FR2594202A1 - Robinet a tournant spherique - Google Patents

Abstract

Le robinet comprend un joint 52 logé entre un siège 5 du tournant et une paroi 26 du corps de robinet pour étancher une jonction entre d'une part, un espace mort EM délimité notamment par le tournant, le siège et le corps, et d'autre part, un accès de fluide 21 débouchant dans le siège. Le joint est destiné à permettre un échappement de fluide à partir de l'espace mort sans détérioration d'un second joint 50 entre tournant et siège, tout en permettant un démontage aisé du robinet notamment lorsque celui-ci est du type à accessibilité interne par le haut. Le joint 52 est unidirectionnel et assure une étanchéité de l'accès 21 vers l'espace mort EM et un passage de fluide suivant la direction opposée à la précédente. Le joint 52 peut être à section longitudinale en U avec des lèvres 523, 522 appliquées sur le corps 2 et le siège 5, ou peut-être à section en oméga. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

Robinet à tournant sphérique
La présente invention concerne un robinet à tournant sphérique comprenant des moyens logés entre un siège du tournant et une paroi d'un corps de robinet pour étancher une jonction entre d'une part, un espace mort délimité notamment par le tournant, le siège et le corps, et d'autre part, un accès de fluide debouchant dans le siège.

L'invention a trait plus particulièrement à des perfectionnements de ladite jonction dans un robinet à tournant spherique où la jonction est etanchee par un premier joint entre une surface sphérique externe du tournant et une ouverture spherique à une extrémité d'alésage du siège et par un second joint torique entre le siège et la paroi de corps de robinet. En position ouverte ou fermée du robinet, les deux joints isolent l'espace mort de l'accès de fluide. Tors de l'ouverture par rotation du robinet, le fluide pénètre de l'accès vers l'espace mort à travers la jonction, les joints étant bidirectionnels et l'espace mort étant par ailleurs tanche par rapport à I'extérieur du robinet.

Un robinet de ce type est destiné, entre autres, à des conduites d'hydrocarbures d'punîtes de raffinage ou de conversion chimique. Pour des raisons de sécurité, le robinet doit présenter une excellente tenue en température et plus particulièrement lorsqu'il est soumis accidentellement à des températures élevées lors d'un incendie survenant dans une unité de production.

Dans un tel robinet connu, les joints sont généralement en élastomère. Ils peuvent etre détériorés par la pression élevée du fluide dans l'espace mort tendant à se décompresser à travers la jonction vers l'accès sous une action de chaleur elevere entourant le robinet. Pour remédier à cette destruction, des moyens elastiques sont prévus pour pousser le siège vers le tournant afin que le premier joint soit dégagé de la surface sphérique externe du tournant sous la poussee du fluide compresse dans l'espace mort, à l'encontre de la force de rappel des moyens elastiques, ce qui livre un passage au fluide en direction de l'accès.

Cependant, dans ce robinet connu, du fait que le siège mobile en translation soit maintenu applique contre le tournant par des moyens élastiques, les joints n'assurent pas I'etanchité requise de l'espace mort après ouverture du robinet d'une part, et la disposition du siège translatable relativement au corps et au tournant ne permet pas un démontage aisé principalement du tournant, par l'une des extrémités latérales et axiales du robinet, d'autre part.

La présente invention vise à remédier aux inconvénients évoqués ci-dessus, et notamment à conférer une accessibilité aisée aux pièces internes du robinet, tout en permettant un échappement de fluide à partir de l'espace mort sans détérioration du second joint.

A ces fins, un robinet à tournant sphérique du genre décrit dans l'entrée en matière est caractérisé en ce que les moyens pour étancher comprennent un joint unidirectionnel assurant une étanchéité suivant une direction de l'accès de fluide vers l'espace mort et un passage de fluide suivant la direction opposee à la précédente.

Selon une première réalisation préférée, ledit joint, appele second joint dans la description ci-dessus, a une section longitudinale en U ayant des première et seconde lèvres appliquées, en directions opposeés, sur des surfaces d'appui respectives du corps et du siège en fonctionnement normal du robinet, et se rapprochant l'une de l'autre sous une pression de fluide provenant de l'espace mort. Afin d'éviter toute déformation irréversible du joint lorsqu'il est sollicité par un fluide sous pression élevée dans l'espace mort, l'invention prévoit des moyens élastiques pour absorber une poussée appliquée sur le joint par le fluide sous pression dans l'espace mort, lesdits moyens élastiques appliquant une portion du joint contre le siège quel que soit le sens de fonctionnement du joint.

