CA2215492C

CA2215492C - Valve device

Info

Publication number: CA2215492C
Application number: CA002215492A
Authority: CA
Inventors: Rene Laulhe; Patrick Guiroy; Jean-Claude Garrigues; Jean-Paul Dubois; Claude Wattignier
Original assignee: KSB AG
Current assignee: KSB AG
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 2006-12-05
Anticipated expiration: 2016-02-29
Also published as: CA2215492A1

Abstract

A valve device comprising a body (1), a closure member (2) operated by a shaft (3) guided through a neck (4) in the body (1), and a liner (5) provided with a flange (6) extending along part of the length of the neck (4). The sealing contact between the shaft and the bore may be improved by means of a clamping assembly (7, 8, 9) positioned around the flange (6) in a space (10) in the body (1). The size of the clamping assembly (7, 8, 9) is such that it exerts a force on the flange (6) and thereby on the shaft (3). The clamping assembly (7, 8, 9) is radially and/or tiltably movable in said space (10) relative to the body (1). Said device is particularly suitable for butterfly valves for use with corrosive and/or delicate liquids such as liquid chemicals and liquid foodstuffs.

Description

Description -Dispositif de robinetterie Domaine technicrue L'invention concerne un dispositif de robinetterie, en particulier un robinet pour liquides agressifs et/ou délicats, tels que des liquides chimiques et des liquides alimentaires. Le dispositif de robinetterie comporte un corps, un obturateur manipulé par un arbre guidé dans un col du corps et une manchette d'étanchéité munie d'une collerette qui s'étend sur une certaine longueur le long du col.
Lorsqu'un tel robinet est installé sur une tuyauterie véhiculant un fluide sous pression, il ne doit pas constituer un point faible et il doit garantir la continuité de l'enceinte constituée par le tuyau vis-à-vis du fluide sous pression.
Aucune fuite vers l'extérieur n'est permise, tant au niveau du raccordement avec les tuyauteries amont et aval, qu'au niveau des passages des arbres de manoeuvre et de guidage de l'obturateur.

La manchette enveloppant le corps réalise toutes les étanchéités nécessaires au robinet, l'étanchéité amont-aval, l'étanchéité
aux jonctions avec les tuyauterie et l'étanchéité autour des passages d'arbre. Pour assurer l'étanchéité amont-aval à
l'obturateur, mais aussi à la portée du passage d'arbre, la manchette peut comprendre un moyen élastique servant à créer la Description -Valve device Technical field The invention relates to a valve device, in particular a tap for aggressive and / or delicate liquids, such as chemical liquids and food liquids. The valve device comprises a body, a shutter manipulated by a tree guided in a neck of the body and a sealing collar with flange extending over some length along the neck.
When such a tap is installed on piping conveying a fluid under pressure, it must not constitute a point weak and it must guarantee the continuity of the enclosure formed by the pipe vis-à-vis the fluid under pressure.
No escape to the outside is allowed, both at the level of connection with upstream and downstream piping, that at the level maneuvering and guiding shaft passages the shutter.

The cuff wrapping the body makes all seals faucet, upstream-downstream sealing, leaktightness at junctions with piping and sealing around tree passages. To ensure upstream-downstream watertightness the shutter, but also within reach of the tree passage, the cuff may include an elastic means for creating the

- 2 -pression nécessaire. Dans le cas d'une manchette d'étanchéité en élastomère ce moyen élastique est constitué par la manchette et la collerette elles-mêmes. Dans le cas d'une manchette en plastomère un sommier élastique placé entre le corps et la =
manchette constitue ce moyen élastique.

Pour renforcer la sécurité d'enceinte, une deuxième étanchéité
de sécurité peut être prévue fonctionnant comme presse-étoupe autour de l'arbre.
État de la technicque Pour des manchettes en élastomère l'étanchéité de passages d'arbre est réalisée par compression de la collerette de la manchette entourant l'arbre entre le corps, l'arbre et l'obturateur. Outre le fait qu'il s'agit d'une etancheité
dynamique, les paramètres déterminant la compression de l'élastomère pour un niveau d'étanchéité donné sont sujet à
variation en fonction des conditions de service du robinet, en particulier les variations de pression.

Dans la demande de brevet DE-A-24 60 182 est décrit une vanne-papillon, dont le papillon tourne autour d'un arbre traversant un siège annulaire, dont la section en U coiffe l'intérieur et les flancs du corps de vanne. Cette vanne-papillon comprend d'une part une première étanchéité à la portée du passage d'arbre assuré par un sommier élastique comprimé et d'autre part autour de la partie traversante de l'arbre une rondelle d'étanchéité tenue serrée par un moyen élastique, par exemple un ressort de compression, entre le palier de l'arbre et le siège.
Cette deuxième étanchéité est une étanchéité de sécurité au cas =
où la première faillit. - 2 -necessary pressure. In the case of a sealing sleeve in elastomer this elastic means is constituted by the cuff and the collar themselves. In the case of a cuff in plastomer an elastic bed base placed between the body and the =
cuff constitutes this elastic means.

To reinforce the security of the enclosure, a second seal safety can be planned working as cable gland around the tree.
State of the art For elastomeric sleeves sealing passages shaft is made by compressing the collar of the cuff surrounding the tree between the body, the tree and the shutter. Besides the fact that it is a waterproof dynamics, the parameters determining the compression of the elastomer for a given level of tightness are subject to variation depending on the service conditions of the faucet, particular pressure variations.

