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perfectionnements aux robinets ou soupapes
La présente invention a pour but de réaliser un robinet ou soupape du type à carotte tournante comportant des moyens automatiques perfectionnés de lubrifier ou rendre étanches ses surfaces opérantes.
Le robinet suivant l'invention comprend, en combinai- son, un boisseau, une carotte tournante logée dans ce bois- seau, un réservoir à lubrifiant situé à proximité d'une des extrémités de la carotte, une cavité cylindrique ménagée dans une des extrémités de la carotte, et communiquant avec le conduit principal de fluide, un piston susceptible de coulisser dans la cavité sous l'action d'un fluide sous pression et destiné à exercer une pression sur le lu- nbrifiant contenu dans le réservoir, un ressort logé dans le
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réservoir, destiné à agir sur le piston pour qu'il exerce une pression sur le lubrifiant, et des canaux destinés à amener la substance lubrifiante ou d'étanchéité du réservoir aux surfaces portantes du robinet sous une pression dépas- sant celle du fluide distribué par ce dernier.
En outre le robinet comprend, en combina.ison avec la carotte tournante sur les deux extrémités de laquelle le lubrifiant sous pression agit, l'invention comprend une tige de commande indépendante, de même axe que la. carotte, et un pas de vis, ou un ou plusieurs anneaux de garniture des- tinés à empêcher qu'il ne se produise de fuites de fluide le long de la tige.
L'invention prévoit également l'emploi d'un dispo- sitif d'accouplement du type Oldham pour relier l'une à l'autre la tige séparée et la carotte tournante.
Sur les quatre planches de dessin explicatifs anne- xées :
Fig. 1 est une coupe longitudinale et Fig. 2 une cou- ple transversale d'une forme de réalisation de la soupape sui- vant l'invention.
Figs. 3,4 sont des vues analogues aux Figs. 1 et 2, respectivement, représentant une variante,
Figs. 5,6,7,8,9 et 10 représentent deux autres variantes, en coupe longitudinale, en coupe transversale et en coupe horizontale, et
Fig. 11 montre un accouplement Oldham, qu'on peut utiliser pour relier les unes aux autres les carottes et les tiges indépendantes, représentées sur les figures 3,4 ou 7,10.
Dans la,forme de réalisation de l'invention représen- tée sux les Figs. 1 et 2, un corps ou boisseau de robinet a.
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présentant des conduits d'entrée et de sortie b, c, comporte une carotte tournante conique d. Une calotte creuse e, fixée à la partie du boisseau avoisinant la plus grosse extrémité de la carotte, constitue avec la carotte un réservoir à lubri- fiant f. La plus grosse extrémité de la carotte forme un cylindre, contenant un piston coulissant g, susceptible d'exer- cer une pression sur le lubrifiant du réservoir lorsqu'on le déplace vers l'extérieur par rapport au cylindre. On assure ce déplacement à l'aide d'un fluide sous pression, susceptible de pénétrer dans le cylindre par un trou h, en communication avec le passage principal i de la carotte.
On ménage un trou auxiliaire dans la carotte pour permettre au fluide sous pression d'avoir accès au piston lorsque le robinet est fermé.
Le déplacement du piston est également assuré par un ressort j, logé entièrement dans le réservoir et disposé de manière à agir sur l'une des extrémités du piston, de préférence par l'inter- médiaire d'une plaque ou pièce transversale k, fixée à l'ex- trémité extérieure du piston. L'autre extrémité du ressort peut prendre appui contre une plaque 1, supportée par un col- let formé dans le boisseau ou portant directement contre la carotte (Figs. 3,4).
La pression exercée par le fluide sous pression et le ressort chasse le lubrifiant, au fur et à mesure des besoins, dans des canaux m qui l'amènent aux surfaces opérantes de la m soupape. Dans les exemples représentés, les canaux-sont dis- posés de manière qu'ils entourent complètement le passage prin- cipal du robinet et assurent une étanchéité convenable de la carotte dans sa position ouverte ou sa position fermée.
Sur les Figs. 1, 2, les canaux circonférentiels sont ménagés dans le boisseau et les canaux longitudinaux dans la carotte tournante, mais on peut intervertir cette disposition,
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comme c'est représenté sur les figures 3 à 10. En outre, les canaux circonférentiels sont contrecoudés, de manière que les extrémités des canaux longitudinaux n'entrent en communication avec eux que dans certaines positions de la carotte, comme c'est représenté.
On peut ménager des trous u, v dans la carotte et le piston, afin de permettre à l'excès de lubrifiant de déborder dans l'intérieur de la soupape lorsque le réservoir f est complètement rempli,, ces trous venant alors en regard l'un de l'autre.
