FR2554202A1 - Robinet a vanne - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES ORGANES DE ROBINETTERIE. LE ROBINET A VANNE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE EN CE QU'UNE DOUILLE 23 EST MONTEE MOBILE EN ROTATION DANS LA PAROI DU CORPS 1 DU ROBINET, LA SURFACE INTERIEURE 24 DE LADITE DOUILLE ETANT COAXIALE A LA TIGE 19 DU BUTOIR 17 ET ENTOURANT CELLE-CI, ET EN CE QUE L'AXE LONGITUDINAL 28 DE LA SURFACE EXTERIEURE 25 DE LA DOUILLE 23 EST DISPOSEE EXCENTRIQUEMENT PAR RAPPORT A L'AXE LONGITUDINAL 20 DE LA TIGE 19. LE ROBINET EN QUESTION PEUT ETRE UTILISE NOTAMMENT SUR LES CONDUITES DE TRANSPORT DE SUSPENSION DE MATIERES ABRASIVES.

Description

La présente invention concerne les organes de robinetterie et a notamment pour objet un robinet à vanne.

Le robinet à vanne exécuté conformément à la présente invention peut être utilisé d'une manière la plus efficace dans des conduites de transport de suspensions de matériaux abrasifs, en particulier de pulpes.

L'invention peut être appliquée dans le génie minier, civil, dans la chimie, ainsi que dans d'autres branches de l'industrie ou on utilise le transport hydraulique et pneumatique de fluides sous forme de suspensions contenant des particules solides, surtout de fluides qui provoquent une usure assez intense du siege et de la vanne, nécessitant, par cela même, leur remplacement pendant une longue période de travail.

On connait un robinet à vanne comprenant un corps dans lequel est pratiqué un canal. Dans ledit corps est logée une vanne et est monté un siège disposé suivant ltaxe dudit canal (cf., par exemple, le certificat d'auteur URSS nO 450922, cl. F 16 k 3/14 F 16 k 3/30 datant du 25 novembre 1974).

Deux butoirs sont montes en travers de l'axe du canal et sont destinés à coopérer par leurs surfaces inclinées, dans la position de fermeture de la vanne, avec des biseaux prévus sur la surface de la vanne opposée à sa surface orientée vers le siège.

Les butoirs sont disposés un par un près de la surface de la vanne opposée à sa surface orientée vers le siège, au voisinage de ses parois latérales au niveau de l'axe du canal.

Les biseaux sont réalisés sur la surface de la vanne opposée à sa surface orientée vers le siège et forment un angle aigu avec la direction du déplacement de la vanne vers la position de fermeture.

En coopérant avec les biseaux de la vanne, les butoirs serrent la vanne contre la surface en bout du siège qui est orientée vers elle, en assurant l'étanchéité de la fermeture du canal.

Pour appliquer fortement la vanne contre ladite surface en bout du siège et assurer la fermeture étanche du canal, il faut que les butoirs s'appliquent intimement sur lesdits butoirs.

Dans ce robinet à vanne connu, les butoirs sont fixés rigidement aux surfaces en bout des tiges logées à l'inte- rieur du corps. Chaque tige est logée dans un orifice pratiqué dans la paroi du corps suivant un axe transversal à l'axe du canal et peut tourner d'une manière limitée autour de son axe
L'usure assez rapide dudit siège et de ladite vanne nécessite un réglage assez fréquent, pendant l'utilisation du robinet à vanne dans des conduites transportant des pulpes abrasive, de la distance entre la surface en bout du siège opposée à la surface de la vanne qui coopère avec celle-ci et la surface des butoirs coopérant avec les biseaux de la vanne.

Dans le robinet à vanne connu, la partie en bout de chaque tige orientée vers le canal est exécutée sous forme d'un gradin formé par enlèvement de la partie cylindrique de la tige jusqu'à la moitié de son diamètre.

Un butoir est fixé à la surface plane du gradin orientée vers le siège, et un empilage de joints minces est placé entre ladite surface du gradin et la surface du butoir opposée à celui-ci.

En variant le nombre de joints et l'épaisseur dudit empilage on règle la distance entre la surface du siège opposée à la vanne et les surfaces des butoirs venant en contact avec les biseaux de la vanne. La valeur de la rotation de chaque tige dépend des jeux entre l'extrémité, s'étendant au-delà du corps, d'une cheville fixée rigidement et la paroi de la rainure pratiquée dans la tige.

Grâce au fait que la rotation des tiges par rapport à leurs axes est limitée, les tiges,par leurs surfaces coopérant avec les biseaux de la vanne, s'appliquent étroitement sur lesdits biseaux de la vanne, en compensant ainsi les écarts, par rapport aux valeurs prescrites.de l'angle d'inclinaison des biseaux, qui peuvent avoir lieu au cours de la fabrication de la vanne.

