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VANNE D'ARRET.
On connaît déjà des organes d'arrêt sous forme de robinets- vannes ou de robinets-soupapes dans lesquels la pièce d'arrêt est revêtue d'une couche élastique qui est appuyée lors de la fermeture contre la surface du siège du passage à obturer, en vue de provoquer la fermeture. De tels organes d'ar- rêt présentent Davantage qu'ils ne nécessitent pas un usinage soigné des sur- faces de siège;
par contres la couche élastique d'étanchéité est soumise à des efforts très importants conduisant à une déformation permanente et à une mise hors service du matériau d'étanchéitéo
La présente invention a pour objet une vanne d'arrêt dans la- quelle on utilise également un matériauêlastique pour réaliser l'obturation. mais où l'effort de compression du matériau d'étanchéité peut être maintenu dans des limites modérées sans compromettre l'étanchéitéo
La particularité essentielle de la vanne d'arrêt suivant l'in- vention consiste en son équipement avec une pièce d'arrêt en matériau éLastique déformable qui est accouplée par son extrémité supérieure au moyen d'une piè- ce de pression au mécanisme de commande.
Dans une telle vanne d'arrêt la fer- meture étanche est assurée par écrasement de la pièce d'arrêt; dans ce proces- sus d'écrasement la pièce d'arrêt subit une augmentation de son épaisseur et de sa largeur en rapport avec son raccourcissement. de sorte qu'elle se trouve ap- pliquée avec une certaine pression contre les parois qui limitent l'ouverture à obturer, en même temps qu'elle obture l'ouverture du passage qui est prévue pour ses déplacements dans le bâti de la vanne.
Il convient de rendre la largeur de la pièce d'arrêt plus grande en direction transversale que l'ouverture à obturer et d'exécuter le passage destiné à recevoir et à guider la pièce d'arrêt avec des évidements latéraux qui se raccordent à un approfondissement de la conduite en regard de la face inférieure de la pièce d'arrêt. Grâce à cette disposition la piè- ce d'arrêt pénètre en position de fermeture dans l'approfondissement de la
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conduite, de sorte qu'elle permet de réaliser une fermeture extrêmement effi- cace et de se maintenir en sa position de fermeture au travers de la conduite même sous les pressions les plus élevées.
On a pu déterminer par des essais que la pièce d'arrêt peut être exposée aux pressions de servic'e les plus éle- vées lorsque les évidements latéraux et de préférence aussi l'évidement dispo- sé en regard de la face inférieure de la pièce d'arrêt présentent une dimen- sion minimum correspondant à environ 0,15 fois la plus grande dimension de l' ouverture.
La pièce d'étanchéité peut présenter des formes de section quelconque. On a trouvé particulièrement favorables les pièces de section ronde, mais on a obtenu de très bons effets d'obturation également avec des formes de section rectangulaires ovale ou similaires. Pour=des vannes de gran- des dimensions il a été trouvé avantageux d'utiliser des pièces d'arrêt qui comportent suivant une direction transversale par rapport à la conduite une section creuse et dont l'espace creux est garni d'un élément rigide de hauteur inférieure au moins de la hauteur d'écrasement de la pièce à la profondeur de l'espace creuxo La garniture assure ainsi un raidissement de la pièce d' arrêt creuse sans empêcher la déformabilité nécessaire de celle-ci.
Suivant un autre aspect de l'invention. la pièce d'arrêt est avantageusement attachée à sa partie supérieure à une membrane qui se trouve insérée dans le bâti de la vanne au moyen d'un couvercle portant le mécanisme de commande et qui assure la séparation du passage par rapport au mécanisme de commande., On peut sans difficulté disposer une telle membrane de telle sorte qu'elle forme une fermeture complètement étanche, ce qui permet de supprimer toute autre étanchéité au lieu de passage du mécanisme de commande.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront d'ailleurs de la description qui va suivre de certains modes de réali- sation choisis à titre d'exemples en référence aux dessins annexés dans les- quels la figure 1 montre-- une vanne d'arrêt suivant l'invention en coupe longitudinale; la figure 2 est une vue correspondante en coupe transver- sale; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution de vanne selon l'invention; . la figure 4 est une vue en coupe transversale correspondant à la figure 3.
Suivant le mode de réalisation choisi et représenté aux fi- gures 1 et 2, la vanne d'arrêt comprend un bâti 1 avec un appendice 2 de for- me évasée et un couvercle 3 qui se termine en une douille taraudée 4 desti- née à recevoir un axe de commande fileté 5. Le couvercle 3 est fixé sur le bord en forme de bride de 1'appendice 2 par des boulons 6.
La vanne proprement dite qui assure l'obturation de la con- duite 7 consiste en une pièce d'arrêt 8 qui est en caoutchouc ou autre maté- riau élastique et déformable. A l'extrémité supérieure de cette pièce est fi- xée par vulcanisation une pièce de pression 9. pièce sur laquelle peut se rac- corder l'axe de commande 5. En vue de raccordement la pièce de pression est munie d'un écrou 10 qui forme avec la pièce de pression un chapeau d'accouple- ment qui emprisonne la bride d'entraînement 11 ménagée à l'extrémité de la tige 5. La pièce d'arrêt 8 est obligée, de cette manière. à suivre les mou- vements longitudinaux de l'axe 5 sans s'opposer à la libre rotation de cet axe 5 dans le filetage de la douille 4.
