi.8t.... ni - 88tN
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caractéristique de l'invention, des mesures sont prévues pour empêcher une rotation accidentelle du boisseau du robinet.
A cette fin, la tige de manoeuvre peut être munie d'une partie allant en diminuant, tandis que la partie centrale du couver- cle du bottier qui la reçoit peut présenter un amincissement complémentaire, de sorte que la tige de manoeuvre peut être poussée vers le haut par la pression du fluide à l'entrée, jusqu'à ce que les deux parties allart on s'amincissant arri- vent au contact l'une de l'autre et empêchent par leur frotte- ment une rotation accidentelle de la tige.
On sait que le bottier d'un robinet à boisseau sphé- rique peut être subdivisé en deux parties, pour permettre l'in- sertion du boisseau dons celui-ci. Cette disposition rend la fabrication plus difficile et aggrave le risque de voir appa- raître des défauts d'étanchéité aux points d'assemblage des parties du bottier. Dans les constructions connues, il est en outre nécessaire de couper les conduites de raccordement quand, après installation, le robinet doit être enlevé en vue de son entretien ou d'une réparation et qu'un démontage dans ce but
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n'est pratiquement pas possible.
Selon une autre caractérisé- tique de l'invention, elle doit fournir un robinet à boisseau sphérique dans lequel ce dernier peut être incorporé ou retiré facilement en enlevant le couvercle.
Ce résultat peut être atteint en donnant au boisseau la ferme d'une sphère dont uns partis est découpés, sans que
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le fODOt1¯---t du robinet sn soit c16tavorabl888Dt influsn- ai.
L'1Ianat1OD irsra apliqaie de façon plna '16t8illM oi-apmet m ne 1"8pOft8at , des astspia d'ssioutiaov u1u*%à* dmnm 1@@ 48.81a8 M 2609 sA< la tipft 1. en - Vu* sa plm d'un robinet i bois- ssnu opb6riq wuivmnt un aMple 4'.8Ienl'1- de l'invention;
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la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1, où le robinet est représenté en position fermée; la figure 3 est une coupe suivant la. ligne 3-3 de la figure 2 ; la figure 4 est une coupe correspondant à celle de la figure 2, dans laquelle le robinet est toutefois représenté en position ouverte;
la figure 5 est une vue en perspective explosée des différentes parties du robinet des figures 1 à 4 dans laquelle une partie du bottier a été découpée et où l'on peut voir la coopération entre la butée de la poignée de manoeuvre et la tige de manoeuvre rotative; la figure 6 est une coupa correspondant à celle de la figure 2, dans un seconde forme d'"xécution de l'invention avec un boisseau doni: une partie a été découpée : ur faciliter son insertion dans le bottier;
la figure 7 est une coupe correspondant, à celle de la figure 2, dans une troisième forme de l'invention qui com- prend une bague de glissement internosées entre le boisseau et le ressort de pression associé; la figure 8 est uns vue de face, à plus grande 6chel- le, d'une partie du robinet d'arrêt de la figure 7, qui montre la disposition relative du boisseau, de la bague de contact, du ressort et du siège pour le boisseau, et la figure 9 est une coups similaire à celle de la figure 4, dans va* quatrième forme de l'invention qui comprend, du coté de l'entrée, un siège mobile destiné au boisseau et semmis à la pression d''un ressort.
Le robinet à boisseau sphérique illustré aux figures 1 à 5, comprend va bottier 1 avec un* ouverture d'entrée 2 et une ouverture ée sertis 3 disposées sur les cotés opposés du bottier et débonchant dans Une chambre 4 formée à l'intérieur
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de celui-ci. Dans la chambre 4, est disposé un boisseau 5 percé d'une ouverture de passage 6 mettant en communication l'ouverture d'entrée 2 et l'ouverture de sortie 3, quand le robinet est ouvert. Le boisseau 5 peut se déplacer librement dana la chambre 4. Contre la paroi intérieure de la chambre 4, est placé un siège 7 pour le boisseau 5, qui entoure l'ou- verture de sortie.
