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" Robinet-vanne équilibré à passage direct "/
L'invention a pour objet un robinet-vanne équili- bré, dans lequel tous les effets de pression, tant ho- rizontaux que verticaux, s'équilibrent exactement et sont maintenue équilibrée sans qu'il soit nécessaire d'en- tretenir le règlage du robinet en excellent état et sans l'utilisation d'organes mécaniques auxiliaires. De plus,, de robinet est d'une construction extrêmement simple.
Suivant l'invention, l'équilibrage du robinet est @
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obtenu grâce au fait qu'il comporte sur son pourtour deux sériée de surfaces; sur la première série agnit le pression en amont du robinet, et sur la seconde série agit la pres- sion en aval du robinet. En raison de la position des sur- faces de chacune des séries les pressions horizontales provenant de l'amont d'une part et de l'aval d'autre part, s'équilibrent automatiquement.
Quant aux pressions verticales, la forme générale conique de l'opercule du robinet donne lieu à des pressions dirigées de bas en haut. Ces pressions sont équilibrées par le poids des organes du robinet qui est calculé en conséquence.
Sur les dessine annexés, on a représenté schématique- ment, a titre d'exemple, un mode de réalisation de l'in- vention.
Dans ce mode de réalisation, chaque série de surfaces recevant les pressions comporte trois surfaces, identiques et décalées de 1200 sur le pourtour du robinet. Il doit être entendu que ce nombre de surfaces pourrait varier, Mais :remploi de trois surfaces dans chaque série donne lieu à une construction particulièrement simple et commode.
Sur la figure 1, on a représenté l'ensemble du robi- net, en coupe verticale par l'axe, suivant 1-1 de la fi- gure 3, la figure 2 représente une coupe axiale perpendicu- laire à celle de la figure 1, la figure 3 est une coupe transversale faite par III-III de la figure 1,
Ainsi qu'on le voit sur les dessins, la pièce princi-
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pale ou opercule E, est une pièce à trois branches a,b,c.
A l'extrémité de chacune de ces branches se trouve un secteur e, f, g limité par une portion de surface colique d'angle au sommet aigu.
Cette pièce peut se déplacer à l'intérieur d'un corps formé lui-même d'une partie A,, comportant deux bri- des, ou tout autre/raccord permettant de l'intercaler dans la canalisation, et désignés par B et C. Cette partie A porte des portées cohiques h, sur lesquelles viennent s'- adapter les portées des surfaces e, f, g de l'opercule.
Le robinet est fermé par le couvercle D, que traver- se. à travers un presse-étoupe L, une tige de manoeu- vre J. Cette tige est filetée à sa partie,inférieure en K, et un épaulement P l'empêche de se déplacer verticalement.
Sur la partie filetée de cette tige est engagé un écrou prisonnier, 0, solidaire de l'opercule E. L'opercule E ne peut tourner en raison des saillies de guidage Y, pré- vues dans le corps A.
On conçoit aisément que si l'on fait tourner la ti- ge J, 1*écrou 0, et par suite l'opercule B, montent ou descendent dans le corps A, ce qui provoque l'ouverture et la fermeture du robinet.
Le presse-étoupe L peut être d'un type quelconque et ne sera pas décrit plus en détails.
Pour équilibrer la pression d'amont et d'aval sur l'opercule B, que ce soit dans sa position d'ouverture ou dans celle de fermeture, on a percé dans le pourtour du corps A des canaux F, G, prenant naissance dans l'un des embouts de raccord avec la canalisation, Ces canaux aboutissent dans des chambres S, T, disposées à 120 par
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rapport à l'embout Q, de manière à se trouver en face des portées 1;
& de l'opercule Eo Le tout est construit de manière que les surfaces libres des chambres S et T, et la surface de la section de l'embout Q aient toutes les trois la même aireo
On voit immédiatement que ces trois pressions s'équi- libreront, trois surfaces égales décalées de 1200 qui re- çoivent une même pression,, donnant une résultante nulle, pour équilibrer la pression provenant de l'autre embout Tp on utilise le dispositif suivant entre les branches a, b, c sont ménagées des cavités identiques décalées de 1200 et communiquant entre elles par exemple par un conduit Z, disposé en dessous de l'opercule pro- prement dit E, mais faisant corps avec luio
De la sorte,,
la pression provenant de l'embout T est exercée non seulement à l'intérieur de la cavité Up mais aussi à 1 intérieur des cavités Vp W. qui lui sont identiques et dont les plans de symétrie sont placés'à 1200 de celui de la cavité U.