En outre, l'invention prévoit des moyens pour régler la pression exercée par le siège sur le tournant en fonction de ltétanchéité recherchée. Ces moyens, tels qu'un écrou vissé autour du siège dans l'espace mort, positionnent axialement le siège relativement à la surface sphérique externe du tournant, lors du montage du robinet.

Selon d'autres realisations, le joint est torique, à une section en oméga ayant des pattes radiales et entoure un jonc circulaire. Pour un robinet à accessibilité latérale du tournant, le joint est appliqué entre des surfaces radiales en regard du siège et du corps. Principalement pour un robinet à accessibilité du tournant par le haut, le joint est appliqué entre des surfaces radiales en regard du siège et d'une bague, la bague étant logore entre le fond d'un chambrage du corps et le siège. Dans ce dernier cas sont prévus des moyens amovibles entre la bague et le fond du chambrage de corps pour dégager le fond du chambrage afin de glisser le siège et la bague dans le chambrage et éloigner le siège du tournant.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels
- la Fig.1 est une demi-vue de face et une demi-vue en coupe axiale de part et d'autre d'un axe de symétrie vertical d'un robinet selon l'invention ;
- la Fig.2 est une vue en coupe axiale détaillée d'une jonction entre espace mort et accès d'un robinet selon la technique antérieure ;
- la Fig.3 est une vue en coupe axiale détaillée d'une jonction entre espace mort et accès du robinet selon une première réalisation de l'invention
- la Fig.4 est une vue analogue à la Fig.3 selon une seconde réalisation de l'invention ; et
- la Fig.5 est une vue analogue à la Fig.3 selon une troisième réalisation de l'invention.

Comme montré à la Fig.l, un robinet à tournant spherique est symétrique par rapport à un axe de révolution AA1 d'un tournant, tel qu'un obturateur sphérique 1, logé au centre d'un corps de robinet 2 de forme générale cylindrique. Le corps 2 offre des accès cylindriques d'entrée et de sortie 21 de fluide raccordables à des canalisations situées de part et d'autre du corps 2 et alignés perpendiculairement à l'axe de révolution AA1 du tournant 1.L'axe AA1 définit également un axe d'une tige de manoeuvre 3, ayant une tette supérieure 31, ici carrée, un corps cylindrique 32 pénétrant dans un alésage cylindrique 41 d'un chapeau 4, et une extrémité inférieure à collet 33 liée mécaniquement en rotation par une clavette 34 à une extrémité supérieure il du tournant 1 perpendiculaire à l'axe AA1 et offrant un tourillon fendu 12 recevant partiellement la clavette. En partie basse du robinet, le long de l'axe AAI, le tournant 1 offre un tourillon cylindrique 13 guidé dans un palier 22 formé dans un bossage interne inférieur 221 du corps 2, tandis qu'en partie haute, le tourillon 12 du tournant est guidé dans un palier à l'extrémité inférieure d'une portion tronconique à nervures 42 du chapeau traversé par le corps de tige 32.Comme montré à la Fig.1, lorsque le robinet est fermé, une lumière cylindrique 14 centrale dans le tournant 1 est perpendiculaire aux accès de fluide 21. Une rotation d'un quart de tour de la tige de manoeuvre 3 ouvre le robinet pour aligner coaxialement la lumière 14 avec les accès 21.

L'étanchéité relative à la tige de manoeuvre 3 est assurée, en partie supérieure, par plusieurs garnitures annulaires 35 superposées axialement sous une rondelle presse-étoupe 36 qui sont logées dans un lamage supérieur de l'alésage 41 et presses par un écrou 37 à rondelle de freinage 371. Une plaquette d'arrêt 38 à vis 381 est également prevue autour de la tête 31 pour constituer une butée mobile du robinet.En partie inférieure, l'étanchéité relative à la tige 3 est assurée par un joint annulaire intermédiaire 391 au-dessus du collet 33 et par une rondelle de frottement 392 au niveau du collet
Le chapeau 4 offre une collerette supérieure circulaire 43 bridée par goujons 44 sur une embase supérieure 23 du corps de robinet 2 coaxiale à l'axe AAi. à l'avant de chaque accès, tel que celui 21 montré en coupe à droite dans la Fig.1, est prévu un siège 5 en forme de bague cylindrique coaxial à l'accès 21 et logé entre celui-ci et le tournant 1. Une paroi 26 du corps 2 sensiblement circulaire entourant l'accès 21 et le siège 5 sous l'embase du corps 23, une partie de la portion tronconique 42 du chapeau, le bossage inférieur 221 du corps formant palier 22, et des surfaces externes du tournant entre les tourillons 12 et 13 et le siège 5 délimitent un espace mort sensiblement annulaire EM.Cet espace EM est étanché par rapport à l'extérieur, d'une part du côté de l'extrémité supérieure 11 du tournant, par les joints 392, 391 et 35, et d'autre part au niveau du chapeau 4, par un joint annulaire ondulé 46 assis entre une portée périphérique interne inférieure de la collerette de chapeau 43 et une encoche circulaire de l'embase de corps 23. L'étanchéité entre I'espacemort EM et les accès 21, au niveau des sièges 5, formant l'objet principal de la présente invention, est maintenant décrite en détail ci-dessous, après avoir rappelé des moyens pour une mise en oeuvre d'une telle étanchéité selon la technique antérieure déjà évoquée.

