Brevet FR2367150A1 — publié le 19780505

La présente invention se rapporte aux vannes automatiques du type secteur et, en particulier, du type à flotteur oscillant et couple antagoniste variable, destinées à régler hydrauliquement le débit d'un canal en maintenant un niveau constant à l'aval de la vanne. De telles vannes ont fait l'objet par la demanderesse de brevets français tels que, en particulier, le brevet nO 2 098 487. Ces vannes sont essentiellement constituées d'un ensemble comportant un tablier secteur, centré sur un axe de rotation, un flotteur secteur centré sur le même axe, un bâti constitué par deux bras reliant ces deux éléments, ainsi que des contrepoids solidaires du bâti, 11 ensemble oscillant autour dudit axe situé sensiblement à la cote du niveau aval à régler, le flotteur se déplaçant dans un bac en comnunication avec le bief aval. Le tablier secteur comporte du caté aval, sur sa paroi interne, deux goussets de consolidation sous forme de deux plaques longitudinales, reliées aux deux bras du bâti. Dans de telles vannes la section du tablier et du pertuis est trapézoidale, ce qui facilite le dégagement du tablier par rapport aux bords du pertuis lors de l'ouverture de la vanne. Dans ces conditions, dès que la vanne est en ouverture, et surtout à très faible ouverture, il se produit, entre les bords latéraux du tablier et les parois du pertuis, un écoulement qui, dans certains cas de fortes charges, provoque une vibration transversale du tablier pouvant être nuisible. Afin d'y obvier, comme la période de vibration du tablier est liée à sa masse, on a songé à l'alourdir pour abaisser sa fréquence de résonance. Mais cette solution élémentaire d'alourdissement du tablier n' apparaît pas rationnelle, en raison du renforcement nécessaire des organes de la vanne, en particulier du bâti et des poids d'équilibrage, ce qui conduit à une vanne de poids et dimensions inacceptables. Par ailleurs, on a cherché à renforcer le bai et les organes d'attache au tablier, mais Si cette précaution est de nature à entraver la vibration de la vanne dans le plan horizontal supérieur d'attache du tablier, il reste dans certains cas une vibration de torsion importante à la base du tablier, de toute façon, cette solution conduit aussi à accroître considérablement la masse de l'appareil. La présente invention a pour but ltobtention d'une vanne secteur qui soit soustraite aux effets nuisibles de la résonance, sans pour autant comporter un notable accroissement du poids de la vanne. A cet effet, on s'arrange pour solidariser avec la vanne une masse de liquide contenue dans le bief aval, de manière à accroître son inertie dans le sens transversal et, par suite, sa période de vibration, tout en maintenant la libre communication de cette masse liquide avec le bief aval par des ouvertures appropriées, de manière à ne pas modifier l'équilibre de la vanne en considération de sa manoeuvre autour de l'axe de rotation. L'invention a pour objet une vanne automatique du type secteur contrôlant le niveau liquide d'un bief aval, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour la rendre solidaire transversalement d'une masse de liquide provenant du bief aval et des moyens pour maintenir le niveau de cette masse liquide en équilibre avec le niveau de ce bief. Selon une caractéristique, le tablier de la vanne comprend au moins un compartiment contenant la masse de liquide du bief aval, ledit compartiment comportant au moins une ouverture faisant communiquer cette masse avec le bief aval. Selon un mode de réalisation, un compartiment est constitué par la face aval du bordé du tablier, les deux goussets latéraux de consolidation du tablier et une paroi aval comportant des ouvertures. Selon une variante de réalisation, la vanne comporte plusieurs canpartiments adjacents, chacun étant constitué par une portion verticale de la face aval du bordé du tablier et deux parois latérales verticales, délimitant à leur extrémité aval une ouverture régnant sur toute leur hauteur. Cette réalisation au moyen de plusieurs compartiments permet de cloisonner latéralement la masse totale de liquide dans la vanne, empêchant les mouvements latéraux dudit liquide, ce qui a pour effet de solidariser transversalement de façon plus efficace avec la vanne une masse de liquide contenue dans le bief aval. Selon une autre variante de ce dernier mode de réalisation, chaque paroi verticale comporte du côté aval une paroi transversale délimitant une ouverture verticale régnant sur toute sa hauteur. Selon une caractéristique, les compartiments faisant l'objet de ces modes de réalisation sont fermés à leur partie supérieure par une paroi, celle-ci étant cependant munie d'orifices pour y éviter l'emprisonnement de bulles d'air lors des mouvements d'immersion de la vanne, afin d'éviter qu'il se produise un effet de flotteur incompatible avec sa loi d'équilibre. Ci-après, à titre d'exemple, plusieurs formes de réalisation de l'invention en référence aux figures annexées. - La figure 1 est une vue schématique d'un profil de vanne automatique classique, - la