Brevet FR2254742A1 — publié le 19750711

L'invention est relative aux robinets du type à tournant dans lesquels ce dernier, dont la forme est de révolution, tourne dans un le boisseau de forme correspondante, le boisseau et/tournantayant donc un axe géométrique qui leur est commun. Le tournant est perré, perpendiculairement audit axe d'une lumière débouchant, pour une position du tournant en face de tubulures, faisant partie du corps du robinet et assurant 1'écoulement du liquide, alors que ces mêmes tubulures sont obturées dans une autre position du tournant. On sait que de tels robinets, s'ils présentent des pertes de charge réduites, et une grande rapidité de manoeuvre, sont en général utilises pour faibles débits et pressions modérées, à cause des problèmes drétanchéité quals présentent. Or, plus particulièrement, l'invention a pour objet de tels robinets destinés à être montés à 11 extrémité d'une lance d'incendie, donc doiv-ent être capables de supporter de grands debits et de fortes pressions. Dans cette application particulière, le corps du robinet ne comporte que deux tubulures coaxiales, et les problèmes ci-dessus évoqués exigent pour être résolus soit des rodages ou des qualités d'usinage onéreux, soit encore l'utilisation d'accessoires dispendieux du fait de leur valeur propre et des usinages complémentaires qu'ils entratnent. Pour cette application particulière, l'invention a pour objet un robinet diffuseur/pulvérisateur mixte, répondant aux exigences de la Norme S. 61.830 - Référence D M B n0 151 et donc, entre autres, pouvant fournir soit un jet droit7 soit un jet diffusé en nappe. On connatt au moins un robinet de ce type, répondant aux deux der nières conditions, et dans lequel le jet-diffusé en nappe s'obtient par laminage d'une veine de section plus ou moins circulaire, en l'applatissant et et la faisant éclater, ce qui provoque une diffusion assez grossière et manquant d'homogénéité. De plus, cet étranglement diminue très nettement la portée de la diffusion. Le robinet selon l'invention diffère essentiellement du robinet ci-dessus mentionne du fait 10 ) que le tournant, selon la position qu'il occupe, peut diriger la veine qui le traverse vers l'un des deux orifices séparés et distincts, l'un correspondant à la sortie du jet droit, l'autre correspondant à la sortie du jet diffusé en nappe. Il y a donc, en comptant la tubulure d'entrée du liquide, trois tubulures et non deux. 20 ) Le cône convergent, indispensable pour obtenir un bon jet droit, n'est pas en amont de la lumière du tournant, mais constitue au moins une partie de cette lumière et se poursuit au delà dans la tubulure de sortie, quand le tournant est dans la position qui fournit le jet droit. 30 ) La lumière du tournant n'intervient que pour orienter et faire converger la veine liquide. Il ne produit aucun effet de laminage, d'applatissement ou d'étrangle.nent par suite aucun effet de pulvérisation. 40 ) La pulvérisation est obtenue par effet de choc de la veine, que la lumière du tournant a dirigé obliquelaent sur une surface qui appartient à la tubulure de sortie. Le rebondissement des filets de liquide sur cette surface, à l'endroit oà se produit le choc, et le rebondissement ultérieur sur d'autres points de la surface Interne de la tubulure de sortie, brise et disperse en filets le liquide, et créé un mouvement tourbillonnaire immédiatement en amont de l'ouie de sortie. 50 ) La forme oblongue ue l'ourle de sortie, ce qui est en soi connu pour permettre au jet de s'étendre en nappe, joue , selon la présente invention un rôle complémentaire, par sa combinaison avec les surfaces de rebondissement et de brisance qui la précèdent. L'ensemble de ces trois dernières mesures procure une portée accrue du fait de 1-i poussée sans contrainte de la veine liquide, dans la position de tournant qui correspond au jet de diffusion en nappe. Mais, d'autre part, l'inventin permet de réduire les d opératuo, et un montage sans ajustage en prévoyant l'utilisation d'un tournant en matière artificielle élastomère que l'on choisit d'après ses caractéristiques mécaniques, son module d'élasticité et son coefficient de frottement. Ce point sera développé à lroccasion de la descrip tion ci-après de modes de