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"Nouvelle vanne-papillon perfectionnée".
La présente invention concerne une nouvelle vanne- papillon perfectionnée, à utiliser dans une tuyauterie desti- née au transport d'un fluide sous haute pression.
Dans une vanne-papillon de conception antérieure, utilisée dans des tuyauteries de transport de fluide sous haute pression et du type dans lequel est monté de façon rotative un bloc de disques à l'intérieur d'un corps cylindrique transver- salement à celui-ci et perpendiculairement à l'axe de ce corps, il est nécessaire, pour établir une étanchéité entre le contour - externe du bloc de disques et la périphérie interne du corps, de prévoir un siège annulaire de soupape incorporé au corps et disposé le long et autour de la périphérie interne de celui-ci, pour recevoir le bord périphérique externe d'un joint en matière .élastomère disposé autour du bord extérieur périphérique du bloc
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de disques et sur ce bord.
Ce siège annulaire de soupape est destiné à coopérer avec le bord périphérique externe du bloc de disques, quand celui-ci est à sa position de fermeture complète, de façon à maintenir-une étanchéité aux faces en contact entre là périphérie externe du bloc de disques et la périphérie inter ne du corps. Dans ce but, il faut monter avec précision et incor- porer le siège annulaire de soupape le long et autour de la pé- riphérie interne du corps.
Cependant, il est, en fait, très -difficile de monter avec précision le siège de soupape le long et autour de la périphérie interne du corps, de la manière men- tionnée ci-dessus car un tel montage précis de ce siège annulai- re de soupape exige une main-d'oeuvre très expérimentée,
De plus, dans la vanne-papillon du type antérieur men- tionné ci-dessus, le bloc de disques, qui comporte une paire de disques fixés l'un à l'autre, avec un espace libre ménagé entre ces disques et avec une garniture en matière élastomère montée enzre ces disques et saillant radialement à 1'extérieur du bord périphérique externe de ceux-ci, doit être monté de façon rota- tive à l'intérieur du corps de vanne,en insérant un arbre supé- rieur de manoeuvre,
par un passage de l'extrémité supérieure/de ce corps, à l'intérieur de la moitié supérieure dudit espace libre, un arbre inférieur mené étant inséré par un trou du fond du corps, dans la moitié inférieure dudit espace libre, -on cou- vercle fermé étant appliqué contre l'extrémité inférieure du trou du fond du corps et recouvrant ce trou et la surface en- tourant celui-ci, et finalement le couvercle fermé étant fixé au fonddu-corps au moyen de boulons ou vis de montage. Toutefois, un tel montage du bloc de disques dans le corps de la vanne- papillon antérieure n'assure pas, dans la plupart des cas, une étanchéité entre la périphérie extérieure du bloc de disques et la périphérie intérieure du corps, et rend possibles des fuites de fluide le long des faces de contact.
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Un but de la présente invention est de réaliser une vanne-papillon nouvelle et perfectionnée qui permet effectivement l'élimination des difficultés inhérentes à la vanne-papillon du type antérieur mentionné ci-dessus.
Un autre but de la présenteinvention est de réaliser une vanne-papillon pour laquelle il n'est pas nécessaire de pré- voir un siège annulaire de soupape le long et autour de la péri- phérie intérieure du corps de vanne, pour établir une étanchéiré aux faces de contact entre le bloc- de disques et le corps de la vanne.
Un autre but de la présente invention est de réaliser une vanne-papillon de construction et de fonctionnement simples, et d'un montage facile et simple à l'intérieur du corps de vanne.
Conformément à la présente invention, une vanne-papillon à utiliser dans une tuyauterie de transport-de fluide sous haute pression, comprend un corps creux cylindrique qui possède à son extrémité supérieure une partie formant col dirigée vers le haut et prévue avec un alésage communiquant avec l'intérieur dudit corps, et présente intérieurement dans son fond une cavité dans l'alignement de l'alésage du col; un arbre inférieur mené étant monté de façon rotative dans la cavité et faisant partielle- ment saillie hors de -celle-ci, vers le haut ; unarbre supérieur menant étant monté'de façon rotative dans l'alésage du. col et se prolongeant partiellement vers le bas à l'intérieur du corps;
et un bloc tournant de disques étant monté à l'intérieur du¯ corps, transversalement à celui-ci, perpendiculairement¯à !'axe de ce corps et comprenant une paire de disques similaires fixés l'un à l'autre face à face, avec une garniture en matière élas- tcmère montée entre ces disques, faisant saillie partiellement et radialement hors du bord périphérique extérieur de ces disques et destinée à venir au contact étanche de la périphérie inté- rieure du corps;
un/des disques étant équipé, d'un côté, d'une paire
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d'organes destinés à recevoir un arbre et situés en deux posi- tions diamétralement opposées adjacentes au bord périphérique extérieur du disque et ces organes étant de dimensions et de forme telles que chacun d'eux peut coopérer avec le côté corres- pondant du disque pour définir un espace de section rectangu- laire dont la section transversale-est légèrement plus grande que la section transversale de la portion saillante de chaque arbre respectif; ainsi le bloc de disques est--mobile-par rapport aux arbres pendant la rotation commune du bloc et des arbres, tout en maintenant l'étanchéité entre sa périphérie extérieure et la périphérie intérieure du corps.
