Brevet FR2549929A1 — publié le 19850201

l'invention concerne une vanne à obturateurs indépendants s plus particulièrement adaptée à l'évacuation d'un fluide déplaçant le piston d'un vérin ou d'un cylindre, ladite vanne étant commandée par le déplacement dudit piston On connaît des vannes susceptibles de commander l'évacuation de quantités importantes d'eau. Généralement ces vannes sont utilisées dans les barrages pour assurer la régulation de la retenue dXeau. Elles comportent un ou deux tabliers métalliques rectangulaires coulissant dans des rainures ménagées dans la maçonnerie ou un tablier semi-cylindrique entraftné en rotation par des engrenages prévus aux extrémités. Ces vannes permettent une évacuation rapide mais non pas brutale, l'ouverture étant progressive. L'utilisation de telles vannes dans un dispositif tel que celui décrit dans la demande de brevet français 83 07 346 déposée au nom de la Demanderesse ne peut être envisagé. En effet dans ce dispositif brise-glace, on laisse la couche de glace monter sur un obstacle dont l'arête sommitale mobile est commandée par un vérin0 lorsque la couche s1 est élevée le long de la pente de ltarEte sommitale, on souleve l'arête en introduisant de l'eau sous pression dans le vérin, puis on le vide brusquement de manière que la couche de glace, sous l'effet de son poids, retombe sur l'arête sommitale et se brise.Comme il est aisément compréhensible la vidange du vérin doit titre quasi instantanée. La quantité d'eau à évacuer est de l'ordre de 4 à 5030 m3 et les conduits d'évacuation doivent avoir de l'ordre de 2 à 3 mètres de diamètre pour évacuer en quelques secondes l'eau des vérins. les vannes connues ne peuvent répondre à ces exigences de rapidité d'ouverture pour de très grands débits. Aussi l'invention se propose la réalisation de vannes rapides à gros débit et plus particulièrement de vannes à obturateurs indépendants. La vanne selon l'invention est remarquable en ce qu'elle comporte une cage dans laquelle coulissent parallèlement deux obturateurs plans juxtaposés et indépendants munis d'orifices, un premier obturateur porte à son extrémité inférieure un talon inférieur sur lequel repose l'extrémité inférieure d'un deuxième obturateur, les premier et deusibme obturateurs présentent respectivement à leurs autres extrémités des talons supérieurs dirigés dans des directions opposées, perpendiculairement au plan de coulissement, une tette de vanne prolongeant la cage portant une partie des moyens de commande des obturateurs, un organe de transmission fixé à la partie mobile du vérin portant l'autre partie des moyens de commande des obturateurs ; des moyens élastiques maintenant les obturateurs en butée contre ltextremité inférieure de la cage pour la position de repos jusqutau début de la course ascendante du piston, lesdits moyens de commande étant susceptibles de coopérer avec les talons supérieurs des obturateurs pour les entraSner ou les maintenir contre la force exercée par les moyens élastiques. les explications et figures données ci-après à titre d'exemples permettront de comprendre comment l'invention peut entre réallsée-, La figure 1 montre un exemple d'application d'une vanne à tiroir conforme à llinvention. Les figures 2 à 6 montrent les diverses étapes du fonctionnement de la vanne conforme à l'invention, la figure 1 montre une application de la vanne 1 selon l'invention à un dispositif briseglace conforme à celui décrit dans la demande de brevet français 83 07 346 déposée au nom de la Demanderesse. le dispositif se présente par exemple, sous la forme d'une structure prismatique de base 3 reposant sur le sol sous -marin, supportant par l'intermédiaire d'un vérin plat hydraulique 4 et de butées 5, une partie sommitale 2 émergeante. Cet-te partie sommitale 2 est mobile autour dtun axe 6, parallèle à l'arête somoitale, prévu sur un des bords de la structure de base.Selon ltexemple de réalisation, une paroi fixe du vérin plat 4 est constituée par la paroi supérieure 17 formant la face supérieure de la base 3 de la structure. Cette paroi est traversée par les canalisations 7 d'amenée du fluide sous-pression et par les conduits 8 d'évacuation du fluide remplissant le vérin. les vannes 1 sont disposées sur des conduits 8 et dans un logement 21 de la partie sornitale 2. Sur la