réalisations des idées inventives, sans cependant que 11 inventeur entende limiter la portée générique de son invention par les particularités ou aux particularités spéci fiiues aux exeles choisis pour l'illustration. Dans les dessins joints - Les figures 1, 2, 3 sont trois coupes transversales correspondant à trois positions du tournant. - La figure 4 montre, en coupe et a plus grande échelle, le disposi tif en position de jet diffuse. - La figure 5 est une vue de face de la tubulure de sortie du jet diffusé, vue selon la flèche F de figure 4. - La figure 6 est une vue schématique montrant l'engagement à force du tournant dans un boisseau ouvert à ses deux extrémités. - La figure 7 est une vue schématique reproduisant la figure 6 mais le tournant étant totalement en place dans le boisseau et étant main tenu dans ce dernier par deux éléments de machoires agissant de part et d'autre du corps du robinet.' - La figure 8 représente, vue de face, la pièce formant poignée et en meme temps mâchoire. - La figure 9 montre une élévation du même dispositif vu dans le sens perpendiculaire à celui dans lequel est vue la figure 8. - La figure 10 correspond à la figure 7 avec la différence que le boisseau est borgne et en ce que le tournant est maintenu en place d'abord par une plaquette incorporée au tournant puis par un écrou fixé dans le boisseaulytout étant de plus maintenu par les éléments de mâchoire de figure 7. Dans les figures 1, 2 et 3, on a désigné par 1 le corps du robinet, par 2 le tournant, qui se présente comme un corps cylindrique de révolution logé dans un boisseau de même forme, formé dans le corps du robinet. Ce tournant présente une lumière 3 qui le traverse de part en part. Cette lumière est convergente depuis sasection d'ouverture 4' qui correspond à peu près à la section droite de la tu buiure-d'entrée 4 jusqu' la section d'ouverture 5' tlui correspond aux sections droites des tubulures de sortie 5 et b. Cette description permet déjà de se rendre compte que le dispositif se distingue des robinets à tournant classiques - par la présence de deux tubulures de sortie distinctes, l'une 5 correspondant u jet droit, l'autre 6 correspondant au jet diffusé. - par la forme conoldale de la lumière qui est régulièrement décrois sante de l'entrée 4' a la sortie 3', en tendan-t, au voisinage de celle-ci à la forme conique convergente, de section circulaire, la quelle se prolonge par le tronc de cone de section droite circulai re 7, lequel se raccorde lui-même à l'embouchure de la tubulure de sortie 5. La rotation du tournant peut être commandée par une clé représentée schématiquement en 8, mais, comme il sera dit ultérieurement, la so lution préférée de la commande est différente. La figure 1 correspond 9 la position de fermeture; la figure 2 à la position de jet diffusé ; la figure 3 à la position de jet droit. On remarquera sur la figure 1, que la partie 9 du tournant 2 ne fer me pas hermétiuemént.la communication avec la tubulure 4, ceci in tentionnellement pour que les surfaces internes restent soumises à la pression régnant en amont de cette tubulure. La figure 4 correspond à la figure 2, après avoir fait tourner celle-ci de 900 dans le sens trigonométrique. Elle permet de se rendre compte, par les flèches qui représentent les filets de flui de, comment la diffusion est réalisée d'une manière entièrement nou velle par rapport à l'état actuel de la technique. 'On voit que le tournant a pour fonction de modifier la direction des flux et qu'un effet de brisance et de pluvérisation, donc de diffusion, est re cherché dans la zone 10 de la surface intérieure de la tubulure 6 de sortie, zone que l'on a mise en évidence en l'entourant d'un cer cle, en recherchant également un rebondissement de la veine vers la partie opposée 12 de la surface intéricure de la tubulure 6. mais compte tenu de la forme oblongue de la section droite de la tubulure 6, représentée e: figure 5, section droite iui va en s largissant dans le sens de droite à gauche sur la figure 4, il se produit un effet très largement tourbillonnaire mis en évidence par les flèches de figure 5. On a représenté en figure 5 la section de la surface de la partie 9 du tournant d'une manière un peu différente par rapport à