In the patent application DE-A-24 60 182 is described a valve-butterfly, whose butterfly rotates around a crossing tree an annular seat, the U-section covers the inside and the flanks of the valve body. This butterfly valve includes on the one hand a first seal within the range of the passage tree provided by a compressed elastic bed base and secondly around the traversing part of the tree a washer sealing tightly held by an elastic means, for example a compression spring, between the bearing of the shaft and the seat.
This second seal is a safety seal in the case =
where the first failed.

- 3 -Du document DE-C-20 27 775 on connaît un robinet à papillon dont sa manchette d'étanchéité est muni d'une collerette qui s'étend le long de l'arbre. Cette collerette est étanchéifiée par un presse-étoupe placé entre la collerette et le col du corps du robinet, l'ensemble constituant la seconde étanchéité, la première étanchéité étant réalisée à la portée du passage d'arbre.

Du document EP-A-0 411 652 on connaît un robinet à boisseau sphérique muni d'un second système d'étanchéité composé d'un tore en élastomère logé dans un anneau d'un palier lisse guidé
dans le corps.
Ces principes de construction ont l'inconvenient que l'étanchéité d'arbre dépend des déformations d'arbre ou des variations de température. En position fermée, l'obturateur est soumis à la pression différentielle entre l'amont et l'aval.
Cette pression différentielle crée une force radiale sur l'arbre et l'arbre a tendance à se déplacer radialement vers l'aval. Le déplacement est le résultat d'une part du rattrapage des jeux de guidage de l'arbre dans la palier du corps et des jeux d'emmanchement entre l'arbre et l'obturateur et d'autre part de la déformation de l'arbre et de l'obturateur sous l'effet de la charge due à la pression sur une des faces de l'obturateur.

La déformation des pièces sous l'efffet des charges est inévitable. Le jeu entre l'arbre et la collerette augmente côté
amont et les moyens de la première étanchéité sont déchargé côté
amont et chargées côté aval. Le fluide de l'amont peut monter maintenant en passant la première étanchéité jusqu'à une éventuelle seconde étanchéité, par exemple la première garniture de presse-étoupe. - 3 -DE-C-20 27 775 discloses a butterfly valve which its sealing sleeve is provided with a collar that extends along the tree. This collar is sealed by a gland placed between the collar and the neck of the body of the valve, the assembly constituting the second seal, the first sealing being carried out within the range of the passage shaft.

EP-A-0 411 652 discloses a ball valve spherical equipped with a second sealing system consisting of a elastomer core housed in a ring of a guided plain bearing in the body.
These principles of construction have the disadvantage that shaft tightness depends on tree deformations or temperature variations. In the closed position, the shutter is subject to differential pressure between upstream and downstream.
This differential pressure creates a radial force on the shaft and the tree tends to move radially downstream. The displacement is the result of the catching up of guiding the shaft in the bearing of the body and games fitting between the shaft and the shutter and on the other hand the deformation of the shaft and the shutter under the effect of load due to pressure on one of the faces of the shutter.

The deformation of the parts under the efffet of the loads is inevitable. The play between the shaft and the collar increases side upstream and the means of the first seal are unloaded side upstream and downstream loaded. The upstream fluid can rise now by passing the first seal up to a possible second seal, for example the first seal stuffing box.

- 4 -Pour une manchette en élastomère les concepteurs ont de tout temps cherché a pallier cet inconvénient par des artifices tels que joint auxiliaire, formes speciales, inserts de renforcement.
Ces exemples ne sont pas exhaustifs. S'ils peuvent améliorer le résultat, ils ne résolvent pas complètement le problème car ils ne suppriment pas totalement le déséquilibre, sous l'effet de la déformation, des pressions de contact autour du passage d'arbre.
De même, pour que la seconde étanchéité d'une manchette en plastomère, ici le presse-étoupe, ne fuit pas, il est nécessaire d'excercer une telle pression sur la collerette, afin que la pression modifiée par les déformations d'arbre reste supérieure à celle du fluide. Avec l'augmentation de la pression dans le presse-étoupe, les forces de manoeuvre croissent également. Ceci nécessite l'emploi d'un dispositif avec ressort de compensation, encombrant et couteux.

Le-but de l'invention est de trouver une solution pour mieux assurer l'étanchéité de l'arbre, sans augmenter la force de manoeuvre et économiquement avantageuse.

Exposé de l'invention L'objet de l'invention proposée présente un nouveau concept qui permet de conserver une pression de contact également répartie, entre la manchette et l'arbre, quelle que soit la pression différentielle appliquée sur l'obturateur et donc quelle que soit la déformation de l'ensemble arbre-obturateur.

Selon une première caractéristique un moyen de serrage est positionné autour de la'collerette dans une espace du corps. Le moyen de serrage est dimensionné d'une telle manière qu'il excerce un effort sur la collerette et par conséquent sur l'arbre. Le moyen de serrage est monté dans l'espace ayant une - 4 -For an elastomeric cuff the designers have everything time sought to overcome this disadvantage by artifices such as auxiliary seal, special shapes, reinforcing inserts.
These examples are not exhaustive. If they can improve the result, they do not completely solve the problem because they do not totally eliminate the imbalance, under the effect of the deformation, contact pressures around the shaft passage.
Similarly, for the second sealing of a cuff in plastomer, here the stuffing box, does not leak, it is necessary to exert such pressure on the collar, so that the pressure modified by tree deformations remains higher to that of the fluid. With the increase of pressure in the glands, maneuvering forces are also growing. This requires the use of a device with compensation spring, bulky and expensive.

