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VANNE A CLE SPHERIQUE.
L9invention est relative aux vannes du type à clé sphérique pour fortes pressions et grosses conduites, et visé en particulier de telles van- nes dans lesquelles des moyens sont prévus pour fournir un film plastique adé- quat d'une matière de joint à l'un ou l'autre ou les deux sièges entre la clé sphérique et le corps de la vanne et dans lesquelles des moyens peuvent être prévus pour décaler la clé sphérique de son siège par la pression d'un lubri- fiant.
L'invention concerne plus spécialement les vannes à deux voies . du type dit sphérique où les surfaces de portée sont constituées par les sur- faces courbes d'une zone sphérique, dans lesquelles des moyens sont prévus pour fournir un film plastique adéquat de matière de joint et lubrifiante aux surfaces de portée de la zone sphérique entre le corps de vanne et la clé de vanne,et dans lesquelles des moyens sont prévus pour séparer la clé et ses portées par création d'une pression accrue de la matière de joint.
Dans les conduites il a été d'usage courant d'utilisér des vannes à clé conique, les clés comportant des ouvertures rectangulaires alignées de part et d'autre avec la conduite., des moyens étant prévus pour former des films de lubrifiant formant joint entre la clé et les surfaces du corps de la vanne à l'effet de prévenir l'échappement du fluide de la conduite.
Dans la plupart de ces vannes à clé, des moyens sont également prévus pour décaler ou soulever la clé de la vanne dans une direction paral- lèle à l'axe de rotation de la clé, grâce à quoi des clés calées peuvent être libérées en vue de leur rotation et l'effet de la pression d'amont tendant à presser la clé contre le côté d'aval de l'ouverture du corps peut être at- ténué afin de réduire le couple requis pour la rotation de la clé.
Chacune de ces vannes à clé forme, en raison de sa structure, un étranglement ou restriction dans la conduite,se traduisant par des pertes de
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pression. En outre, il est devenu courant, dans les longues conduites trans- portant des fluides susceptibles d9y former des dép8ts ou laisser des résidus et de ce fait réduire le diamètre utile de la conduite et accroitre le frot- tement entre le fluide transporté et la conduite, se traduisant par des per- tes de pression excessives, de racler périodiquement l'intérieur de ces con- duites afin de les nettoyer et de les rétablir au diamètre initial.
Les étran- glements ou restrictions dans la conduite;, constitués par les vannes à clé actuelles ont créé des difficultés du fait qu9un racleur passant dans la con- duite ne peut passer à travers l'étranglement ou restriction de l'ouverture rectangulaire de la vanne., de sorte que des opérations et dispositifs de net- toyage spéciaux deviennent nécessaires pour enlever les matières raclées à ces vannes.
Comme il est pratiquement universellement admis dans la technique que ces vannes à clé lubrifiées sont les seules vannes capables d'utilisation pour ces fortes pressions et de grosses conduites, ces difficultés ont été en substance admises comme inévitables. En outre, comme l'ouverture et la fer- meture rapides sont extrêmement désirables, et souvent nécessaires, des van- nes à clé qui ne nécessitent qu'une rotation de 90 entre les positions de pleine ouverture et de fermeture complète, répondent à cette exigence-mieux par exemple que des vannes à tiroir dont certaines exigent un temps considéra- ble pour s'ouvrir et se fermer précisément du fait du grand avantage mécani- que que procurent leurs tiges filetées.
Cependant, ces vannes à clé, en raison de leur structure, ont des conditions inhérentes de fonctionnement qui les rendent de moins en moins désirables à mesure que la pression dans la condui- te augmente. Par exemple, dans le cas d'une vanne à clé pouvant tourner dans un logement sur un axe normal à l'axe de la conduite dans laquelle elle est montée, lorsque la vanne est en position de fermeture, la pression d'amont tend à séparer la clé du côté amont du logement et à la repousser contre le côté aval du logement.
Lorsque la clé de vanne et son logement associé sont de forme co- nique ou cylindrique, la clé, du côté aval, n'est en contact avec le logement que pratiquement suivant une ligne droite au-dessus et en-dessous de la lumiè- re d'aval du logement, menant à la conduite, la clé étant ainsi placée excen- triquement dans le logement.
Ceci signifie qu'en l'absence d'un agencement additionnel spécial de scellement, ce contact linéaire est inefficace à assu- rer un joint mécanique satisfaisant entre la clé et le logement, pour préve- nir les fuites de fluide du côté amont de la valve, le fluide passant autour des côtés et par le sommet et le bas de la cléo
Comme le contact linéaire entre la clé et le logement divise pra- tiquement par moitié la lumière aval de Couverture, et comme la largeur des lumières doit être notable, il existe des espaces appréciables entre les bords latéraux de la lumière d'aval et la clé qui permettent au fluide d'amont de s'échapper par delà la clé et par suite à travers la vanne.
Dans les vannes à clé telles qu'utilisées en haute pression, ce problème est généralement résolu par le scellement ou lubrification dit plas- tique de la vanne, dans lequel la première et essentielle fonction de la ma- tière lubrifiante plastique introduite entre la clé et les surfaces de siège métalliques du logement, est de procurer un film de scellement ou joint plas- tique, adhérent, qui résistera au déplacement par la pression du fluide d'a- mont.
Lorsque les pressions de conduite deviennent plus élevées et lors- que les dimensions des conduites augmentent, avec accroissement résultant des étendues des lumières et de la pression différentielle totale exercée sur la clé, les espaces qui doivent être scellés par le lubrifiant deviennent de plus en plus grands, et lorsque les espaces autour des côtés de la clé devien- nent de grandeur telle que le fluide à haute pression peut agir sur une éten- due de section suffisante du film de lubrifiant, il éliminera le scellement ou joint de lubrifiant et la vanne à clé fuiera.
Pour des pressions de conduite plus élevées, on a proposé des lubrifiants plus visqueux et plus adhérents pour assurer le scellement des
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espaces de grandeur croissante entre la clé et le logement, mais cette prati- que est naturellement fortement limitée par la difficultés. d'introduire des matières plastiques très visqueuses par les réseaux de canaux et de trous d' alimentation de lubrifiant qui sont nécessairement limités, comme aussi de les introduire dans l'espace aux dimensions d'un film entre la clé et le lo- gement.
On a proposé d'accroitre les dimensions des clés dans les vannes d'installations de conduites à haute pression, mais les difficultés de scel- lement augmentent considérablement avec l'accroissement des dimensions'des clés, l'effort pour tourner la vanne est notablement accru, les pressions de lubrifiant nécessaires pour le décollement ou décalage deviennent très gran- des et l'inconvénient pratique de frais de fabrication terriblement accrus sont de nature à décourager les tentatives de développement dans cette voia,
On a également proposé des vannes comportant des ouvertures com- plètement circulaires pour réaliser des conditions optima d'écoulement de fluide et un minimum de pertes de pression.
