CH640325A5

CH640325A5 - Robinet a papillon.

Info

Publication number: CH640325A5
Application number: CH464581A
Authority: CH
Inventors: Pierre Louis Barbe
Original assignee: Pont A Mousson
Priority date: 1980-07-18
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1983-12-30
Also published as: FR2487034A1; GB2079901B; MX155440A; ES290594Y; NL187761C; NL187761B; JPS5761865A; DE3125811A1; US4411405A; ZA814347B; GB2079901A; DD201722A5; ES287285U; IT1144403B; BR8104628A; JPH0133709B2; ES290594U; IT8168000A0; SU1116982A3; AT385569B

Description

640 325

2

REVENDICATIONS (9) dont l'axe (Y-Y) rencontre l'axe d'écoulement (X-X) et

1. Robinet à papillon, comprenant un corps tubulaire qui qui est relié à des moyens d'entraînement en rotation.

délimite un conduit d'écoulement et un papillon obturateur 15. Robinet à papillon suivant l'une des revendications 1 à

monté rotatif dans ce corps autour d'un axe perpendiculaire à 13, caractérisé en ce que le papillon (8b) est claveté sur un ar-l'axe du conduit, l'un des deux éléments portant une garniture 5 bre (9b) dont l'axe (Z-Z) ne rencontre pas l'axe d'écoulement d'étanchéité élastique et l'autre une surface de siège pour cette (X-X) et qui tourillonne librement dans le corps (lb), de façon garniture, la garniture d'étanchéité présentant une ligne à constituer un clapet anti-retour.

d'étanchéité identique à la ligne moyenne du siège, à l'écrase- 16. Robinet à papillon suivant l'une des revendications 1 à

ment près de la garniture, caractérisé en ce qu'en chaque point 15, caractérisé en ce que le siège (5) est brut de fonderie.

de la ligne moyenne du siège, le plan tangent (T) au siège 10

forme un angle aigu (x) au moins à peu près constant avec la

tangente (Mt) à la trajectoire du point (M) correspondant du papillon (8) au point de contact de la garniture (13) avec le La présente invention est relative à un robinet à papillon siège. comprenant un corps tubulaire qui délimite un conduit

2. Robinet à papillon suivant la revendication 1, caracté- 15 d'écoulement et un papillon obturateur monté rotatif dans ce risé en ce que ledit angle (x) est de 20 à 30°. corps autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du conduit, l'un

3. Robinet à papillon suivant l'une des revendications 1 et des deux éléments portant une garniture d'étanchéité élasti-2, caractérisé en ce que la ligne d'étanchéité (16) définie sur le que et l'autre une surface de siège pour cette garniture, la gar-corps ( 1 ) présente en coupe par le plan contenant l'axe (X-X) niture présentant une ligne d'étanchéité identique à la ligne du conduit d'ecoulement (3) et perpendiculaire à l'axe de rota- 20 moyenne du siège, à l'écrasement près de la garniture.

tion (Y-Y) du papillon (8), ce plan étant un plan de symétrie Dans ces robinets, la garniture d'étanchéité peut être logée pour le robinet, un profil en demi-amphore comportant d'un Soit dans le corps, soit sur le papillon. De plus, l'axe de rota-côté de l'axe d'écoulement, à partir de son extrémité (A), une tion du papillon peut soit rencontrer l'axe d'écoulement (pa-partie inclinée à peu près rectiligne (17) correspondant au pied pillon centré), soit ne pas le rencontrer (papillon excentré), de l'amphore et se raccordant à un ventre ( 18) dont le sommet 25 Le problème de l'étanchéité d'un robinet à papillon ( 19) est arrondi et convexe et situé hors de l'axe d'écoulement, consiste à obtenir un bon contact périphérique entre la garni-et, de l'autre côté de cet axe (X-X), une partie concave (20) ture et le siège en position de fermeture, notamment dans la correspondant au col de l'amphore. zone diamétrale voisine de l'axe de rotation. Ce problème est

4. Robinet à papillon suivant la revendication 3, caracté- habituellement résolu (voir par exemple le brevet FR risé en ce que les extrémités (A, B) du profil en demi-amphore so 1 543 451) en prévoyant une interférence sensible entre le sont alignées avec la trace (0) de l'axe de rotation (Y-Y) sur siège et la garniture, c'est-à-dire une saillie radiale relative-ledit plan. ment importante de la garniture d'étanchéité par rapport à la

5. Robinet à papillon suivant l'une des revendications 1 à surface du siège.

4, à garniture d'étanchéité portée par le papillon, caractérisé Cependant, cette interférence conduit à des frottements en ce que la garniture (13) est constituée par une protubérance 35 importants au voisinage de la position de fermeture, et donc, d'un revêtement en élastomère (14) recouvrant la totalité du en plus d'une forte usure de la garniture d'étanchéité, à un papillon (8), la crête de cette protubérance formant la ligne couple de manœuvre et à une puissance élevés nécessaires d'étanchéité (15) du papillon (8). pour faire tourner le papillon.

