Brevet FR2315654A1 — publié le 19770121

La présente invention a pour objet une vanne de régulation de niveau à obturateur à disque installée à la sortie d'une conduite en charge en vue de régler son niveau de restitution, dans laquelle la pression amont agissant sur le disque est compensée de sorte que la position de ltorgane de reglage n'est pas influencée par les variations de pression et que la vanne règle toujours un niveau constant quelle que soit la charge. Une telle vanne trouve une application particulièi?ement intéressante pour régler le débit d'écoulement à la sortie des bassins d'accumulation d'eau de ruissellement d'égout réalisés en vue d'éviter la surcharge des émissaires dans les réseaux d'égout, La vanne selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle est composée d'un corps relié à la conduite d'amenée du liquide et ayant deux orifices, l'un de ces corifices étant obturable au yen d'un disque mobile déplaçable axialement et commandé par un flotteur dans le niveau à régler.L'autre orifice étant obturé en permanence par un disque compensateur déplaçable axialement, ces deux disques étant reliés mécaniquement de sorte que les poussées hydrauliques agissant sur lesdits disques, dues à la pression liquide, se compensent, donnant une composante nulle. Les orifices du corps obturables par les disques auront de préférence la meme section et pourront être axialement opposés oi former un angle l'un par rapport à l'autre. Dans le cas où ces orifices sont axialement opposés, leurs obturateurs pour tont être reliés directement par une tige à l'intérieur du corps ou par un système de leviers à 1 t extérieur du corps. Dans le cas ou ces orifices formeraiant un angle l'un par rapport à l'autre, leurs obturateurs seraient reliés par un-système de leviers à l'extérieur du corps. Eventuellement, si les orifices du corps, obturables par les disques, présentaient des sections différentes, il serait nécessaire de relier ces disques par un système de leviers, dont le rapport des bras de leviers soit tel que la composante résultant de lteffort du liquide sur les deux faces internes des disques soit nulle. Si l'on donne au disque obturateur la forme d'un disque conique, avec la concavité du côté amont, celui-ci se centre automatiquement vis-à-vis de l'orifice de sortie, de sorte que l'équipage mobile formé par les deux disques est autocentreur, le disque compensateur coulissant avec un léger jeu dans le corps. Dans le cas où le disque obturateur serait plan, cet effet de centrage serait moins accentué, de sorte qu'il y aurait éventuellement lieu d'adjoindre à cet équipage mobile un guidage. On obtient ainsi une vanne à obturateur à disque dont les efforts dûs à la charge amont sont compensés,~de sorte que le- flotteur de commande de cet obturateur n'aura qu'un faible effort de fermeture à fournir et pourra en conséquence être de petites dimensions. La vanne étant insensible aux variations de la charge amont, l'immersion du flotteur est constante, quelle que soit la charge amont, et le niveau est ainsi toujours réglé avec une précision égale à la course de l'appareil. I1 est possible pour des applications où la variation du niveau à régler devrait être réduite par rapport à la course de l'obturateur, de diminuer la course relative du flotteur au moyen d'un système de leviers, ou de faire varier son immersion dans le sens voulu à l'aide de contrepoids de compensation. La fonction même de ce vannage ne conduit pas à rechercher une étanchéité complète, les fuites admissibles sous la charge maximale ayant à la limite la valeur du débit de régime. Ces fuites sont d'ailleurs localisées au droit du disque d'équilibrage0 Si une application différente conduit à rendre l'appareil étanche, le montage d'une membrane d'étanchéité autour du disque compensateur ferme le jeu, tout en présentant une section d'action de la pression parfaitement déterminée maintenant ainsi la fonction d'équilibrage. Ci-après, à titre d'exemple, plusieurs formes de réalisation d'une vanne selon l'invention, en référence aux figures annexées : - la figure 1 est une vue en coupe verticale d'une installation comportant une vanne à disque autocentreur - la figure 2 est une vue de détail d'un élément d'étanchéité ; - la figure 3 est une vue en coupe verticale d'une variante de réalisation de la vanne ; - la figure 4 est une vue en coupe verticale d'une variante de réalisation de la vanne de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en coupe verticale d'une autre variante de réalisation de la vanne ; - la figure 6 est une vue en coupe verticale d'une variante de ré;lisation de la vanne de la figure 5. On voit sur la figure I un bassin d'accumulation I qui debite dans un bassin 2 de mise en charge intermédiaire, ce bassin intermédiaire débitant dans un émissaire 3. Le niveau intermediaire N dans le bassin 2 est contrôlé par un obturateur selon l'invention, disposé à la sortie 4 du bassin d'accumulation 1. Cet obturateur est constitué par un corps cylindrique 5 en forme de T dont l'entrée 6 est raccordée à la sortie 4 du bassin d'accumulation. Un disque autocentreur 7, de forme conique favorable à l'autocentrage, est