WO2007118951A1 - Closure element for regulating the flow of a fluid in a hydraulic installation - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a closure element for regulating the circulation of a fluid in a hydraulic installation, and more particularly to water distribution.
- Such closure elements are generally constituted by a hemispherical ball immersed in the fluid and consisting of an outer elastomeric casing coating a hard and solid core resistant to pressure, and intended to seal or release the seat of a circular opening of the installation, in the manner of a valve, and this by floating or by gravity.
- closure elements consist of an outer envelope of elastomer coating a sphere corresponding to its internal dimensions, consisting of two hollow sheet metal shells obtained by stamping and welding.
- the aim of the present invention is to overcome all these drawbacks and for this purpose concerns a shut-off element for regulating the circulation of a fluid in a hydraulic installation, of the type constituted by a submerged spherical ball constituted by an outer envelope elastomer encasing a hard and solid pressure-resistant core and intended to plug or release directly or indirectly an opening of the installation, characterized in that the core of the sphere is made from an aggregation of aggregates, of origin organic or inorganic, and a binder, of predetermined density according to the choice of components, for a direct or indirect shutter by floating or by gravity.
- the invention also relates to the features which will emerge during the following description, which should be considered in isolation or in all their possible technical combinations.
- Figure 1 shows a sectional view in the diametral plane of a spherical ball according to the invention , intended to constitute a sealing element in a hydraulic installation.
- FIGS. 2 and 3 show schematically a hydraulic circuit portion comprising a shutter member according to the invention, respectively in an inactive position and in a closed position, in an application of the floating shutter element, for an action in direct shutter.
- FIG. 4 represents a schematic view of an application of the spherical ball according to the invention, to a level sensor, for an indirect closing action.
- FIGS. 5 and 6 schematically represent a portion of a hydraulic circuit comprising a shutter element according to the invention, respectively in an inactive position and in a closed position, in an application of the gravitational shutter element, for an action in direct shutter.
- the hydraulic installation shown in the figures is schematically composed of a hydraulic circuit 1 comprising a pipe 2 and a chamber 3 in which is disposed the shutter element 4 or ball, which chamber comprises an arrival A and an output S.
- the shut-off element is a submerged spherical ball consisting of an elastomeric outer shell 10 coating a hard core and full 11 resistant to pressure and intended to seal or release the seat of a circular opening 5 of the installation 1, in the manner of a valve.
- this is an application of the invention to a floating closure system, whereas according to the application examples shown in FIGS. is a gravity shutter system.
- FIG. 4 it is a variant of application of a floating element according to the invention, but acting indirectly on a closure system via a mechanical control system 6 connected to the level 7 of a liquid 8 in a tank 9 to be controlled, whereas according to the previous examples, it was a direct action in shutter on an opening.
- the core 11 of the spherical ball 4 is made from an aggregation of aggregates, of organic or mineral origin, and a binder, of predetermined density according to the choice of components, for floating or gravity filling.
- the core 11 is obtained from a mixture of gravel, sand, cement and water forming a concrete whose density is greater than 1000 k / m 3 , to obtain a closure ball 4 acting closing in the circuit 1, by gravity.
- the core 11 is obtained from a mixture of aggregates whose density is less than
- This density can vary between 350 and 800 k / m 3 , whereas ordinary concrete is
- the mixture constituting the core 11 is a lightweight concrete whose density is less than 1000 k / m 3 , by incorporating a foaming product creating pores for obtaining an aerated concrete or cell.
- This may be for example a mixture of sand, lime, cement, water and an expansion agent for creating the cells filling with air.
- the pores which are created naturally favor the attachment of the rubber of the outer casing 10, without additional intervention on the surface appearance of the solid core 11, contrary to what was proposed by the prior art.
- the mixture constituting the core 11 is a light concrete whose density is less than 1000 k / m 3 , by incorporation of light loads, to obtain an aerated or cellular concrete.
