Brevet FR2503824A1 — publié le 19821015

La présente invention est relative aux purgeurs d'air qui sont montés sur les canalisations d'eau ou autres fluides sous pression aux divers points hauts de ces canalisations, en vue d'évacuer régulièrement et automatiquement l'air qui est emprisonné ou entraîné vers ces points hauts. Un premier type connu de purgeur comporte, à sa partie supérieure, un évent ou conduit d'axe vertical par lequel l'air s'échappe et un clapet qui est commandé par la montée de l'eau ou autre liquide de la canalisation et qui vient obturer cet évent lorsque l'air a été évacué. Le clapet obturateur est généralement un flotteur sphérique coulissant à l'intérieur d'un boîtier selon l'axe vertical de l'évent.Ce type de purgeur présente l'inconvénient que plus la pression du fluide transporté par la canalisation est élevée, plus les dimensions du flotteur doivent être grandes car il doit être à la fois lourd pour se décoller de l'évent et de grand diamètre pour pouvoir flotter. I1 en résulte que, pour des canalisations sous pression, le purgeur présente un encombrement important. Ces mêmes inconvénients apparaissent lorsque l'évent a un conduit intérieur de diamètre important pour laisser évacuer rapidement l'air emprisonné. I1 existe aussi un deuxième type connu de purgeur. Dans ces purgeurs, le flotteur est fixé à une extrémité d'un ou de plusieurs leviers, articulés autour d'un axe, et la fermeture de l'évent est obtenue, soit par une soupape solidaire du levier, soit par le flotteur lui-même formant soupape. Ces purgeurs sont également très encombrants en raison du volume occupé par les leviers. L'invention a pour but de réaliser un purgeur du premier type dont la dimension du flotteur est réduite. Elle a pour objet un purgeur d'air pour canalisation d'eau ou autres fluides sous pression, ce purgeur du type à flotteur logé, libre, dans un boîtier, et à évent, dont une extrémité forme siège, destiné à être fermé par un flotteur caractérisé en ce que ce siège est situé hors de la verticale passant par le centre du flotteur, en position de fermeture de l'évent. Ce purgeur perfectionné permet, pour une pression donnée, de réduire la dimension et le poids du flotteur donc son encombrement. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le boîtier comporte à sa partie supérieure au moins deux bossages formant avec l'évent des organes d'appui du flotteur en position de fermeture de l'évent. Grâce à ces bossages, le flotteur, en position de fermeture de l'évent, est correctement appliqué sur celuici et assure ainsi une bonne fermeture. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un purgeur selon l'invention en position ouverture de l'évent - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe identique à la Fig. 1 d'un purgeur selon l'invention en position fermeture de l'évent ; - la Fig 3 est une vue en coupe schématique suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1 d'un purgeur selon l'invention - la Fig 4 est une vue schématique en coupe d'un dispositif de purge comportant un purgeur selon l'invention. Selon l'exemple d'exécution représenté aux Fig. 1 à 3, le purgeur d'air automatique selon l'invention comporte un bottier formé de deux pièces 1 et 2, réunies par exemple par serrage de brides, respectivement 3-4. La pièce 1 forme une calotte sensiblement hémisphérique et la pièce 2 comporte, à sa base, un conduit 5 se terminant par une bride 6 pour la fixation du purgeur au point haut d'une canalisation non représentée. Dans ce bottier, est disposé un flotteur sphérique 7 dont la paroi rigide 8, par exemple en métal, est recouverte d'une enveloppe 9, par exemple en matière plastique ou élastomère. Décalé de l'axe vertical X-X du purgeur, est fixé, par tout moyen approprié, par exemple par vissage, un ajutage 10 de sortie d'air formant évent. L'axe Z-Z de cet ajutage est disposé radialement sur la calotte hémisphérique du bottier et est par conséquent oblique par rapport à l'axe X-X.La partie inférieure de cet ajutage forme un siège 11 pour le dispositif de fermeture de l'orifice de l'évent, en l'espèce le flotteur 7. La calotte sensiblement hémisphérique 1 du boîtier porte intérieurement deux bossages 12 dont les extrémités sont situées dans un même plan horizontal que le siège 11 de l'ajutage, et formant avec ce siège lîtrois points d'appui pour le flotteur, en position de fermeture, régulièrement répartis sur un cercle de centre, l'axe X-X, et passant par le siège 11. La partie supérieure de la pièce 2 comporte des saillies 13 formant un siège 14 pour le flotteur 7 en position basse, tout en laissant des évidements de passage 15. Le fonctionnement est le suivant Lorsque la canalisation est vide, le flotteur sphérique 7 repose sur les saillies 13 comme représenté à la Fig. 1. Lors du remplissage de la canalisation, l'eau monte par le conduit 5 dans le bottier en chassant l'air qui passe par les évidements 15 ménagées entre le flotteur 5 et la pièce 2. L'eau soulève ce flotteur 7 qui monte, selon l'axe X-X, avec l'eau dans le bottier et vient s'appuyer à la fois sur le siège 11 de l'ajutage 10 et sur les bossages 12 de sorte qu'il y a fermeture de l'évent de sortie d'air. Ces bossages 12 et le siège 11 de l'ajutage maintiennent le flotteur centré sur l'axe X-X. Dans cette position de fermeture, l'axe Z-Z de 1 'ajutage passe par le centre du flotteur. La