Brevet FR2542346A1 — publié le 19840914

Robinet pour réservoir de chasse d'eau La présente invention concerne un robinet hydromécanique pour réservoir de chasse d'eau, plus spécialement du genre à ouverture et fermeture hydrauliques commandées par un clapet pilote lui-même actionné par un flotteur mobile dans le plan vertical, On connaît (Brevet français NO 2 293 532) un robinet hydromécanique pour réservoir de chasse d'eau comportant un circuit primaire à ouverture et fermeture hydrauliques au moyen d'une membrane souple dont la position est fonction de la valeur de la pression présente dans un circuit secondaire équipé d'un clapet pilote actionné par l'intermédiaire d'un flotteur lestable logé dans le réservoir de la chasse d'eau. Un tel robinet procure des résultats très appréciables, notamment en ce qui concerne l'amélioration du niveau sonore des écoulements d'eau, la régularité du débit tout au long de la phase de remplissage, la constance du niveau de remplissage du réservoir quelle que soit la pression d'alimentation, la rapidité du remplissage et l'efficacité de l'obturation. Cependant, ce robinet présente aussi quelques insuffisances découlant notamment: de la position du dispositif anti-siphon au-dessous de lentrée du conduit vertical d'écoulement, ce qui limite le volume d'eau admissible dans certains réservoirs; une garde de 40 mm devant, en effet, séparer le niveau maximum de l'eau et l'orifice dudit dispositif anti- siphon; de la disposition ou orientation de la chambre dans laquelle débouche le conduit d'admission et de la membrane obturatrice par rapport à l'axe dudit conduit, et du clapet pilote par rapport à ladite membrane, cette disposition ou orientation étant génératrice de bruits et de turbulences de l'absence de liaison mécanique entre le clapet pilote et le flotteur, laquelle peut être une cause de translation axiale défaillante de ce dernier, ou génératrice de manifestations de coups de béliers dans certaines installations, en raison du fait que la progressivité de l'application dudit clapet pilote sur son siège n'est pas garantie de l'invariabilité du poids du flotteur lesté laquelle ne permet pas d'agir sur la progressivité de la fermeture du clapet pilote, ni 2 - d'exercer une surpression sur ce dernier. La présente invention a notamment pour objet de remédier aux insuffisan- ces des robinets hydromécaniques du genre susmentionné et, plus généralement, de concevoir un robinet parfaitement conforme aux normes réglementaires et doté d'améliorations très sensibles et de qualités nouvelles, en ce qui concerne la s Oreté de fonctionnement et l'atténuation des bruits d'écoulements aboutissant à un fonctionnement extrêmement silencieux dudit robinet. Le robinet qui fait l'objet de la présente invention est notamment remarquable par le fait que le conduit d'admission, la chambre concentrique dans laquelle il débouche, la membrane obturatrice souple et son siège, le siège du clapet pilote et le clapet pilote, sont alignés sur un même axe. Gr 9 ce à cette disposition, on obtient une diminution des turbulences et donc des vibrations, une réduction importante du niveau des bruits résultant de l'écoulement, une possibilité d'assujettir le clapet pilote au flotteur par une liaison mécanique simple garantissant la translation axiale dans les deux sens de ce dernier et la progressivité de cette translation. Selon une autre disposition caractéristique, le dispositif anti-siphon dont est doté le robinet suivant l'invention est disposé au-dessus de l'entrée du conduit vertical d'écoulement débouchant dans le réservoir. Cette disposition a pour avantage de permettre un niveau de remplissage optimal du réservoir, autorisant l'installation du robinet dans des réservoirs de hauteur réduite, Suivant une autre disposition caractéristique, la partie supérieure du flotteur commandant l'ouverture et la