Brevet FR2000155A1 — publié le 19690829

2000l55 La présente invention concerne les soupapes de commande pour les fluides et plus particulièrement les soupapes de commande automatiques dans lesquelles un piston est déplacé à partir d'une position de fermeture et vers cette position de fermeture par la 5 pression du fluide qui s'écoule au travers de la soupape. L'invention vise une soupape commandant automatiquement; l'écoulement d'un fluide au travers d'elle même, cette soupape étant commandée par la pression du fluide lui-même sans donner lieu à des chocs de pression ou coups le bélier au moment de 10 l'ouverture ou de la fermeture de la soupape. L'invention vise encore une soupape de commande du genre décrit ci-dessus convenant bien aux fins de la régulation dans les grands système* irrïrauliques pour maintenir un certain niveau dans de grands réservoirs alimentés à partir d'autres réservoirs. 15 L'invention Txea encore une soupape à commande par la pression du fluide dont le rôle principal est de commander automatiquement l'aspersion ou l'arrosage des jardins, des parcs, des plantations . etc.. qu'il est nécessaire d'arroser ou d'asperger avec un fluide quel qu'il soit. 20 L'invention vise une soupape améliorée de commande comprenant un corps de soupape, une culasse pour fermer ce ^crps de soupape à l'une de ses extrémités, le ;;orps de soupape ayant un orifice d'entrée à son extrémité qui est opposée à la culasse, et un alésage étagé étant ménagé au travers du corps de soupape, 25 la partie à petit diamètre de cet alésage étant la plus proche de l'orifice d'entrée, avec un siège de soupape qui est ménagé dans la zone de jonction entre cette partie à petit diamètre et l'orifice d'entrée. Le corps de soupape comprend en outre un orifice oa passage de sortie qui se débranche sur la partie à petit 30 diamètre. Un piston étage peut coulisser à l'intérieur dudit alésas:© étagé et un organe obturateur de soupape est ménagé à l'extrémité de ce piston en vue de venir reposer dans le siège de soupape, une dérivation s'étendant entre la partie à petit diamètre de l'alésage et le tronçon de la partie d'alésage à grand diamètre qui 35 est en arrière du piston, un canal d'aération assurant la liaison entre le tronçon de la partie à grand diamètre qui est en avant du piston et l'atmosphère. La soupape comprend encore des organes qui permettent de régler la pression dans le tronçon situé en arrière du piston de la partie à grand diamètre de l'alésage. 40 D'autres objectifs et avantages de l'invention ressortiror F ORIG1MM. ' 69 00285 2 2000155 de la description ci-ar.-rèr. lu ncde préféré de réalisation -le l'invention en relation avec les ie^sins qui 1 ' aecorripagrf-*- et l'inverti on sera décrite oi-ar.-r' 3 le façon plu'o détaillée en no réfi-*ar:"; au -ls;r;in oi-annexé, lequel est fourni a -çitre purement 3 illustratif et non limitatif et dans lequel : - La figure 1 est une coupe longitudinale d'une soupape de commande selon l'invention dans un premier mode possible de réalisation ; alors que - la figure 2 est une vue partiellement coupée à échelle réduite d'un autre mode possible de réalisation de l'invention. ui l'on se réfère à la figure 1 du dessin, on peut voir que la soupape selon l'invention comprend essentiellement un corps de soupape '1 qui est fermé à l'une de ses extrémités au moyen d'une criasse 2 et qui est muni d'un orifice d'entrée 3 à son ex-15 trémité opposée, un alésage étagé étant pratiqué de part en part du corps de soupape 1 et comprenant une partie à petit diamètre 4 à proximité immédiate de l'orifice d'entrée 3, un siège de soupape 5 étant ménagé à la jonction entre cette partie à petit diamètre 4 et l'orifice d'entrée 3« Le corps de soupape 1 est 20 muni, du côté de l'entrée, d'un flasque £ et/ou d'un filetage intérieur J pour 1e raccordement à une tubulure de canalisation, ou à un tube souple (par le moyen d'un adapteur non autrement précisé ici). La culasse 2. est fixée sur le corps de soupape 1 au moyen de gou.jons, avec internosition d'un".joint, ou par tout autre 2.5 système de fixation ('non. autrement précisé)- Le corps de soupape 1 comp ^end encore un orifice ou canal de sortie ô qui se débranche de la partie à petit diamètre ** de l'alésage et qui fait un angle aigu avec l'axe longitudinal dudit corps de soupape 1, ce canal de sortie étant venu d'une seule pièce avec le cor-os de la soupape. 