WO2018192784A1 - Procédé de fabrication d'un joint métallique massif pour robinets à papillon à triple excentration - Google Patents

Procédé de fabrication d'un joint métallique massif pour robinets à papillon à triple excentration Download PDF

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WO2018192784A1
WO2018192784A1 PCT/EP2018/058895 EP2018058895W WO2018192784A1 WO 2018192784 A1 WO2018192784 A1 WO 2018192784A1 EP 2018058895 W EP2018058895 W EP 2018058895W WO 2018192784 A1 WO2018192784 A1 WO 2018192784A1
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WO
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solid metal
metal gasket
volume
cone
dimension
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Application number
PCT/EP2018/058895
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Inventor
Christian DELTÊTE
Original Assignee
Robvalve
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F16K1/226—Shaping or arrangements of the sealing
    • F16K1/2261—Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/001—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass valves or valve housings

Definitions

  • the present invention is in the technical field of valves, and more particularly the butterfly valves triple eccentric.
  • valves when they are installed in a closed-circuit type pipe, pipe or pipe, the principle is that the sectioning and control of the flow of the fluid carried in the pipe are made by a shutter element of the mobile disk type called butterfly. rotation relative to an axis oriented transversely to the pipe.
  • the diameter of the butterfly and the inside diameter of the tubular duct are, at least from a theoretical perspective, equal so that when the butterfly is oriented substantially perpendicular to the axis of the duct, it occupies all of the space available in the section. inside the duct, preventing the fluid from circulating.
  • the throttle - which is as thin as possible - occupies only a minimal fraction of said inner section and frees the fluid passage.
  • the closed space varies between the closed position and the aforementioned position releasing the maximum space, and can be controlled so as to provide controlled regulation of the fluid flow.
  • the functions to be ensured are the following ones: to cut the flow of the fluid while guaranteeing the seal, or to regulate said flow in position of partial or total opening (rotation of 90 °) of the butterfly. It is easy to imagine, however, that between the perfectly theoretical vision of a simple mobile throttle in a pipeline and solutions that respond in reality to the various practical constraints and practical problems related to operation, the technical difference can be important. In the configurations actually used, to ensure operation adapted to very variable flow rates and sizing, the technical stakes simply related to the tightness to ensure are already multiple, although it is only one of the problems to solve. This concerns, in particular, problems of joints, solutions relating to seat systems of the shutter member with a sometimes complex geometry, shapes to be given to the butterfly and the joint in the perspective of flow management as well as to guarantee tightness in contact with the seat, etc.
  • butterfly valves There are in practice many types of butterfly valves, obeying various technological specificities, and among which the choice is made on the basis of performance criteria for example, in the perspective of the application that will be made.
  • butterfly valves with triple eccentration, concerned by the present invention are considered very high performance faucets.
  • the triple eccentric denomination means in this case that the axis of rotation of the disc is eccentric:
  • the triple eccentric valve provides low torque and low-friction throttle positioning of the seat gasket, contributing to the high performance required.
  • the butterfly joints are composed of an assembly of thin sheets of steel and graphite sheets, the lamellar assembly thus created allowing a slight effect of flexibility, sufficient to compensate for minor imperfections of surface conditions and to ensure proper sealing.
  • This lamellar structure is not suitable for all types of operation: thus, in the presence of low temperatures, or if the fluid carried by the pipe contains too many impurities, the joint thus structured is very quickly lost, and must therefore be changed frequently to maintain the required level of sealing.
  • the invention overcomes this problem, by proposing a joint not more lamellar but massive, made from a single metallic material that removes the fragility inherent in the existing laminate structure.
  • the problem is that given the sharp geometric characteristics required by the mechanical and hydraulic constraints related to this type of seals and their contexts of use, a laminated manufacturing is much easier to achieve than a massive manufacturing. The latter requires a specific process whose implementation responds to particular characteristics and constraints.
