FR2488363A1 - Mounting for unidirectional butterfly valve - includes pivoting flap which can move slightly on its shaft ensuring central seating - Google Patents

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Abstract

The unidirectional butterfly valve includes a circular flap (2) which can pivot about its diameter on a shaft (3). The flap has a periphery (16) forced down on to a seal (17) by the pressure of the fluid. The flap is connected to the shaft using forked projections (11,12) so that the flap is rotated by the shaft and yet retains a slight freedom of movement w.r.t. the shaft. One or more springs (14) situated between the shaft and flap ensure that the flap moves into central alignment with the seal.

Description

Vanne papillon unidirectionnelle. Unidirectional butterfly valve.

L'invention a pour objet des vannes papillon, c'est-à-dire des vannes comportant un obturateur circulaire qui pivote autour d'un axe diamétral ou d'un axe parallèle à un diamètre de l'obturateur. The subject of the invention is butterfly valves, that is to say valves comprising a circular shutter which pivots about a diametrical axis or an axis parallel to a diameter of the shutter.

Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des vannes et accessoires de robinetterie. The technical sector of the invention is that of the construction of valves and fittings.

L'objectif de l'invention est de procurer des vannes du type à papillon pouvant être utilisées avec des fluides à haute température pouvant aller jusqu'à 10000C ou des fluides à haute pression pouvant aller jusqu'à 100 bars ou à basse température (-180 ) à faible pression. The objective of the invention is to provide butterfly type valves which can be used with high temperature fluids up to 10000C or high pressure fluids up to 100 bar or at low temperature (- 180) at low pressure.

Les vannes selon l'invention sont du type connu comportant un obturateur circulaire qui est entraîné en rotation par une tige parallèle à un diamètre de l'obturateur et qui comporte une portée périphérique qui est maintenue appuyée sur un siège par la pression du fluide. De ce fait, il s'agit de vannes unidirectionnelles qui ne peuvent fonctionner que dans un sens. The valves according to the invention are of the known type comprising a circular shutter which is rotated by a rod parallel to a diameter of the shutter and which has a peripheral bearing which is kept supported on a seat by the pressure of the fluid. Therefore, these are one-way valves that can only work in one direction.

L'objectif de l'invention est atteint au moyen de vannes dans lesquelles l'obturateur et la tige d'entraînement comportent des moyens de liaison élastique entre eux tels que l'obturateur est entraîné en rotation par ladite tige tout en ayant la liberté de se déplacer par rapport à celle-ci et ladite vanne comporte un ou plusieurs ressorts situés entre ladite tige et ledit obturateur qui maintiennent ledit obturateur parfaitement centré par rapport audit siège. The object of the invention is achieved by means of valves in which the shutter and the drive rod comprise elastic connection means between them such that the shutter is rotated by said rod while having the freedom to moving relative to the latter and said valve comprises one or more springs located between said rod and said shutter which keep said shutter perfectly centered with respect to said seat.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la tige d'entraînement comporte deux méplats et l'obturateur comporte deux chapes en forme de fourche qui sont engagées chacune de part et d'autre de ltun desdits méplats. According to a preferred embodiment, the drive rod has two flats and the shutter has two fork-shaped yokes which are each engaged on either side of one of said flats.

De préférence la portée périphérique de l'obturateur est une portée sphérique traitée. Avantageusement cette portée sphérique est centrée sensiblement au point d'intersection de l'axe d'entraînement et de l'axe longitudinal perpendiculaire à l'obturateur. Preferably the peripheral surface of the shutter is a treated spherical surface. Advantageously, this spherical bearing is centered substantially at the point of intersection of the drive axis and the longitudinal axis perpendicular to the shutter.

Selon un mode de réalisation préférentiel, le siège d'une vanne papillon selon l'invention est un joint torique métallique comportant un ressort hélicoïdal à spires sensiblement jointives placé à l'intérieur d'une gaine torique en métal inoxydable. According to a preferred embodiment, the seat of a butterfly valve according to the invention is a metal O-ring comprising a helical spring with substantially contiguous turns placed inside an O-ring made of stainless metal.