commandé par un flotteur 8 en fonction du niveau N du liquide dans le bassin, par l'intermédiaire d'une tige 9. La position du flotteur est réglable sur cette tige 9. Le disque 7 permet ainsi de régler la section de passage 10 de sortie de l'eau à une extrémité du corps cylindrique 5, en fonction de la cote du niveau N. Lorsque le niveau monte dans 1 e bassin, le flotteur se soulève, et tend à provoquer la fermeture du disque 7 en rétrécissant le passage 10 et en réduisant le débit en provenance du bassin 1. Un disque compensateur 11, fixé sur la tige 9, assure la fermeture de l'autre extrémité du corps cylindrique 5, ce disque se déplaçant axialement en même temps que le disque 7. Une grille antidébris 14 est placée au-dessous du disque 11. La pression du liquide à la sortie 4 du bassin d'accumulation I agit sur les deux faces internes des disques 7 et 11, lesquels ont des sections égales, de sorte que les poussées qui enrésultent sont opposées et se compensent. Le flotteur n'a alors aucun effort de poussée à vaincre dû à la pression du liquide de la conduite, mais seulement à assurer la manoeuvre du disque 7, les poussés hydrauliques qui agissent sur les disques 6 et 11 s'équilibrant. L'im- mers ion du flotteur 8 est constante et le niveau est réglé avec une précision égale à la course de l'obturateur por toutes les valeurs de la charge amont dans le bassin 1, qui peut varier de façon plus ou moins importante. Cet équipage est autocentreur et le disque Il coulisse avec un léger jeu dans le corps cylindrique 5. Dans ces conditions il peut se produire une légère fuite entre la périphérie du disque et le corps 5. On peut l'éviter en munissant la périphérie du disque 11 d'une membrane 12, comme le montre la figure 2. La figure 3 montre une variante de réalisation de la vanne, dans laquelle le flotteur est relié à la tige 9 au moyen d'un système de leviers 16 et 17 articulés en 18 et 19, avec un axe de pivotement en 20, le décrément pouvant être réglé par la variation du rapport des bras de leviers A et B et/ou la posi tion du poids de compensation 18 sur la tige 21, fixée à angle droit sur le levier 16 à l'endroit de l'axe 20. On devra dans ce cas, où le disque 7 est plan, c'est-à-dire sans effet d'auto-centrage, ajouter une biellette 15 de guidage pivotant sur un support 15 et fixée au moyen d'une articulation sur le disque 7. La figure 4 montre une variante de réalisation où la vanne est disposée avec son axe horizontal, la commande de l'obturateur par le flotteur 8 se faisant par un systeme de leviers 22, 23 et 24 articulés en 25 et 26 avec axe de pivotement en 27 sur un support 28 et un contrepoids de compensation 18 réglable en position sur une tige 29 pivotant sur un axe 30 d'un support 31. Le réglagle de décrément se fait par la variation du rapport des bras de leviers A et B et/ou la position du contrepoids 18 sur sa tige 29. La figure 5 montre une variante de réalisation dans laquelle la liaison entre les disques 7 et 11 est faite de façon indirecte par les leviers 32, 33, 34 35 et 36. le réglage du décrément se fait par le rapport des bras de leviers A et B et par la position du contrepoids 18. La figure 6 montre une variante de réalisation dans laquelle les deux orifices du corps 5 obturables par les disques 7 et 11 sont à angle droit. La liaison entre les disques 7 et 11 est faite de façon indirecte par des leviers 37, 38, 39 et 40 sur un axe de pivotement 41, le réglage du décrément se faisant par la variation du rapport des bras de leviers A et B et/ou par la position du contrepoids 18. REVENDICATIONS 1/ Vanne automatique à obturateur à disque pour le réglage du niveau d'un plan d'eau, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un corps 45) comportant un orifice 46) reliée à une amenee de liquide (4) et ayant deux autres orifices, l'un de ces orifices étant obturable au moyen d'un disque mobile (7), déplaçable axialement, commandé par un flotteur (8) dans le niveau à régler, autre orifice étant obturé en permanence par un disque compensateur (11-) déplaçable; ces deux disques étant reliés mécaniquement de sorte que les poussées agissant sur lesdits disques, dues à la pression du liquide, se compensent, donnant une composante nulle. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque obturateur (7) a une forme conique dont la concavité est dirigée du côté amont. 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux orifices du corps (5) obturables par les disques (7 et 11) ont la même section. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les deux orifices du corps (5) obturables par les disques (7 et 11) sont axialement opposés. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les deux orifices du corps (5) obturables par les disques (7 et 11) forment un angle l'un par rapport à l'autre. 6/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le disque d'obturation (7) et le disque compensateur (11) sont reliés directement par une tige (9), laquelle est reliée à un flotteur (8). 7/ Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le disque d'obturation (7) et le disque compensateur (11) sont reliés indirectement par un système de leviers (16, 17).