Obturateur. Cette invention concerne les obturateurs destinés à commander l'écoulement de fluides (liquides ou gazeux) et, bien qu'elle se rap porte plus particulièrement aux robinets d'eau pour l'usage domestique, elle est égale ment applicable aux robinets et vannes desti nés à d'autres buts.
Le but de l'invention est de créer un obtu rateur (ce terme étant pris ici dans son acception la plus large) ne comportant pas de siège, permettant de supprimer la garniture d'étanchéité usuelle.
L'obturateur suivant. l'invention est du genre de ceux dans lesquels la fermeture étanche est obtenue au moyen d'au moins une bague d'étanchéité en matière élastique placée dans une rainure d'un bouchon mobile dans le boisseau. Cet. obturateur est caractérisé en ce que la rainure pour la bague d'étanchéité présente un fond cylindrique et une surface annulaire près de l'extrémité avant du bou- thon, cette surface étant située clans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction du fond,
en ce que 1a bague d'étanchéité présente une forme initiale circulaire et a un diamètre tel qu'elle puisse toucher simultanément le fond de la rainure et la surface cylindrique en regard du boisseau dans la zone de ferme ture, sans distorsion sensible de la forme circulaire de la bague, et en ce que le bou chon est disposé de manière que le sens de son déplacement pour obtenir la fermeture de l'obturateur coïncide avec le sens d'écoulé- ment du fluide, de façon que la pression du fluide applique ladite bague contre ladite sur face annulaire lorsqu'elle s'approche de la zone de ferrnet.ure, de façon à produire un mouvement de roulement de la bague vers la zone de fermeture, et qu'après l'arrivée de la bague dans cette zone,
la pression du fluide produise la distorsion de la section droite de la bague en l'appliquant contre ladite surface annulaire de la rainure, ce qui produit une pression de la bague contre la partie cylin drique du boisseau dans la zone de ferme ture et contre la fond cylindrique de la rai nure, en assurant ainsi une fermeture étanche automatique de l'obturateur par l'action même de la pression du fluide.
Grâce à, cette construction et comme dans les robinets ou vannes équilibrés de types con nus, aucune force axiale n'est exercée sur le bouchon par la pression du fluide en amont du robinet, de sorte qu'il n'y a aucune ten dance de la part du bouchon à glisser le long du boisseau cylindrique jusqu'à la position d'ouverture. La bagne d'étanchéité est ca pable de résister à de fortes pressions, aussi bien de la part. de gaz que de la. part, de Iï- quides.
Le cylindre de l'obturateur présente, de préférence, un élargissement de son diamètre à l'endroit de la jonction du canal d'adduc tion, de façon à empêcher la bague d'étan chéité d'entrer en contact avec les arêtes vives de ce canal et d'être endommagée par elles. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un obturateur pour usage domestique.
La fig. 2 est une vue en perspective d'une variante d'exécution de cet obturateur.
La fig. 3 est une vue montrant, séparées les unes des autres, les diverses parties consti tutives de l'obturateur représenté à la fig. 2.
La fig. 4 est une vue partielle en coupe et à plus grande échelle, montrant le bouchon de l'obturateur.
Les fig. 4A, 4B, 4C et<I>4D</I> sont des vues de détail montrant le fonctionnement de la bague d'étanchéité.
La fig. 5 est une vue en coupe axiale mon trant une autre forme d'exécution .de l'obtu rateur.
Les fig. 6 à 8 montrent trois dispositions d'obturateurs adaptées respectivement à des conduites d'arrivée, des tubulures de sortie et des moyens d'actionnement différents.
Comme représenté dans la fig. 1, le bois seau de l'obturateur a la forme d'un T, la branche 1 étant filetée extérieurement et des tinée à être raccordée à la canalisation 2 par un manchon d'accouplement 3. Ces pièces présentent. .des filetages de pas différents en 1a et 2a et permettent d'aligner verticalement le robinet avec un joint étanche, quelle que soit l'épaisseur de la garniture d'étanchéité 3a. La branche 4 du T qui normalement sera verticale présente un alésage 5 présentant un élargissement de son diamètre dans la partie centrale 6 à l'endroit où la branche 1 se réunit à la branche 4.