Toutefois, lors de l'utilisation du robinet à vanne connu, il est difficile de réaliser le réglage de la distance entre la surface du siège orientée vers la vanne et les surfaces des butoirs s'appliquant sur les biseaux de la vanne en variant de la manière mentionnée ci-dessus le nombre de joints et l'épaisseur de l'empilage de joints, car il est nécessaire de retirer du corps les tiges auxquelles sont fixés les butoirs et, de plus, on ne peut réaliser ce réglage qu'après avoir débranché la conduite, ce qui est économiquement désavantageux.

En outre, les joints minces utilisés habituellement sur les butoirs sont attaqués par la corrosion, surtout lorsque les robinets à vanne fonctionnent dans des conduites transportant des fluides abrasifs et agressifs, d'où leur durée de vie insuffisante.

On s'est donc proposé de mettre au point un robinet à vanne dans lequel le butoir serait monté de façon à permettre de régler dans une conduite en service, sans retirer les butoirs du corps du robinet à vanne, la distance entre la surface du siège orientée vers la vanne et les surfaces des butoirs s'appliquant sur les biseaux de la vanne.

Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un robinet à vanne dans le corps duquel sont logés une vanne, un siège monté suivant l'axe du canal du corps et au moins un butoir destiné à coopérer, quand la vanne est en position de fermeture, avec au moins un biseau exécuté dans celle des surfaces de la vanne1 suivant la direction de son déplacement vers la position de fermeture, qui est opposée à la surface orientée vers le siège, le butoir étant fixé rigidement à la tige montée dans le corps suivant l'axe transversal à l'axe du canal da manière à pouvoir tourner par rapport audit axe et à s'appliquer au moins sur une partie de la surface en bout de la tige, orientée vers l'axe du canal, caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il comporte une douille montée dans la paroi du corps de manière qu'elle puisse tourner par rapport à celui-ci, et dont la surface intérieure est coaxiale à la tige du butoir et l'entoure, tandis que l'axe longitudinal de la douille est disposé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal de la tige.

En disposant la tige, à laquelle est fixé le butoir, dans la douille disposée dans la paroi du corps et dont la surface intérieure est coaxiale à la tige du butoirsstandis que l'axe longitudinal de sa surface extérieure est disposée excentriquement par rapport à l'axe longitudinal de la tige, on a assuré la possibilité du réglage de la distance entre la surface en bout du siège orientée vers la vanne et la surface du butoir inclinée par rapport à la vanne au moyen de la rotation de la douille. Dans ce cas, la surface du butoir inclinée par rapport à la vanne se rapproche de la face en bout de la surface du siège opposée à la vanne, ou au contraire s'éloigne de celle-ci en fonction de la direction de la rotation de la douille grâce à la disposition excentrique des axes longitudinaux de la tige et de la surface extérieure de la douille.

Ce mode de réalisation de la vanne permet de régler les distances entre la surface en bout et la surface des butoirs opposée à celle-ci sans retirer les butoirs et les tiges du corps, et de diminuer sensiblement les dépenses de temps et de main d'oeuvre.

Il est avantageux de munir le robinet à vanne d'une cheville rendue solidaire de la tige, disposée en travers de l'axe longitudinal de la tige et passant à travers la douille, et les extrémités de laquelle s'engagent librement dans le corps, de pratiquer dans ledit corps, pour chaque extrémité de la cheville, des rainures débouchant dans la douille et dont les parois latérales limitent le déplacement des extrémités de la cheville au moment où le biseau de la vanne vient en contact avec le butoir, et de ménager dans la douille deux orifices radiaux débouchants dont les angles d'ouverture sont égaux aux valeurs maximales des angles de rotation de la douille.

A l'aide desdites chevilles, on limite l'angle de rotation des tiges dans des limites prédéterminées et on supprime la rotation spontanée des butoirs vers le siège sous l'action de la vibration de la conduite ou bien sous l'action d'autres causes, et on supprime le risque d'endommagement des butoirs en élevant ainsi la fiabilité de fonctionnement du robinet à vanne.

Grâce aux orifices radiaux débouchants prévus dans la douille, la cheville solidaire de la tige n'empêche pas la rotation de la douille de l'angle nécessaire au réglage.

Il est recommandé que l'excentricité soit réalisée de manière que son rapport à la valeur du diamètre extérieur de la douille ne soit pas supérieur à la moitié de la valeur du coefficient de frottement de la douille contre le corps.

On supprime ainsi la rotation spontanée de la douille sous l'action des charges extérieures et, donc, la modification indésirable de la distance entre la surface du siège opposée à la vanne et la surface des butoirs coopérant avec les biseaux de la vanne.

