Brevet FR2549569A1 — publié le 19850125

La présente invention se rapporte à une soupape à fermeture automatique destinée à être montée à la sortie d'un conduit hydraulique, cette soupape comprenant un corps dans lequel est monté déplaçable un clapet apte à coopérer avec un siège aménagé dans le corps, sur le trajet de la veine liquide. La présente invention a trait également à une bouche de lavage de caniveau équipée d'une telle soupape. La plupart des trottoirs des grandes villes sont pourvus de bouches de lavage dont la fonction est d'assurer, le long des caniveaux, un écoulement continu d'eau destiné à assister les balayeurs dans leur travail. Mais comme on peut souvent le constater, ceux-ci ont tendance à faire un usage abusif de ces bouches de lavage en ce sens qu'ils les laissent généralement en service pendant plus de temps qu'il ne faut pour qu'un courant d'eau continu et suffisamment puissant s'établisse le long du caniveau. La plupart du temps d'ailleurs, par mesure de commodité, les balayeurs ne coupent l'arrivée d'eau qu'une fois leur travail terminé et il leur arrive même d'oublier de le faire à la fin de leur service. Dans ces conditions, l'eau qui s'écoule le long du caniveau se répand bien souvent sur la chaussée et, dans bon nombre de cas, elle est ensuite projetée par les voitures sur les piétons se trouvant sur les trottoirs avec, pour ces derniers, toutes les conséquences fâcheuses qu'on peut facilement imaginer. S'il est très bas, le trottoir peut même être innondé en surface, ce qui a pour effet d'incommoder les piétons et de provoquer le mécontentement des commerçants ayant pignon sur rue. A ces inconvénients, s'ajoute bien évidemment celui d'une consommation exagérée et inutile d'eau. La présente invention se propose de remédier à tous ces problèmes et, pour ce faire, elle a pour objet une soupape du type spécifié en préambule adaptable sur une bouche de lavage, mais pouvant néanmoins trouver d'autres utilisations, cette soupape étant caractérisée en ce que son clapet est formé par un piston différentiel percé de part en part d'un orifice axial et logé à coulissement libre dans le corps de la soupape, la petite face du piston différentiel étant tournée vers le siège,tandis que sa grande face délimite avec le corps de la soupape une chambre de pression hydrostatique étanche,pourvue d'un moyen de mise en communication avec l'atmosphère. On réalise de la sorte une soupape à temporisation hydraulique qui, lorsqu'elle est montée sur le conduit d'alimentation d'une bouche de lavage de caniveau, assure, un certain temps après la mise en service de la bouche, une coupure automatique de l'écoulement de l'eau, sans intervention manuelle. Cette soupape apporte donc une solution simple aux problèmes mentionnés plus haut. Cette soupape présente en outre l'avantage de fonctionner sans apport d'énergie extérieure,puisque c'est le liquide sous pression soumis à son action qui, en remplissant progressivement la chambre de pression après avoir éloigné le piston de son siège, fournit à lui seul la puissance nécessaire à la fermeture temporisée de la soupape. Avantageusement, le corps de la soupape renferme un élément d'arrêt limitant la course du piston à l'intérieur de la chambre de pression et un ressort est monté en compression entre le piston et le siège de la soupape. Ce ressort amène le piston dans sa position d'ouverture au contact de l'élément d'arrêt, une fois que la chambre de pression s'est vidée, et permet ainsi d'assurer un bon fonctionnement de la soupape même si la pression du liquide est insuffisante pour assurer le déplacement initial du piston. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le moyen de mise en communication de la chambre de pression avec l'atmosphère est constitué par un deuxième orifice traversant la paroi de la chambre de pression et présentant une plus petite section que le premier. De préférence, ce deuxième orifice est ménagé au point le plus bas de la partie de la chambre de pression située au dehors de la zone de déplacement du piston. Ainsi, tout en mettant la chambre de pression à l'atmosphère pour en permettre le remplissage et le vidage, ce deuxième orifice assure une mise en pression progressive de cette chambre qui se remplit par le premier orifice tout en se vidant,avec un débit moindre, par le deuxième, la durée de la temporisation étant déterminée par la différence entre les sections des deux orifices. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu un organe de réglage de la section du-deuxième orifice qui permet d'ajuster comme on le souhaite la durée de la temporisation. La présente invention se rapporte aussi à une bouche de lavage destinée à être alimentée par un conduit d'amenée d'eau sous pression, cette bouche de lavage étant caractérisée en ce qu'elle renferme une soupape, selon l'invention, apte à être raccordée par son ouverture d'entrée de liquide à la sortie du conduit d'amenée, dans une position telle que le piston différentiel vienne dans sa position d'ouverture par un déplacemrnt vertical vers le haut. Dans cette utilisation, la soupape présente une ouverture de sortie qui débouche vers le haut pour que le jet d'eau produit soit brisé contre la paroi supérieure du boîtier de la bouche avant de sortir de cette dernière. De cette façon, on évite que le jet d'eau jaillisse à l'horizontale en direction du trottoir opposé. Un mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit, å titre d'exemple non-limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une soupape conforme à l'invention - La figure 2 est une vue en coupe d'une bouche de lavage équipée d'une telle soupape ; et - Les figures 3 et 6 sont des vues en coupe à plus petite échelle de la soupape de la figure 1, représentée dans divers états de fonctionnement. La soupape selon l'invention, représentée en coupe sur la figure 1, comprend, de manière connue en soi, un corps 1 de forme générale cylindrique, dans lequel est monté déplaçable un clapet 2 apte à coopérer avec un siège 3 aménagé dans le corps 1, sur le trajet de la veine liquide. Dans l'exemple représenté, le siège 3 est formé par le bord d'une ouverture 4 ménagée au centre de la plaque de base 5 du corps 1 pour constituer l'entrée de liquide. La sortie de liquide consiste quant à elle en une deuxième ouverture 6 qui traverse la paroi cylindrique 7 du corps 1, à proximité de la plaque de base 5. On observera en outre que l'ouverture de sortie 6 se prolonge le long de la paroi 7 pour déboucher vers le haut, lorsque la soupape est montée dans une bouche de lavage dans la position représentée sur la figure 2. Comme le montre la figure 1, le clapet 2 est selon l'invention formé par un piston différentiel 8 logé à l'intérieur du corps 1 de la soupape, de manière à pouvoir coulisser librement le long de la paroi cylindrique 7 de ce dernier. Le piston différentiel 8 est monté à l'intérieur du corps 1, de telle façon que sa petite face 9 soit en regard du siège 3. Comme on peut le voir, la petite face 9 du piston 8 est définie par un épaulement annulaire 10 dans lequel est encastrée une bague en caoutchouc Il apte à venir s'appli quer contre le siège 3. En outre, un deuxième épaulement 12 est ménagé autour du premier 11 pour assurer un dégagement de l'ouverture de sortie 6 lorsque le piston 8 approche de sa position de fermeture. A l'opposé, la grande face 13 du piston 8, qui couvre toute la section transversale du corps 1, délimite avec la paroi cylindrique 7 et la paroi de fond 14 de ce dernier, une chambre de pression 15. On peut encore voir sur la figure 1, que cette chambre 15 communique avec la partie restante du volume intérieur du corps t par un orifice 16 traversant axiaiement le piston 8. Plus précisément, l'orifice 16 est constitué par le canal d'un gicleur 17 vissé dans un perçage fileté 18 ménagé au centre du piston 8. Ce gicleur débouche dans la chambre 15 et son entrée est recouverte d'un filtre 19. Comme le montre la figure 1, le piston 8 est sollicité dans sa position d'ouverture par un ressort 20 inséré entre la plaque de base 5 du corps 1 et le deuxième épaulement annulaire 12 du piston. En outre, deux segments en caoutchouc 21 et 22, prévus sur la surface cylindrique du piston 8 garantissent un déplacement sans à-coups du piston tout enréalisant l'étanchéité de la chambre 15. On notera encore que le corps 1 de la soupape est formé d'un élément cylindrique