Brevet FR2341801A1 — publié le 19770916

La présente invention se rapporte à un dispositif de soupape pouvant notamment être utilisé avec des robinets et analogues. On contact actuellement différents types dé robinets qui, généralement, présentent pour leur fermeture et leur ouverture une garniture reliée à un piston actionné axialement à l'intérieur du corps d'un robinet en faisant tourner le bouton qui est relié audit piston à l'aide d'une grosse vis. A son extrémité libre, lepiston supporte généralement une garniture qui, dans la position de fermeture, est pressée contre la lumière coincidant avec la conduite d'alimentation de liteau. Dans ces conditions, la garniture travaille pratiquement frontalement et est sujette à une usure considérable, à cause de l'écrasement qu'elle subit lorsque l'on ferme le robinet en pressant la garniture contre ladite lumière.C'est pour cette raison que l'on doit remplacer la garniture assez fréquemment, car lorsqu'elle est usée elle n'assure plus une étanchéité parfaite et inévitablement le robinet fuit. Un autre inconvénient que l'on peut rencontrer avec les robinets du type normal consiste en ce que, surtout en présence de fortes pressions de l'eau dans le réseau d'alimentation, la garniture, fortement sollicitée par la pression, tend à laisser passer l'eau au moins en partie, en sorte qu'elle assure pas complètement 1 'étanchéité. Le but de la présente invention est précisément d'éliminer les inconvénients susdits en présentant un dispositif de soupape pour robinets et analogues à même d'assurer, en position de fermeture, une étanchéité parfaite et complète, sans être sujet aux phénomènes d'usure mentionnés plus haut. Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de soupape pour robinets qui n'est pas influencé négativement par la pression élevée du réseau d'alimentation mais qui est au contraire en mesure d'augmenter, de façon pratiquement automatique, l'étanchéité à l'eau, en cas de pressions élevées dans le réseau. Encore un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de soupape pour robinets et analogues dont la réalisation est simplifiée, dont le montage est rapide et facile et qui offre en outre des garanties de durée et de sécurité. Enfin, un autre but de la présente invention, et qui n'est pas le moins important, est de fournir un dispositif de soupape pour robinets et analogues, facile à obtenir en partant de matériaux communément disponibles dans le commerce et d'un prix vraiment concurrentiel. Ces buts et d'autres encore, qui apparaîtront mieux par la suite, sont réalisés par un dispositif de soupape, selon l'invention, pouvant notamment être utilisé avec des robinets et analogues, caractérisé en ce qu'il comprend à l'intérieur d'un-élément tubulaire extérieur en communication avec une conduite d'alimentation d'eau et se raccordant avec une conduite de débit d'eau, une cartouche cylindrique présentant à sa surface latérale une série de trous de communication avec ladite conduite de débit.A l'intérieur de cette cartouche peut coulisser axialement un piston apte à assurer l'étanchéité, qui contrôle lesdits trous et qui pilote un élément obturateur se mouvant axialement dans ladite cartouche, en contraste avec la pression exercée par l'eau provenant de ladite conduite d'alimentation, d'une première position dans laquelle il interdit l'entrée de l'eau dans ladite cartouche à une seconde position dans laquelle il permet la libre entrée de l'eau dans la cartouche en question. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement- à la lecture de la description détaillée d'une forme d'exécution préférée, mais non exclusive,d'un dispositif de soupape pouvant notamment être utilisé avec des robinets et analogues, représenté à titre indicatif et non limitatif sur le dessin cijoint dans lequel - la figure 1 représente, en section longitudinale, un dispositif de soupape selon l'invention, en position de fermeture ; - la figure 2 représente, en section longitudinale, le dispositif de soupape, en position d'ouverture - la figure 5 représente le piston vu, respectivement en élévation, du dessus et du dessous - la figure 4 représente l'élément obturateur vu en élévation et du dessus ; - la figure 5 représente la cartouche cylindrique en élévation. En se référant aux figures, le dispositif de soupape pour robinet-s et analogues selon l'invention comprend un élément tubulaire extérieur 1, qui, à une de ses extrémités axiales, se trouve en communication