fermeture du robinet est constituée par une petite cuvette dans laquelle s'écoule l'eau du circuit secondaire, ladite cuvette étant pourvue d'un orifice de délestage dans sa partie inférieure. Grâce à, cette disposition, on obtient: d'abord, une remontée plus lente du flotteur assurant un bon remplissage du réservoir,-puis, après fermeture du clapet pilote, l'application d'une surpression sur ledit clapet assurant la sécurité de la fermeture en cas d'élévation de la pression dans le circuit d'alimentation. Ces buts, caractéristiques et avantages, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe verticale du robinet de réservoir de chasse d'eau selon l'invention, passant par l'axe longitudinal du robinet proprement dit, et montrant ce dernier en position de fermeture, La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2 2 de la figure 1, le clapet du dispositif antiîsiphon étant représenté écarté de son siège supérieur, dans une position correspondant à la fermeture du robinet, tandis que le tracé en traits interrompus montre ledit clapet appliqué contre son siège. _ 15 La figure 3 est une vue en plan et en coupe longitudinale suivant la ligne 3 3 de la figure 1, Les figures 4 et-5 sont des vues en plan et en coupe selon les lignes 4 4 et 5 5, respectivement, de la figure 20 La figure 6 est une vue analogue à la figure 1 et montrant le robinet en position d'ouverture autorisant l'écoulement de l'eau dans le réservoir de la chasse d'eau, La figure 7 est une vue en plan et en coupe selon la ligne 7 7 de la figure 1 La figure 8 est une vue de détail, avec coupe partielle, montrant la liaison articulée de la tige du clapet pilote sur le levier porte-flotteur et l'articulation de ce dernier sur la partie postérieure du corps fixe du robinet. On se réfère auxdits dessins pour décrire un mode d'exécution avantageux, quoique nullement limitatif, du robinet perfectionné selon l'invention. Ce robinet comprend un conduit d'admîssion 1 raccordé à la colonne d'alimentation (non représentée) et au moyen duquel il est installé fixement sur une paroi latérale du réservoir 2 (partiellement illustré aux figures 1 et 2). Dans la portion initiale de-ce conduit, est avantageusement logé un filtre 3 de grande surface, constituant une barrière efficace aux éventuelles impuretés, 4 - Le conduit d'admission 1 débouche dans une chambre annulaire C concentri- que audit conduit, ce qui assure une bonne isolation des octaves aig Us lors de l'écoulement - Lsextrémité aval la du conduit d'admission 1, sert de siège à un obturateur constitué par une membrane élastique circulaire 4 laquelle est apte à se déformer, lors de lécoulement, pour présenter un profil en d 8 me; la souplesse du matériau dans lequel est exécutée ladite membrane et la forme de cette dernière ayant pour résultat d'atténuer les turbulences, La membrane 4 délimite, par sa face opposée à sa face disposée en regard de l'extrémité aval du conduit d'admission, une chambre de contre-pression CI, et elle comporte une perforation centrale 4 a établissant une comriuni- cation constante entre ledit conduit d'admission et ladite chambre de contre-pression. La membrane 4 est fixée au moyen de son bord circulaire lequel est serré entre une bague d'appui 5 et un bouchon 6 lequel délimite, avec ladite membrane, la chambre de contre-pression O La bague d'appui 5 et le bouchon 6 sont installés dans un embout 7 que présente le conduit d'admission, concentriquement à sa portion aval, ledit embout cylindrique délimitant, latéralement, la chambre d'écoulement annulaire C, L'embout 7 est raccordé à une chape de robinet 8, au moyen d'un écrou d'assemblage 9 pourvu d'un épaulement circulaire 9 a La chape de robinet 8 formant la partie postérieure du corps fixe du robinet, est constituée par un manchon dont la portion attenant à l'embout 7 est dotée d'un alésage de plus grand diamètre constituant