6. Robinet à papillon suivant l'une des revendications 1 à En raison de ces inconvénients, il s'est posé le problème de

5, caractérisé en ce que la surface de siège (5) est une surface 40 se libérer de la nécessité de toute interférence ou saillie prédé-réglée. terminée de la garniture d'étanchéité par rapport à la surface

7. Robinet à papillon suivant la revendication 6, caracté- du siège sur laquelle elle doit s'appliquer.

risé en ce que chaque génératrice (V-V) de la surface de siège A cet effet, l'invention a pour objet un robinet à papillon (5) est perpendiculaire à la tangente (Mt) à la ligne d'étan- du type précité, caractérisé en ce qu'en chaque point de la li-chéité (16) de cette surface au point (M) considéré. ^ 45 gne moyenne du siège, le plan tangent au siège forme un angle

8. Robinet à papillon suivant l'une des revendications 1 à aigu au moins à peu près constant avec la tangente à la trajec-7, caractérisé en ce que ledit angle (x) est rigoureusement toire du point correspondant du papillon au point de contact constant sur toute la périphérie du papillon (8) et du siège (5). de la garniture avec le siège.

9. Robinet à papillon suivant l'une des revendications 1 à Grâce à cet agencement, l'étanchéité est assurée sur tout le 7, caractérisé en ce que ledit angle (x) varie sur toute la péri- so pourtour du papillon par simple compression ou écrasement phérie du papillon (8) et du siège (5) en raison inverse du progressif de la garniture. Celle-ci, dès que l'angle considéré rayon de déplacement du point courant (M) de la ligne présente une valeur suffisante, aborde ou accoste le siège sans d'étanchéité ( 15) du papillon. glissement ni frottement, et ceci même dans la zone diamé-

10. Robinet à papillon suivant l'une des revendications 1 à traie voisine de l'axe de rotation.

9, caractérisé en ce que la face ( 11 ) du papillon (8) qui porte la 55 Ainsi, non seulement l'usure et le couple de manœuvre garniture d'étanchéité (13) sur sa périphérie est bombée. sont réduits, mais le siège peut être brut de fonderie, étant

11. Robinet à papillon suivant la revendication 10, carac- bien entendu que l'expression «brut de fonderie» ne signifie térisé en ce que ladite surface bombée (11) est une surface cy- pas pour autant que la surface soit grossière car les moyens lindrique à génératrices parallèles à l'axe de rotation (Y-Y). ^ actuels de moulage en fonderie permettent de réaliser de

12. Robinet à papillon suivant l'une des revendications 1 à so beaux états de surface, par exemple en utilisant des sables de 9, caractérisé en ce que la surface ( 11a) du papillon (8a) qui fine granulométrie agglomérés par des liants synthétiques disporte la garniture d'étanchéité ( 13) sur sa périphérie est ponibles dans le commerce.

évidée. L'angle considéré, qui est de préférence de 20° à 30°, peut

13. Robinet à papillon suivant la revendication 12, carac- Soit être rigoureusement constant sur toute la périphérie du térisé en ce que la surface évidée (1 la) est une surface cylindri- « papiuon et du siège, pour faciliter la fabrication, soit varier que à génératrices perpendiculaires à l'axe de rotation (Y-Y). sur cette périphérie en raison inverse du rayon de déplacement

14. Robinet à papillon suivant l'une des revendications 1 à du point courant de la ligne d'étanchéité, pour rendre uni-13, caractérisé en ce que le papillon (8) est claveté sur un arbre forme l'écrasement de la garniture dans toutes les positions de

