Brevet FR2472711A1 — publié le 19810703

La présente invention concerne les robinets d'arrêts et leurs raccordements qui subissent des détériorations provenant des coups de bélier ou du gel sur des canalisations de fluides et d'eau principalement; l'invention vise également à limiter les bruits aux raccordements des canalisations lorsque les vitesses d'écoulement des fluides sont élevées. I1 existe des moyens connus pour limiter les bruits des canalisations ou les effets des coups de bélier en intercalant par exemple dans les tronçons de tuyauteries des intermédiaires en matériau souple ou encore én mettant entre les colliers qui supportent la tuyauterie et cette dernière, des bagues en caoutchouc, mais, ces moyens ne sont pas valables pour protéger -les corps des robinets, leurs têtes et leurs raccordements. La principale caractéristique de l'invention est de protéger tout l'ensem- ble de la robinetterie en permettant à une tête spéciale de réagir suivant les coups de bélier et les augmentations de pression intérieure dans le robinet. Dans les installations sanitaires, les pressions d'eau sont souvent variables, l'écoulement de l'eau dans les tuyauteries fait souvent du bruit car les diamètres intérieurs de ces tuyauteries sont trop faibles, et l'on est souvent en présence d'un régime turbulent dû à l'allure de l'écoulement de l'eau, de telle sorte qu'il y a toujours des bruits secs et violents dûs aux coups de bélier qui se produisent lorsqu'on ferme rapidement un robinet tel qu'un mitigeur mono commande à levier. Le coup de bélier caractérisé par une surpression de très courte durée et dû à larrêt brutal d'une colonne dteau dans la tuyauterie, est annulé avec la tête de robinet de la présente invention, ce qui permet aussi d'éviter des ruptures de canalisations, des fuites aux soudures et des détériorations de chauffeeau ou de robinets. Dans les installations industrielles, les longueurs importantes de tuyauteries et des vitesses de circulation de fluides très élevées produisent aussi des détériorations dont celle de la robinetterie et de ses raccordements. Dans le cadre de l'invention, la robinetterie est d'abord protégée en adaptant une tête spéciale dont le porte-clapet a la possibilité de rentrer dans le corps de tête lorsque la pression du fluide augmente brutalement; de même, si le robinet est exposé au gel, ce porte-clapet a aussi la possibilité de rentrer de manière à donner à l'intérieur du corps de robinet le complément de volume nécessaire lors du passage de l'eau de l'état liquide à l'état solide. I1 arrive aussi que le robinet fermé soit soumis a des coups de bélier, à des variations de pression et à l'effet du gel, dans ce cas, l'invention vise aussi à remédier à ces inconvénients par le moyen d'amortisseurs spéciaux placés aux raccordements du robinet. L'invention sera plus facile à comprendre à la lecture des descriptions qui vont suivre : - La figure 1 représente 2 coupes différentes du robinet, l'une (coupe 1 a) montre le robinet ouvert en position normale, l'autre (coupe 1 b ) le montre fermé - La figure 2 représente une coupe du robinet partiellement ouvert avec le clapet complètement remonté par l'effet d'une surpression. - La figure 3 représente une coupe du robinet ouvert avec une tête équipée d'un volant et dont le clapet est aussi remonté par l'effet d'une surpression. - La figure 4 montre titre d'exemple une demi-coupe d'un raccord avec un ensemble comprenant une bague régulatrice de débit et deux amortisseurs spéciaux pour éviter les coups de bélier, surpressions et augmentations de débit. La figure 1 représente à titre d'illustration une coupe d'un robinet à soupape avec un corps de tete comprenant un clapet 16 moulé et fixé sur un porte - clapet 15; on peut également avoir un autre type d'assemblage clapet porte - clapet tel celui décrit dans la norme française N.F. E- 29 04. Le perte - clapet 15 est guidé dans le corps de tête 3 vissé et bloqué sur un corps de robinet 1 avec un joint d'étanchéité 2; un joiht torique 9 placé dans une gorge du porte - clapet 15 assure l'étanchéité avec l'extérieur. La coupe 1 a (fig.l) représente le robinet en ouverture normale avec la tige de manoeuvre 