Brevet FR2331732A1 — publié le 19770610

La présente invention concerne une vanne à fermeture automatique pour la limitation du remplissage d'un réservoir à liquide à au moins un niveau prédéterminé. On connait déjà de telles vannes à fermeture automatique qui comprennent un clapet pouvant occuper une position d'ouverture et une position de fermeture, le clapet en position fermée obturant un conduit de remplissage qui aboutit au réservoir. Dans ces vannes, un flotteur disposé dans le réservoir est attelé au clapet et amène le clapet en position de fermeture lorsque le niveau du liquide dans le réservoir a atteint un niveau prédéterminé NI. Les vannes connues de ce type présentent parfois l'inconvénient de provoquer un processus de fermeture automatique relativement lent et, en conséquence, de ne limiter le niveau qu'à une valeur parfois insuffisamment précise. D'autre part, lorsque la position de fermeture a été atteinte, il est impossible avec ces vannes automatiques d'effectuer un remplissage complémentaire au dessus du niveau fixé NI, opération qui peut présenter de l'inté rêt pour de nombreuses applications. La présente invention a pour but une vanne à fermeture automatique, à flotteur, dans laquelle le processus de fermeture du clapet s'effectue de façon franche, non progressive, pour un niveau précis NI du liquide. D'autre part, suivant une forme préférée de réalisation de l'invention, après une première fermeture automatique à un premier niveau NI, il est possible de rouvrir volontairement la vanne pour compléter le remplissage jusqu'à un deuxième niveau supérieur N2 auquel la vanne se ferme à nouveau également automatiquement. Enfin la vanne suivant l'invention présente l'avantage de pouvoir etre montée facilement sur un réservoir, le flotteur étant incorporé à la vanne elle-mrne et pouvant s'escamoter dans celle-ci au moment du montage, ce qui facilite la mise en place de la vanne sur le réservoir. L'invention a pour objet une vanne dans laquelle des premiers moyens de verrouillage libérables sont prévus pour retenir le clapet en position ouverte à l'encontre de moyens de sollicitation tendant à fermer le clapet ; dans laquelle le flotteur est attelé à un premier organe de déverrouillage coopérant avec les premiers moyens de verrouillage pour libérer ceux-ci à partir d'un niveau'déterminé NI atteint par le flotteur, et dans laquelle un organe de commande manuelle, accessible de l'extérieur de la vanne, est attelé au clapet. Parmi les moyens de sollicitation tendant à entraîneur le clapet vers la position de fermeture, on peut citer : la gravité (dans le cas d'une vanne à axe vertical dans laquelle le clapet tend à se fermer sous l'effet de son poids) ; des ressorts de rappel , l'action hydrodynamique du liquide de remplissage sur le clapet ; le phénomène a'aspiration du liquide. Suivant une forme de réalisation, les premiers moyens de verrouillage libérable du clapet peuvent comporter des verrous ou crochets, pivotants ou coulissants, qui s'accrochent dans le clapet pour le retenir en position ouverte, et qui sont amenés en position effacée par l'intermédiaire de l'organe de déverrouillage, tel qu'une tige, attelé au flotteur lorsque celui-ci a a'teint le niveau choisi. Dans une vanne suivant l'invention, destinée à effectuer une première fermeture automatique à un premier niveau NI suivie d'une refermeture automatique à un deuxième niveau supérieur N2, après réouverture manuelle de la vanne, on prévoit des deuxièmes moyens de vérrouili libérables pour retenir le clapet en position ouverte à l'encontre des moyens de sollicitation ; et le flotteur est attelé à un deuxième organe de déverrouillage coopérant avec les deuxièmes moyens de verrouillage pour libérer ceux-ci à partir du deuxième niveau déterminé N2 atteint par le flotteur. L'invention sera mieux compr-ise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. La fig. I est