Les buts et les avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description donnée ci-après en référence au des- sin annexé, dans lequel : la figure 1 est une vue frontale d'une forme d'exécu- tion préférée de la vanne-papillon construite conformément à la présente invention; la figure 2 est une vue verticale, en coupe suivant II-II de la figure 1 et la direction de la flèche, montrant comment un bloc de disques est monté dans le corps creux cylin- drique de la vanne-papillon; la figure 3 est une vue transversale, en coupe suivant-- III-III de la figure 2, contrant le bloc de disques à ses posi- tiens entièrement ouverte et partiellement ouverte, respective- ment; la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, mais s'entrant le bloc de disques en position fermée;
la figure5 est une vue analogue à la figure 3, mais montrant une vanne-papillon d'un type antérieur; les figures 6 et 7 sont-des vues schématiques expli- quant le fonctionnement du bloc de disques dans les positions du bloc représentées aux figures 3 et 4 respectivement;
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la figure 8 est une vue schématique expliquant le fonctionnement du bloc de disques dans la position du bloc repré- sentée à la figuré 5; la figure 9 est une vue verticale fragmentaire agrandie, en coupe partielle, montrant la façon dont un organe destiné à recevoir un arbre et équipant le bloc de disques est placé sur un arbre inférieur mené, et la figure 10 est une vue de détail en perspective, montrant un arbre supérieur menant et l'arbre inférieur mené.
On décrira maintenant la présente invention en réfé- rence aux différentes figures 1 à 4, dans lesquelles est repré- sentée une forme d'exécution préférée de vanne-papillon, confor- me à la présente invention.
La nouvelle vanne-papillon comprend, en général, un corps cylindrique creux ou corps principal 1 qui comporte une - chambre cylindrique ouverte ou passage 1' Le corps 1 possède, à ses extrémités opposées, des brides annulaires 2 incorporées ayant chacune une série de trous espacés 2', pour permettre le raccordement de ces brides (non représentées) à celles de tubes opposés et adjacents (non représentées), disposés en alignement l'un par rapport à l'autre et avec la vanne-papillon dans une tuyauterie destinée au transport d'un fluide hydraulique sous haute pression.
Le corps cylindrique ou principal 1 est, en outre, pourvu d'un col creux 3 en saillie vers le haut sur la périphérie extérieure, et sensiblement à égale distance des deux brides 2; le col possède une bride 3' à son' extrémité supé- rieure et un alésage central fileté 3" s'étendant sur la longueur ou hauteur du col 3.
L'alésage central 3" du col 3 communique à son extrémité inférieure avec la chambre 1' du corps 1 au moyen d'un-trou lisse 4,,pratiqué dans le corps juste au-dessous de l'extrémité inférieure de l'alésage central 3" du col 3, coaxialement à cet alésage 3 de diamètre inférieur à celui-ci-'
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Le corps cylindrique 1 comporte, en outre, au fond, un renflement 5, en saillie sur la périphérie extérieure et ¯ aligné avec le col 3. Une cavité cylindrique 6 est ménagée dans la surface intérieure périphérique du corps 1, en face du tron'supérieur 4 et en même temps que ce dernier, et cette cavité a un diamètre égal à celui du trou 4.
La cavité 5 est destinée à recevoir librement un arbre inférieur mené 7 formé par une barre de section sensiblement circulaire ayant une portion cylindrique 7', destinée à être logée dans la cavi- té 6 et une portion terminale 7" parallélipipédique rectangle et étroite, dont un bord d'extrémité est biseauté comme indi- qué en 7"" Lorsque la vanne-papillon est assemblée, l'arbre inférieur mené 7 est monté de façon rotative dans la cavité cy- lindrique 6, la portion 7' étant logée dans celle-ci et la portion terminale aplatie 7" saillant vers le haut hors de la cavité, dans la direction de l'axe de la chambre 1'.
Un bloc rotatif 8 de disques qui comprend une paire de disques similaires 9. dont le diamètre commun est légèrement inférieur à celui de la chambre l', est monté de façon rotative intérieurement et transversalement à celle-ci, ec perpendiculai- rement à l'axe de cette chambre, d'une manière qui sera décrite ci-après. Chaque disque 9 a une section en forme générale d'U, avec une cavité centrale circulaire (non représentée). En assemblant le bloc-8de disques, les deux disques 9 sont fixés face à face, les fonds de leurs cavités centrales étant mis l'un contre l'autre de manière à former une gorge annulaire (non représentée} entre les faces ou côtés opposés des disques adja- cents et aux bords extérieurs périphériques de ceux-ci.
Un disque est équipé d'une paire d'organes similaires 10 destinés à recevoir chacun une extrémité d'arbre; chaque organe a une section en U, et est fixé sur un côté du disque correspondant par soudure ou tout autre moyen approprié. Les deux crganes 10
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sont disposés sur un côté du disque 9 à des positions diamétra- lement opposées et espacées, au voisinage du bord périphérique extérieur de ce-disque.
