Dispositif pour Pobtention d'un joint étanche aux liquides entre deux surfaces. L'objet de l'invention est un dispositif pour l'obtention d'un joint étanche aux liqui des entre deux surfaces mobiles l'une par rapport à l'autre, lorsqu'elles se trouvent à une position dominée où elles sont à faible distance l'une de l'autre. II trouve par exem ple une application dans les vannes hydrau liques..
Il est caractérisé en ce que l'une des surfaces présente un logement contenant une garniture élastique non métallique pouvant s'y déplacer sous une pression hydraulique à la façon d'un piston, malgré l'opposition du liquide cherchant à passer entre les deux surfaces, pour s'appliquer en se déformant sur l'autre surface, , quand les deux surfaces sont à la position donnée, et pour fournir ainsi le joint étanche désiré.
Le dessin annexé représente à titre d'exem ples plusieurs formes d'exécution du dispositif. La fig. 1 est une coupe longitudinale d'une vanne-robinet hydraulique à laquelle une première forme d'exécution est appliquée et qui se trouve à la position de fermeture; Les fig. 2 et 3 se rapportent au fonction nement de la première forme d'exécution ;
La fig. 4 est une coupe longitudinale d'une vanne-robinet hydraulique comportant aussi cette première forme d'exécution et se trouvant à la position d'ouverture La fig. 5 montre en coupe longitudinale une vanne-papillon hydraulique à laquelle cette même forme d'exécution est appliquée et qui est à la position de fermeture; La fig. 6 est une coupe longitudinale d'une vanne-papillon hydraulique comportant une seconde forme d'exécution du dispositif; La fig. 7 représente en coupe longitudi nale une vanne-tiroir hydraulique munie d'une troisième forme d'exécution;
La fig. 8 se rapporte à une quatrième forme d'exécution.
Selon les fig. 1 à 3, la vanne-robinet com porte un corps 1 de forme sphérique, muni de tubulures d'entrée 2 et de sortie 3 de diamètres intérieurs égaux. Dans le corps 1 est logé un obturateur tubulaire 4 ayant un diamètre intérieur égal à celui des tubulures 2; 3 et porté par deux tourillons 5, 6 de façon à pouvoir tourner autour d'un axe per pendiculaire à l'axe longitudinal de la vanne; l'un d'eux, 5, est prolongé hors du corps 1 pour permettre d'effectuer la manoeuvre de l'obturateur.
Ce dernier porte ' sur l'un de ses côtés, perpendiculairement à son axe de rota tion, un cylindre 8 se terminant par un bourrelet 9 servant à produire la fermeture de la vanne et présentant dans ce but une surface tronconique annulaire 10 destinée à se trouver alors à une très faible distance d'une surface tronconique annulaire parallèle 11 ménagée dans le corps 1; les surfaces 10, 11 constituent les sùrfaces qui sont mention nées dans l'introduction et entre lesquelles doit exister un joint étanche.
Dans la surface 11 est pratiquée une gorge annulaire 12 ayant une section trans versale formée d'un rectangle accolé à un demi-cercle; deux des côtés du rectangle sont perpendiculaires à la surface 11 et sa largeur est plus faible que celle de la surface 10; elle renferme un anneau 13 fait en une ma tière élastique non métallique, en caoutchouc par exemple, et ayant une section transver sale circulaire de diamètre légèrement supé rieur à celui du demi-cercle indiqué ci-dessus; elle présente en son fond une rainure annu laire 14 en communication avec un tuyau 18 qu'un robinet 17 peut mettre en relation soit avec un tuyau 16, soit avec un échappement 19. Le tuyau 16 aboutit à une presse 20 alimentée en eau sous pression par un tuyau 15, venant du corps 1 de la vanne à l'amont de l'obturateur 4.
Dans le tuyau 15 est logée une soupape de retenue 23.
Le fonctionnement de la vanne-robinet décrite est le suivant Supposons qu'elle soit ouverte et sous pression, l'eau arrivant par la tubulure 2. Le robinet 17 est à l'échappement 19, de sorte que l'anneau 13 est maintenu au fond de la gorge 12 par la pression de l'eau dans la vanne, de façon à fermer dune façon étanche le fond de la gorge à cette eau qui voudrait s'échapper par le tuyau 18.
