Brevet FR2430556A1 — publié le 19800201

L'invention concerne une vanne notamment pour des liquides et, en particulier, une vanne a clapet. Une vanne du type considéré comprend un corps de vanne divisé en une chambre amont et une chambre aval pouvant communiquer entre elles uniquement par un clapet étanche, commandé par une tige de clapet et guidé par une tige de guidage. On connait déj de nombreuses vannes de ce type qui présentent l'inconvénient que, lors de la fermeture de la vanne, la chambre aval, la conduit aval a laquelle elle-est reliée et les appareils d'utilisation reliés à cette conduite aval restent remplis de liquide. Cela est très souvent génant plus spécialement dans les installations industrielles car ce liquide stagnant est dangereux en cas de gel, provoque des corrosions dans les conduits et les appareils, etc. De plus, le liquide stagnant est susceptible d'être pollué, par exemple dans le cas ot l'appareil d'utilisation est une douche de sécurité placée en atmosphère corrosive. Il est donc du plus haut intérêt que le liquide restant dans la chambre aval de la vanne , ainsi que dans la conduite aval et les appareils d'utilisation soit vidangé lors de la fermeture de la vanne. Il est souhaitable encore que cette vidange se fasse automatiquement, sans nécessiter des pièces annexes. Le but de l'invention est donc de résoudre ce problème en proposant une vanne caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de mise en communication de la chambre aval avec l'extérieur du corps de vanne, a fonctionnement automatique directement assuré par le déplacement de la tige de clapet, de telle façon que les moyens de mise en communication sont è l'état actif lorsque le clapet est fermé c'est- -dire qu'alors la chambre aval est en communication avec l'extérieur du corps de la vanne et que les moyens de mise en communication sont a l'état inactif lorsque le clapet est ouvert c'est- -dire qu'alors la chambre aval n'est pas en communication avec 11 extérieur du corps de vanne. Une telle vanne trouve une utilisation très avantageuse dans les conduits industrielîs d'alimentation en eau, incendie, sanitaires tels que les douches ou le lavage des yeux, etc. L'invention sera bien comprise d'après la description de deux formes d'exécution préférées mais non limitatives faisant également ressortir d'autres avantages , ainsi que le dessin annexé dont La figure 1 est une vue en coupe axiale longitudinale dans le sens d'écoulement du liquide et partiellement arrachée, d'une vanne selon la présente invention et La figure 2 est une vue également en coupe axiale d'une autre forme d'exécution de la vanne selon la présente invention. La vanne selon l'invention et les figures 1 et 2 sur lesquelles les mêmes organes ont été référencés de la même manière comporte,de façon connue en soi, un corps de vanne 1 fermé de manière parfaitement étanche1 aux ouvertures d'entrée et de sortie duquel sont branchés par des moyens d'association appropriés (non figurés) d'une part une conduite amont 2 d'amenée d'un fluide, notamment un liquide et, d'autre part, une conduite aval 3 d'évacuation du liquide vers un appareil d'utilisation. Lorsque la vanne est ouverte, le liquide circule de la conduite amont 2 à la conduite aval 3 dans le sens des flèches fi sous l'effet d'une pompe (non figurée), ou du fait de la pression du liquide, ou de toute autre manière. Une cloison 6 divise le corps de vanne 1 en une chambre amont 4 et une chambre aval 5, respectivement en communication avec la conduite amont 2 et la conduite aval 3. Les chambres amont 4 et aval 5 ne peuvent être mises en communication l'une avec l'autre que par une ouverture 6a percée dans la cloison 6, susceptible d'être obturée ou non par un clapet 7 mobile entre une position de fermeture où il repose sur un siège 8 , notamment constitué par le bord de la cloison 6 autour de l'ouverture 6a et une position d'ouverture. Dans une forme d'exécution possible non limitative, le clapet 7 est