Chaque organe 10 est fixé sur une face du disque 9, par les extrémités de ses branches opposées et parallèles 10', la branche transversale 10" de chaque organe étant à l'écart de la même face adjacente du disque 9. de façon à délimiter un espace rectangulaire 11 entre la face adjacente de ce disque particulier, et la face interne de cette branche transversale; le rôle de cet espace 11 constitue une caractéris- tique importante de la présente invention comme le montrera la description ci-après.
Les organes 10 ont une forme et une structure telles que quand ils sont fixés sur la face adjacente du disque 9 correspondant, cette face et la face interne de la branche transversale 10" peuvent être à l'écart l'une de l'autre d'une distance correspondant à l'épaisseur ou à la largeur de la portion terminale aplatie 7", parallélipipédique rectangle, de l'arbre inférieur mené 7, ou bien l'espace 11 de section rectan- gulaire, ainsi formé, peut avoir une largeur correspondant à la largeur ou 1épaisseur de la portion terminale aplatie 7" de l'arbre inférieur, et cet espace 11 peut avoir une longueur un peu supérieure à celle de chacun des plus longs côtés de la portion terminale aplatie de l'arbre inférieur 7.
Lors de l'exécution du bloc rotatif 8 de disques, les disques 9 de la paire sont assem- blés face a face, les organes 10 en forme d'U, destinés à rece- voir une extrémité d'arbre et fixés sur l'un des disques, sont disposés vers l'extérieur et une garniture arnulaire 12, en ma- tière élastomère, est logée dans la gorge annulaire précitée, située entre-les côtés adjacents des disques 9 face à face; ensuite un certain nombre de vis 13 de montage'sont vissées dans les disques et la garniture afin de fixer ces éléments les uns aux autres en un seul élément.
Le diamètre extérieur de la garniture annulaire en matière élastomère est légèrement supérieur
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à celui des disques 9 de-sorte que quand la garniture est montée dans l'ouverture annulaire précitée et située entre les disques -
9 en vis-à-vis, le bord périphérique extérieur de la garniture peut faire saillie radialement et au-delà des bords périphéri- ques extérieurs des disques, pour une raison qui sera exposée ci-dessous.
L'alésage central taraudé 3" du col 3 reçoit par-vis- sage une pièce tubulaire 14 supportant l'arbre supérieur- La pièce 14 possède une bride annulaire 14' à son extrémité supé- rieure, et un filetage 14" sur la périphérie extérieure, dans un but qui sera décrit plus loin. Un emp ilage de joints annu- laires 16 est disposé autour de l'arbre supérieur 15 entre l'extrémité inférieure de l'élément tubulaire 14 et l'extrémité- supérieure du corps 1.
En montant le bloc 8 de disques, ainsi constitué, dans la chambre l' du corps 1, l'arbre inférieur mené 7 est d'abord inséré dans la cavité 6, le bord biseauté 7" de sa portion terminale aplatie 7" faisant saillie hors de la cavité 6 vers l'axe de la chambre. Puis, le bloc 8 de disques est in- troduit à force dans la chambre l'en faisant coulisser un des organes 10 diamétralement opposés destinés l'un et l'autre à recevoir une extrémité d'arbre et appartenant au disque 9, corres- pondant:
sur la portion terminale aplatie 7" de l'arbre inférieur 7 jusqu'à ce que le fond de 1=organa¯10 correspondant vienne en butée contre l'épaulement formé à la jonction entre la portion cy- lindrique 7' et la portion terminale aplatie 7" Ce coulisse- ment de l'organe 10, le long de la portion terminale aplatie 7" est facilité par l'existence du biseau 7"de cette portion 7"
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et parce qp.JiLl....J:.ongueU1" D de llp?("p TIJ rectangulaire en -section'est plus grande que la longueur d de la portion termi- nale aplatie 7" {voir la figure 9).
Lorsque la base de l'organe 10 correspondant porte contre l'épaulement précité de l'arbre
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inférieur mené 7, l'autre organe 10 du même disque 9, est simul- tanément mis en alignement avec le trou lisse 4 dans le corps cylind rique 1.
Ensuite, un arbre supérieur menant 15, en for- me de barre, possédant une portion cylindrique 15' prolongée,à une extrémité, par une portion terminale aplatie 15" et, à l'autre extrémité, par une portion 15"', de section hexagonale,est introduit par 1''ouverture centrale 14" et le trou supérieur 4 dans le corps 1 (le diamètre de l'ouverture 14" et du-trou 4 est supérieur à celui de la.portion cylindrique 15' de l'arbre supérieur), et la portion terminale aplatie 15" est poussée vers ¯ le bas jusqu'à ce que l'épaulement, formé à la jonction entre la portion cylindrique 15' et la portion terminale aplatie 15", porte sur la garniture 12; ainsi la portion terminale aplatie
15" peut être logée dans l'autre organe 10.