En référence à la Fig.2 montrant l'état de la technique antérieure, l'étanchéité entre un espace mort EM et l'accès de fluide voisin 21 au niveau d'un siège 5a est assurée d'une part, par un joint circulaire 50a, ici en forme de trapèze rectangle, encastré dans une gorge de révolution pratiquée dans une ouverture sphéroldale 51a du siège 5a concentrique à la surface sphérique externe 15 du tournant 1 et affleurant celle-ci, et d'autre part, par un tore en élastomère 52a logé dans une gorge circulaire 53a à l'arrière du siege Sa et en contact avec la surface cylindrique d'un chambrage 24a du corps devant l'accès 21.Un organe élastique, tel qu'une rondelle Belleville 54a, est logée entre le fond du chambrage de corps 24a et la face arrière du siège afin de pousser le siège guidé dans le chambrage 24a vers le tournant 1 et appliquer le joint avant 50a contre la surface sphérique 15 du tournant.

Pendant une rotation d'un quart de tour du tournant sphérique 1, de la position fermée illustrée à la Fig.1 à la position ouverte du robinet3 le fluide pénètre dans l'espace mort EH. Le fluide enfermé dans l'espace EH est isolé du reste du robinet et a sa pression qui s'accrott lorsque sa température s'élève pour une raison quelconque, telle qu ' ensoleillement ou incendie. Cet accroissement est susceptible d'atteindre une valeur critique incompatible avec le fonctionnement du robinet si des moyens de communication entre l'espace EM et l'accès 21 pour équilibrer les pressions entre ceux-ci ne sont pas prévus.

De tels moyens sont obtenus selon la technique antérieure en exercant sur le joint de sphère 50a une force de poussee T donnée par l'organe élastique 54a, de façon à creer sur le joint 50a une précontrainte initiale qui lui permette d'épouser les irrégularités géométriques et superficielles de la surface sphérique 15. En outre, à l'organe élastique 54a est associé le joint torique bidirectionnel 52a.

Si on désigne par P2 la pression dans l'espace mort EM devenant plus grande que la pression Pl regnant dans la veine fluide de l'accès 21, par D le diamètre extérieur du joint 52a ou, au jeu diamétral près, le diamètre extérieur du siège 5a et le diamètre intérieur du chambrage 24a, par de le diamètre extérieur de portée du joint de sphère 50a sur le tournant sphérique 1, et par di le diamètre intérieur de portée du joint de sphère 50a sur le tournant sphérique 1, il apparatt que le siège est soumis à une force axiale F2 provenant du fluide dans l'espace mort et à une force axiale F1 opposée à la force F2 et provenant du fluide dans l'accès 21 et de l'organe élastique 54a, telles que ;;
F2 = P2 (r/4) (D2 - de2)
Fi = P1 (r/4) (D2 - d12) + T.

D, di, de et T étant constants, dès que la pression différentielle P2 - P1 atteint une valeur pour laquelle la force F2 est supérieure à F1, le joint de sphère 50a s'écarte de la surface sphérique 15 du tournant ce qui permet ainsi une décompression du fluide dans l'espace mort EM jusqu'à une égalisation des pressions
P2 et P1.