On peut actionner la carotte à l'aide d'une tige n s'étendant hors de la carotte, à l'extremité de la carotte opposée à celle qui contient le piston. Cette tige peut faire corps avec la carotte, comme c'est représenté, et être utilisée pour remplir le réservoir de lubrifiant. Dans ce dernier cas, on y ménage une chambre taraudée, qu'on ferme à l'aide d'une vis amovible o. Grâce à. cette vis, on peut chasser dans le réservoir f, à travers la soupape de retenue p et les canaux m, le lubrifiant qu'on introduit dans la cham- bre de la tige. Eventuellement, on peut introduire le lubri- fiant directement dans le réservoir à travers la calotte e, ou indirectement par la tige creuse, à l'aide d'une pompe de graissage sous pression susceptible de le chasser à travers un raccord fixé à la calotte ou à la tige, contenant une sou- pape d'arrêt.
On a représenté en traits de chaînette, en x, le raccord d'une pompe de graissage sous pression, fixée à la calotte et servant à remplir le réservoir. On peut substituer ce dispositif à celui de la tige, et l'appliquer à toutes les formes de réalisation du robinet décrites ci- après.
¯¯De préférence,, on forme la tige n indépendamment de
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la carotte et on l'y adapte suivant la -cariante représentée sur les Figs. 3,4, à l'aide d'un tenon transversal g solidai- re d'un des éléments, venant en prise avec une mortaise cor- respondante r de l'autre élément, ou bien à l'aide d'un organe intermédiaire w, constituant un accouplement Oldham entre la carotte et la tige (Fig. 11). En faisant ainsi la tige et la carotte indépendantes et en laissant entre ces organes un jeu convenable, on compense automatiquement tout défaut d'alignement entre les éléments du boisseau associés à la carotte et à la tige, tout en remédiant efficacement aux causes pouvant nuire au bon contact de la carotte avec le boisseau, ainsi que la tendance à gripper qui pourrait en résulter autrement.
Ainsi que c'est représenté sur,les Figs. 3, 4, on peut empêcher les pertes de fluide le long de la tige, à l'aide d'une ou plusieurs bagues de garniture s, disposées dans des gorges ménagées autour de la tige et dans le bois- seau et, de préférence, coulées insitu. On donne une inclinai- son convenable aux surfaces de ces gorges, afin que toute pression axiale agissant sur la tige, tende à coincer les bagues de garniture. D'autre part, lorsque la tige et la ca- rotte sont indépendantes l'une de l'autre,on peut empêcher ces fuites de fluide en vissant la tige dans le boisseau (Figs. 5 à la), le faible déplacement axial se produisant lors d'un mouvement de rotation normal de la tige étant, dans ce cas, compensé par la liaison entre celle-ci et la carotte.
Lorsque la tige de commande est indépendante de la carotte,(que celle-ci soit conique ou cylindrique), le lubri- fiant sous pression agit sur les deux extrémités de cette dernière. Les pressions de fluide auxquelles la carotte est
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soumise se neutralisent donc sensiblement, ce qui supprime le danger que la carotte se coince dans le corps de la soupape.
A cause du ressort, la pression totale agissant sur le fluide lubrifiant est plus forte que celle du fluide dont le passage est commandé par le robinet, et le lubrifiant forme, de ce fait, un joint empêchant efficacement toute fuite entre les surfaces portantes du dispositif.
Le mot "lubrifiant" s'étend, bien entendu, à toutes substances liquides ou plastiques susceptibles d'être utilisées à cette fin. Dans certaines applications,les propriétés lubri- fiantes de la substance utilisée jouent un rôle moins impor- tant que sa capacité d'établir un joint étanche entre les surfaces portantes et, dans des cas spéciaux, on peut la choi- sir exclusivement à cette fin.
Les variantes représentées sur les Figs. 5 à 10 sont sensiblement analogues à celles des Figs. 1 à 4 et ne s'en distinguent essentiellement que par le fait que la ca- rotte est cylindrique au lieu de conique. Le réservoir à lu- brifiant f représenté sur les Figs. 5 à. 7 fait aorps avec le boisseau du robinet, et le ressort agit tant sur la carotte que sur la plaque k. La tige de commande n est indépendante de la carotte, comme on l'a déjà expliqué, et on obtient un joint étanche entre la tige et le boisseau en filetant ces deux organes, de la manière indiquée. Sur les Figs. 8 à 10 le réservoir est constitué par une calotte e coiffant le boisseau et le ressort .1 est combiné avec un ressort sup- plémentaire t.
A une extrémité, un des ressorts porte contre la plaque k, tandis que l'autre ressort porte contre la calo- te. A l'autre extrémité, les ressorts portent tous deux con- tre une plaque ,1, reposant sur la carotte et pouvant compor- ter des saillies périphériques destinées à venir en prise
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avec des encoches ménagées dans le boisseau, en vue d'éviter que la plaque ne tourne avec la carotte.