3

640 325

fermeture du papillon, même avant que la position de fermeture maximale soit atteinte.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, la ligne d'étanchéité définie sur le corps présente, en coupe par le plan contenant l'axe du conduit d'écoulement et perpendiculaire à l'axe de rotation du papillon, ce plan étant un plan de symétrie pour le robinet, un profil en demi-amphore comportant d'un côté de l'axe d'écoulement, à partir de son extrémité, une partie inclinée à peu près rectiligne correspondant au pied de l'amphore et se raccordant à un ventre dont le sommet est arrondi et convexe et situé hors de l'axe d'écoulement, et, de l'autre côté de cet axe, une partie concave correspondant au col de l'amphore.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressorti-ront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, sur lesquels:

la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un robinet à papillon suivant l'invention, en position de fermeture;

la fig. 2 est une vue analogue du robinet à papillon de la fig. 1 en position d'ouverture;

la fig. 3 est une vue transversale du siège et du papillon en position d'ouverture, prise dans le sens de la flèche 3 de la fig. 2;

la fig. 4 est un schéma géométrique illustrant la définition géométrique de la ligne d'étanchéité entre la garniture et son siège ainsi que celle de la surface d'étanchéité

les fig. 5 et 6 sont des schémas analogues à la fig. 4 montrant deux variantes de lignes d'étanchéité;

les fig. 7,8 et 9 sont des vues simplifiées en perspective représentant respectivement la surface de siège seule, le papillon seul et l'ensemble du papillon et du siège en position d'ouverture partielle du robinet;

la fig. 10 est une vue en coupe d'une variante du papillon de le fig. 1;

la fig. 11 est une vue suivant la flèchell du papillon de la fig. 10;

la fig. 12 est une vue partielle à grande échelle illustrant l'interférence d'une garniture d'étanchéité d'un papillon et de son siège dans un robinet de la technique antérieure;

les fig. 13 et 14 sont des vues de détail analogues illustrant la compression de la garniture d'étanchéité sur le siège du robinet de l'invention, la fig. 13 montrant la garniture à l'état libre au moment où elle entre en contact avec le siège et la fig. 14 la garniture à l'état comprimé, en position de fermeture complète;

la fig. 15 est un schéma géométrique analogue aux fig. 5 et 6 montrant deux rayons de longueurs inégales entre la ligne d'étanchéité et l'axe de rotation du papillon;

les fig. 16 et 17 sont des vues analogues à la fig. 14 illustrant avec exagération une variante de réalisation de la surface de siège avec modification d'angle entre les deux rayons de la fig. 15; et la fig. 18 est une vue analogue à la fig. 1 d'une variante de robinet à papillon suivant l'invention, ce robinet étant du type excentré et utilisable comme clapet anti-retour.

Suivant l'exemple d'exécution représenté aux fig. 1 à 3 et 7 à 9, l'invention est appliquée à un robinet à papillon commandé dont le corps tubulaire 1, d'axe X-X supposé horizontal, est pourvu de brides 2 de raccordement à la conduite sur laquelle doit être monté le robinet, ces brides 2 étant d'ailleurs facultatives. Ce robinet est applicable à des conduites d'eau, de pétrole ou d'autres liquides ainsi qu'à des conduites véhiculant des fluides gazeux ou des produits solides pulvérulents.

Le corps 1 présente à mi-longueur, en saillie à l'intérieur de la cavité cylindrique d'écoulement 3 à section circulaire, un siège 4 composé de deux flancs 5 et 6 de pentes inégales qui sont des surfaces irrégulières évoluant de façon continue autour de l'axe X-X et se coupant suivant une arête 7 formant une boucle irrégulière fermée autour de cet axe X-X. La face 5 à faible pente constitue le siège proprement dit du robinet. Le corps est brut de fonderie, mais le siège a néanmoins un bel état de surface grâce à l'utilisation d'un procédé moderne de 5 moulage de précision en fonderie.

L'obturateur rotatif ou papillon 8 est du type «centré», c'est-à-dire qu'il est claveté sur un arbre de rotation 9 d'axe Y-Y perpendiculaire à l'axe X-X, supposé également horizontal et coupant celui-ci en 0. L'arbre 9 est relié à des moyens 10 d'entraînement en rotation dans les deux sens (non représentés). Le papillon 8 comprend une face plane 10 renflée le long de l'axe Y-Y en un secteur cylindrique recevant l'arbre 9, une face bombée 11 reliée à la face 10 par les deux extrémités de celle-ci les plus éloignées de l'axe Y-Y, et deux faces latérales i5 bombées 12 fermant le volume du papillon et traversées par l'arbre 9.