L'invention a pour résultat de nouvelles vannes papillon pouvant être utilisées avec des fluides à haute température (jusqu'à 10000C) ou à pression élevée (jusqu'à 100 bars) ou à basse température.  The invention results in new butterfly valves which can be used with fluids at high temperature (up to 10000C) or at high pressure (up to 100 bar) or at low temperature.

Grâce à la liaison élastique entre la tige d'entraînement et l'obturateur, ce dernier n'est pas solidaire de la tige et sous ltac tion d'un ou plusieurs ressorts, il peut se déplacer longitudinalement ou même pivoter légèrement et ces degrés de liberté font que l'on obtient un auto-centrage de l'obturateur par rapport au siege et une bonne étanchéité. La liaison élastique entre la tige d'entraînement et l'obturateur évite que l'obturateur ne soit soumis à des contraintes de dilatation lorsque la vanne est utilisée avec un fluide très chaud. Thanks to the elastic connection between the drive rod and the shutter, the latter is not integral with the rod and under the action of one or more springs, it can move longitudinally or even pivot slightly and these degrees of freedom make it possible to obtain a self-centering of the shutter relative to the seat and a good seal. The elastic connection between the drive rod and the shutter prevents the shutter from being subjected to expansion stresses when the valve is used with a very hot fluid.

La portée périphérique sphérique coopère avec le siège composé d'un joint métallique torique pour procurer une bonne étanchéité métal sur métal qui permet d'utiliser une vanne selon l'invention à température élevée ou pour véhiculer des fluides à haute pression. The spherical peripheral bearing cooperates with the seat composed of a metal O-ring to provide a good metal-to-metal seal which allows the use of a valve according to the invention at high temperature or for conveying fluids at high pressure.

La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent un exemple de réalisation d'une vanne papillon selon l'invention. The following description refers to the accompanying drawings which show an embodiment of a butterfly valve according to the invention.

- La figure 1 est une coupe axiale d'une vanne selon l'invention. - Figure 1 is an axial section of a valve according to the invention.

- La figure 2 est une vue de face d'une vanne selon l'invention. - Figure 2 is a front view of a valve according to the invention.

- La figure 3 est une coupe de la figure 1 selon III III. - Figure 3 is a section of Figure 1 along III III.

- La figure 4 est une coupe transversale à plus grande échelle du joint torique servant de siège. - Figure 4 is a cross section on a larger scale of the O-ring serving as a seat.

- La figure 5 est une coupe axiale développée d'un tronçon du joint torique. - Figure 5 is an axial section developed from a section of the O-ring.

Les figures 1 et 2 représentent un exemple de vanne papillon du type vanne plate comportant un corps 1 de faible épaisseur, destiné à être intercalé entre deux brides réunies par des tirants. Bien entendu, le corps 1 pourrait également comporter deux brides. Figures 1 and 2 show an example of a butterfly valve type of flat valve having a body 1 of small thickness, intended to be interposed between two flanges joined by tie rods. Of course, the body 1 could also have two flanges.

Le repère 2 désigne l'obturateur qui a la forme d'un disque circulaire. The reference 2 designates the shutter which has the shape of a circular disc.

L'axe xxl perpendiculaire à l'obturateur, qui est en même temps l'axe des canalisation sur lesquelles la vanne est montée, est appelé l'axe longitudinal. The axis xxl perpendicular to the shutter, which is at the same time the axis of the pipes on which the valve is mounted, is called the longitudinal axis.

Le repère 3 désigne la tige d'entraînement en rotation de l'obturateur. The reference 3 designates the rotary drive rod of the shutter.

La tige d'entraînement 3 est prolongée hors du corps de vanne par une tige de manoeuvre 4 sur laquelle est engagée une poignée de manoeuvre 5 qui est munie d'un secteur gradué 6 qui se déplace en face d'un index solidaire du corps de vanne et qui permet de repérer le degré d'ouverture de l'obturateur. The drive rod 3 is extended outside the valve body by an operating rod 4 on which is engaged an operating handle 5 which is provided with a graduated sector 6 which moves opposite an index integral with the body of valve and which identifies the degree of opening of the shutter.