avec une conduite d'alimentation d'eau 2, qui se raccorde dans une portion médiane avec une conduite d'évacuation d'eau 5. A l'intérieur dudit élément tubulaire extérieur 1 est installée une cartouche cylindrique 4 qui présente à proximité de ses extrémités deux bagues en 0 5 agissant sur les parois intérieures de l'élément tubulaire 1, et qui est retenu dans ledit élément tubulaire 1 par une butée annulaire 6 du côté de la conduite d'alimentation 2, sur lequel elle agit par contact, et par un porte-vis 7, vissé à l'autre extrémité de l'élément tubulaire 1. Dans une portion médiane, la cartouche cylindrique 4 présente une série de trous 8, au nombre de quatre dans l'exemple représenté, qui mettent en communication l'intérieur de la cartouche 4 avec ladite conduite d'évacuation 5 ; il faut aussi préciser qu'à son extrémité inférieure, la cartouche 4 est en communication avec la conduite d'alimentation d'eau 2. A l'intérieur de ladite cartouche 4 coulisse axialement un piston 10 à même d'assurer I'étanchéité, à sa partie supérieure, ledit piston 10 coopère avec une vis 11 qui est reliée à un bouton d'actionnement rotatif 12 représenté simplement par une ligne pointillé sur les dessins. A sa partie supérieure, le piston 10 présente une queue 13 ayant, dans l'exemple représenté, une section octogonale et s'adaptant, tout en ayant la possibilité de coulisser axialement, dans un logement 14 délimité par le porte-vis 7 ; ceci fait qu'à la rotation du bouton 12, et par conséquent à la rotation de la vis 11, correspond une translation axiale du piston 10. Dans le piston, il est prévu, à la base de la queue 13, une partie cylindrique 15, reliée par l'intermédiaire d'une tige axiale 16, à un corps cylindrique inférieur 17. La tige 16, qui a une section plus petite que les sections de la partie cylindrique 15 et du corps cylindrique inférieur 17 définit ainsi une zone annulaire 19 d'où partent de petits canaux axiaux 20 débouchant -à la surface inférieure dudit corps cylindrique inférieur 17. Sur la surface extérieure du piston 10 sont prévues respectivement une première garniture annulaire 21 à la hauteur de l'extrémité inférieure du corps cylindrique inférieur 17, une deuxième garniture annulaire 22 à la hauteur de extrémité supérieure du corps cylindrique inférieur 17 et donc, juste au-dessous de la zone annulaire 19, et une troisième garniture annulaire 23, prévue sur ladite partie cylindrique 15 et donc juste au-dessus de ladite zone annulaire 19. Lesdites garnitures annulaires 21, 22 et 23 assurent une étanchéité parfaite entre le piston 10 et les parois intérieures de la cartouche 4. En outre, lorsque la zone annulaire 19 se trouve disposée en face des trous 8 de la cartouche 4, une circulation d'eau peut s'établir, tandis que quand ladite zone annulaire 19 est placée au-dessus des trous 8, la circulation de l'eau s'interrompt. A l'intérieur de la cartouche 4 est installé un élément obturateur indiqué globalement par 30 ; cet élément obturateur présente à sa partie supérieure une saillie 31 s'étendant axialement, contre laquelle agit par contact la surface inférieure du piston 10 ; cet élément obturateur 30 présente, placé dans une position médiane, une garniture annulaire d'étanchéité 52 audessous de laquelle l'obturateur 50 présente un renflement cylindrique 33. La garniture 32 peut éventuellement être omise si l'on façonne de manière adéquate le siège de l'obturateur 30.Dans la cartouche 4, à la hauteur de la zone dans laquelle se trouve l'élément obturateur 30 se trouve un épaulement )4 contre lequel agit, lorsqu'elle occupe sa position supérieure, ladite garniture annulaire d'étanchéité 32, interrompant ainsi la communication entre l'intérieur de la cartouche 4 et la conduite d'alimentation 2. Plus précisément, l'élément obturateur 30 est mobile d'une première position (figure 1), dans laquelle il interdit la communication avec la conduite d'alimentation 2, à une seconde position (figure 2) dans laquelle, du fait qu'il se met dans sa position inférieure sous l'action du piston 10, il laisse communiquer -librement la conduite d'alimentation 2 et l'intérieur de la cartouche 4. Le fonctionnement du dispositif de soupape selon l'invention est le suivant. Lorsque le groupe à soupape se trouve dans la position illustrée à la figure 1, le robinet se trouve en position de fermeture ; en effet, la zone annulaire 19 du piston 10, délimitée par la deuxième garniture 22 et par la troisième garniture 23 