Brevet FR2570728A1 — publié le 19860328

La présente invention concerne un montage de vérin oscillant permettant 11 actionnement des clapets pivotants de barrage hydraulique. Dans la présente invention, le terme vérin désigne aussi bien des vérins à huile classiques que des auto-vérins dans lesquels le corps porte un groupe moto-pompe actionné électriquement pour la mise sous pression du fluide moteur. On connaît les barrages, dits à hausses, comportant une succession de clapets (ou hausses) disposés transversalement au courant et qui peuvent etre effacé par pivotement autour d'axes horizontaux situés généralement sur le radier du cours d'eau à obturer. La commande de l'orientation angulaire de ces clapets est généralement assurée par des vérins oscillants situés en aval des clapets et dont les tiges sont en prise avec une partie spécialisée de ces clapets, au moins en position de travail. De tels vérins de commande des clapets peuvent être installés à l'air, mais ils sont souvent aussi immergés, notamment dans la partie du radier situés en aval des clapets qu'ils doivent actionner. Une telle immersion ne présente aucun incon vénient pour les tiges des vérins, si celles-ci ne sortent que, de temps à autre, pour exécuter des manoeuvres de courte durée. Dans le cas contraire, les tiges en question devraient être en acier inoxydable, afin d'être insensibles à la rouille. Le demandeur a toutefois découvert que l'immersion du vérin présente un autre danger. Fréquemment, en effet, le vérin est monté sur des tourillons autour desquels il tourne pendant les déplacements de sa tige. Au cours d'un tel mouvement, le corps du vérin se déplace à l'interieur de la cavité dans laquelle il est installé. Si ce déplacement sst entravé par des dépôts ou des corps étrangers habituellement charriés sur le fond d'un cours d'eau, la tige du vérin risque d'être voilée au cours de sa manoeuvre. La disposition de vérins qui vient d'être décrite se rencontre notamment dans les barrages ayant fait l'objet des deux brevets français ci-après du demandeur: nO 71.28734 du 5.8.71 nO 79.14986 du 12.6.79 La cavité, ou carter, dans laquelle le corps du vérin peut osciller est recouverte par un capot, mais la tige du vérin doit traverser celui-ci en se déplaçant dans une fente, difficile à protéger. L'expérience montre que, si la protection est insuffisante, des dépôts se produisent effectivement dans le carter, ce qui contrarie lroscillation normale du vérin et peut même bloquer celui-ci. La présente invention vise à résoudre ce problème par des moyens simples, peu onéreux et particulièrement fiables. L'invention vise ainsi un montage de vérin oscillant pour clapets de barrage pivotants, ce vérin étant destiné à être placé en aval du clapet, au moins en partie à l'intérieur d'une fosse dans laquelle il peut osciller grâce à des tourillons orthogonaux à son axe. Suivant l'invention, ce montage est caractérisé en ce que le corps du vérin est au moins en partie logé dans un corset qui présente une surface de révolution relativement à l'axe d'oscillation du vérin, les bords de la fosse venànt sensiblement au contact du contour du corset suivant la section de celui-ci par un plan diamétral passant par les tourillons. Grâce à son montage dans un corset dont la surface extérieure oermsnd au contour de l'ouverture de la fosse quelle que soit la position angulaire du vérin, le jeu entre les parois fixe et mobile peut être réduit à une valeur telle que les corps étrangers solides ne puissent pénétrer dans la fosse de sorte que les risques de blocage du vérin sont écartés. Le corset peut être constitué par un bloc massif, par exemple en fonte ou en acier inoxydable, qui outre certains allèoements éventuels, grâce à un profil ou des cavités aprcr priés, présente un logement tubulaire dans lequel est engagé le corps du vérin. Tous rsques de de'toeOraton du corset à l'usage sont ninm évités. Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, les parties du corset qui viennent en contact avec les bords amont et aval relativement à l'axe d'oscillation du vérin présentent une surface cylindrique de révolution, tandis que les parties du corset qui viennent en contact avec les bords de la fosse traversant l'axe d'oscillation présentent une surface plane orthogonale audit axe. Le jeu entre le corset et la fosse peut être ainsi très limité tandis que la réalisation du montage est facile et économique. Selon un autre aspect du montage selon l'invention, le pourtour de la fosse est garni par une bordure rapportée dont la position est ajustée pour venir sensiblement au contact de la surface du corset. La bordure rapportée peut aussi avantageusement comporter des paliers amovibles pour les tourillons d'oscillation du vérin portés par le corset. Le vérin et