  • the method of the invention for the manufacture of such a massive metal seal for butterfly valves with triple eccentricity, comprises the steps following:
  • the method of the invention is thus obtained by a succession of simple machining operations, in practice turning passes, separated by a repositioning of the workpiece, guaranteeing its good level of industrialization. These successive operations make it possible to obtain by machining a perfect superposition of two oblique frustoconical parts.
  • the cones defining the two successive elliptical machining are geometrically close, or even identical, ultimately resulting in the generation of a second oblique frustoconical volume axial length (along the axis of the complex volume) very small.
  • This dimensional feature makes it possible to get as close as possible to the objective of obtaining a "knife" seal, this type of seal reducing to the maximum the contact range, when closing the butterfly valve.
  • one of the main interests of the method of the invention lies in the possibility of manufacturing such a massive seal by simple machining, which is not obvious in view of the constraints of departure.
  • This method is moreover in some way “universal” in that it is applicable in the same way regardless of the dimensions of the joints.
  • the solid seal resulting from the process of the invention is particularly suitable for extreme use conditions such as cryogenics, or in the presence of viscous fluids likely to produce clogging or to polymerize at the sealing surfaces, or when the fluids are charged with particles.
  • the values of the surface states and the dimensions of the main axes of the frustoconical volumes are provided for adapt to the configuration and dimensions of the pipe to be equipped with the butterfly valve, in order to achieve a total waterproofness.
  • process of the invention may be such that:
  • the first inclined conical machining is made according to a cone of which a generatrix is collinear with a generatrix of the cylindrical portion
  • the marking relates to the linear position of said generator
  • the second inclined conical machining takes place along a cone whose generator is collinear with the linear position marked.
  • the identification of tilted conical machining positions is extremely important in view of the process and the precision required to achieve complete sealing.
  • the two machining cones may be identical, which leads to further simplify the process and to make it industrially more attractive.
  • the first surface state Ra mentioned above may preferably be between 0.7 and 0.9. More particularly, it can be set at 0.8.
  • the second surface state R 'a is preferably between 0.3 and 0.5 and more particularly set at 0.4.
  • the tolerance t of hpj 'and hpj' ' is preferably between ⁇ 0.04 and ⁇ 0.06 and more particularly set at ⁇ 0.05.
  • inclined conical machining can be carried out according to pass depths of the order of C / D with:
  • This angle value is of course only one possible, non-limiting example of elliptical machining angle.
  • the invention also relates to the massive metal gasket obtained using the method described above.
  • the dimensions of this seal of course depend on those of the pipe to be equipped.
  • the height of the joint plane which corresponds to the large dimension of the ellipse at this joint plane, is between 0.90 and 0.98 times the diameter of the pipe to be equipped. .
  • said seal is for example such that the dimension hpj 'is between 1.0019 and 1. 0021 times the height of the joint plane and the dimension hpj' 'is between 1.0009 and 1.0011 times the height of the joint plane.
  • the seal of the invention may be provided so that the dimension of the second oblique frustoconical volume, taken in the direction of the axis of the complex volume is between 0.0019 and 0.0021 times the height of the joint plane .
  • Figure 1 shows in section a simplified diagram of the first machining phase implemented according to the method of the invention, after completion;
  • Figure 2 shows, in a same section illustrating the same simplified diagram, the second phase of machining after completion, completing the implementation of said method for producing a solid metal seal for a butterfly valve triple eccentric.
  • the complex volume constituting the blank obtained by cylindrical turning during a preliminary phase preceding the process of the invention proper is constituted by the superposition of a cylindrical portion 1 and a conical portion. 2 of coaxial revolution.
  • the fraction 3 of the cylindrical portion 1 shown in dotted lines is precisely machined during the first inclined conical machining phase, object of Figure 1, and which will be described below.
  • This complex volume has a thickness along the axis AA ', denoted by EJ, which is substantially equivalent to the thickness of the corresponding crushed laminated seal of the prior art.
  • the portion 1 has a thickness denoted J2 while the conical portion is of thickness Jl.
  • a first machining phase of the blank consists of an oblique machining according to a first cone C1, which results in removing the constituent material, in section such that the truncated volume 1 shown in section, the fraction 3 of the cylindrical portion having disappeared .