une vue partielle en coupe montrant la partie supérieure de la vanne, avec le clapet en position d'ouverture La fig. 2 est une vue partielle en coupe montrant la partie inférieure de la vanne et le montage du flotteur sur la vanne. La fig. 3 est une vue en coupe monptfeaeiteAes divers organes dans la position de fermeture automatique à un/niveau NI atteint par le liquide. La fig. 4 est une vue en coupe montrant les divers organes de la vanne dans la position de fermeture automatique pour un deuxième niveau N2 du liquide. La fig. 5 est une vue partielle montrant une variante du système de déverrouillage du clapet de la vanne. La vanne représentée sur les figs. I et 2 comprend un corps de vanne 2 adapté à etre monté, par exemple par vissage d'une partie filetée 4, sur la paroi d'un réservoir 6. Le corps de vanne comporte une prise d'entrée de liquide 8 sur laquelle on monte une conduite de remplissage (non représentée). Dans le corps de la vanne est ménagé un passage au siège IO qui peut être obturé ou dégagé sélectivement par un clapet I2 pourvu d'une garniture d'étanchéité 14. Le siège IO communique avec la partie inférieure I6 du corps de vanne qui, dans la forme de réalisation représentée, est prolongé par un tube I8 pénétrant à l'intérieur du réservoir 6. Un flotteur 20 est porté par un bras 22 qui est articulé sur un pivot 24 solidaire du tube 18. Un montage préféré du flotteur sur la vanne sera décrit plus en détail dans ce qui suit. Dans le cas, représenté sur les figures, d'une vanne à axe vertical, le clapet I2 est sollicité par son poids à se déplacer de sa position d'ouverture (fig. I) à sa position de fermeture (fig. 3), le phénomène d'aspiration du liquide s'ajoutant à l'effet de la gravité pour tendre à fermer le clapet. Le clapet I2 est normalement retenu en position ouverte, à l'encontre de la sollicitation précitée, par une pluralité de crochets de verrouillage libérables 26 constitués par des leviers articulés dans leur partie intermédialre, au moyen de pivots 28 montés à la périphérie d'un manchon au noyau 30 solidaire du corps de vanne 2. L'une des extrémités 34 des leviers 26 peut s'engager à la façon d'un bec (fig. I) dans une partie en creux, telle qu'une gorge 36, ménagée à la partie supérieure du clapet 12. Dans cette position, le clapet 12 est retenu en position ouverte tandis que, si les autres extrémités 38 des leviers 26 sont écartées radialement de l'axe de la vanne (par un organe de déverrouillage qui sera décrit dans ce qui suit) les becs 34 se dégagent de la gorge 36. Le clapet I2 est alors libéré et vient dans-la position de fermeture représentée sur la fig. 3. Le flotteur 20 est attelé, par l'intermédiaire du levier 22, d'une biellette 40 et d'une tige coulissante 42 à un organe de déverrouillage qui est constitué par la tête 44 de la tige 42, la tête 44 agissant sur les moyens de verrouillage du clapet pour libérer ceux-ci à partir d'une certaine position du flotteur. La tige 42 coulisse dans un alésage axial 43 percé dans le manchon 30. Enfin la vanne comporte un organe de commandé manuelle constitué par exemple par un bouton de manoeuvre 46. Le bouton 46 est porté par une tige 48 qui coulisse à travers le couvercle 50 du corps de la vanne. La tige 48 est attelée au clapet I2 par une liaison mécanique permettant au moins d'amener manuellement au moyen du bouton 46, la clapet I2 de la position de fermeture à la position d'ouverture. L'attelage entre la tige 48 et le clapet I2 peut etre constitué par une liaison simple, non séparable, mais, dans le mode de réalisation préférée de l'invention représenté sur les figures. cet attelage comprend des leviers ou griffes qui sont articulés par des pivots 54 à l'extremité inférieure de la tige 48. Les leviers 52 se terminent, à leurs parties inférieures, par des croches 56 qui enserrent un épaulement correspondant 58 prévu dans une jupe 60 surmontant le clapet I2. Cet