FR2516627A1 - KEY VALVE, IN PARTICULAR A BOTTLE FAUCET - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES ROBINETS A BOISSEAU. ELLE SE RAPPORTE A UN ROBINET A BOISSEAU DANS LEQUEL LA CLE 1 A UNE FORME CYLINDRIQUE OU TRONCONIQUE ET MEME SPHERIQUE, REALISEE DE SORTE QUE LES PARTIES 3 QUI SONT AU CONTACT DES BAGUES D'ETANCHEITE LORSQUE LE ROBINET EST OUVERT SONT PLUS PROCHES QUE LES PARTIES 4 QUI SONT AU CONTACT DES BAGUES D'ETANCHEITE LORSQUE LA BAGUE EST FERMEE, SI BIEN QUE LA PRESSION DU CONTACT EST ACCRUE DANS LA POSITION DE FERMETURE DU ROBINET. APPLICATION AUX ROBINETS A BOISSEAU ET AUX SOUPAPES A SPHERIQUE.THE INVENTION RELATES TO BALL VALVES. IT RELATES TO A BALL VALVE IN WHICH KEY 1 HAS A CYLINDRICAL OR TRUNCONIC AND EVEN SPHERICAL SHAPE, REALIZED SO THAT THE PARTS 3 WHICH ARE IN CONTACT WITH THE SEALING RINGS WHEN THE VALVE IS OPEN ARE CLOSER THAN THE PARTS 4 WHICH ARE IN CONTACT WITH THE SEALING RINGS WHEN THE RING IS CLOSED, SO THAT THE CONTACT PRESSURE IS INCREASED IN THE CLOSED POSITION OF THE VALVE. APPLICATION TO BALL VALVES AND BALL VALVES.
Description
La présente invention concerne un robinet du type qui comporte une cléThe present invention relates to a valve of the type which comprises a key
rotative, par exemple un robinet à boisseau ou une soupape à sphé-rique, et du type qui comporte un corps de robinet ayant au moins deux orifices destinés à assurer les connexions extérieures et un orifice muni d'un arbre rotatif destiné à faire tourner la clé qui est supportée afin qu'elle puisse tourner et qui peut tourner autour d'un axe de rotation en établissant rotary type, for example a ball valve or a spherical valve, and of the type which comprises a valve body having at least two ports for external connections and an orifice provided with a rotating shaft for rotating the key that is supported so that it can rotate and that can rotate around an axis of rotation by establishing
au moins une position de fermeture et une position d'ou- at least one closing position and a position of
verture du robinet, la clé comprenant à cet effet au moins une région équatoriale ayant au moins un alésage et étant conduite successivement au niveau d'une bague d'étanchéité placée à l'un des orifices de connexion du corps lors de valve key, the key comprising for this purpose at least one equatorial region having at least one bore and being successively conducted at a sealing ring placed at one of the connection ports of the body during
la rotation de la clé autour de son axe de rotation. the rotation of the key around its axis of rotation.
Le robinet selon l'invention se caractérisé en ce que la clé, dans la position de fermeture du robinet, The valve according to the invention is characterized in that the key, in the closed position of the valve,
coopère de façon étanche avec une bague d'étanchéité, sui- cooperates sealingly with a sealing ring, followed by
vant une zone annulaire de contact plus éloignée de l'axe an annular contact zone farther from the axis
de rotation de la clé que de la surface de cette clé à d'au- rotation of the key than the surface of this key to
tres emplacements de la zone équatoriale. very locations of the equatorial zone.