Des vannes à clé possédant de telles ouvertures circulaires doivent être nécessairement de dimensions plus grandes que celles de même capacité ayant des ouvertures rectangulaires, et dans ces vannes plus grandes à ouverture circulaire, on rencontre les mêmes inconvénients pour le scellement et les efforts de rotation.
La présente invention, par conséquent, envisage de prévoir une vanne pour grosses conduites.à pressions élevées qui comportent des surfa- ces de portée ou de siège, métal sur métal, d'étendue notable, avec des moyens pour assurer un effort de rotation relativement faible entre des positions d' ouverture et de fermeture écartées entre-elles de 90 , et qui présentent une ouverture complètement circulaire égale en diamètre à l'ouverture de la con- duite pour empêcher les étranglements ou restrictions réduisant l'écoulement dans la conduite, et permettre à des racleurs standards d'être passés à tra- vers la vanne-comme si celle-ci était en substance un prolongement ou conti- nuation de la conduite.
La vanne du type sphérique dans laquelle l'élément mobile de la vanne est un corps pratiquement sphérique capable de tourner au- tour d'un axe perpendiculaire à l'axe de la conduite sur des sièges sphériques coopérants:, est utilisée dans l'invention car elle procure l'ouverture entiè- rement circulaire désirable avec des surfaces de portée ou de siège continues, détendue uniforme, et une rotation de 90 entre les positions d'ouverture et de fermeture.
La vanne du type sphérique a en outre été choisie pour les buts de l'invention en raison du fait que les sièges sphériques étant partiellement co-extensifs avec la surface de la sphère, forment avec elle un contact de surface intime sur une étendue substantielle propre à procurer une étendue suffisante dans laquelle les pressions d'appui par unité de surface sont lar- gement et uniformément distribuées, et procurent une étendue entièrement cir- culaire de surface de scellement autour des lumières. Les hautes pressions fluides de la conduite sont par conséquent supportées sur toute la surface d'appui ou de portée ainsi obtenue.
Des vannes du type sphérique sont bien entendu connues depuis longtemps, et un grand nombre de dispositions différentes de vannes sphériques sont en usage, en particulier dans des systèmes de distribution d'eau dit ' "sprinkler" et autres, avec des conduites de dimensions relativement petites, dans lesquelles les pressions sont comparativement faibles. Un examen des vannes sphériques actuellement dans le commerce, pour cet usage, montre qu' elles sont limitées à des dimensions relativement faibles et des pressions peu élevées de fonctionnemento Certaines de ces vannes sphériques comportent des agencements spéciaux et compliqués, dispendieux, pour l'utilisation de pressions plus élevées.
De telles vannes seraient toutefois, naturellement, sans utilisé dans les grosses conduites pour gaz ou pétrole par exemple, où les pressions sont supérieures à 70 Kos/cm2, avec des pressions d'appui tota- les résultantes très élevées lorsque la vanne occupe la position de fermeture.
On a constaté que les vannes du type sphérique actuellement dis- ponibles dans le commerce, lorsqu'elles sont soumises à des pressions de con-
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duite élevées,en particulier lorsque les vannes sont de grandes dimensions, soit présentent des couples de fonctionnement extrêmement élevés lorsqu'elles comportent des insertions de fibre dans les sièges ou portées, soit ne ferment pas de façon satisfaisante lorsqu'elles sont pourvues de sièges métalliques.
En outre, même si les sièges métalliques procurent un scellement satisfaisant à l'origine, la corrosion ou le piquage de ces sièges par le fluide de la con- duite, ou bien l'usure, ou bien les éraflures ou rayures dues aux débris ou matières étrangères véhiculés dans la conduite donnent rapidement lieu à des fuites.
On a constaté que l'incapacité des vannes sphériques actuelles de supporter'des pressions de conduite élevées, est le résultat de leur cons- truction actuelle, dans laquelle les sièges d'amont et d'aval comportent or- dinairement des insertions annulaires partiellement sphériques, en fibre, amiante,ou autres matières notablement élastiques et déformables, qui sont étroitement appliquées contre la surface sphérique de la clé dans le montage de la vanne, de manière qu'elles puissent se déformer et s'adapter exactement à la surface sphérique sur une grande étendue et, de ce fait,procurer un con- tact de scellement satisfaisant pour les -buts envisagés dans les conditions de fonctionnement.
Cependant, le fait que ces insertions sont pressées for- tement et de manière déformable contre la surface sphérique pour obtenir le joint ou scellement, accroit proportionnellement l'effort de rotation néces- saire pour ouvrir et fermer la vanne, et ceci a été un facteur très important pour limiter les dimensions de ces vannes, car les pressions d'appui nécessai- res pour sceller de façon adéquate de telles vannes contre les fuites pour des pressions de conduite élevées-donneraient au couple de fonctionnement une valeur'telle que la vanne ne pourrait être manoeuvrée.
Egalement, ces sièges à insertions de fibre, s'usent après quel- que usage, ou bien ils peuvent cristalliser et se durcir et par suite ne restent pas élastiques, après un certain temps et par détérioration par le fluide transporté ou manipulé. Ils doivent être.très soigneusement choisis pour éviter l'érosion et les effets de corrosion par le fluide de la conduite, et la détérioration dans des 'conditions de fonctionnement aux températures élevées. Par suite, il n'a pas été possible d'adapter les vannes sphériques actuelles au but proposé, simplement en accroissant les dimensions ou en ef- fectuant d'autres modifications conventionnelles dans de telles vannes.
Il a été nécessaire de prévoir une vanne de structure et d'un mode de fonction- nement entièrement nouveaux pour résoudre de façon satisfaisante les problè- mes mentionnés plus haut.
Un avantage unique des vannes sphériques par rapport aux vannes à clé conique ou autres antérieurement utilisées, est la précision avec la- quelle les premières peuvent être exécutées sans dépense ou travail inutile.
Lorsqu'une vanne à clé conique ou cylindrique est usinée, ou que le siège est formé dans le corps de la vanne, l'outil de coupe n'a pas une profondeur de coupe uniforme dans une passe longitudinale, du fait de la solution de continuité lors du passage aux ouvertures des lumières.
- Les surfaces de portée ou de siège sphériques de la clé, et les sièges du-corps de la vanne perfectionnée de l'invention peuvent être usinés par une coupe continue non interrompue, ce qui accroît la précision des orga- nes et réduit notablement les frais de fabrication. Ceci facilite également l'interchangeabilité des corps, clés, et sièges dans la présente invention, et le remplacement des parties ou organes usés ou défectueux.
Dans des vannes à clé conventionnelles antérieures, on doit pré- voir des structures coûteuses comportant des épaisseurs de métal excessives, et des nervures externes ou d'autres moyens doivent être utilisés à l'effet de procurer une rigidité suffisante pour réduire les déformations du corps par les pressions des conduites, les tensions dans les conduites, les change- ments de température, et semblables, qui se traduisent par des charges con- centrées sur les surfaces des sièges plutôt que par des charges réparties et par conséquent par des couples de fonctionnement excessifs. Dans les vannes sphériques perfectionnées de l'invention, la construction est telle que les
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déformations du corps n'influencent pas de façon appréciable le couple de fonctionnement.
