Brevet FR2366500A1 — publié le 19780428

La présente invention est relative å une vanne automatique installe à la sortie d 'un ouvrage de retenue hydraulique, et telle que le debit restitue, materialise par la hauteur d'eau du bief aval, soit constant, quel que soit le niveau variable du bief amont. Le debit d'une vanne etant proportionnel la section de contrôle et a la racine carrée de la difference entre les pressions amont et aval (aux pertes de charges près), il est necessaire, pour obtenir un debit constant que la section de contrôle de ce debit soit inversement proportionnelle 9 la racine de cette difference de pression. L'invention a pour but une vanne dont la section de contrtle soit automatiquement adaptee cette difference de pression et qui ne necessite pour sa manoeuvre que l'énergie des forces de pression résultant de la charge exercee par le niveau amont. La vanne automatique, selon l'invention, est installee la sortie d'un ouvrage de retenue hydraulique å niveau variable, en vue de regler debit constant un ecoulement provenant du bief amont ; elle est caracterisee en ce qu'elle comporte un obturateur tubulaire vertical ouvert ses extremites et suspendu à un dispositif mobile à loi d'effort fonction de sa course, la partie inferieure etant partiellement immergea dans le bief aval et ayant une section droite constante dispose au-dessus d'une buse camnuniquant avec le bief amont, ladite partie inferieure etant raccorde å l'extremite superieure selon un profil dont l'enveloppe a une section horizontale variable, superieure celle de la partie inferieure et telle que le poids apparent de l'obturateur varie en fonction de la variation du niveau dans le bief amont pour assigner a l'obturateur la position d'ouverture correspondant ce debit constant. Selon une caracteristique, l'obturateur comporte un axe vertical de symetrie. Selon d'autres caracteristiques, le profil est realise a l'aide de tronçons elementakes coniques et/ou cylindriques. Selon une autre caracteristique, la partie inférieure de l'obturateur comporte, au droit de son raccordement avec le profil, un fond presentant un orifice de faible section. Les caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de realisation donne titre d'exemple et illustre dans la figure. La figure represente une vue en coupe verticale d'une installation comportant une vanne selon l'invention. Dans la figure on a représente un bassin amont I dont on veut assurer l'ecoulement constant vers un plan d'eau aval 3 d'evacuation. Le bassin amont communique, avec le plan d'eau aval, par l'intermediaira d'une conduite se terminant par une buse 2 munie sur son extrémité d'un siège horizontal 4 surmonte d'un deflecteur 5. Un obturateur tubulaire 6, à symétrie axiale et d'axe vertical, est disposé au-dessus du siège 4. L'obturateur, qui est fixé à un support 16 au moyen d'un dispositif à ressorts 7, comporte deux extrémités ouvertes l'une supérieure 8 et l'autre inférieure 18. La partie inférieure 9 de l'obturateur, partiellement immergée dans le bief aval, a une section droite constante, disposée au-dessus du siège 4. La partie supérieure émergente est fermée à sa base par un fond 17 de section plus grande comportant un orifice central 14. Le fond 17 et 11 extrémité supérieure 8 de l'obturateur sont raccordés par une paroi enveloppante ayant un profil 12. Le fonctionnement de l'obturateur est le suivant : ltobturateur 6 étant écarté du siège 4, un écoulement de liquide s'établit entre l'eau du bassin amont 1 et le bief aval 3 et, a l'intérieur de l'obturateur, il s'établit un niveau 15 qui, est égal au niveau du bief amont diminué des pertes de charge de la conduite d'alimentation et correspond donc à la charge nette H au droit du déflecteur 5. Le dispositif 7 de suspension à ressorts délivre un effort vertical variable fonction de la seule position de ltobturateur. A l'équilibre, cet effort correspond au poids apparent de ltobturateur, c'est-à-dire à à la somme du poids propre de l'obturateur et de la résultante des forces de pression qui est elle-même égale au poids du volume d'eau compris entre la paroi de l'obturateur et un cylindre fictif constitué par le prolongement vers le haut de la partie inférieure de section constante. Ce volume correspond à la zone hachurée de la figure. Selon l'invention, le profil 12 de la paroi de l'obturateur a une section droite variable plus grande que celle de l'extrémité inférieure à section cons tante. Ce profil est tel qu'en fonction de la hauteur du niveau amont, le poids apparent de l'obturateur assigne automatiquement à ltobturateur une position stable pour laquelle l'ouverture au-dessus du siège 4 correspond au débit constant donné. L'organe d'obturation proprement dit est du même type que la vanne cylin drique développée par la demanderesse. Le guidage de la vanne s'effectue par autocentrage hydraulique, sans frotte ment ni usure mécanique, ce qui la rend très sensible aux variations de la charge. En outre, orifice 14 fonctionne tomme diaphragme ralentissant les échanges d'eau entre les parties inférieure et supérieure de l'obturateur et a pour effet d'asseoir sa position. Il est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et representé et qui n'a éte donne qu'à titre d'exemple ; en particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, ou encore, remplacer certains éléments par d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente. C'est ainsi qu'au lieu d'utiliser un profil théorique à courbure continue tel que celui représenté en 12 sur la figure, on peut lui substituer un profil de courbure disconstinue réalisé à l'aide de tronçons de formes conique ou cylindrique. REVENDICATIONS 1/ Vanne automatique installée à la sortie d'un ouvrage de retenue hydraulique à niveau variable en vue de régler à débit constant un écoulement provenant du bief amont, caractérisée en ce qu'elle comporte un obturateur tubulaire vertical (6) ouvert à ses extrémités (8, 18) et suspendu à un dispositif mobile (7) à loi d'effort fonction de sa course, la partie inférieure (9) étant partiellement immergée dans le bief aval (3) et ayant une section droite constante disposée au-dessus d'une buse (2) communiquant avec le bief amont, ladite partie inférieure (9) étant raccordée à l'extrémité supérieure (8) selon un profil (12) dont l'enveloppe a une section horizontale variable supérieure à celle de la partie inférieure et telle que le poids apparent de ltobturateur varie en fonction de la variation du niveau (10) dans le bief amont pour assigner à l'obturateur la position d'ouverture correspondant à ce débit constant. 2/ Vanne automatique selon la revendication I, caractérisée en ce que l'obtura- teur (6) comporte un axe vertical de symétrie. 3/ Vanne automatique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le profil (12) de l'obturateur (6) comporte des tronçons élémentaires de forme conique. 4/ Vanne automatique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le profil (12) de l'obturateur (6) comporte des tronçons élémentaires de forme cylindrique. 5/ Vanne automatique selon l'une des revendications 1 et 4, caractérisée en ce que la partie inférieure (9) de l'obturateur (6) comporte au droit de son raccordement avec le profil (123 un fond (13) présentant un orifice de faible section (14).