De cette manière, un robinet du type précité est In this way, a valve of the aforementioned type is
tel que, dans la position d'ouverture du robinet, le frot- such that, in the opening position of the faucet, the
tement s'opposant à la rotation de la clé dans le sens de fermeture, est relativement faible ou nul étant donné que le contact entre la clé etles bagues assurant l'étanchéité a lieu à une pression de contact plus faible que celle qui est exercée dans la position de fermeture du robinet Ainsi, le robinet a une plus grande durée d'utilisation entre les échanges des bagues d'étanchéité, cette caractéristique étant obtenue aussi bien à cause de la pression réduite against the rotation of the key in the closing direction, is relatively low or zero since the contact between the key and the sealing rings takes place at a contact pressure lower than that which is exerted in the closed position of the valve Thus, the valve has a greater duration of use between the exchanges of the sealing rings, this characteristic being obtained as well because of the reduced pressure
appliquée aux bagues d'étanchéité dans la position d'ouver- applied to the sealing rings in the open position
ture du robinet qu'au fait que les bords de l'alésage de than the fact that the edges of the bore
la clé passent devant la bague avec une pression de con- the key pass in front of the ring with a pressure of
tact contre les bagues qui est bien plus faible que la pression de contact appliquée par la clé dans la position de fermeture du robinet La pression de contact appliquée à la bague d'étanchéité dans la position de fermeture du contact against the rings which is much lower than the contact pressure applied by the key in the valve closing position The contact pressure applied to the sealing ring in the closed position of the valve
robinet peut être, du fait des caractéristiques de cons- faucet can be, because of the characteristics of con-
truction du robinet, supérieure à la pression de contact à l'intérieur des robinets de type connu dans lesquels la pression de contact est telle que la fermeture du robinet nécessite l'application d'une force de rotation atteignant une valeur maximale de 75 N m alors que, dans le cas the valve, which is greater than the contact pressure inside the valves of known type in which the contact pressure is such that the closure of the tap requires the application of a rotational force up to a maximum value of 75 N m whereas, in the case
du robinet selon l'invention, on peut obtenir une pres- of the valve according to the invention, it is possible to obtain a pressure
sion de contact d'étanchéité telle qu'une force de rota- sealing contact such as a rotational force
tion de l'ordre de 350 N m doit être exercée sur l'ar- the order of 350 N m shall be exercised in accordance
bre rotatif du robinet, c'est-à-dire correspondant-à une pression d'étanchéité qui est environ cinq fois supérieure rotating valve, that is, corresponding to a sealing pressure which is about five times
à celle qui est obtenue jusqu'à présent à l'aide des ro- to that obtained so far by means of the
binets à boisseau ou soupapesà sphérique du type connu ac- spherical cup or ball valves of the type known to
tuellement. Chaque zone équatoriale ayant la plus grande distance précitée au centre de la clé ou à l'axe de rotation est de préférence réalisée avec une largeur supérieure au plus grand diamètre de la face de la bague d'étanchéité qui est au contact de la clé De cette manière, la surface totale de contact des bagues d'étanchéité assure l'application d'une même pression d'étanchéité ou de contact contre la clé dans toutes les positions de tuellement. Each equatorial zone having the greatest distance mentioned above in the center of the key or in the axis of rotation is preferably made with a width greater than the largest diameter of the face of the sealing ring which is in contact with the key. in this way, the total contact surface of the sealing rings ensures the application of the same sealing pressure or contact against the key in all the positions of
fermeture de la clé.closing the key.
Dans ce cas, la clé a une forme cylindrique ou conique et la zone équatoriale de la clé, c'est-à-dire la zone précitée qui, lors de la rotation de la clé, passe au niveau de la région de contact de la bague d'étanchéité, est avantageusement formée par des paires de tronçons ayant des surfaces coniques ou cylindriques et disposées en regard, ces tronçons ayant la même configuration si bien qu'une paire au moins de ces tronçons de surface cylindrique ou conique placés en regard a simultanément un axe commun et se trouve à une plus grande distance de l'axe de rotation de la clé que dans le cas des paires restantes des tronçons In this case, the key has a cylindrical or conical shape and the equatorial zone of the key, that is to say the aforementioned zone which, during the rotation of the key, passes at the level of the contact region of the key. sealing ring, is advantageously formed by pairs of sections having conical or cylindrical surfaces and disposed facing, these sections having the same configuration so that at least one pair of these cylindrical or conical surface sections placed opposite simultaneously a common axis and is at a greater distance from the axis of rotation of the key than in the case of the remaining pairs of sections
précités de surface cylindrique ou conique Cette caractéris- above mentioned cylindrical or conical surface This characteristic
tique concerne avec précision un mode de réalisation avanta- It is precisely concerned with a preferred embodiment of
geux de clé de type cylindrique ou conique selon l'inven- keys of cylindrical or conical type according to the invention.
tion.tion.