Il est recommandé que, sur sa face en bout opposée à sa face orientée vers la vanne, la douille soit munie d'une partie faisant saillie au-delà du corps et adaptée de manière à recevoir les efforts mettant la douille en rotation.

Cette partie faisant saillie au-delàdu corps facilite l'utilisation d'outils (de leviers, de clés, etc.) pour la rotation des butoirs dans le sens désiré pendant la réalisation des travaux de réglage.

Il est avantageux de fixer des éléments annulaires en matériau résistant à l'usure aux surfaces du siège et de la vanne adjacentes l'une à l'autre, lorsque la vanne est en position fermée.

Ce mode de réalisation permet d'augmenter la durée de vie du siège et de la vanne, ce qui est très important.

Dans le robinet à vanne réalisé selon le mode décrit ci-dessus, on assure un fort serrage delta vanne contre le siège lorsque la vanne est fermée, ce qui cause parfois une usure assez sensible de la vanne et du siège.

Il est avantageux que l'axe de l'élément annulaire fixé au siège soit disposé excentriquement par rapport à l'axe du siège de manière que l'élément annulaire soit décalé dans le sens du déplacement de la vanne pendant sa fermeture.

Ainsi, la surface active du siège est maintenue hors de la zone d'action des particules abrasives contenues dans le courant, ce qui augmente davantage la durée de vie du robinet à vanne.

Le robinet à vanne exécuté selon la présente invention assure la possibilité de régler la distance entre la surface, coté vanne, du siège et les surfaces des butoirs adjacentes aux biseaux de la vanne dans une conduite en service sans retirer les butoirs du corps du robinet à vanne.

De plus, le robinet à vanne revendiqué est caractérisé par une grande durée de vie, un fonctionnement fiable et une utilisation aisée.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaltront mieux a la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente d'une manière schématique un robinet à vanne exécuté selon la présente invention (en coupe longitudinale);
- la figure 2 est une coupe suivant Il-Il de la figure 1;
- la figure 3 montre la partie encerclée A du robinet de la figure 2, à échelle agrandie;
- la figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3, à échelle agrandie;;
- la figure 5 montre d'une manière schématique et à échelle agrandie le siège, une partie de la vanne, le butoir, et représente aussi, à échelle agrandie, les vecteurs des forces d'interaction de la vanne avec le butoir;
- la figure 6 représente d'une manière schématique le siège, une partie de la vanne, le butoir en coupe longitudinale, les biseaux de la vanne étant realisés avec un angle dtincli- naison dans le sens où sont disposés les butoirs < à échelle agrandie);
- la figure 7 est une vue similaire à la figure 6, mais dans laquelle les biseaux de la vanne sont réalisés avec un angle d'inclinaison en sens contraire de la disposition des butoirs;;
- la figure 8 montre schématiquement le siège, une partie de la vanne en coupe longitudinale et un butoir dans le cas où la valeur de l'épaisseur de la vanne diffère de la valeur imposée (à échelle agrandie) ;les lignes tiretées montrent la vanne en position fermée et la position du butoir à ce moment;
- la figure 9 montre schématiquement le siège et une partie de la vanne en coupe longitudinale au début du déplacement de la vanne vers la position ouverte (à échelle agrandie).

Le robinet à vanne exécuté selon la présente invention comporte un corps 1 (figure 1 ) dans lequel est pratiqué un canal 2 destiné au passage d'un fluide contenant des particules abrasives, en particulier d'une pulpe.

Le canal 2 s'étend dans le corps 1 suivant l'axe longitudinal 3.

Suivant toute sa hauteur, le corps 1 est exécuté essentiellement sous formed'un cylindre dont l'axe 4 est perpendiculaire à l'axe 3. Un chapeau 5 de forme sphérique est fixé par sa bride (non désignée) sur le haut de la partie du cylindrique du corps 1, à la bride de celle-ci (non désignée).

Des tubulures cylindriques 6 exécutées d'une seule pièce avec le corps 1 se raccordent suivant l'axe 3 du canal 2 au corps 1.

Les tubulures 6 sont destinées à etre raccordées à une conduite par laquelle circule une pulpe arrivant d'une source (non représentée)..

La paroi inférieure du corps 1 voisine de l'axe 4 a une forme courbe, comme on le verra plus en détail ci-dessous.

Dans le corps 1, suivant l'axe 4,est disposée une vanne 7 liée cinématiquement par sa partie supérieure (d'après la figure 1) à une commande 8 à l'aide d'une tige 9 passant par un orifice (non désigné) pratiqué dans le chapeau 5 suivant l'axe 4.

La commande 8 peut être exécutée selon nu'importe quelle conception connue appropriée et ne sera- pas décrite ici pour ne pas compliquer la description de l'essentiel de l'invention.