  • the axis of the cone C1 not concurrent with AA 'produces an elliptical machining of the cylindrical portion 1.
  • the major axis of the large base 4 of the machined portion (the one that makes in fact the interface, in the complex volume of the blank, with the conical volume portion 2) has for length hpj ', with a tolerance of ⁇ 0.05.
  • This machining phase carried out respecting a depth of pass which depends in particular on the angle C1 of the machining cone, respects a final surface state Ra of the order of 0.8. Precise identification of the angular position of the blank during this machining phase is carried out in order to carry out the sequence in good conditions.
  • the complex volume is then moved for a second machining phase. It's first flipped so that its two faces look perpendicular to the axis AA 'are inverted with respect to the throttle plate 5 and the counter-joint 6, a precise centering is always always provided by the centering wedge 7. This reversal is then accompanied by a very precise angular repositioning of the periphery of the complex volume, calculated from the identification of the initial position, that is to say that of the first machining phase. Angularly, the blank is rotated 180 ° to approach the second machining phase.
  • This comprises a new angle cone oblique machining C2, where appropriate identical to Cl, resulting in generating a new elliptic frustoconical volume 8 on the volume portion 1 and at the interface with the second conical portion 2 of the complex volume massive seal.
  • the axial dimension (that is to say in this case along the axis AA ') of this new part, referenced D, is greatly reduced precisely to obtain the advantages of a type of joint "knife" mentioned above, namely a reduced contact surface area at closing.
  • the dimension hpj '' of the major axis resulting from the inclined conical machining must be obtained with a low tolerance, of the order of 0.05 to ensure, in combination with the surface conditions obtained, a total seal.
  • the pass depth to be respected is equal to the value obtained by making the difference (desired dimension - measured dimension), divided by a coefficient, in this case, but only as an indication, of the order of 2.155 for a C1 or C2 angle of 30 °. The value of this angle is only one possible example.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un joint métallique massif pour robinets à papillon à triple excentration caractérisé par les étapes suivantes : - ébauche par tournage cylindrique d'une structure métallique massive; - réalisation d'un alésage central dans le volume complexe; - solidarisation et centrage du volume complexe à deux plaques 5, 6 fixes; - repérage de la position angulaire initiale; - usinage conique incliné de la périphérie de la portion cylindrique 1 suivant un premier cône C1; - retournement du volume complexe entre les plaques fixes; - usinage conique incliné de la périphérie de la portion cylindrique suivant un second cône C2.

Description

Procédé de fabrication d'un joint métallique massif pour robinets à papillon à triple excentration.
La présente invention se situe dans le domaine technique des appareils de robinetterie, et concerne plus particulièrement les robinets à papillon à triple excentration. Dans ces appareils, lorsqu'ils sont installés en milieu fermé de type canalisation, tuyauterie ou conduite, le principe est que le sectionnement et le contrôle du débit du fluide véhiculé dans la conduite sont réalisés par un élément obturateur de type disque mobile appelé papillon en rotation par rapport à un axe orienté transversalement à la canalisation .
Le diamètre du papillon et le diamètre intérieur du conduit tubulaire sont, au moins dans une perspective théorique, égaux de sorte que lorsque le papillon est orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe du conduit, il occupe la totalité de l'espace disponible dans la section intérieure du conduit, empêchant le fluide de circuler. Lorsqu'il est pivoté d'un quart de tour, le papillon - qui est d'épaisseur aussi réduite que possible - n'occupe qu'une fraction minimale de ladite section intérieure et libère le passage du fluide. Dans les positions intermédiaires, l'espace obturé varie entre la position fermée et la position précitée libérant l'espace maximal, et peut être commandé de manière à assurer une régulation contrôlée du débit de fluide. En somme, les fonctions à assurer sont les suivantes : sectionner l'écoulement du fluide en garantissant l' étanchéité, ou régler ledit écoulement en position d'ouverture partielle ou totale (rotation de 90°) du papillon. On imagine cependant aisément qu'entre la vision parfaitement théorique d'un simple papillon mobile dans une tuyauterie et les solutions répondant dans la réalité aux contraintes et problématiques pratiques variées liées au fonctionnement, le différentiel technique peut être important. Dans les configurations réellement utilisées, pour assurer un fonctionnement adapté à des débits et des dimensionnements très variables, les enjeux techniques simplement liés à l'étanchéité à assurer sont déjà multiples, bien qu'il ne s'agisse que d'un seul des problèmes à solutionner. Sont concernés notamment des problématiques de joints, des solutions relatives à des systèmes de siège de l'organe d'obturation à géométrie parfois complexe, des formes à donner au papillon et au joint dans la perspective de la gestion des débits autant que pour garantir l'étanchéité au contact du siège, etc..