Cependant, comme déjà dit, les dispositions selon la technique antérieure montrées à la Fig.2 sont difficilement réalisables dans un robinet à tournant sphérique dont l'accessibilité à ses composants internes se fait par sa partie haute, comme montré à la
Fig.1 ; en effet, pour sortir le tournant sphérique, il faut éloigner les sièges de celui-ci. Pour ces raisons, un robinet avec jonctions entre espace mort et accès telles que celle montrée à la
Fig.2, est du type à ouvertures latérales, comprenant deux embouts de corps latéraux à accès et une portion centrale de corps recevant les embouts et contenant le tournant.Des première et seconde realisations selon l'invention décrites ci-après sont particulièrement applicables à des robinets à accessibilité de tournant par le haut, comme montré à la Fiv.1, bien qu'elles puissent être utilisées à des robinets à accessibilité de tournant latérale, comme cela sera décrit en référence à la Fig.5 selon une troisième réalisation.

On se réfère maintenant à la Fig.3 montrant en détail une première réalisation d'une jonction entre l'espace mort EM et l'accès de fluide correspondant 21 selon l'invention. Le siège 5 est également une bague offrant une ouverture sphéroldale avant 51 dans laquelle est pratiquée une gorge axiale contenant un joint circulaire de sphère 50, par exemple à section sensiblement en trapèze rectangle, dont la face avant epouse la surface sphérique externe 15 du tournant l. Une portion périphérique avant 55 en prolongement de la portion périphérique externe de guidage du siège dans le chambrage de corps 24 et localisée dans l'espace mort EM est filetée pour recevoir un écrou 6 butant contre la paroi 26 du corps 2 sous-jacente à l'embase 23 et délimitant l'espace B4.

L'écrou 6 permet d'avancer ou de reculer le siège 5 lors d'un montage ou démontage des pièces composants le robinet, telles que tournant 1, et de régler la pression exercée par le joint de sphère 50 sur la portée sphérique 15, comme on le verra dans la suite. A l'arrière, le siège offre un épaulement externe 53 formant une jupe arrière de siège 56. L'épaulement 53 forme avec le chambrage de corps 24 une cavité arrière annulaire ouverte communicant avec l'accès 21. Dans la cavité sont logés un joint circulaire en U à double lèvre 52, un élément élastique circulaire 54 de forme convenable et de nature métallique ou non métallique, et une entretoise annulaire ou virole 57 métallique ou non métallique.

L'élément élastique 54 et la virole 57 peuvent former une seule pièce, par exemple comme un jonc polyèdrique, tel que hexagonal dont des sommets supportent des têtons longitudinaux applicant le joint 52 contre l'épaulement 53. L'élément élastique 54 et la virole peuvent être incorporés au joint 52, ou former avec celui-ci un ensemble unitaire. La virole 57 est disposée entre des lèvres 522 et 523. L'élément élastique 54 est fixé par encastrement partiel dans une gorge circulaire de la jupe de siège 56.

Le joint à section longitudinale en U 52 est en une matière souple semi-rigide ou rigide, de préférence à base d'élastomère, de résine thermostable, thermodurcissable ou thermoplastique, renforcée éventuellement, pour améliorer sa tenue en température, par des tissus, fibres ou poudres élaborées à partir de matières d'origine naturelle ou synthétique, telles que verre, graphite, carbone. Le joint 52 peut être également métallique ou bimétallique. Le joint 52 présente une âme plate 521 appliquée dans un plan diamétral au siège 5, contre l'épaulement 53, et les deux lèvres axiales 522 et 523 disposées parallèlement à la jupe de siège 56 et au chambrage de corps 24 et respectivement appliquées sur ceux-ci par le dimensionnement des extrémités de lèvres 524 et 525 en forme de lobes semi-toriques et par une armature élastique interne en U 526 encadrée par le joint 52.En fonctionnement normal, l'amie 521 du joint à lèvres 52 est appliquée contre l'épaulement 53 et les lèvres 522 et 523 s'appuient de plus en plus fortement sur leur surface respective d'appui sous l'action de la pression.

Selon le sens de rotation de l'écrou 6, le siège 5 s'approche ou s'éloigne du tournant sphérique 1 et la force qui applique le siège 2 sur le tournant sphérique 1 est en relation directe avec l'écrou 6. on règle ainsi la pré-contrainte dont il a été question précédemment, exercée sur le joint de sphère 50 et permettant à celui-ci d'assurer l'étanchéité requise lorsque la pression P1 de la veine fluide 21 est faible. L'utilisation de l'écrou 6 pour immobiliser en translation le siège 5a contre le tournant 1 avec les dispositions selon la technique antérieure montrée à la Fig.2 et suppression de l'organe élastique 54a ne permettrait une décompression dans l'espace mort EH que par destruction mécanique des joints 50a et 52a due à leur dégradation thermique.