6 complétement remontée avec une rondelle anti-friction 8 jusqu'à l'écrou 7 vissé et bloqué sur le corps de tête 3. Un ressort de compression 5 agit sur une rondelle anti-friction 17 et le porte-clapet 15 qui est retenu dans la vis de manoeuvre 6 par un jonc circulaire 4; dans le cas du clapet rapporté et fixé par vissage sur le porte-clapet au moyen d'une vis, on peut retenir le porte-clapet 15 dans la vis de manoeuvre 6 par deux goupilles droites cylindriques 4 et 4a afin de faciliter les montages et démontages de têteo En position d'ouverture normale suivant la coupe 1 a fig. 1 le ressort 5 est en compression normale de travail pour que le clapet reste toujours dansla-même position. I1 va de soi que le ressort de compression 5 doit être défini en fonction de la pression normale du fluide véhiculé. Pour passer de la position ouverture (coupe i a fig. 1) à la position fermeture (coupe 1 b fig. 1) il faut tourner la vis de manoeuvre 6 jusqu'à ce que le clapet 16 soitbien en pression sur le siège du robinet et la vis de manoeuvre 6 avec la rondelle 17 également en pression surle porte-clapet 15; en position fermeture le ressort 5 est comprimé. L'organe de manoeuvre - potence ou volant - qui doit être fixé sur la tige 6 n'est pas représenté sur la figure 1; à titre d'exemple, la figure 3 représente une tête avec un volant 20 entourant le corps de tête 3 et fixé sur la vis de manoeuvre au moyen d'une rondelle 21 et d'un écrou 22 avec sa pastille de protection 23. Si la pression du fluide est normale ou faible, on ouvre la tête du robinet comme indiqué suivant la coupe 1 a fig. 1; si la pression du fluide est élevée, on ouvre de moitié la tête du robinet pour que la vis de manoeuvre 6 soit suivant la position indiquée par la figure 2 et le clapet suivant la position C 1 représentée en trait fin, le clapet 16 étant en équilibre par la pression du ressort 5. Dans le cas d'une forte surpression ou d'un coup de bélier, l'ensemble porte-clapet 15 - clapet 16 remonte au maximum tel qu'il est représenté sur la figure 2. Suivant la figure 3, en utilisation avec une pression normale du fluide, le clapet se trouve suivant la forme représentée en trait fin A 1 et lorsque la pression augmente ou qu'il y a une forte surpression, le clapet arrive en position limite suivant la représentation A 2 du dessin. Les figures 2 et 3 sont représentées avec une vis de manoeuvre 6 percée (35) pour permettre le contrôle des pressions d'eau par le moyen dssune tige graduée qui, venant s'appuyer sur la titre 24 du porte-clapet 15, donne la pression statique ou dynamique du fluide lorsque le clapet est situé entre les positions A 2 et A i de la figure 3; si l'on veut ensuite diminuer les pression et débit en aval pour éviter les coups de bélier provenant de la fermeture rapide d'un quelconque robinet, il suffit de fermer partiellement le robinet; toutes les indications et les repérages peuvent être portés sur une plaquette 36 fixée sur le corps de tête du robinet. Pour des cas particuliers où il y a des surpressions brutales et impossibles à éviter, il est souhaitable de percer un trou 25 (fig 3) dans le corps de tette 3 pour qu'une partie du liquide en surpression s'échappe par le jeu existant entre le corps de tête 3 et le porte-clapet 15 st par le trou 25 qu'il suffit de relier pour l'évacuation. Pour ce qui concerne les surpressions soit dans l'entrée du robinet soit dans la sortie et pour la protection des raccordements de tuyauteries, des bagues spéciales 14 et 14 A (fig. 1) assurent une protection efficace. Chaque bague est en élastomère spccial moulé avec un ressort 13 ou 13 a (fig. 1) qui a pour fonction de maintenir la bague cylindrique et surtout lorsque la surpression arrive par exemple sur la face 40 de la bague; l'élastomère composant cette bague possède pour cela des caractéristiques mécaniques bien définies dont une très bonne valeur en " compression set", une dureté shore constante selon les variations de température du fluide, une bonze tenue au vieillissement. Le fluide circulant dans le passage 37 de la bague 14 fait augmenter ce diamètre de passage en fonction de la pression et, les zones de passage 38 et 39 à l'intérieur