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On connait déjà des dispositifs d'étanchéité élastiques appli-, qués aux armatures, et dans lesquels des organes élastiques sous tension créent la pression d'étanchéité nécessaire, entre les organes intéressés.
Comme organes élastiques, on utilise surtout des bagues ou couronnes en caoutchouc, ou bien des rondelles métalliques coniques, du type rondelle
Belleville.
Les bagues de caoutchouc utilisées comme organes élastiques présentent l'inconvénient qu'en cas de charge trop élevée elles subissent une déformation permanente, réduisant de façon correspondante leur effica- cité. Elles ne sont par conséquent utilisables seulement que pour des pressions spécifiques-' relativement faibles. Un autre inconvénient consis- te dans ce cas, dans la possibilité d'une modification de la structure du matériau, susceptible d'affecter son élasticité, selon les conditions de température et celles du service.
En ce qui concerne les rondelles Belleville, leur élasticité n'est pas seulement déterminée par-les propriétés de la matière qui les constitue mais aussi par-leur forme. même. Plus leur diamètre sera ,rand, et par conséquent, aussi pour des considérations de résistance, l'épais- seur de ces rondelles métalliques sera forte, et moins elles présenteront d'élasticité, pour une même pression. Or, il arrive@que par exemple dans le cas des vannes à opercule, on ait à considérer souvent des diamètres de joint et des pressions d'étanchéité très élevés.
Dans de tels cas, une élasticité appropriée ne peut seulement être obtenue qu'en disposant un nombre convenable de rondelles, lesquelles toutefois deviennent difficiles à établir en raison de leurs fortes dimensions, D'autre part, l'obtention et la conservation des valeurs exactes des forces de rappel désirées dans chaque cas appliquées aux sièges annulaires des vannes à opercule de section importante, présentent en pratique certaines difficultés.
Afin d'écarter les inconvénients des formes de réalisation cidessus rappelées, et conformément à l'invention dans laquelle on utilise des rondelles Belleville métalliques pour exercer la pression d'étanchéité désirée, celle-ci s'appuie sur deux moyens dont chacun d'eux est déjà employé en soi dans d'autres branches de la technique.
Il s'agit d'une part de la disposition connue dans la réalisation de joints d'étanchéité sur les arbres, et qui utilise un certain nombre d'éléments élastiques annulaires disposés en parallèle, ces éléments étant de dimensions relativement faibles et de grande élasticité, éléments répartis en plusieurs points de la périphérie d'une bague ou couronne d'étanchéité axialement mobile, et d'autre part, de la réalisation, principalement adoptée dans les tampons, d'un organe élastique constitué par un empilage de plusieurs rondelles Belleville juxtaposées en série.
La présente invention est basée sur la constatation du fait qu'une combinaison nouvelle de ces deux moyens se prêtait particulièrement bien à l'application dans les vannes à opercule et autres armatures à grande section de passage, et supportant des pressions d'étanchéité élevées.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les axes de guidage utilisés de manière connue dans ces empilages de rondelles élastiques, à axes parallèles, sont engagés par une douleurs extrémités dans une couronne commune jouant le rôle de siège pour les organes élastiques alors que, par leur autre, extrémité, ils sont mobiles axialement dans des perçages où ils sont engagés, perçages ménagés dans une bride de la couronne d'étanchéité, constituant la surface d'appui opposée pour les organes élastiques. La couronne formant siège s'appuie par.sa face opposée aux organes élastiques, éventuellement par l'intermédiaire d'une couronne de pression métallique, contre une facee d'une couronne de garniture élastique.
Cette dernière est supportée axialement et radialement dans le corps de l'armature par deux autres de ses côtés, alors que son quatrième c8té prend luimême appui sur un prolongement de guidage tubulaire ou cylindrique de la
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couronne d'étanchéité. Dans le cas particulier d'utilisation dans une vanne d'arrét, on peut prévoir deux couronnes d'étanchéité établies et disposées conformément à l'invention, jouant le rôle de siège, de part et d'autre d'un organe d'obturation ou opercule mobile dans le sens longitudinal de la tige ou vis de manoeuvre, et transversalement à l'axe de la canalisation à obturer et à celui des couronnes d'étanchéité.
Le dessin annexé montre l'objet de l'invention, dans une forme d'exécution donnée à titre d'exemple, et représentant une coupe partielle passant par une vanne d'arrêt.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée à l'appui de ce dessin.