L'ouverture d'entrée 2 est entourée d'un autre siège 8. Un ressort comprimé 9, interposé entre l'ou- verture d'entrée 2 et le boisseau 5, entoure le siège 8 et presse le boisseau contre le siège 7.
Pour faire tourner le boisseau du robinet, on se sert d'une tige de manoeuvre 10 présentant dans le haui: une partie 11 de section carrée sur laquelle est posé un volant 12.
Le volant 12 est fixé à la tige de manoeuvre 10 par une vis à six pans intérieur. 15, vissée à travers une rondelle 14 dans un trou taraudé 13 de la partie 11. A. l'extrémité inférieure de la tige de manoeuvre 10, est fixée, par exemple soudée,, une plaque de buté. 16 (voir figure 5). Cette plaque de butée li- mita l'étendue de rotation du volant 12 à 90 environ, en bu- tant contre une face inférieure 17 (figure 5) d'une partie renforcées du bottier 1.
Dans l'une des positions de brtée, illustrée aux figures 2 et 3, l'ouverture de passage 6 du bois- seau du robinet n'est pas en communication avec l'ouverture de sertie 3 et dans cette position, le robinet est donc fermé, tandis que dans l'autre position de butée, illustrée à la fi- gare 4, l'ouverture de passage se trouve en face de l'ouvertu- re de sortie 3 et permet donc l'écoulement à travers le robi- net.
Pour accoupler la tige de manoeuvre 10 à la plaque de butés 16, oelle-oi est amie d'une ouverture rectangulaire 18 et l'extrémité inférieure de la tige 10 présente une saillie 19, en forme de plaque, passant dans l'ouverture 18 et a'adap- tant dans une rainure 20 fermée dans la face supérieure du
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boisseau 5.
La tige de manoeuvre 10 passe dans un trou central du chapeau ou couvercle 21 du boîtier et l'étanchéité est as- surée au moyen d'une bague 0 désignée par 22. La tige de ma- .oeuvre présente à son extrémité inférieure une partle 23 al- lant en diminuant vers le haut et le trou central du couvez- cle 21 est muni d'une partie complémentaire 26 allant en dimi- nuent et correspondant à la partis 23. Quand la tige de ma- noeuvre est poussée vers le haut, sous la pression du fluide se trouvant dans la chambre 4, les deux parties 23 et 26 sont amenées en contact intime l'une avec l'autre, pour empêcher une rotation involontaire du boisseau du robinet sous la force du courant agissant sur celui-ci.
En outre, une sortie du fluide sous pression entre les deux parties 23 et 26 est évi- tée.
Le couvercle 21 est vissé dans un filet intérieur 25 prévu sur la face intérieure d'une ouverture supérieur* du bottier 1. Quand le couvercle 21 est ainsi assemblé au boî- tier 1, la saillie 19 prévue à l'extrémité de la tige de ma- nouvre vient se placer dans la rainure 20 du boisseau 5.
Sur la partie de la tige de manoeuvre 10 qui se trouve entre le volant 12 et le couvercle 21, un manchon 24 est ajusté de telle façon que quand le robinet est monté, la tige de manoeu- vre ne peut pas descendre sous l'effet de son poids et du poli du volant 12 et le boisseau t5 ne peut pas être poussé de ma- nière indésirable vers le bass
Quand le robinet à boisseau sphérique décrit est fermé, comme aux figures 2 et 3, le boissseau 5 est pressé fer- mement contre son siège 7 par la pression du fluide, agissant comme contrepression depuis le coté de l'entrée, ainsi que par le ressort 9, de aorte qu'on est assuré d'une fermeture parfai te de l'ouverture de sortie 3.
Le ressort 9 maintient aussi
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le boisseau 5 du robinet en contact intime avec le siège 7 quand la pression du fluide à l'entrée est tellement basse que la contrepression ne suffirait pas à pousser le boisseau vers le siège, contre l'action de la gravité agissant sur celui-ci.