Dans cet exemple, l'axe Y-Y est déporté en ce sens qu'il n'est pas situé dans le plan de la face 10 du papillon mais décalé d'une petite distance d par rapport à ce plan, du côté de la 20 face 11 opposée.

Toute la périphérie de la face bombée 11 est entourée d'un cordon ou garniture d'étanchéité 13 en élastomère destiné à être appliqué de manière étanche sur le siège 5. Dans ce mode de réalisation, la garniture 13 est une protubérance d'un revê-25 tement 14 en élastomère dont est pourvu l'ensemble du papillon 8. Cette protubérance suit un contour courbe et sinueux, fermé, et présente une faible largeur de part et d'autre d'une ligne de crête ou d'étanchéité 15. La section transversale du cordon 13 est triangulaire, la ligne 15 constituant le sommet 30 de ce triangle. La ligne moyenne 16 du siège 5 est identique à la ligne 15, à l'écrasement de l'élastomère près, comme on le verra plus loin.

En position de fermeture du robinet, le siège 4 et le papillon 8 admettent comme plan de symétrie commun le plan P 35 (fig. 3) perpendiculaire à l'axe de rotation Y-Y et contenant l'axe X-X d'écoulement.

Sur tout le pourtour du conduit, c'est-à-dire en tout point M de la ligne d'étanchéité 16, le plan tangent T à la surface d'étanchéité ou siège 5 fait un angle aigu x constant ou à peu 40 près constant avec la tangente t au cercle de rayon R et d'axe Y-Y passant par le point M (fig. 4 et 13). Cette condition est remplie même dans les zones extrêmes voisines de l'axe Y-Y, de trace O.

Pour définir la ligne d'étanchéité 16, on se reportera à la 45 fig. 4, qui représente schématiquement le conduit cylindrique d'écoulement 3 et suppose la ligne 16 tracée sur ce cylindre.

A partir d'un point M arbitraire situé sur le conduit 3, on trace la tangente Mt au cercle d'axe Y-Y passant par M. Le plan tangent cherché fait un angle donné x avec la droite Mt; so il s'agit donc d'un plan T tangent au cône C d'axe Mt et de demi-angle au sommet x, et la tangente cherchée Mt1 appartient à ce plan. Pour des raisons d'encombrement du papillon perpendiculairement à l'axe Y-Y, on choisit, pour un plan T donné, la droite Mt1 constituée par la génératrice du cône C 55 dans ce plan.

Pour définir le plan T, on remarque que la tangent Mt1 appartient également au plan tangent en M au conduit 3.

Cette tangente est donc finalement constituée par l'intersection (ou par l'une des intersections) de ce plan tangent avec le 60 cône C.

En répétant cette construction point par point, et en tenant compte de la continuité nécessaire, on a retenu pour les lignes 15 et 16 le profil en demi-amphore représenté aux fig. 1 et 2. A partir d'un point extrême A le plus éloigné de l'axe es Y-Y en position de fermeture et constituant le pied de l'amphore, ce point étant le plus haut sur la fig. 1, ce profil comporte successivement une partie 17 à peu près rectiligne ou légèrement concave s'éloignant obliquement de la face plane 10

640 325

4

(fig. 2), une partie bombée ou ventre 18 dont le sommet arrondi 19 est voisin de l'axe X-X mais situé avant celui-ci,

puis, à peu près à partir de cet axe, une partie concave 20 s'étendant jusqu'à l'autre point extrême B le plus éloigné de l'axe Y-Y.

Ainsi, la ligne 15 est entièrement située d'un seul côté de la face 10. Les points A et B peuvent être soit alignés avec le point 0 comme aux fig. 1 et 2, soit, en variante, décalés dans un sens ou dans l'autre parallèlement à l'axe X-X comme représenté aux fig. 5 et 6. La solution choisie est celle qui présente l'emcombrement axial minimal, ce qui est à étudier dans chaque cas particulier.

Vue suivant une direction perpendiculaire, c'est-à-dire suivant l'axe X-X pour la ligne d'étanchéité 15 lorsque le papillon est en position d'ouverture maximale, cette ligne d'étanchéité a une forme en auge avec deux points d'inflexion près de ses extrémités, comme on le voit à la fig. 3.