pression de l'eau dans la canalisation s'exerçant sur le flotteur 7 maintient la fermeture de l'ajutage 10 comme représenté à la Fig. 2. Lorsque le niveau de l'eau s'abaisse dans le boîtier par accumulation d'air entraîné par l'eau qui circule, le flotteur a tendance à tourner autour du point A, point le plus bas du siège 11 de l'ajutage 10 puisqu'il suffit que le couple exercé par le flotteur 7 par rapport à ce point A devienne supérieur au couple exercé, par rapport à ce point A, par la force obtenue par la pression du fluide sur la section de l'ajutage. I1 y aura ainsi basculement du flotteur chaque fois que le poids apparent Pa permettra d'avoir la relation suivante Pa x L > s x r x p, Je poids apparent du flotteur Pa étant égal au poidsdu flotteur moins la poussée d'Archimtxde sur ce flotteur, L la distance du point A à l'axe X-X, s la section de passage de l'ajutage, r le rayon de cet ajutage et p la pression du fluide et de l'air dans le purgeur. La position de basculement du flotteur 7 est représentée en traits mixtes sur les Fig. 1 et 2. Ce basculement provoque l'ouverture de l'ajutage 10 donc un échappement de l'air par celui-ci. Dans le cas où le niveau de l'eau continue à baisser, la pression du fluide et de l'air contenusdans le bolier s'applique alors sur la totalité du flotteur et celui-ci peut donc descendre avec le niveau du liquide et venir à nouveau en appui sur les saillies 13. Lorsque le niveau de l'eau remonte, le flotteur vient à nouveau en appui sur les bossages 12 et l'évent 13 où il est maintenu centré sur l'axe X-X. Comme on le voit, le purgeur selon la présente invention conserve les avantages des purgeurs à flotteur libre mais il permet d'utiliser des flotteurs dont le poids. donc l'encombrement, est réduit même pour des sections de passage relativement grandes des ajutaqes ou évents 10 et des pressions élevées dans les canalisations. En effet, par exemple dans le cas d'un purgeur connu à flotteur libre à évent d'axe X-X, donc situé exactement au-dessus du flotteur, utilisé sur une canalisation dans laquelle la pression nominale est de 16 br, le flotteur pesant 400 g et étant de diamètre extérieur de 100 ma, le diamètre de l'orifice de l'évent ne peut txtrr au ma\inuf: que de J,8 mm.Par contre, un purqeur selon l'inwentior placé sur la même canalisation et ayant même flotteur que précédemment pourra admettre un diamètre du passage d'évent jusqu a une dizaine de mm, ce diamètre étant fonction du décalage de l'évent par rapport à l'axe X-X. Ce décalage est toutefois limité par le fait que, avant fermeture de l'évent, l'eau n'atteigne pas le point A. Une autre limitation réside dans le fait que pour avoir une bonne étanchéité d'un flotteur avec l'évent il est nécessaire que l'axe Z-Z de l'évent ne fasse pas un angle de plus de 60O avec l'axe X-X. De même, un purgeur selon l'invention ayant un flotteur de dimensions identiques à celui d'un flotteur à purgeur connu peut être utilisé dans une canalisation de fluide étant sous pression supérieure. Une variante de l'invention telle que représentée à la Fig. 4 consiste à utiliser un purgeur selon l'invention dans un dispositif de purge plus complexe connu comportant, d'une part, une soupape d'arrêt 16 à commande manuelle, destinée à isoler, le cas échéant, la conduite du dispositif de purge, et située entre le purgeur 17, selon l'invention, à flotteur 18 et ajutage décalé 19 et une soupape automatique 20 à flotteur 21 destinée à évacuer l'air par un grand orifice lors de la mise en eau de la canalisation ou à admettre de l'air lors de sa vidange. Ce dispositif de purge est formé d'un carter 22 comportant des nervures 23, venues de fonderie, destinées à servir de boîtier au flotteur 18, une cuvette 24 destinée à recevoir ce flotteur en position basse. L'ajutage 19 décalé par rapport à l'axe vertical central X-X du purgeur 17 et deux bossages 25, forment trois points d'appui du flotteur, en position de fermeture, maintenant le flotteur centré sur l'axe X-X. Le fonctionnement du purgeur selon l'invention dans ce dispositif de purge est identique à celui décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1.- Purgeur d'air pour canalisations d'eau ou autres fluides sous pression du type à flotteur logé, libre, dans un bottier et à évent, dont une extrémité forme siège, destiné à être fermé par un flotteur caractérisé en ce que ce siège (10-19) est situé hors de la verticale (X-X) passant par le centre du flotteur (7-18) en position de fermeture de l'évent. 2.- Purgeur d'air selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bottier comporte, à sa partie supérieure, au moins deux bossages (12-25), formant avec l'évent (10-19) des organes d'appui du flotteur (7-18) en position de fermeture de l'évent. 3.- Purgeur d'air selon la revendication 2 caractérisé en ce que les organes d'appui (10-12 et 19-25) sont régulièrement répartis autour de la verticale X-X passant par le centre du flotteur (7-18) en position de fermeture de l'évent. 4.- Purgeur d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'axe Z-Z de l'évent forme, de préférence, un angle inférieur à 600 avec la verticale X-X passant par le centre du flotteur (7-18), en position de fermeture de l'évent. 5.- Purgeur d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il est associé à une soupape automatique à flotteur (20) et à une soupape d'arrêt (16).