attelage constitue une liaison séparable entre le bouton de manoeuvre 46 et le clapet I2, liaison séparable dont la fonction sera décrite dans la suite de la présente description. Le fonctionnement de la vanne, en vue de la fermeture auto matique à un niveau déterminé N résulte suffisamment de ce qui précède pour qu'il suffise d'indiquer que, au début du remplissage du réservoir 6, les différents organes se trouvent dans la position représentée sur les figures I et 2. Le liquide de remplissage étant introduit, suivant, la direction de la flèche 62, par l'orifice d'alimentation 8, le liquide dans le réservoir atteint le niveau NI pour lequel le flotteur prend la position 20' indiqué en traits pleins sur la fig.3. Au cours de sa remontée, le flotteur fait remonter le levier 22, la biellette 40 et la tige 42. Lorsque le niveau NI est atteint, la tète 44 de la tige 42 écarte les leviers de verrouillage 26 qui libèrent le clapet 12. Celui - ci, sous l'effet de son poids et de l'effet d'aspiration du liquide, retombe dans la position de fermeture représentée sur la Fig. 3. Le remplissage est donc interrompu automatiquement au niveau fixé. La venue du clapet en position de fermeture est signalée, de l'extérieur, par la venue du bouton 46 dans la position 46', l'attelage du bouton 46 étant entraîné par la descente du clapet. Bien entendu, l1ç > rgane de commande manuelle 46, qui a été schématisé par un simple bouton, peut être remplacé par une commande à distance ou une commande centralisée à un poste de contrle pour le remplissage de plusieurs réservoirs. Suivant une forme préférée de réalisation de 11 invention, des moyens sont prévus sur la vanne pour permettre de compléter le remplissage, après fermeture automatique au premier niveau N1 jusqu a un deuxième niveau déterminé N2 Ces moyens comprennent des deuxièmes moyens de verrouillage retenant le clapet en position ouverte et un deuxième organe de déverrouillage libérant les deuxièmes moyens de verrouillage, pour laisser revenir le clapet en position de fermeture lorsque le niveau N2 est atteint. Les deuxièmes moyens de verrouillage comprennent les leviers à crochets 52 qui sont attelés à litige 48 de l'organe de manoeuvre 46 ainsi qu'un dispositif de blocage manuel de l'organe de manoeuvre 46 dans l'une ou l'autre de ces positions. Ce dispositif peut être constitué par un cliquet de blocage 64 permettant d'immobiliser la tige 48 dans le couvercle 50 du corps de vanne. Le deuxième organe de déverrouillage peut être constitué par un plateau 66 solidaire de la tête 44 de la tige 42. Le premier niveau N1 étant atteint et le clapet s'étant refermé automatiquement (position de la Fig. 3), le fonctionnement de la vanne est le suivant pour compléter le remplissage jusqu'au niveau supérieur N2. On soulève à la main le bouton de manoeuvre pour le ramener dans sa position 46. Les griffes 52 enserrant le clapet 12, celuici remonte en position d'ouverture où il est retenu par le cliquet de blocage 64 dont la tige 68 peut s'engager dans une gorge 70 creusée dans la tige 48 (position de la Fig. 4). Le clapet 12 étant ouvert, le remplissage du réservoir se poursuit jusqu'à ce que le flotteur atteigne la position 20" (fig. 4) correspondant au niveau N2 Au cours de sa remontée de la position 20' à la position 20", le flotteur fait remonter la tige 42 jusqu ce que le plateau 66, qui lui est solidaire, vienne porter sur les griffes 52 et les écarte radialement. Les becs 56 des griffes 52 échappent alors à l'épaulement 58 et libèrent le clapet 12 qui retombe dans la position de fermeture représentée sur la Fig. 4 et interrompt le remplissage. On a ainsi obtenu une deuxième fermeture automatique de la vanne au deuxième niveau N2. Après vidange totale ou partielle du réservoir, il suffit d'actionner vers le bas le bouton de manoeuvre 46 pour que les griffes 52 viennent enserrer à nouveau la jupe 60 du clapet 