Brevet FR2358602A1 — publié le 19780210

La présente invention concerne un ensemble formant vanne pouvant intervenir entre un premier passage de fluide et un second passage de fluide, de façon à interrompre automatiquement ou à contrôler l'écoulement dlun fluide du premier passage au second passage lors d'une augmentation abrupte de la pressinn du fluide dans ce dernier, au-delà dUn niveau normal. Il n'est pas tinhabituel, dans la vie quotidienne, d'évacuer de liteau ou tout autre fluide de l'extrémité libre ou de sortie d'un tuyau flexible qui a été élastiquement fixé à un robinet d'alimentation en eau ou touS autre source d'alimentation en eau. Un problème.majeur inhérent à une telle connexion par tuyau flexible, avec une source d'alimentation en fluide,est quMn blocage de l'écoulement de fluide en toute partie du tuyau flexible, comme cela peut se produire quand il est involontairement plié ou pressé, produit une pression excessivement élevée du fluide dans la partie du tuyau en amont de la partie bloquée, ce qui peut éventuellement rompre le tuyau flexible ou le détacher de la source d'alimentation.On peut prévoir, pour surmonter ce problème, un tuyau flexible résistant à la pression, mais c'est non seulement une solution temporaire mais également coûteuse. Un objet de la présente invention est de procurer un ensemble formant vanne automatique permettant d'éviter ces inconvénients, et assurant un usage plus long et plus sûr d'un tuyau flexible. Un autre objet de la présente invention est de procurer un ensemble formant vanne automatique, évitant un écoulement inverse d'un fluide du second passage vers le premier passage. Un autre objet de la présente invention est de procurer un ensemble formant vanne automatique permettant l'utilisation d'un tuyau flexible ordinaire et peu coûteux. En bref, un ensemble formant vanne automatique selon la présente invention comprend un corps ayant une entrée de fluide et une sortie de fluide, un siège de vanne formé dans le corps pour diviser l'intérieur de ce dernier en une premier chambre et une seconde chambre, un élément de vanne engageant le siège, une chambre de pression associée au corps, un passage permettant une communication constante de fluide entre la chambre de pression et la seconde chambre, une tige de manoeuvre dipode entre la chambre de pression et l'élément de varve, et un moyen pour solliciter lQelém.1ent de vanne au loin du siège par l'intermédiaire de la tige de manoeuvre. L'élémentde vanne est amené en engagement avec le siège par la tige de manoeuvre, selon le fonctionnement de la chambre de pression quand la pression de fluide à l'intérieur de la seconde chambre est au-delà d'un niveau normal. On notera que le fluide auquel l'ensemble formant vanne est applicable, peut autre de l'eau ou un gaz et fluides analogues par exemple. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure I est une vue en coupe en élévation latérale d'un ensemble formantuBnae selon la présente invention, en position fermée ou de fonctionnement - la figure 2 est une vue en coupe en élévation latérale en position ouverte, d'une forme modifiée de l'ensemble formant vanne représenté sur la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe en élévation latérale d'un autre ensemble formant vanne selon la présente invention, dans la mbme position que celle illustrée sur la figure 2 - la figure 4 illustre un ensemble formant vanne illustré sur la figure 3, en position fermée - la figure 5 montre une forme modifiée d'un ensemble formant vanne indiqué sur les figures 3 et 4, et elle correspond, en ce qui concerne la position, à la figure 3 ; et - la figure 6 illustre l'ensemble formant vanne de la figure 5 dans la position correspondant à celle de la figure 4. En se reportant maintenant à la figure I des-dessins joints, l'ensemble formant vanne comprend un corps généralement cylindrique 1 ayant des parties 2 et 3 à ses extrémités longitudinalement opposées, qui sont configurées pour permettre une connexion avec un robinet ou ure source d'alimentation, t1 et un passage de sortie ou un tuyau flexible t2, comme cela est illustré sur les figures 3 et 5, respectivement. L'intérieur du corps 1 est divisé en une première chambre ou chambre supérieure la et une seconde chambre ou chambre inférieure lb, par un siège annulaire 4, qui fait saillie radialement et vers l'intérieur à partir du corps. Un élément généralement cylindrique 5 est contigu à une partie de paroi périphérique du corps 1, et il reçoit un soufflet expansible 7 qui, normalement, reste contracté sous la sollicitation d'un ressort hélicoïdal 6, également reçu dans l'élément 5 (cette position étant illustrée sur la figure 2). Le bord circonférentiel du soufflet 7 est, à une extrémité 7b, rigidement connecté au corps 1 par adhésion, par exemple, tandis qu'une plaque