Un siège 10 est encastré dans le corps 1 coaxialement à l'axe 3, dans un logement (non désigné) exécuté dans la partie du corps faisant saillie vers l'intérieur. La surface de la vanne 7 orientée vers le sigèe 10 est pourvue d'une saillie annulaire 11 constituant la surface active (désignée par le même chiffre de référence 11) de la vanne 7 et destinée à s'appliquer étroitement contre la surface en bout 12 du siège 10 orientée vers la vanne 7 et appelée, dans la description qui va suivre, "surface active 12".

A la partie supérieure (d'après la figure 1), la surface 13 de la vanne 7 opposée à sa surface active 11 est exécutée plane, perpendiculaire à l'axe 3,tandis qu'à sa partie inférieure la surface 13 de la vanne 7 se transforme en biseau 14 et forme, suivant la direction du déplacement de la vanne 7 vers sa position fermée, un angle aigu bt avec le plan vertical perpendiculaire à l'axe 3.

La section transversale de la partie supérieure de la vanne 7 est plus grande que celle de sa partie inférieure
Sous la vanne 7, la surface intérieure de la partie inférieure du corps 1 est exécutée avec un secteur cylindrique 15 qui est disposé à une certaine distance de l'extrémité libre de la vanne 7 en position fermée.

Ce secteur cylindrique 15 se transforme en secteur conique 16 qui rejoint la surface intérieure de la tubulure 6 de droite (d'après la figure 1).

Grâce au secteur conique 16 du corps 1 les particules contenues dans le fluide transporté à travers le robinet à vanne 7 et deposées sous la vanne 7 peuvent se déplacer sous l'action du biseau 14 de l'extrémité libre de la vanne 7 dans la tubulure 6 de droite (d'après la figure 1) et n'empêchent plus la fermeture totale du canal 2 du corps 1.

Dans le corps 1, on a prévu deux butoirs 17 de forme cylindrique destinés à coopérer avec le biseau 14 dans la position fermée de la vanne 7.

Les butoirs 17 sont disposés à une certaine distance l'un de l'autre du côté du biseau 14 de la vanne 7, au voisinage des parois latérales 13 (figure 2) de la vanne 7 au niveau de l'axe 3 du canal 2.

Chaque butoir 17 est fixé rigidement par un moyen connu quelconque à la tige 19 montée dans le corps 1 en travers de l'axe 3 du canal 2 de manière à pouvoir effectuer une rotation limitée conjointement avec la tige 19 autour de l'axe 20 de la tige 19.

Chaque butoir 17 s'applique sur une partie de la surface en bout 21 de la tige 19 opposée à l'axe 3 du canal 2.

La surface latérale 22 (figure 3) du butoir 17 est exécutée sous forme d'un demi-cylindre et sa surface extérieure constitue le prolongement de la surface cylindrique de la tige 19.

La partie de la surface 22 du butoir 17 orientée vers la vanne 7 est exécutée plane et inclinée, par rapport au plan vertical perpendiculaire à l'axe 3 du canal 2, sous un angle aiguot (figure 1).

Dans le corps 1 il y a des douilles 23 (figures 2 et 3) encerclant chacune unetige (19) oerrespondante. Chaque douille 23 est montée dans un orifice débouchant (non désigné) pratiqué pour celle-ci dans la paroi du corps 1 de manière qu'elle- puisse y tourner par rapport au corps 1.

La surface intérieure 24 (figures 3 et 4) de la douille 23 est coaxiale à la tige 19 et entoure celle-ci.

La surface extérieure 25 de la douille 23 est conjuguée à la surface de l'orifice débouchant de la paroi du corps 1.

La surface intérieure 24 et la surface extérieure 25 de la douille 23 conjuguées à la tige 19 et au corps 1 sont étanchéifiées par des garnitures d'étanchéité 26 et 27 réalisées selon une conception connue quelconque (figure 3).

L'axe longitudinal de la surface extérieure 25 de la douille 23, dont la projection sur le plan du dessin est désigné sur la figure 4 par le point 28, est disposé avec une excentricité "8" par rapport à l'axe 20 de la tige 19 (figure 3) désigné sur la figure 4 par le point 20.

Grâce à ce mode de réalisation, il est possible de régler la distance "B" (figures 1 et 3) entre la surface en bout 12 du siège 10 orientée vers la vanne 7 et la surface plane du butoir 17 en tournant la douille 23 autour de son axe longitudinal désigné sur la figure 4 par le point 28.

On assure ainsi la possibilité de régler la distance 'B" > en cas de remplacement du siège 10 et de la vanne 7 usés, sans démonter le corps 1 de la conduite, et on supprime les travaux d'ajustage lors du montage d'un nouveau siège 10 et d'une nouvelle vanne 7.

