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.