30 Gomme pour l'orifice d'entrée 5? 1s canal de sortie 8 est muni d'un flasque 8b permettant de relier une tubulure. Il peut aussi être muni d'un filetage interne pour tout raccord adéquat, comme cela a déjà été décrit. A l'alignement axial avec l'alésage à petit diamètre 4, le corps de soupape 1 comprend un alésage à 35 grand diamètre $ qui prolonge l'alésage de petit diamètre 4 vers l'arrière .jusqu'à la culasse 2» Dans l'alésage étagé 4-, 5 ainsi décrit, un piston é^'-gé correspondant 10 périt coulisser axiélément et il porte un organe obturateur de soupape 11 qui est destiné à venir coopérer avec le siège de soupape 5 lorsque 40 celle-ci est en position fermée. Le piston étagé 10 est muni ds-.~ , 69 00285 2000155 bagues d1étanchéité 12, 13 respectivement sur ses parties à petit et à grand diamètre. Ces bagues d'étanchéité peuvent être venues d'une seule pièce avec le piston ou bien elles peuvent être constituées par des anneaux d'étanchéité montés dans des rainures du 5 piston selon des dispositions en elles-mêmes bien connues. "£n outre, le piston 10 est muni d'une dérivation 14 oui est disposée axialement et qui connecte la partie à petit diamètre de l'alésage avec le tronçon de la partie à grand diamètre 9 qui se trouve en arrière du piston 10. La dérivation 14 fait office d'or-10 gane d'étranglement et elle peut contenir un filtre exerçant une action voulue d'étranglement, ce qui n'est pas autrement précisé sur la figure. Pour que le piston 10 puisse coulisser librement dans l'alésage échelonné du corps de soupape 1, le tronçon de la partie à grand diamètre 9 de l'alésage qui est en avant du 15 piston 10 est relié à l'atmosphère par un passage 1p. JSn outre, dans un mode préféré de réalisation, le tronçon de la partie à grand diamètre 9 de l'alésage qui est en arrière du piston 10 est connecté avec le passage de sortie 8 par un canal à petit diamètre 1b qui se débranche à angle droit sur le passage 20 8. Dans les cas où la soupape doit opérer en tant que soupape de régulation automatique dans un système d'alimentation, le mode de réalisation qui a été décrit ci-dessus conviendra pour la commande de la soupape par la -seule pression du fluide, et plus 25 spécifiquement par la pression du fluide qui s'"écoule au travers de. la soupape. Dans les cas de ce genre la soupape fonctionnera comme indiqué ci-dessous : I Initialement, le fluide entre dans la soupape en emprun tant l'orifice d'entrée 3 et il ouvre cette soupape en repoussant 30 le piston 10 en direction de la culasse 2, aucune contre-pression n'existant dans le tronçon de la partie à grand diamètre 9 de l'alésage qui se trouve en arrière du piston 10. Il y a lieu de remarquer que la face arrière du piston 10 qui représente la zone à plus grande section dudit piston porte plusieurs saillies 19 35 pour empêcher ledit piston d'obturer le canal 16 pendant sa course d'ouverture. Lorsque la soupape est ouverte, le fluide emprunte deux circuits : d'une part, il s'écoule directement par le canal de sortie 8 et d'autre part, il e'mprunte la dérivrtion 14 à destination du tronçon de la partie à grand diamètre u.e l'alésage 9 qui 40 se trouve derrière le piston 10, puis le canal à petit TfiAD ORIGWAI 69 00285 2000155 16, à destination finale de la sortie 6. Dans ce mode de réalisation de la soupape selon l'invention, le piston 10 est actionné par les pressions qui rognent dans les canalisations d'entrée et de sortie, et la souappe se déplace vers ' 5 sa position fermée si la pression dans le passage de sortie augmente, d'où il résulte une augmentation de la pression statique dans le petit canal 16 connectant la sortie 8 avec le tronçon qui est en arrière du piston de la partie à grand diamètre 9 de l'alésage. Cette soupape dont- la construction est très simple peut donc 10 être utilisée par exemple pour les systèmes d'alimentation en eau ou pour les autres systèmes à fluide dans lesquels il est important de maintenir un certain niveau de l'eau ou du fluide dans un réservoir, une telle soupape se fermant automatiquement lorsque ce niveau prédéterminé est atteint. 