Dans le cas o le robinet est une soupape à sphé- In the case where the valve is a spherical valve
rique, la zone équatoriale de la clé est de préférence for- the equatorial zone of the key is preferably
mée par des paires de tronçons de surface sphérique placés en regard, ayant une même courbure, si bien que, simulta- by pairs of spherical surface sections facing each other, having the same curvature, so that, simultaneously,
nément, une paire au moins des tronçons de surface sphé- nally, at least one pair of spherical surface sections
rique placés en regard a un même centre et se trouve à une plus grande distance du centre de la sphère que dans le placed at the same center and is at a greater distance from the center of the sphere than in the
cas des paires restantes de tronçons de surface sphérique. case of the remaining pairs of spherical surface sections.
Il s'agit d'une caractéristique d'un mode de réa- This is a characteristic of a way of realizing
lisation avantageux de robinet selon l'invention sous forme d'une soupape à sphérique car une partie seulement de la zone équatoriale de la clé doit avoir son centre sur the valve according to the invention in the form of a spherical valve since only part of the equatorial zone of the key must have its center on
l'axe de rotation de la clé.the axis of rotation of the key.
La paire de tronçons de surface conique, cylin- The pair of conical surface sections, cylindrical,
drique ou sphérique, n'ayant pas d'alésage, a avantageu- drique or spherical, having no bore, has
sement, sur la clé, la plus grande distance au centre de la sphère ou à l'axe de la clé si bien que, simultanément, tous les tronçons de surface ayant un alésage se trouvent à une plus faible distance du centre de la sphère ou de l'axe de la clé De cette manière, la plus grande pression on the key, the greatest distance to the center of the sphere or to the axis of the key so that, simultaneously, all the surface segments having a bore are at a shorter distance from the center of the sphere or of the axis of the key In this way, the greatest pressure
de contact appliquée par la clé contre les bagues d'étan- contact applied by the key against the rings of
chéité à l'intérieur du corps entreles bagues et la paire tightness inside the body between the rings and the pair
de tronçons de surface formés sur la clé n'ayant pas d'alé- of surface segments formed on the key having no
sage, est conservée.wise, is preserved.
La bague d'étanchéité placée au niveau de chacun des orifices du corps qui sont destinés à être raccordés, The sealing ring placed at each of the body orifices which are intended to be connected,
en avant de la zone équatoriale de la clé, est de préfé- in front of the equatorial zone of the key, is preferably
rence fixée au corps, et, simultanément, la clé, fixed to the body, and simultaneously the key,
dans la zone équatoriale ayant des alésages, reste tou- in the equatorial zone with bores, always remains
jours hors du contact de la bague d'étanchéité De cette manière, un mode de réalisation est tel que les orifices des alésages de la clé ne viennent jamais au contact de In this way, an embodiment is such that the holes of the bores of the key never come into contact with the seal ring.
la bague d'étanchéité dont la durée de vie est accrue puis- the sealing ring whose life can be increased
que l'usure due aux orifices précités est supprimée. that the wear due to the above-mentioned orifices is suppressed.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in- Other features and advantages of the
vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, will become apparent from the following description,
faite en référence au dessin annexé sur lequel made with reference to the accompanying drawing in which
la figure 1 est une perspective de clé réali- Figure 1 is a key perspective
sée selon l'invention; la figure 2 représente la clé de la figure 1 en élévation latérale; la figure 3 représente la clé de la figure 1 mais en élévation frontale; la figure 4 est une coupe d'une variante suivant la ligne I-I de la figure 3; la figure 5 est une coupe suivant la ligne IIII de la figure 3; la figure 6 représente un mode de réalisation ayant des surfaces planes au niveau de l'alésage; et according to the invention; Figure 2 shows the key of Figure 1 in side elevation; Figure 3 shows the key of Figure 1 but in front elevation; Figure 4 is a section of a variant along the line I-I of Figure 3; Figure 5 is a section along the line IIII of Figure 3; Fig. 6 shows an embodiment having planar surfaces at the bore; and
la figure 7 représente une bague d'étanchéité. Figure 7 shows a sealing ring.