Grâce à cette invention, on peut assurer de manière très simple et commode la lubrification automatique des sur- faces portantes du robinet, ou la formation d'un joint étan- che entre celles-ci. L'action d'un ou plusieurs ressorts et la pression exercée par le fluide, maintiennent le lubri- fiant sous une pression dépassant celle du fluide dont le pas- sage est commandé par le robinet. Grâce à ce fait, et à la disposition des canaux de lubrification qu'on a décrite, on peut empêcher complètement que le fluide ne s'échappe entre les surfaces portantes.
REVENDICATIONS @
1. Robinet ou soupape du genre spécifié, comportant en combinaison un boisseau, une carotte tournante logée dans ce boisseau, un réservoir à lubrifiant disposé à proximité d'une des extrémités de la carotte, une cavité cylindrique ménagée dans une des extrémités de la carotte.et communiquant avec le conduit de passage du fluide débité par le robinet, un piston susceptible de coulisser dans cette cavité sous une pression de fluide et d'exercer une pression sur le lubri- fiant contenu dans le réservoir, un ressort logé dans ce réservoir et destiné à agir sur le piston pour lui faire exer- cer une pression sur le lubrifiant, et des canaux destinés à amener le lubrifiant du réservoir aux surfaces portantes du robinet sous une pression dépassant celle du fluide dont le robinet commande le passage.
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improvements to taps or valves
The object of the present invention is to provide a tap or valve of the rotating sprue type comprising improved automatic means for lubricating or sealing its operating surfaces.
The valve according to the invention comprises, in combination, a plug, a rotating sprue housed in this log, a lubricant reservoir located near one of the ends of the sprue, a cylindrical cavity formed in one of the ends. core, and communicating with the main fluid conduit, a piston capable of sliding in the cavity under the action of a pressurized fluid and intended to exert pressure on the lubricant contained in the reservoir, a spring housed in the
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reservoir, intended to act on the piston so that it exerts pressure on the lubricant, and channels intended to bring the lubricating or sealing substance from the reservoir to the bearing surfaces of the valve under a pressure exceeding that of the fluid dispensed by this last.
In addition the valve comprises, in combina.ison with the rotating core on the two ends of which the pressurized lubricant acts, the invention comprises an independent control rod, of the same axis as the. core, and a thread, or one or more packing rings to prevent leakage of fluid along the stem.
The invention also provides for the use of an Oldham type coupling device for connecting the separate rod and the rotating sprue to each other.
On the four attached explanatory drawing boards:
Fig. 1 is a longitudinal section and FIG. 2 a transverse torque of one embodiment of the valve according to the invention.
Figs. 3,4 are views similar to Figs. 1 and 2, respectively, representing a variant,
Figs. 5,6,7,8,9 and 10 represent two other variants, in longitudinal section, in transverse section and in horizontal section, and
Fig. 11 shows an Oldham coupling, which can be used to connect the sprues and independent rods to each other, shown in Figures 3, 4 or 7,10.
In the embodiment of the invention shown in Figs. 1 and 2, a body or valve a.
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having inlet and outlet conduits b, c, comprises a conical rotating core d. A hollow cap e, attached to the part of the bushel near the larger end of the core, together with the core constitutes a reservoir for lubricant f. The larger end of the core forms a cylinder, containing a sliding piston g, capable of exerting pressure on the lubricant in the reservoir when it is moved outward from the cylinder. This movement is provided with the aid of a pressurized fluid capable of entering the cylinder through a hole h, in communication with the main passage i of the core.
An auxiliary hole is provided in the core to allow the pressurized fluid to have access to the piston when the valve is closed.
The movement of the piston is also ensured by a spring j, housed entirely in the reservoir and arranged so as to act on one of the ends of the piston, preferably by means of a plate or transverse piece k, fixed. at the outer end of the piston. The other end of the spring can bear against a plate 1, supported by a collar formed in the plug or bearing directly against the sprue (Figs. 3,4).
The pressure exerted by the pressurized fluid and the spring drives the lubricant, as and when required, in channels m which bring it to the operating surfaces of the valve m. In the examples shown, the channels are arranged so that they completely surround the main passage of the valve and provide a suitable seal for the core in its open or closed position.
In Figs. 1, 2, the circumferential channels are formed in the plug and the longitudinal channels in the rotating sprue, but this arrangement can be reversed,
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as shown in Figures 3 to 10. Further, the circumferential channels are offset, so that the ends of the longitudinal channels only come into communication with them in certain core positions, as shown.