La portion termi- nale aplatie 15" de l'arbre supérieur menant 15 a mêmes dimen- - sions et même forme parallélipipédique rectangle que la portion terminale aplatie 7" de l'arbre inférieur mené 7, mais cette portion 15" ne présenta pas de biseau. Quand l'arbre supérieur menant 15 est introduit de la manière décrite ci-dessus, le bloc
8 de disques peut être maintenu à sa position de fonctionnement dans le corps 1, perpendiculairement à l'axe de la chambre l' et ce bloc de disques peut tourner dans le sens désiré pependicu- lairement à l'axe de la chambre 1/, la garniture annulaire 12 assurant l'étanchéité sur la surface périphérique intérieure du.
--Corps- Comme indiqué ci-dessus puisque les deux organes 10, diamétralement opposés et destinés à recevoir des extrémités d'arbres ont les mêmes dimensions et la même forme, les posi- tions de ces organes peuvent facilement être échangées, sans- affecter le fonctionnement du bloc 8 de disques.
Bien que le diamètre de la garniture annulaire 12 soit plus grand que celui des disques 9 le montage du bloc 8 de disques dans la chambre l' peut être effectué sans difficulté., car la garniture est formée
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d'une matière élastomère qui se déforme élastiquement lorsque l'ensemble est inséré dans le corps I, et du fait de la com- pression élastique de cette garniture, le bloc de disques est capable d'assurer à tout instant l'étanchéité en coopération avec la surface périphérique intérieure du corps 1, quelle que soit la position de fonctionnement que le bloc-de disques peut effectivement prendre dans la chambre 1', en service effectif.
Ce qui précède,montre que le bloc 8 de disques étant monté dans la chambre 1'du corps .1 -de la manière--décrite ci- dessus, 1:-'axe vertical de ce bloc de disques est disposé excen- triquenent par rapport à l'axe des arbres inférieur et supérieur
7 et 15 à une distance indiquée-par la lettre de référence S à la figure 7.
A la figure 3, la lettre de référence A représente le diamètre de la chambre 1', et à -la figure 6, la lettre de référence n indique la différence de longueur entre la section rectangulaire de la portion terminale aplatie 7" ou 15" (ou la distance de laquelle le bloc de disques peut se déplacer par - rapport aux arbres inférieur et supérieur),-et la section rec- tangulaire de chaque espace 11, alors que la lettre de référence
Q à la figure 7 indique la différence entre le diamètre de chaque disque 9 et le diamètre A de la chambre 1'.
En fonctionnement, l'opérateur saisit une poignée (non représentée) à la partie libre de celle-ci, opposée à l'extré- mité présentant une ouverture hexagonale (non représentée) et engagée sur la partie 15''', hexagonale, correspondante de l'arbre supérieur menant 15; ensuite, il tourne cette poignée dans le sens désiré de façon à faire tourner l'arbre supérieur menant
15 qui, à son tour, fait tourner le bloc 8 de disques dans le même sens. La-rotation du bloc 8 de disques est transmise à l'arbre inférieur mené7 et--le fait tourner dans le même sens; ainsi, les arbres et-le bloc de disques peuvent tourner ensemble.
A la figure 3, la position éntièrement ouverte du bloc 8 de dis- ques est représentée en trait plein et la position partiellement
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ouverte de ce bloc est représentée par les deux lignes en trait mixte. A cette position partiellement ouverte, le fluide sous pression., qui circule à l'intérieur-de la vanne-papillon dans ¯le sens des flèches représentées à la figure 3, peut sortir de cette vanne dans le sens indiqué par la flèche P à la même figure. La figure 4 montre ce bloc de disques à sa position - entièrement fermée ou étanche au fluide, à laquelle aucun fluide ne peut traverser la vanne-papillon.
Lorsque les arbres 7 et 15 et le bloc! de disques tournent ensemble de la manière décrite ci-dessus, ce bloc 8 peut se déplacer par rapport aux arbres sous l'effet de la pression du fluide qui lui sera appliquée, par suite de l'exis- tence des espaces Il autour des arbres 7 et 15.
La figure 5 représente en coupe une vanne-papillon d'un type antérieur et qui est sensiblement analogue à la vanne conforme à l'invention et représentée aux figures 1 à 4, 6 et 7,
9 et 10. sauf en ce qui concerne les dimensions des espaces définis entre une face du disque particulier équipé d'une paire d'organes en forme d'U, destinés à recevoir l'un et l'autre une extrémité d'arbre et la face adjacente de la brande transversale de chacun de ces organes.
Dans cette vanne-papillon antérieure, chaque organe 110 recevant une extrémité d'arbre, est fixé sur une face ou sur le côté extérieur d'un disque 109 et a des dimen- sions telles que le côté intérieur de la branche transversale 110" reliant les branches opposées et parallèles 110' définit avec le côté adjacent du disque particulier 109 un espace 111, de section rectangulaire, qui a sensiblement la même forme et les mêmes dimensions que celles de la portion terminale aplatie de l'arbre supérieur cu inférieur (à la figure 5, est représentée la por- tion terminale aplatie 107" de l'arbre inférieur 107);
il n'y a donc aucun jeu n, entre l'espace 111 et l'arbre comme dans la vanne-papillon conforme à l'invention (voir la figure 8). Il en résulte que le bloc 108 de disques ne peut pas se déplacer par
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rapport aux arbres pendant la rotation commune du bloc et de ces arbres.