- the interest of the invention is to present a core 11 of selected density, having a surface appearance sufficiently rough to allow the attachment of the rubber coating 10, while offering a very high resistance to pressure, advantages to which must be added the ease of production.
- outer casing 10 of elastomer it may be for example an ethylene-
- NBR Butadiene-Rubber
- Fluoroelastomer FKM
- the coating 10 will be deposited on the core 11 by overmolding or by soaking in a polyurethane or a latex.
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Abstract
The invention concerns a closure element for regulating the flow of a fluid in a hydraulic installation (1), consisting of an immersed spherical ball (4), comprising an outer elastomeric shell (10) coating a hard and solid pressure resistant core (11) and designed to close or clear, directly or indirectly, an opening of the installation. The invention is characterized in that the core (11) of the spherical ball (4) is made from an aggregate of organic or mineral granules and a binder, of predetermined density based on the choice of components, for direct or indirect floating or gravitational closure.
Description
ELEMENT D'OBTURATION POUR LA REGULATION DE LA CIRCULATION D'UN FLUIDE DANS UNE INSTALLATION SHUTTER ELEMENT FOR REGULATING THE CIRCULATION OF A FLUID IN A FACILITY
HYDRAULIQUEHYDRAULIC
La présente invention concerne un élément d'obturation pour la régulation de la circulation d'un fluide dans une installation hydraulique, et plus particulièrement de distribution d'eau.The present invention relates to a closure element for regulating the circulation of a fluid in a hydraulic installation, and more particularly to water distribution.
De tels éléments d'obturation sont généralement constitués par une boule hémisphérique immergée dans le fluide et constituée d'une enveloppe externe en élastomère enrobant un noyau dur et plein résistant à la pression, et destinée à obturer ou libérer le siège d'une ouverture circulaire de l'installation, à la manière d'une soupape, et ceci par flottement ou par gravité .Such closure elements are generally constituted by a hemispherical ball immersed in the fluid and consisting of an outer elastomeric casing coating a hard and solid core resistant to pressure, and intended to seal or release the seat of a circular opening of the installation, in the manner of a valve, and this by floating or by gravity.
De tels éléments d'obturation sont connus et sont constitués par une enveloppe externe en élastomère enrobant une sphère correspondant à ses dimensions internes, constituée par deux coquilles en tôle creuses obtenues par emboutissage, puis soudure.Such closure elements are known and consist of an outer envelope of elastomer coating a sphere corresponding to its internal dimensions, consisting of two hollow sheet metal shells obtained by stamping and welding.
L' inconvénient de ce type de boules réside essentiellement dans leur coût du fait de l'intervention nécessaire de spécialistes pour réaliser les demi-coquilles et leur soudure, de manière concentrique lors de leur emboutissage.
II est également souvent nécessaire d'équilibrer l'ensemble, qui ne doit pas présenter de balourds, bien entendu, car l'appui de la boule doit être indifférencié, sa position dans le fluide pouvant varier, et de plus pour éviter une usure localisée.The disadvantage of this type of balls lies mainly in their cost because of the necessary intervention of specialists to make the half-shells and their welding, concentrically during their stamping. It is also often necessary to balance the assembly, which must not present unbalance, of course, because the support of the ball must be undifferentiated, its position in the fluid may vary, and more to avoid localized wear .
Il est également connu de remplacer les coquilles hémisphériques par un noyau dur et plein en bois, mais ceci présente, de par la présence du bois, l'inconvénient d'offrir une boule dont la forme n'est pas constante dans le temps, ce qui présente bien entendu des inconvénients pour obtenir une étancheité parfaite de l'ouverture qui, elle, est circulaire et ne se déforme pas .It is also known to replace the hemispherical shells by a hard core and full of wood, but this presents, by the presence of wood, the disadvantage of offering a ball whose shape is not constant over time, this which of course has disadvantages to obtain a perfect seal of the opening which is circular and does not deform.