une seconde chambre d'écoulement C 2 communiquant avec un orifice ou avec un petit conduit vertical de décharge 10, Le bouchon 6 comporte une perforation centrale 6 a dont le bord aval sert de siège à un clapet Il que l'on nommera "clapet pilote" dans la suite du présent exposé, de sorte que, lorsque ledit clapet pilote est écarté de son siège, la chambre de contre- pression CI communique avec la chambre d'écoulement secondaire C 2, par l'intermédiaire de ladite perforation centrale 6 a, Selon une disposition caractéristique de l'invention, le conduit d'admission 1, la chambre annulaire C, la membrane 4 et son siège la, la chambre de contre-pression CI, le bouchon 6, le clapet pilote l et la chambre d'écoulement secondaire C 2, sont alignés sur un même axe a a correspondant à l'axe longitudinal du robinet proprement dit, - La perforation axiale 4 a de la membrane 4, la chambre de contre-pression Cl, la perforation axiale 6 a du bouchon 6, la chambre d'écoulement C 2 et l'orifice ou conduit de décharge 10, constituent le circuit secondaire du robinet dont le circuit primaire comprend: le conduit d'admission 1, la chambre d'écoulement principale C et le circuit d'écoulement décrit ci -après. Le circuit d'écoulement du circuit primaire comprend un conduit de sortie horizontal 12 raccordé à un orifice O ménagé dans la paroi latérale cylindrique de l'embout 7 délimitant la chambre d'écoulement principale 210 C Ce conduit de sortie est branché à un conduit 13 en forme de T que l'on nommera conventionnellement "équerre de descente" dans la suite de la présente description. Dans la branche verticale inférieure 13 a de l'équerre de descente 13, est logé un étrangleur 14 constitué par une pièce cylindrique dotée d'extrémités effiléEset comportant, latéralement, une gorge 14 a en forme d' hélice assurant un écoulement hélicoïdal de l'eau contre la para cylindrique de ladite branche inférieure O Cette dernière débouche dans un tube plongeur 15 réalisé en deux parties 15 a, 15 b assemblées de manière télescopique afin de permettre un réglage de la longueur dudit tube 2 Q plongeur, en fonction de la hauteur du réservoir 2, La partie inférieure b du tube plongeur se termine par un doigt d'appui 16 destiné à, reposer sur le fond du réservoir eit à réserver un espace entre ledit fond et la base dudit tube plongeur, En outre, l'extrémité de sortie de la partie inférieure mobile 15 b du tube-plongeur, est, de manière avantageuse, partiellement obturée par une membrane déformable 17 exerçant une action de freinage sur l'écoulement de l'eau dans le circuit principal, de sorte que cet écoulement s'effectue dans des conduits entièrement immergés Gr Lce à cette disposition, on améliore sensiblement la qualité sonore de l'écoulement, Suivant une autre disposition de l'invention, le dispositif anti-siphon équipant le robinet, est disposé au-dessus de l'entrée 01 du conduit vertical d'écoulement constitué par la branche inférieure 13 a de l'équerre de descente et par le tube plongeur 15. Selon le mode d'exécution avantageux illustré à la figure 2, ce dispositif anti-siphon est installé sur le sommet de la branche verticale supérieure 13 b de l'équerre de descente 13, Il comprend un clapet 18 reposant en 6 position de repos correspondant à la fermeture du robinet, sur une pluralité de nervures ou ergots 19 dont est pourvue, intérieurement, ladite branche verticale supérieure 13 b, dans sa partie haute Le siège superposé du clapet comporte un orifice axial 20 a de diamètre plus important que celui de la tige de guidage 18 a solidaire dudit clapet, et il est, par exemple, fixé sur le sommet fileté de la branche verticale supérieure de l'équerre de descente, au moyen d'une bague de verrouillage 21 pourvue d'un épaulement circulaire de retenue Lorsque l'eau s'écoule dans le conduit vertical d'écoulement, le clapet 18 est plaqué contre