La pièce d'arrêt 8 forme une seule pièce avec une membrane 12 raccordée à son extrémité supérieure. La membrane 12 a son bord extérieur ser- ré entre le couvercle 3 et l'appendice 2 du bâti de la vanne et ferme ainsi d' une manière étanche le passage 7 par rapport au passage de l'axe 5 dans la @
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douille taraudée 4.
A l'intérieur de 1?espace limité par le couvercle 3 et 1?appendice 2 la mem- brane 12 forme un grand plia ce qui empêche pratiquement toute dilatation de la membrane lors des déplacements de la pièce darrêt 8. Dans la position d' ouverture représentéela membrane 12 est appliquée contre la paroi interné du couvercle 3. L9appendice 2 offre une surface dappui correspondante pour la membrane dans la position de fermetures c'est-à-dire abaissée, de la piè- ce d'arrêt.
Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, la pièce darrêt a une section ronde et la face inférieure 13 est arasée suivant un plan. Le diamètre de cette pièce d9arrêt 8 est plus grand que le diamètre de la conduite 7. Il est donc nécessaire de prévoir des évidements 14 sur ¯ chaque côté de la conduite 7, évidements qui soient susceptibles de recevoir ,et de guider la pièce d'arrêt 8 dans son mouvement vers la position de fer- meture
Les évidements latéraux 14 se raccordent à un approfondisse- ment 15 dans lequel pénètre la pièce d'arrêt en position de fermeture.
Afin de faciliter 1?engagement de la pièce d'arrêt 8 dans 1 avidement 15 cet évi- dement est évasé en forme de côneo En complément ou à la place de cette mesure, la pièce d'arrêt peut présenter un rétrécissement conique à sa base.
La forme d'exécution suivant les figures 3 et 4 est similai- re quant à l'essentiel. à la forme d'exécution précédente; les parties corres- pondantes portent les mêmes numéros de référence.
Les différences sont les suivantes
La pièce d'arrêt 8 est constituée par un corps creux et pré- sente une forme générale rectangulaire en section avec les côtés arrondis en demi-cylindre. La face inférieure 13 de la pièce d'arrêt est également plate dans ce cas.
La membrane 12 est séparée de la pièce d'arrêt 8 par une plaque de pression 9a et appliquée sur cette plaque au moyen d'une garnitu- re 16 qui peut être vissée sur la plaque de pression 9a. La garniture rigide 16 ne remplit l'espace creux 17 de la pièce d'arrêt 8 que partiellement, de sorte que l'écrasement de la pièce d'arrêt 8 n'est pas gêné dans la position de fermeture. A l'intérieur de la garniture est fixée une douille filetée 18 qui est en prise avec l'axe fileté 5a et qui joue le rôle d'écrou d'en- trainement assurant lors de la rotation de l'axe 5a les déplacements de la pièce d'arrêt 8. L'axe 5a peut tourner librement dans le couvercle 3 du bâ- ti et il est empêché de se déplacer axialement par une bride 5b.
Il y a lieu de signaler en outre par rapport aux figures 1 et 2, la différence que la membrane 12 est limitée dans sa partie appuyée sur la face supérieure de la pièce darrêt par une ellipseo De mêmes le bord extérieur de la membrane 12 qui est serré entre les brides de l'appendice 2 et du couvercle 3 a une for- me elliptique.
Il est bien entendu que la pièce d'arrêt peut présenter d' autres formes d'exécution. ovales ou rectangulaires par exemple.
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THE STOP VALVE.
Shut-off members are already known in the form of gate valves or gate valves in which the stop piece is coated with an elastic layer which is pressed during closing against the surface of the seat of the passage to be closed, in order to bring about the closure. Such stops have the advantage that they do not require careful machining of the seat surfaces;
on the other hand, the elastic sealing layer is subjected to very large forces leading to permanent deformation and to the sealing material being put out of service.
The object of the present invention is a shut-off valve in which also an elastic material is used to effect the sealing. but where the compressive force of the sealing material can be kept within moderate limits without compromising the seal o
The essential peculiarity of the shut-off valve according to the invention consists in its equipment with a shut-off piece of deformable elastic material which is coupled by its upper end by means of a pressure piece to the control mechanism. .
In such a stop valve, the airtight closure is ensured by crushing the stop piece; in this crushing process the stop piece undergoes an increase in its thickness and its width in relation to its shortening. so that it is applied with a certain pressure against the walls which limit the opening to be closed, at the same time as it closes the opening of the passage which is provided for its movements in the frame of the valve.