celle adop tée pour les figures 1 à 3, mais simplement pour marquer que l'on ntest pas lié étroitement à une forme de courbe, pourvu que la sur face de la section droite de la lumière ne cesse de décroître dans le sens de l'écoulement, si l'on veut obtenir le résultat le meilleur. élastomère La nature/du tournant intervient pour l'étanchéité et le montage. Dans le cas où le robinet doit desservir de faibles pressions, par exemple dans la gamme de O à 5 bars, c'est le tournant lui-même qui assure l'étanchéité, et le montage est réduit à son maximum desimpli- cité . Le diamètre du tournant est très légèrement supérieur à ce lui du boisseau. On peut choisir un boisseau passant, ctest 'a dire sans fond de cylindre. On introduit alors le tournant 2 à force dans le boisseau ( figure 6 ) et ses parois latérales travaillent à l'ex- tension, constituant ainsi un joint d'étanchéité d'une très grande efficacité, vu les dimensions des surfaces intéressées par la compression qui s'exerce sur elles. Selon l'invention, on remplace la clé ou la manivelle usuelles par une poignée 15 ( figure 7 ) solidaire d'une machoire dont les deux éléments de machoire 16 et 16' sont à un écartement correspondant à l'épaisseur du corps 1 du robinet et cette machoire, en même temps qu'elle prend appui sur les parois parallèles entre elles du corps et plaque sur elle, emprisonne le tournant, I'enpêchant de débotter de son logement aussi bien d'un côté que de l'autre. Les détails de la poignée apparatssent en figures et et 9. On.a désigné par 17 et 18 deux trous au travers desquels passent deux vis de fixation pour accouplement au boisseau. Pour les plus forte pressions, on fait appel à la pression du liquide pour réaliser un étanchement encore plus efficace. A cet effet, dans la position de fermeture, il faut permettre à la pression amont de se transmettre à l'intérieur du tournant. On a donc laissé, dans la position arrêt, une ouverture 19 ( figure 1 ) qui fait dans la position représentée, communiquer la tubulure amont 4 avec la lumière 3. - Sous l'effet de cette pression interne, les parois externes du tournant s'appliquent énergiquement sur les parois internes du boisseau. On remarquera que, dans pareil cas, l'élastomère peut être considéré comme soumis à une pression égale dans les trois directions de l'es- pace. On sait que quand ces conditions sont atteintes, la courbe pression-dilatation présente un point anguleux très marqué. Au delà, la dilatation subséquente peut être considérée comme très faible. La pression interne est donc transmise presque intégralement aux parois du boisseau sans qu'il y ait à craindre un certain fluage dans les ouvertures du boisseau débouchant vers l'aval. Cette remarque essentielle doit donc guider dans le choix de l'élas- tomère. Dans le cas de pressions plus élevées la fixation de la poignée sur le tournant doit être renforcée. Selon l'invention, on utilise d'abord un boisseau borgne et l'on incorpore, venu du moulage avec le tournant, une rondelle métallique 20 avec deux trous taraudés, dans la face du tournant opposée à la face borgne du boisseau ( figure 10 ). On peut encore renforcer cette fixation en utilisant un écrou 21 qui emboîte la rondelle 20, et que l'on visse à l'entrée du boisseau. Dans le premier cas, l'élément de machoire 16' appuie sur la rondel alezans le second cas, elle appuie sur l'écrou. L'écart des éléments de machoire 16 et 16' doit naturellement être -calculé pour répondre à la solution adoptée. REVNflI CÂTIONS 1 - Robinet du type à tournant pouvant fournir un jet droit ou diffusé en nappe caractérisé en ce que les deux jets sortent du corps du robinet par deux tubulures distinctes. 2 - Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cane convergeant, dans la position qui correspond au jet droit, constitue au moins une partie de la lumière du tournant et se poursuit au delà dans la tubulure de sortie aval. 3 - Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lumière du-tournant n'intervient que pour orienter et faire converger la veine liquide, à l'exclusion du laminage, applatissement, étranglement en pulvérisation. 4 - Robinet du type à tournant caractérisé en ce que le tournant est fabriqué en une matière artificielle élastomère.