Brevet FR2341806A1 — publié le 19770916

La présente invention a pour objet une vanne motorisée équipée d'un vérin hydraulique à soufflet. Le secteur technique de l':nvention est celui de la construction des vannes motorisées, plus particulièrement des vannes automatiques destinées aux installations d'irrigation. On connaît déjà des vannes motorisées dans lesquelles les déplacements du clapet sont commandés par un vérin à piston ou à membrane déformable qui sont alimentés,à travers une vanne pilote,en fluide sous pression prélevé sur le réseau sur lequel est située la vanne. Ces vannes conviennent mal pour des eaux chargées de particules en suspension comme le sont généralement les eaux d'irrigation. D'autre part la fermeture de ces vannes est rapide et peut donner naissance à des coups de bélier entraînant des ondes de pression élevées d'où des risques de détérioration du matériel. Un des objectifs de la présente invention est de procurer des vannes motorisées pouvant fonctionner avec des eaux chargées d'impuretés Un autre objectif de la présente invention est de procurer des vannes motorisées à fermeture très progressive afin d'éviter les coups de bélier. Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen de vannes com posées - d'un corps creux cylindrique constitué par un bout de tube, - d'une conduite d'arrivée de fluide connectée à une extrémité dudit corps, - d'une conduite de départ de fluide soudée en dérivation sur ledit corps, - d'un siège circulaire,coaxial avec ledit corps, situé à l'extrémité sur laquelle est connectée la conduite d'arrivée, et d'un vérin hydraulique souple, à soufflet,monté à l'autre extrémité dudit corps, lequel vérin est muni d'une tige, coaxiale audit corps, portant à son extrémité, un clapet. Le siège et le clapet ont un diamètre inférieur au diamètre du corps. Le clapet est en une matière déformable élastiquement de telle sorte que son épaisseur varie lorsqu'il est appuyé sur le siège. Dans un mode de réalisation préférentiel, le clapet est constitué par un disque épais, en un matériau élastomère, dont la face qui s' appuie sur le siege est concave. La face du siège sur laquelle prend appui le clapet comporte au moins une encoche et de préférence quatre encoches, disposées en croix,- dont la profondeur est inférieure à la variation d'épaisseur du clapet. La course du vérin est supérieure à la longueur du corps occupée par le branchement en dérivation, de sorte que le clapet dégage entièrement le passage lorsque la vanne est ouverte. Le résultat de l'invention est un nouveau produit constitué par une vanne motorisée. Les avantages de cette vanne sont les suivants - Elle admet sans difficulté des eaux chargées d'impuretés qui ne perturbent pas le fonctionnement du vérin souple à soufflet. - La fermeture est très progressive parce que le mouvement du vérin souple est très régulier du fait qu'il n'y a aucun frottement à vaincre et parce que le clapet ferme progressivement l'orifice de la canalisation de sortie, ce qui amène une réduction continue du débit. De plus, les encoches creusées à travers le siège sont obtures progressivement grâce à la déformation du clapet, de sorte que Itou obtient, pendant les trois quarts de la course, une chute de pression aval et de débit continue et régulière. - Il existe des vérins souples ayant un diamètre relativement élevé compris entre 200 et 300mm de sorte que l'on peut obtenir des efforts largement suffisants pour déplacer le clapet même si la vanne est placée sur des parties du réseau où la pression efficace est très faible et inférieure à 1 bar. Cet avantage est particulièrement intéressant pour des vannes destinées à des réseaux d'irrigation qui peuvént comporter,par par suite des dénivellations et des pertes de chargesdes zones ou la pression disponible dans le réseau est faible. Les vannes connues à piston ou à membranne peuvent également comporter des pistons ou membranes de grand diamètre mais il s'agit alors de vannes plus encombrantes et beaucoup plus onéreuses. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent un exemple de réalisation d'une vanne selon l'invention, sans aucun caractère limitatif. La figure 1 est une demi-coupe d'une vanne selon l'invention. Cette vanne comporte un corps cylindrique 1 constitué par un bout de tube d'axe xx 1. Sur ce tube est soudé, en dérivation, un autre bout de tube 2, faisant un angle de 45" avec l'axe xxl. Le "piquage" 2 sert de canalisation de départ. Bien entendu le piquage 2 pourrait également être soudé à 900 sur le corps 1. Sur une des extrémités du corps 1 est soudée une bride 3 servant à connecter sur cette extrémité, par l'intermédiaire d'une contrebride 5, un coude à 45" qui constitue la canalisation d'arrivée du fluide. Bien entendu, la bride et la contrebride pourraient être remplacées par d'autres moyens de connection équivalents tels que des raccords filetés. De même le coude à 450 pourrait être remplacé par un bout de tube droit d'axe xxl La disposition des canalisatiooe4 et 2, faisant entre elles un angle de 900 est cependant une disposition préférentielle. La contrebride 5 porte le siège circulaire 6, centré sur llaxe xxl. Le corps 1 porte, à l'autre extrémité, une plaque 7, soudée et maintenue par des goussets 8. Cette plaque supporte par l'intermédiaire de tirants entretoisés 9 une deuxième plaque 10 sur laquelle est fixée l1extrémité arrière d'un vérin à soufflets 11, qui est un vérin souple et déformable. Ce vérin est alimenté en fluide sous pression, par exemple en eau d'arrosage, prélevée sur le réseau d'irrigation, par l'intermédiaire d'une conduite de petit diamètre 