le bord inférieur de l'orifice axial'20 a du siège'20, comme cela est expliqué dans la suite du présent exposé. Le siège 20 comporte une partie supérieure 20 b en forme de pont pourvue, dans sa partie médiane, d'un petit manchon de guidage 20 c dans lequel peut coulisser la tige 18 a du clapet 18 Sur cette partie en forme de pont, est installé un capot ou déflecteur 22 comportant deux ouies laté- rales 22 a pour le passage de l'air et un orifice axial de centrage 22 b dans lequel est logé le manchon de guidage 20 c. Le clapet pilote il est solidaire d'une tige axiale lia montée avec une aptitude de coulissement dans la portion de guidage de plus petit diamètre du manchon ou chape de robinet 8 L'extrémité postérieure de cette tige est articulée, au moyen d'un axe 23, sur un levier 24 portant le flotteur Ce levier est lui-même articulé, au moyen d'un axe 26, dans une chape 8 c constituant la partie postérieure du manchon 8, ledit axe 26 étant disposé au-dessus de l'axe 23 d'articulation de la tige porte- clapet lia L'axe 23 est porté par l'extrémité postérieure de la tige lla logée dans une ouverture 24 b que présente la portion supérieure dudit levier, les extrémités opposées dudit axe étant, par ailleurs, montées avec une aptitude de déplacement dans des fentes symétriques 24 c que présentent les parois latérales opposées délimitant ladite ouverture, comme le montre plus spécialement la figure 8. Le robinet comporte des moyens permettant un réglage de la position du flotteur 25 dans le plan vertical, c'est-à-dire un réglage du niveau du volume d'eau utile dans le réservoir 2, Ce dispositif comprend une vis 27 portée par une platine 28 rigidement solidaire du levier 24, Cette vis comporte deux épaulements 27 a, 27 b disposés de part et d'autre de la platine 28, de sorte qu'elle est mobile en rotation, mais immobilisée en translation D'autre part, la portion inférieure filetée de ladite 7 - vis se visse dans un écrou 29 rigidement solidaire du flotteur 25 dont l'une des parois est équipée, extérieurement, d'une glissière 30 montée avec une aptitude de coulissement sur la portion inférieure rectiligne 24 a du levier porte-flotteur 249 laquelle est conformée de manière complémentaire au profil de ladite glissière, De la sorte 9 le flotteur 25 et également, par conséquent 9 l'écrou 29 étant immobilisé en rotation mais non en translation, on conçoit que la rotation de la vis 27, dans un sens ou dans l'autre, entra Ine, suivant le-sens de rotation, un déplacement ascendant ou descendant dudit flotteur par rapport au levier porte-flotteur -1 24. Suivant une autre disposition caractéristique de l'invention 9 la partie supérieure du flotteur 25 constitue une cuvette 25 a disposée au-dessous de l'orifice de sortie du conduit de décharge 110 du circuit secondaires, ladite cuvette étant pourvue, dans sa partie inférieure, d&au moins un orifice de délestage 02 dont le débit peut être avantageusement inférieur à celui du circuit secondaire, L'orifice 02 est, de manière intéressante, disposé à la partie inférieure de la paroi 25 b de la cuvette 25 a la plus proche de l'axe de pivotement 26 du flotteur, De la-sorte, lorsque ce dernier est basculé vers le bas 9 Veau déchargée du circuit secondaire 2 Q s'accumule dans la cuvette 25 a inclinée (figure 6), jusqu'à te que son niveau atteigne l'orifice de délestage 02 e Le fonctionnement du robinet qui vient d'être décrit est le suivant - En position de fermeture (figures 1 à 3),-le flotteur 25 est maintenu en position haute par la poussée de V'eau contenu-dans le réservoir 20 Par l'intermédiaire du levier porte-flotteur 24 et de la tige porte- clapet i Ia, le clapet pilote Il est énergiquement pressé contre son siège; le délestage du flotteur résultant de l'écoulement, par l'orifice 02, de l'eau précédemment déchargée dans la cuvette 25 a, après que ledit flotteur soit revenu en