On choisit le point de départ M de la courbe 16 par rapport à l'axe Y-Y de manière que cette courbe 16 soit aussi avantageuse que possible: il faut que ce choix conduise à un ventre 18 dont le sommet arrondi convexe 19 est situé le plus près possible de l'axe Y-Y en laissant toutefois le passage nécessaire à l'arbre de commande 9. Par exemple, il serait irrationnel de choisir un point M trop éloigné de l'axe Y-Y rendant nécessaire le creusement local de la paroi interne de la cavité 3 pour livrer passage au rayon OM du papillon 8 lors du débattement de celui-ci.

On a vu plus haut que le plan tangent T à la surface de siège 5 au point M est défini en même temps que la tangente Mt1 à la ligne d'étanchéité 16. La surface 5 est une surface réglée formant l'enveloppe de tous les plans tangents T le long de la ligne 16. Pour obtenir la génératrice au point M, on trace dans le plan tangent T un court segment de droite MV,MV' perpendiculaire à la droite Mt1 et de longueur L, de part et d'autre du point M. La surface 5 évolue de façon sinueuse autour de l'axe X-X, en étant tournée vers une extrémité du corps 1 au point A situé d'un côté du plan défini par les axes X-X et Y-Y et vers l'autre extrémité du corps 1 au point B opposé. L'inclinaison de l'axe de symétrie 13a de la section du cordon d'étanchéité 13 du papillon par rapport à ce même plan évolue de façon analogue, de manière que, en chaque point de la ligne d'étanchéité, ce cordon soit tourné vers le siège 5 en fin de fermeture du papillon de la manière représentée à la fig. 13.

La manière dont travaille la garniture 13 est représentée aux fig. 13 et 14: en chaque point, cette garniture aborde le siège 5 par son sommet M (fig. 13), et la poursuite de la rotation du papillon provoque une compression pure de la garniture, avec déformation de l'élastomère mais sans aucun glissement ni frottement (fig. 14). Ceci est à comparer avec la garniture 113 représentée à la fig. 12, qui appartient au robinet à papillon connu décrit dans le brevet FR 1 543 451 : la garniture 113 du papillon 108 présente une interférence ou chevauchement e avec le siège 105 et aborde celui-ci latéralement, de sorte que, à la fermeture comme à l'ouverture, sa compression s'accompagne d'un frottement important conduisant à une usure rapide.

L'angle x formé par le plan tangent T à la surface du siège en un point M et par la tangente t au point M au cercle de rayon OM, est choisi en fonction de l'écrasement optimal de la garniture d'étanchéité 13 en élastomère sur le siège 5. On entend par écrasement optimal e celui qui est nécessaire et suffisant sur tout le pourtour du papillon et de la surface de siège pour assurer l'étanchéité en position de fermeture du papillon, pour une pression de service donnée. Pour un diamètre nominal égal de la tubulure d'écoulement 3, l'écrasement e nécessaire à l'étanchéité est plus élevé pour une pression de service plus forte que pour une pression de service plus faible. A l'écrasement e est lié l'effort ou le couple de fermeture du papillon: ce couple est plus élevé pour un écrasement e plus important que pour un écrasement e plus faible. Ainsi, l'écrasement e optimal est celui qui nécessite le couple de fermeture juste suffisant pour assurer l'étanchéité.

On peut choisir un angle x rigoureusement constant sur 5 tout le pourtour du papillon et de la surface de siège, ce qui permet une réalisation plus facile. On peut choisir aussi de faire varier l'angle x le long du pourtour du papillon et de la surface de siège. Dans les deux cas, l'écrasement e de la garniture d'étanchéité 13 en élastomère sur le siège 5 est constante 10 sur tout le pourtour de ce siège en position de fermeture du papillon. Mais, dans le premier cas, l'écrasement e n'est constant que dans la position de fermeture maximale, et il varie sur tout le pourtour entre la position de début d'accostage de la garniture d'étanchéité sur la surface de siège et la position 15 définitive de fermeture. Au contraire, dans le deuxième cas, on peut obtenir un écrasement constant sur tout le pourtour dès le moment de l'accostage de la garniture sur le siège et jusqu'à la position de fermeture définitive.