vanne représentée dans la figure 2 on trouve : une cage 9 disposée transversalement par rapport au conduit et s'étendant de part et deautre de eelui-ci, dans la cage, coulissent deux obturateurs plans parallèles 10,11 portant des ouvertures 12,13 de dimensions et de forme correspondantes à celles de la section du conduit d'évacuation 8.Le premier obturateur 10 porte à une extrémité un talon inférieur 14 qui occupe le fond de la cage 9 et sur lequel repose l'extrémité du deuxième obtrateur 11. Les ouvertures sont prévues de manière que la vanne étant dans la position fermée, le vérin 4 étant en position de repos, l'ouverture 12 du premier obturateur 10 se trouve alignée avec le conduit 8, une partie pleine du deuxième obturateur 11 se trouve devant l'ouverture 12. D'autre part l'ouverture 13 de l'obturateur 1; se trouvant devant la partie pleine de l'extrémité au premier obturateur 10 et dans une partie de cage extérieure an conduit S. La cage 9 est prolongée d'un côté du conduit par la tête de vanne 15 solidaire d'une platine 16 fixée sur la paroi 17 de la base 3 de la structure.. les extrémités des obturateurs 10 et 11, situées vers ia tette de vanne 15 portent des talons supérieurs 18,19 orientés dans des directions opposées perpendiculairement à la direction de coulissement. tes talons supérieurs 1O,19 coopèrent avec des moyens de commande susceptibles de les entratner vers l'extrémité de la t8te de vanne 15 ou de les maintenir en position. Ces moyens de commande comprennent deux verrous et deux cames. La tête de vanne 15 porte une partie des moyens de commande des obturateurs qui, eu côté du deuxième obturateur 11 sont constitués d'un verrou à ressort 20 dont une extrémité 21 est susceptible de coopérer avec le talon 19 dudit deuxième obturateur en venant en prise sous celui-ci. L'autre extrémité du verrou coopère, par exemple par l'intermédiaire d'un galet 22, avec une autre partie des moyens de commande formée par une came 23 prévue sur une des tranches latérales d'un organe de transmission 24 en orne de U renversé. Des doyens élastiques 26,-7 tels que des ressorts travaillant à la compression, sont disposés entre l'extrémité de la tête de vanne et les talons 18,19 des obturateurs 10,11 pour les maintenir, en position Iermée correspondant à la position de repos du vérin 4, appuyés cotre l'extrémité de la cage 9. l'autre branche latérale de l'organe de transmission 24 porte une autre partie des moyens de commande constitués par un verrou à resort 28 dont une extrémité 29 est susceptible de coopérer avec le talon supérieur 18 du premier obturateur 10 en venait en prise sous le talon supérieur lorsque le talon inférieur 14 repose contre l'extrémité de la cage 9. L'autre extrémité du verrou 28 porte un galet 30 coopérant avec une came 31 fixée sur la platine 16 solidaire de la tête de vanne 15. le mode de fonctionnement de la vanne selon l'inventie-n est le suivant : -dans la position de fermeture, qui est la position de repos du vérin 4, représentée Fig 2, le premier obturateur 10 est en butée sur le fond de la cage 9, le deuxième obturateur 11 repose sur le talon 14 inférieur du premier obturateur 10. Itouverture 12 du premier obturateur 10 est alignée avec le conduit d'évacuation 8 et l'ouverture 13 du deuxième obturateur 11 est en dehors du conduit et devant la partie pleine du premier obturateur 10 à 12 extrémité de celui-ci et à l'extrémité de la cage 9. le verrou 28 a son extrémité 29 engagée sous le talon supérieur 18 du premier obturateur 10. le verrou 20 porte par la tette de vanne est rétracté dans celle-ci, retenu par le galet 22 en appui sur la came 23 t -en introduisant un fluide sous-pression dans le vérin 4 (Fig.3), l'organe de transmission 24 suit le déplacement du piston 25 du vérin 4 et entraîne par l'intermédiaire du verrou 28 le talon supérieur 18 du premier obturateur 10, qui entratne par son talon inférieur 14 le deuxième obturateur 11. L'extrémité 21 du verrou 20 fait saillie dans la tête de vanne sur le passage du talon supérieur 19 du deuxième obturateur 11. Lorsque le vérin 4 est près de son point mort- supérieur (Fig.4) le talon supérieur 19 du deuxième obturateur 11 s'engage sur l'extrémité 21 du verrou 200 Dès que le piston 4 est à sa fin de course supérieure, l'extrémité 29 du verrou 28 est rétractée