Une cheville 29 (figures 3 et 4) est fixée rigidement à la tige 19 et disposée perpendiculairement à l'axe 20 de la tige 19.

La cheville 29 passe librement à travers la douille 23 et ses extrémités entrent librement dans le corps 1.

Pour chaque extrémité de la cheville 29, on a pratiqué des rainures 30 débouchant vers la douille 23.

Les parois latérales 31 (figure 4) des rainures 30 prévues dans le corps 1 sont destinées à limiter le déplacement au moment où le biseau 14 de la vanne 7 entre en contact avec le butoir 17.

D'une manière analogue, on a pratiqué dans la douille 23 deux orifices radiaux 32 par lesquels passent librement les extrémités de la cheville 29.

Les angles d'ouverture} des orifices 32 sont égaux aux valeurs maximales des- angles de rotation de la douille 23.

Les chevilles 29 immobilisent les butoirs 17 fixés rigidement sur la tige 19 sous un angle égal à l'angle d'inclinaison ÇC du biseau 14 de la vanne 7, alors que les extrémités des chevilles 29 disposées librement dans les rainures 30 du corps 1 permettent aux surfaces des butoirs 17 de se positionner suivant le biseau 14 de la vanne 7 et de compenser ainsi l'écart de l'angle d'inclinaison du biseau 14 par rapport à la valeur prescrite, écart qui peut être dû à un défaut de fabrication.

Grâce aux orifices radiaux débouchants 32, la cheville 29 n'empêche pas la douille 23 de tourner pendant les travaux de réglage.

L'excentricité " 6 " est exécutée de façon que le rapport de sa valeur à la valeur D du diamètre extérieur de la douille 23 ne soit pas supérieure à la moitié de la valeur du coefficient du frottement P de la douille 23 sur le corps 1.

Dans ce cas, comme il ressort de la figure 5,-la force "C" de la pression du biseau 14 de la vanne 7 appliquée au point 33 (point d'intersection de l'axe 3 avec le biseau 14)est disposée à la distance de l'excentricité "g " par rapport au point 28 qui est la projection de l'axe longitudinal de la surface extérieure de la douille 23 sur le plan du dessin.

Au point 28 est appliqué le zéro statique résultant de l'action des forces C' et C" égales à la force C et de sens contraires l'une par rapport à l'autre. Le couple de forces CC' forme un moment égal à M=C. qui tend à faire tourner la douille 23 dans le sens antihoraire et à augmenter la distance "B"1 ce qui peut affecter l'étanchéité du robinet à vanne.

En même temps, la force C" égale à la force C applique la surface 25 de la douille 23 contre la paroi 34 (figure 5) de l'orifice du corps 1 pratiqué pour la douille 23, en créant une force de frottement F égale au produit de la valeur de la force C"=C par le coefficient de frottement t de la douille 23 contre la paroi du corps 1.

La force de forttement F agit sur un bras égal à la moitié du diamètre D de la surface extérieure 25 de la douille 23. Sous l'action de la force C apparait un moment de frottement M' (non représenté) égal au produit de la force de frottement F par la moitié du diamètre D.

Pour prévenir la rotation spontanée de la douille autour de son axe longitudinal, il faut respecter la condition M' d M, c'est-à-dire 8
D
Lorsque le rapport de l'excentricité " au diamètre
D de la douille 23 est inférieur à la moitié du coefficient du forttement p , la douille 23 se trouve immobilisée en position, sa rotation spontanée est prévenue, et les conditions de l'étanchéification du robinet à vanne sont améliorées.

Du côté de sa face opposée à sa face orientée vers la vanne 7, la douille 23 est immobilisée axialement par un anneau d'arrêt 35 (figure 3) monté dans une gorge annulaire (non désignée) du corps 1 et possède une partie 36 faisant saillie au-delà du corps 1 et encaissant l'effort applique pour faire tourner la douille 23.

La partie saillante 36 possède une surface latérale cylindrique (non désignée). Dans la partie saillante 36 est pratiqué un orifice 37 passant par l'axe longitudinal de la surface extérieure 25 de la douille 23 perpendiculairement à celle-ci.

L'orifice 37 est destiné à recevoir un levier (non représenté) auquel est transmis l'effort de rotation de la douille. Ceci facilite la rotation de la douille 23 pendant les travaux de réglage.

Pour prévenir l'usure de la vanne 7 et du siège 10 quand leurs surfaces sont fortement serrées,sous l'action des butoirs 17, contre les surfaces du siège 10 et de la vanne 7 appliquées l'une contre l'autre lorsque la vanne 7 est fermée, des éléments annulaires 38 et 11 (figure 1) fabriqués en un matériau résistant à l'usure sont fixees rigidement en formant sur le siège 10 et la vanne 7 des saillies comportant des surfaces actives 12 et 39, respectivement.