Le joint 50a étant détruit, la pression P1 de la veine fluide 21 pousse le siège 5a sur le tournant sphérique 1, de telle sorte que l'ouverture métallique avant 51a appuie sur la portée sphérique 15 du tournant 1; cependant la dégradation thermique du joint torique 52a n'assure plus une étanchéité convenable entre l'espace mort EM et la veine fluide 21.

Selon l'invention, le joint de jupe de siège 52 n'est plus un joint bidirectionnel, tel que le tore mobile en élastomère 52a, mais un joint statique unidirectionnel assurant en fonctionnement normal une étanchéité suivant la direction de l'accès 21 vers l'espace mort EN et, uniquement lorsque P2 > P1, un passage de fluide suivant la direction opposée à la précédente.

En fonctionnement normal, sous l'action de la pression P1 dans la veine fluide 21, la lèvre interne 522 du joint 52 est appliquée sur la jupe cylindrique 56 du siège 5, et la lèvre externe 523 du joint 52 est appliquée sur le chambrage 24 dans lequel est logé le siège 5. La pression P1 amplifie l'éloignement initial des lobes 524 et 525 des lèvres 522 et 523 sur leur surface d'appui respective.

Lorsque la pression dans l'espace mort EM atteint une valeur
P2, pour une pression différentielle positive P2-P1 définie par les caractéristiques et les conditions de montage du joint 52, la lèvre externe 523 s'écarte de la surface d'appui 24. I1 peut en être de même pour la lèvre interne 522 qui s'écarte de la surface d'appui externe de la jupe de siège 56 si le fluide sous la pression P2 s'infiltre entre l'épaulement 53 du siège 5 et l'amie 521 du joint 52.

Cependant, afin de diminuer les contraintes sur le joint 52, lorsque soumis à la pression différentielle P2-P1, l'amie 521 du joint 52 prend appui sur toute la surface de l'épaulement 52 du siège 5 grâce à des moyens absorbant une poussée E = (P2-P1) (w/4) (ce2-ci2), où ce et ci désignent respectivement des diamètres exterieur et intérieur de la cavité arrière annulaire entre jupe 56 et chambrage 24 recevant le joint 52. Lesdits moyens supportant la poussée E sont réalisées par la virole 57, appuyée et maintenue en place contre l'amie 521 du joint 52 par le jonc élastique 54.

Selon une autre variante, le joint 52 au niveau de la jupe de siège 56, dans le chambrage 24 peut être à section en L, c'est-à-dire peut ne comporter que l'amie 521 et la lèvre externe 523.

Quelle que soit la nature du joint 52, il y a, inévitablement, une limite en température que celui-ci peut supporter, limite qui n'est pas la même si la température s'exerce sur lui de façon continue ou discontinue. Une température discontinue, en pratique atteignant des valeurs plus élevées qu'une température continue, est rencontre dans des tests d'homologation où le robinet est au milieu de flammes d'un foyer simulant un incendie tel que l'on peut rencontrer en raffinage de pétrole. Dans ce cas, l'apport de chaleur provient de l'extérieur du robinet et non du fluide, tel que fuel, le traversant. En outre, le joint 52 est en contact avec la paroi métallique 26 du corps 2, baignée par les flammes et conduisant bien la chaleur par définition, dont l'épaisseur est la plus mince possible pour en diminuer le coût.Le joint 52 est donc soumis à un flux élevé de chaleur risquant, par voie de conséquence, de le porter à une température critique le détériorant. Selon l'invention, pour conserver le joint 52 en bon état de fonctionnement quelles que soient les températures rencontrées, un écran thermique tubulaire 27 est intercalé entre le joint 52 et la paroi métallique 26. L'ecran 27 est en céramique ou en produits organiques, tels que résines thermostables ou thermo-durcissables, non renforcés ou renforcés de tissus, de fibres ou de poudre élabores à partir de matières d'origine naturelle ou synthétique. La finalité de l'écran 27 est de freiner, voire d'arrêter, le flux calorifique traversant la paroi métallique 26, c'est-à-dire de diminuer le gradient de température.La fixation de l'écran 27 sur la paroi 26 peut se faire mécaniquement, par exemple par emuanehement avec serrage ou par collage, ces modes de fixation étant utilisés séparément ou simultanément.

