La présente invention concerne un piston, notamment pour vanne de soutirage.

Dans certains secteurs techniques, notamment dans l'industrie chimique, il existe un besoin pour des vannes devant équiper des tubulures de soutirage raccordées à des recipients contenant des liquides ou des poudres. Ces vannes sont nécessaires, par exemple pour effectuer des prises d'échantillons au cours de processus de fabrication. Le brevet CH 637456 décrit une réalisation d'un piston équipant une telle vanne. Ce piston comprend un corps de piston recouvert extérieurement d'une enveloppe extensible, une vis de déplacement pourvue de moyens d'entraînement en rotation et coopérant avec un écrou solidaire du corps de piston pour déplacer ce dernier en reponse aux rotations de la vis, et un dispositif dilateur lie au piston et provoquant en fin de course une dilatation de 1'enveloppe.

Bien que la construction décrite dans ce brevet réponde dans une certaine mesure aux besoins, il est apparu qu'elle présentait une complexité exagérée et des difficultés de fabrication. D'autre part, il s'est avéré que 1'enveloppe externe 18 en matière deformable de ce piston flambe lorsque le piston est comprime en fin de course avant, ce qui entraine des pertes d'étanchéité.

La présente invention a donc pour but d'apporter des perfectionnements à un piston tel que celui faisant 1'objet du brevet précite.

Dans ce but, la présente invention concerne un piston du type décrit ci-dessus et dans lequel le dispositif dilateur comporte un disque dilateur et un tirant ayant une extrémité solidaire du disque, la vis présentant d'une part un logement longitudinal dans lequel le tirant est engage et d'autre part à son extrémité avant une butée qui coopère en fin de course avec une collerette du tirant située à son extrémité arrière, de manière à provoquer un serrage du disque dilateur contre l'extrémité du corps de piston et une expansion radiale localisee de 1'enveloppe.

Selon un mode d'execution, le dispositif dilateur comprend un anneau expansible dispose entre 1'extremite du corps de piston et le disque dilateur. Le disque dilateur peut presenter à cet effet un prolongement tubulaire engage dans une saignée interne du corps de piston, à son extrémité avant de manière que 1'anneau d'expansion soit entièrement compris entre des surfaces radiales ou axiales du corps de piston, du disque dilateur et de 1'enveloppe.

L'anneau d'expansion peut tre en elastomere ou en caoutchouc, ou constitue d'un anneau-bloc en deux parties accolées avec une surface de contact tronconique, 1'enveloppe flexible pouvant tre réalisée en teflon ou tout autre matériau élastique (acier ou plastique).

L'enveloppe du piston peut comporter une partie tubulaire ajustée au diamètre du corps de piston, une partie extreme avant en forme de disque adjacente au disque dilateur et a son extrémité arrière un bourrelet interne de retenue, engage dans une gorge du corps de piston.

La butée peut tre constituée par une piece annulaire vissée à 1'entree du logement de la vis.

Des moyens peuvent tre prevus pour guider le piston longitudinalement dans un corps de vanne tubulaire.

Selon une variante d'execution, la solidarisation de 1'enveloppe et du corps de piston est réalisée par vissage de l'extrémité arrière de 1'enveloppe sur le corps de piston.

On va décrire ci-après, à titre d'exemple, deux formes d'execution de 1'objet de 1'invention, représentées par le dessin annexe, dont : La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une première forme d'execution du piston en position arrière, La fig. 2 une vue semblable à la fig. 1 montrant le piston en position avant, et La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'une seconde forme d'execution du piston en position avant.

Le piston représenté aux fig. 1 et 2 se compose de deux parties principales: Un ensemble mobile 1 et une vis de déplacement 2. L'ensemble mobile comporte un corps de piston 3, un disque dilateur 4, un anneau d'expansion 5, une enveloppe flexible 6, un tirant 7 et un écrou 8. Quant à la vis de déplacement 2, elle est formée d'une piece cylindrique avec un filetage extérieur 9 correspondant au taraudage de l'écrou 8 et un logement longitudinal 10 qui s'étend axialement dans la vis depuis son extrémité avant sur une partie de sa longueur et présente un segment taraude 12 à son extrémité avant. Dans ce taraudage est vissée une butée annulaire 11.

Le corps de piston 3 est de preference une piece métallique. Il est de forme tubulaire avec un alésage interne lisse, présentant une saignée a son extrémité arrière, dans laquelle est fixe 1'écrou 8 et une seconde saignée 13 a son extrémité avant.

La face externe du corps de piston 3 est également cylindrique avec une gorge 14 au voisinage de son extrémité arrière, le diamètre de la partie arrière étant légèrement plus grand que celui de la partie avant.

Le disque dilateur 4 est pourvu d'une paroi cylindrique 15 sur son cote arrière, les dimensions de cette paroi étant telles qu'elles permettent un coulissement du disque dans la saignée 13 en provoquant la compression axiale de 1'anneau d'expansion 5 et son gonflement.