Pour fermer la vanne on agit sur l'ob turateur tubulaire 4 de façon à l'amener à la position de la fis. 1. Au cours de la rota tion la surface 10 arrive en regard de la surface 11 sans qu'elle frotte au passage sur l'anneau 13, car il est au fond de la gorge 12 (fis. 2). Une fois les deux surfaces 10, 11 en face l'une de l'autre, on amène le robinet 17 à la position de la fis. 1 et on envoie de l'eau sous pression à l'aide de la presse 20 dans le fond de la gorge 12 pour en faire sortir l'anneau 13.
Ce dernier se déplace dans la gorge 12 à la façon d'un piston et vient en contact avec la surface 10; il est poussé vers la surface 10 sur la moitié du pourtour de sa section par l'eau venant du tuyau 18 et dans une direction parallèle à 10, 11 sur un quart du pourtour de sa section par l'eau cherchant à passer entre ces surfaces de droite à gauche; il se coince en se déformant dans l'angle formé par la face gauche de la gorge 1 2 et la surface 10, sous l'action de la poussée hydraulique résultante, indiquée par la flèche de la fis. 3, et donne le joint étanche.
Si l'on veut ouvrir la vanne, il suffit de faire tomber la pression dans le fond de la gorge 12 à l'aide du robinet 17: le joint 13 n'est plus soumis qu'à la pression due à l'eau, qui arrive de droite à gauche, et s'exerçant en sens inverse de celle qui agissait au fond de la gorge; il se sépare de la surface 10 et perriiet alors de faire tourner l'obturateur 4 sans que cette surface 10 frotte sur lui au passage.
La forme d'exécution décrite présente les avantages suivants Elle est étanche pour les deux sens de circulation possible de l'eau dans la vanne, sans nécessiter un second siège, contraire ment à ce qui est le cas pour d'autres vannes- robinets connues.
La durée des surfaces 10, 11 est grande, même si elles ne sont pas parfaitement propres, que ce soit du fait de l'usinage, de l'usure ou de corps pincés entre la surface Il et l'anneau 13, attendu qu'elles ne sont jamais en contact l'une avec l'autre. Elle est étanche même si la vanne subit des déformations pour une raison ou pour une autre ou si les surfaces 10, 11 ne sont pas parfaitement propres. .
L'usinage de la vanne est simplifié, car il n'est pas besoin que les surfaces 10, 11 s'appliquent exactement l'une sur l'autre.
Il n'y a pas de vibrations dues à un clapet métallique s'appliquant violemment sur un siège métallique lors de la fermeture, étant donné la petite masse de l'anneau 13 et son élasticité.
Les organes produisant le déplacement de l'anneau 13 sont simples et peu encom brants.
Il est possible de remplacer l'anneau 13 sans démonter la vanne, si les dimensions de celle-ci sont suffisantes pour qu'on puisse s'y introduire ou s'il est prévu des trous de visite assez grands.
Les deux faces opposées de la gorge 12 peuvent ne pas être parallèles et ne pas faire un angle de<B>900</B> avec la surface 11. La section de l'anneau 13 peut avoir une forme différant d'un cercle à l'état naturel. Le fond de la gorge 12 peut présenter des disconti nuités telles que des rainures transversales, des trous pour faciliter l'arrivée de l'eau entre lui et l'anneau 13 par la rainure 14.
Au lieu que cet anneau 13 soit porté par le corps 1 de la vanne, il peut l'être par l'obturateur 4. Dans ce cas, le canal servant à alimenter la gorge 12 en liquide passe par l'un des tourillons 5, 6.
La presse 20 peut être supprimée.
La surface 10 pourrait être sphérique, plane, cylindrique.
Dans la vanne que montre la fig. 4, l'ob turateur 4 présente à chacune de ses extré mités une surface tronconique 30 ou 31 destinée à se trouver à la position d'ouver ture en face d'une surface correspondante 34, 35 du corps 1. Des gorges annulaires 12 sont pratiquées dans les surfaces 34, 35 et con tiennent chacune un anneau 13 en matière élastique non métallique, de section transver sale circulaire à l'état normal; leur fond peut être mis en relation par des tuyaux 38, 39 et des robinets 40, 41 à trois voies, soit avec un tuyau 42 partant de la tubulure d'amenée 2, soit avec un échappement. Un robinet de purge 43 est prévu pour mettre en relation avec l'extérieur l'espace 48 compris entre le corps de la vanne et l'obturateur 4 à la position d'ouverture.