de base ou piston 7c est connecté de façon étanche à l'autre extrémité ou extrémité libre du soufflet 7. Le piston 7c, à son extrémité opposée à celle sur laquelle porte le ressort 6, est fixé à une extrémité d'une tige de manoeuvre 8, dont l'autre extrémité fait saillie dans la chambre supérieure la du corps 1 par l'ouverture 9. L'intérieur du soufflet 7 est maintenu en communication constante de fluide avec la chambre inférieure lb du corps 1 par un passage 12. Un élément de vanne sphérique ou bille Il peut se déplacer librement dans la chambre supérieure la puur bloquer et débloquer un passage 10, comme cela est défini par le siège annulaire 4 sous l'action de la tige de manoeuvre 8, dont l'extrémité avant 8a se déplace en coulissant avec elle, selon les mouvements d'expansion e4de contraction du soufflet 7. L'ensemble formant vanne comprend de plus des trous d'évent 5b prévus dans l'élément 5, pour mettre l'intérieur ou chambre de pression de l'élément 5 en communication avec l'extérieur, un passage 13 par lequel un fluide sera introduit de la partie 2 du corps vers la chambre supérieure la, un joint 15 pour la partie 2, un joint 14 pour le siège de vanne 4, un joint torique 16 monté rigidement à l'extrémité avant 8a de la tige 8, et un certain nombre de vis 17 (illustrées sur les figures 3 et 5), pour fixer l'ensemble formant vanne au robinet t1.Par ailleurs, on prévoit un moyen formant ressort 20 sur la surface interne inférieure de la partie 2, de façon qu'il sétende dans la première chambre ou chambre supérieure la, par l'ouverture 13, pour maintenir l'élément sphérique ou bille Il en une position prédéterminée. Avec cet agencement, les passages t1 et t2 ( sur les figures 3 et 5), restent normalement en communication par le passage 10, pour permettre un éùoulement de fluide du robinet à la sortie et une évacuation de cete dernière.Dans cette situation, le soufflet 7 soumis à une pression normale du fluide reste pressé par le ressort 6 à la position telle que la bille Il soit poussée par l'extrémité avant 8a de la tige 8 qui fait corps avec le piston 7c du soufflet, contre la paroi de la chambre supérieure la, pour libérer l'ouverture. Si l'écoulement de fluide par la sortie, t2, est bloqué pour une raison ou une autre, l'écoulement continu de fluide, de la source d'alimentation t1 produit l'augmentation de la pression de fluide à l'intérieur du tuyau flexible t2, au-delà d'un niveau normal, ce qui augmente la pression subie par le soufflet 7, par l'intermédiaire du . passage 12. Le soufflet 7 est par conséquent dilaté contre la tensiodu ressort 6, il s'ensuit que la tige 8 est amenée en position rétractée dans laquelle l'élément de vanne Il est libéré et peut se déplacer pour fermer l'ouverture 10, étant donné sa configuration sphérique et la pression de fluide de la source t1 qui agit sur lui. Par suite, le fluide ne peut plus passer du robinet à la sortie de l'ensemble formant vanne. Quand la pression de fluide à l'intérieur du tuyau flexible t2 est réduite à un niveau normal, en débloquant l'écoulement de fluide, la pression de fluide agissant sur le soufflet 7, est réduite en correspondance, et le ressort 6 presse de nouveau le soufflet vers la position contractée, et la tige de manoeuvre 8 avec l'extrémité libre du soufflet s'étend ainsi ou avance pour pousser la bille Il contre la paroi de la chambre supérieure et libérer l'ouverture 10 pour rétablir une communication entre les chambres la et 1b. Une forme modifiée de l'ensemble formant vanne illustré sur la figure 1 est illustrée sur la figure 2. Ce mode de réalisation est essentiellement semblable à celui de la figure 1, à l'exception que le moyen soumis à l'action de la pression du fluide pour presser l'élément de vanne ou bille par l'intermédiaire de la tige de manoeuvre, a la forme d'un segment de piston coulissant 18, à la place du soufflet 7. Les parties et éléments désignés par les mimes repères que ceux illustrés sur la figure 1, correspondent à ceux inclus dans 1 'ensemble formant vanne illustré sur la figure 1. Comme pour l'ensemble formant vanne illustré sur la figure 1, il suffit de dire, pour éviter une description inutile, que le piston désigné par 7c a un mouvement coulissant alternatif dans l'élément cylindrique ou cylindre 5 entre des positions dilatées et contractées, pour déplacer l'élément de vanne Il par la tige 8, qui est munie à son extrémité libre, d'une extrémité avant 8a comme cela est révélé ci-dessus, et qui fait corps avec elle, selon le niveau de pression de fluide développé dans la chambre inférieure lb, et qui agit par l'intermédiaire du passage 12 et au loin du passage 10 défini par le siège de vanne annulaire 4, pour établir ainsi et interrompre la communication de fluide entre les chambres supérieure et inférieure la et lb du corps. Le repère 18 sur la