Dans le corps 1 de la vanne à opercule, raccordée à une canalisation de gaz ou autres fluides par ses deux tubulures 2, 3 dont seulement l'origine est représentée, se déplace l'organe d'obturation constitué ici par un opercule creux 4 établi en une pièce, et dont les faces latérales orientées perpendiculairement à la direction d'écoulement du fluide, indiquée par la flèche 1, assurent la fonction d'obturation. L'opercule est, de la manière habituelle, relié par son extrémité supérieure non représentée à une tige ou vis fixe ou axialement mobile, au moyen de laquelle l'opercule peut être déplacé vers le haut ou vers le bas, dans le sens de l'ouverture ou de la fermeture. Le sens de déplacement de cet opercule est donc perpendiculaire au plan du dessin.
De part et d'autre de l'opercule creux 4 sont disposés deux sièges 5, 6 assurant le joint contre l'opercule par leurs faces d'extré- mités en regard, dépassant à l'intérieur du corps de la vanne, et formant une bride. Ces sièges comportent des prolongements tubulaires dont le diamètre intérieur correspond à celui des tubulures du corps de la vanne. Les deux sièges sont susceptibles de se mouvoir axialement, avec un faible jeu radial par rapport au corps. La pression d'étanchéité entre les sièges et les parois latérales de l'opercule est fournie par un certain nombre d'éléments élastiques 7 annulaires, se composant de rondelles Belleville disposées par paires et empilées parallèlement l'une à l'autre, chacun de ces empilages étant traversé par un axe de guidage 8.
Tous les axes de guidage situés d'un même côté de l'opercule sont engagés par leur extrémité de diamètre légèrement réduit dans les perçages correspondants d'une couronne commune 9, alors que par leur autre extrémité ils pénètrent avec un léger jeu radial dans des perçage 10 des sièges, de manière à pouvoir s'y déplacer légèrement dans le sens axial, les perçages 10 étant ménagés dans la partie postérieure de la bride qui constitue les sièges 5, 6. Du côté de la couronne 9 opposé aux organes élastiques 7 est prévue une seconde couronne métallique 11, puis une couronne de garniture ou de joint élastique et plastique.
Cette dernière est soutenue dans le corps 1 de la vanne, axialement et radialement vers l'extérieur, et est encore soutenue radialement vers l'intérieur en prenant appui contre la face externe des prolongements tubulaires.. des sièges 5 ou 6 correspgndants.
Le fonctionnement du dispositif tel que décrit et représenté est le suivant. Les organes élastiques 7 mis en place sous tension, ou comprimés, s'appuient d'une part contre la face postérieure de la bride appartenent aux sièges 5, 6 et d'autre part contre la couronne de montage 9 des axes de guidage- 8. Ces couronnes 9 constituent donc elles-mêmes le siège sur lequel s'exerce la pression d'étanchéité fournie par les organes élastiques, et appliquée tant entre les sièges 5, 6 et l'opercule 4 d'une part qu'entre la couronne de garniture ou de joint 12 et les couronnes d'appui 11 ou le corps 1 d'autre part.
Quoique cette pression d'étanchéité doive être éventuellement très élevée, comme c'est la cas ici, où il s'agit de diamètres de joint importants et de pressions de service élevées, elle peut être obtenue grâce à la multiplicité et à la répartition d'un nombre approprié d'organes élastiques, eux-mêmes formés d'un nombre
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approprié d'éléments ou rondelles Belleville de dimensions pratiquement aussi petites qu'on le désire, d'autant que celle-ci, comme dans l'exemple de réalisation représenté, peuvent être disposées par paires, également en nombre quelconque.
Ainsi, un important avantage du dispositif suivant l'invention consiste dans la possibilité de choisir la composition des éléments élastiques, et par suite la valeur de la pression totale du joint, selon.les exigences de chaque cas, et ceci entre des limites très étendues, cette pression pouvant d'autre part être répartie très régulièrement, dans la mesure de la répartition uniforme des éléments élastiques individuels. D'autre part, un tel dispositif de joint est insensible à l'action de fluide corrosifs , car on ne fait nulle part emploi du caoutchouc ou d'une autre matière analogue.
Si la pression de joint, après un certain temps, diminue du fait de la déformation permanente de la couronne de garniture, il suffit de compléter chacun des éléments élastiques par une ou deux rondelles elleville supplémentaires pour ré- tablir les conditions d'origine.
Le dispositif d'étanchéité suivant l'invention peut être ap- pliqué, avec les mêmes avantages que dans le cas d'une vanne d'arrêt à opercule, à tous les autres organes d'armature, moyennant les arrange- ments nécessaires.