Il existe en pratique de nombreux types de robinets à papillon, obéissant à des spécificités technologiques variées, et parmi lesquelles le choix s'effectue sur la base de critères par exemple de performance, dans la perspective de l'application qui en sera faite. Ainsi, les robinets à papillon à triple excentrâtion, concernés par la présente invention, sont considérés comme des robinets à très hautes performances.
La dénomination triple excentration signifie en l'occurrence que l'axe de rotation du disque est excentré :
1. Par rapport au plan médian du joint d' étanchéité, 2. Par rapport à l'axe longitudinal de la conduite,
3. Par rapport à l'axe de l'usinage conique du siège et du joint d' étanchéité, par des process d'usinages coniques inclinés classiques. Chaque opération d'usinage est alors basée sur un cône dont l'axe est concourant à l'axe longitudinal de la conduite, conférant la forme elliptique à la ligne extérieure médiane du joint d' étanchéité . Parmi ses avantages notables, le robinet à triple excentration assure un faible couple et un positionnement du papillon sans frottement du joint sur le siège, contribuant aux performances élevées requises.
La question de l' étanchéité se pose évidemment en fin de rotation du papillon, lorsque le joint qui y est monté arrive au contact du siège. Pour assurer une bonne étanchéité, le joint du papillon doit présenter une parfaite superposition au siège.
Dans les solutions actuellement mises en œuvre, les joints de papillon sont composés d'un assemblage de plaques minces d'acier et de feuilles de graphite, l'ensemble lamellaire ainsi créé autorisant un léger effet de flexibilité, suffisant pour compenser les petites imperfections des états de surface et pour garantir une étanchéité appropriée. Cette structure lamellaire n'est cependant pas adaptée à tous les types de fonctionnements : ainsi, en présence de températures basses, ou si le fluide véhiculé par la conduite contient trop d'impuretés, le joint ainsi structuré s'abime très vite, et doit par conséquent être fréquemment changé pour conserver le niveau d' étanchéité requis .
Sur un plan strictement économique, cette option n'est pas acceptable car elle accroît considérablement les coûts d'exploitation, la multiplication du prix du composant proprement dit s' ajoutant aux coûts de maintenance liés à la répétition du temps consacré à son remplacement . L'invention remédie à ce problème, en proposant un joint non plus lamellaire mais massif, réalisé à partir d'un seul matériau métallique qui supprime la fragilité inhérente à la structure stratifiée existante. Le problème est que compte tenu des caractéristiques géométriques pointues nécessitées par les contraintes mécaniques et hydrauliques liées à ce type de joints et à leurs contextes d'utilisation, une fabrication stratifiée est bien plus facile à réaliser qu'une fabrication massive. Cette dernière nécessite un procédé spécifique dont la mise en œuvre répond à des caractéristiques et contraintes particulières.
Sur le plan de l'industrialisation, au premier chef, le procédé doit être adapté à la production - à des coûts raisonnables - de séries de joints pour des dimensions variées. Ensuite, sur un plan purement technique, il faut que la fabrication garantisse que le joint métallique massif obtenu présente une structure permettant d'aboutir, en fonctionnement, à une étanchéité au moins égale à celle des joints stratifiés de l'art antérieur.