15 Aux fins de maintenance ou pour les contrôles manuels, la soupape peut être" munie d'une vanne de fermeture 17 qui peut être actionnée manuellement au moyen d'un volant 18, de la façon indiquée sur le dessin. Il est clair que cette vanne auxiliaire 17 pourrait être actionnée de diverses manières, par exemple au moyen d'un 20 flotteur, ou par tout moyen du même genre, ou encore au moyen d'une bobine de solénoïde commandée à distance. On se référera maintenant à la figure 2 qui montre tin autre mode possible de réalisation dans le cas d'une vanne de commande qui comprend les mêmes éléments que précédemment, à la seule 25 exception de la culasse qui est ici plus compliquée, afin de procurer une soupape de commande convenant pour l'arrosage ou l'aspersion automatique des jardins, des parcs, des plantations et de I tous autres lieux ou objets nécessitant une aspersion avec un quelconque fluide. 30 Dans le cas de la figure 2, la soupape comprend un corps de soupape 1, traversé par le même alésage étagé 4, 9 que dans le cas de la figure 1, avec encore-, comme précédemment, un piston étagé 10 qui peut coulisser dans cet alésage étagé, un.orifice d'entrée 5 et un orifice ou canal le sortie 8, lesdits orifices 35 d'entrée et de sortie étant ici de préférence munis d'un filetage intérieur pour coopérer chaque fois avec un raccord-adaptateur (non montré sur le dessin) permettant de brancher un tuyau souple. Dans ce mode particulier de réalisation, la- culasse est munie d'un canal 20 pour relier le tronçon de la partie à grand 40 diamètre 9 de l'alésage qui est situé derrière le piston avec ;i BAD OBIGINAL 5 69 00285 2000155 une chambre 21 qui est r1 :nag6e dans la culasse 2, une -soupape dite pilote 22 étant conçue pour Terrier ce canal 20. La chambre est munie d'un canal de sortie ^3 qui est prolongé par un embout 24, pour permettre au fluide contenu dans la chambre 21 de s1ôchao- 5 per. Un support à deux ailes 2p qui est fixé sur la culasse 2 porte à pivotement un au':et 26 qui est subdivisé en deux cor.rar-timents 27 et 28, cet auget pouvant pivoter entre une position haute et une position basse, cornue cela est montré sur la firrure 10 2. Lorsque l'au,set 26 se trouve en position "basse, une partie ^9 dudit auget qui est sitîiée entre les deux compartiments et qui est fixée à ceux-ci^ ar^it à la façon d'une came sur la soupape pilote 22, de telle manière que cette soupape .-e trouve maintenue en position de fermeture. 15 outre, la culasse 2 comprend une vis de réglage 30 pour régler l'écoulement au travers de l'embout 24 du canal d'échappement. Un autre dispositif de réglage est constitué par un bossage 31 qui prolonge l'auget 26 vers le bas et qui est traversé par un trou fileté dans lequel est engagée une vis yl qui 20 fait office de contrepoids et qui permet de régler l'équilibre oor-recfc le l'auget ib. Ces deux compartiments de l'auget 26 sont disposés de telle sorte que lorsque ledit auget 26 se trouve en position haute, le compartiment 28 est ,-ldé de son contenu-, alors que. lorsque l'auget 26 se trouve en position basse, c'est l'autre 25' compartiment 27 qui est vidé de son contenu. La soupape pilote.22 est réalisée sous la forme d'une simple soupape à pointeau qui peut êtr~ déplacée entr-e une position ouverte et une position fermée (c'est cette dernière position qui est îuontrée sur le dessin)ladite -, soupape 22 étant actionnée par la partie 29 de l'auget 26. La soupape de commande fonctionne de" la façon suivante : - 50' Le fluide entre par 15 orifice d'entrée 3 et pousse le piston 10, à condition que la soupape pilote 22 soit en position ouverte, autrement dit que l'auget 26 soit en position haute. Simultanément, le fluide s'écoule au travers de la dérivation 14 vers le tronçon de la partie à grand diamètre 9 de l'alésage qui est en 35 arrière du piston, puis, de là, par le canal 20, dans la chambre 21, puis par le canal d'échappement 23 et son embout 24, il ruisselle dans le compartiment 27 de l'auget 26. il est clair qu'au début, la pression du fluide agissant sur la partie à petite section du piston étagé est supérieure à la pression du fluide 40 agissant sur la partie à grande section dudit piston étagé, et-y ^ • ?