du robinet prennent les formes nécessaires suivant la veine du fluide. - Lorsu'il y a en aval du robinet un coup de bélier provenant d'une fer lsonre de choc ineture ranine/est d'abord amortie partiellement par la face 40 de la bague 14, ensuite par la tete faisant office d'anti - bélier et enfin par la bague 14 a. - Pour éviter en cas de gel la rupture suivant 41 (fig.l) du collet de l'écrou de raccordement 12, la bague 14 se comprime. - Il peut y avoir impossibilité de placer des bagues dans les arrivées des robinetteries comme indiqué suivant la figure 1 et il est nécessaire d'agir par un autre noyen, en plaçant à titre d'exemple entre la tuyauterie et le robinet un écrou de raccordement comme celui représenté par la figure 4 qui comporte d'une part les bagues de protection pour la robinetterie et les raccordements et d'autre part une bague régulatrice de débit pour éviter les augmentations importantes de débit et les bruits provoqués par une vitesse rapide de circulation du fluide. Le type de raccord 26 pris à titre d'exemple, vissé et bloqué sur un corps de robinet 1 avec un joint d'étanchéité 27 comporte deux bagues spéciales 28 et 31 et entre celles-ci la bague régulatrice de débit 30; les bagues 28 et 31 sont du même type que celles décrites précédemment dans le cas de la figure 1. Lorsque la pression amont du fluide augmente, le diamètre de passage dans la bague 31 augmente aussi suivant le diamètre 34, la pression du liquide s'exerce alors sur une plus grande surface de la bague régulatrice 33 dont le diamètre de passage passe de ss D à d suivant la position 33 indiquée en pointillé sur la figure 4; le débit à la sortie de la bague 30 ne changeant pas, les débit et pression restent constants dans la bague 28, le robinet et le reste de la canalisation. Tous les moyens de protections précédemment décrits peuvent être utilisés ensemble ou séparément selon les installations tes modes de réalisation représentés et décrits ne sont que des exemples de mise en oeuvre de l'invention; il va de soi qu'il est possible de disposer et d'agencer les différentes pièces des moyens décrits de manière différente, selon les types de robinets et les types d'installation et de. véhiculation de fluides sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif destiné à supprimer les coups de bélier dans les robinets d'arrêt, à éviter les détériorations dues au gel dans les têtes de robinets, caractérisé en ce que le robinet comporte une tête ayant d'une part une fonction normale d'ouverture et de fermeture et, d'autre part à l'état d'ouverture une fonction d'anti-bélier par le moyen d'un ressort calibré et incor poré dans la tête de robinet permettant au clapet de se mouvoir suivant les variations de pression, les coups de bélier ou en cas de gel pour obtenir l'augmentation de volume nécessaire. La position du clapet à l'état d'ouverture permet par le moyen du ressort calibré de connattre si besoin est les pressions statique et dynamique du fluide et de régulariser éventuellement le débit. 2 - Dispositif selon la revendication 1 destiné à protéger les raccordements de robinetterie contre le gel et les coups de bélier, à amortir les bruits dûs aux allures rapides des écoulements de fluide caractérisé en ce que les entrée et sortie du robinet renferment des amortisseurs en élastomère spécial ayant la propriété de se comprimer suivant les augmentations de pression du fluide. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les amortisseurs placés dans les entrée et sortie du robinet ont un diamètre de passage inférieur au diamètre de la tuyauterie reliée au robinet de manière à atténuer le coup de bélier selon sa provenance soit côté entrée soit coté sortie du robinet. 4 - Dispositif selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce qu'une bague régulatrice de débit peut être associée à l'amortisseur d'entrée du robinet de manière à éviter toute augmentation de débit ou de pression. 5 - Dispositif selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que les moyens décrits peuvent être placés en dehors du robinet selon son type de raccordement, par exemple à l'intérieur d'un écrou de raccordement relié à ce robinet.