figure 2 désigne un segment de piston ou tout autre élément d'étanchéité équivalent, monté sur le piston 7c en engagement coulissant avec la paroi interne du cylindre 5. Par ailleurs, on prévoit un ressort 20 prévu sur la surface interne inférieure de la partie 2, de la façon décrite ci-dessus. On remarquera que, dans les ensembles formant vannes représentés sur les figures 1 et 2, le moyen réagissant à la pression du fluide, sous la forme d'un souffletbu d'un segment de piston, suit rapidement toute variation de la pression du fluide produite dans le passage de réception, pour assurer des mouvements positifs d'ouverture et de fermeture de l'élément de vanne sphérique par la tige 8, ce qui empêche tout accident qui pourrait autrement être produit par un blocage du passage de sortie. Un autre mode de réalisation de la présente invention est illustré sur les figures 3 et 4. L'ensemble formanJ4 vanne comprend ici un corps i dont les extrémités opposées 2 et 3 sont configurées pour permettre leur connexion avec uue première source ou source d'alimentation ta et un second passage ou passage i sortie t2, respectivssent, Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 3 et 4, la source d'alimentation t1 a la forme d'un robinet d'eau courante et le passage de sortie ta a forme d'un tuyau flexible. L'intérieur du corps 1 est divisé en une première chambre ou chambre supérieure 1 a et une seconde chambre ou chambre inférieure lb par un siège annulaire 4, qui fait face à un élément généralement cylindrique 5 contigu à une partie de la paroi périphérique du corps 1. Un soufflet 7 reçu dans l'élément 5 est sollicité constamment par un ressort de compression 6 (figure 3). La chambre supérieure la reçoit un élément de vanne généralement en forme de disque 8a, pour bloquer et débloquer un passage 10 défini par le siege annulaire 4. Un disque ou plaque de base 7c est monté rigidement à une extrémité du soufflet 7 faisant face au ressort 6, tandis que l'autre extrémité 7b du soufflet est rigidement connectée au pourtour externe du corps 1 par adhésion.Une, extrémité 8b d'une tige de manoeuvre 8 est montée fixement à l'extrémité de la plaque de base 7c qui fait face à celle sur laquelle porte le ressort 6, et s'étend dans la chambre supérieure la par un passage 10 et une ouverture de guidage 9, l'autre extrémité de la tige 8 portant l'élément de vanne 8a. L'intérieur du soufflet 7 est maintenu en communication constante de fluide avec la chambre inférieure lb du corps par un passage 12. Par ailleurs, le repère 1.3 indique un passage par lequel le fluide sera introduit de ltextrémité supérieure 2 du corps vers la chambre supérieure la, et un joint 14 adhère à l'extrémité de l'élément de vanne 8a qui peut venir en engagement avec le siège de vanne 4, et un joint 15 est prévu à l'extrémité supérieure 2 du corps 1, un trou d'évent 5b permettant une communication entre la chambre 5 et l'extérieur, et un certain nombre de vis 17 peuvent fixer l'ensemble formant vanne au robinet. Dans la positionhormale ou ouverte de l'ensemble formant vanne illustré sur la figure 3, le passage débloqué de fluide de la source d'alimentation t1, au tuyau flexible t2, maintient le soufflet 7 pressé par le ressort 6 en position contractée, car la pression de fluide qui règne dans le passage t2, et par conséquent dans le soufflet 7, reste normale. La tige de manoeuvre 8 rigide avec la plaque de base 7c du soufflet, maintient l'élément de vanne 8a en une position éloignée du siège de vanne 4, pour débloquer l'ouverture 10. Le fluide ou l'eau peut par conséquent s'écouler continuellement de la source d'alimentation vers le passage de sortie. Quand l'écoulement de fluide par le passage de sortie t2 est accidentellement bloqué, le fluide amené continuellement de la source d'alimentation t1 augmente rapidement la pression à l'intérieur du passage de sortie t2,il s'ensuit que le volume du fluide, et par conséquent, la pression du fluide communiquant vers le soufflet 7 par l'ouverture 12, augmente en correspondance. Le soufflet 7 est alors dilaté contre l'action du ressort 6 vers la position illustréesur la figure 4, où il retire la tige 8 vers la position de la figure 4, l'élément de vanne 8a porté par la tige 8 étant ainsi amené en aboutement contre le siège 4 pour fermer le passage d'écuulement. En conséquence, il ne peut plus se produire d'écoulement de fluide de la source d'alimentation vers le passage de sortie.Ensuite, quand le blocage du passage de sortie t2 est supprimé, ce qui libère l'écoulement de fluide à l'extrémité de sortie, et ramène une pression normale de fluide dans le passage sortie, la pression de fluide à l'intérieur du soufflet 7 est réduite étant donné la communication de fluide avec la chambre inférieure 1b, puis le ressort 6 presse de nouveau le soufflet vers la position