The object of the invention is to find a solution for better ensure the tightness of the tree, without increasing the strength of maneuver and economically advantageous.

Presentation of the invention The object of the proposed invention presents a new concept which makes it possible to maintain an evenly distributed contact pressure, between the cuff and the tree, whatever the pressure differential applied on the shutter and so whatever either the deformation of the shaft-shutter assembly.

According to a first characteristic, a clamping means is positioned around the fly in a space of the body. Way to tightening is dimensioned in such a way that it exerts a force on the collar and consequently on the tree. The clamping means is mounted in the space having a

-5-liberté de mouvement radial et/ou basculant en référence au corps.

Le montage flottant dans l'espace du corps permet au moyen de serrage de suivre les déplacements de l'arbre sous l'effet des déformations dues à la pression ou à la température sur l'obturateur. Cette liberté de mouvement fait que la pression de contact pour l'étanchéité n'est aucunement modifiée et que cette dernière est parfaitement fiable et durable, quelle que soit la pression de service à l'intérieur du dispositif de robinetterie.
La compression radiale entre l'arbre et la manchette crée une barrière étanche sans mettre en jeu un matériau ou un tore auxiliaire et cette compensation est totalement indépendante du déplacement de l'arbre et de l'obturateur.
Un autre mode de réalisation prévoit un revêtement pour l'obturateur, le revêtement s'étendant plus loin que l'endroit de serrage le long de l'arbre dans le col.

Il est possible d'assurer l'étanchéité même si la manchette et le revêtement de l'obturateur sont en plastomère. Dans ce cas, un sommier élastique est placé entre le corps et la manchette.
Dans un autre mode de réalisation le moyen de serrage comporte un tore élastique logé dans un anneau de réaction et pressé par cet anneau de réaction contre la collerette. L'anneau de réaction est monté flottant dans le col et suit les mouvements de l'arbre sans modifier la pression de contact nécessaire à
l'étanchéité. Il est possible de prévoir une liberté de mouvement radial et axial en même temps.
De préférence, l'anneau de réaction est muni d'une partie conique permettant de précontraindre le tore élastique et d'une partie cylindrique comme siège du tore élastique. Parcela on évite des dégradations lors de la mise en place et on assure une précontrainte suffisante pour l'étanchéification.

-b-Pour améliorer le fonctionnement, le moyen de serrage comporte supplémentairement un anneau d'appui sur lequel le tore élastique repose. Les dimensions radiales de l'anneau d'appui =
sont de telle sorte qu'il peut également suivre un mouvement radial de l'arbre.

Un autre mode de réalisation est l'arrangement de l'espace dans le col près de l'obturateur autour de la collerette. Le moyen de serrage se trouve dans le voisinage immediat à la première étanchéité et est à monter par l'intérieur du corps.

De préférence le moyen de serrage comporte un ressort métallique à enroulement hélicoidal. Dans une autre réalisation le sommier élastique comporte une rondelle rigide limitant le mouvement axial. Dans encore une autre réalisation la manchette comporte un anneau assurant une compression radiale d'une collerette-élastique du sommier ou de la collerette d'une manchette en élastomère.
Suivant une autre réalisation le moyen de serrage consiste en une cage enveloppant la collerette vers l'espace, vers le col et partiellement côté arbre. La cage peut s'étendre radialement vers des brides entre la manchette et le corps. Cette cage suit radialement le déplacement imposé par la déformation de l'arbre sous l'effet de la pression différentielle appliquée sur le papillon. Ceci procure une nette amélioration des performances.
Par le moyen de serrage consistant en un palier rotule guidant l'arbre et permettant en même temps un mouvement basculant composé d'un mouvement radial et axial, on peut imaginer aisément que la déformation du papillon et de l'arbre sous l'effet de la pression différentielle appliquée sur le papillon va entrainer le basculement du palier de guidage dans sa rotule et que la repartition de la compression de la collerette de la manchette ne sera pas affectée ni dans son niveau, ni dans sa répartition et ceci quelle que soit la pression différentielle du fluide véhiculé par le robinet. L'etancheité vers l'extérieur autour du passage d'arbre se trouve ainsi parfaitement assurée et fiabilisée.
Dans un autre mode de réalisation le palier rotule ne porte que sur au moins une rélativement petite bande sphérique, ce qui permet des solutions économiques.

Pour arriver à de grandes précisions, le palier rotule est logé
dans un logement arrangé dans le col.

Le logement de la collerette rotulant conserve une répartition égale de la pression de contact autour du passage d'arbre, indépendamment de la déformation de l'arbre et du papillon.
Présentation des différentes figures Les dessins annexés illustrent l'invention réalisée dans un robinet à papillon avec une manchette en plastomère.