Comme l'axe vertical du bloc de disques est monté excentriquement par-rapport aux axes des arbres, si les disques du bloc ont un diamètre suffisamment grand pour permettre à la garniture interposée d'être en contact direct avec la surface périphérique intérieure du corps, sans prévoir un siège annulai- re de soupape le long et autour de la surface périphérique intérieure du corps pour coopérer avec le bord périphérique extérieur de la garniture, le bloc de disques porterait ferme- ment contre la surface périphérique intérieure du corps pendant la rotation du bloc de disques et la rotation de ce bloc serait arrêtée par le corps (voir-la figure 8).
Afin d'éliminer cette difficulté dans la vanne-papillon antérieure, comme représenté à la figure 5, les disques du bloc doivent avoir un diamètre assez petit de telle façon que la garniture ne puisse venir au contact direct de la surface périphérique intérieure du corps- et il faut prévoir un siège annulaire de soupape le long et autour de la surface périphérique intérieure du corps,pour com- penser la. réduction du diamètre des disques, ce qui permet de réaliser l'étanchéité -entre la périphérie extérieure du bloc de disques et la périphérie intérieure ducorps tout en permettant une relation aisée du bloc de disques.
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Tcuefçi, cc:foz-r,réent à la présente invention et comme mentionné ci-dessus, puisque les disques 9 du bloc 9 sont d'un diamètre suffisant pour que la garniture puisse venir au contact direct de la surface périphérique intérieure du corps et que le bloc 8 est mobile par rapport aux arbres 7 et 15 sur une distance n résultant de la différence entre la longueur de la section rectangulaire de l'espace 11 et celle de la sec- tion rectangulaire des portions terminales aplaties 7" et 15" des'arbres 7 et 3¯5, le bloc de disques peut tourner aisément au contact direct de la surface périphérique intérieure du corps
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1, tout en assurant le maintien de l'étanchéité avec-le corps,- sans qu'il soit nécessaire de prévoir un siège 'annulaire le long et autour de la périphérie intérieure de ce corps,
ce qui per- met de faciliter grandement le fonctionnement de la vanne-papillon et de simplifier la construction de cette vanne et, par-suite,-de réduire les frais de fabrication.
De nombreuses modifications et adjonctions pourraient être apportées à la vanne-papillon ci-dessus, sans sortir du cadre de l'invention, pour l'intelligence de laquelle on a décrit une forme d'exécution préférée à titre nullement limi- tatif .
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"New Improved Butterfly Valve".
The present invention relates to a new and improved butterfly valve for use in piping intended for the transport of a fluid under high pressure.
In a previously designed butterfly valve used in high pressure fluid transport piping and of the type in which a disk block is rotatably mounted within a cylindrical body transversely thereto and perpendicular to the axis of this body, it is necessary, in order to establish a seal between the - outer contour of the disc block and the inner periphery of the body, to provide an annular valve seat incorporated in the body and arranged along and around of the inner periphery thereof, to receive the outer peripheral edge of an elastomeric material gasket disposed around the peripheral outer edge of the block
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of discs and on this edge.
This annular valve seat is intended to cooperate with the outer peripheral edge of the disc block, when the latter is in its fully closed position, so as to maintain a seal on the faces in contact between the outer periphery of the disc block. and the inner periphery of the body. For this purpose, the annular valve seat must be fitted with precision and incorporated along and around the internal periphery of the body.
However, it is, in fact, very difficult to precisely mount the valve seat along and around the inner periphery of the body, in the manner mentioned above because such a precise fitting of this annulus seat valve requires a very experienced workforce,
In addition, in the butterfly valve of the earlier type mentioned above, the disc block, which has a pair of discs fixed to each other, with a free space between these discs and with a gasket made of elastomeric material mounted between these discs and projecting radially outside the outer peripheral edge thereof, must be rotatably mounted inside the valve body, inserting an upper operating shaft,
by a passage of the upper end / of this body, inside the upper half of said free space, a lower driven shaft being inserted through a hole in the bottom of the body, in the lower half of said free space, -on neck - closed cover being applied against the lower end of the body bottom hole and covering this hole and the surface surrounding it, and finally the closed cover being fixed to the body bottom by means of mounting bolts or screws. However, such mounting of the disk block in the body of the front butterfly valve does not, in most cases, ensure a seal between the outer periphery of the disc block and the inner periphery of the body, and makes possible fluid leaks along the contact faces.
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An object of the present invention is to provide a new and improved butterfly valve which effectively eliminates the difficulties inherent in the butterfly valve of the prior type mentioned above.
Another object of the present invention is to provide a butterfly valve for which it is not necessary to provide an annular valve seat along and around the inner periphery of the valve body, to establish a seal against the valve body. contact faces between the disk assembly and the valve body.