Dans l'alésage 5 est logé un bouchon dont la partie supérieure 7 est filetée selon un dia mètre un peu inférieur à celui de l'alésage, de manière à pouvoir s'y emboîter à frottement doux à la manière d'un piston. Cette partie 7 du bouchon se visse dans un écrou 8 vissé lui- même sur l'extrémité supérieure de la branche 4 du boisseau.
Sur une tige décolletée 7a du bouchon est monté un manchon 10 pré sentant un bossage saillant 10a à chaque extrémité pour former une rainure 9 entre le manchon 10 et la partie<B>7</B> d11 bouchon, et une autre rainure 9 entre le manchon 10 et une rondelle 12 portée par un écrou 13 vissé sur la partie inférieure filetée .de la tige 7a. Dans chaque rainure 9 est placée une bague d'étan chéité 11 en une matière élastique. L'extré mité supérieure de la partie 7 du bouchon est munie d'une poignée ou manette 14 fixée sur elle.
Une vis d'arrêt (non représentée) fixée dans la paroi de la branche 4 du boisseau peut présenter une extrémité lisse destinée à être engagée dans le filetage pour limiter le mouvement axial du bouchon. Un autre organe de limitation de course peut être également prévu. Quand le bouchon est vissé de haut en bas, les bagues 11 se placent de chaque côté de l'élargissement 6 obturant ainsi l'arrivée du fluide par la tubulure 2. tandis que quand le bouchon est dévissé, les deux bagues se placent au-dessus de cette chambre 6 et permettent au fluide de s'écouler à l'extérieur par l'extrémité inférieure du Banal 5.
La bague supérieure 11 permet de supprimer la garniture d'étanchéité usuelle qu'on monte autour de l'axe d'un robinet ordi naire, tandis que la bague inférieure supprime toute nécessité de prévoir un siège pour le bouchon.
Les organes constitutifs de cet obturateur peuvent être fabriqués en n'importe quelle matière convenable et présenter un fini dé terminé selon les besoins. La partie inférieure du boisseau est munie d'un bec d'écoulement amovible 15.
Ainsi qu'il est représenté dans la fig. 4_l, ; le profil de la bague d'étanchéité inférieure 11 est déformé par la pression du fluide lors qu'elle est appliquée sur la surface annu laire 11d, le sens suivant. lequel cette pression agit étant représenté à l'aide de flèches.
Du , fait que la pression agit perpendiculairement aiLx tangentes à la surface de la moitié supé rieure de la bague, cette moitié garde sen siblement la forme d'un demi-cercle. La partie inférieure de la bague cependant est aplatie < en 11b et 11c contre la paroi du cylindre et le fond de la rainure et en 11(l contre la sur face annulaire formant la paroi inférieure de la rainure. C'est essentiellement l'aplatisse ment en 11d qui provoque la déformation de la bague, de manière qu'elle s'applique contre les surfaces 11b et 11c, et qui fournit la pres sion d'étanchéité nécessaire contre ces sur faces.
Les positions intermédiaires du mouve- ment amenant la bague d'étanchéité dans la position suivant la fig. 4-1 sont représentées clans les fig. 4B, 4C et 4D. Ainsi qu'il est représenté dans la fig. 4B, la pression du fluide déforme la bague au début. de son introduction dans le cylindre, de façon à être enfoncée par l'arête de la paroi du cylindre, cependant que les plats en 11c et 11d sont déjà formés.
Un mouvement ultérieur du man chon 10 amène la bague dans la position représentée dans la fi-. 4C, en faisant rouler la bague sur le fond de la rainure de manière à faire disparaître le plat en 11d, cependant que la résistance due au frottement sur l'arête et à l'aplatissement 11c produit encore une réaction qui maintient la déformation de la bague. Dans la fi-. 4D, la bague est mon trée en une position momentanée, qu'elle at teint après avoir roulé encore sur l'arête d'en trée et s'être déplacée le long du fond de la rainure vers le haut.