Des joints d'étanchéité en graphite 7a/7b sont intercalés entre l'axe d'entraînement 3 et le corps de vanne 1. Graphite seals 7a / 7b are interposed between the drive shaft 3 and the valve body 1.

L'invention réside dans la liaison particulière entre l'obturateur 2 et la tige d'entraînement 3 et dans les moyens utilisés pour obtenir l'étanchéité de l'obturateur. The invention lies in the particular connection between the shutter 2 and the drive rod 3 and in the means used to obtain the sealing of the shutter.

A la différence des vannes papillon connues dans lesquelles l'obturateur est solidaire de la tige d'entraînement, l'obturateur 2 d'une vanne selon l'invention est relié à la tige d'entraînement 3 par une liaison élastique qui confère à l'obturateur des libertés de mouvements par rapport à l'axe d'entraînement 3. Unlike the known butterfly valves in which the shutter is integral with the drive rod, the shutter 2 of a valve according to the invention is connected to the drive rod 3 by an elastic connection which gives the shutter for freedom of movement relative to the drive axis 3.

Dans le mode de réalisation représenté, la tige 3 est une tige circulaire comportant deux méplats 8 et 9. In the embodiment shown, the rod 3 is a circular rod comprising two flats 8 and 9.

L'obturateur 2 comporte,sur sa-face arrière, deux chapes 10 et 11 symétriques par rapport à l'axe xxl.  The shutter 2 comprises, on its rear face, two yokes 10 and 11 symmetrical with respect to the axis xxl.

Comme on le voit sur la figure 3, chaque chape est composée de deux doigts 10a/10b et 11a/llb formant une fourche qui encadrent respectivement les méplats 8 et 9. La profondeur des chapes 10 et 11 dans le sens parallèle à l'axe xx1 est supérieure à la profondeur des méplats 8 et 9. As seen in Figure 3, each yoke is composed of two fingers 10a / 10b and 11a / llb forming a fork which respectively frame the flats 8 and 9. The depth of the yokes 10 and 11 in the direction parallel to the axis xx1 is greater than the depth of flats 8 and 9.

Des goupilles 12 et 13 sont engagees en travers de chaque chape du côté de la tige opposé à l'obturateur. Les dimensions respectives des chapes 10 et 11 et des méplats 8 et 9 et la position des goupilles 12 et 13 sont telles que l'obturateur 2 puisse se déplacer légèrement par rapport à la tige d'entraînement 3 parallèlement à l'axe xxl et qu'il puisse pivoter légèrement. Pins 12 and 13 are engaged across each yoke on the side of the rod opposite the shutter. The respective dimensions of the yokes 10 and 11 and the flats 8 and 9 and the position of the pins 12 and 13 are such that the shutter 2 can move slightly relative to the drive rod 3 parallel to the axis xxl and qu 'it can pivot slightly.

Un ressort précomprimé 14 est intercalé entre une capsule cylindrique 15, fixée à la tige d'entraînement 3, et l'obturateur 2. A precompressed spring 14 is interposed between a cylindrical capsule 15, fixed to the drive rod 3, and the shutter 2.

Dans l'exemple représenté, il y a un seul ressort centré sur l'axe xxl. En variante, il pourrait y avoir plusieurs ressorts symetriques deux à deux par rapport à l'axe xx1.In the example shown, there is a single spring centered on the axis xxl. As a variant, there could be several symmetrical springs two by two with respect to the axis xx1.

L'obturateur 2 comporte une portée périphérique 16 qui prend appui sur un siège 17 constitué par un joint torique qui est fixé au corps de vanne. La portée 16 est par exemple constituée par un revêtement en métal dur qui est appliqué par métallisation et qui est usiné ayec une très grande précision avec un état de surface très soigné. The shutter 2 has a peripheral surface 16 which rests on a seat 17 constituted by an O-ring which is fixed to the valve body. The bearing surface 16 is for example constituted by a hard metal coating which is applied by metallization and which is machined with very high precision with a very neat surface condition.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la portée 16 est une portée sphérique dont le centre est situé à l'intersection de l'axe longitudinal xxl et de l'axe de la tige 3. According to a preferred embodiment, the bearing 16 is a spherical bearing whose center is located at the intersection of the longitudinal axis xxl and the axis of the rod 3.