Plus précisément, si on choisit un angle x constant, au 2o cours de la rotation du papillon 8 vers sa position de fermeture, l'accostage et l'écrasement de la garniture d'étanchéité 13 commencent par les points de la ligne d'étanchéité 15 les plus proches de l'axe de rotation Y-Y et se propagent ensuite progressivement sur tout le pourtour. Par conséquent, la va-25 leur e de l'écrasement de la garniture varie sur tout le pourtour jusqu'à la position de fermeture maximale, pour laquelle la valeur e devient constante sur tout le pourtour. Si l'on veut limiter l'effort de serrage du papillon en position de fermeture, c'est-à-dire ne pas atteindre la position de fermeture ma-30 ximale, il faut donc s'assurer que, sur les points du pourtour où l'écrasement e a la valeur la plus faible, cette valeur est suffisante pour assurer l'étanchéité compte tenu de la pression considérée.

On peut au contraire faire varier l'angle x en raison in-35 verse du rayon OM sur tout le pourtour du papillon, c'est-à-dire en raison inverse de la distance entre chaque point M de la ligne d'étanchéité 15 et le point central 0 de l'axe Y-Y de rotation. Compte tenu de la forme de la ligne d'étanchéité 15 en demi-amphore, le rayon OM1 est minimal au voisinage de 40 l'axe de rotation Y-Y, et par conséquent l'angle x1 maximal dans cette zone (fig. 17), alors que le rayon OM2 est maximal aux extrémités du diamètre AB et donc l'angle x2 minimal à ces extrémités (fig. 16). On peut ainsi obtenir un accostage simultané de tous les points de la crête de la garniture 13 sur la surface de siège 5 et, dès cet accostage, une valeur uniforme de l'écrasement de la garniture d'étanchéité sur tout le pourtour du papillon et de la surface de siège, cet écrasement augmentant progressivement au fur et à mesure du serrage du papillon sur le siège, c'est-à-dire de la rotation du papillon, mais en 5Q restant uniforme sur tout le pourtour au cours de ce serrage ou de cette rotation. Ceci présente l'avantage que, lorsqu'on ne va pas jusqu'à la position de fermeture maximale, l'étanchéité est certaine sur tout le pourtour dès lors que l'écrasement est suffisant en un point, compte tenu de la pression de 55 service. Ceci permet donc de diminuer l'effort de serrage pour une pression donnée. Mais, en contrepartie, la réalisation de la ligne d'étanchéité de la surface de siège est beaucoup plus difficile et l'encombrement axial est plus important, l'amphore étant plus «ventrue».

60 Dans la pratique, on peut adopter un angle x constant de l'ordre de 20 à 30°, en admettant des variations de quelques degrés en plus ou en moins sur certains points de la ligne d'étanchéité 15 afin d'adoucir les variations ou l'évolution de courbure de la surface de siège 5.

65 Géométriquement, cela revient à admettre que la tangente Mt1 (fig. 4) n'est pas toujours exactement située sur le cône C mais peut être située au voisinage de ce cône. En d'autres termes, on renonce parfois à l'encombrement minimal du papillon 8 pour rechercher une plus grande sécurité dans l'étan-

chéité par une meilleure uniformité de l'écrasement e sur le pourtour. Il est à noter à ce sujet que, suivant le choix de l'angle x (rigoureusement constant sur tout le pourtour du papillon et du siège ou bien admettant de légères variations), la proéminence du ventre du profil en demi-amphore peut être plus ou moins accentuée.

Dans une réalisation pratique ayant donné satisfaction, le siège 4 et le papillon 8 ainsi définis géométriquement sont réalisés de la manière suivante.

Le siège 4 (fig. 1,3,7 et 9) est en saillie intérieure par rapport au conduit 3 et est situé de part et d'autre du plan de symétrie P: la surface de siège 5 est une surface sinueuse située de part et d'autre de la ligne d'étanchéité 15 en demi-am-phore. Par une torsade plus ou moins progressive au-dessous de l'axe Y-Y, de chaque côté du plan de symétrie P, la surface de siège 5 change d'orientation du point A au point B pour faire face obliquement à la direction d'écoulement si elle était orientée en sens inverse, ou réciproquement. Par contre, aux deux extrémités de l'axe Y-Y, la surface 5 a la même orientation par rapport au sens d'écoulement, et cette orientation est la même jusqu'au point A situé du côté du papillon dans la position d'ouverture de celui-ci (fig. 3). La surface 5 reste inclinée d'un angle constant ou à peu près constant, même dans la zone de l'axe Y-Y de rotation, par rapport à la tangente en un point M quelconque de la ligne d'étanchéité 15 au cercle de rayon OM qui est la trajectoire parcourue par le point M lors de la rotation du papillon 8. Cet angle est de l'ordre de 20 à 30°. Ladite surface d'étanchéité 5 contourne la cavité de l'arbre de rotation 9 d'axe Y-Y et est située d'un seul côté de celui-ci, et il en est de même de la garniture d'étanchéité 13 du papillon.