Ce but est atteint dans la réalisation préférée de l'in- vention, par l'emploi de sièges flottants et d'une clé flottante non soli- daire de la structure du corps de la vanne, ce qui procure des pressions d'appui de siège essentiellement distribuées de façon uniforme, et réduit matériellement le poids et le coût.
Il est bien connu que dans une clé de robinet conventionnelle, même du type lubrifié, le scellement de fermeture est réalisé au siège d'aval seulement, et en forant un trou dans le côté du corps, on peut observer les fuites au-delà du siège d'amont. La présente invention procure un double scel- lement contre les fuites du fluide de la conduite lorsque la vanne occupe sa position de fermeture, un scellement étanche étant formé aux sièges tant d' amont que d'aval. Comme les deux sièges sont toujours en contact continu de scellement avec la clé sphérique, et qu9un scellement par lubrifiant plasti- que est établi sous forme d'un anneau ininterrompu entourant complètement les lumières aux sièges tant d'amont que d'aval, dans les deux positions de pleine ouverture et de fermeture complète,
un scellement ou joint étanche aux gouttes est maintenu en tout temps. On obtient ainsi une double garantie de scellement dans l'éventualité où l'une ou l'autre des surfaces de siège serait endommagée par corrosion ou éraflure, rayure ou autre défaillance pour main- tenir une fermeture 'étanche.
Egalement, dans certains services tels que les raffineries d'hui- les ou de pétrole,.il est de pratique courante, comme précaution de sécurité, de prévoir dans une conduite deux vannes proches l'une de l'autre et une sou- pape d'écoulement entre celles-ci, laquelle, lorsque les deux vannes de con- duite sont fermées et la soupape d'écoulement ouverte, procure une indication visible des fuites par delà de la vanne d'amont de la conduite.
Dans la vanne perfectionnée de l'invention, en raison du scellement aux deux sièges, un trou d9écoulement peut être foré dans le côté de la vanne entre les sièges d'amont et d'aval, et utilisé pour donner une indication de fuite visible avec une seule vanne dans la conduite, ce qui élimine également toute possibilité qu'une vanne d'aval soit laissée ouverte par inadvertance, ce qui est le cas dans les installations à deux vannes antérieures.
Le principal objet de l'invention est de procurer une nouvelle disposition de vanne convenant pour grosses conduites et autres services à pression élevée, qui comporte une ouverture entièrement circulaire et une é- tendue de portée adéquate, avec des moyens pour tant réduire l'effort néces- saire pour faire tourner l'élément de vanne que réaliser une fermeture étanche pour le fluide de la conduite.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une nouvelle disposi- tion ou construction de vanne sphérique pour fortes pressions et grosses con- duites, dans laquelle suivant le sens de l'écoulement, la sphère présente un contact.qui est en substance un contact métal sur métal avec le siège d'aval sur l'étendue d'un anneau sphérique suffisamment large pour supporter de fa- çon adéquate la poussée de .la sphère résultant des fortes pressions de condui- te, et dans laquelle des rainures à lubrifiant spéciales sont prévues sur les surfaces de siège tant d'amont que d'aval à l'effet de procurer un film de scellement plastique empêchant les.fuites de fluide de la conduite par de- là la vanne.
Un autre objet de l'invention est.de prévoir une nouvelle vanne lubrifiée du type sphérique comportant des moyens pour décaler ou décoller la clé sphérique de ses sièges lorsque la vanne occupe soit la position d' ouverture soit la position de fermeture, ou une position intermédiaire.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une nouvelle vanne du type sphérique, dans laquelle les surfaces de siège sphériques sont pour- vues de larges rainures à lubrifiant qui s'étendent autour de l'ouverture des lumières, et procurent des moyens pour décaler ou décoller hydraulique- ment la clé de l'un ou l'autre ou des deux sièges à l'aide de pressions uni- taires réalisables de lubrifiant.
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Un autre objet de l'invention est de procurer une vanne du type sphérique dans laquelle des rainures à lubrifiant sont prévues autour de la lumière des siègeset des moyens sont prévus pour couper l'alimentation de lubrifiant à ces rainures lorsque l'on fait tourner la vanne entre les posi- tions de pleine ouverture et de fermeture complète, et dans laquelle la clé peut être libérée si elle est collée ou calée, quelle que soit la position qu9elle occupe,
Un autre objet de l'invention est de procurer une vanne lubrifiée dans laquelle les déformations du corps, intentionnelles ou autres, ne sont pas transmises aux sièges et à la clé avec un accroissement résultant du cou- ple ou des fuites.
Un autre objet important de l'invention est de,procurer une nou- velle vanne à deux directions, lubrifiéeà sièges en forme de zone sphérique (dite vanne sphérique) dont le corps est de structure spéciale ayant des dé- formations axiales contrôléesou prédéterminées pour les pressions de décolle- ment ou décalage du lubrifiant ou des pressions différentielles de conduite.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une vanne lubrifiée à sièges flottants, comportant de nouveaux agencements pour introduire un lu- brifiant de scellement plastique entre les surfaces d'appui ou de portée de la clé et des sièges flottants.
Un autre objet encore de l'invention est de prévoir un nouvel ensemble de vanne lubrifiée à deux directions comportant des anneaux de siè- ges flottants interchangeables assurant le scellement contre les fuites par delà les surfaces d'appui ou de portée et autour des anneaux.
Un autre objet encore de l'invention est de prévoir un nouvel agencement de siège flottant pour vannes lubrifiées, élastiquement soutenu et scellé.
D'autres objets encore de l'invention ressortiront de la descrip- tion qui va suivre en relation avec les dessins annexés sur lesquels Fig. 1 est une vue en élévation, partiellement arrachée et partiel- lement en coupe, illustrant une vanne lubrifiée à zône d'appui ou de portée sphérique, ou vanne du type sphérique, conforme à une réalisation préférée de l'invention;
Fig. 2 est une vue fragmentaire, en coupe, à échelle agrandie, illustrant des détails du système de lubrification de la disposition de 1' invention représentée dans la figure 1;
Fig. 3 est une coupe illustrant une disposition de réservoir à lubrifiant propre à être utilisé dans la réalisation de l'invention montrée fige 1;
Fig. 4 est une vue en élévation en bout, partie en coupe, de la vanne de la figure 1;
Fige 5 est une vue en élévation par l'arrière d'un anneau de siè- ge préféré destiné à être utilisé dans la vanne de la figure 1, qui montre les rainures de distribution de lubrifiant et de scellement d'un siège de vanne;
Fig. 6 est une coupe analogue à la figure 2 montrant un système modifié de passages pour le lubrifiant, en particulier destiné à une vanne de plus grande dimension;
Figs. 7,8 et 9 sont des vues fragmentaires, à échelle agrandie, en coupe, d'autres réalisations de l'invention, dans lesquelles les anneaux des sièges de la vanne sont élastiquement appuyés,
Ainsi qu'il est représenté dans la figure 1, le corps de vanne métallique, 11, comporte une paroi cylindrique 12 pourvue d'une surface cy- lindrique interne 13 et un alésage annulaire de guidage 14 pour un épaule- ment cylindrique 15 d'une bride 16 qui est fixée au corps 11 par des pri- sonniers 17. Des épaisseurs convenables 18 sont utilisées pour obtenir les
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jeux de montage convenables et un anneau de.joint de section circulaire,19, désigné anneau de joint 0,
est comprimé dans une rainure ou gorge annulaire 21 d'un prolongement de guidage ou centrage cylindrique 15 afin de procurer un joint étanche avec l'alésage 14. La bride 16 est établie solidaire de la section terminale du corps ou pièce 22 qui comporte une bride externe 23 pour la fixation de la vanne à une conduite, et un passage d'écoulement cy- lindre 24.