La fig. la représente, en coupe partielle, sur son côté gauche le passage d'arbre d'un robinet à papillon avec une manchette et un obturateur revêtu en plastomère en place et sur son côté droit lors de la mise en place, la fig. lb représente le robinet de la fig. la soumis à une pression P, la fig. 2 représente un détail agrandi de la fig. 1, la fig. 3 représente, en coupe partielle, le passage d'arbre d'un robinet à papillon avec un système d'étanchéité
à monter par l'intérieur du corps, les fig. 4 et 5 représentent d'autres modes de réalisation d'un montage par l'intérieur du corps, les fig. 6 et 7 montrent un robinet à papillon avec une manchette en élastomère et une cage pour transmettre les déplacements radiaux de l'arbre à la collerette de la manchette, =
la fig. 8 montre un robinet à papillon avec une manchette en élastomère et un palier rotatif de l'arbre pour transmettre les déplacements radiaux et axiaux de l'arbre à collerette de la manchette, les fig. 9 et 10 montrent un robinet à papillon avec une manchette en élastomère et palier basculant partiel, les fig. 11 et 12 montrent un robinet à papillon avec une manchette en élastomère et palier basculant du -logement de la collerette.
Modes de réalisation Un dispositif de robinetterie selon l'invention, représenté à la fig. la, comprend un corps 1, un obturateur 2 manipulé par un arbre 3 guidé dans un col 4 du corps 1.

L'étanchéité entre le corps 1 et l'arbre 3 est assurée par une manchette d'étanchéité 5 munie d'une collerette 6 qui s'étend sur une certaine longueur le long du col 4 entre celui-ci et l'arbre 3. A une certaine distance du début de la collerette 6 elle est rélativement mince, ce qui permet de transmettre des efforts radiaux.

Autour de la collerette 6 est positionné un moyen de serrage 7,8,9 dans un espace 10 dans le col 4 du corps 1. Le moyen de serrage 7,8,9 comporte un anneau d'appui 7 axial, un anneau de =
réaction 8 radial et un tore élastique 9. L'anneau de réaction 8 est placé dans l'espace 10 et dimensionné d'une telle manière, qu'il est mobile entre l'arbre 3 et le corps 1.

Dans l'agrandissement fig. 2 de la fig. 1 les éléments du moyen de serrage 7,8,9 sont représentés dans un état initial. Dans l'anneau de réaction 8 est logé radialement le tore élastique 9 de sorte qu'il excerce à son côté orienté vers l'arbre 3 un effort F sur la collerette 6 et par conséquent sur l'arbre 3.
Son côté orienté vers le corps est en appui sur l'anneau de réaction 8.

L'effort F est créé par la précontrainte de l'anneau 8 sur le tore 9 lors du montage du moyen de serrage 7,8,9. Pour éviter l'echappement du tore 9 sous charge dans le sens axial, il s'appûie d'un côté axialement sur l'anneau d'appui 7 et est logé
d'autre côté dans l'anneau de réaction 8 réalisé en forme de L.

L'anneau de réaction 8 est montée flottant dans l'espace 10 avec une liberté de mouvement axial et radial par rapport au col 4.
Le jeu radial est indiqué par X. Le mouvement axial est cependant limité par une pièce de retenu il fixée dans le col 4.
Cette pièce de retenu 11 sert également comme palier radial de l'arbre 3.

Le robinet à papillon illustré à titre d'exemple montre un obturateur 2 avec un revêtement 12 en plastomère comme le PTFE
(téflon), qui s'étend le long de l'arbre 3 dans le col 4, et une manchette 5 en plastomère comme le PTFE (téflon) avec une collerette 6 et un sommier élastique 13.

L'étanchéité entre l'obturateur 2 et le col 4 est réalisé par deux moyens. Premièrement il y a une étanchéité au niveau de l'entrée de l'arbre 3 dans le corps 1. La manchette en plastomère n'ayant pas d'élasticité suffisante, un sommier en élastomère 13 est prévu entre le corps 1 et la manchette 5 pour créer une précontrainte entre la manchette 5 et le revêtement de l'obturateur pour assurer l'étanchéité amont/aval et le premier niveau d'étanchéité autour de l'arbre 3. Après cette première étanchéité se trouve l'étanchéité de sécurité assurée par le moyen de serrage 7,8,9. =
La mise en place du moyen de serrage 7,8,9 se fait comme démontrée dans la fig. la côté droit. Une fois l'obturateur 2 avec l'arbre 3 insérés dans le corps 1 et le col 4, l'anneau d'appui 7 est enfilé sur l'arbre 3 et descendu vers l'obturateur 2. Après avoir passé le bout de la collerette 6 il se trouve dans l'espace 10 ou il est retenu par un épaulement 14 du corps 1.

Ensuite le tore élastique 9 non-déformé est enfilé sur l'arbre 3 et descendu vers l'obturateur 2. Après avoir passé le bout de la collerette 6 il se trouve placé sur l'anneau d'appui 7. Puis l'anneau de réaction 8 est mis en place. En descendant, l'anneau 8 dépasse le tore 9 se met avec sa partie conique 16 entre le tore 9 et le corps 1. En descendant davantage l'anneau 8, le tore 9 est serré radialement entre la collerette 6, qui s'appui contre l'arbre 3, et l'anneau 8. Ceci provoque une déformation élastique du tore 9 entré dans la partie cylindrique 17 de l'anneau de réaction 8 et crée ainsi une force d'étanchéié F, qui assure l'étanchéité entre l'arbre 3 et la collerette 6.
Finalement une pièce de retenu 11 est montée pour limiter le mouvement axial du moyen de serrage 7,8,9.
La fig. ib représente l'état du dispositif de robinetterie sous pression P. Suite à la pression une force est excercée sur l'obturateur, ce qui provoque un décalage Y de l'axe 15 vers 15' et une fléxion de l'obturateur 2 et de l'arbre 3 en direction de la force créée par la pression P. L'étanchéité au niveau de l'entrée de l'arbre 3 est affaibli, car l'arbre 3 s'est éloigné

du corps 1 côté amont et donc la précontrainte du sommier en élastomère 13 a diminuée. Ceci est représenté par un jeu X' augmenté résultant de ce décalage.