Another object of the present invention is to provide a butterfly valve of simple construction and operation, and easy and simple to mount inside the valve body.
In accordance with the present invention, a butterfly valve for use in high pressure fluid transport piping comprises a cylindrical hollow body which has at its upper end an upwardly directed neck portion provided with a bore communicating with it. the interior of said body, and has internally in its bottom a cavity in line with the bore of the neck; a driven lower shaft being rotatably mounted in the cavity and partially projecting therefrom upwardly; an upper drive shaft being rotatably mounted in the bore of the. neck and partially extending down inside the body;
and a rotating block of discs being mounted inside the body, transversely to it, perpendicular to the axis of this body and comprising a pair of similar discs fixed to each other face to face, with a lining of elastic material mounted between these discs, projecting partially and radially out of the outer peripheral edge of these discs and intended to come into tight contact with the inner periphery of the body;
one or more discs being fitted on one side with a pair
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members intended to receive a shaft and located in two diametrically opposed positions adjacent to the outer peripheral edge of the disc and these members being of such dimensions and shape that each of them can cooperate with the corresponding side of the disc to defining a space of rectangular section whose cross section is slightly larger than the cross section of the protruding portion of each respective shaft; thus the disc block is - movable - with respect to the shafts during the joint rotation of the block and the shafts, while maintaining the seal between its outer periphery and the inner periphery of the body.
The objects and advantages of the invention will become apparent from the description given hereinafter with reference to the accompanying drawing, in which: Figure 1 is a front view of a preferred embodiment of the valve -papillon constructed in accordance with the present invention; FIG. 2 is a vertical view, in section taken along II-II of FIG. 1 and the direction of the arrow, showing how a disk block is mounted in the cylindrical hollow body of the butterfly valve; FIG. 3 is a cross-sectional view taken on III-III of FIG. 2, controlling the disc assembly in its fully open and partially open positions, respectively; Figure 4 is a view similar to Figure 3, but entering the disk block in the closed position;
FIG. 5 is a view similar to FIG. 3, but showing a butterfly valve of an earlier type; Figures 6 and 7 are schematic views explaining the operation of the disk block in the block positions shown in Figures 3 and 4 respectively;
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FIG. 8 is a schematic view explaining the operation of the disk block in the position of the block shown in FIG. 5; Fig. 9 is an enlarged fragmentary vertical view, in partial section, showing how a member for receiving a shaft and fitted to the disc unit is placed on a lower driven shaft, and Fig. 10 is a detail view in perspective , showing an upper drive shaft and the lower driven shaft.
The present invention will now be described with reference to the various Figures 1 to 4, in which is shown a preferred embodiment of the butterfly valve, in accordance with the present invention.
The new butterfly valve generally comprises a hollow cylindrical body or main body 1 which comprises an open cylindrical chamber or passage 1 'The body 1 has, at its opposite ends, annular flanges 2 incorporated each having a series of holes. spaced 2 ', to allow the connection of these flanges (not shown) to those of opposite and adjacent tubes (not shown), arranged in alignment with each other and with the butterfly valve in a pipe intended for the transport of hydraulic fluid under high pressure.
The cylindrical or main body 1 is furthermore provided with a hollow neck 3 projecting upwardly on the outer periphery, and substantially equidistant from the two flanges 2; the neck has a flange 3 'at its upper end and a 3 "threaded central bore extending the length or height of the neck 3.
The central bore 3 "of the neck 3 communicates at its lower end with the chamber 1 'of the body 1 by means of a smooth hole 4,, made in the body just below the lower end of the bore central 3 "of the neck 3, coaxially with this bore 3 of diameter smaller than the latter- '
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The cylindrical body 1 further comprises, at the bottom, a bulge 5, projecting on the outer periphery and ¯ aligned with the neck 3. A cylindrical cavity 6 is formed in the peripheral inner surface of the body 1, opposite the trunn ' upper 4 and at the same time as the latter, and this cavity has a diameter equal to that of hole 4.
The cavity 5 is intended to freely receive a lower driven shaft 7 formed by a bar of substantially circular section having a cylindrical portion 7 ', intended to be housed in the cavity 6 and an end portion 7 "rectangular and narrow parallelepiped, of which one end edge is bevelled as shown at 7 "" When the butterfly valve is assembled, the driven lower shaft 7 is rotatably mounted in the cylindrical cavity 6, the portion 7 'being housed therein. here and the flattened end portion 7 "projecting upwards out of the cavity, in the direction of the axis of the chamber 1 '.
A rotary disc block 8 which comprises a pair of similar discs 9, the common diameter of which is slightly less than that of the chamber 1 ', is rotatably mounted internally and transversely thereto, ec perpendicular to the chamber 1'. axis of this chamber, in a manner which will be described below. Each disc 9 has a generally U-shaped section, with a circular central cavity (not shown). By assembling the block-8de discs, the two discs 9 are fixed face to face, the bottoms of their central cavities being placed against each other so as to form an annular groove (not shown} between the faces or opposite sides. adjacent discs and the peripheral outer edges thereof.