figure 2 est une vue partielle en perspective d'une vanne automatique selon l'invention, - la figure 3 est une vue partielle en perspective d'une variante d'un mode de réalisation comportant plusieurs compartiments, - la figure 4 est une vue partielle en perspective d'une autre variante de réalisation de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V - V de la figure 4. On voit sur la figure 1 une vanne à réglage de niveau aval N constant, disposée à la sortie d'un orifice 1 comportant un tablier 2 avec bordé cylindrique centré sur un axe de rotation 3 autour duquel pivote l'ensemble de la vanne, avec en 4 les deux bras de la charpente et en 5 un flotteur secteur détectant le niveau du bief aval. Une première soute de lestage est constituée par une capacité 6 placée à la verticale de l'axe de rotation 3 lorsque la vanne est en position de fermeture telle que le montre la figure 1, la deuxième soute de lestage étant constituée par le volume intérieur du flotteur 5. Le tablier 2 est fixé sur les deux bras 4 et comporte deux goussets 7 sous forme de plaques longitudinales qui servent de raidisseurs, et qui sont fixées d'une part sur le bras et d'autre part sur la paroi interne du tablier. On voit sur la figure 2, le tablier 2 d'une vanne automatique selon l'invention, avec les deux bras 4 du bâti et les deux goussets 7. Ces trois éléments étant reliés de façon à former un ensemble ridide. Une plaque 8 comportant des orifices 9 de communication avec le bief aval forme, avec les deux goussets 7 et le bordé du tablier 2, un compartiment 14 solidaire du tablier contenant une masse de liquide provenant du bief aval et maintenu en libre communication et en équilibre avec ledit bief aval par lesdits orifices 9, de sorte que lton accroît l'inertie de la vanne dans le sens transversa, et par suite sa période propre de vibration, sans modifier son équilibre autour de son axe de rotation. On voit sur la figure 3 une variante de réalisation, comportant plusieurs compartiments adjacents 10 formés chacun par une portion verticale du bordé du tablier 2 et des plaques verticale 11 de même dimension que les goussets 7, qui constituent les parois externes des compartiments d'extrémité. Les plaques verticales Il délimitent du côté aval des ouvertures verticales 13, assurant une communication de section maximale avec le bief aval. Du fait de la faible largeur des compartiments on augmente ainsi la cohésion de la masse liquide avec la vanne. Les figures 4 et 5 montrent une variante de réalisation du dispositif de la figure 3, dans laquelle les compartiments adjacents 10 comportent, du côte aval, des parois 12 délimitant des ouvertures verticales 13' réduites qui regnent sur toute leur hauteur. Les compartiments faisant l'objet des réalisations des figures 2, 3 et 4 pourront être fermés à leur partie supérieure par une paroi comportant des orifices pour éviter l'emprisonnement de bulles d'air dans la partie supérieure de la chambre ainsi constituée, lors des mouvements d'immersion de celle-ci, empêchant qu'il se produise un effet de flotteur incompatible avec les lois d'équilibre de la vanne. I1 est évident que l'invention n'est nullement limitée aux modes de realisation qui viennent d'être décrits et représentés et qui ntont été donnes qu' titre d'exemple ; en particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens equivalents, ou encore remplacer certains éléments par d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente. REVENDICATIONS 1/ Vanne automatique du type secteur contrôlant le niveau liquide d d'un bief aval, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour la rendre solidaire transversalement dtune masse de liquide provenant du bief aval et des moyens pour maintenir le niveau de cette masse liquide en équilibre avec le niveau de ce bief. 2/ Vanne automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tablier de la vanne comprend au moins un compartiment (14) contenant la masse de liquide du bief aval, ledit compartinent comportant au moins une ouverture (9) faisant communiquer cette masse avec le bief aval. 3/ Vanne automatique selon la revendication 2* caractérisée en ce que le compartiment est constitué par la face aval du bordé du tablier (2), les deux goussets latéraux (7) de consolidation du tablier et une paroi aval (8) comportant des ouvertures (9). 4/ Vanne automatique selon la revendication 2, caractérisée en ce que la vanne comporte plusieurs compartiments adjacents (10), chacun étant constitué par une portion verticale de la face aval du bordé du tablier (2) et deux parois latérales verticales (11), délimitant à leur extrémité aval une ouverture (13) régnant sur toute leur hauteur. 5/ Vanne automatique selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque paroi verticale (11) comporte, du côté aval, une paroi transversale (12) délimitant une ouverture verticale (13') régnant sur toute sa hauteur. 6/ Vanne automatique selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'un compartiment est fermé à sa partie supérieure par une paroi munie d'au moins un orifice.