son corset peuvent être ainsi rendus aisément amovibles. Selon encore un autre aspect de l'invention, le fond de la fosse communique avec un conduit de soutirage permettant unnettoyageparaqEration du fond de la fosse. D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: la figure 1 est une vue en coupe par le plan vertical de symétrie d'un montage conforme à l'invention, le corps du vérin n'étant pas coupé et le clapet de retenue étant en position dressée; la figure 2 est une vue en plan partielle du vérin et de ses annexes; la figure 3 est une vue analogue à la figure 1, le corset étant coupé et le clapet de retenue étant vu en coupe. En se reportant aux figures 1 et 3 des dessins annexés, on reconnaît en 1 un clapet de retenue (aussi appelé hausse) pour un plan d'eau 2. De façon connue, le clapet 1 est articulé à sa base autour d'un axe horizontal 3 d'un seuil 4 par l'intermédiaire d'un chevalet 5. Le seuil 4 est fixé sur le radier 6 du plan d'eau 2 et ce radier est recouvert d'une tôle 7 de protection ou matériau analogue. Sur le chevalet 5 est articulé par un axe 21 un arc-boutant 22 dont l'extrémité libre prend appui sur l'un des crans d'arrêt 23 d'une crémaillère 24 rappelée aussi glissièrej, ce qui permet de donner diverses positions angulaires au clapet 1. La position angulaire du clapet 1 est commandée par un vérin 8 situé en aval du plan d'eau 2 et capable d'osciller dans une fosse 9 pratiquée dans le radier 6 et également tapissée par la tôle protectrice 7. Le vérin 8 peut osciller dans la fosse 9 autour d'un axe horizontal A-A, parallèle à l'axe 3 et il comporte uné tige 11 coulissante dont l'extrémité libre porte par exemple une coupelle 12 en prse avec une toto spheique 13 oiu peut tourner autours un axe porte par le chevalet 5. 'autres paictilariés relatives à des structures de ce genre peuvent être trouvées dans les brevets français du demandeur cités plus haut. Conformément à la présente invention, le montage du vérin 8 est remarquable en ce que celui-ci est logé en partie dans un corset 14 dont les parties antérieure 15 et postérieure 16 correspondent à des surfaces cylindriques de révolution relativement à l'axe d'oscillation A-A du vérin. Les faces latérales 17 du corset 14 sont planes et orthogonales à l'axe A-A. Le corset 14 présente un logement tubulaire 18 (figure 3) où prend place le corps du vérin 8 qui est ainsi relié de façon amovible au corset, en étant arrêté en position de service par la butée deson rebord annulaire 19 sur un décrochement 20 du logement 18. Les faces supérieure 31 et inférieure 32 du corset 14 présentent par ailleurs un profil quelconque, la face 31 portant des anneaux 33 permettant le passage de câbles de levage 34. Les faces latérales 17 du corset 14 portent des tourillons 35, disposés suivant l'axe A-A et qui permettent l'oscillation de l'ensemble du corset 14 et du vérin 8 , qui fait corps avec lui Le montage prévu par l'invention est tel que les bords rectangulaires de l'ouverture de la fosse 9, viennent sensiblement au contact avec le contour du corset supposé coupé par un plan diamétral horizontal passant par l'axe A-A et grâce à la nature de révolution des faces 15 et 16, cette propriété est vérifiée quelle que soit la position angulaire du corset 14. On peut faire en sorte par construction que les bords de la fosse 9 viennent en contact avec le contour tel que défini du corset 14. De préférence toutefois, un certain jeu est réservé entre les parois de la fosse 9 et celles du corset 14 tandis que le pourtour de la fosse 9 est garni par une bordure rapportée 36 de contour rectangulaire, par exemple en cuivre et qui est fixée à la tôle 7 et dont la position est ajustée pour venir sensiblement au contact de la surface du corset 14 en rattrapant le jeu volontaire mentlaaalaoens:ruct:ionpour l'ouverture de la fosse 9. Ce montage permet de plus grandes tolérances pour la réalisation de la fosse 9 tout en ne laissant qu'un intervalle très réduit (par exemple quelques dixièmes de millimètre) entre les surfaces fixe et mobile en regard, de sorte que la pénétration de corps étrangers solides est impossible. La bordure rectangulaire rapportée 36 permet ainsi de respecter des conditions de réception sévères sans que les dimensions de la fosse 9 soient établies avec précision. Selon une autre caractéristique de 1 'inven- tion1 les tourillons 35 portés par le corset reposent dans des demi-paliers aménagés sur le bord de la fosse 9 et en particulier dans la bordure 36 et ils sont coiffés par d'autres demi-paliers amovibles 37 (figure 3). Dans la réalisation particulière décrite, l'alimentation du vérin 8 en fluide moteur est assurée par une tuyauterie 38 qui débouche dans un conduit correspondant 39 (figure 2) ménagé dans le tourillon 35 en regard et dans le