A disc is equipped with a pair of similar members 10 each intended to receive a shaft end; each member has a U-shaped section, and is fixed to one side of the corresponding disc by welding or any other suitable means. The two crganes 10
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are arranged on one side of the disc 9 at diametrically opposed and spaced positions, in the vicinity of the outer peripheral edge of this disc.
Each member 10 is fixed to one face of the disc 9, by the ends of its opposite and parallel branches 10 ', the transverse branch 10 "of each member being away from the same adjacent face of the disc 9 so as to delimit a rectangular space 11 between the adjacent face of this particular disc, and the internal face of this transverse branch, the role of this space 11 constitutes an important characteristic of the present invention as will be shown by the description below.
The members 10 have a shape and a structure such that when they are fixed on the adjacent face of the corresponding disc 9, this face and the internal face of the transverse branch 10 "may be away from each other d 'a distance corresponding to the thickness or to the width of the flattened terminal portion 7 ", rectangular parallelepiped, of the driven lower shaft 7, or else the space 11 of rectangular section, thus formed, may have a width corresponding to the width or thickness of the flattened end portion 7 "of the lower shaft, and this space 11 may have a length somewhat greater than that of each of the longer sides of the flattened end portion of the lower shaft 7.
In the execution of the rotating block 8 of discs, the discs 9 of the pair are assembled face to face, the U-shaped members 10, intended to receive a shaft end and fixed on the shaft. one of the discs are arranged outwardly and an annular gasket 12, made of elastomer, is housed in the aforementioned annular groove, situated between the adjacent sides of the discs 9 face to face; then a number of mounting screws 13 are screwed into the discs and the gasket in order to secure these elements to each other as a single element.
The outer diameter of the elastomeric ring seal is slightly larger
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to that of the discs 9 so that when the gasket is mounted in the aforementioned annular opening and located between the discs -
When facing each other, the outer peripheral edge of the liner may protrude radially and beyond the outer peripheral edges of the discs, for a reason which will be discussed below.
The 3 "threaded central bore of the neck 3 receives by screwing a tubular part 14 supporting the upper shaft. The part 14 has an annular flange 14 'at its upper end, and a 14" thread on the periphery. exterior, for a purpose which will be described later. A stack of annular seals 16 is disposed around the upper shaft 15 between the lower end of the tubular member 14 and the upper end of the body 1.
By mounting the block 8 of discs, thus constituted, in the chamber 1 'of the body 1, the driven lower shaft 7 is first inserted into the cavity 6, the bevelled edge 7 "of its flattened end portion 7" protruding. out of the cavity 6 towards the axis of the chamber. Then, the block 8 of discs is forcibly introduced into the chamber by sliding one of the diametrically opposed members 10 both intended to receive a shaft end and belonging to the corresponding disc 9. laying:
on the flattened end portion 7 "of the lower shaft 7 until the bottom of the corresponding 1 = organā10 abuts against the shoulder formed at the junction between the cylindrical portion 7 'and the end portion flattened 7 "This sliding of the member 10, along the flattened end portion 7" is facilitated by the existence of the bevel 7 "of this portion 7"
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and because qp.JiLl .... J: .ongueU1 "D of llp? (" p rectangular TIJ in -section is greater than the length d of the flattened terminal portion 7 "(see figure 9).
When the base of the corresponding member 10 bears against the aforementioned shoulder of the shaft
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lower driven 7, the other member 10 of the same disc 9, is simultaneously brought into alignment with the smooth hole 4 in the cylindrical body 1.
Next, an upper leading shaft 15, in the form of a bar, having a cylindrical portion 15 'extended at one end by a flattened end portion 15 "and at the other end by a portion 15"', hexagonal section, is introduced through the central opening 14 "and the upper hole 4 in the body 1 (the diameter of the opening 14" and of the hole 4 is greater than that of the cylindrical portion 15 'of the upper shaft), and the flattened end portion 15 "is pushed ¯ downward until the shoulder, formed at the junction between the cylindrical portion 15 'and the flattened end portion 15", bears on the packing 12; thus the flattened terminal portion
15 "can be accommodated in the other member 10.
The flattened end portion 15 "of the upper drive shaft 15 has the same dimensions and the same rectangular parallelepiped shape as the flattened end portion 7" of the lower driven shaft 7, but this portion 15 "did not exhibit any When the upper drive shaft 15 is inserted in the manner described above, the block
8 of discs can be maintained in its operating position in the body 1, perpendicular to the axis of the chamber 1 'and this block of discs can rotate in the desired direction pependicu- larly to the axis of the chamber 1 /, the annular gasket 12 providing the seal on the inner peripheral surface of the.
--Body- As indicated above since the two members 10, diametrically opposed and intended to receive shaft ends have the same dimensions and the same shape, the positions of these members can easily be exchanged, without affecting the operation of the block 8 of disks.
Although the diameter of the annular seal 12 is larger than that of the discs 9, the mounting of the disc block 8 in the chamber 1 'can be effected without difficulty., Since the packing is formed.