La figure 1 représente une clé 1 selon l'inven- FIG. 1 represents a key 1 according to the invention
tion, destinée à une soupape à sphérique La clé a un alé- for a spherical valve The key has a
sage 2 ayant un orifice se trouvant dans un tronçon 3 de surface sphérique, à une plus faible distance du centre de la sphère qu'un tronçon 4 de surface sphérique qui ne comporte pas d'alésage A sa partie supérieure, la clé a une surface 5 au milieu de laquelle est disposée une butée 6 de forme parallélépipédique destinée à être au contact d'un arbre rotatif de commande (non représenté) passant wise 2 having an orifice in a spherical surface portion 3, at a smaller distance from the center of the sphere than a spherical surface portion 4 which does not have a bore A at its upper part, the key has a surface 5 in the middle of which is disposed a stop 6 of parallelepipedal shape intended to be in contact with a rotary control shaft (not shown) passing
dans le corps <non représenté) du robinet, l'arbre de rota- in the body (not shown) of the tap, the rotation shaft
tion de la clé placé à l'extrémité de l'accouplement sur la clé ayant une encoche de forme complémentaire de celle key at the end of the coupling on the key having a notch shape complementary to that
de la butée 6.stopper 6.
La figure 2 représente la même clé en élévation Figure 2 shows the same key in elevation
latérale, comportant des faces arrondies de transition en- side, with rounded transition faces
tre les parties 3 et 4 de surface Cette clé est du type unidirectionnel car elle a un seul alésage, mais, selon l'invention, la clé peut être de type à deux ou trois voies, This key is of the unidirectional type because it has a single bore, but according to the invention, the key can be of two or three-way type,
sous forme de robinet à boisseau ou de soupape à sphérique. in the form of a ball valve or ball valve.
La clé 1 peut tourner autour d'un axe de rotation 7 et la surface sphérique 4 a son centre qui est confondu avec le centre 8 de la clé Dans le mode de réalisation considéré, le centre de la sphère se trouve au point d'intersection de l'axe 7 de rotation et de l'axe 9 de l alésage 2 La figure 2 représente la zone équatoriale 10 de la clé, c'est-à-dire la zone qui, lors de la rotation de la clé 1, passe successivement en regard d'une bague d'étanchéité placée dans le corps La figure 7 représente un mode de réalisation de bague 12 d'étanchéité, la zone 14 de contact The key 1 can rotate about an axis of rotation 7 and the spherical surface 4 has its center which coincides with the center 8 of the key In the embodiment considered, the center of the sphere is at the point of intersection of the axis 7 of rotation and the axis 9 of the bore 2 Figure 2 shows the equatorial zone 10 of the key, that is to say the area which, during the rotation of the key 1 passes successively opposite a sealing ring placed in the body FIG. 7 represents an embodiment of a sealing ring 12, the contact zone 14
de la bague qui assure l'étanchéité contre la clé lors- of the ring which seals against the key when
que celle-ci est en position fermée, est représentée en that it is in the closed position, is represented in
position oblique par rapport au plan de la bague d'étan- oblique position in relation to the plane of the
chéité Une butée interne 16 formée dans la bague est des- A inner stop 16 formed in the ring is des-
tinée en pratique à réduire le bruit créé par le robinet lorsqu'il est en position de fermeture, dans les modes de réalisation dans lesquels la surface 3 vient aussi au contact in practice to reduce the noise created by the valve when in the closed position, in the embodiments in which the surface 3 also comes into contact
de la bague 12, la pression de contact étant cependant ré- of the ring 12, the contact pressure being, however,
duite.pick.
La clé 1 est représentée en élévation frontale Key 1 is represented in frontal elevation
sur la figure 3, de m Ame que la zone équatoriale 10. in Figure 3, same as the equatorial zone 10.
