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" Appareil tel que robinet"
Dans tous les types de robinets ou de vannes, le rôle de la garniture est d'assurer l'etanchéité entre le corps de robinet ou de vanne, qui est' essentiellement mobile. Les systèmes connus utilisés sont généralement fonction du mouvement de la tige de manoeuvre par rapport' à la garniture, mouvement qui peut être complexe, c'est à dire hélocoïdal ou plus simplement réduit à l'un des deux mouvements 'composants : translation ou rotation. Les garnitures appartiennent à l'une des catégories ci-dessous' a) Etoupe et presse-étoupe, b) Menbrane souple en matières plastiques ou mé- talliques, c) Bloc élastique déformable.
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Les inconvénients présentés.par ces garnitures sont résumés ci-après : le) Les surfaces d'étanchéité doivent être propres et soigneusement usinées.
2 ) Le serrage de la garniture entraîne une pièce supplémentaire (au minimum); sa fixation sur le corps ou sur la tige de .manoeuvre également.
3 ) L'étanchéité est fonction de la' pression s'exerçant entre la garniture et les surfaces de, contact, corps de robinet tige de manoeuvre. Or, ia permanence de cette pression est difficile à réaliser, les caractéris- tiques des garnitures'n'étant pas immuables dans le temps.
4 ) Le serrage de la garniture entraine un travail de frottement non négligeable sur la tige de manoeuvre. Pour certains robinets haute pression, le couple de frottements prend une valeur telle que la ma- noeuvre d'ouverture ou de fermeture est rendue particulié- rement difficile à un opérateur normal. Celui-ci, de ce fait, ne distinguant plus très bien la position complè- tement fermée est conduit, pour des raisons de sécurité, à surserrer les organes d'obturation qui sont alors rapidement détériorés.
L'invention a pour but d'éviter les inconvénients précédents..Elle concerne d'abord un appareil tel que robinet, comportant un élément fixe, tel que tête de robinet, et. un élément mobile tel que tige de manoeuvre animée de mouvements de translation axiaux, appareil ca- .ractérisé par une feuille plastico-élastique interposée entre l'élément fixe et l'élément coulissant, ce qui.
assure avec une fabrication simple, une étanchéité persis- tante et un frottement minimum,
Suivant un mode de réalisation, la garniture plastico-élastique présente trois zones distinctes, l'une assurant l'étanchéité avec le corps du robinet, l'autre
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l'étanchéité avec la tige de manoeuvre, la dernière l'absorption du mouvement de la tige de manoeuvre,
La garniture plastico-élastique se fixe de préférence directement par son élasticité naturelle, d'une part sur la tête ou le corps du robinet, et, d'autre part,, sur la tige de manoeuvre.
La garniture plastico-élastique est- avantageuse- ' ment conformée de manière que la pression du fluide améliore la fixation d ladite garniture sur la tête ou sur le corps de robinet ou de vanne et sur la tige de manoeuvre..
L'invention s'étend aussi à d'autres caractéris- tiques, ci-après décrites et à leurs 'diverses combinaisons,
Des robinets conformes à l'invention sont re-' présentés à titre d'exemple sur les dessins ci-.joints, dans lesquels :
La fig, 1 est une vue en demi-coupe, d'une pre- mière réalisation de robinet montée pour l'emploi d'une garniture conformément à l'invention,
La fig. 2 est une vue de face en demi-coupe de la garniture montée dans le robinet conforme à l'in- vention et représentée sur la fig, 1,
La fig. 3 est une vue de' face, en demi-.coupe, . d'une seconde réalisation de garniture conforme à l'inven tion, les positions extrêmes occupées par la garniture étant représentées l'une en traits pleins, l'autre en traits pointillés.
La fig. 4 est une vue de face, en demi-coupe, d'une troisième réalisation de garniture conforme à l'invention.
La fig. 5 est une vue en demi-coupe d'une seconde réalisation de robinet montée et prévue pour l'u-. tilisation d'une garniture conformément à l'invention.
La fig. 6 est une vue en demi-coupe d'une quatrième
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réalisation de garniture conforme à, l'invention.
La fige 7 est une vue en demi-coupe d'ùne cin- , quième réalisation de garniture conforme à l'invention.