Pour remplir ces objectifs, et d'autres qui seront apparents à la lecture de la description qui suit, le procédé de l'invention, visant à la fabrication d'un tel joint métallique massif pour robinets à papillon à triple excentration, comporte les étapes suivantes :
- ébauche par tournage cylindrique d'une structure métallique massive à volume complexe composé de deux volumes primaires, une portion cylindrique et une portion de cône de révolution coaxiale à la portion cylindrique et de grande base de diamètre inférieur au diamètre de la portion cylindrique, ladite grande base étant coplanaire au plan de séparation transversal des deux volumes primaires ;
réalisation d'un alésage central dans le volume complexe ;
solidarisâtion du volume complexe à deux plaques fixes placées de part et d' autre dudit volume et centrage par rapport à ces plaques au moyen d' au moins une cale de centrage placée dans l'alésage ;
repérage de la position angulaire initiale de solidarisâtion auxdites plaques du volume complexe dans un référentiel fixe ;
usinage conique incliné de la périphérie de la portion cylindrique suivant un premier cône selon un premier état de surface prédéterminé Ra, en vue d'obtenir un premier volume tronconique oblique dont la dimension de la grande base suivant le grand axe a une cote finale prédéterminée hpj' obtenue avec une tolérance t prédéterminée ;
retournement du volume complexe entre les plaques fixes, centrage au moyen de ladite cale de centrage placée dans l'alésage, puis déplacement angulaire de 180° selon l'axe des plaques par rapport à la position angulaire initiale ;
usinage conique incliné de la périphérie de la portion cylindrique suivant un second cône selon un second état de surface prédéterminé R'a, en vue d'obtenir un second volume tronconique oblique situé sur le premier volume tronconique, à l'interface avec la portion de cône de révolution, dont la dimension de la grande base suivant le grand axe a une cote finale prédéterminée hpj'' obtenue avec une tolérance t prédéterminée . Le procédé de l'invention est donc obtenu par une succession d'opérations d'usinages simples, en pratique des passes de tournage, séparées par un repositionnement de la pièce à usiner, garantes de son bon niveau d'industrialisation. Ces opérations successives permettent d'obtenir par usinage une superposition parfaite de deux pièces tronconiques obliques. De plus, les cônes définissant les deux usinages elliptiques successifs sont géométriquement proches, voire identiques, aboutissant finalement à la génération d'un second volume tronconique oblique de longueur axiale (selon l'axe du volume complexe) très réduite. Cette particularité dimensionnelle permet de se rapprocher le plus possible de l'objectif d'obtention d'un joint « couteau », ce type de joint réduisant au maximum la portée de contact, à la fermeture de la vanne papillon.
En somme, l'un des intérêts principaux du procédé de l'invention réside dans la possibilité de fabriquer un tel joint massif par simple usinage, ce qui n'a rien d'évident au vu des contraintes de départ. Ce procédé est au surplus en quelque sorte « universel » en ce qu'il est applicable de la même manière quelles que soient les dimensions des joints.
Outre sa robustesse et sa fiabilité dans la plupart des environnements de fonctionnement, le joint massif issu du procédé de l'invention est particulièrement adapté à des conditions d'utilisation extrêmes comme la cryogénie, ou en présence de fluides visqueux susceptibles de produire du colmatage ou de polymériser au niveau des portées d' étanchéité, ou encore lorsque les fluides sont chargés en particules.
Les valeurs des états de surface et des cotes des grands axes des volumes tronconiques sont prévues pour s'adapter à la configuration et aux dimensions de la conduite à équiper du robinet à papillon, en vue de réaliser une étanchéité totale.
Plus précisément, le procédé de l'invention peut être tel que :
le premier usinage conique incliné est réalisé suivant un cône dont une génératrice est colinéaire à une génératrice de la portion cylindrique,
le repérage concerne la position linéaire de ladite génératrice ;
le second usinage conique incliné s'effectue suivant un cône dont une génératrice est colinéaire à la position linéaire repérée. Le repérage des positions d'usinage conique incliné est en effet extrêmement important au regard du procédé et de la précision requise pour aboutir à l' étanchéité totale .