Pour maintenir l'étanchéité globale du dispositif, la deuxième = étanchéité est conservée grâce au moyen de serrage 7,8,9 mobile radialement. Le moyen de serrage 7,8,9 suit le déplacement en direction radiale de l'arbre 3 sans modifier la pression de contact F nécessaire à l'étanchéité.

La fig. 3 montre un robinet à papillon avec un système d'étanchéité à monter par l'intérieur du corps 1. On retrouve en principe les mêmes éléments, mais au lieu d'une pièce de retenu 11 comme butée et palier d'arbre on trouve un corps d'une forme appropriée et un palier il' supplémentaire.
Les fig. 4 et 5 montrent un robinet à papillon avec un système d'étanchéité intégré. Les deux étanchéités sont arrangées sur un minimum de place.
Dans la fig. 4 est représenté un robinet à papillon 20 monté
entre deux brides 21,22. Il comporte un obturateur 2 revêtu avec un revêtement 12 montant le long d'un arbre 3 dans un col 4 d'un corps 1. Une manchette 5 assure l'étanchéité avec les brides 21,22 et l'arbre 3. Pour réaliser cela, elle est munie d'une collerette 6 montant dans le col 4 du corps 1. La manchette 5 étant en plastomère, un sommier élastique 13 est prévu pour assurer l'étanchéité à l'entrée. Le long du col 4 et entre le corps 1 et la collerette 6 se trouve un espace 10 dans lequel est placé un moyen de serrage 23,24. Pour éviter l'échappement du sommier 13 dans l'espace 10 une rondelle rigide 25 est associé au sommier 13 et orientée vers l'espace 10, fonctionnant comme butée pour le sommier 13.

= 30 Le moyen de serrage 23,24 consiste en deux ressorts métalliques 23 à enroulement hélicoidal et en un anneau 24. Les ressorts 23 excercent une force représenté par des flêches sur la collerette -5-radial and / or rocking freedom of movement with reference to body.

The floating installation in the space of the body allows by means of to follow the movements of the tree under the influence of deformations due to pressure or temperature on the shutter. This freedom of movement makes the pressure of contact for sealing is not changed and that this last is perfectly reliable and durable, whatever the operating pressure inside the valve device.
The radial compression between the shaft and the cuff creates a watertight barrier without involving a material or a torus auxiliary and this compensation is totally independent of moving the shaft and shutter.
Another embodiment provides a coating for the shutter, the coating extending farther than the place tightening along the shaft in the neck.

It is possible to seal even if the cuff and the shutter coating is made of plastomer. In that case, an elastic mattress is placed between the body and the cuff.
In another embodiment, the clamping means comprises an elastic torus housed in a reaction ring and pressed by this reaction ring against the collar. The ring of reaction is mounted floating in the collar and follows the movements of the tree without changing the contact pressure required to sealing. It is possible to provide freedom of radial and axial movement at the same time.
Preferably, the reaction ring is provided with a portion taper allowing to preload the elastic torus and a cylindrical part as seat of the elastic torus. Parcela on avoids damage during installation and ensures sufficient prestressing for sealing.

-b-To improve the operation, the clamping means comprises additionally a support ring on which the torus elastic rests. The radial dimensions of the support ring =
are in such a way that he can also follow a movement radial shaft.

Another embodiment is the arrangement of space in the collar near the shutter around the collar. Way to tightening is in the immediate vicinity to the first tightness and is to be mounted from the inside of the body.

Preferably the clamping means comprises a metal spring with helical winding. In another embodiment the bed frame elastic has a rigid washer limiting the movement axial. In yet another embodiment the cuff includes a ring providing radial compression of a collar elastic springboard or collar of a cuff elastomer.
In another embodiment, the clamping means consists of a cage wrapping the collar towards the space, towards the collar and partially tree side. The cage can extend radially towards flanges between the cuff and the body. This cage follows radially the displacement imposed by the deformation of the tree under the effect of the differential pressure applied to the butterfly. This provides a clear improvement in performance.
By the clamping means consisting of a guiding ball bearing the tree and at the same time allowing a rocking movement composed of a radial and axial movement, one can imagine easily that the deformation of the butterfly and the tree under the effect of the differential pressure applied on the butterfly will cause the tilting of the guide bearing in its ball joint and that the distribution of the compression of the collar of the headline will not be affected neither in its level nor in its distribution and this regardless of the differential pressure fluid carried by the tap. Watertightness to the outside around the tree passage is thus perfectly ensured and made reliable.
In another embodiment the ball bearing bears only on at least one relatively small spherical band, which allows economical solutions.

To reach great precision, the ball bearing is housed in an accommodation arranged in the pass.

The housing of the swiveling flange retains a distribution equal to the contact pressure around the shaft passage, regardless of the deformation of the shaft and butterfly.
Presentation of the different figures The accompanying drawings illustrate the invention realized in a butterfly valve with a plastomer sleeve.