L'utilisateur des éléments annulaires 38 et 11 en matériau résistant à l'usure permet d'accroître la durée de vie de la vanne 7 et du siège 10 agissant l'une sur 1' autre.

L'élément annulaire 38 est fixé à demeure sur la surface du siège 10 avec décalage dans le sens du déplacement de la vanne 7 lors de sa fermeture, de manière à obtenir près de la surface active 12 du siège 10 un évidement falciforme 40 (figure 9) formé par les arcs de cercle de la section du canal 2 et de la surface intérieure de l'élément annulaire 38. Ce mode de réalisation du siège 10 permet de disposer hors de la zone du courant principal de fluide la partie inférieure de la surface active 12 du siège 10 soumise à l'action des grosses particules contenues dans le courant, déplacées par gravité vers la limité inférieure du courant et possédant un pouvoir abrasif maximal. On augmente ainsi davantage la durée de vie des surfaces actives du siège 10 et de la vanne 7.

Le robinet à vanne exécuté selon la présente invention fonctionne de la manière suivante.

Sous l'action de la commande 8, la tige 9 commence à effectuer un mouvement de va-et-vient le long de l'axe 4 du corps 1 et déplace la vanne 7 liée cinématiquement à la tige 9.

Lorsque la vanne 7 se déplace vers le haut (d'après la figure 1), la surface active 39 réalisée sur la saillie annulaire 11 de la vanne 7 se sépare de la surface active 12 du siège 10 et ouvre le canal 2 du corps 1, de sorte que le fluide à transporter peut circuler à travers celui-ci.

Lorsque la vanne 7 descend (d'après la figure 1), la surface active 39 réalisée sur la saillie annulaire 11 de la vanne 7 s'applique contre la surface active 12 du siège 10 et obture le canal 2 du corps 1.

A ce moment, le biseau 14 de la vanne 7, qui forme un angle aigu i avec le plan vertical perpendiculaire à l'axe 3 du canal 2, coopère avec les surfaces planes 22 des butoirs 17 orientées vers la vanne 7 et inclinées elles-aussi sous un angle aigu g par rapport au plan vertical perpendiculaire à l'axe 3 du canal 2. A la suite cete interaction du biseau 14 et des surfaces planes 22 des butoirs 17, la surface active 39 de la saillie annulaire 11 de la vanne 7 s'applique sur la surface active 12 du siège 10 en assurant ainsi la fermeture étanche du canal 2.

Les particules solides du fluide à transporter qui se trouvent sous l'extrémité libre de la vanne 7 sont déplacées par l'extrémité libre du biseau 14 de la vanne 7 suivant la partie conique 16 du corps 1 vers la tubulure 6 de droite (d'après la figure 1) et n'empêchent pas le déplacement de la vanne 7.

En cas d'écart (par exemple d'un angle /, , figure 6) des angles d'inclinaison O < de la vanne 7 et des butoirs 17, susceptible de se produire lors de la fabrication du robinet à vanne, la vanne 7,en se déplaçant vers le has et avant d'atteindre sa position inférieure extrême, entre en contact, par son biseau 14, non pas avec toute la surface plane 22 du butoir 17 orientée vers la vanne 7, mais suivant la ligne inférieure (suivant la ligne 6) représentée ici par le point 41. Les positions de l'extrémité libre inférieure (d'après la figure 6) du biseau 14 de la vanne 7 et de la surface 22 du butoir 17 au moment de son entrée en contact suivant ladite ligne 41, sont montrées par les traits tiretés de la figure 6.

La vanne 7 continuant à se déplacer vers le bas, son biseau 14 pousse vers la droite (d'après la figure 6) l'extrémité de la surface plane 22 du butoir 17 et la fait tourner dans le sens antihoraire autour de l'axe 20 de la tige 19 de manière que, dans la position inférieure extrême de la vanne 7, la surface plane 22 se trouve entièrement en contact avec le biseau 14 de la vanne 7 comme représenté sur la figure 6 par les traits continus.

A ce moment, la tige 29 tou ne elle aussidans le sens antihoraire d'un angle { de la position indiquée par le trait tireté vers la position montrée par le trait continu. Du fait que la moitié de l'angle d'ouverture de chaque rainure 30 du corps 1 est égale à un angle GP supérieur à l'angle r égal à la moitié de la tolérance de fabrication de la vanne 7, la rainure 30 n'empêche pas le butoir 17 de tourner d'un angle C
Du fait que l'angle d'ouverturess des orifices radiaux débouchants 32 de la douille 23 est sensiblement supérieur à l'angle g , la douille 23 n'empêche pas, elle non plus, la rotation du butoir 17, fixé rigidement sur la tige 19, autour de l'axe 20 de la tige 19.