L'emmanchement avec serrage et le collage de l'écran 27 complétés par une interposition d'un joint 28, par exemple une rondelle conique en matériau souple et difficilement combustible, entre écran 27 et paroi 26 assure l'étanchéité de l'écran 27 vis à vis de la paroi 26, soit isolément, soit simultanément. Les formes et dimensions de l'écran thermique 27 et du joint 28 ne sont pas limitatives à celles illustrées à la Fig.3.

Selon une seconde réalisation montrée à la Fig.4, le joint 52 avec élément élastique 54 et virole 57 est remplacé par un joint torique unidirectionnel 52b, de preférence métallique, et une bague arrière 54b. Pour un robinet à accessibilité de tournant par le haut, les moyens sous la forme de l'écrou 6 pour positionner le siège longitudinalement et permettre le démontage par le haut du tournant sont remplacés par un ou plusieurs éléments plongeurs 6b vissés radialement dans le corps 2.

Selon cette seconde réalisation, le siege 5b est une bague et comprend également à l'avant un joint de sphère 50b contre le tournant 1. La bague 54b est logée à l'arrière du chambrage de corps 24b, en prolongement axial du siège 5b. A l'avant, la bague 54b offre un épaulement à surface transversale d'appui 541 qui délimite avec une surface transversale arrière d'appui 52b du corps 2b une cavité annulaire contenant le joint 52b et communicant avec la veine fluide 21. Le joint 52b a une section radiale sensiblement en Q dont la boucle ouverte entoure un jonc torique 526b jouant le rôle de limiteur d'écrasement pour le joint 52b.Comme montré à la
Fig.4, la boucle ouverte du joint 52b est appliquée contre les surfaces d'appui en regard 53b et 541 suivant un même diamètre moyen de portée, compris entre D et di, et contre une troisième surface d'appui constituée par le chambrage 24b. Des pattes de base 522b et 532b du joint 52b sont assises en butée contre une portion 542, en forme de jupe axiale de ltépaulement avant de la bague 54b.

Selon une autre variante, l'épaulement 541-542 est pratiqué à l'arrière du siège 5b.

Le tournant sphérique 1 étant appliqué sur le joint de sphère 50b, les joints 52b et 50b empêchent le fluide, qui se trouve à la pression P1 dans l'accès 21, de pénétrer dans l'espace mort EM. La force F1 qui provient du fluide dans l'accès 21 et qui applique le siège 5b sur la surface sphérique 1-5 du tournant est 2 2 proportionnelle à la différence de diamètres au carré D2-di2. A la force F1 s'ajoute une force d'assise A du joint 52b sur les surfaces d'appui 53b et 541. La force d'assise A du joint 52b sur les faces d'appui 53b et 541 est proportionnelle à la différence des pressions P1 et P2.

Lorsque, pour une quelconque raison, la pression P2 est supérieure à la pression P1, et pour une différence donnée P2-P1, la force F2 provenant du fluide dans l'espace mort EH,
2 2 proportionnelle à la différence de diamètres au carré D -de déplace le siège 5b dans le chambrage 24b alésé dans le corps 2b du robinet, permettant ainsi au joint de sphère 50b de s'écarter du tournant 1 et, par là même, à l'espace mort EM de se décomprimer.

Dans un autre cas, cette décompression de l'espace mort EM est réalisée directement par le joint 52b, grâce à un décollement de celui-ci des surfaces d'appui 53b et 541. Les caractéristiques dimensionnelles et propriétés mécaniques du joint 52b sont définies par les-forces F1 et F2 et la force d'assise A qui sont imposées lorsque le joint 52b est soumis à une contrainte extérieure, c'est-à-dire, dans un sens opposé à celui de son utilisation normale ; la détérioration du joint 52b, par écrasement anormal est évitee, soit par le limiteur d'écrasement 526b, soit par la butée annulaire 542, ou par la conjugaison du limiteur et de la butée.

Le fait que le joint 52b soit métallique est un facteur qui favorise grandement sa tenue au feu d'autant plus que, selon une variante, le joint 52b est avantageusement bimétallique.

Comme montré également en détail à la Fig.4, un plongeur 6b est situé à l'arrière de la bague 54b et présente ici une queue supérieure filetée 61 vissée dans un trou taraudé 29 suivant un axe radial XY de la paroi de corps 26. Le trou 29 est pratiqué entre un lamage taraudé 291 recevant un bouchon fileté d'étanchéité 7, du côté extérieur, et un chambrage de guidage 292 débouchant dans le fond du chambrage d'accès 24b. Le bouchon 7 est vissé jusqu'au fond du lamage 291 par l'intermédiaire d'un joint annulaire 71 en matière composite métal-plastique ou uniquement métallique pour des exigences de tenue au feu.Sous la queue 61, le bouchon 6b offre un cône mâle 62 guidé en partie haute dans le chambrage radial 292 et coopérant avec une couronne conique femelle axiale formée par des surfaces d'appui coniques en regard 543 et 293 à l'arrière de la bague 546 et au fond du chambrage de corps 24b.