12, qui peut comporter un gicleur pour régulariser le débit. Une vanne pilote 13,de tout type connu, par exemple une électrovanne ou une vanne commandée par des impulsions de pression, permet de télécommander les manoeuvres de la vanne motorisée. La moitié gauche de la figure représente le vérin 11 à l'état gonflé tandis que la moitié droite le représente à l'état rétracté. Le vérin 11 est muni d'une tige 14, qui pénètre axialement dans le corps 1 à travers une garniture d'étanchéité 15 constituée par exemple par une presse-étoupe ou par tout autre dispositif d'étanchéité équivalent. La tige 14 porte son extrémité un clapet 16 qui vient s' appuyer sur le siège 6 lorsque le vérin est gonflé. La course du vérin est telle que le clapet 16dans la position vanne ouverte représentée sur la moitié droite, dégage entièrement l'ouverture de la conduite 2, c'est-à-dire que la course du vérin est supérieure au grand axe de l'éllipse découpée dans le corps 1 par lepiquage 2. Le clapet 16 et le siège 6 ont un diamètre inférieur au diamètre du corps 1 de sorte que le clapet peut coulisser librement à l'intérieur du corps et que les pressions s' égalisent de part et d'autre du clapet. Toutefois, lorsque le vérin se gonfle, le clapet 16 descend lentement en obturant progressivement le piquage d'où une réduction continue du débit. Lorsque le piquage 2 est complètement obturé, l'eau continue de circuler avec un faible débit autour du clapet jusqu a ce qu'il arrive sur le siège. Ce résultat intéressant, du au fait que le diamètre du clapet est voisin de celui du corps, est rendu possible par le fait que le clapet dégage en tièrement l'orifice de sortie lorsque la vanne est ouverte et qu'il ne gêne pas le passage de l'eau. Le siege comporte plusieurs encoches 17, par exemple quatre encoches disposées en croix, qui sont constituées par des rainures creusées radialement à travers la face du siège qui sert de portée au clapet. La figure 2 est une demi-coupe à plus grande échelle du siège 6 et du clapet 16. On voit sur cette figure les encoches 17 dont le profil transversal est très progressif. Le clapet 16 est constitué par un disque épais, en un matériau élas tomère élastiquement déformable, dont la face inférieure dirigée vers le siege, est concave. La hauteur des encoches 17 est inférieure à la variation d'épaisseur du clapet 16 appliqué sur le siège sous l-'effet de la poussée exerceepar le vérin Lorsque le clapet commence à s'appuyer sur le siège, l'eau continue à passer par les encoches 17 qui sont obturées progressivement à mesure que le clapet s'écrase de sorte que le débit de la vanne s'annule très progressivement. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les divers élé- ments constitutifs de la vanne qui vient d'être décrite à titre d1exemple, pourront être remplacés par des éléments équivalents. Une application particulière des vannes motorisees selon l'invention est l'équipement des appareils d'arrosage du type comportant rm canon d'arrosage qui est déplacé automatiquement pendant l'arrosage. flans ces appareils, les vannes selon l'invention servent à commander l'arrêt automatique de l'alimentation lorsque le canon arrive en fin de course. REVENDICATIONS 1 - Vanne motorisée, caractérisée en ce qu'elle est composée - d'un corps creux cylindrique constitué par un bout de tube, - d'une conduite d'arrivée de fluide connectée à une des extrémités dudit corps, - d'une conduite de départ de fluide,soudée en dérivation sur ledit corps, - d'un siège circulaire, coaxial avec ledit corps, situé à l'extrémité sur laquelle est connectée la conduite d'arrivée, - et d'un vérin hydraulique souple soufflet, monté à l'autre extrémité dudit corps, lequel vérin est muni d'une tige, coaxiale audit corps, portant à son extrémité un- clapet. 2 - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit siège et le dit clapet ont un diamètre légèrementinférieurau diamètre dudit corps. 3 - Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit clapet est en une matière déformable élastiquement, de telle sorte que son épaisseur varie lorsqu'il est appuyé sur le siège. 4 - Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que la face dudit siège sur laquelle prend appui Ie clapet comporte au moins une encoche dont la profondeur est inférieure à la variation d'épaisseur du clapet. 5 - Vanne selon la revendication 4, caractérisée ence que la face dudit siège sur laquelle prend appui le clapet comporte quatre encoches disposées en croix. 6 - Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le clapet est cons titué par un disque épais, en un matériau élastomère, dont la face qui s' appuie sur le siège est concave. 7 - Vanne selon l'une quelconque des revendicationsl à 6, caractérisée en ce que la course du vérin est supérieure à la longueur du corps occupée par le branchement en dérivation de sorte que le clapet dégage entièrement le passage lorsque la vanne est ouverte. 8 - Vanne selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisée en ce que ladite conduite en dérivation est soudée à 45 par rapport à l'axe du corps, de sorte que le siège du clapet est à 450 par rapport à l'axe de ladite conduite. 9 - Vanne selon l'une quelconque des revendication 1 à 8, caractérisée en ce que ledit siège est supporté par un bout de tube qui sert de canalisation d'arrivée de fluide et qui est fixé par une contrebride sur une bride sou dée à l'extrémité du corps. IO- Vanne selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que lesdites encoches sont constituées par des rainures à profil trans versal très progressif, creusées radialement à travers le siège.