La bague, en atteignant cette position, prendra automatiquement sa forme normale circulaire; elle est alors juste en contact avec la surface du cylindre et le fond de la rainure, et glissera sous l'action de la pression du fluide vers la surface annulaire inférieure de la rainure, où elle se déformera immédiatement pour prendre le profil repré senté en pointillé et également .dans la fig. 4.4, produisant ainsi la fermeture étanche auto matique. Ce mouvement final de la bague peut même être entendu particulièrement lorsqu'on emploie de hautes pressions de fluide, et ceci confirme l'explication précé dente donnée concernant. les fig. 4B, 4C et 4D.
1,a fig. montre un bouelion auxiliaire 16 introduit clans le boisseau par l'extrémité d'écoulement de celui-ci, le bouchon normal ayant été enlevé. (_"e bouchon auxiliaire pré sente deux rainures 23 disposées comme les rainures 9 du bouchon normal.
Dans chaque rainure est logée une bague d'étanchéité '?-l. L'extrémité du bouchon 16 est munie d'itn prolongement. fileté 21. Quand on veut enlever le bouchon normal pour le remplacer ou effectuer une réparation sans interrompre la pression de fluide dans ]-'arrivée 2, on introduit le bouchon auxiliaire clans l'ouver ture d'écoulement du boisseau après avoir enlevé le bec 15.
Le prolongement fileté<B>21</B> est vissé dans un trou taraudé correspondant à ].'extrémité du bouchon normal, puis ce der nier est dévissé; il entraîne dans son mouve ment le bouchon auxiliaire jusqu'à. ce que la manette 22 de ce dernier vienne buter contre l'extrémité du boisseau. Les deux bagues d'étanchéité 24 se trouvent alors de part et d'a-Litre de l'arrivée \? du fluide et ferment la branche 4 du boisseau vers le bas et vers le haut. Le bouchon normal peut alors être dévissé du boisseau.
Dans les fig. 2, 3 et 4, l'obturateur a sen siblement la même construction que celui re présenté en fig. 1. En effet, le bouchon a ici un diamètre uniforme, le filetage de sa partie supérieure étant. destiné à s'engager dans l'écrou 8, et il présente deux rainures annu laires parallèles 23 dans lesquelles sont pla cées des bagues d'étanchéité pleines, élas tiques, sans fin 24. Les rainures 23 ont une largeur supérieure au diamètre des bagues 24 en section droite pour permettre à la pres sion du liquide d'exercer sur chaque bague une force sur environ la. moitié de sa sur face, ce qui assure une déformation maxi mum en vue de l'engagement par trois faces.
Dans la fig. 3, est représenté un élément fil trant 25 destiné à être maintenu en place par le bec 15.
Dans les fig. 6 à 8 sont représentées des possibilités d'adaptation de _ l'invention à d'autres types d'obturateurs. Dans tous les exemples, l'obturateur présente un alésage continu se prêtant à l'insertion d'un bouchon auxiliaire pour déloger le bouchon principal. En outre, dans tous les exemples, la jonction i du tuyau d'adduction et de la branche verti cale du boisseau est située en regard de la partie médiane d11 bouchon, entre les cieux bagues d'étanchéité, quand l'obturateur est s fermé.
Shutter. This invention relates to plugs for controlling the flow of fluids (liquid or gaseous) and, although it relates more particularly to water taps for domestic use, it is also applicable to taps and valves intended for household use. born for other purposes.
The object of the invention is to create an obturator (this term being taken here in its broadest sense) not comprising a seat, making it possible to eliminate the usual sealing gasket.