12. On actionne ensuite vers le haut le bouton 46 pour faire remonter le clapet 12 vers la position d'ouverture (Fig. 1) position dans laquelle il reste retenu par les premiers leviers de verrouillage 26. Le bouton de blocage 64 est enfin écarté à la main pour que la libre fermeture du clapet 12 ne soit pas entravée par la friction de la tige 48. Suivant encore une forme préféxéede réalisation, le flotteur 20 (Figs. 1 et 2) présente une section ou au moins une portion de section circulaire ou semi circulaire susceptible de s'inscrire au moins partiellement dans la section intérieure du tube inférieur 18 du corps de vanne. Le tube 18 comporte une face ajourée ou fenêtre 72 permettant d'incorporer le flotteur 20 dans le tube 18 au moment du montage de la vanne sur un réservoir. La vanne et son flotteur forment ainsi un ensemble facile à mettre en place sur le réservoir. Pour permettre le pivotement presque complet du levier 22 vers le bas, en vue de l'escamotage au moins partiel du flotteur dans le tube 18 au moment du montage, la liaison entre le levier 22 et la biellette 40 se fait au moyen d'une boutonnière 74 permettant le déplacement du point d'articulation 76. D'autre part la biellette 40 est articulée sur la tige coulissante 42 au moyen d'un pivot 78 (Figs 1 et 2) pour permettre à la biellette 40 de s'incliner vers la paroi du tube 18 opposée à la fenetre 72 lorsque le flotteur est partiellement escamoté dans le tube 18. Un volet intérieur coulissant 80, en forme de gouttière, peut être prévu, à la façon d'une trappe, dans le tube 11 pour dégager et masquer sélectivement la fenêtre 72 de passage du flotteur. On a représenté sur la Figure 5 une variante du système de déverrouillage des leviers 26 et des griffes 52 dans laquelle les deux organes de déverrouillage distincts (44 et 66) représentés sur les figures 1 - 3 et 4 sont remplacés par un organe de déverrouillage commun solidaire de la tige 42. Cet organe de déverrouillage commun est constitué par un plateau 44', dont la fonction vis-à-vis des crochets 52 est identique à celle du plateau 66, mais qui comporte, à sa partie inférieure une gorge 82 dans laquelle se verrouillent les extrémités 38 des leviers de verrouillage 26 du clapet. Comme décrit précédemment, lorsque le flotteur soulève la tige 52 et, par conséquent le plateau 44', les leviers 26 sont libérés et laissent le clapet 12 venir vers la position de fermeture. Un profil concave de la face inférieure du plateau 441 guide les extrémités 38 des leviers 26 pour ramener ceux-ci en position verrouillée quand on fait remonter manuellement le clapet 12 en position d'ouverture. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux exemples décrits eut représent elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s 'écarteur pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS I ) Vanne à fermeture automatique pour la limitation du remplissage d'un réservoir à liquide à au moins un niveau pré déterminé, du type qui comprend un clapet pouvant occuper une position d'ouverture et une position de fermeture d'un conduit de remplissage dudit réservoir et qui comprend un flotteur disposé dans ledit réservoir, ladite vanne étant caractériséé: en ce que des premiers moyens de verrouillage libérables sont prévus pour retenir lé clapet en position ouverte à l'encontre de moyens de sollicitation tendant à fermer ledit clapet ; en ce que le flotteur est attelé à un premier organe de déverrouillage coopérant avec lesdits moyens de verrouillage pour libérer ceux-ci à partir d'un niveau déterminé NI atteint par le flotteur ; et en ce qu'un organe de commande manuelle, accessible de l'extérieur de la vanne, est attelé audit clapet. 2 ) Vanne suivant la revendication I caractérisée en ce que les moyens de sollicitation précités sont des moyens élastiques. 