position haute, ayant pour effet de surcomprimer ledit clapet pilote sur son siège, L'eau ne peut circuler dans le circuit secondaire 4 a CI 6 a C 2 10, D'autre part 9 la membrane 4 est aussi appliquée sur son siège, car l'eau arrivée dans la chambre de contrepression CI, à travers la perforation 4 a, est soumise a une pression ayant pour effet de presser ladite membrane sur son siège 9 3 compte tenu du fait que la surface 52 de cette dernière qui délimite ladite chambre, est plus importante que sa surface opposée SI délimitant 8 - l'embouchure du conduit d'admission 1 constituant ledit sièges, L'eau ne peut davantage circuler dans le circuit primaire 1 C 12 13 15, Dans cete situation, le clapet 18 du dispositif anti-siphon repose sur son assise constituée par les nervures 19, de sorte que le circuit de prise d'air (comprenant o les passages résultant de la différence entre le diamètre dudit clapet et le diamètre de lealésage nervuré de la branche supérieure 13 b de l'équerre de descente, l'orifice axial 20 a du siège 20 et les ouies 22 a du déflecteur 22), est ouvert De la sorte, toute réaspira- tion de l'eau contenue dans le réservoir 2, dans le circuit d'alimentation de l'installations est rendue impossible en cas de dépression dans ledit circuit, Lorsqu'on vidange le réservoir 2, le flotteur 25 bascule vers le bas (figure 6) en entraînant, par l'intermédiaire du levier-24 et de la tige 1 la, le recul du clapet Il permettant la décompression de la chambre Cl et la circulation de l'eau dans le circuit secondaire La disparition de la pression dans la chambre CI permet la déformation et l'écartement de la membrane obturatrice 4 de son siège, sous la poussée de l'eau provenant du circuit d'alimentation et canalisée par le conduit d'admission coaxial 1 o Cette eau remplit la chambre annulaire Cg passe dans le conduit de sortie 12 par l'orifice 0, et s'écoule dans le réservoir 2, par l'équerre de descente-13 et le tube plongeur 15 (circuit primaire), On observe que, lors de la circulation de l'eau dans le circuit primaire, la pression résiduelle résultant de la présence de l'étrangleur 14 dans la branche inférieure de l'équerre de descente 13, a pour effet de provoquer une remontée de l'eau dans la branche supérieure de cette dernière, ce qui permet le soulèvement du clapet 18 (tracé en traits interrompus de la figure 2) et l'application dudit clapet sur son siège superposé 20, c'est-à-dire la fermeture du circuit de prise d'air, De la sorte, on évite toute aspiration d'air dans le circuit d'écoulement, lors du remplissage du réservoir, ce qui supprime les nuisances sonores qui résultent d'une telle aspiration (chuintements aig Us, turbulences, émulsion de fluide-, etc), Au cours du remplissage, l'eau circule également dans le circuit secondaire, après franchissement de la perforation centrale 4 a de la membrane 4; l'eau qui s'écoule dans ce circuit se déchargeant dans la cuvette 25 a, en obtenant ainsi un lestage supplémentaire du flotteur 25 ayant pour - 9 - conséquence intéressante de ralentir la remontée de ce dernier. La montée de l'eau dans le réservoir provoque le pivotement vers le haut du flotteur qui reçoit une poussée de bas en haut, et ce pivotement, par l'intermédiaire du levier 24 et de la tige la, assure la translation axiale progressive du clapet pilote Il en direction de son siège, En fin de course de remontée du flotteur, le clapet pilote est appliqué sur son siège et obture le passage 6 a (fermeture du circuit secondaire) La pression monte alors dans la chambre de contre-pression CI ( 52 > SI) et plaque la membrane élastique 4 contre son siège constitué par l'extrémité libre du conduit d'admission 1, ce qui assure la fermeture du circuit primaire, c'est-à-dire la fermeture du robinet L'eau finit de s'écouler de la cuvette 25 a dont le fond est revenu en position sensiblement horizontale et, comme