La figure 4 représente une coupe suivant la ligne I-I de la figure 3, mais dans un mode de réalisation dans lequel la butée 6 est remplacée par une cavité 18 destinée à coopérer avec l'arbre de commande de rotation Les traits interrompus représentent le profil habituel 20 de la clé d'une soupape à sphérique habituelle, et on comprend ainsi facilement pourquoi la clé 1 selon l'invention exerce une FIG. 4 represents a section along the line II of FIG. 3, but in one embodiment in which the stop 6 is replaced by a cavity 18 intended to cooperate with the rotation control shaft. The broken lines represent the usual profile. 20 of the key of a conventional spherical valve, and it is thus easily understood why the key 1 according to the invention exerts a
plus faible pression de contact sur les bagues 12 d'étan- lower contact pressure on the sealing rings 12
chéitéplacées dans le corps lorsque la clé est en position d'ouverture, contrairement au cas o elle est en position chéitéplaced in the body when the key is in the open position, contrary to the case where it is in position
de fermeture.closure.
La figure 5 représente une coupe de la clé 1 dans Figure 5 shows a section of key 1 in
la zone équatoriale 10, suivant la ligne II-II de la fi- equatorial zone 10 along line II-II of the
gure 3 Les traits mixtes 22 représentent l'orbite du tron- Figure 3 The mixed lines 22 represent the orbit of the
çon 4 de surface sphérique de la clé 1. 4 spherical surface of the key 1.
La figure 6 représente un mode de réalisation de clé Figure 6 shows a key embodiment
1 dans lequel seuls des tronçons opposés 4 de surface ont - 1 in which only opposed sections 4 of surface have -
une forme sphérique et comportent des transitions arrondies jusqu'à des surfaces planes 26 dans lesquelles l'alésage a spherical shape and have rounded transitions to flat surfaces 26 in which the bore
2 de la clé débouche, et une surface 24 opposée à la sur- 2 of the key opens, and a surface 24 opposite to the sur-
face 5 a aussi une surface plane La distance séparant les face 5 also has a flat surface The distance separating
surfaces 5 et 24 correspond à la largeur de la zone équa- surfaces 5 and 24 corresponds to the width of the equi-
toriale 10 De cette manière, on peut obtenir un corps de robinet de faible hauteur et dans ce cas, on obtient tous les avantages de l'invention. Les transitions arrondies jusqu'aux surfaces 26 réduisent l'usure de la bague 12 d'étanchéité par rapport à des orifices correspondants d'alésages formés dans la clé In this way, a valve body of low height can be obtained and in this case all the advantages of the invention are achieved. The rounded transitions to the surfaces 26 reduce the wear of the sealing ring 12 relative to corresponding holes of bores formed in the key
de forme sphérique.spherical shape.
Chaque fois que plusieurs alésages sont formés dans la clé 1, dans la zone équatoriale 10 de celle-ci, un tronçon unique de surface n'ayant pas d'alésage et de plus grande largeur, mesurée suivant la périphérie de la clé 1 dans la zone équatoriale 10, par rapport au plus grand diamètre de la baque 12 d'étanchéité, doit être présent, en face de la zone 14 de contact de la bague avec la clé 1 La zone 14 de Whenever several bores are formed in the key 1, in the equatorial zone 10 thereof, a single surface section having no bore and larger width, measured along the periphery of the key 1 in the equatorial zone 10, with respect to the larger diameter of the sealing ring 12, must be present, in front of the contact zone 14 of the ring with the key 1.
contact est plus petite que le tronçon de surface ne compor- contact is smaller than the surface segment does not
tant pas d'alésages Les orifices du corps qui sont destinés à être raccordés, qui peuvent être protégés par les tronçons de surface qui sont en dehors des alésages de la clé 1, se Lrouvent tous, en vue radiale, en face de la zone équatoriale , mais le corps peut comprendre d'autres orifices qui peuvent etre raccordés et qui par exemple peuvent être disposés en face de l'orifice du corps destiné au passage de l'arbre de The holes in the body that are intended to be connected, which can be protected by the surface segments that are outside the bores of the key 1, are all in radial view in front of the equatorial zone. but the body may comprise other orifices which may be connected and which, for example, may be arranged in front of the orifice of the body intended for the passage of the shaft of
commande de la clé.control of the key.
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