En outre, comme évoqué, les deux cônes d'usinage peuvent être identiques, ce qui conduit à simplifier encore le procédé et à le rendre industriellement plus attractif .
Selon une possibilité additionnelle, le premier état de surface Ra mentionné auparavant peut de préférence être compris entre 0,7 et 0,9. Plus particulièrement encore, il peut être fixé à 0,8. De même, le second état de surface R' a est de préférence compris entre 0,3 et 0,5 et plus particulièrement fixé à 0,4.
Ces états de surface garantissent en pratique que le seuil d' étanchéité totale recherché soit atteint. En particulier, la valeur demandée pour le second état de surface est caractéristique d'une opération de rectification, nécessaire en l'occurrence pour garantir ce seuil.
Par ailleurs, au titre du procédé de l'invention, la tolérance t des cotes hpj' et hpj'' est de préférence comprise entre ± 0,04 et ± 0,06 et plus particulièrement fixée à ± 0,05.
Enfin, selon des ordres de grandeur indicatifs, l'usinage conique incliné peut être réalisé selon des profondeurs de passe de l'ordre de C/D avec :
C = (cote recherchée - la cote mesurée) , et
D compris entre 2,15 et 2,16 et de préférence égal à 2,155 pour un angle de cône de 30°.
Cette valeur d'angle n'est bien entendu qu'un exemple possible, non limitatif, d'angle d'usinage elliptique.
L'invention concerne également le joint métallique massif obtenu à l'aide du procédé décrit ci-dessus. Les dimensions de ce joint dépendent bien entendu de celles de la conduite à équiper. Ainsi, selon l'invention, la hauteur du plan de joint, qui correspond à la grande dimension de l'ellipse au niveau de ce plan de joint, est comprise entre 0,90 et 0,98 fois le diamètre de la conduite à équiper.
Et, pour obtenir la portée surfacique réduite dont il a été question ci-dessus, c'est-à-dire l'effet « couteau » propre à augmenter l'efficacité de l'étanchéité lors du contact joint/siège, ledit joint est par exemple tel que la cote hpj' est comprise entre 1,0019 et 1, 0021 fois la hauteur du plan de joint et la cote hpj'' est comprise entre 1,0009 et 1,0011 fois la hauteur du plan de joint.
Ou, pour exprimer les caractéristiques dimensionnelles différemment toujours avec le même objectif d'aboutir autant que possible à l'optimisation de la fonction assurée, le joint de l'invention peut être prévu de sorte que la dimension du second volume tronconique oblique, prise dans la direction de l'axe du volume complexe est comprise entre 0,0019 et 0,0021 fois la hauteur du plan de joint.
L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées qui représentent un exemple de mise en œuvre non limitatif de l'invention, et pour lesquelles :
la figure 1 représente en coupe un schéma simplifié de la première phase d'usinage mise en œuvre selon le procédé de l'invention, après son achèvement ; et
la figure 2 montre, selon une même coupe illustrant le même schéma simplifié, la seconde phase d'usinage après réalisation, achevant la mise en œuvre dudit procédé en vue de fabriquer un joint métallique massif pour un robinet à papillon à triple excentration.
En référence à la figure 1, le volume complexe constituant l'ébauche obtenue par tournage cylindrique lors d'une phase préliminaire précédant le procédé de l'invention proprement dit est constitué par la superposition d'une portion cylindrique 1 et d'une portion conique 2 de révolution coaxiales. La fraction 3 de la portion cylindrique 1 représentée en traits pointillés est précisément usinée au cours de la première phase d'usinage conique incliné, objet de la figure 1, et qui va être décrite dans la suite. Ce volume complexe a une épaisseur, selon l'axe AA' , notée EJ, qui est sensiblement équivalente à l'épaisseur du joint lamellaire écrasé correspondant de l'art antérieur. Dans cette épaisseur EJ totale, la portion 1 présente une épaisseur notée J2 alors que la portion conique est d'épaisseur Jl .