indiqué précédemment, le délestage du flotteur qui en résulte permet d'élever la force d'application du clapet pilote Il sur son siège On observe que cette obturation est très efficace et insensible aux éventuelles élévations de pression dans le circuit d'alimentation En raison de la poussée ascendante à laquelle est soumis le flotteur et de la faible longueur du bras de levier constitué par la portion du levier porte-flotteur 24 comprise entre les axes d'articulation 2 Q 23 et 26, il est radicalement exclu qu 8 une élévation de la pression dans la chambre CI puisse provoquer un recul du clapetîll - R E V E N D I C A T I O N S 1 Robinet hydromécanique pour réservoir de chasse d'eau, du genre comportant un circuit d'écoulement primaire à ouverture et fermeture hydrauliques au moyen d'un obturateur constitué par une membrane souple ( 4) dont la position est fonction de la valeur de la pression présente dans un circuit d'écoulement secondaire équipé d'un clapet pilote ( 11) actionné par l'intermédiaire d'un flotteur ( 25) logé dans ledit réservoir ( 2), caractérisé en ce que le conduit d'admission ( 1), la chambre concentrique (C) dans laquelle débouche ce dernier, la membrane obturatrice souple ( 4) et son siège (la), le siège ( 6) du clapet pilote et ledit clapet pilote ( 11), sont alignés sur un même axe (a-a). 2 Robinet hydromécanique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet pilote ( 11) est solidaire d'une tige (lla)assujettie, au moyen d'une articulation, à un levier pivotant ( 24) portant le flotteur ( 25). 3 Robinet hydromécanique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe ( 26) permettant le pivotement du levier ( 24) portant le flotteur ( 25) est disposé au-dessus de l'axe d'articulation ( 23) de la tigeporte- clapet (la), ledit axe d'articulation étant logé avec une aptitude de déplacement dans une fente ( 24 c) que présente ledit levier. 4 Robinet hydromécanique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure du flotteur ( 25) est constituée par une petite cuvette ( 25 a) dans laquelle s'écoule l'eau du circuit secondaire ( 4 a, Cl, 6 a, C 2, 10) durant la phase d'ouverture dudit robinet, ladite cuvette étant pourvue d'un orifice de délestage ( 02) dans sa partie inférieure,. Robinet hydromécanique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le débit de l'orifice de délestage ( 02) du flotteur, est inférieur au débit du circuit secondaire ( 4 a, Cl, 6 a, C 2, 10), 6 Robinet hydromécanique selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'orifice de délestage ( 02) est disposé à la partie inférieure de la paroi ( 25 b) de la cuvette ( 25 a) la plus proche de l'axe de pivotement ( 26) du flotteur, 7, Robinet hydromécanique suivant la revendication 1, comportant un dispositif anti- siphon, caractérisé en ce que ce dispositif anti-siphon ( 18, 19, 20) est disposé au-dessus de Vlentrée ( 01) du conduit vertical d'écoulement ( 13 a, 15) du circuit primaire débouchant dans le réservoir ( 2)o 8, Robinet hydromécanique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif anti-siphon comprend un clapet ( 18) reposant de manière non étanche, en position d'ouverture du circuit de prise d'air, sur une assise ( 19) disposée au-dessus de l'entrée ( 01) du conduit vertical deécoulement ( 13 a, 15) dans lequel est disposé un étrangleur ( 14), en aval ou au-dessous de ladite entrée, le siège ( 20) dudit clapet étant placé au-dessus de ce dernier. 9 Robinet hydromécanique suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'étrangleur ( 14) est pourvu, latéralement, d'une gorge hélico'dale ( 14 a). , Robinet hydromécanique selon l'une quelconque des revendications 11, 4 ou 7, caractérisé en ce qu'une membrane déformable ( 17) est disposée dans l'extrémité inférieure du conduit verticald'écoulement ( 13 a, 15) et obture partiellement l'orifice de sortie dudit conduit -