De la sorte, la surface plane 22 de chaque butoir 17 se trouve étroitement appliquée sur le biseau 14 de la vanne 7 en serrant fortement la surface active 39 de la saillie annulaire 11 de la vanne 7 contre la surface active 12 du siège 10.

En cas d'écart de l'angle d'inclinaison i du biseau 14 de la vanne 7 dans le sens opposé à celui représenté sur la figure 6, le biseau 14 représenté par un- trait tireté entre en contact avec la surface plane 22 de chaque butoir 17 suivant la ligne représenté sur la figure 7 par le point 42 et le fait tourner dans le sens horaire de manière que, dans la position inférieure extrême, la surface plane 22 s'applique étroitement sur le biseau 14 de la vanne 7 et serre fortement la surface active 39 de la saillie annulaire 11 de la vanne 7 contre la surface active 12 du siège 10.

Ceci assure la fermeture étanche du courant de fluide.

L'autopositionnement de la surface plane 22 de chaque butoir 17 permet une fabrication plus économique du robinet à vanne grâce à la réduction de la main d'oeuvre nécessaire à la fabrication de la vanne 7, car il permet de supprimer l'opération technologique assez difficile de l'ajustage de l'angle d'inclinaison du biseau 14 de vanne 7 suivant l'angle d'inclinaison de la surface plane 22 de chaque butoir 17.

Lors de la fabrication1 des écarts peuvent se produire de la valeur de la distance "B" entre à la surface 12 du siège 10 et la surface plane 22 du butoir 17. La distance
B est égale à la dimension de la vanne 7, plus précisément à son épaisseur (représentée sur la figure 1) suivant l'axe 3 quand la vanne 7 est en position fermée.

La dimension de la vanne 7 peut alors être égale à B1 (figure 8), c'est-à-dire supérieure à la distance B, ou égale à B2 (non représenté), c'est-à-dire inférieure à la distance B. Si la dimension B1 de la vanne 7 est supérieure à la distance B, la vanne 7 n'atteint pas sa position inférieure extrême et la surface active 39 de la saillie annulaire 11 de la vanne 7 ne coïncide pas avec la surface active 12 du siège 10. En conséquence, le courant n'est pas coupé d'une manière suffisamment étanche.

Ceci est supprimé en tournant la douille 23 dans le sens de la flèche G. Le point 33, qui se trouve au centre de la section transversale (par rapport à l'axe 20) du butoir 17, tourne alors dans le sens antihoraire autour du point 28 suivant une circonférence de rayon R montrée sur la figure 8 par un trait interrompu mixte. De ce fait, le butoir 17 se déplace suivant l'axe 3 du canal 2 dans le sens indiqué par la flèche H, en augmentant ainsi la distance B. On tourne la douille 23 jusqu'à ce que la distance soit égale à la valeur Bb et que le butoir 17 prenne la position représentée sur la figure 8 par les traits tiretés.

Après ce réglage, la vanne 7 en position fermée occupe la position montrée sur la figure 8 par des traits tiretés et assure ainsi la fermeture étanche du canal 2.

Si la dimension B2 de l'épaisseur de la vanne 7 est inférieure à la dimension B, on tourne la douille 23 dans le sens horaire (inverse au sens indiqué par la flèche G).

En conséquence, le butoir 17 se déplace suivant l'axe 3 du canal 2 vers la gauche (suivant la figure 8) en diminuant la dimension B jusqu'à la valeur B2. On assure ainsi la fermeture étanche du canal 2 dans la position fermée de la vanne 7.

Le réglage de la distance B à l'aide des douilles tournantes 23 permet de supprimer l'opération technologique assez difficile du réglage de l'épaisseur de chaque vanne 7 suivant la distance B de chaque butoir 17 par rapport a la surface active 12 du siège 10.

En cas de faible ouverture du canal 2 du siège 10 de la vanne 7 ayant lieu au début de l'ouverture ou à la fin de la fermeture de la vanne, le courant de fluide, dési gné par les flèches et circulant à travers le jeu formé 43 (figure 9) du canal 2, s'écoule à une vitesse élevée sous l'effet dxe la compression. Cette élévation de la vitesse peut provoquer une intensification de l'usure de la surface active 12 du siège 10 et de la surface active 39 de la vanne 7 et une usure prématurée et un endommagement desdites surfaces actives et, par conséquent, une diminution de la durée de vie du robinet à vanne.