Fig. represents it, in partial section, on its left side the shaft passage of a butterfly valve with a cuff and a shutter coated with plastomer in place and on its right side when setting up, fig. lb represents the valve of FIG. subject to a pressure P, fig. 2 shows an enlarged detail of FIG. 1 fig. 3 represents, in partial section, the tree passage a butterfly valve with a sealing system to be mounted from the inside of the body, figs. 4 and 5 show other embodiments of a mounting from the inside of the body, figs. 6 and 7 show a butterfly valve with a elastomer cuff and a cage for transmit the radial displacements of the tree at the collar of the cuff, =
fig. 8 shows a butterfly valve with a cuff in elastomer and rotary bearing of the shaft to transmit the radial displacements and axial axis of the flanged shaft of the cuff, figs. 9 and 10 show a butterfly valve with a elastomer cuff and tilt bearing partial, figs. 11 and 12 show a butterfly valve with a elastomer sleeve and tilting bearing housing of the collar.
Modes of realization A valve device according to the invention, shown in FIG.
Fig. la, comprises a body 1, a shutter 2 manipulated by a guided tree 3 in a neck 4 of the body 1.

The seal between the body 1 and the shaft 3 is ensured by a sealing sleeve 5 provided with a collar 6 which extends over a certain length along the neck 4 between it and the shaft 3. At a certain distance from the beginning of the collar 6 it is relatively thin, which makes it possible to transmit radial efforts.

Around the flange 6 is positioned a clamping means 7,8,9 in a space 10 in the neck 4 of the body 1. The means of tightening 7,8,9 has an axial bearing ring 7, a ring of =
radial reaction 8 and an elastic torus 9. The reaction ring 8 is placed in the space 10 and dimensioned in such a way, it is movable between the shaft 3 and the body 1.

In the enlargement fig. 2 of FIG. 1 the elements of the medium 7,8,9 are shown in an initial state. In the reaction ring 8 is housed radially the elastic torus 9 so that he exerts at his side facing the tree 3 a F force on the flange 6 and therefore on the shaft 3.
Its body-oriented side is resting on the ring of reaction 8.

The force F is created by prestressing the ring 8 on the torus 9 when mounting the clamping means 7,8,9. To avoid the exhaust of the core 9 under load in the axial direction, it is supported on one side axially on the support ring 7 and is housed on the other hand, in the reaction ring 8 made in the shape of an L.

The reaction ring 8 is mounted floating in the space 10 with a freedom of axial and radial movement relative to the neck 4.
The radial clearance is indicated by X. The axial movement is however limited by a piece of restraint he fixed in the neck 4.
This retaining piece 11 also serves as a radial bearing of the tree 3.

The butterfly valve illustrated as an example shows a shutter 2 with a coating 12 made of plastomer such as PTFE
(teflon), which extends along the shaft 3 in the neck 4, and a sleeve 5 made of plastomer such as PTFE (Teflon) with a flange 6 and an elastic bed base 13.

The seal between the shutter 2 and the neck 4 is made by two means. Firstly there is a seal at the level of the entrance of the shaft 3 into the body 1. The cuff in plastomer having insufficient elasticity, a mattress elastomer 13 is provided between the body 1 and the sleeve 5 for create a prestress between the sleeve 5 and the coating of the shutter to ensure upstream / downstream sealing and the first level of tightness around the tree 3. After this first sealing is the safety seal provided by the clamping means 7,8,9. =
The setting up of the tightening means 7,8,9 is done as demonstrated in fig. the right side. Once the shutter 2 with the shaft 3 inserted into the body 1 and the neck 4, the ring 7 is threaded on the shaft 3 and down to the shutter 2. After passing the end of the collar 6 it is in space 10 where it is held by a shoulder 14 of the body 1.

Then the non-deformed elastic torus 9 is threaded onto the shaft 3 and down to shutter 2. After passing the end of the collar 6 it is placed on the support ring 7. Then the reaction ring 8 is put in place. Going down, the ring 8 exceeds the torus 9 goes with its conical portion 16 between the torus 9 and the body 1. Further down the ring 8, the torus 9 is clamped radially between the flange 6, which supports against the shaft 3, and the ring 8. This causes a deformation elastic torus 9 entered in the cylindrical portion 17 of the reaction ring 8 and thus creates a sealing force F, which seals between the shaft 3 and the flange 6.
Finally a retaining piece 11 is mounted to limit the axial movement of the clamping means 7,8,9.
Fig. ib represents the state of the valve device under pressure. After the pressure a force is exerted on the shutter, which causes a shift Y of the axis 15 to 15 ' and a flection of the shutter 2 and the shaft 3 in the direction of the force created by the pressure P. The sealing at the inlet of tree 3 is weakened because tree 3 has moved away of the body 1 upstream side and thus the prestressing of the bed base in elastomer 13 has decreased. This is represented by a game X ' increased resulting from this shift.

To maintain the overall tightness of the device, the second = seal is maintained thanks to the mobile clamping device 7,8,9 radially. The tightening means 7, 8, 9 follows the displacement in radial direction of the shaft 3 without changing the pressure of F contact required for sealing.

Fig. 3 shows a butterfly valve with a system seal to be mounted from the inside of the body.
principle the same elements but instead of a retaining piece 11 as abutment and bearing of tree one finds a body of a form appropriate and a bearing it 'extra.
Figs. 4 and 5 show a butterfly valve with a system integrated sealing. The two seals are arranged on a minimum of space.
In fig. 4 is shown a butterfly valve 20 mounted between two flanges 21,22. It has a shutter 2 coated with a coating 12 rising along a shaft 3 in a neck 4 of a body 1. A sleeve 5 seals with the flanges 21,22 and the tree 3. To achieve this, it is provided with a collar 6 upright in the collar 4 of the body 1. The cuff 5 being made of plastomer, an elastic bed base 13 is provided for seal at the entrance. Along the pass 4 and between the body 1 and the flange 6 is a space 10 in which is placed a clamping means 23,24. To avoid the escape of the mattress 13 in the space 10 a rigid washer 25 is associated with the bed frame 13 and facing the space 10, operating as a stop for the bed base 13.