La paroi terminale 25 du corps 11 comporte un passage cylindrique 26 de la même dimension que le passage 24 et coaxial avec lui, traversant la section de corps solidaire ou d'une pièce 27 et la bride de fixation à la conduite 28.
Un évidement cylindrique 29 est prévu à la jonction des parois 12 et 25, et il est coaxial avec et de même dimension que l'évidement cylin- drique 31 formé dans le prolongement'15 de la bride 16. Des anneaux de siège métalliques, 32 et 339 s9adaptant avec un jeu de glissement dans les évide- ments 29 et 31, et des ratons ou gorges annulaires 34 et 35 pratiquées dans leur périphérie, contiennent des anneaux de joint en 0, 36 et 37, ou d'autres organes appropriés procurant un joint à glissement étanche au fluide avec les surfaces des évidements 29 et 31, et qui permettent en service un léger dé- placement axial des anneaux de siège par rapport au corps de la vanne.
Pour des intervalles ordinaires de température de fonctionnement, les anneaux en 0,36 et 37, sont de préférence établis en caoutchouc synthétique résistant à l'huile, qui convient dans la plupart des cas d'application. Lorsque des températures plus élevées sont à prévoir, des anneaux en "Teflon", "Silastic" et autres plastiques semblables peuvent être utilisés.
Les anneaux de siège 32 et 33 sont pourvus chacun d'une cavité ou évidement peu profond mais large, 38, sur leur surface postérieure, dans lesquels sont :montés des tampons absorbants 39 en caoutchouc ou semblable.
Les plages ménagées par les évidements ou cavités 38 comportent de préféren- ce des surfaces courbes 42 et 43 propres à venir porter contre la surface interne plane 44 de la paroi 25 comme il est représenté dans-la figure 2. La déformation des surfaces légèrement courbées, 42 et 43, sous la charge de compression de la pleine différence de pression de la conduite, est très pe- tite en raison de la grande étendue disponible offerte à la poussée. Bien que ces surfaces puissent être établies planes, la combinaison des surfaces courbées 42 et 43 avec la cavité ou évidement 38 et la garniture 39 d'absor- ption, fonctionne pour exclure toutes les particules étrangères du fluide de la conduite qui sont plus grandes que le jeu, et qui pourraient venir à se loger entre les surfaces supportant la charge de poussée.
D'autres particules qui pourraient venir pénétrer dans la cavité ou évidement d'absorption peu- vent rester suspendues jusqu'au moment où une contradiction axiale ultérieure du corps de la vanne se produit, moment auquel si elles ne sont pas expulsées, elles sont absorbées ou enrobées dans la garniture 390
L'alésage 45 des anneaux 32 et 33 est cylindrique et co-axial avec, ainsi que de même dimension que l'ouverture 26. Les anneaux 32 et 33 sont pourvus de surfaces de siège annulaires, de profil sphérique, 46, pour la surface coopérante annulaire, de profil sphérique, 47, de la clé sphéri- que 48 qui est pourvue d'une lumière ou passage cylindrique 49 au moins aus- si large que les passages 24 et 26.
En pratique, les pressions unitaires d' appui employées ou les rapports diamétraux de la clé sphérique à l'orifice de la lumière pourront varier suivant les pressions des conduites et les di- mensions des vannes. Dans la réalisation de l'invention qui est illustrée et pour l'usage général, un rapport de 1,7 à 1 des diamètres de la sphère et de la lumière est utilisé. Cependant des rapports de 3 à 1 ou plus, ou bien de 1,5 à 1 ou moins, peuvent être désirables suivant les dimensions des vannes, les pressions des conduites, et le couple de fonctionnement désiré.
On a également constaté qu'une charge d'appui unitaire d'environ 102 Kos/cm2 pro- cure un couple de fonctionnement très satisfaisant dans des vannes de 10 et 20 cmo, établies pour travailler à des pressions de conduites de 140 Kos/cm2 environ.
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L'extrémité supérieure de la clé est pourvue d'une rainure en arc en 50, de manière à recevoir librement une queue de profil en arc conju- gué, 51, formée au bas d'une tige de vanne 52, montée de façon à tourner dans le corps de la vanne, par exemple grâce à un engagement à vis comme en 53.
Une chambre annulaire 54 entoure la tige de vanne, pour y admettre une matiè- re de joint plastique sous pression par un passage radial 55, à l'effet d' enserrer ou garnir la tige d'une manière bien connue-0 Tout autre dispositif de tige de manoeuvre convenablement garnie pourrait être utilisée ainsi qu' il apparaitra aux gens de métier.
Comme illustré sur la figure 1, la queue 51 est plus étroite que la rainure 50, et comporte un jeu suffisant dans la rainure pour tolérer un mouvement limité suffisant.de la clé 48.
En se référant à la figure 4, on remarquera que la queue 51 s' étend sur une longueur considérable dans,la rainure 50. Cette longue queue et le jeu prévu pour elle dans la rainure permettent toute rotation contrôlée limitée, désirée, et le déplacement de la clé par rapport à l'axe central du boitier de vanne, soit normalement à, soit dans la direction de la ligne d' écoulement, en permettant ainsi la mise en place correcte de la clé et l'ali- gnement des rainures ou gorges à lubrifiant et de scellement des sièges avec les rainures ou gorges à lubrifiant de la clé qui vont maintenant tre décri- tes.
On peut également utiliser une petite cheville de centrage entre la clé et la tige afin d'empêcher tout déplacement radial excessif de la clé sphérique par rapport à son axe, mais qui procure tout le jeu nécessaire pour conserver les caractéristiques flottantes de la clé entre les sièges. Tout autre liaison appropriée permettant les mouvements.requis de la clé par rap- port à la tige de manoeuvre peut être utilisée.
La queue 51 est, comme représenté, placée de telle manière que le mouvement axial requis de la clé, est permis par le jeu entre la surface intérieure arquée de la queue, et la surface arquée complémentaire de la rai- nure pratiquée dans la clé. Si la position de la queue est modifiée de 90 par rapport à la direction d'écoulement à travers la clé, le mouvement axial est alors procuré par le jeu latéral.