L'enveloppe flexible 6 est par exemple en teflon. Son fond épais 16 recouvre la face avant du disque dilateur 4 et sa paroi mince cylindrique 17 recouvre étroitement la peripherie du disque dilateur 4, la face externe de 1'anneau 5 et celle du corps de piston 3 jusqu'a la gorge 14. Un bourrelet interne 18 de 1'enveloppe 6 est engage dans la gorge 14 de manière à la solidariser au corps de piston 3. Comme représenté à la fig. 1, la longueur de ce bourrelet 18 est inférieure à la largeur de la gorge 14, de sorte qu'en position arrière du piston, un jeu subsiste entre l'extrémité arrière de 1'enveloppe 16 et le rebord avant 21 de la partie arrière du corps de piston. Ce jeu correspond sensiblement a la diminution d'épaisseur de 1'anneau 5 lorsqu'il est comprime en fin de course du piston, de sorte que 1'enveloppe flexible ne subit pratiquement aucune compression longitudinale et reste ainsi constamment en appui contre la face avant du disque dilateur 4. Bien entendu, la solidarisation de 1'enveloppe flexible 6 avec le corps du piston peut également etre réalisée par tous autres moyens equivalents au clipsage bourrelet/gorge, comme par exemple à laide d'une bague ouverte prisonnière d'une part de la gorge du piston et d'autre part d'une rainure de 1'enveloppe flexible, ou encore par vissage à travers un ou plusieurs trous oblongs de 1'enveloppe.

Finalement le tirant 7 est fixe à son extrémité avant par vissage, chassage ou soudage dans une ouverture centrale du disque 4, et présente a son extrémité arrière une collerette 19 ajustée avec jeu à l'alésage du logement 10 de la vis 2.

Le montage et le fonctionnement du piston résultent de la comparaison entre les fig. 1 et 2.

L'ensemble mobile 1 coulisse dans un support tubulaire, par exemple un corps cylindrique d'une vanne de soutirage alors que la vis 2 est supportée et guidée en rotation grace à son prolongement axial 20, dans un embout fixe (non représenté) solidaire du corps de vanne. Ce prolongement 20 sert en outre de moyen de fixation pour un volant, une manivelle ou tout autre organe d'entraînement en rotation.

A partir de la position extreme arrière de la fig. 1 une rotation de la vis 2 entraîne un déplacement de 1'ensemble 1 vers 1'avant. On notera que des moyens peuvent tre prévus pour empcher une rotation du piston, par exemple des vis de blocage de 1'ecrou 8 dans son taraudage peuvent presenter une tte saillante, coulissant dans une rainure longitudinale du corps de vanne.

La position finale de 1'ensemble mobile 1 sera atteinte lorsque, comme on le voit à la fig. 2, la collerette 19 du tirant 7 arrivera en appui sur la butée 11. Des lors la rotation de la vis 2 entraîne un mouvement relatif entre le corps de piston 3 et le disque dilateur 4 avec compression de 1'anneau 5, lequel est retenu sur trois de ses quatre faces et ne peut que se gonfler radialement, en entrainant une expansion de la partie voisine de 1'enveloppe 6. Le joint entre le piston et le corps de vanne est ainsi rendu parfaitement étanche alors qu'au cours du déplacement 1'enveloppe flexible pouvait coulisser librement.

La seconde forme d'execution représentée à la fig. 3 se distingue de la première forme d'execution décrite ci-dessus en ce que la solidarisation de 1'enveloppe flexible 6 avec le corps de piston 3 est réalisée par vissage 25 de l'extrémité arrière de la paroi intérieure de 1'enveloppe flexible 6 sur le corps de piston. Selon une variante, non représentée sur le dessin, de cette forme d'execution, l'extrémité de 1'enveloppe flexible 6 peut tre vissée non pas directement sur le corps de piston 3, mais sur une douille ou bague rapportée et pouvant coulisser longitudinalement le long du corps de piston.

Diverses modifications de la construction décrite sont possibles sans sortir du cadre de 1'invention. Ainsi 1'enveloppe flexible 6, au lieu d'etre en teflon ou autre matière plastique présentant les mmes caractéristiques, pourrait aussi tre en un metal souple, par exemple en tantale.

L'anneau 5 pourrait tre forme de deux pieces annulaires métalliques ayant des profils tronconiques complémentaires et constituer un anneau-bloc.

De mme, 1'anneau d'expansion 5 peut tre remplace par une conformation tronconique de la face arrière du disque dilateur 4 coopérant avec une conformation tronconique complémentaire de la face avant de la tte du piston, la tte du piston comportant des fentes longitudinales, de façon à permettre son expansion diametrale lorsque sa face tronconique vient s'appuyer contre la surface tronconique du disque dilateur.

Pour le tirant, le corps de piston et le disque dilateur, on utilisera de preference 1'acier inoxydable.

La construction décrite comporte plusieurs avantages.

L'enveloppe en teflon ou metal souple est entièrement supportée par des parties rigides de 1'ensemble mobile de sorte qu'elle résiste parfaitement à la pression.

Le nombre des pieces à assembler est reduit. Des operations de soudage peuvent tre supprimées.

Le remplacement d'un tube intermédiaire par le tirant engage dans le logement de la vis simplifie la construction, 1'usinage des elements et le montage. Cette disposition améliore aussi la fiabilité du piston.

On notera enfin que 1'anneau expansible de profil rectangulaire décrit pourrait aussi, le cas échéant tre remplace par un anneau de forme torique (0-ring).