La force du ressort 9 ne doit ainsi être calculée que pour qu'il puisse supporter exactement le poids du boisseau 5 et la commande ou l'aotionnement du boisseau au moyen du volant n'exige donc qu'un couple extrêmement réduit.
Quand le robinet est fermé et que, pour une raison quelconque, la pression du fluide diminue à l'ouverture d'en- trée 2 ou augmente à l'ouverture de sortie 3,de sorte que la différence de pression exerce sur le boisseau 5 un effort su- périeur à la force du ressort 9, le boisseau peut s'écarter du siège 7 et il peut donc se produire un reflux.
Dans le robi- net décrit, un tel reflux est toutefois empêché du fait que le boisseau peut s'appliquer au siège 8 et que, dana cette posi- tion, il empêche un reflux de l'ouverture de sortie 3 vera l'ouverture d'entrée 2.-
Comme le manchon 24 supporte le poids du volant 12 et de la tige de manoeuvre 10, de manière qu'il ne puisse pas agir sur le boisseau quant. le robinet est fermé, il n'est paa nécessaire d'augmenter la force du ressort pour compenser ce poids et assurer un contact intime du boisseau avec son siège.
Le couple d'actionnement n'augmente donc pas non plus et le manchon empêche en outre une descente du boisseau et une ou- verture de l'orifice de sortie sous l'influence de chocs ap- pliqués au volant 12.
Dans les robinets à boisseau sphérique connus, le boisseau est coincé solidement entre les deux sièges du c8té de l'entrée et du coté de la sortie et pour le faire tourner, un couple élevé et un levier de manoeuvre relativement long ou un volant de dimension appropriée sont nécessaires. Un vo-
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lant relativement petit suffit toutefois pour manoeuvrer le robinet d'arrêt de l'invention car la rotation du boisseau n'exige qu'un couple relativement faible. Au lieu d'un long levier, on peut donc employer un volant circulaire qui peut se manoeuvrer de manière commode et l'on en sort aveo un boî- tier plus petit.
Dans le cas des robinets qui sont munis de brides de raccord à l'entrée et à la sortie, on peut ainsi sé- duire la distance entre ces brides et par conséquent la dépen- se de matière, ce qui abaisse le prix de revient du robinet et facilite sa manoeuvre.
Comme dans les robinets à boisseau sphérique connus, des leviers de manoeuvre relativement longs, permettant d'exer- cer un couple important, étaient nécessaires, la butée limi- tant l'étendue de la rotation du boisseau devait avoir une épaisseur et une dimension appropriées pour pouvoir résister à des couples élevés. Toutefois, aveo les petites poignées ou les petits volants, qui suffisent dans le cas du robinet de l'invention, an n'exerce que des couples réduite et il suffit, pour limiter l'étendue de rotation du boisseau, d'une butée plus petite et plus simple que l'on peut disposer dans la chambre du bottier, comme indiqué à la figure 5.
Dans l'exemple d'exécution de la figure 6, un c8té du boisseau sphérique 5 est sectionné suivant un ;plan 31 pa- rallèle à l'ouverture de passage 6 du boisseau. Ce dernier est placé dans la chambre 4 de manière que la face découpée 31 soit orientée vers l'ouverture d'entrée 2 quand le robinet est monté normalement et fermé. Comme l'étendue de rotation du boisseau est limitée par la butée de la plaque 16 contre la partie renforcée 17 de la paroi de la chambre, la face 31 ne peut jamais être orientée vers l'ouverture de sortie 3, pour autant que le robinet soit assemblé de manière normale.
Le robinet d'arrêt de la figure 6 peut être monté et
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démonte de manière commode. Lors du montage, le siège 7 est d'abord placé oontre l'ouverture de sortie 3, puis le boisseau 5 est introduit dans la ohambre 4 du bottier 1 de manière à orienter la face découpée 31 vers l'ouverture de sortie. Quoi- que la partie renforcée s'aboute à la plaque de butée 16 et ressorte de la partie supérieure de la chambre 4, le boisseau passe facilement, du fait qu'une partie en a été sectionnée.