par le passage du galet 30 sur la came 51 fixée sur la platine 16. l'ouverture 13 du deuxième obturateur il est alignée avec le conduit 8o Lors de la rétraction de l'extrémité 29 du verrou 28 (pli.5), le talon supérieur 18 du premier obturateur 10 est libéré et le ressort 26 repousse brusquement l'obturateur contre le fond de la cage, position dans laquelle l'ouverture 12 est alignée avec le conduit 8.Les ouvertures 12 et 13 des obturateurs se trouvent alors alignées et permettent l'écoulement du fluide remplissant le vérin 4. l'écoulement à ouverture maximale se poursuit tant que le galet 22 du verrou 20 maintenant le talon supérieur 19 du deuxieme obturateur 11 se trouve sur la partie de came 23 permettant la saillie de ltextrémité 21 du verrou 20. Lorsque le vérin est vide (pli,6) le verrou 20 maintenant le deuxième obturateur 11 s'efface, tiré par son galet 22 en appui sur la came 23 et 11 obturateur est poussé par le ressort 27 dans la position de fermeture (?il.2) contre le talon inférieur 14 du premier obturateur 10 et à l'extrémité de la cage 9. L'exemple d'application donné ei-dessus pour une vanne à obturateurs indépendants n'est pas limitatif, en effet cette vanne peut également titre utilisée pour la commande de marteaux, pilons, martinets, moutons, sonnettes, marteaux piqueurs et d'une manière générale tout appareil à mouvement alternatif actionné par un fluide liquide ou gazeux. REVE-;DICAT TONS 1. Vanne à- obturateurs indépendants, plus particulièrement adaptée à l'évacuation d'un fluide déplaçant le piston d'un vérin, laaite vanne étant commandée par le déplacement dudit piston, caractérisée en ce qu'elle comporte une cage (9) dans laquelle cculisse parallèlement deux obturateurs plans ajustés (10,11) munis d'orifices (12S13) un premier obturateur (io) porte à une extrémité un talon inférieur (14) sur lequel repose 15 extrémité d'un deuxième obturateur (1l) les premier et deuxième obturateurs présentent respectivement à leurs autres extrémités des talons supérieurs (18,19) dirigés vers l'extérieur perpendiculairement au plan de coulissement dans des directions opposées, une t8te de vanne (15) prolongeant la cage (9) portant une partie des moyens de commande (20,31) des obturateurs ; un organe de transmission (24) fixé à la partie mobile (25) du vérin portant l'autre partie des moyens de commande (28,23) des obturateurs ; des moyens élastiques (26,27) maint nant les- obturateurs en butée contre l'extrémité de la cage pour la position de repos du vérin ; lesdits moyens de commande étant susceptibles de coopérer avec les talons supérieurs (18,19) des obturateurs t10,11) pour les entraîner ou les maintenir contre la force des moyens élastiques (26,27). 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande sont constitués de deux verrous (20,28) actionnés chacun par une came (23,31) ; les verrous comportent une extrémité susceptible de venir en prise avec les talons supérieurs (18,19) des obturateurs, l'autre extrémité étant en contact avec les cames (23,31). 3. Vanne selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un des verrous (20) est fixé sur la tte de vanne (15) et est actionné par une came (23) fixée sur l'organe de transmissnon (24), l'autre verrou (28) est fixé sur l'organe de transmission et est actionné par une came t31) à la tette de vanne (15). 4. Vanne selon la revendication 3, caractérisé en ce que 11 organe ae transmission (24) comporte une partie en U, une des branches latérales du U portant la came (23), l'autre branche portant le verrou (28). 5. Vanne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'orifice (12) du premier obturateur (10) est prévu de manière que lorsque le vérin est en position de repos, l'orifice soit positionné sur l'évacuation (8) du fluide, le verrou (28) porté par l'organe de transmission (24) étant engagé sous le talon (18) dudit obturateur ; l'orifice (is) du deuxième obturateur (11) est prévu, pour la meme position de repos du vérin, de manière qu'il soit positionné devant une partie pleine du premier obturateur (10) en dehors de l'évacuation du fluide près de l'extrémité dudit obturateur, le verrou (20) pcrté par la tête de vanne (15) s'engageant sous le talon (19) du deuxième obturateur (ii) lorsque l'orifice (is) est positionné sur l'évacuation (8) du fluide0