= 30 The clamping means 23,24 consists of two metal springs 23 with helical winding and a ring 24. The springs 23 exert a force represented by arrows on the collar

6 créant autant de barrières étanches. Le moyen de serrage 23,24 est monté radialement et axialement flottant dans l'espace 10, tandis que le sommier 13 est fixe.

Dans la fig. 5 le moyen de serrage consiste en un anneau rigide 26 attaché au sommier 13 et s'étendant le long de l'arbre 3. Le sommier 13 comporte une collerette 27 orientée vers le col 4 et parallèle a la collerette 6 de la manchette 5. L'anneau 26 tient comprimée la collerette 27 après la mise en place.

La mise en place du moyen de serrage 23,24;26 selon les fig. 4 et 5 dans le col 4 se fait du côté obturateur 2. Dans le cas de la fig. 4, le sommier 13 et le moyen de serrage 23,24 sont insérés dans le corps 1. Dans le cas de la fig. 5, uniquement le sommier 13 doit être inséré. Ensuite la manchette 5 avec l'obturateur 2 et l'arbre 3 montés est appuyée dans le col 4.

- Lors du montage, une précontrainte est crée dans les ressorts 23, et respectivement dans la collerette 27, par le serrage des ressorts 23 et de la collerette 27 entre la collerette 6 et les anneaux 24;26 et conservée par les anneaux 24;26.

Les fig. 6 et 7 montrent un robinet à papillon avec une manchette en élastomère 5 et une cage 30;31 transmettant les déplacements radiaux de l'arbre à la collerette 6 de la manchette 5. La cage 30;31 enveloppe la collerette 6 vers l'espace 10, vers le col 4 et partiellement côté arbre 3. Pour limiter le déplacement axial de la collerette 6, la cage 31 s'étend radialement vers des brides 21,22 entre la manchette 5 et le corps 1.

la fig. 8 montre un robinet à papillon avec une manchette en élastomère 5 et un palier rotule 33 de l'arbre 3 comme moyen de serrage pour transmettre les déplacements radiaux et axiaux de l'arbre 3 à la collerette 6 de la manchette 5. Le palier rotule 33 est logé dans un logement 34 arrangé dans le col 4. Sous l'effet de la pression différentielle appliquée sur l'obturateur 2, on peut imaginer aisément que la déformation de l'obturateur 2 et de l'arbre 3 va entrainer la rotation à travers un palier = de guidage 35 de l'arbre 3 et du palier rotule 33 dans son logement 34 et que la repartition de la compression de la collerette 6 de la manchette 5 ne sera pas affectée ni dans son niveau, ni dans sa répartition et ceci quelle que soit la pression différentielle du fluide véhiculé par le robinet. Le basculement du palier 33 se fait autour du centre 36 de la sphère de rayon R. Le mouvement de basculement est composé d'un mouvement radial et axial.
Pour simplifier la réalisation, les fig. 9 et 10 montrent un robinet à papillon avec une manchette en élastomère 5 et un palier rotatif partiel.Le palier rotule 33 ne porte que sur de rélativement petites bandes sphériques 37,38,39. Une bande sphérique 38 se trouve au milieu du palier rotule 33, l'autre bande sphérique 37;39 se trouve à l'opposé de la portée de l'obturateur 2. Pour guider l'arbre 3 un palier 35 est prévu.
Une modification du palier rotule 33 consiste en la suppression de la pièce 40.
Les fig. 11 et 12 montrent un robinet à papillon avec une manchette en élastomère 5 et un palier rotule du logement 41 de la collerette 6. Seul le logement 41 de la collerette 6 est constitué comme palier rotule, l'arbre est guidé par le palier 35. Le contre-logement 42 lui-même du logement 41 est une partie sphérique 42 du corps ou une pièce indépendante 43 monté
flottant dans l'espace 10.

Application industrielle Il est évident que l'invention s'utilise aussi pour assurer l'étanchéité des arbres'dans des robinets à boisseau ou autres dispositifs de robinetterie. 6 creating as many watertight barriers. The clamping means 23,24 is mounted radially and axially floating in the space 10, while the bed frame 13 is fixed.

In fig. The clamping means consists of a rigid ring 25 attached to the bedstead 13 and extending along the tree.
sommier 13 has a flange 27 facing the neck 4 and parallel to the flange 6 of the cuff 5. The ring 26 holds compressed flange 27 after placement.

The establishment of the clamping means 23,24; 26 according to FIGS. 4 and 5 in the neck 4 is the shutter side 2. In the case of fig. 4, the bed base 13 and the clamping means 23, 24 are inserted in the body 1. In the case of fig. 5, only the sommier 13 must be inserted. Then the headline 5 with the shutter 2 and the shaft 3 mounted is supported in the neck 4.

- During assembly, a prestress is created in the springs 23, and respectively in the flange 27, by tightening the springs 23 and the flange 27 between the collar 6 and the rings 24, 26 and preserved by the rings 24; 26.