-A.D OBîGsîNAL 69 00285 2000155 qu'il en x*ésulte l'ouverture le la soupape principale 5, (voix» la figure 1). Dans cotte position ie la soupape, le fluide•s'écoule donc librement 4e 1'orifice d'entrée 3» vers l'orifice de sortie 8. iSn utilisation effective,, l'orifice- d'entrée 5 est p connectée -j une source d'alimentation en fluide, alors que l'orifice ou passage de sortie 8 est connecté à un tuyau souple aboutissant à un jet d'aspersion ou :e pulvérisation, ou à tout' autre dis positif distributeur à contrôler. Le fluide qui s'écoule au travers de la dérivation 14, puis 10 au travers des différents passages et crnaux de la culasse 2, ruisselle donc dans le compartiment 27 de 1'auget 26 et lentement il le remplit. ^ un certain stade du remplissage du compartiment 27 de l'auget 26, la verticale abaissée du centre de gravité de l'ensemble de l'auget et de la masse liquide du compartiment 27 15 passe de la gauche vers la droite de l'axe de pivotement 33» avec le résultat que l'auget 26 va basculer vers la droite. L'auget est construit et équilibré de telle sorte que; c'est lorsque le compartiment 27 est presque plein^ gu'j, ledit auget bascule de la position haute dans la position basse qui est montrée sur la 20 figure 2, ce mouvement de basculement provoquant la fermeture de la soupape pilote 22. Lorsque la soupape pilote 22 est fermée, on a une augmentation de la pression exercée par le fluide dans le tronçon de la partie à grand .diamètre 9 de l'alésage qui est situé en arrière du piston 10, et il en découle un déplacement 25 du piston conduisant à lafermeture de la soupape 5, 11» Lorsque l'auget 26 est en position basse, la plus grande partie du fluide précédemment rassemblé dan-s le compartiment 27 est déversée par-j dessus le bord ?4 du compartiment 27. Toutefois, il en reste assez pour maintenir l'auget 26 en position basse, donc nour maintenir 30 fermée la soupape pilote 22. Le fluide qui subsiste dans le compartiment 27 commence alors à s'évaporer et sa vitesse d'évaporation sera à peu près conforme à la vitesse d'évaporation sur le sol, ou sur tout autre objet qu'il s'agit d'asperger. L'auget- 2C est ouvert et il est disposé de telle sorte que les pluies ou averses 35 tombent diris le ccmpartiment 27 et maintiennent l'auget en position basse, cela dans le cas où la soupape selon l'invention est utilisée pour commander :système d'arrosage et où elle est installée à l'extérieur, à l'air libre. Lorsque le compartiment 27 se trouve en position basse, le fluide restant dans ce compartiment étant AO en voie d'évaporation, le compartiment 28 est au contraire en ' ] 1 69 00285 7 2000155 position haute. Lorsque le poids du fluide i:;ns 1-3 eonparciwenfc 27 est suffisamment réduit pour que l'auget 26 commence à tourner légèrement vers la gauche, cela entraîne un début d'ouverture ie la soupape pilote 22 et le fluide commence à s•écouler faiblement 5 par la chambre 21 et à se déverser dans le compartiment 28. L'accumulation de fluide crée un contrepoids qui accélère la rotation de l'auget et son basculement en position haute. Une fois que l'auget est parvenu dans cette position, le fluide rassemblé dans le compartiment 28 est intégralement déversé, la soupape 10 pilote 22 est complètement ouverte et le piston étagé 10 se -déplace à nouveau dans le sens de 1'ouverture de la soupape de commande, grâce à quoi le fluide s'écoule à nouveau librement au travers de la soupape et de son orifice de sortie 8. Il y a lieu de remarquer que lorsque le piston étagé 10 se déplace dans un sens 15 ou dans l'autre, la pression qui règne dans le tronçon de la partie à grand diamètre 9 de l'alésage qui est situé en avant du piston ne change guère, étant donné que ce tronçon de l'alésage est maintenu en communication avec l'atmosphère par le canal d'aération 15* 20 On remarquera également que le temps qui est nécessaire pour remplir le compartiment 27, alors que l'auget 26 est en position haute, peut être réglé au moyen de la vis de réglage 30 et que ce temps est le temps effectif d'arrosage ou d'aspersion. On remarquera encore que la longueur de l'intervalle entre deux 25 arrosages peut être réglée au moyen de la vis de contrepoids 32, étant donné que si l'on visse le contrepoids en avant ou en arrière, on diminue ou on augmente le couple initial qui est j créé par le poids du corps de fluide dans le compartiment 2^ lorsque l'auget 26 est en position basse. Autrement dit on fait 30 ainsi