Les figures 4 et 5 représentent un mode de réalisation préférentiel du joint torique 17. Celui-ci est composé d'un ressort hélicoldal 18 à spires sensiblement jointives qui est placé à l'intérieur d'une première gaine torique 19, en métal inoxydable. Figures 4 and 5 show a preferred embodiment of the O-ring 17. It is composed of a helical spring 18 with substantially contiguous turns which is placed inside a first O-ring sheath 19, made of stainless metal.

Une deuxième gaine en métal inoxydable 20 enveloppe en partie la gaine 19 et se prolonge par une collerette 23 située dans un plan perpendiculaire à l'axe xxl. La collerette 23 est pincée entre le corps de vanne 1 et une bague amovible 21 qui est fixée au coprs par des vis 22. Le démontage de la bague 21 permet de changer le joint 17 et de sortir l'obturateur. A second stainless metal sheath 20 partially envelops the sheath 19 and is extended by a flange 23 situated in a plane perpendicular to the axis xxl. The flange 23 is pinched between the valve body 1 and a removable ring 21 which is fixed to the body by screws 22. The disassembly of the ring 21 makes it possible to change the seal 17 and take out the shutter.

Le joint 17 peut comporter en outre un noyau torique placé à l'intérieur du ressort 18. The seal 17 may further comprise an O-ring placed inside the spring 18.

Le fonctionnement d'une vanne selon l'invention est le suivant. The operation of a valve according to the invention is as follows.

Le ou les ressorts 14 ont pour effet d'autocentrer l'obtu- rateur par rapport au joint torique 17, de telle sorte que la portée sphérique 16 porte sur le joint 17 sur toute la périphérie et que la vanne est parfaitement étanche. The spring or springs 14 have the effect of self-centering the shutter with respect to the O-ring 17, so that the spherical bearing surface 16 bears on the seal 17 over the entire periphery and that the valve is perfectly sealed.

Le ressort 14 n'a pas une force suffisante pour maintenir l'étanchéité du contact entre la portée 16 et le joint 17. The spring 14 does not have a sufficient force to maintain the tightness of the contact between the bearing surface 16 and the seal 17.

L'étanchéité du contact est produite par la poussée du fluide sur l'obturateur grâce au coulissement possible de celui-ci par rapport à la tige d'entraînement. The tightness of the contact is produced by the thrust of the fluid on the shutter thanks to the possible sliding of the latter relative to the drive rod.

L'arrivée du fluide sous pression doit donc obligatoirement être branchée du côté de l'obturateur où se trouve l'axe d'entra2ne- ment 3, c'est-à-dire du côté gauche sur la figure 1. Les vannes selon l'invention sont donc unidirectionnelles. The inlet of the pressurized fluid must therefore be connected on the side of the shutter where the drive axis 3 is located, that is to say on the left side in FIG. 1. The valves according to l 'invention are therefore unidirectional.