3 3 Vanne suivant la revendication I caractérisée en ce que le clapet est mobile axialement suivant un axe vertical ; en ce que la position de fermeture dudit clapet est située à un niveau inférieur à celui de la position d'ouverture ; et en ce que les moyens de sollicitation précités sont constitués par la gravité agissant sur ledit clapet et le phénomène d'aspiration du liquide. 4 3 Vanne suivant la revendication 3 caractérisée en ce que le clapet est un clapet annulaire, coulissant sur un noyau cylindrique central solidaire du corps de la vanne et en ce que les premiers moyens de verrouillage libérables précités sont portés par ledit noyau. 5 3 Vanne suivant la revendication 4 caractérisée en ce que le premier organe de déverrouillage précité est constitué par une tige montée coulissante dans un alésage axial percé dans le noyau précité, la tête de ladite tige coopérant avec les premiers moyens de verrouillage ; et en ce que le pied de ladite tige est attelé au flotteur. 6 ) Vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les premiers moyens de verrouillage comprennent des leviers montés pivotant sur des axes solidaires du corps de la vanne, l'une des extrémités desdits leviers étant engagée de façon libérable dans une partie en creux du clapet dans la position d'ouverture dudit clapet, tandis que les extrémités opposéesdesdits leviers sont actionnées par le premier organe de déverrouillage pour dégager les premières extrémités hors de ladite partie en creux. 7 ) Vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, à fermeture automatique à un premier niveau s suivie d'une refermeture automatique à un deuxième niveau supérieur N21 après reouverture manuelle de ladite vanne, caractérisée en ce que des deuxièmes moyens de verrouillage libérables sont prévus pour retenir le clapet en position ouverte à l'encontre des moyens de sollicitation ; et en ce que le flotteur est attelé à un deuxième organe de deverrouillage coopérant avec lesdits deuxièmes moyens de verrouillage pour libérer ceux-ci à partir du deuxième niveau déterminé N2 atteint par le flotteur. 8 ) Vanne suivant la revendication 7 caractérisée en ce que l'organe de commande manuelle est attelé au clapet par l'intermédiaire des deuxièmes moyens de verrouillage libérables. 9 3 Vanne suivant la revendication 8 caractérisée en ce que les deuxièmes moyens de verrouillage comprennent des griffes articulées sur l'organe de commande manuelle et enserrant radialement le clapet, lesdites griffes étant écartées radialement par le deuxième organe de déverrouillage, pour libérer le clapet, à partir du niveau N2 atteint par le flotteur. IO ) Vanne suivant l'une des revendications 7, 8, ou 9 caractérisée en ce que le deuxième organe de déverrouillage est porté par la tete de la tige précitée. Il ) Vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de blocage manuels de l'organe de commande manuelle dans l'une ou l'autre de ses positions. 12 ) Vanne suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en -ce -que le flotteur précité est supporté par un levier pivotant dont le point d'articulation est porté par un tube prolongeant le corpsde la vanne à l'intérieur du résérvoir. I3 3 Vanne suivant la revendication 12 caractérisée en ce que le tube précité est percé d'une fenetre- et en ce que le flotteur a une section telle que ledit flotteur peut-êtreescamoté, au moins partiellement, à l'intérieur dudit tube, par-introduction à travers ladite fenêtre, préalablement à la mise en place de la vanne sur le réservoir. I4 ) Vanne suivant la revendication 13 caractérisée en ce que l'attelage entre le flotteur et le clapet de la vanne comporte au moins une biellette articulée autorisant l'escamotage au moins partiel du flotteur dans le tube précité préalablement à la mise en place de la vanne sur le résevoir. IS ) Vanne suivant l'une des revendications 13- ou I4 caractérisée en ce qu'un volet coulissant est disposé à l'intériéur du tube précité en regard de la fenetre précitée.