The next shutter. the invention is of the type in which the leaktight closure is obtained by means of at least one sealing ring made of elastic material placed in a groove of a movable plug in the plug. This. obturator is characterized in that the groove for the sealing ring has a cylindrical bottom and an annular surface near the front end of the plug, this surface being located in a plane substantially perpendicular to the direction of the bottom,
in that the sealing ring has an initial circular shape and has a diameter such that it can simultaneously touch the bottom of the groove and the cylindrical surface facing the plug in the closing zone, without appreciable distortion of the shape circular of the ring, and in that the plug is arranged so that the direction of its displacement to obtain the closure of the shutter coincides with the direction of flow of the fluid, so that the pressure of the fluid applies said ring against said annular surface when it approaches the ferrnet.ure zone, so as to produce a rolling movement of the ring towards the closure zone, and that after the arrival of the ring in this zoned,
the pressure of the fluid produces the distortion of the cross section of the ring by pressing it against said annular surface of the groove, which produces pressure of the ring against the cylindrical part of the plug in the closing zone and against the cylindrical bottom of the groove, thus ensuring automatic airtight closing of the shutter by the very action of the fluid pressure.
Thanks to this construction, and as in balanced taps or valves of known types, no axial force is exerted on the plug by the pressure of the fluid upstream of the tap, so that there is no tendency from the stopper to slide along the cylindrical plug to the open position. The waterproofing kit is able to withstand high pressures, both from the side. of gas than. part, from Iïquides.
The shutter cylinder preferably has an enlargement of its diameter at the junction of the supply channel, so as to prevent the sealing ring from coming into contact with the sharp edges of the valve. this channel and be damaged by them. The appended drawing represents, by way of example, several embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is a vertical sectional view of a shutter for domestic use.
Fig. 2 is a perspective view of an alternative embodiment of this shutter.
Fig. 3 is a view showing, separated from each other, the various constituent parts of the shutter shown in FIG. 2.
Fig. 4 is a partial sectional view on a larger scale, showing the shutter cap.
Figs. 4A, 4B, 4C and <I> 4D </I> are detail views showing the operation of the sealing ring.
Fig. 5 is an axial sectional view showing another embodiment .de the shutter.
Figs. 6 to 8 show three shutter arrangements adapted respectively to inlet pipes, outlet pipes and different actuating means.
As shown in fig. 1, the wood bucket of the shutter has the shape of a T, the branch 1 being threaded externally and tinée to be connected to the pipe 2 by a coupling sleeve 3. These parts present. .Threads of different pitches at 1a and 2a and allow the valve to be vertically aligned with a tight seal, regardless of the thickness of the seal 3a. The branch 4 of the T, which will normally be vertical, has a bore 5 having an enlargement of its diameter in the central part 6 at the place where the branch 1 meets the branch 4.
In the bore 5 is housed a stopper, the upper part 7 of which is threaded along a diameter a little less than that of the bore, so as to be able to fit into it with gentle friction in the manner of a piston. This part 7 of the plug is screwed into a nut 8 itself screwed onto the upper end of the branch 4 of the plug.
On a necked rod 7a of the stopper is mounted a sleeve 10 having a projecting boss 10a at each end to form a groove 9 between the sleeve 10 and the stopper part 7, and another groove 9 between the sleeve 10 and a washer 12 carried by a nut 13 screwed onto the lower threaded part .de the rod 7a. In each groove 9 is placed a sealing ring 11 made of an elastic material. The upper end of part 7 of the cap is provided with a handle or lever 14 fixed to it.
A stop screw (not shown) fixed in the wall of the branch 4 of the plug may have a smooth end intended to be engaged in the thread to limit the axial movement of the plug. Another stroke limitation member can also be provided. When the cap is screwed from top to bottom, the rings 11 are placed on each side of the enlargement 6, thus closing off the arrival of the fluid through the tubing 2. while when the cap is unscrewed, the two rings are placed at the- above this chamber 6 and allow the fluid to flow outside through the lower end of the Banal 5.
The upper ring 11 eliminates the usual sealing that is mounted around the axis of an ordinary valve, while the lower ring eliminates any need to provide a seat for the stopper.