ouvert 23 portant la plaque de hase 5 et d'un couvercle 24 qui vient se visser dans cet élément cylindrique 23. La paroi latérale du couvercle 24 se prolonge à l'intérieur de l'élément cylindrique 23 par une jupe 25 cons- tituant un élément d'arrêt qui limite la course du piston 8 à l'intérieur de la chambre de pression 15. A hauteur du bord libre de la jupe 25, c'est-à-dire au point le plus bas de la partie de la chambre de pression 15 située en dehors de la course du piston, la paroi de cette dernière est percée d'un deuxième orifice 26 de plus petite section que le premier 16. Ce deuxième orifice 26 est lui aussi constitué par le canal d'un gicleur 27 vissé dans un raccord 28 solidàire de l'élément cylindrique 23. Le gicleur 27 débouche sur l'atmosphère et son entrée est aussi recouverte d'un filtre 29. En outre, la jupe 25 présente une découpe 30 alignée avec le deuxième orifice 26 pour assurer une communication entre ce dernier et l'intérieur de la chambre de pression 15. On notera encore que le gicleur 27 est positionné à l'opposé de la sortie de liquide 6 et qu'il comporte un organe de réglage 31 permettant d'ajuster la section du deuxième orifice 26. La figure 2 représente, en coupe partielle, une bouche de lavage de caniveau équipée d'une soupape S selon l'invention. Cette bouche de lavage est formée d'un boltier 32, fermé par une plaque amovible 33 qui affleure la surface 34 du trottoir. La paroi de fond 35 du boîtier 32 présente en outre un perçage 36 débouchant sur le conduit d'amenée d'eau 37 qui s'étend verticalement dans le sol. Par ailleurs, la paroi latérale 38 du boîtier 32, alignée avec le bord du trottoir, est percée d'une ouverture 39. La soupape S est fixée dans une position verticale sur la paroi de fond 35 du boîtier 32, son entrée de liquide 4 étant en alignement avec le perçage 36 de cette paroi 35 et son gicleur 27 positionné en face de l'ou- verture 39 de la paroi latérale 38 du boîtier. L'arrivée d'eau dans la soupape S est commandée par une vanne 40 formée d'un clapet 41 qui coopère avec un siège 42 aménagé dans le conduit 37, à une profondeur relativement importante. Le clapet 41 est relié à une tige 43 qui s'étend à l'intérieur du conduit 37 et traverse la paroi de fond du boitier au niveau d'une pièce de fixation filetée 44. La tige 43 se termine par un carré 45 sur lequel on peut emboîter une clé 46, représentée en traits mixtes, pour ouvrir ou fermer la vanne 40. Un cycle de fonctionnement de la soupape selon l'invention va maintenant être décrit en référence aux figures 3 à 6. Au début de ce cycle, la chambre de pression 15 étant vide, le piston 8 est maintenu en position haute à distance du siège 3 par le ressort 20 et, après ouverture de la vanne 40, l'eau sous pression, acheminée par le conduit 37, traverse la soupape S pour s'écouler le long du caniveau C (voir figure 2). Du fait que la sortie de liquide 6 débouche vers le haut, le jet d'eau sortant de la soupape vient se briser contre la plaque de fermeture 33, avant d'atteindre la sortie de la bouche, comme le montrent les flèches en traits interrompus de la figure 2. De la sorte, est évitée une projection à l'horizontale du jet d'eau en direction du trottoir opposé. Comme le montre la figure 3, une partie de l'eau pénétrant dans la soupape remplit la chambre de pression 15 à travers le premier orifice 16, tandis que, dans le même temps, cette dernière se vide, avec un débit moindre, par le deuxième orifice 26 de plus petite section. En conséquence, il s'établit progressivement dans la chambre 15, une pression hydrostatique qui s'exerce sur la grande face 13 du piston différentiel 8. DU fait de la différence de section entre ses deux faces 9 et 13, le piston est alors, à -l'encontre de l'action du ressort 20, ramené petit à petit contre le siège 3 de la soupape pour, comme le montre la figure 4, obturer l'ouverture 4 et interrompre le passage de l'eau à travers la soupape. il va de soi que, pour que ce résultat soit obtenu, il faut choisir un ressort 20 dont la force de poussée ajoutée à la force exercée sur la petite face 9 du piston 8 par la pression de l'eau entrant dans la soupape soit inférieure à la force initiale de déplacement appliquée