Comme il est représenté.dans la figure 5, chaque surface de siè- ge 46 de la vanne, est établie avec des gorges ou rainures à lubrifiant, peu profondes, 57, de profondeur pratiquement uniforme, interrompues par des pla- ges diamétralement espacées, 58 et 59.
La surface de la clé 48 est pourvue de,courtes rainures ou gorges
61 et 62, suffisamment longues pour ponter ou enjamber les plages 58 et 59 'dans les positions de pleine ouverture et de fermeture complète de la clé, lesquelles positions sont écartées de 90 et déterminées par des butées coo- pérantes appropriées (non représentées) portées par la tige et le corps de la vanne. Lorsque les plages sont ainsi pontées par les courtes gorges ou rainures, les rainures 57 deviennent effectivement continues autour de la clé sphérique,'sur des côtés opposés de celle-ci.
'Les rainures 57 sont appropriées à recevoir une matière de scel- lement plastique, qui lubrifie également la clé pour les mouvements de rota- tion,et procure une force hydraulique pour décaler ou décoller la clé et les sièges dans le sens axial. La valeur de la force de décalage ou décollage hydraulique requise est fournie par l'étendue des rainures à lubrifiant mul- tipliée par la pression unitaire du fluide exercée sur le lubrifiant plas- tique. Par suite, on pourra modifier à volonté soit l'étendue des rainures, soit la pression unitaire du lubrifiant.
Gomme il est illustré figure 2, les anneaux de siège 32 et 33 sont pourvus chacun d'un passage radial 63 communiquant avec la rainure 57, et fermé à son extrémité externe par un bouchon fileté 64. Un passage trans- versal 65 formé dans l'anneau recoupe le passage 63, et est élargi à son extrémité externe pour procurer un alésage 66. Un alésage fileté encore plus grand, 67, est formé dans la paroi 25 du corps, coaxialement avec le passage
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65, et il est élargi à son extrémité interne afin de procurer un épaulement' 68.
Un manchon creux 69 est fileté extérieurement pour s'adapter dans l'alé- sage 67 et il comporte'une tête élargie 71 dans l'épaulement 68, de sorte que dans la position de la figure 2, la surface plane unie de la tête 72 du man- chon remplit pratiquement 1-'évidement, et forme en substance une continuation de la surface interne de la paroi 250 intérieurement, le manchon 69 comporte un alésage lisse 73 coaxial avec, et de même dimension que l'alésage 66, et une section filetée externe 74. Un conduit cylindrique 75 s'étend entre le manchon 69 et les anneaux de siège 32'et 33, avec ses extrémités opposées s'adaptant étroitement mais à glissement dans les alésages 66 et 73.
Des anneaux de joint en 0, 76 et 77,, comprimés dans des gorges ou rainures annulaires 78 et 79 scellent la péri- phérie de l'organe formant conduit, de façon épanche, avec les alésages 66 et 73 respectivement, En pratique on a constaté satisfaisant de donner à 1' organe 75 un jeu radial de glissement d'environ 0,125 mm avec les alésages, bien que des scellements satisfaisants aient été obtenus avec un jeu radial de 0,25 mm, qui peut être nécessaire, dans la construction de très grandes vannes. Le conduit 75 avec les anneaux en 0 en place dans les rainures, est simplement assemblé par insertion à travers l'alésage 73 dans l'alésage 66.
Comme les rainures 78 et 79 sont équidistantes des extrémités de l'organe;, il est indifférent laquelle des extrémités est introduite la première. Le conduit 75 fonctionne également pour localiser convenablement les anneaux de siège 32 et 33 dans le sens circonférentiel et pour en empêcher la rotation dans leurs logements par rapport au corps., ce qui se traduirait par le dé- placement des rainures ou gorges 61 et 62.
Cet agencement permet également l'enlèvement et la réintroduction, si on le désirait de l'organe 'formant' conduit, pour 19inspection ou le remplacement des anneaux en 0, sans démonta- ge de toute la vanneo Un passage central 81 est formé dans l'organe 75 coaxia- lement au passage 65 de l'anneau. Un bouchon de fermeture 86 à tête hexagona- le 87 est vissé dans l'alésage 74, et formé-de telle manière que lorsqu'il est amené contre sa garniture de scellement 97a, son extrémité interne rédui- te 88 ne vient pas en engagement avec l'extrémité de l'organe 75, mais procu- re à son extrémité un jeu suffisant pour permettre, en service, le mouvement axial nécessaire de l'anneau de siège 32 ou 33, sans fonctionnement défectu- eux des anneaux en 0,76 et 77.
Entre le bouchon et l'organe 75 une chambre annulaire 89 est ainsi formée, qui communique avec le passage 81 par des ou- vertures radiales 91 et un passage axial 92 de l'extrémité du bouchon. Un passage 93 formé dans un bossage 94 de la paroi 25, comporte une extrémité externe filetée dans laquelle est monté un dispositif de lubrification 95, (figso 2 et 3), comportant un réservoir 96 et un organe de remplissage 97 à soupape de retenue 98. L'extrémité du dispositif 95 se trouve dans l'aligne- ment axial et en communication avec le réservoir 96 et il est pourvu d'un trou convenablement taraudé 99 qui reçoit à vissage une vis à tête étroite- ment ajustées 101.
En service, la vis 101 est suffisamment sortie du trou 99 pendant le remplissage du réservoir et elle est propre à être périodique- ment vissée dans le trou pour placer le réservoir et le lubrifiant sous pres- sion et fournir du lubrifiant sous pression aux passages entre la clé 48 et ses sièges 46 à l'effet de séparer la clé des anneaux de .siège 32 et 33 et procurer la lubrification propre à permettre de faire tourner la clé de la vanne dans ses sièges.
Si on le désirait, la vis 101 pourrait être.établie creuse, et 1?organe 97 pourrait être vissé dans l'extrémité creuse de la vis plutôt que dans l'organe 95, ou bien l'organe 95 peut être remplacé par une tête "Alémite" pour le graissage sous pression, ou tout autre dispositif de lubrification externe, standardp Par suite, les rainures ou gorges 57 peuvent être remplies de lubrifiant sous pression à partir du réservoir 96 par le passage 93, la chambre 89, les ouvertures 91 et les passages 92, 81, 65 et 63.
Dans des vannes de très grandes dimensions, les jeux d'usinage entre la périphérie externe des anneaux de siège 32 et 33 et les organes'de mise en place dans le corps peuvent devenir tels que le jeu nécessaire au- tour d9un organe formant conduit tel que 75 dans la figure 2, peut influen- cer défavorablement le fonctionnement des anneaux en 0. En pareil cas, la
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disposition de la fig. 6 est la réalisation préférée.