Dans le robinet à vanne revendiqué, la durée de vie des surfaces actives 12 et 39 est augmentée grâce au fait qu'elle sont réalisées sur des éléments annulaires 11 et 38 en matériau résistant à l'usure, fixés rigidement à la vanne 7 et au siège 10. Le décalage de l'élément annulaire 38 du siège 10 dans le sens du déplacement de la vanne 7 lors de la fermeture du robinet contribue lui-aussi à llaugmentation de la durée de vie. Grâce à cette solution, la surface active 12 du siège 10 est-située en dehors de la zone d'action du courant abrasif dirigé suivant la flèche 7, cette action etant alors supportée par la face 44 de la cavite falciforme 40 de la surface active du siège 10, qui ne participe pas à I'étancheificatlon du canal 2.

Les surfaces actives 12 du siège 10 et 39 de la vanne 7 sont ainsi protégées contre l'usure par le courant abrasif et leur durée de vie est augmentée.

L'application de la présente invention permet une fabrication plus économique du robinet à vanne grâce à la suppression des opérations d'ajustage, qui sont assez difficiles à réaliser, et assure l'étanchéité requise tout en utilisant pour sa fabrication un équipement moins precis.

De plus, l'invention permet d'assembler directement sur la conduite les pièces à usure rapide de la vanne et du siège sans les ajuster suivant le corps du robinet (dans le cas de leur remplacement en cours d'exploitation), et de diminuer ainsi les frais d'exploitation.

L'invention permet aussi d'augmenter la durée de vie du robinet à vanne.

Le robinet à vanne fabriqué selon la présente invention présente les avantages d'une fabrication économique,d'un entretien aisé1 due réparations faciles et d'une durée de vie notablement augmentée dans les conditions d'utilisation pour le transport hydraulique dematériaux abrasifs dans l'industrie houillière, minière et dans d'autres branches de l'industrie.

Claims (6)

REVENDICATIONS ===========================

1. Robinet à vanne,du type comportant un corps (1) dans lequel sont logés une vanne (7), un siège (10) disposé suivant l'axe (3) du canal (2) du corps (1), et au moins un butoir (17) destiné à coopérer, en position de fermeture de la vanne, avec au moins un biseau (14) réalisé sur la surface (13) de la vanne (7) dans le sens de son déplacement vers la position de fermeture, laquelle surface est opposée à sa surface (12) orientée vers le siège (10), le butoir (17) étant fixé rigidement à une tige (19) montée dans le corps (1) suivant un axe (20) transversal à l'axe (3) du canal (2) et de manière à pouvoir tourner autour dudit axe (20) et s'appliquer sur au moins une partie de la surface en bout (21) de la tige (19) qui est orientée vers l'axe (3) du canal (2), caractérisé en ce qu' une douille (23) est montée mobile en rotation dans la paroi du corps (1) du robinet, la surface intérieure (24) de ladite douille étant coaxiale à la tige (19) du butoir (17) et entourant celle-ci, et en ce que l'axe longitudinal (28) de la surface extérieure (25) de la douille (23) est disposée excentriquement par rapport à l'axe longitudinal (20) de la tige (19).

2. Robinet à vanne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une cheville (29) solidaire de la tige (19) est disposée transversalement à l'axe longitudinal (20) de la tige (19), ladite cheville passant librement à travers la douille (23) et ses extrémités étant disposés librement dans le corps (1), et que, à cet effetlle corps (1) comporte, pour chaque extrémité de la cheville (29), des rainures (30) débouchant vers la douille (23) et limitant par leurs parois latérales (31) le déplacement des extrémités de la cheville !29) quand le biseau (14) de la vanne (7) se trouve en contact avec le butoir (17)1 la douille (23) comportant deux orifices radiaux débouchants (32) dont les angles d'ouverture ) sont égaux aux valeurs maximales des angles de rotation de la douille (23).

3. Robinet à vanne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'excentricité () est réalisée de manière que son rapport à la valeur du diamètre extérieur (D) de la douille (23) ne soit pas supérieur à la moitié de la valeur du coefficient de frottement ( / ) de la douille (23) au corps (1)-.

4. Robinet à vanne selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la douille (23) est pourvue, sur sa face opposée à celle orientée vers la vanne (7), d'une partie (36) faisant saillie au delà du corps (1) et encaissant l'effort appliqué pour faire tourner la douille (23).

5. Robinet à vanne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments annulaires (11) et (38) fabriqués en un matériau résistant à l'usure sont fixés rigidement aux surfaces du siège (10) et de la vanne (7) quiwen position de fermeture de la vanne (7), sont appliquées l'une sur l'autre.

6. Robinet à vanne selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe de l'élément annulaire (38) fixé au siège (10) est disposé excentriquement par rapport à l'axe du siège (10) de façon que ledit élément annulaire (38) soit décalé dans le sens de déplacement de la vanne (7) lors de sa fermeture.