La fig. 8 est une vue partielle, en coupe, de la jupe extérieure d'une sixième réalisation de garniture conforme à l'invention.
La fig. 9 est une vue 'en demi-coupe l'une troi-' sième réalisation de robinet monté et prévu pour l'utili- sation d'une garniture conformément à l'invention.
, La fig, 10 est une vue en demi-coupe d'une qua- triéme réalisation de robinet monté et prévu pour'l'uti- lisation d'une garniture conformément à l'invention,
La tête de robinet représentée sur la fig, 1 utilise une garniture identique à celle qui a fait l'objet de la fige 2,
Cette garniture est réalisée d'une seule pièce en caoutchouc moulé.
Elle comprend trois zones distinctes : la jupe extérieure 1, ayant un diamètre extérieur.très légèrement supérieur au diamètre intérieur de la partie correspondante du corps de robinet ou de vanne, Dans le prolongement de la jupe extérieure, la partie.plissée 2, dont le diamètre maximum est inférieur'au diamètre pré- ' cédent, enfin la jupe intérieure 3, dont le diamètre intérieur est très légèrement inférieur, au diamètre cor- respondant de la tige de manoeuvre.
Par son élasticité, la jupe extérieure 1-ayant un diamètre légèrement plus grand que le diamètre in- térieur de la partie correspondante de la tête, s'appli- que parfaitement et sur'toute son étendue contre la paroi 4 de la tête de robinet. Il en est de même de la jupe intérieure 3 sur la paroi de la tige de manoeuvre
5. Par construction, les sommets de la surface plissée
2 ne peuvent à aucun moment venir frotter contre la,paroi
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4 de la tête de robinet.
Une partie cylindrique 6, ayant un diamètre nettement inférieur.à la z'one 5 termine la tige de ma- noeuvre, créant ainsi un épaulement 7.
Le volant de manoeuvre 8 dont le taraudage 9 'est monté sur un filetage correspondant de la tête-ou du corps de robinet 10 porte un alésage central ajusté, libre, sur la partie cylindrique 6 de la tige de manoeuvre.
Une vis 11 fixée au bout de cette dernière empêche la sortie vers le haut du volant de manoeuvre, Enfin, celui-ci a une forme telle que sa partie centrale 12 pénètre 'à l'intérieur de la tête de robinet, de telle manière qu'elle ne puisse en sortir même dans la position limite supérieure correspondant au maximum d'ouverture du rob inet,
La garniture est montée de manière à ce que le fond 13 de celle-ci ne soit pas en contact avec la base de la zone centrale 12 du volant de manoeuvre:.
A la partie inférieure de la tige de manoeuvre 5 se termine par une collerette 14 sur laquelle est fixé, .par l'écrou 15, le disque clapet 16. Un certain nombre de nervures 17 existant sur la collerette 14 venant presque au contact de la paroi 4 de l'alésage central du corps de robinet'permettent le centrage de celle-ci et du clapet 16.
.De manière à limiter l'ouverture maximum du ro- binet, un capuchon 18, est, fixé à la base du volant de ma- noeuvre 8 et maintient en place deux demi-bagues circu- laires 19 qui.peuvent buter, contre labase de'filetage de la tête ou du corps de robinet et arrêter, de ce fait, tout mouvement en hauteur,
Enfin, les deux extrémités 20 du robinet sont usinées pour permettre la mise en place de ce dernier dans une canalisation ou sur un appareil quelconque.
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Le fonctionnement est le suivant (fig. 1).
Une simple rotation du volant de manoeuvre 8 est trans- formée par le filetage 9 en mouvement hélicoïdal. Le volant tournant librement sur la tige de manoeuvre en 6, transmet uniquement à cette dernière un mouvement de translation vertical, soit vers le bas par l'épaulement 7, soit vers le haut, par l'intermédiaire de la vis 11.
Ces deux sens de déplacement correspondent respectivement à la fermeture ou à l'ouverture du robinet ou de la van- ne. Par,son élasticité et étant donné les surfaces de contact et les forces de frotte,ment mises en cause, la garniture est 'solidaire par la jupe extérieure 1 de la tête ou du corps de robinet en 4 et par la jupe intérieu- re 3 de la tige de manoeuvre en 5. Les mouvements de translation de cette dernière transmis par 3 sont entiè- rement absorbés par une flexion plus ou moins grande de la zone plissée 2. Celle-ci n'ayant aucun point de contact avec une paroi fixe, possède le maximum d'élasti- cité, et ses mouvements ne peuvent occasionner aucune usure par frottement de la matière constitutive de la garniture.