Dans cette disposition;, les parties ou organes sont les mêmes que dans la figo 2, sauf que le conduit à lubrifiant comprend 2 courts blocs cy- lindriques 102 et 103 montés coulissants dans les alésages 66 et 73 respecti- vement. Un anneau en 0, 104, est engagé dans la gorge périphérique annulaire 105, pour former joint étanche avec l'alésage 73, et un anneau en 0, 106, est prévu dans la gorge périphérique annulaire 107 pour former un joint étan- che avec l'alésage 66. Les blocs 102 et 103 sont interconnectés par un tube à paroi mince, flexible, élastique,108, qui est brasé, soudé ou autrement as- sujetti en place. Le tube 108 supportera des pressions internes élevées de lubrifiant, et fonctionnera comme un conduit à lubrifiant, comme le passage 81 .de la figure 2.
Lorsque les anneaux de siège sont déplacés par rapport au corps en raison des pressions différentielles de la conduite; ou des pressions de décalage ou décollement, le tube 108 fléchit simplement, et en raison de sa nature élastique reprend son alignement normal lorsque les pressions sont relâchées. Un mince tube en acier inoxydable 108, d'environ 3 mm d'alésage est satisfaisant pour les grosses vannes donnant jusque 1050 Kos/cm2 de pres- sion de lubrifiant pendant le décollement.
Dans la réalisation illustrée fig. 7, des ressorts annulaires 109, qui, peuvent être des ressorts en lames ondulés ou gaufrés, comme représenté, des ressorts du type Belleville, ou tous autres moyens élastiques appropriés, comme une.section formant ressort qui est solidaire de l'anneau, sont prévus dans un évidement 38, derrière chaque anneau de siège 32 et 33, pour exercer des pressions axiales élastiques sur les anneaux.
Ces ressorts doivent être utilisés lorsque le lubrifiant des rainures 57 est du type activable, compres- sible ou expansible comme du lubrifiant dit "Hypermatic" fabriqué par la de- manderesse, qui est constitué d'un véhicule plastique comportant, y distribu- ées uniformément, une multiplicité de petites cellules d'un gaz compressible comme de l'air et dans la présente vanne, ce lubrifiant est maintenu à l'état activé sous compression dans le réservoir à lubrifiant et les passages à lu- brifiant, de sorte qu'il se déplace automatiquement pour remplacer les pertes en lubrifiant vers la conduite pendant le fonctionnement normal.
L'utilisa- tion de cette disposition est également désirable lors de l'emploi de lubri- fiants standards non compressibles, en ce qu'elle élargit la gamme des jeux utilisables dans le montage initial. Elle est utile également pour maintenir un contact d'appui continu entre la clé et les deux sièges dans le cas où de très faibles pressions de.conduite sont présentes dans de grandes vannes qui, par elles-mêmes,ne seraient pas suffisantes pour amener vivement les sièges et la clé en contact. Lorsqu'une substance de scellement et lubrifiante acti- vable est utilisée, le lubrifiant tend à prendre un état d'expansion et sépa- @ re les anneaux de siège de la clé lorsqu'aucune pression de conduite.n'existe pour maintenir les anneaux de siège en contact avec la clé.
Lorsque la vanne est fermée, cette force d'expansion d'un tel lubrifiant s'opposera à l'action du fluide,de la conduite appliquant le siège d'amont contre la clé, et, en l'absence du ressort 109, il peut en résulter des pertes indésirables de lu- brifiant vers.la conduite. Cette tendance est vaincue par l'action du ressort 109 ou de moyens élastiques équivalents ayant une résistance de compression effective égale à la charge de pression du lubrifiant activé. Dans les cas où une pression de décalage ou de décollement est requise et appliquée, la pression antagoniste du ressort est négligeable comparée à la pression tota- le de décollement du lubrifiant, et négligeable également pour l'accroisse- ment du couple de fonctionnement comparativement à la pression de conduite.
Les ressorts 109 sont largement prévus pour maintenir une pression ou une énergie emmagasinée dans le lubrifiant qui est appropriée. A titre d'exemple, une pression de lubrifiant de 14 à 21 Kos/cm2 est amplement suffisante pour fournir la charge hydrostatique requise à l'écoulement du lubrifiant à travers les passages de la vanne.
D'une façon générale, l'accroissement du couple dû. à l'emploi de tels ressorts est d'environ 3 % avec une pression entretenue de lubrifiant de 14 à 21 Kos/cm2 dans une vanne de 20 cm, série 600, soumise à une pression de conduite de 105 Kos/cm2o
La figure 8 montre une autre modification de l'agencement d'anneaux
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de siège et de tampon absorbant, dans laquelle une série de ressorts incurvés 110., espacés sur le pourtour de la rainure annulaire ou évidement 38, et qui chevauchent une gorge annulaire 111 contenant un tampon absorbant en caout- chouc 112 pour les particules étrangères qui peuvent être retenues dans l'é- videment 38 en fonctionnement de la vanne.
Le nombre et la force des ressorts 110 peuvent être choisis suivant la rédaction élastique désirée sur le siège, et ils peuvent être espacés sur des côtés opposés du système de lubrifica- tion des figures 2 ou 6 de manière à ne pas produire d'interférence avec ce système
Dans les vannes comportant des brides boulonnées 23 et.28, telle celle représentée fig. 1, il peut ne pas exister d'emplacement suffisant pour les dispositifs d'injection de lubrifiant illustrés dans les figs. 2 et 6.
En pareil cas,le lubrifiant peut être injecté dans les cotés de la vanne, par exemple grâce à l'agencement de la figure 9,-qui tolère les mouvements- tant axiaux que normaux à l'axe des anneaux de siège. Dans cette disposition, le système de lubrification à tube flexible et blocs 102,103 et 108 de la figure 6 est disposé dans des perforations 113 pratiquées dans la paroi laté- rale 11 de la vanne et dans des trous alignés 114 des anneaux de siège 32 et 33, qui communiquent par des passages à lubrifiant 63 avec les rainures 57 des sièges. Dans l'extrémité externe filetée de la perforation 113 est vissée une tête "Alémite" 115 à travers laquelle du lubrifiant est injecté.
Dans cette forme de l'invention on a représenté un ressort Belleville 116 disposé dans l'évidement 38 par dessus le tampon absorbant 1120
La vanne illustrée est assemblée en introduisant l'anneau de siè- ge 32 par l'extrémité ouverte du corps et en laissant tomber ensuite l'organe sphérique 48 en place sur 1?anneau. de siège 32. La pièce 22 est ensuite fixée sur l'extrémité du corps avec l'anneau de siège 33 en position et avec, dis- posées entre l'organe terminal et le corps, des épaisseurs 18 dont l'épaisseur est suffisante pour procurer les jeux prédéterminés du contact intime désiré entre les surfaces sphériques de la clé et les anneaux de siège afin de pro- curer un couple satisfaisant lorsqu'on fait tourner la clé pendant l'ouvertu- re et la fermeture de la vanne.