On peut alors insérer le ressort 9 sans aucune difficulté. On fait ensuite tourner le boisseau 5 dans la chambre 4, de 90 ou de 180 , dans le sens des aiguilles d'une montre ou en sens inverse, et le couvercle 21 dans lequel on a inséré auparavant la tage de manoeuvre 10 peut alors se visser dans l'ouverture supérieure du bottier. En cas de démontage, le boisseau peut se retirer facilement de la chambre 4, en le faisant tourner de 1800 par rapport à la position représentée, après qu'on a enlevé le couvercle 21 avec la tige de manoeuvre 10.
Dans l'exemple d'exécution de la figure 7, une bague de glissement 41 est disposée entre le boisseau 5 et le res- sort 9, afin d'empêcher celui-ci, qui est habituellement er un matériau dur, de rayer le boisseau 5 et en vue de garantir en même temps un glissement facile du boisseau, lors de sa rota- tion, pendant qu'il est soumis à la force du ressort.
Comme le montre la figure 8, la bague 41 présente, d'un côté, une face 42 s'appliquant au boisseau 5 et, de l'au- tre coté, une face 43 contre laquelle s'applique le ressort 9; elle est percée, dans le milieu, d'une ouverture 44. Quand le robinet comprend un siège 8, le diamètre extérieur de la par- tie 45 de c.e dernier, contre laquelle peut s'appliquer le bois- seau 5, doit être suffisamment plus petit que le diamètre in- térieur de l'ouverture 44 ; de préférence, le siège 8 présente un épaulement 46 maintenant le ressort 9 dans une position dé- terminée. en outre, quand le ressort 9 est complètement com-
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primé, sa longueur doit être telle que le boisseau 5 puisse s'appliquer fermement au siège 8 quand il se produit un reflux depuis l'ouverture de sortie 3.
Dans l'exemple d'exécution illustré à la figure 7, la tige de manoeuvre 10 est munie, à l'endroit où elle sort du couvercle 21, d'une rainure annulaire dans laquelle cet inaé- rée une bague élastique 47. Dans cette forme d'exécution, oet- te bague (remplaçant le manchon 24 de la figure 6) empêche la tige de manoeuvre de tomber vers le bas et le boisseau d'être poussé dans le même se .
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Dan. la forme d'exécution repr6sont6o à la figure 9, le boisseau est maintenu par le reszort 9, non directement mais par l'intermédiaire d'un siège 51 qui est monté de manié- re à pouvoir se déplacer dans le sens du courant. Pour au-
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rer l'étanchéité, on a prévu ime bague 0 disigaée par 52, en- tre le siège 51 et une surface de glissement fora % contre la face intérieure de l'ouverture d'entrée 2 du boîtier. Du.8 cette construction, un effort constant agit toujours dans le
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sans du courant au? le boisseau 5 qui ne a'écarte j*mnià du siège 7, ni du siège 51.
Le robinet d'arrêt fexmé est donc toujours parfaitement étanche et il ne peut non plus se pro-
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duire 4a reflux \.1U8D4 la pression diminua du côté de l'entrée ou qu'elle augmente du côt6 de la sortie* la outre, le ras- sort 9 ne peut 3&11&18 6lisasr et aimai dégarnir inefficace et il ne peut non plus rayer la 8U"f.. du boisseau 5, car il *et placé 4aD8 le siège 51 en ferme ae 4oa1U.. - lieu des par- tiu oO&pl'-ta1ru 23 et 26 te la tiffl " Mme <vre 10, dosit la section 'Z'8Art"8Z"88l8 va alaiasaal, et se lieu du trou central du ocnaYuo18 21, laas la rebimwt ma 1 tigare 9, 9 uns prainre d'ttanaméité 53 em bouriq4je eet interpoaé entre une partie 1at6r1... seaforaia 4* la tige de mamewwvre et la tu. iat6zoi81lZ"8 4a aemvaralw 21.
ateo la &a9 tor1qae 22,
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cette garniture d'étanchéité empêche le fluide sous pression de sortir par l'intervalle existant entre le couvercle 21 et la tige de manoeuvre 10.