Holes u, v can be made in the core and the piston, in order to allow the excess lubricant to overflow into the interior of the valve when the reservoir f is completely filled, these holes then coming opposite the one another.
The sprue can be actuated by means of a rod extending out of the sprue, at the end of the sprue opposite that which contains the piston. This rod can be integral with the core, as shown, and be used to fill the lubricant reservoir. In the latter case, there is provided a tapped chamber, which is closed using a removable screw o. Thanks to. This screw, it is possible to drive out into the reservoir f, through the check valve p and the channels m, the lubricant which is introduced into the chamber of the rod. Optionally, the lubricant can be introduced directly into the reservoir through the cap e, or indirectly via the hollow rod, using a pressurized lubricant pump capable of expelling it through a connection fixed to the cap. or to the stem, containing a shut-off valve.
There is shown in chain lines, in x, the connection of a pressurized lubricating pump, fixed to the cap and serving to fill the reservoir. This device can be substituted for that of the rod, and it can be applied to all the embodiments of the valve described below.
¯¯ Preferably, we form the rod n independently of
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the carrot and it is adapted to it according to the -cariant shown in Figs. 3, 4, by means of a transverse tenon g integral with one of the elements, coming into engagement with a corresponding mortise r of the other element, or else by means of an intermediate member w, constituting an Oldham coupling between the sprue and the stem (Fig. 11). By making the rod and the sprue independent in this way and by leaving a suitable clearance between these members, any misalignment between the elements of the plug associated with the sprue and the shank is automatically compensated for, while effectively remedying the causes that may be harmful to the good contact of the core with the bushel, as well as the tendency to seize which might otherwise result.
As shown in, Figs. 3, 4, the loss of fluid along the stem can be prevented by means of one or more packing rings s, arranged in grooves formed around the stem and in the wood- bucket and, preferably , castings insitu. The surfaces of these grooves are given a suitable inclination so that any axial pressure acting on the rod tends to jam the packing rings. On the other hand, when the rod and the housing are independent of each other, these fluid leaks can be prevented by screwing the rod into the plug (Figs. 5 to la), the small axial displacement is obtained. producing during a normal rotational movement of the rod being, in this case, compensated by the connection between the latter and the core.
When the control rod is independent of the sprue (whether the latter is conical or cylindrical), the pressurized lubricant acts on both ends of the latter. The fluid pressures at which the core is
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subject therefore substantially neutralize each other, which eliminates the danger of the core getting stuck in the valve body.
Because of the spring, the total pressure acting on the lubricating fluid is greater than that of the fluid whose passage is controlled by the valve, and the lubricant therefore forms a seal effectively preventing any leakage between the bearing surfaces of the device. .
The word "lubricant" extends, of course, to all liquid or plastic substances capable of being used for this purpose. In some applications the lubricating properties of the substance used play a less important role than its ability to establish a tight seal between the bearing surfaces and in special cases it may be chosen exclusively for this purpose. .
The variants shown in Figs. 5 to 10 are substantially similar to those of Figs. 1 to 4 and are essentially only distinguished by the fact that the frame is cylindrical instead of conical. The lubricant reservoir f shown in Figs. 5 to. 7 forms a body with the valve plug, and the spring acts both on the core and on the plate k. The control rod n is independent of the sprue, as has already been explained, and a tight seal is obtained between the rod and the plug by threading these two members, in the manner indicated. In Figs. 8 to 10 the reservoir is constituted by a cap e covering the plug and the spring .1 is combined with an additional spring t.
At one end, one of the springs bears against the plate k, while the other spring bears against the shell. At the other end, the springs both bear against a plate, 1, resting on the sprue and being able to include peripheral projections intended to come into engagement.
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with notches in the bushel, in order to prevent the plate from rotating with the carrot.
By means of this invention, the automatic lubrication of the bearing surfaces of the valve, or the formation of a tight seal between them, can be very simply and conveniently provided. The action of one or more springs and the pressure exerted by the fluid, maintain the lubricant under a pressure exceeding that of the fluid whose passage is controlled by the valve. Thanks to this fact, and to the arrangement of the lubrication channels which have been described, it is possible to completely prevent the fluid from escaping between the bearing surfaces.
CLAIMS @
1. Tap or valve of the type specified, comprising in combination a plug, a rotating core housed in this plug, a lubricant reservoir disposed near one end of the core, a cylindrical cavity formed in one end of the core .and communicating with the conduit for passing the fluid delivered by the valve, a piston capable of sliding in this cavity under fluid pressure and exerting pressure on the lubricant contained in the reservoir, a spring housed in this reservoir and intended to act on the piston to make it exert pressure on the lubricant, and channels intended to supply the lubricant from the reservoir to the bearing surfaces of the valve under a pressure exceeding that of the fluid which the valve controls the passage.