Lorsque les anneaux de;siège sont pourvus de ressorts et convenablement ajustés pour les jeux et la pression, les épais- seurs 18 peuvent être supprimées, et l'organe terminal simplement boulonné sur le corps avec une garniture conventionnelle entre eux. Dans une telle dis- position la vanne doit être démontée de la conduite pour permettre l'enlève- ment de la clé. Ainsi qu'il apparaitra aux gens de métier, le corps peut tou- tefois être établi de manière telle, si on le désirait, qu'il permette l'en- lèvement de la clé et l'inspection des sièges sans séparer le corps de la van- ne de la conduite. Certaines vannes sphériques Fairbanks présentent une cons- truction de ce genre, et la vanne Humphreys, brevet des E.U.A.2.333.424, uti- lise une disposition de ce type général.
Fonctionnement.. En supposant aux fins d'illustration que la direction d'écou- lement soit celle indiquée dans la figure 1, et que la vanne soit fermée ou tournée de 90 par rapport à la position de la'figure 1, la pleine pression de conduite agit sur la clé et la repousse contre l'anneau de siège d'aval 32; il en résulte une légère extension entre les appuis de siège en raison de 1' élasticité inhérente prévue. La pression de conduite pousse également l'an- neau de siège d'amont 33 en engagement de surface intime avec la clé. Ce dé- placement du siège d'amont n'interfère pas avec la distribution du lubrifiant aux surfaces d'appui en raison des fonctions du mécanisme de lubrification des figures 2,6 et 9.
Ainsi, dans les vannes perfectionnées de l'invention, le siège d'amont axialement coulissant peut toujours suivre la clé, assurant un contact constant des deux surfaces de siège d'amont et d'aval 46 avec la surface de la clé 47, quelle que soit la direction d'écoulement, lorsque la vanne est en position fermée. En position ouverte sans pression de conduite différentielle sur la clé, les sièges sont en contact du fait du processus d'assemblage initial, et comme résultat des pressions élastiques s'exerçant sur les siègeso Conformément, on obtient une protection continue des surfaces d'appui qui n'a pas été réalisée antérieurement dans des robinets à clé lubri- fiés. D'une manière analogue, on obtient en même temps un double scellement
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d'étanchéité aux sièges tant d'amont que d'aval.
Dans la position ouverte de la vanneil n'y-a pas d'allongement axial appréciable du corps, et par suite, le corps doit être établi de maniè- re à céder suffisamment pour permettre l'établissement d'un film lubrifiant adéquat lorsqu'il se trouve sous des pressions de décalage ou décollement.
Dans la position de fermeture de la vanne,un certain*allongement axial se produit dû à la retenue de la masse de fluide, dont l'effet est de séparer la base de l'anneau de siège d'amont de sa butée ou appui, et, par conséquent lorsque l'on décale ou décolle l'un ou l'autre anneau de siège de la clé, la séparation susdite est diminuée sans autre allongement du corps si la vanne est soumise à des pressions élevées du fluide de la conduite. On a-constaté qu'une vanne de 20 cm de la disposition décrite, lorsqu'elle est soumise à une pression de conduite de 105 Kos/cm2 s'allonge axialement de 0,25 mm lors- qu'elle se trouve en position de fermeture. Dans la position d'ouverture 1' allongement axial n'est pas supérieur à 0,025 mm.
Bien que les contours principaux du corps doivent théoriquement se rapprocher de la forme sphérique pour présenter la résistance maximum avec le poids ou le coût minimum, on a constaté désirable dans certains cas d'utiliser une forme de corps essentiel- lement cylindrique, comme représenté., à l'effet d'obtenir des valeurs satis- faisantes pour les moyens cédant axialement, sans valeur excessive d'une tel- le élongation du corps qui nécessiterait des aiguilles d'injection du lubri- fiant inutilement longues pour transmettre du lubrifiant à travers les sièges mobiles. Une telle construction variera avec les dimensions des vannes et le taux de pression que l'on désire utiliser.
La charge de poussée des sièges peut être distribuée sur toute l'étendue de la base du siège, ou bien être relativement concentrée sur la partie interne ou la partie externe. Si la charge est essentiellement absor- bée à la partie externe, la charge de poussée est entièrement absorbée par des efforts de cisaillement dans le corps à l'appui et dans la paroi cylin-
Brique du corps. Si la charge de poussée est essentiellement absorbée à la .partie interne du siège, la charge est absorbée comme moment de flexion dans'l'épaulement du corps supportant l'appui. 11 est avantageux d'absorber les contraintes ou déformations qui peuvent se produire dans le corps plutôt que dans les anneaux de siège pour maintenir une meilleure. distribution de la charge sur les sièges avec des couples de fonctionnement résultants mini- ma.
Dans la réalisation préférée de l'invention, ce résultat est obtenu par -'les dispositions définies, dans lesquelles les anneaux de siège annulaires
32 et 33 sont établis suffisamment rigides pour maintenir un contact d'appui uniforme avec la clé même si le corps de la vanne subit des déformations pen- ' dant la séparation de la clé de l'un de ses sièges par décalage ou décolle- -ment,,-ou comme résultat de la pression différentielle dans la position de fermeture.
Lorsqu'un corps généralement sphérique est utilisé, l'élasticité inhérente du corps de vanne sphérique pendant la déformation, en même temps que le non-contact des parois de côté avec la clé agit effectivement à la manière d'un appui élastique pour les sièges. Dans le corps généralement cy- lindrique, comme représenté, toutefois, essentiellement toute l'élasticité ou moyens capables de céder sont fournis par la flexion des épaulements du corps qui supportent'les anneaux de siège 32 et 33.
La construction utilisée, dans laquelle la charge de poussée est transmise des périphéries externes et internes des anneaux de siège aux épau- lements de support, conserve aux sièges la rigidité voulue et contrôle la va- leur de la flexion dans les épaulements du corps.
La clé sphérique peut être un organe complètement flottant dans l'ensemble de la vanne,et n'être maintenu en place que par les sièges d'amont et d'aval de cette vanne. Dans la réalisation préférée de l'invention, comme illustré, la clé sphérique n'est également maintenue en position que par les sièges, mais en raison de la disposition utilisée, les sièges flottants sont tous deux en contact constant et uniforme avec la clé, à tous moments, soit dans là position d'ouverture, soit dans la position de fermeture de la vanne,
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et avec la pression différentielle de la conduite s'exerçant dans l'une ou l'autre direction d'écoulement, saccompagnant des déformations résultantes du corps.
Ceci présente un grand avantage pour le maintien des surfaces d' appui ou de siège en bonne condition, du fait qu'ils sont ainsi protégés de la pénétration du fluide de la conduite entre les surfaces dé portée et de scellement,pénétration qui se produit dans les vannes à clé cylindrique ou conique conventionnelles et ce qui peut, au bout d'un certain temps, c'orro- der ou éroder ces surfaces ou y déposer des matières étrangères telles que des particules dures de poussière et se traduire par un couple de fonction- nement plus élevé.