II a également été déjà proposé de remplacer le noyau en bois par un noyau en matière plastique, mais qui présente pour sa part l'inconvénient d'avoir un état de surface très lisse, ce qui implique de réaliser sur celle-ci des saillies assurant autant de points d'accrochage du revêtement en caoutchouc déposé sur le noyau ultérieurement .It has also already been proposed to replace the wooden core with a plastic core, but which, for its part, has the disadvantage of having a very smooth surface state, which implies carrying on it projections ensuring as many points of attachment of the rubber coating deposited on the core later.
Cette solution remédie aux inconvénients précédents, mais est d'un coût de revient élevé.This solution overcomes the above drawbacks, but is a high cost.
La présente invention a pour but de remédier à l'ensemble de ces inconvénients et concerne à cet effet un élément d'obturation pour la régulation de la circulation d'un fluide dans une installation hydraulique, du type constitué par une boule sphérique immergée, constituée d'une enveloppe externe en
élastomère enrobant un noyau dur et plein résistant à la pression et destiné à obturer ou libérer directement ou indirectement une ouverture de l'installation, caractérisé en ce que le noyau de la sphère est réalisé à partir d'une agrégation de granulats, d'origine organique ou minérale, et d'un liant, de masse volumique prédéterminée en fonction du choix des composants, pour une obturation directe ou indirecte par flottement ou par gravité.The aim of the present invention is to overcome all these drawbacks and for this purpose concerns a shut-off element for regulating the circulation of a fluid in a hydraulic installation, of the type constituted by a submerged spherical ball constituted by an outer envelope elastomer encasing a hard and solid pressure-resistant core and intended to plug or release directly or indirectly an opening of the installation, characterized in that the core of the sphere is made from an aggregation of aggregates, of origin organic or inorganic, and a binder, of predetermined density according to the choice of components, for a direct or indirect shutter by floating or by gravity.
L'invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles.The invention also relates to the features which will emerge during the following description, which should be considered in isolation or in all their possible technical combinations.
Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente une vue en coupe dans le plan diamétral d'une boule sphérique selon l'invention, destinée à constituer un élément d'obturation dans une installation hydraulique.This description given by way of non-limiting example, will better understand how the invention can be made with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 shows a sectional view in the diametral plane of a spherical ball according to the invention , intended to constitute a sealing element in a hydraulic installation.
Les figures 2 et 3 représentent schématiquement une portion de circuit hydraulique comprenant un élément d'obturation selon l'invention, respectivement dans une position non active et dans une position d'obturation, dans une application de l'élément d'obturation par flottement, pour une action en obturation directe. La figure 4 représente une vue schématique d'une application de la boule sphérique selon l'invention, à un capteur de niveau, pour une action en obturation indirecte.
Les figures 5 et 6 représentent schématiquement une portion de circuit hydraulique comprenant un élément d'obturation selon l'invention, respectivement dans une position non active et dans une position d'obturation, dans une application de l'élément d'obturation par gravité, pour une action en obturation directe.Figures 2 and 3 show schematically a hydraulic circuit portion comprising a shutter member according to the invention, respectively in an inactive position and in a closed position, in an application of the floating shutter element, for an action in direct shutter. FIG. 4 represents a schematic view of an application of the spherical ball according to the invention, to a level sensor, for an indirect closing action. FIGS. 5 and 6 schematically represent a portion of a hydraulic circuit comprising a shutter element according to the invention, respectively in an inactive position and in a closed position, in an application of the gravitational shutter element, for an action in direct shutter.
De manière connue, l'installation hydraulique représentée sur les figures se compose schématiquement d'un circuit hydraulique 1 comportant une tuyauterie 2 et une chambre 3 dans laquelle est disposé l'élément d'obturation 4 ou boule, laquelle chambre comprend une arrivée A et une sortie S .In known manner, the hydraulic installation shown in the figures is schematically composed of a hydraulic circuit 1 comprising a pipe 2 and a chamber 3 in which is disposed the shutter element 4 or ball, which chamber comprises an arrival A and an output S.