Pour l'usinage proprement dit, ledit volume complexe est fixé entre deux plaques, une plaque 5 dite « papillon » et une plaque 6 dite « contre-joint », trois cales de centrage 7 apparaissant en traits pointillés. Pour les opérations d'usinage successives, il est bien entendu nécessaire d' immobiliser complètement l'ébauche, et de repérer très précisément les positions dans lesquelles ladite immobilisation est réalisée au cours des phases successives de l'usinage.
Une première phase d'usinage de l'ébauche consiste en un usinage oblique selon un premier cône Cl, qui aboutit à enlever la matière constituant, en section telle que au volume tronqué 1 représenté en section, la fraction 3 de la portion cylindrique ayant disparu. Extrapolé en trois dimensions, l'axe du cône Cl non concourant à AA' produit un usinage elliptique de la portion cylindrique 1. A l'issue de cette opération, le grand axe de la grande base 4 de la portion usinée (celle qui fait en réalité l'interface, dans le volume complexe de l'ébauche, avec la portion de volume conique 2) a pour longueur hpj', avec une tolérance de ± 0,05. Cette phase d'usinage, réalisée en respectant une profondeur de passe qui dépend notamment de l'angle Cl du cône d'usinage, respecte un état de surface final Ra de l'ordre de 0,8. Un repérage précis de la position angulaire de l'ébauche pendant cette phase d'usinage est réalisé en vue de réaliser la suite dans de bonnes conditions.
Le volume complexe est ensuite déplacé pour une seconde phase d'usinage. Il est d'abord retourné de sorte que ses deux faces d'allure perpendiculaires à l'axe AA' soient inversées par rapport à la plaque papillon 5 et au contre-joint 6, un centrage précis étant au surplus toujours assuré par la cale de centrage 7. Ce retournement s'accompagne ensuite d'un repositionnement angulaire très précis de la périphérie du volume complexe, calculé à partir du repérage de la position initiale, c'est-à-dire celle de la première phase d'usinage. Angulairement , l'ébauche est tournée de 180° pour aborder la seconde phase d'usinage.
Celle-ci comporte un nouvel usinage oblique de cône d'angle C2, le cas échéant identique à Cl, aboutissant à générer un nouveau volume tronconique elliptique 8 sur la portion volumique 1 et à l'interface avec la seconde portion 2 conique du volume complexe du joint massif. La dimension axiale (c'est-à-dire en l'occurrence selon l'axe AA' ) de cette nouvelle partie, référencée D, est très réduite précisément pour obtenir les avantages d'un joint de type « couteau » mentionnés précédemment, à savoir une portée surfacique de contact réduite à la fermeture. La dimension hpj'' du grand axe issu de l'usinage conique incliné doit être obtenue avec une tolérance faible, de l'ordre de 0,05 permettant de garantir, en combinaison avec les états de surface obtenus, une étanchéité totale. A cet égard, l'état de surface requis à l'issue de cette seconde phase d'usinage oblique est de l'ordre de Ra' = 0,04 (rectification) . Il est à noter que l'état de surface qui est nécessaire côté siège est le même, et que les cotes d'usinage du siège sont les mêmes que pour les joints lamellaires traditionnels : il n'y a donc pas de travail supplémentaire à réaliser côté siège par rapport à ce qui se faisait dans l'art antérieur. Dans les deux phases d'usinage conique incliné, comme déjà mentionné, la profondeur de passe à respecter est égale à la valeur obtenue en faisant la différence (cote recherchée - cote mesurée) , divisée par un coefficient, en l'occurrence, mais uniquement à titre indicatif, de l'ordre de 2,155 pour un angle Cl ou C2 de 30°. La valeur de cet angle n'est qu'un exemple possible.
A noter que la référence EJ apparaissant en figure 1 désigne l'épaisseur du joint, et que cette épaisseur obéit par exemple aux contraintes relationnelles suivantes par rapport à la hauteur du plan de joint (hpj) dont il a été fait état auparavant :
- EJ = 0,025 x hpj en construction 25 bar ;
- EJ = 0,033 x hpj en construction 50 bar ; et
- EJ = 0,04 x hpj en construction 100 bar.