sur la grande face 13 du piston. Ainsi,la soupape se ferme un certain temps t après l'ouverture de la vanne 40, ce temps t étant fonction de la raideur du ressort 20 et du volume initial de la chambre 15,mais aussi de la différence de sections-entre les deux orifices 16 et 26. On peut donc, suivant les nécessités, régler la temporisation de la soupape en agissant sur l'organe de réglage 31 du gicleur 27. L'eau sous pression continuant à arriver par le conduit 37, la chambre 15 est maintenue en pression et la soupape reste à l'état fermé. il est à noter ici que le filet d'eau qui s'échappe par le deuxième orifice 26 constitue pour le balayeur, un indicateur visuel évitant qu'il oublie de couper l'arrivée d'eau à la fin de son service. Une fois que la vanne 40 a été fermée à l'aide de la clé 46, la chambre t5 se vide par les deux orifices 16 et 26 (voir figure 5) et le piston est ramené en position haute d'ouverture par le ressort 20, comme représenté sur la figure 6. La soupape S est ainsi dans son état initial prête pour un nouveau cycle de fonctionnement. On ajoutera ici qu'un moyen non représenté peut être prévu pour purger le conduit 37 au-dessus de la vanne 40 afin d'éviter les risques de gel. Bien que la soupape selon l'invention ait été décrite dans son utilisation dans une bouche de lavage de caniveau, il va de soi qu'elle peut être adaptée sur tout autre dispositif de distribution de liquide nécessitant une fermeture automatique temporisée. REVENDICATIONS 1. Soupape à fermeture automatique destinée à être montée à la sortie d'un conduit hydraulique, cette soupape comprenant un corps (1) dans lequel est monté déplaçable un clapet (2) apte à coopérer avec un siège (3) aménagé dans le corps sur le trajet da la veine liquide, ladite soupape étant caractérisée en ce que le clapet (2) est formé par un piston différentiel (8) percé de part en part d'un orifice axial (16) et logé à coulissement libre dans le corps (1) de la soupape, la petite face (9) du piston différentiel étant tournée vers le siège (3) tandis que sa grande face (13) délimite avec le corps de la soupape une chambre de pression hydrostatique (15) étanche pourvue d'un moyen de mise en communication avec l'atmosphère. 2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps (1) renferme un élément d'arrêt (25) limitant la course du piston (8) à l'intérieur de la chambre de pression (15). 3. Soupape selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce q'un ressort (20) est monté en compression entre le piston (8) et le siège (3) de la soupape. 4. Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac- térisée en ce que ledit moyen de mise en communication avec l'atmosphère est constitué par un deuxième orifice (26) traversant la paroi de la chambre de pression (15) et présentant une plus petite section que le premier (16). 5. Soupape selon la revendication 4, caractérisée en ee que le deuxième orifice (26) est ménagé au point le plus bas de la partie de la chambre de pression (t5) située en dehors de la zone de déplacement du piston (8). 6. Soupape selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe de réglage (31) de la section du deuxième orifice 7. Soupape selon l'une quélconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les deux orifices (16, 26) sont constitués par des gicleurs (17, 27). 8. Soupape selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisée en ee que la petite face (9) du piston différentiel (8) est définie par un épaulement (10) ménagé dans ce dernier, épaulement dans lequel est retenue une bague élastique (11) apte à venir s'appliquer contre le siège (3) de la soupape. 9. Bouche de lavage destinée à être alimentée par un conduit d'amenée d'eau sous pression, caractérisée en ce qu'elle renferme une soupape (S) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, apte à être raccordée par son ouverture dtentrée de liquide (4) à la sortie du conduit d'amenée (37), dans une position telle que le piston différentiel (8) vienne dans sa position d'ouverture par un déplacement vertical vers le haut. 10. Bouche de lavage selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'ouverture de sortie (6) de-la soupape débouche vers le haut.