ne se trouve pas en face des trous 8 et ne permet donc pas le passage de l'eau de la cartouche vers la conduite d'évacuation 3. En même temps, sous l'action de la pression de 11 eau, l'élément obturateur 50 est amené dans position supérieure ou première position, dans laquelle la garniture annulaire d'étanchéité 32 agit contre l'épaulement 34, assurant en conséquence un supplément d'étanchéité. Lorsqu'on doit ouvrir le robinet, on agit sur le bouton 12, faisant ainsi tourner la vis l1 ; la rotation de la vis ll provoque la translation axiale vers le bas du piston 10, lequel, en se déplaçant vers le bas pousse donc aussi vers le bas 1'élément obturateur 30, en sorte que la garniture annulaire d'étanchéité 32 s'éloigne de l'épaulement 34 et permet l'introduction de l'eau de la conduite d'alimentation 2 ; l'eau, qui dépasse l'élément obturateur, s'écoule le long des canaux 20 et passe dans la zone annulaire 19 qui, dans cette position, se trouve en face des trous 8 qui mettent en communication l'intérieur de la cartouche 4 et la conduite de bague en O 3, permettant en conséquence la sortie de l'eau du robinet. I1 faut remarquer que sur la surface extérieure de la cartouche 4, il est prévu un rebord cylindrique 50, de sorte que la plus grande partie de la surface extérieure de la cartouche 4 est placée à distance de l'élément tubulaire extérieur 1, créant donc pratiquement un interstice cylindrique qui permet à l'eau de sortir des trous 8, indépendamment de la position de la conduite d'évacuation 5. Pour fermer le dispositif de soupape, à partir de la position ouverte, il suffit de tourner le bouton 12 dans le sens opposé, provoquant ainsi la translation vers le haut du piston 10. La pression de l'eau fera remonter graduellement l'élément obturateur 30 jusqu a ce que celui-ci aille buter avec sa garniture d'étant chéité annulaire 32 contre l'épaulement 34 ; en outre, en raison de la translation axiale, la zone annulaire 19 se déplace graduellement hors de la zone de la cartouche 4 comportant les trous 8, interrompant par conséquent la sortie de l'eau. Selon une forme de réalisation différente , il est possible d'omettre ltobturateur 30 ; dans ce cas, l'action d'interruption et de rétablissement du débit d'eau est confiée uniquement au piston 10 sur lequel sont prévues les garnitures 21, 22 et 25 qui à elles seules sont en mesure d'exercer une action d'étanchéité efficace et complète. Selon une autre forme de réalisation, le piston 10 ne présente pas les canaux 20 et, dans sa translation axiale, il ne couvre pas les trous 8. L'étanchéité est assurée,dans ce cas, uniquement par l'obturateur 30, tandis que le piston 10, dans sa translation verts le bas, a pour fonction de repousser 1'obturateur 30 pour permettre le passage de l'eau ; l'obturateur 30 remonte grâce à l'action exercée sur lui par la pression de l'eau du réseau de distribution. Le dispositif- de soupape selon l'invention assure une double étanchéité ; en effet, la première est assurée par le piston 10 avec ses garnitures 21, 22 et 23 qui, contrairement à celles prévues dans les robinets conçus jusqu a présent, garantissent une étanchéité annulaire et n' agissent donc pas frontalement comme dans les robinets connus. En outre, en cas de pression élevée de l'eau dans le réseau de distribution, l'étanchéité est considérablement renforcée par l'élément obturateur 30 qui assure l'étanchéité justement sous l'effet de pression de l'eau existant dans le réseau. De cette façon, l'étanchéité du dispositif de soupape décrit est garantie dans toutes les conditions de fonctionnement. I1 faut aussi préciser qu'avec la disposition décrite, les garnitures ne sont pas sujettes à usure du fait que, dans quelque position qu'elles se trouvent, elles ne subissent aucun écrasement, ce qui, comme on l'a déjà signalé, est la cause première des dommages provoqués aux garnitures. L'invention ainsi conçue est susceptible de subir de nombreuses modifications et variantes qui rentrent toutes dans le domaine de l'idée inventive. En outre, tous les détails de réalisation peuvent être remplacés par d'autres éléments techniquement équivalents. En pratique, tous les matériaux employés ainsi que les dimensions pourront être les plus divers, selon les exigences. REVENDICATIONS 1. Dispositif de soupape, notamment pour robinets ou analogues, caractérisé en ce qu'il comprend, à l'intérieur d1un élément tubulaire extérieur en communication avec une conduite d'alimentation d'eau et se raccordant avec une conduite d'évacuation d'eau, une cartouche cylindrique présentant à sa surface latérale une série de trous de communication avec ladite conduite d'évacuation, en ce que, à l'intérieur de cette cartouche, peut coulisser axialement un piston apte à assurer l'étanchéité et qui contrôle lesdits trous et pilote un élément obturateur se déplaçant axialement dans ladite cartouche en étant soumis à la pression exercée par l'eau provenant de ladite conduite d'alimentation, d'une première position dans laquelle il interdit l'entrée de l'eau dans la cartouche à une seconde position dans laquelle il permet la libre entrée de l'eau dans la cartouche. 