illustrée sur la figure 3. En conséquence, l'élément de vanne 8a relié à la plaque de base 7c du soufflet 7 par la tige 8, est déplacé en-dehors de l'engagement avec le siège 4, pour permettre au fluide de s'écouler par un trajet ainsi établi de la chambre supérieurqS la chambre inférieure. Une forme modifiée de l'agencement illustré sur les figures 3 et 4 est représentée sur les figures 5 et 6. Une différence majeure entre les agencements illustrés sur les figures 3 et 4 et sur les figures 5 et 6, réside dans le fait que le moyen pour manoeuvrer l'élément de vanne par l'intermédiaire de la tige, en réponse à la pression de fluide agissant, a la forme d'un piston au lieu d'un soufflet 7. Les mêmes repères que ceux indiqués sur les figures 3 et 4 désignent des parties et éléments coryespondants. Ceux qui sont compétents en la matière comprendront facilement que, dans le fonctionnement de l'ensemble formant vanne illustré sur les figures 5 et 6, le piston désigné par 7a et ayant un segment ou tout autre élément d'étanchéité approprié 19 qui y est monté,aun mouvement coulissant alternatif dans l'élément cylindrique ou cylindre 5 entre la position avancée illustrée sur la figure 5 et la position rétractée illustrée sur la figure 6, pour déplacer l'élément de vanne 8a par la tige de piston ou de manoeuvre 8 qui fait corps avec lui, selon le niveau de la pression du fluide dans la chambre inférieure lb, et qui agit par le passage 12 vers et au loin du passage 10 défini par le siège annulaire 4, pour établir ainsi et interrompre la communication de fluide entre les chambres supérieure et inférieure 7a et 1b. il sera apparent à la lecture de ce qui précède, que dans l'agencement de la vanne illustré sur les figures 3 et 4, et celui illustré sur les figures 5 et 6, l'élément de vanne ouvre et ferme positivement et suffisamment le passage de vanne correspondant, pour assurer une utilisation sûre d'un tuyau flexible, car les mouvements du soufflet ou du piston subordonnés aux variations de la pression de fluide dans le tuyau flexible, sont transmis directement par la tige de manoeuvre. On remarquera maintenant qu'un ensemble formant vanne selon chaque mode de réalisation préféré ci-dessus décrit, permet d'éviter des changements brusques de la pression de fluide à l'intérieur d'un passage de sortie t2 connecté à une source d'alimentation t1 par l'intermédiaire de l'ensemble formant vanne, par exemple, l'impact maximum résultant d'un "coup de bélier", se produisant immédiatement après tout blocage subit de l'écoulement de sortie de fluide. Cet ensemble formant vanne procure une contre-mesure satisfaisante contre un dégagement du moyen formant passage de sortie ou tuyau flexible, t2, au loin de l'extrémité 3 du corps, ou pour empêcher une rupture du premier et par conséquent, l'utilisatinn de tout tuyau flexible résistant à la pression qui est beaucoup trop coûteux, peut être éliminée. Bien entendu 7 l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisonssi celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E Y E N D I C A T I O N S 1 -- Ensemble formant vanne pour régler automa-hirAllenqent le passage d'un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend un corps ayant une entrée et une sortie de fluide, un siège de vanne formé dans ledit corps pour diviser l'intérieur dudit corps en une première chambre et une seconde chambre, un élément de vanne engageant sélectivement ledit siège, unyEhambre de pression associée audit corps, un passage permettant une communication constante de fluide entre ladite chambre de pression et ladite seconde chambre 5 une tige de manoeuvre s'étendant entre ladite chambre de pression et ledit élement de vanne, et un moyen pour solliciter ledit élément de vanne au loin dudit siège de vanne par ladite tige de manoeuvre, ledit élément de vanne étant amené en engagement avec ledit siège de vanne par l'intermédiaire de ladite tige de manoeuvre selon le fonctionnement de ladite chambre de pression, quand la pression de fluide à l'intérieur de ladite seconde chambre augmente au-delà d'niveau normal. 2 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de vanne précité comprend un élément sphérique ou bille. 3 - Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément de vanne précité aga forme d'un disque. 4 - Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un moyen est prévu pour solliciter l'élément de vanne précité en aboutement avec le siège de vanne précité. 5 - Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la chambre de pression précitée est munie d'un soufflet dilatable. 6 - Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de pression précitée est définie par l'ensemble d'un cylindre et d'un piston. 7 - Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de sollicitation précité est un ressort de compression.