Un raisonnement analogue à celui qui a été fait précédemment montre que les forces résultantes de ces diverses pressions s'équilibrent, de sorte que les pres- sions horizontales provenant de 1 embout T sont également équilibrées.
Quant aux pressions verticales elles seront diffé- rentes, suivant que le robinet est ouvert ou fermé, c'est- à-dire que l'opercule est noyé ou nono Si l'opercule n'est pas noyé, la seule pression verticale qu'il éprouve pro- viendra nécessairement de la pression s'exerçant par l'en- bout Q. Cette pression sera due à la conicité des surfaces
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de portage @, f, g. On calculera le poids de l'opercule E, de manière qu'il équilibre -ces pressions.
Si le robinet est ouverte l'opercule est noyé , l'ef- fort vertical. agissant de haut en bas, sera égal au poids de l'opercule -et de la tige de manoeuvre, diminuée de la poussée d'Archimède sur ce* organes. Dans ce cas, 1 action de la pression sur la partie inférieure de la tige de ma- noeuvre, qui-est seule à considérer, permettra d'obtenir un effort précisément égal au précédent mais agissant en cens inverse.Par suite,dans ce cas également,la vanne sera équilibréeo
Le même cas se produit loraque le robinet est fermé la pression arrivant par l'embout T.
Le robinet comporte également un dispositif permet- tant d'éviter des pertes de charges, lorsqu'il et complè- tement ouvert.,
Ce dispositif est constitué par un canal Z, ayant le même diamètre que la conduite et que les embouts d'ar- rivée Q, T.
De cette manière. lorsque le robinet est com- plètement ouvert, il n'offre au passage du fluide que la résistance d'un tuyau de même longueur et diamètre que le robineto
L'étanchéité et 1 équilibrage étant assurés quel que soit le côté par lequel arrive la pression,, le robinet peut être monté dans n'importe quel sens et notamment)) être utilisé sur des conduites qui sont parcourues par le courant,, tant8t dans un zens, tantôt dans l'autre,
Il y a lieu de remarquer également que, le robinet étant aussi bien équilibré dans le sens vertical que dans le sens horizontal, la pression verticale sur l'épaulement P est toujours nulle,, de sorte qu'il ne sera pas nécessaire de munir cet épaulement d'un roulement à billes.
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"Balanced gate valve with direct passage" /
The object of the invention is a balanced gate valve, in which all the pressure effects, both horizontal and vertical, balance each other exactly and are kept balanced without the need to maintain the adjustment. valve in excellent condition and without the use of auxiliary mechanical components. In addition, the valve is of extremely simple construction.
According to the invention, the balancing of the valve is @
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obtained thanks to the fact that it comprises on its periphery two series of surfaces; on the first series the pressure upstream of the valve acts, and on the second series acts the pressure downstream of the valve. Due to the position of the surfaces of each of the series, the horizontal pressures coming from upstream on the one hand and downstream on the other hand, are automatically balanced.
As for vertical pressures, the generally conical shape of the valve cap gives rise to pressures directed from the bottom up. These pressures are balanced by the weight of the valve components which is calculated accordingly.
In the accompanying drawings, there is shown schematically, by way of example, an embodiment of the invention.