Le fonctionnement de la seconde forme d'exécution est le suivant: Lorsque la vanne est ouverte et que l'ob turateur 4 occupe par suite la position indi quée à la fig. 4, on applique les anneaux 13 contre les surfaces 30, 31 de cet obturateur 4 en ouvrant les robinets 40, 41 pour ad mettre de l'eau sous pression eau fond des gorges 12 tout en ouvrant le robinet 43. De cette façon l'eau circulant dans la vanne ne peut pas pénétrer dans l'espace annulaire 48 entourant l'obturateur et des dépôts ne pour ront s'y former, qui risqueraient d'entraver la manceuvre de fermeture de la vanne.
Pour fermer celle-ci, on ferme le robinet 43 et on met les robinets 40, 41 à l'échap pement; la pression de l'eau dans la vanne pousse les anneaux 1 & au fond des gorges 12, si bien que les surfaces 30, 31 ne frot tent par sur eux au passage. Une fois l'ob turateur arrivé à la position de fermeture, on produit un joint étanche entre lui et le corps<B>1</B>d e la même façon que pour la pre mière forme d'exécution.
Dans la vanne selon la fig. 5, le papillon 50 a la forme d'une lentille symétrique, présente une surface annulaire cylindrique 51 et est porté par deux tourillons tels que 6. La gorge annulaire 12 est ménagée dans le corps 54 de la vanne à la hauteur de l'axe de rotation et renferme l'anneau 13 en matière élastique non métallique, susceptible d'être appliqué sur la surface cylindrique 51 du papillon par une pression d'eau commandée par un robinet 17. L'anneau 13 est divisé en deux demi-anneaux à cause de l'existence des tourillons. .
La division de l'anneau 13 en deux demi- anneaux peut être évitée en donnant au papillon 50 une forme asymétrique et en s'arrangeant pour que la surface cylindrique 51 ne soit pas interrompue par les tourillons tels que 5, 6; cette surface 51 se trouve du même côté des deux tourillons.
Selon la fig. 6, le papillon 60 présente une surface 61 en forme de zone sphérique dont le plan médian est incliné sur l'axe longitudinal de la vanne à la position de fermeture; la surface 61 passe ainsi au- dessous du tourillon 6 et au-dessus du tou rillon 5. Dans le corps 54 de la vanne est ménagée une surface sphérique 62 de même centre que la surface 61, mais de diamètre légèrement plus grand, et présentant le loge ment 63 qui a la forme d'un anneau dont le plan médian est incliné sur l'axe lorngitu- dinal de la vanne. Le logement renferme l'anneau 13 en une seule pièce, grâce aux dispositions indiquées de 61 et 63.
D'après la fig. 7, l'obturateur 70 se dé place parallèlement à lui-même perpendicu lairement à l'axe longitudinal de la vanne et présente une face circulaire latérale 71 se mouvant en regard d'une surface annulaire 72 du corps 73 de la vanne, également per pendiculaire à cet axe; ces deux surfaces constituent les surfaces mentionnées dans l'introduction et sont à une faible distance l'une de l'autre. Dans la surface 72 est mé nagée la gorge annulaire 73 contenant l'an neau 13, en matière élastique non métallique, et reliée au tuyau 17.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est analogue à celui des précédentes. Dans toutes ces formes d'exécution, la pression du liquide cherchant à passer entre les deux surfaces est celle du liquide circulant dans la vanne. On peut cependant la dimi nuer, comme la fig. 8 le montre, en créant à l'amont des surface 80, 81 un étranglement 82 entre des surfaces 83, 84 présentées l'une par le corps 85 de la vanne, l'autre par la partie mobile 86. Tant qu'il y a fuite de liquide en regard de l'anneau 13, la pression entre les surfaces 80; 81 est moindre que celle du liquide arrivant à la vanne, parce que cet étranglement en absorbe urne partie. Il n'est donc pas nécessaire ou utile d'avoir une presse telle que 20 pour pousser l'anneau 13 vers la surface 80.
La vanne peut comporter un by-pass dis posé soit à l'extérieur de son corps, soit dans son obturateur.
Le dispositif, objet de l'invention, peut être appliqué à des dispositifs ou mécanismes autres qu'une vanne hydraulique.