Le libre passage vers le haut du tournant I se fait en mettant le tournant 1 en position d'ouverture et en faisant glisser le siège 5b et la bague d'appui 54b dans le chambrage 24b du corps 2b, suivant le sens de la force F2. Ceci est réalisé en retirant du fond du chambrage 24b le cône mâle 62 du plongeur radial 6b, ici par dévissage de la queue 61, ou selon d'autre variante par glissement suivant une rampe hélicordale, après avoir désolidarisé du corps 2b le bouchon 7.

Lorsque le cône mâle 62 bute contre le fond du chambrage 292, sous le trou 29, le cône 62 du plongeur 6b n'est pas complètement sorti du chambrage 24b ce qui limite le déplacement axial du siège 5b et de la bague 54b dans le chambrage 24b. En outre, le plongeur 6b permet par sa pénétration plus ou moins grande dans le fond du chambrage 24b de faire varier la force d'assise A du joint 52b sur les surfaces 53b et 541.

Selon une autre variante le ou les plongeurs sont remplacés par un ou plusieurs excentriques disposés également radialement, dont la rotation autour de l'axe XY écarte un point d'appui de I'excentrique, tel que 63, d'un point d'appui, tel que 543, de la bague 54b.

La seconde réalisation telle que décrite ci-dessus peut être utilisable dans un robinet avec accessibilité latérale du tournant.

Cependant, selon une troisième application utilisable pour un robinet avec accessibilité laterale du tournant, les plongeurs 6b sont supprimés et la bague 54b bute directement contre le fond du chambrage 24, ou, comme montré à la Fig.5, la bague 54b peut être supprimée et remplacée par une portion analogue du corps 2c offrant un épaulement au fond du chambrage 24c ayant une surface d'appui transversale 241 en vis-à-vis de la surface arrière d'appui de siège 53b, et une jupe de butée annulaire 242 respectivement similaires à la surface 541 et à la jupe 542.Selon la réalisation montrée à la Fig.5, la boucle du joint 52b ne peut être appliquée que sur les deux surfaces d'appui en regard 53b et 241, suivant un même diamètre moyen de portée dm, compris entre D et di, sans être obligatoirement appliqué contre le chambrage 24c. La force d'application du joint de sphère 50b sur le tournant 1 engendrée par la force d'assise A du joint 52b sur les surfaces d'appui 53b et 241, est obtenue par les cotes d'empilage des trois parties du robinet, savoir la partie centrale du corps et les deux emboutis, parallèlement au fait qu'en dehors de la décompression dans l'espace mort EM, le siège 5b n'a plus besoin de reculer suivant le sens de la force F2 pour permettre le dégagement du tournant 1.

Bien que l'invention a été décrite ci-dessus selon des réalisations préférées, la portée de l'invention n'est limitée que par l'objet de la présente demande défini ci-après. Cet objet concerne également d'autres types de robinet dans lesquels les caractéristiques de la jonction étanche entre un espace mort et un accès de robinet telle que celles montrées aux Figs.3, 4 et 5 peuvent être prévues. Ainsi, le tournant du robinet peut être manoeuvrable en partie haute du robinet, comme illustré à la Fig.1, ou par côté. L'obturateur peut présenter une lumière droite, en équerre ou en té, desservant deux ou trois accès de fluide, et être commandé manuellement par clé, levier, pignon et crémaillère, électromécaniquement ou hydrauliquement ou pneumatiquement.