Il convient de remarquer que, dans les condi- tions normales d'emploi, les déplacements étant transmis par 3, le fond de la garniture 13 est toujours à la même distance de la base de la zone centrale du volant 12.
.Sous l'effet de la pression du fluide canalisé, les zones 1 et 3 sont vigoureusement appliquées contre les parois 4 et 5 de la tête ou du corps de robinet et de la tige de manoeuvre. Par leurs qualités plastiques, @lles donnent, de ce fait, une excellente étanchéité.
Cette étanchéité est toujours adaptée à la pression su- portée. Le volume réservé à la déformation de la garni- ture étant toujours limité de trois côtés par les parois 4, 5 et 12, tout excès de pression n'aura pas d'autre effet
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que d'appliquer tout ou partie de la garniture contre 'ces dernières. Les risques de rupture étant de ce fait complètement éliminés.
Le robinet cidessus décrit présente de nombreux avantages et notamment les suivants :
Grâce aux qualités élastiques et plastiques des garnitures, il n'est nullement indispensable que les' ,surfaces 4 et 5 de la tête ou du corps de robinet et de la tige de manoeuvre soient parfaitement polies et même parfaitement cylindriques. Le fonctionnement.est tout aussi excellent avec des parois à l'état brut et légèrement côniques telles qu'elles sont- obtenues par exemple, par moulage en coquilles avec noyaux métalliques ou par fonderie sous pression, ,
Etant donné'l'adhérence de la matière utilisée contre les parois 4 et 5 de la tête ou du corps de robi- net et de la tige, la garniture contribue efficacement à l'immobilisation en rotation de la tige de manoeuvre pendant les mouvements d'ouverture et de fermeture du robinet ou de la vanne.
. En outre, ce système de garniture-permet à la tige de manoeuvre une certaine liberté par rapport à l'axe de la tête de robinet sans que l'étanchéité s'en trouve affectée.
En faisant varier la composition chimique ou la nature des matériaux constituant la garniture (caoutchouc naturel et ses dérivés, caoutchoucs synthétiques), son épaisseur, la¯hauteur de la partie flexible, l'adhérence sur les parois de la tête et de la tige de manoeuvre, il . est parfaitement possible de généraliser l'emploi de ce système pour de hautes ou de basses-températures, de faibles ou de fortes pressions, et pour en permettre l'u- tilisation acec de nombreux fluides de compositions chimi- ques très diverses.
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Enfin, il est à noter que ce système permet de supprimer le corps de presse garniture, celui-ci pou- vant être confondu avec le corps même du robinet ou de la vanne (c'est le cas des réalisations représentées aux fig. 1,,5 et 9).
On peut apporter de nombreuses modifications à la garniture plastico-élastique entrant'dans la consti- tution du robinet de la fig. 1 et représenté sur la fig, 2. Notamment, la fig. 3 représente une garniture conforme à l'invention constituée par une feuille pla's- tico-élastique courbée en forme d'U, de manière à pré- senter deux surfaces 21 et 22 des longueurs différentes, l'une 21 s'appliquant' sur la face interne 4 de la tête ou du corps de robinet, tandis que l'autre, 22 s'appli- que sur la tige de manoeuvre 5 du robinet ou de la vanne.
Ces deux surfaces 21 et 22 sont réunies entre elles par une surface courbe de raccordement 23.
La tige 14 de la soupape se déplaçant, la gar- niture se déforme; comme il est indiqué en pointillé sur la fig. 3, la surface 22 de cette garniture s'appli- quant sur la surface correspondante de la tige de ma- noeuvre et suivant ses mouvements de coulissement.