The width of the stop piece should be made larger in the transverse direction than the opening to be closed and the passage intended to receive and guide the stop piece should be made with side recesses which connect to a deepening of the pipe facing the underside of the stopper. Thanks to this arrangement, the stop piece penetrates in the closed position into the deepening of the
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pipe, so that it makes it possible to achieve an extremely efficient closing and to remain in its closed position through the pipe even under the highest pressures.
It has been determined by tests that the stopper can be exposed to the highest working pressures when the side recesses and preferably also the recess arranged opposite the underside of the part. stopper have a minimum dimension corresponding to about 0.15 times the largest dimension of the opening.
The sealing part can have any cross-sectional shapes. Pieces of round cross-section have been found particularly favorable, but very good sealing effects have also been obtained with shapes of oval rectangular cross-section or the like. For = valves of large dimensions, it has been found advantageous to use stop pieces which comprise in a direction transverse to the pipe a hollow section and whose hollow space is lined with a rigid element of height at least less than the crushing height of the part to the depth of the hollow space. The lining thus provides stiffening of the hollow stopper part without preventing the necessary deformability thereof.
According to another aspect of the invention. the stop piece is advantageously attached at its upper part to a membrane which is inserted into the frame of the valve by means of a cover carrying the control mechanism and which ensures the separation of the passage from the control mechanism. , It is possible without difficulty to arrange such a membrane so that it forms a completely sealed closure, which makes it possible to eliminate any other sealing at the place of passage of the control mechanism.
The characteristics and advantages of the invention will moreover emerge from the description which follows of certain embodiments chosen by way of example with reference to the appended drawings in which FIG. 1 shows a valve. stop according to the invention in longitudinal section; Figure 2 is a corresponding cross-sectional view; FIG. 3 is a view in longitudinal section of another embodiment of the valve according to the invention; . Figure 4 is a cross-sectional view corresponding to Figure 3.
According to the embodiment chosen and shown in Figures 1 and 2, the stop valve comprises a frame 1 with an appendage 2 of flared shape and a cover 3 which ends in a threaded sleeve 4 intended for receive a threaded control pin 5. The cover 3 is secured to the flange-shaped edge of the appendix 2 by bolts 6.
The actual valve which closes the pipe 7 consists of a stopper 8 which is made of rubber or other elastic and deformable material. At the upper end of this part is fixed by vulcanization a pressure part 9. part on which can be connected the control shaft 5. For connection the pressure part is provided with a nut 10 which forms with the pressure piece a coupling cap which traps the drive flange 11 provided at the end of the rod 5. The stop piece 8 is forced in this way. to follow the longitudinal movements of the axis 5 without opposing the free rotation of this axis 5 in the thread of the sleeve 4.
The stop piece 8 forms a single piece with a membrane 12 connected to its upper end. The membrane 12 has its outer edge clamped between the cover 3 and the appendix 2 of the frame of the valve and thus seals the passage 7 with respect to the passage of the shaft 5 in the @.
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threaded sleeve 4.
Within the space limited by the cover 3 and the appendix 2 the membrane 12 forms a large fold which practically prevents any expansion of the membrane during the movements of the stopper 8. In the position of. aperture shown membrane 12 is pressed against the internal wall of cover 3. Appendix 2 provides a corresponding bearing surface for the membrane in the closed position, ie lowered, of the stopper.
In the embodiment of Figures 1 and 2, the stopper has a round section and the lower face 13 is leveled in a plane. The diameter of this stopper 8 is greater than the diameter of the pipe 7. It is therefore necessary to provide recesses 14 on each side of the pipe 7, which recesses are capable of receiving, and of guiding the part of. stop 8 in its movement towards the closed position
The side recesses 14 connect with a recess 15 into which the stopper enters in the closed position.
In order to facilitate the engagement of the stopper 8 in the hollow 15 this recess is flared in the shape of a cone. In addition to or in place of this measure, the stopper can have a conical narrowing at its base. .
The embodiment according to Figures 3 and 4 is substantially similar. to the previous embodiment; the corresponding parts bear the same reference numbers.
The differences are as follows
The stop piece 8 is formed by a hollow body and has a generally rectangular shape in section with the sides rounded into a half-cylinder. The lower face 13 of the stopper is also flat in this case.
The membrane 12 is separated from the stopper 8 by a pressure plate 9a and applied to this plate by means of a gasket 16 which can be screwed onto the pressure plate 9a. The rigid gasket 16 fills the hollow space 17 of the stopper 8 only partially, so that the crushing of the stopper 8 is not hampered in the closed position. Inside the lining is fixed a threaded bush 18 which engages with the threaded axis 5a and which acts as a drive nut ensuring during the rotation of the axis 5a the movements of the shaft. stopper 8. The pin 5a can rotate freely in the cover 3 of the frame and is prevented from moving axially by a flange 5b.
It should also be noted with respect to Figures 1 and 2, the difference that the membrane 12 is limited in its part resting on the upper face of the stopper by an ellipse. Similarly the outer edge of the membrane 12 which is clamped between the flanges of appendix 2 and cover 3 has an elliptical shape.
It is understood that the stop piece can have other embodiments. oval or rectangular for example.