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of an elastomeric material which deforms elastically when the assembly is inserted into the body I, and owing to the elastic compression of this lining, the block of discs is capable of ensuring the sealing in cooperation at all times with the inner peripheral surface of the body 1, regardless of the operating position that the disk assembly may actually take in the chamber 1 ', in actual service.
The above shows that the block 8 of discs being mounted in the chamber 1 'of the body .1 -in the manner - described above, 1: - the vertical axis of this block of discs is disposed eccentrically by relative to the axis of the lower and upper shafts
7 and 15 at a distance indicated by the reference letter S in figure 7.
In figure 3 the reference letter A represents the diameter of the chamber 1 ', and in figure 6 the reference letter n indicates the difference in length between the rectangular section of the flattened end portion 7 "or 15" (or the distance by which the block of disks can move with respect to the lower and upper shafts), - and the rectangular section of each space 11, while the reference letter
Q in figure 7 indicates the difference between the diameter of each disc 9 and the diameter A of the chamber 1 '.
In operation, the operator grasps a handle (not shown) at the free part thereof, opposite the end having a hexagonal opening (not shown) and engaged on the corresponding 15 '' 'hexagonal part. of the upper driving shaft 15; then, he turns this handle in the desired direction so as to rotate the upper driving shaft
15 which, in turn, rotates the block 8 of disks in the same direction. The rotation of the block 8 of disks is transmitted to the lower driven shaft7 and - rotates it in the same direction; thus, the shafts and the disk block can rotate together.
In FIG. 3, the fully open position of the block 8 of discs is shown in solid lines and the partially open position
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open of this block is represented by the two dashed lines. At this partially open position, the pressurized fluid, which circulates inside the butterfly valve in the direction of the arrows shown in figure 3, can exit this valve in the direction indicated by the arrow P to the same figure. Figure 4 shows this disc assembly in its position - fully closed or fluid tight, at which no fluid can pass through the butterfly valve.
When trees 7 and 15 and the block! of disks rotate together in the manner described above, this block 8 can move relative to the shafts under the effect of the fluid pressure which will be applied to it, owing to the existence of spaces II around the shafts 7 and 15.
Figure 5 shows in section a butterfly valve of an earlier type and which is substantially similar to the valve according to the invention and shown in Figures 1 to 4, 6 and 7,
9 and 10. except as regards the dimensions of the spaces defined between a face of the particular disc equipped with a pair of U-shaped members, both intended to receive a shaft end and the adjacent face of the transverse strip of each of these members.
In this previous butterfly valve, each member 110 receiving a shaft end, is fixed on a face or on the outer side of a disc 109 and has dimensions such as the inner side of the transverse branch 110 "connecting the opposite and parallel branches 110 'define with the adjacent side of the particular disc 109 a space 111, of rectangular section, which has substantially the same shape and the same dimensions as those of the flattened end portion of the upper and lower shaft (to Figure 5 shows the flattened end portion 107 "of the lower shaft 107);
there is therefore no play n between the space 111 and the shaft as in the butterfly valve according to the invention (see FIG. 8). As a result, the block 108 of disks cannot move by
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relation to the shafts during the joint rotation of the block and these shafts.
As the vertical axis of the disc block is mounted eccentrically with respect to the axes of the shafts, if the discs of the block have a diameter large enough to allow the interposed lining to be in direct contact with the inner peripheral surface of the body, without providing an annulus valve seat along and around the inner peripheral surface of the body to cooperate with the outer peripheral edge of the liner, the disk block would bear firmly against the inner peripheral surface of the body during rotation of the body. disc block and the rotation of this block would be stopped by the body (see-figure 8).
In order to eliminate this difficulty in the previous butterfly valve, as shown in figure 5, the discs of the block must have a diameter small enough such that the packing cannot come into direct contact with the inner peripheral surface of the body. and an annular valve seat must be provided along and around the inner peripheral surface of the body, to compensate therein. reduction of the diameter of the discs, which allows sealing between the outer periphery of the disc block and the inner periphery of the body while allowing easy relationship of the disc block.
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Tcuefçi, cc: foz-r, reent to the present invention and as mentioned above, since the discs 9 of the block 9 are of a diameter sufficient for the lining to come into direct contact with the inner peripheral surface of the body and that the block 8 is movable with respect to the shafts 7 and 15 over a distance n resulting from the difference between the length of the rectangular section of the space 11 and that of the rectangular section of the flattened end portions 7 "and 15" of 'shafts 7 and 3¯5, the disc assembly can turn easily in direct contact with the inner peripheral surface of the body
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1, while ensuring that the seal is maintained with the body, - without it being necessary to provide an annular seat along and around the inner periphery of this body,
which makes it possible to greatly facilitate the operation of the butterfly valve and to simplify the construction of this valve and, consequently, to reduce the manufacturing costs.
Numerous modifications and additions could be made to the above butterfly valve, without departing from the scope of the invention, for the intelligence of which a preferred embodiment has been described in no way limiting.