Claims (17)

REVENDICATIONS 1- Robinet à tournant sphérique comprenant des moyens (52, 52b) logés entre un siège (5, 5b) du tournant (1) et une paroi (26) d'un corps de robinet (2, 2b, 2c) pour étancher une jonction entre d'une part, un espace mort (EM) délimité notamment par le tournant, le siège et le corps, et d'autre part, un accès de fluide (21) débouchant dans le siège, caractérisé en ce que les moyens pour étancher comprennent un joint unidirectionnel (52, 52b) assurant une étanchéité suivant une direction de l'accès de fluide (21) vers l'espace mort (EM) et un passage de fluide suivant la direction opposée (EM vers 21) à la précédente.
1. 2 - Robinet conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le joint (52) comprend une première lèvre (523) qui est appliquée contre une surface d'appui (24) du corps (2) en fonctionnement normal du robinet et qui s'écarte de la surface d'appui de corps (24) sous une pression de fluide provenant de espace mort (EM).
2. 3 - Robinet conforme à la revendication 1 ou 2, caractérise en ce que le joint (52) comprend une seconde lèvre (522) qui est applique contre une surface d'appui (56) du siège (5) an fonctionnement normal du robinet et qui est susceptible de s'écarter de la surface d'appui de siege (56) sous une pression de fluide provenant de l'espace mort (EM).
3. 4 - Robinet conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint (52) a une section longitudinale en U ayant des première et seconde lèvres (523, 522) appliquées, en directions opposées, sur des surfaces d'appui respectives (24, 56) du corps (2) et du siège (5) en fonctionnement normal du robinet, et se rapprochant l'une de l'autre sous une pression de fluide provenant de l'espace mort (EN).
4. 5 - Robinet conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens élastiques (54, 57) pour absorber une poussée (E) appliquée sur le joint (52) par le fluide sous pression dans l'espace mort (EM), lesdits moyens élastiques appliquant une portion (521) du joint (52) contre le siège (5) quel que soit le sens de fonctionnement du joint (52).
5. 6 - Robinet conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens élastiques comprennent une entretoise (57), et un élément élastique (54) lié au siège (5) et poussant par l'intermédiaire de l'entretoise (57) ladite portion (521) du joint (52) contre le siège en direction opposee d'une force (E) proportionnelle à une pression différentielle de fluide (P2-P1) entre l'espace mort (EM) et accès de fluide (21).
6. 7 - Robinet conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément élastique et l'entretoise sont sous la forme d'un jonc polyèdrique (54), tel que hexagonal, entourant le siège (5) et ayant des sommets supportant des têtons (57) poussant le joint (52) contre le siège.
7. 8 - Robinet conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le joint (52) est logé dans une cavité délimitée par un épaulement (53) du siège (5) et la paroi (26) du corps (2) et ouverte vers l'accès (21).
8. 9 - Robinet conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (6) logés dans l'espace mort (EM) pour positionner le siège (5) relativement à une surface sphérique externe (15) du tournant (1).
9. 10 - Robinet conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens pour positionner comprennent un écrou (6) vissé autour du siège (5) et butant contre ladite paroi (26) du corps (2).

   il - Robinet conforme à la revendication 1, caractErisé en ce que le joint (52b) est torique, a une section en oméga ayant des pattes radiales (522b, 523b) et entoure un jonc circulaire (526b).
10. 12 - Robinet conforme à la revendication 1 ou 11, caractérisé en ce que le joint (52b) est appliqué entre des surfaces radiales en regard (53b, 241) du siège (5b) et du corps (2c).
11. 13 - Robinet conforme à la revendication 1 ou 11, caractérisé en ce que le joint (52b) est appliqué entre des surfaces radiales (53b, 541) en regard du siège (5b) et d'une bague (54b), la bague etant logée entre le fond (293) d'un chambrage (24b) du corps et le siège (5b).
12. 14 - Robinet conforme à la revendication 13, caractérise en ce qu'il comprend des moyens (61) amovibles entre la bague (54b) et le fond (293) du chambrage de corps (24b) pour dégager le fond du chambrage afin de glisser le siège et la bague dans le chambrage (24b) et éloigner le siège (5b) du tournant (1).
13. 15 - Robinet conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens pour dégager comprennent au moins un élément plongeur (6b) translatable radialement dans le corps (2), de préference par vissage, ayant une extrémité (62) coopérant avec une extrémité (543) de la bague (54b), lesdites extrémités étant de préférence coniques.
14. 16 - Robinet conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens pour dégager comprennent au moins un élément excentrique à axe de rotation radial coopérant avec une extrémité (543) de la bague (54b).
15. 17 - Robinet conforme à la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que les moyens pour dégager comprennent un bouchon d'étanchéité (7) pour étancher un orifice (29) d'accessibilité audit élément (6b), et de préférence, un joint (71) interposé entre le bouchon et l'orifice.
16. 18 - Robinet conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le joint (52, 52b) est métallique ou bimétallique.
17. 19 - Robinet conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend un écran thermique (27) intercalé entre le joint (52, 52b) et ladite paroi (26) du corps (2).