D'une manière générale, selon les exemples d'application représentés sur les figures 2, 3 et 5, 6, l'élément d'obturation est une boule sphérique immergée, constituée d'une enveloppe externe 10 en élastomère enrobant un noyau dur et plein 11 résistant à la pression et destiné à obturer ou libérer le siège d'une ouverture circulaire 5 de l'installation 1, à la manière d'une soupape.In general, according to the application examples shown in FIGS. 2, 3 and 5, 6, the shut-off element is a submerged spherical ball consisting of an elastomeric outer shell 10 coating a hard core and full 11 resistant to pressure and intended to seal or release the seat of a circular opening 5 of the installation 1, in the manner of a valve.
Selon les exemples représentés sur les figures 2 et 3, il s'agit d'une application de l'invention à un système d'obturation par flottaison, alors que selon les exemples d'application représentés sur les figures 5 et 6, il s'agit d'un système d'obturation par gravité.According to the examples shown in FIGS. 2 and 3, this is an application of the invention to a floating closure system, whereas according to the application examples shown in FIGS. is a gravity shutter system.
En ce qui concerne la figure 4, il s'agit d'une variante d'application d'un élément flottant selon
l'invention, mais agissant indirectement sur un système d'obturation par l'intermédiaire d'un système de commande mécanique 6 lié au niveau 7 d'un liquide 8 se trouvant dans une cuve 9 à contrôler, alors que selon les exemples précédents, il s'agissait d'une action directe en obturation sur une ouverture .With regard to FIG. 4, it is a variant of application of a floating element according to the invention, but acting indirectly on a closure system via a mechanical control system 6 connected to the level 7 of a liquid 8 in a tank 9 to be controlled, whereas according to the previous examples, it was a direct action in shutter on an opening.
Selon une caractéristique générale de l'invention, le noyau 11 de la boule sphèrique 4 est réalisé à partir d'une agrégation de granulats, d'origine organique ou minérale, et d'un liant, de masse volumique prédéterminée en fonction du choix des composants, pour une obturation par flottement ou par gravité .According to a general characteristic of the invention, the core 11 of the spherical ball 4 is made from an aggregation of aggregates, of organic or mineral origin, and a binder, of predetermined density according to the choice of components, for floating or gravity filling.
Selon un premier exemple de réalisation (figures 5 et 6) , le noyau 11 est obtenu à partir d'un mélange de graviers, de sable, de ciment et d'eau formant un béton dont la masse volumique est supérieure à 1 000 k/m3, afin d'obtenir une boule d'obturation 4 agissant en fermeture dans le circuit 1, par gravité.According to a first exemplary embodiment (FIGS. 5 and 6), the core 11 is obtained from a mixture of gravel, sand, cement and water forming a concrete whose density is greater than 1000 k / m 3 , to obtain a closure ball 4 acting closing in the circuit 1, by gravity.
Selon une variante de réalisation (figures 2, 3 etAccording to an alternative embodiment (FIGS.
4) , le noyau 11 est obtenu à partir d'un mélange de granulats dont la masse volumique est inférieure à4), the core 11 is obtained from a mixture of aggregates whose density is less than
1 000 k/m3, afin d'obtenir une boule d'obturation 4 agissant en fermeture dans le circuit 1, par flottement .1000 k / m 3 , to obtain a closure ball 4 acting in closing in the circuit 1, by floating.
Cette masse volumique peut varier entre 350 et 800 k/m3, alors que le béton ordinaire est deThis density can vary between 350 and 800 k / m 3 , whereas ordinary concrete is
2 400 k/m3.