monté mobile à coulissement axial entre ses deux positions extrêmes d'ouverture et de fermeture. A cet effet, le clapet 7 est commandé par et rigidement fixé à une tige de clapet 9 sensiblement coaxiale, mobile à coulissement axial, traversant un trou 10 correspondant percé dans le corps de vanne 1, à partir duquel elle saille à l'extérieur de celui-ci. Le déplacement du clapet 7 est guidé par une tige de guidage 11 de préférence de même axe que la tige de clapet 9,mobile à coulissement axial, placée, par rapport au clapet 7, à l'opposé de la tige du clapet 9, traversant également un trou de guidage 12 correspondant, percé dans le corps de vanne 1 duquel elle saille également vers l'extérieur de celui-ci à l'oppose de l'endroit où saille la tige de clapet 9. A la partie extrême libre de la tige de clapet 9, à l'extérieur du corps de vanne 1, sont associés des moyens d'entraînement 13 de la tige de clapet 9. Ces moyens sont de nature mécanique : bouton poussoir, manette de commande, levier, etc..; magnétique, électromagnétique, électrique, etc... et permettent d'assurer le déplacement de la tige de clapet 9 dans le sens provoquant le passage du clapet 7 de sa position de fermeture à sa position d'ouverture. Des moyens élastiques 14, tels qu'un ressort helicoidal, sont associés directement ou indirectement au clapet 7 par exemple par l'intermédiaire de la tige de clapet 9 pour solliciter, en permanence, le clapet 7 vers sa position de fermeture où il est appliqué sur son siège 8 . Dans le cas de la figure 1, le ressort hélicoldal 14 de traction entoure la tige de clapet 9, est placé à l'extérieur du corps de vanne 1, est logé dans un corps secondaire 15 de protection rigidement fixé au corps 1 et prend appui d'une part sur la face extérieure du corps de vanne 1, autour du trou 10 et , d'autre part, sur une saillie de la tige de clapet 9. Dans le cas de la figure 2, le ressort hélicoïdal 14 de traction entoure la tige de guidage il, est placé dans le corps de vanne 1 notamment dans la chambre amont 4, et prend appui sur la face aval du clapet 7 et la face intérieure du corps de vanne 1 autour du trou 12. Naturellement, on peut concevoir de nombreuses autres variantes en ce qui concerne les moyens 13 et 14. Lorsque les moyens d'entraînement 13 ne sont pas actionnés, les moyens 14 sont actifs et maintiennent le clapet 7 dans sa position de fermeture, la vanne étant fermée. Lorsqu'on actionne les moyens d'entraînement 13 à l'encontre des moyens 14, le clapet 7 est déplacé en sens axial de la tige de clapet 9 jusqu'à sa position d'ouverture où le liquide passe librement de la conduite amont 2 à la conduite aval 3 via la chambre amont 4, l'ouverture 6a et la chambre aval 5 dans le sens des flèches fi . La tige de guidage 11 coulisse axialement dans le trou de guidage 12, guidant le déplacement du clapet 7. Les trous 10 et 12 sont pourvus chacun de moyens d'étanchéité, non figurés, coopérant avec les tiges 9 et 11. La course de coulissement axial des tiges 9, 11 et du clapet 7 à l'encontre des moyens 14 peut être limitée par exemple par une garniture 16 associée à la tige de guidage 11 et susceptible de venir en appui autour du trou de guidage 12. La vanne selon l'invention comporte des moyens 7 de mise en communication de la chambre aval 5 avec l'extérieur du corps de vanne 1. Ces moyens 17 sont à fonctionnement automatique notamment sans nécessiter une intervention directe et spécifique. Ce fonctionnement est directement lié au déplacement de la tige de clapet 9, donc à celui du clapet 7. Plus précisément, les moyens 17 sont à l'état actif lorsque le clapet 7 est fermé c'est-à-dire que la chambre aval 5 est alors effectivement en communication avec l'extérieur du corps de vanne 1. Lorsque le clapet 7 est ouvert, les moyens 17 sont pour l'essentiel à l'état inactif où la chambre aval 5 n'est pas en communication avec l'extérieur du corps de vanne 1. Eventuellement, lorsque le clapet 7 est ouvert, les moyens 17 peuvent être