La fig. 4 représente un autre mode de réalisa- tion de la garniture conforme à l'invention, la section transversale de cette garniture présentant une forme en
M dont les deux branches 24 et 25 correspondent aux deux surfaces d'appui de cette garniture, respectivement sur la surface interne de la tête ou du corps de robinet
4 et sur la surface externe de la tige de manoeuvre.µ.,
La partie centrale 26 de l'M facilite le libre mouvement des deux surfaces d'appui 24 et 26, l'une'par rapport à l'autre, et permet ainsi à la garniture de se déformer lors des coulissements de la tige 5 et de suivre ainsi les déplacements, ce qui réduit au minimum les
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frottements et l'usure entre ces deux pièces;
La fig. 5 représente un autre robinet conforme à l'invention.
Ce robinet est dans son ensemble tout à fait conforme à celui décrit à l'aide des fig, 1 et 2.
Toutefois, il comporte une pièce intermédiaire 27 montée sur la partie rétrécie 6 de la tige de manoeuvre du robinet. Cette pièce intermédiaire 27 joue un rôle ana- logue .à la partie centrale 12 du volant de manoeuvre 8. représenté à la fig, 1. Le fond de la garniture 13 peut constamment rester appliqué-contre la pièce 27 sans aucun risque d'usure,ces deux éléments étant solidaires.de la tige et ne tournant pas.
L'invention concerne aussi d'autres modifications au dispositif ci-dessus décrit à titre d'exemple. Notam- ment :
Une garniture constituée en une ou plusieurs pièces, mais présentant les mêmes caractéristiques que celles qui viennent d'être décrites, est conforme à la présente invention, quelle que soit la matière utilisée.
La fig, 6 donne l'une de ces réalisations. La garniture est constituée par trois pièces',' La première 28 métallique, comprend les trois zones décrites précédem- ment : jupe extérieure 29, partie plissée 30 et jupe ,intérieure 31. Deux manchons 32 et 33 en matière plastico- élastique sont fixés sur la jupe extérieure et sur la jupe intérieure et permettent de donner à cette garni- ture des caractéristiques analogues à celles de la gar- niture.représentée à la fig, 2.
Une garniture conforme à l'une des descriptions précédentes, mais dont la force d'élasticité transversale serait améliorée par une armature souple, métallique ou non,, enrobée ou non enrobée dans la garniture, est conforme à la présente invention.
La fig.7 montre une garniture analogue à
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l'une des descriptions précédentes, fig. 2, dont la jupe'' intérieure est soutenue par un anneau métallique souple
33 fendu obligatoirement en 34 et placé à l'intérieur de la garniture.'
La fig.. 8 montre une autre forme de réalisation où l'anneau métallique 35 est noyé au moulage dans.la , matière plastico-élastique de la jupe extérieure 36 de la garniture.
Une tête de robinet utilisant une des garnitures telles qu'elles viennent d'être décrites et réalisées de telle façon que l'emplacement réservé à ladite garni- ture soit,obturé à la partie supérieure, par une pièce rapportée soit sur la tête', soit sur le corps de robinet ou de vanne, est conforme à la présente invention.
La fig. 9 représente une de ces.formes de réali- sations. Le robinet est identique à ceux qui'ont été décrits précédemment. Toutefois, la déformation de la garniture, sous l'effet de la pression se trouve limitée' vers le haut par une pièce 37 rapportée à la partie supérieure du corps de robinet 38. La base de cette pièce venant buter contre un épaulement 39 ménagé sur la tige de manoeuvre du robinet, a été utilisée en même temps pour limiter l'ouverture maximum. Le capuchon 18 et les deux demi-bagues 19 prévues sur la fig. 1, devenus sans objet, ont été supprimés.
La fig, 10montre une autre forme'de réalisation de robinet, analogue au précédent. La garniture plastico- élastique est contenue dans une pièce 40 rapportée sur le corps de robinet 41. La forme particulière de la partie supérieure 42 de cette pièce 40 joue exactement le même rôle que la pièce 37 représentée à la fig. 9.
Un joint 43 assure l'étanchéité entre le corps dù robinet 41 et la pièce 40.
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Cette dernière constitue une véritable tête de robinet, puisqu'elle porte'le filetage correspondant au taraudage 44 du volant de manoeuvre 45.
Une quelconque des têtes de robinets, telles qu'elles viennent d'être décrites, mais comportant, soit en totalité, soit en partie, des pièces non'métalliques, par exemple en oéramique, verre, matières plastiques, bois, est ponforme à la présente invention.