Selon un exemple pratique de réalisation, le mélange constituant le noyau 11 est un béton léger dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3, par incorporation d'un produit moussant créant des pores pour l'obtention d'un béton aéré ou cellulaire.2,400 k / m 3 . According to a practical example of embodiment, the mixture constituting the core 11 is a lightweight concrete whose density is less than 1000 k / m 3 , by incorporating a foaming product creating pores for obtaining an aerated concrete or cell.
Il pourra s'agir par exemple d'un mélange de sable, de chaux, de ciment, d'eau et d'un agent d'expansion servant à créer les cellules se remplissant d'air.This may be for example a mixture of sand, lime, cement, water and an expansion agent for creating the cells filling with air.
Avantageusement, les pores qui se créent naturellement favorisent l'accrochage du caoutchouc de l'enveloppe extérieure 10, sans intervention complémentaire sur l'aspect de surface du noyau plein 11, contrairement à ce qui était proposé par l'art antérieur.Advantageously, the pores which are created naturally favor the attachment of the rubber of the outer casing 10, without additional intervention on the surface appearance of the solid core 11, contrary to what was proposed by the prior art.
Selon une variante, le mélange constituant le noyau 11 est un béton léger dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3, par incorporation de charges légères, pour l'obtention d'un béton aéré ou cellulaire.Alternatively, the mixture constituting the core 11 is a light concrete whose density is less than 1000 k / m 3 , by incorporation of light loads, to obtain an aerated or cellular concrete.
Dans tous les cas, les pourcentages des composants varient en fonction de la masse volumique à obtenir.In all cases, the percentages of the components vary according to the density to be obtained.
Qu'il s'agisse, selon les exemples précités, d'un béton traditionnel, de densité supérieure a i, ou d'un béton cellulaire ou aéré, de densité inférieure à 1, l'intérêt de l'invention est de présenter un noyau 11 de densité choisie, présentant un aspect de surface
suffisamment rugueux pour permettre l'accrochage du revêtement 10 en caoutchouc, tout en offrant une résistance à la pression très importante, avantages auxquels il faut ajouter la facilité de réalisation.Whether it is, according to the above examples, a traditional concrete, higher density ai, or a cellular or aerated concrete, density less than 1, the interest of the invention is to present a core 11 of selected density, having a surface appearance sufficiently rough to allow the attachment of the rubber coating 10, while offering a very high resistance to pressure, advantages to which must be added the ease of production.
II est à noter que, si le béton dit cellulaire ou alvéolaire est connu en soi et apprécié dans la construction, pour ses qualités de résistance et de légèreté, il n'était pas pour autant évident d'aboutir à l'application nouvelle, objet de la présente invention, aux flotteurs pour circuits hydrauliques.It should be noted that, although the so-called cellular or alveolar concrete is known in itself and appreciated in the construction, for its qualities of resistance and lightness, it was not so obvious to reach the new application, object of the present invention, to floats for hydraulic circuits.
Par conséquent, il s'agit bien là d'un préjugé vaincu permettant de résoudre un problème dans un domaine complètement différent, pour un résultat également complètement différent par rapport à l'utilisation traditionnelle de ce matériau.Therefore, this is a vanquished prejudice to solve a problem in a completely different field, for a result also completely different from the traditional use of this material.
En ce qui concerne l'enveloppe extérieure 10 en élastomère, il pourra s'agir par exemple d'un Ethylène-With regard to the outer casing 10 of elastomer, it may be for example an ethylene-
Propylène-Diène-Monomère (EPDM), d'un Nitrite-Propylene Diene Monomer (EPDM), a Nitrite-
Butadiène-Rubber (NBR) ou en encore d'unButadiene-Rubber (NBR) or again
Fluoroélastomère (FKM) .Fluoroelastomer (FKM).
II pourra également s'agir d'un silicone.It may also be a silicone.
Dans tous les cas, le revêtement 10 sera déposé sur le noyau 11 par surmoulage ou encore par trempage dans un Polyuréthane ou un Latex.