varier la quantité de fluide qui doit être évaporée avant que l'auget puisse basculer en position haute. bab ORIGINAL 69 00285 8 20001bS - E E Y E ii D I C A T I 0 i. S - il est revendiqué ce qui suit : 1. - Une soupape comprenant un corps de soupape qui e.?t fermé à l'une de ses extrémités par une culasse eu cui a un orifice d'entrée à son extrémité opposée, un alésage étagé pratiqué 5 au travers du corps de la soupape, dont la partie à petit "disr.t-tr' est la plus proche de l'orifice d'entrée, un siège de soupape è la jonction de l'orifice d'entrée avec ladite partie à petit diamètre de l'alésage, un orifice de sortie qui se débranche la partie à petit diamètre de lralésage, un piston étagé oui p—rt 10 coulisser dans ledit alésage étagé et dont 1'extrémité porte un organe obturateur conçu pour venir reposer sur ledit siège de soupape, est caractérisée en ce qu'il est prévue une dérivation entre ladite partie à petit diamètre de l'alésage et le tronçon de la partie à grand diamètre qui est situé en arrière du piston, 15 avec des moyens de régler la pression dans ledit tronçon de la partie à grand diamètre qui est située en arrière du piston» 2» - Soupape comme définie à la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de réglage de la pression en arrière du piston comprennent un passage reliant cette partie en arrière 20 du piston à l'orifice de sortie de la soupape» 3- - Soupape comme définie à la revendication 1, caractérisée en ce que le passage reliant la chambre à grand diamètre à l'arrière du piston ave'c l'orifice de sortie fait un angle ! 90° avec l'orifice de sortie de la soupape» * 25 4-. - Soupape comme définie à la revendication 1, carac térisée en ce que la dérivation reliant la partie à petit diamètre de l'alésage avec la chambre à grand diamètre en arrière du pi."';o est ménagée axialement dans le piston. 5. - Soupape comme définie aux revendications 1 et 4- 30 caractérisée' en ce que la dérivation est constituée par un p&£c£::-à petite section entre les deux faces du piston. 6. - Soupape comme définie à la revendication 5, es;: ;.: térisée en ce que la dérivation contient un filtre» 7. - Une soupape comprenant un corps de soupape qrJ 35' est fermé à l'une de ses extrémités par une culasse et qui ? ■*"" orifice d'entrée à son extrémité opposée, un alésage étagé pvai:;ir . BAD ORIGINAL 00285 2000155 au travers dudit corps de la soupape, dont la partie à petit diamètre est la plus proche de l'orifice d'entrée, un siège de soupape formé à la jonction entre l'orifice d'entrée et la partie à petit diamètre de l'alésage, un orifice au passage-de sortie oui 5 se débranche de la partie à petit diamètre de l'alésage, un piston étagé qui peut coulisser dans ledit alésage étagé et dont l'extrémité porte un organe obturateur conçu pour venir reposer sur ledit siège de soupape, une dérivation s'étendant entre ladite partie à petit diamètre de l'alésage et la chambre à grand diamètre en 10 arrière du piston, et enfin un canal d'aération entre l'atmosphère et le tronçon de la partie à grand diamètre de. l'alésage qui est situé en avant du piston, est caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour régler la pression dans la chambre à grand diamètre en arrière du piston., ladite culasse comprenant un passage qui 15 relie la chambre à grand diamètre en arrière du piston avec une chambre contenue dans la culasse5 et. une soupape pilote qui est adaptée pour fermer ce passage, ladite chambre ayant un canal de sortie avec un embout pour alimenter lentement un auget basculant qui est placé à l'extérieur de la culasse et qui est conçu poux 20 ouvrir la soupape pilote lorsqu'il est en position réceptrice5 et pour fermer ladite soupape pilote 1ersqu'il a été rempli et vient en position basse, ce qui entraîne une augmentation de la pression dans la chambre à grand diamètre en arrière du piston et la fermeture de la soupapeo 2.5 80 — Soupape comme définie à la rendication 7% caracté risée par une vis de réglage qui est disposée dans la culasses en vue d'ajuster l'alimentation à partie de la chambre, au travers du passage. 9. - Soupape comme définie à la revendication 7, caraç-' jérxsêe par une vis ou poids d'équilibrage qui est disposé sous le fond de l'auget en vue de régler l'équilibre de 1'auget„