The components of this shutter can be made of any suitable material and have a defined finish as required. The lower part of the valve has a removable spout 15.
As shown in FIG. 4_1,; the profile of the lower sealing ring 11 is deformed by the pressure of the fluid when it is applied to the annular surface 11d, the following direction. which this pressure acts being represented by arrows.
Due to the fact that the pressure acts perpendicularly to the tangent to the surface of the upper half of the ring, this half substantially retains the shape of a semicircle. The lower part of the ring however is flattened <at 11b and 11c against the cylinder wall and the bottom of the groove and at 11 (l against the annular surface forming the lower wall of the groove. It is essentially flattened. ment in 11d which causes the deformation of the ring, so that it is applied against the surfaces 11b and 11c, and which provides the necessary sealing pressure against these surfaces.
The intermediate positions of the movement bringing the sealing ring to the position according to fig. 4-1 are shown in FIGS. 4B, 4C and 4D. As shown in FIG. 4B, the fluid pressure deforms the ring at the start. of its introduction into the cylinder, so as to be driven by the edge of the cylinder wall, while the flats 11c and 11d are already formed.
Further movement of the sleeve 10 brings the ring to the position shown in fig. 4C, by rolling the ring on the bottom of the groove so as to make the flat in 11d disappear, while the resistance due to the friction on the edge and to the flattening 11c still produces a reaction which maintains the deformation of the Ring. In the fi-. 4D, the ring is held in a momentary position, which it has dyed after rolling over the lead-in ridge again and moving along the bottom of the groove to the top.
The ring, when reaching this position, will automatically assume its normal circular shape; it is then just in contact with the surface of the cylinder and the bottom of the groove, and will slide under the action of the pressure of the fluid towards the lower annular surface of the groove, where it will immediately deform to take the profile represented in dotted line and also .in fig. 4.4, thereby producing the automatic watertight seal. This final ring movement can even be heard particularly when high fluid pressures are employed, and this confirms the foregoing explanation given regarding. figs. 4B, 4C and 4D.
1, a fig. shows an auxiliary bouelion 16 introduced into the plug through the flow end of the latter, the normal plug having been removed. (_ "The auxiliary stopper has two grooves 23 arranged like the grooves 9 of the normal stopper.
In each groove is housed a sealing ring '? -L. The end of the plug 16 is provided with an extension. thread 21. When you want to remove the normal plug to replace it or carry out a repair without interrupting the fluid pressure in the inlet 2, the auxiliary plug is inserted into the outlet of the plug after having removed the nozzle. 15.
The threaded extension <B> 21 </B> is screwed into a threaded hole corresponding to the end of the normal plug, then this latter is unscrewed; it drives the auxiliary plug in its movement up to. that the handle 22 of the latter abuts against the end of the plug. The two sealing rings 24 are then located on both sides of the inlet \? of the fluid and close branch 4 of the plug downwards and upwards. The normal cap can then be unscrewed from the plug.
In fig. 2, 3 and 4, the shutter has substantially the same construction as that shown in fig. 1. Indeed, the cap here has a uniform diameter, the thread of its upper part being. intended to engage in the nut 8, and it has two parallel annular grooves 23 in which are placed solid, elastic, endless sealing rings 24. The grooves 23 have a width greater than the diameter of the rings. 24 in cross section to allow the pressure of the liquid to exert on each ring a force of approximately 1a. half of its surface, which ensures maximum deformation for engagement from three sides.
In fig. 3, there is shown a trant wire element 25 intended to be held in place by the spout 15.
In fig. 6 to 8 are shown possibilities of adaptation of the invention to other types of shutters. In all of the examples, the plug has a continuous bore suitable for the insertion of an auxiliary plug to dislodge the main plug. In addition, in all the examples, the junction i of the supply pipe and the vertical branch of the plug is located opposite the middle part of the plug, between the top sealing rings, when the shutter is closed. .