In all cases, the coating 10 will be deposited on the core 11 by overmolding or by soaking in a polyurethane or a latex.
Claims
1. Elément d'obturation pour la régulation de la circulation d'un fluide dans une installation hydraulique (1) , du type constitué par une boule sphérique immergée (4), comprenant une enveloppe externe (10) en élastomère enrobant un noyau dur et plein (11) , résistant à la pression et destiné à obturer ou libérer, directement ou indirectement, une ouverture de l'installation, caractérisé en ce que le noyau (11) de la boule sphérique (4) est réalisé à partir d'une agrégation de granulats, d'origine organique ou minérale, et d'un liant, de masse volumique supérieure ou inférieure à 1000 k/m3, prédéterminée en fonction du choix des composants, afin d'obtenir une boule d'obturation agissant soit en fermeture dans le circuit par gravité, soit en ouverture dans le circuit par flottement.1. Shut-off element for regulating the circulation of a fluid in a hydraulic installation (1), of the type consisting of a submerged spherical ball (4), comprising an outer casing (10) made of elastomer coating a hard core and solid (11), resistant to pressure and intended to close or release, directly or indirectly, an opening of the installation, characterized in that the core (11) of the spherical ball (4) is made from a aggregation of aggregates, of organic or inorganic origin, and a binder, of density greater than or less than 1000 k / m 3 , predetermined according to the choice of components, in order to obtain a sealing ball acting either in closing in the circuit by gravity, or opening in the circuit by floating.
2. Elément d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (11) est obtenu à partir d'un mélange de graviers, de sable, de ciment et d'eau formant un béton dont la masse volumique est supérieure à 1 000 k/m3, afin d'obtenir une boule d'obturation (4) agissant en fermeture dans le circuit (1), par gravité.Closure element according to Claim 1, characterized in that the core (11) is obtained from a mixture of gravel, sand, cement and water forming a concrete whose density is greater than 1000 k / m 3 , in order to obtain a closing ball (4) acting in closing in the circuit (1), by gravity.
3. Elément d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (11) est obtenu à partir d'un mélange de granulats dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3, afin d'obtenir une boule d'obturation (4) agissant en fermeture dans le circuit (1) , par flottement.Closure element according to Claim 1, characterized in that the core (11) is obtained from a mixture of aggregates with a density of less than 1000 k / m 3 in order to obtain a ball shutter (4) acting in closure in the circuit (1), by floating.
4. Elément d'obturation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mélange constituant le noyau4. Shutter element according to claim 3, characterized in that the mixture constituting the core
(11) est un béton léger dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3, par incorporation d'un produit moussant créant des pores pour l'obtention d'un béton aéré ou cellulaire.(11) is a lightweight concrete whose density is less than 1000 k / m 3 , by incorporating a foaming product creating pores for obtaining aerated or cellular concrete.
5. Elément d'obturation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mélange constituant le noyau (11) est un béton léger dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3 , par incorporation de charges légères, pour l'obtention d'un béton aéré ou cellulaire .Closure element according to Claim 3, characterized in that the mixture constituting the core (11) is a lightweight concrete whose density is less than 1000 k / m 3 , by incorporation of light loads, for the obtaining an aerated or cellular concrete.
6. Elément d'obturation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (10) en élastomère est réalisée en Ethylène-Propylène- Diène-Monomère (EPDM) .6. sealing member according to one of claims 1 to 5, characterized in that the envelope (10) of elastomer is made of ethylene-propylene-Diene-Monomer (EPDM).
7. Elément d'obturation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe en élastomère est réalisée en Nitrite-Butadiène-Rubber (NBR) .Closure element according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the elastomer casing is made of Nitrite-Butadiene-Rubber (NBR).
8. Elément d'obturation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (10) en élastomère est réalisée en Fluoroélastomère (FKM) . 8. shutter element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the casing (10) of elastomer is made of fluoroelastomer (FKM).
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