temporairement seulement à l'état actif. Ainsi, lorsque la vanne est ouverte, ces moyens 17 sont pour l'essentiel inactifs et ils ne laissent pas s'échapper substantiellement le liquide qui s'écoule donc normalement de la conduite amont 2 à la conduite aval 3, comme indiqué plus haut. Par contre, lorsque la vanne est fermée, les moyens de communication 17 sont automatiquement rendus actifs et le liquide stagnant dans la chambre aval 5 est évacué par les moyens 17 vers l'exte- rieur du corps de vanne 1. Après cela, la chambre aval 5, la conduite aval 3, et l'appareil d'utilisation sont totalement vidés du liquide inutilisé, ce qui est de la plus haute importance pour empêcher la détérioration par exemple, ou encore éventuelle pollution du liquide. Selon l'invention, les moyens 17 sont réalisés sans adjonction de pièces à la vanne. De plus, aucun organe autre que celui faisant partie de la vanne n'est interposé entre les moyens 17 et la tige de clapet 9. Selon une première forme d'exécution nullement limitatice de l'invention, illustrée par la figure 1, les moyens 17 sont constitués par un canal 18, percé dans la tige de guidage 11 pratiquement en direction axiale, terminé d'une part par un trou intérieur 19 d'axe radial, en un point médian entre le clapet 7 et l'extrémité libre extérieure de la tige de guidage 11 et, d'autre part, par un trou extérieur 20 en direction axiale, à l'extrémité libre de la tige de guidage 11,situé en permanence à l'extérieur du corps de vanne 1. Le trou intérieur 19 est placé sur la tige de guidage il de sorte que lorsque le clapet 7 est en position de fermeture, le trou 19 soit situé dans la chambre aval 5, ce qui a pour effet de rendre les moyens 17 actifs, et lorsque le clapet 7 est en position d'ouverture, le trou 19 soit masqué par exemple par l'é- paisseur du corps de la vanne 1, ce qui a alors pour effet de rendre les moyens 17 inactifs. L'obturation du trou 19 est assurée par les moyens d'étanchéité associés au trou de guidage 12 traversé par la tige de guidage 11. La garniture 16 qui, en fin de course est plaquée autour du trou 12, sert également à assurer la fermeture étanche du trou intérieur 19.Pendant une courte période intermédiaire à partir de l'ouverture du clapet 7, le trou 19 n'est pas obturé et les moyens 17 sont actifs de sorte qu'une fraction très faible et pratiquement négligeable de liquide s'échappe du corps de vanne 1. Cette fraction perdue peut être substantiellement diminuée si le trou 19 est placé, lorsque le clapet 7 est en position fermée, au voisinage immédiat du corps de vanne 1. Lorsque la vanne est fermée, le liquide de la chambre aval 5 s'évacue par le trou 20 via le canal 18 et le trou 19 dans le sens des flèches f2. On observera que les moyens 17 se déplacent pour passer de l'état actif à l'état inactif et inversement par coulissement axial des tiges de clapet 9 et de guidage 11. Selon une seconde forme d'exécution toujours non limitative, illustrée par la figure 2, les moyens 17 sont constitués par un canal 18 percé dans la tige de clapet 9, toujours pratiquement en direction axiale,terminé d'une part par un trou intérieur 19 de direction radiale, situé en permanence dans la chambre aval 5 et, d'autre part, un trou intérieur 20, de préférence en direction radiale, situé en un point médian notamment au voisinage de l'extrémité libre extérieur de la tige 9. Le trou extérieur 20 est placé sur la tige de clapet 9 de sorte que lorsque le clapet 7 est en position de fermeture, le trou 20 soit situé à l'extérieur du corps de vanne 1 ce qui a pour effet de rendre les moyens 17 actifs et que, lorsque le clapet 7 est en position d'ouverture, le trou 20 soit masqué par exemple par l'épaisseur du corps de vanne 1 ce qui a pour effet de rendre les moyens 17 inactifs. Le principe de fonctionnement est, dans cette variante, le même que celui de la forme d'exécution précédente, aux différences près suivantes :la tige de clapet 9 est concernée; lorsque les moyens 