2. Dispositif de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cartouche présente sur la surface latérale un rebord cylindrique disposé en position médiane t à la hauteur desdits trous, ledit rebord étant apte à définir un interstice cylindrique coopérant avec ledit élément tubulaire extérieur. 5. Dispositif de soupape selon la revendication I ou la revendication 2, caractérisé en eue que ledit piston présente à sa partie supérieure une queue apte à se coupler de façon mobile avec un porte-vis et à rotation avec la vis supportée à rotation par ledit porte-vis, ledit piston présentant au-dessous de ladite queue une partie cylindrique reliée par une tige axiale à un corps cylindrique inférieur, cette tige cylindrique présentant une section plus petite que celle de ladite partie cylindrique, et que celle dudit corps cylindrique inférieur et définissant une zone annulaire d'où partent de petits canaux qui s'étendent axialement et qui débouchent à la surface inférieure dudit corps inférieur, la surface latérale dudit piston portant une première garniture annulaire à la partie inférieure dudit corps inférieur, une deuxième garniture annulaire à l'extrémité supérieure dudit corps inférieur et une troisième garniture annulaire à la hauteur de ladite partie cylindrique. 4. Dispositif de soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément obturateur présente à sa partie supérieure une saillie apte à agir par contact contre la face inférieure dudit piston, ledit élément obturateur présentant, dans une portion médiane, une garniture annulaire d'étanchéité apte à agir par contact contre un épaulement de butée prévu à l'intérieur de ladite cartouche, lorsque ledit élément obturateur se trouve dans ladite première position audessous de ladite garniture annulaire d'étanchéité, ledit élément obturateur présentant un renflement cylindrique. 5 Dispositif de soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite zone annulaire définie sur ledit piston se situe à la hauteur desdits trous, lorsque ledit élément obturateur se trouve dans sa seconde position, la zone annulaire se trouvant dans une zone de la cartouche ne comportant pas lesdits trous, lorsque l'élément obturateur est dans sa première position. 6. Dispositif de soupape, notamment pour robinets ou analogues, caractérisé en ce qu'il comprend un élément tubulaire extérieur en communication avec une conduite d'alimentation d'e-au et se raccordant avec une conduite d'évacuation d'eau, une cartouche cylindrique logée à i'intérieur dudit élément tubulaire extérieur et présentant à sa surface latérale une série de trous pour la communication avec ladite conduite d'évacuation, un piston apte à assurer l'étanchéité coulissant axialement dans ladite cartouche cylindrique et couplé par l'entremise d'une vis à un bouton rotatif, ledit piston controlant les trous. 7. Dispositif dè soupape, notamment pour robinets ou analogues, caractérisé en ce qu'il comprend un élément tubulaire extérieur en communication avec une conduite d'alimentation dteau et se raccordant avec une conduite d'évacuation d'eau, une cartouche cylindrique logee à l'intérieur dudit élément tubulaire extérieur et présentant sur sa surface latérale une série de trous de commu- nication avec ladite conduite d'évacuation, un piston apte à assurer l'étanchéité coulissant axialement dans ladite cartouche cylindrique et couplé par l'entremise d'une vis à un bouton rotatif, un élément obturateur piloté par ledit piston et se déplaçant axialement dans ladite cartouche, en étant soumis à la pression exercée par l'eau provenant de ladite conduite d'alimentation d'une première position dans laquelle il interdit l'entrée de l'eau dans la cartouche, à une seconde position dans laquelle il permet à l'eau de passer librement dans la cartouche.