Dans l'exemple de réalisation des fig. 1 à 3 et 7 à 9, la surface 11 du papillon 8 opposée à la face plane 10 est une surface cylindrique bombée à génératrices parallèles à l'axe Y-Y. En variante, comme représenté aux fig. 10 et 11, cette surface 1 la peut être évidée en auge, avec des génératrices à peu près perpendiculaires à l'axe Y-Y, l'épaisseur minimale étant juste suffisante pour permettre le passage de l'arbre 9 du papillon 8a (fig. 10). Dans les deux cas, le papillon présente un profil aéro-ou hydrodynamique en position d'ouverture totale, à 90° de sa position de fermeture, et il offre donc une résistance minimale à l'écoulement.

Comme indiqueé plus haut, au cours de la rotation de fermeture du papillon 8, la garniture d'étanchéité 13 se rapproche du siège 5 et l'aborde plus ou moins simultanément sur tout le pourtour du papillon et du siège suivant le choix précité de l'angle x. Cet accostage s'effectue sans glissement ni frottement mais uniquement avec compression ou écrasement progressif de la garniture d'étanchéité contre le siège. En position fermée, cet écrasement de la garniture d'étanchéité existe

640 325

sur tout le pourtour du papillon et du siège, et d'un seul côté de l'arbre de rotation 9, qui est contourné.

Ainsi, la fermeture du conduit 3 est absolument hermétique et, étant donné l'absence de glissement ou de frottement, elle s'effectue avec le minimum d'usure de la garniture d'étanchéité 13 au cours des manœuvres successives du papillon. Même dans la zone de l'axe de rotation Y-Y, l'accostage de la garniture d'étanchéité 13 sur son siège 5 s'effectue comme cela est illustré aux fig. 13 et 14, et la crête 15 est progressivement écrasée sur le siège, sans glissement ni frottement, au cours de la rotation du papillon 8. Au cours de cet accostage, chaque point de la crête 15 rencontre un plan tangent à la surface de siège 5 ayant au moins à peu près la même inclinaison par rapport à la tangente au cercle de rotation du point considéré de la crête 15.

Dans la variante de la fig. 18, le papillon 8b a la même forme que la papillon 8 des fig. 1 à 3 et 7 à 9, mais il est excentré: son axe de rotation Z-Z ne rencontre pas l'axe X-X, tout en restant bien entendu orthogonal à celui-ci.

Plus précisément, le col B du profil en demiamphore est situé du côté de l'axe de rotation Z-Z de l'arbre de rotation 9b, qui tourillonne librement dans le corps lb, cependant que le sommet 19 du ventre est situé de l'autre côté de l'axe d'écoulement X-X. Le papillon 8b est claveté sur l'arbre de rotation 9b au moyen d'une paire d'oreilles 20 qui font saillie sur la face plane 10.

Le col et le ventre du profil du papillon 8b étant ainsi répartis par rapport aux axes X-X et Z-Z, le papillon est déséquilibré volontairement, de sorte que si le sens de l'écoulement est celui de la flèche f, l'écoulement doit vaincre la tendance du papillon 8b à tourner sous l'effet de la gravité autour de l'axe Z-Z dans le sens de la flèche g, c'est-à-dire à revenir toujours en position de fermeture, et que, si le sens de l'écoulement est inversé par rapport à la flèche f, le papillon 8b se ferme en tournant suivant la flèche g. Par conséquent, le papillon 8b interdit l'écoulement en sens inverse de la flèche f est se comporte comme un clapet anti-retour.

Les conditions géométriques définissant les lignes d'étanchéité 15 et 16 ainsi que la surface de siège 5 sont les mêmes que précédemment, et les avantages précités sur les conditions de fermeture et d'étanchéité sont également les mêmes, notamment dans la zone de l'axe de rotation Z-Z excentré.

On remarquera que, dans cette variante, le corps tubulaire lb est dépourvu de brides d'extrémité. Un tel corps est destiné à être monté avec serrage entre deux brides d'une canalisation reliées l'une à l'autre par des tirants, d'une manière connue en soi.

Bien entendu, tout ce qui précède s'applique au cas où le siège est formé sur la périphérie du papillon et où la garniture élastique est portée par le corps du robinet.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

C

4 feuilles dessins