In this embodiment, each series of surfaces receiving the pressures comprises three surfaces, identical and offset by 1200 around the periphery of the valve. It should be understood that this number of surfaces could vary, but: the re-use of three surfaces in each series gives rise to a particularly simple and convenient construction.
In FIG. 1, the entire valve has been shown, in vertical section through the axis, along 1-1 of FIG. 3, FIG. 2 represents an axial section perpendicular to that of FIG. 1, figure 3 is a cross section made by III-III of figure 1,
As can be seen in the drawings, the main part
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pale or operculum E, is a part with three branches a, b, c.
At the end of each of these branches is a sector e, f, g limited by a portion of the colonic surface with an acute apex angle.
This part can move inside a body itself formed from a part A ,, comprising two parts, or any other / fitting allowing it to be inserted in the pipe, and designated by B and C This part A bears cohesive spans h, onto which the spans of the surfaces e, f, g of the cover are adapted.
The valve is closed by the cover D, which it passes through. through a stuffing box L, an operating rod J. This rod is threaded at its part, lower in K, and a shoulder P prevents it from moving vertically.
On the threaded part of this rod is engaged a captive nut, 0, integral with the cap E. The cap E cannot rotate because of the guide projections Y, provided in the body A.
It can easily be seen that if the rod J is rotated, the nut 0, and consequently the cover B, rise or fall in the body A, which causes the opening and closing of the valve.
The cable gland L can be of any type and will not be described in more detail.
To balance the upstream and downstream pressure on the cover B, whether in its open or closed position, channels F, G have been drilled around the perimeter of body A, originating in one of the end fittings with the pipe, These channels end in chambers S, T, arranged at 120 by
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relative to the tip Q, so as to be in front of the staves 1;
& of the cover Eo The whole is constructed so that the free surfaces of the chambers S and T, and the surface of the section of the end cap Q all three have the same area.
We immediately see that these three pressures will be equalized, three equal surfaces offset by 1200 which receive the same pressure, giving a zero result, to balance the pressure coming from the other end piece Tp the following device is used between the branches a, b, c are provided with identical cavities offset by 1200 and communicating with each other for example by a duct Z, arranged below the cap proper called E, but forming part of it.
In this way,,
the pressure coming from the tip T is exerted not only inside the Up cavity but also inside the cavities Vp W. which are identical to it and whose planes of symmetry are placed at 1200 from that of the cavity U.
Reasoning analogous to that which has been done previously shows that the forces resulting from these various pressures are balanced, so that the horizontal pressures originating from the end piece T are also balanced.
As for the vertical pressures, they will be different, depending on whether the valve is open or closed, that is to say whether the seal is flooded or not. If the seal is not flooded, the only vertical pressure that it will necessarily come from the pressure exerted by the end Q. This pressure will be due to the conicity of the surfaces
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portage @, f, g. The weight of the cover E will be calculated so that it balances these pressures.
If the valve is open the gate is flooded, the vertical effort. acting from top to bottom, will be equal to the weight of the operculum and of the operating rod, less Archimedean thrust on this * organs. In this case, 1 action of pressure on the lower part of the operating rod, which is the only one to consider, will make it possible to obtain a force precisely equal to the preceding one but acting in reverse. also, the valve will be balanced.
The same case occurs when the tap is closed, the pressure coming from the T end.
The valve also comprises a device which makes it possible to avoid pressure drops when it is fully open.
This device consists of a channel Z, having the same diameter as the pipe and as the inlet fittings Q, T.
In this way. when the valve is fully open, it offers the fluid passage only the resistance of a pipe of the same length and diameter as the valve.
The tightness and 1 balancing being ensured whatever the side by which the pressure arrives ,, the valve can be mounted in any direction and in particular)) be used on pipes which are traversed by the current ,, tant8t in one zen, sometimes in the other,
It should also be noted that, the valve being equally well balanced in the vertical direction as in the horizontal direction, the vertical pressure on the shoulder P is always zero ,, so that it will not be necessary to provide this shoulder of a ball bearing.