L'invention ne se limite pas à l'exemple décrit et expliqué en référence aux figures, qui ne doit être considéré que comme une simple illustration non exhaustive de l'invention. Celle-ci englobe au contraire les variantes notamment de forme entrant dans la portée des revendications.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un joint métallique massif pour robinets à papillon à triple excentration caractérisé par les étapes suivantes : ébauche par tournage cylindrique d'une structure métallique massive à volume complexe composé de deux volumes primaires, une portion cylindrique 1 et une portion de cône de révolution 2 coaxiale à la portion cylindrique 1 et de grande base de diamètre inférieur au diamètre de la portion cylindrique 1, ladite grande base étant coplanaire au plan de séparation transversal des deux volumes primaires 1 et 2 ; réalisation d'un alésage central dans le volume complexe ; solidarisâtion du volume complexe à deux plaques 5, 6 fixes placées de part et d' autre dudit volume et centrage par rapport à ces plaques 5, 6 au moyen d'au moins une cale de centrage 7 placée dans l'alésage ; repérage de la position angulaire initiale de solidarisâtion auxdites plaques 5, 6 du volume complexe dans un référentiel fixe ; usinage conique incliné de la périphérie de la portion cylindrique 1 suivant un premier cône Cl selon un premier état de surface prédéterminé Ra, en vue d'obtenir un premier volume tronconique 1 oblique dont la dimension de la grande base suivant le grand axe a une cote finale prédéterminée hpj' obtenue avec une tolérance t prédéterminée ; retournement du volume complexe entre les plaques fixes, centrage au moyen de ladite cale de centrage 7 placée dans l'alésage, puis déplacement angulaire de 180° selon l'axe des plaques 5, 6 par rapport à la position angulaire initiale ; usinage conique incliné de la périphérie de la portion cylindrique suivant un second cône C2 selon un second état de surface prédéterminé R'a, en vue d'obtenir un second volume tronconique 8 oblique situé sur le premier volume tronconique 1, à l'interface avec la portion de cône de révolution 2, dont la dimension de la grande base suivant le grand axe a une cote finale prédéterminée hpj'' obtenue avec une tolérance t prédéterminée.
2. Procédé de fabrication d'un joint métallique massif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que : le premier usinage conique incliné est réalisé suivant un cône Cl dont une génératrice est colinéaire à une génératrice de la portion cylindrique 1, le repérage concerne la position linéaire de ladite génératrice ; le second usinage conique incliné s'effectue suivant un cône C2 dont une génératrice est colinéaire à la position linéaire repérée.
3. Procédé de fabrication d'un joint métallique massif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux cônes d'usinage Cl et C2 sont identiques.
4. Procédé de fabrication d'un joint métallique massif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier état de surface Ra est compris entre 0,7 et 0,9, de préférence fixé à 0,8.
5. Procédé de fabrication d'un joint métallique massif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second état de surface R' a est compris entre 0,3 et 0,5, de préférence fixé à 0,4.
6. Procédé de fabrication d'un joint métallique massif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tolérance t des cotes hpj' et hpj'' est comprise entre ± 0,04 et ± 0,06 et de préférence fixée à ± 0,05.
7. Procédé de fabrication d'un joint métallique massif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'usinage conique incliné est réalisé selon des profondeurs de passe de l'ordre de C/D avec :
C = (cote recherchée - la cote mesurée) , et
D compris entre 2,15 et 2,16 et de préférence égal à 2,155 pour un angle de cône de 30°.
8. Joint métallique massif obtenu par le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur du plan de joint est comprise entre 0,90 et 0,98 fois le diamètre de la conduite à équiper.
9. Joint métallique massif obtenu par le procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cote hpj' est comprise entre 1,0019 et 1,0021 fois la hauteur du plan de joint et la cote hpj'' est comprise entre 1,0009 et 1,0011 fois la hauteur du plan de joint.
10. Joint métallique massif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la dimension D du second volume tronconique oblique prise dans la direction de l'axe du volume complexe est comprise entre 0,0019 et 0,0021 fois la hauteur du plan de joint.
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