Dans les robinets à clé, lubrifiés, conventionnels, antérieure- ment utilisés, des aciers d'alliages n9ont pas, en général, été employés dans le but de réduire le coût et le poids. Alors que l'on dispose d'aciers d'alliages avec des résistances beaucoup plus élevées, leurs modules d'élas- ticité sont essentiellement les mêmes que ceux des aciers au carbone ordinai- res de résistance inférieure. Par suite, ils ne rendront pas essentiellement plus de service pour contrôler ou réduire les déformations du corps qui con- trôlent la coopération convenable des surfaces d'appui ou de portée.
Dans la présente invention, les déformations du corps n'influencent pas la coopéra- tion convenable des surfaces de portée ou d'appui. Les aciers d'alliage de résistance plus élevée peuvent par suite être utilisés avec avantage pour ré- duire le poids du corps et les frais. Comme les valeurs des déformations et des contraintes dans un organe quelconque de structure sont contrôlées par le module d'élasticité de la matière utilisée pour sa construction,il peut par suite être désirable dans certains cas d'utiliser des aciers d'alliages pour la matière du corps dans les vannes perfectionnées de l'invention.
Bien qu'ils n'aient pas un module d'élasticité plus grand, et qu'ils soient quel- que peu plus coûteux par unité de poids, ces aciers sont beaucoup plus ré- sistants à la traction que des aciers ordinaires au carbone et par conséquent ils nécessitent beaucoup moins de métal pour fournir une résistance adéquate pour le corps. Ceci réduit le poids de la vanne et en abaisse le coût..
Bien que l'on ait représenté plusieurs mécanismes pour lubrifier les sièges d'une manière indépendante, on peut également réaliser une,lubri- fication effective en injectant simultanément du lubrifiant dans les gorges ou rainures à lubrifiant des'deux sièges, simplement en prévoyant une cen- nexion appropriée pour le lubrifiant (par exemple un collecteur), de manière que lorsque le lubrifiant est placé sous pression, il s'écoule en même temps vers les deux sièges. Lorsqu'une pression de lubrifiant suffisante est créée en vue du décalage ou décollage, l'action qui se produit sépare en fait les deux sièges de la clé, en repoussant hydrauliquement les sièges à l'encontre des ressorts qui maintiennent les sièges contre la clé et des moyens élasti- ques prévus dans le corps et qui supportent les sièges.
Il est généralement préférable toutefois de prévoir un décalage ou décollement individuel de chacun des sièges de la clés du fait qu'une pression de décalage ou de décol- lement plus élevée peut ainsi être engendrée si le lubrifiant utilisé est de peu de consistance ou bien si un seul des sièges est collé à la cléo
Il ressort de la description qui précède que la construction, qui utilise des pièces ou organes interchangeables, permet l'emploi de matières spéciales, résistant à la corrosion, pour les sièges ou pour la clé, sans obligation d'établir toute la vanne à l'aide de ces matières coûteuses.
Dans certaines applications, la nature et le degré des actions corrosives ne jus- tifient pas la fabrication de toute la vanne en un matériau coûteux résis- tant à la corrosion,mais son emploi pour certains éléments ou parties expo- sés ou critiques des vannes, peut se justifier, afin d'obtenir un prix mini- mum et un meilleur service.
Dans la vanne perfectionnée de l'invention, même après mise en service, la vanne pourrait, si on l'estimait désirable, être enlevée, et de nouveaux sièges ou autres-parties en matériaux résistants à la corrosion pourraient être aisément substitués aux parties ou organes originels, ou bien encore de nouvelles parties ou organes, analogues aux parties ou organes primitifs usés pourraient être utilisés comme remplacements, sans remplacer
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toute la vanne.
D'une manière analogue, si on estimait désirable d'améliorer ou régénérer certaines parties de la vanne, comme les sièges par exemple, par recouvrement à l'aide d'un revêtement de "Stellite" ou autres matières résis- tant à la corrosion, ce qui nécessite le chauffage du métal de base à des températures élevées et'l'usinage ou meulage subséquent de ces parties au fi- ni requis, ceci peut être fait aux moindres frais et sans détruire le corps de la vanne comme ce seràit le cas si de telles réparations étaient effectuées sur des corps de vanne des types conventionnels, dans lesquels les sièges sont établis d'une pièce avec le corpso
Bien que les dessins montrent une clé sphérique essentiellement de forme exactement sphérique,
il est à noter que cette forme peut être atté- nuée dans les portions de la clé qui ne font pas partie des surfaces d'appui ou de portée ou interviennent autrement dans le fonctionnement convenable de la vanne, notamment en vue de réduire le coût et le poids de la structure.
Ainsi, on pourrait enlever un segment de la clé sphérique au bas et au sommet de la clé, où du métal n'est pas absolument nécessaire pour assurer le fonc- tionnement convenable de la vanne. Egalement, une portion de l'intérieur de la clé sphérique pourrait être évidée pour en réduire le poids et le coût, et la clé pourrait être fabriquée en la constituant de parties métalliques soudées.
Dans tous les cas cependant il faut conserver les caractéristiques essentielles d'un contour sphérique en relation avec son fonctionnement, con- jointement au profil sphérique des surfaces d'appui des siègeso
Bien que d'ordinaire les couples de rotation de la vanne perfec- tionnée soient faibles, pour les vannes de grandes dimensions et pour des pressions de conduite élevées, divers mécanismes de manoeuvre, tels que des moteurs électriques ou à fluide, ou à pistons et cylindres, peuvent être uti- lisés, Les variantes de structure précédentes sont désirables en raison de la gamme étendue des dimensions de vannes et des pressions de fonctionnement auxquelles sàtisfont les vannes perfectionnées de 1'.invention.
L'invention peut être réalisée sous d'autres formes spécifiques sans¯se départir de son esprit ou de ses caractéristiques essentielles. La réalisation représentée et décrite est par conséquent à considérer à tous égards comme illustrative et non limitative, et l'invention englobe naturel- lement les variantes et les modifications ainsi que les équivalents.
REVENDICATIONS.
1.- Dans une vanne à deux voies,.un corps, une clé sphérique métallique capable de tourner dans le dit corps, une paire de sièges métalli- ques annulaires procurant un contact d'appui ou de portée uniforme entre la dite clé sphérique et le corps dans l'étendue de surfaces continues de lar- geur substantielle sur les côtés amont et aval de la dite clé sphérique, et des moyens procurant un film de scellement plastique pratiquement continu entre la dite clé sphérique et le dit corps aux dites surfaces.
2.- Dans une vanne à deux voies, un corps, un élément sphérique porté dans le dit corps, capable de tourner autour d'un axe, sur des surfaces de siège sphériques d'aval et d'amont, des rainures à lubrifiant dans les dites surfaces de siège, des sources de lubrifiant sous pression reliées aux dites rainures et des moyens élastiquement déformables permettant le dépla- cement d'amont ou le déplacement d'aval du dit corps sphérique sous l'effet d'une pression de lubrifiant.