Figs. 6 and 7 show a butterfly valve with a elastomer sleeve 5 and a cage 30; 31 transmitting the radial displacements of the tree to the collar 6 of the cuff 5. The cage 30; 31 surrounds the collar 6 to space 10, to the neck 4 and partially to the shaft side 3. For limit the axial displacement of the flange 6, the cage 31 extends radially towards flanges 21,22 between the sleeve 5 and the body 1.

fig. 8 shows a butterfly valve with a cuff in elastomer 5 and a ball bearing 33 of the shaft 3 as a means of tightening to transmit the radial and axial displacements of the shaft 3 at the flange 6 of the sleeve 5. The ball bearing 33 is housed in a housing 34 arranged in the collar 4. Under the effect of the differential pressure applied on the shutter 2, we can easily imagine that the deformation of the shutter 2 and shaft 3 will cause rotation through a bearing = guide 35 of the shaft 3 and the ball bearing 33 in its housing 34 and that the distribution of the compression of the collar 6 of the 5 cuff will not be affected nor in his level, nor in its distribution and this whatever the differential pressure of the fluid conveyed by the valve. The tilting of the bearing 33 is around the center 36 of the sphere of radius R. The tilting movement is composed of a radial and axial movement.
To simplify the realization, figs. 9 and 10 show a butterfly valve with an elastomer cuff 5 and a Partial rotational bearing. The ball bearing 33 only bears on relatively small spherical bands 37,38,39. A band spherical 38 is in the middle of the ball bearing 33, the other spherical band 37; 39 is the opposite of the scope of the shutter 2. To guide the shaft 3 a bearing 35 is provided.
A modification of the ball bearing 33 consists in the suppression from room 40.
Figs. 11 and 12 show a butterfly valve with a elastomer sleeve 5 and a ball bearing housing 41 of the flange 6. Only the housing 41 of the flange 6 is constituted as a ball bearing, the shaft is guided by the bearing 35. Shelter 42 itself of dwelling 41 is a part of spherical 42 body or an independent piece 43 mounted floating in space 10.

Industrial application It is obvious that the invention is also used to ensure sealing of trees in ball valves or other valves.

Claims

1. Valve device comprising:
a body, a shutter manipulated by a shaft guided in a collar of the body and provided with a coating, a cuff sealing provided with a flange which extends over a certain length along the neck between the body and the shaft and a clamping means positioned around the flange in a space of the body and comprising an elastic torus housed in a reaction ring and pressed by this reaction ring against the flange, the reaction ring being mounted floating in said space with freedom of radial and axial movement by relative to the shaft, this clamping means being dimensioned with a such a way that it exerts a force on the collar and, by therefore, on the shaft and that it is mounted in said space by having freedom of radial movement in relation to the body, characterized in that the cuff and the covering of the shutter are made of plastomer and in that between the body and the cuff is placed an elastic bed base.

2. Valve device comprising:
a body, a shutter manipulated by a shaft guided in a neck of the body, a sealing sleeve provided with a collar which extends for a certain length along the collar between the body and the shaft and a clamping means positioned around the collar in a space of the body and comprising an elastic torus housed in a reaction ring and pressed by this reaction ring against the flange, the reaction ring being mounted floating in said space with freedom of radial and axial movement relative to the shaft, this clamping means being dimensioned in such a way so that it exerts a force on the collar and, by therefore, on the shaft and that it is mounted in said space by having freedom of radial movement in relation to the body, characterized in that the reaction ring is provided with a conical part allowing the elastic torus to be prestressed and a cylindrical part as the seat of the elastic core.

3. Valve device comprising:
a body, a shutter manipulated by a shaft guided in a neck of the body, a sealing sleeve provided with a collar which extends for a certain length along the collar between the body and the shaft and a clamping means positioned around the collar in a space of the body and comprising an elastic torus housed in a reaction ring and pressed by this reaction ring against the flange, the reaction ring being mounted floating in said space with freedom of radial and axial movement relative to the shaft, this clamping means being dimensioned in such a way so that it exerts a force on the collar and, by therefore, on the shaft and that it is mounted in said space by having freedom of radial movement in relation to the body, characterized in that the clamping means comprises additionally a support ring on which the torus elastic rests axially, the radial dimensions being such that the support ring can also follow a radial movement of the shaft.

4. Valve device according to claim 1, characterized in that the covering of the obturator extends along the along the shaft on the collar and in that the torus elastic exerts a radial force on the flange to seal between the flange and the shaft.

5. Valve system according to one of the claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that the space is arranged in the collar near the shutter around the flange, the clamping means being in the vicinity immediate and being to be mounted by the obturator side.

6. Valve device according to claim 5, characterized in that the clamping means comprises at least one helically wound metal spring.

7. Valve device according to claim 1 or 6, characterized in that the elastic bed base comprises a Rigid washer serving as an axial stop for the windchest.

8. Valve device according to claim 5, characterized in that the clamping means comprises a ring providing radial compression of an elastic flange or of the collar of an elastomer sleeve.

9. Valve device according to claim 5, characterized in that the clamping means consists of a cage enveloping the collar towards the space, towards the collar and partially shaft side.

10. Valve device according to claim 9, characterized in that the cage extends radially towards flanges between the cuff and the body.

11. Valve device according to claim. 5, characterized in that the clamping means consists of a ball bearing.

12. Valve device according to claim 11, characterized in that the swivel bearing bears only on at least minus a relatively small spherical band.

13. Valve device according to claim 11 or 12, characterized in that the swivel bearing is housed in a accommodation arranged in the collar.

14. Valve device according to claim 11, characterized in that a housing of the swivel bearing is mounted floating in space.