17 sont rendus inactifs, c'est le trou extérieur 20 qui est obturé. Egalement , comme expliqué précédemment, il est souhaitable que le trou 20 soit situé au voisinage immédiat du corps de vanne 1, lorsque le clapet 7 est en position de fermeture. Dans les deux variantes décrites, on évite une perte de charge trop importante dans le canal 18 en diminuant la longueur de celui-ci donc en rapprochant le plus possible les trous 19 et 20 du corps de vanne 1. Dans les deux formes d'exécution décrites, les vannes sont du type à position de fermeture stable et d'ouverture instable, car ne sollicitant pas les moyens 13, les moyens 14 ramènent automatiquement la vanne en position fermée. Le dispositif selon la présente invention peut être également appliqué à une vanne à deux positions stables, fermée et ouverte, telle qu'en sollicitant les moyens 13, on provoque le déplacement de la tige de clapet 9 dans le sens de la flèche f3 en ouvrant le clapet et en l'amenant dans une position accrochée et sollicitant les moyens 13 pour déplacer la tige de clapet 9 à l'encontre de la flèche f3 on décroche le clapet et on laisse la vanne se fermer. Le dispositif s'applique également à tout autre type de vanne. Enfin, la vanne pourvue d'un tel dispositif peut faire l'objet de nombreuses applications : canalisation extérieure, douche extérieure de sécurité, etc. REVENDICATIONS 1.- Vanne pour fluide composée d'un corps de vanne divisé en une chambre amont et une chambre aval pouvant communiquer entre elles uniquement par un clapet étanche, mobile, commandé par une tige de clapet et guidé par une tige de guidage notamment coaxiales, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens 17 de mise en communication de la chambre aval 5 avec l'extérieur du corps de vanne 1, à fonctionnement automatique directement assuré par le déplacement de la tige de clapet 9, de telle manière que les moyens 17 sont à l'état actif lorsque le clapet 7 est fermé c'est à-dire qu'alors la chambre aval 5 est en communication avec l'ext6- rieur du corps de vanne 1 et que les moyens 17 sont à l'état inactif lorsque le clapet 7 est ouvert c'est-a-dire qu'alors la chambre aval 5 n'est pas en communication avec l'extérieur du corps de vanne 1. 2.- Vanne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens 17 sont portés et actionnés par la tige de clapet 9 ou/et par la tige de guidage 11. 3.- Vanne salon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les moyens 17 sont déplacés pour passer de l'état actif à l'état inactif et inversement par coulissement axial des tiges de clapet 9 et de guidage 11. 4.- Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les moyens 17 sont constitués par un canal 18 porté par la tige de clapet 9 ou/et par la tige de guidage 11 pratiquement en direction axiale, terminé par un trou intérieur 19 en direction radiale normalement à l'intérieur de la chambre aval 5 lorsque le clapet 7 est en position fermée et par un trou extérieur 20,de direction soit axiale, soit radiale normalement à l'extérieur du corps de vanne 1 lorsque le clapet 7 est en position fermée. 5.- Vanne selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'un des deux trous intérieur 19 ou extérieur 20 est placé de sorte que, lorsque le clapet 7 est ouvert, il soit automatiquement obturé tandis que l'autre trou extérieur 20 ou intérieur 19 est soit à l'extérieur du corps de vanne 1, soit à l'intrieur de la chambre aval 5. 6.- Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le trou intérieur 19 ou extérieur 20 devant être obturé est placé au voisinage immédiat du corps de vanne 1. 7.- Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le trou intérieur 19 ou extérieur 20 ne devant pas être obturé est placé au voisinage immédiat du corps de vanne 1. 8.- Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que l'obturation du trou intérieur 19 ou extérieur 20 est réalisée grace aux moyens d'étanchéité dont sont pourvus les trous 10,12 de passage des tiges 9,11.