Les vannes selon l'invention peuvent être utilisées avec des fluides à haute température (jusqu'à 10000C) ou à pression élevée (jusqu'à 100 bars) ou à basse température (jusqu'à -180 ) à faible pression.  The valves according to the invention can be used with fluids at high temperature (up to 10000C) or at high pressure (up to 100 bar) or at low temperature (up to -180) at low pressure.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1 - Vanne papillon unidirectionnelle du type comportant un obturateur1 - Unidirectional butterfly valve of the type comprising a shutter circulaire (2) qui est entraîné en rotation par une tige (3) paral circular (2) which is rotated by a paral rod (3) lèle à un diamètre dudit obturateur et qui comporte une portée pé has a diameter of said shutter and which has a bearing pe riphérique (16) qui est maintenue appuyée sur un siège (17) par la device (16) which is kept supported on a seat (17) by the pression du fluide, caractérisé en ce que ledit obturateur et la fluid pressure, characterized in that said shutter and the dite tige d'entraînement comportent des moyens de liaison élasti-  said drive rod comprise elastic connecting means que entre eux tels que l'obturateur est entraîné en rotation par that between them such that the shutter is rotated by ladite tige tout en ayant la liberté de se déplacer par rapport à said rod while having the freedom to move relative to celle-ci et ladite vanne comporte un ou plusieurs ressorts (14) the latter and said valve comprises one or more springs (14) situés entre ladite tige (3) et ledit obturateur (2) qui maintien located between said rod (3) and said shutter (2) which holds nent ledit obturateur parfaitement centré par rapport audit siè nent said shutter perfectly centered with respect to said seat ge 17. ge 17. 2 - Vanne papillon selon la revendication 1, caractérisée en ce que2 - Butterfly valve according to claim 1, characterized in that ladite tige d'entraînement (3) comporte deux méplats (8/9) et le said drive rod (3) has two flats (8/9) and the dit obturateur comporte deux chapes (10j11) en forme de fourche said shutter has two fork-shaped yokes (10d11) qui sont engagées chacune de part et d'autre de l'un desdits mé which are each engaged on either side of one of said mé plats. dishes. 3 - Vanne papillon selon la revendication 2, caractérisée en ce que3 - Butterfly valve according to claim 2, characterized in that lesdites chapes (iO/ll) ont une profondeur axiale supérieure à la said yokes (iO / ll) have an axial depth greater than the profondeur desdits méplats et une goupille (12/13) est engagée à depth of said flats and a pin (12/13) is engaged to travers chacune desdites chapes, du côté opposé audit obturateur through each of said yokes, on the side opposite to said shutter (2), de telle sorte que l'obturateur (2) est relié à la tige de (2), so that the shutter (2) is connected to the rod manoeuvre (3) avec du jeu. maneuver (3) with play. 4 - Vanne papilon selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ca4 - Butterfly valve according to any one of claims 1 to 3, ca ractérisée en ce que ladite portée périphérique (16) de l'obtura characterized in that said peripheral surface (16) of the shutter teur est une portée sphérique traitée. tor is a spherical scope treated. 5 - Vanne papillon selon la revendication 4, caractérisée en ce que5 - Butterfly valve according to claim 4, characterized in that ladite portée sphérique est centrée sensiblement au point d'inter said spherical bearing is centered substantially at the point of inter section de l'axe de la tige d'entraînement (3) et de l'axe longi section of the axis of the drive rod (3) and of the long axis tudinal (xxl) perpendiculaire audit obturateur. tudinal (xxl) perpendicular to said shutter. 6 - Vanne papillon selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,6 - Butterfly valve according to any one of claims 1 to 5, caractérisée en ce que ledit siège (17) est un joint torique mé characterized in that said seat (17) is an O-ring mé tallique du type comportant un ressort hélicoïdal (18) à spires metal frame of the type comprising a coil spring (18) sensiblement jointives, placé à l'intérieur d'une gaine torique substantially contiguous, placed inside an O-ring sheath (19) en métal inoxydable. (19) made of stainless metal. 7 - Vanne papillon selon la revendication 6, caractérisé en ce que le7 - Butterfly valve according to claim 6, characterized in that the dit joint comporte une deuxième gaine (20) en métal inoxydable, qui est prolongée par une collerette 23, située dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal (xi), laquelle collerette (20a) est pincée entre le corps de vanne (1) et une bague amovible (21) permettant le démontage du joint et de l'obturateur.  said seal comprises a second sheath (20) of stainless metal, which is extended by a flange 23, located in a plane perpendicular to the longitudinal axis (xi), which flange (20a) is pinched between the valve body (1) and a removable ring (21) allowing the disassembly of the seal and the shutter.
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FR2559232A1 (en) * 1984-02-03 1985-08-09 Rollot Andre Valve with a spherical butterfly
WO2014123423A1 (en) * 2013-02-06 2014-08-14 Sitek As Butterfly valve comprising removable coupling part

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