corset 14. Dans le montage considéré, il est encore prévu que le fond de la fosse 9 communique avec un conduit 41 de soutirage débouchant par l'orifice 42 à la surface du radier 6. En introduisant dans l'orifice 42 un tuyau de pompe aspirante, on peut contrôlés visuellement la qualité de pureté du liquide contenu dans la fosse 9 et en cas de nécessité on peut aspirer l'eau sale qui se trouverait dans le fond de la fosse ou retirer le vérin 8 et le corset 14 en le soulevant par les câbles 34 après démontage des demi-paliers 37.Ceci permet de nettoyer la fosse 9des déchets qu'elle peut contenir Le montage prévu par l'invention est remar quable par la simplicité de sa structure et de sa mise en oeuvre, sa fiabilité et le faible coût de réalisa tion. I1 convient aussi bien aux vérins purement hydrauliques qu'à ceux comportant une micro-centrale hydro-electrique, auquel cas l'alimentation électrique peut être également effectuée par les tourillons 35. Le montage considéré convient aussi bien pour les sites nouveaux que pour ceux déjà équipés conformément par exemple aux brevets français précités du demandeur: il suffit en effet de retirer les vérins initiaux et de mettre en place un corset garni d'un vérin et une bordure de liaison avec le pourtour de la fosse. L'invention remédie ainsi avec des moyens simples aux défauts relevés sur les solutions antérieures. I1 va de soi que l'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite et qu'on peut y apporter des variantes. Ainsi la bordure 36 pourrait comporter des lèvres en une résine auto-lubrifiante telle qu une résine polyfluorée pour parfaire l'étanchéité de la liaison avec le bord de la fosse 9. Les-surfaces en regard de la bordure 36 (ou de la fosse 9) et du corset 14 peuvent avantageusement recevoir aussi un revêtement de résine polyfluorée pour diminuer le jeu et les frottements. On notera que le type de liaison prévu entre le vérin et son corset, qui consiste dans l'emboitement d'un cylindre plein dans un cylindre creux, ainsi qu'on l'a décrit ci-dessus et représenté sur la figure 3, permet de changer le vérin sans déplacer le corset, dont les contacts avec la tôle du radier doivent être réglés avec soin. D'autres dispositions peuvent aussi être adoptées. Ainsi, bien que la forme rectangulaire de la section du corset 14 par un plan diamétral puisse être préférée pour des raisons de simplicité et d'économie de matière, il serait possible de réaliser le corset 14 suivant une surface sphérique, le centre de la sphère étant situé sur l'axe A-A. Dans ce cas, le bord de la fosse 9 serait circulaire. On pourrait également rendre les tourillons 35 solidaires du vérin, le corset étant alors constitué par deux coquilles symétriques l'une de l'autre par rapport au plan vertical contenant la direction du courant, coquilles liées rigidement au vérin. En raison du bombardement du système par les éléments solides contenus dans les violents courants d'eau, qui s'échappent par les iMernSis existant entre deux clapets successifs lorsque ceux-ci sont disposés en chicanes, c'est-à-dire lorsqu'ils ont des inclinaisons différentes, les deux coquilles susvisées devront être constituees par un matériau particulièrement dur (fonte ou acier inoxydable notamment). Avec cette disposition, le changement d'unv & n obligerait toutefois à refaire le réglage précis de l'obturation de l'orifice rectangulaire ménagé dans la tôle du radier, puisque le changement du vérin entralnerait ipso facto le changement du corset. REVENDICATIONS 1. Montage de vérin oscillant (8) pour clapets de barrage pivotants (1), ce vérin (8) étant destiné à être placé en aval du clapet (1), au moins en partie à l'intérieur d'une fosse (9) dans laquelle il peut osciller, grace à des tourillons (35) orthogonaux à son axe, caractérisé en ce que le corps du vérin (8) est au moins en partie logé dans un corset (14) qui présente une surface de révolution (15,16) relativement à l'axe d'oscillation (A-A) du vérin (8), les bords de la fosse (9) venant sensiblement au contact du contour du corset (14) suivant la section de celui-ci par un plan diamétral passant par les tourillons (35). 2. Montage conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le corset (14) est constitué par un bloc massif présentant un logement tubulaire (18) dans lequel est engagé le corps du vérin (8). 3. Montage conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les parties (15,16) du corset (14) qui viennent en contact avec les bords amont et aval relativement à l'axe d'oscillation (A-A) du vérin (8) présentent une surface cylindrique de révolution. 4. Montage conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les parties (17) du corset (14) qui viennent en contact avec les bords de la fosse traversant l'axe d'oscillation (A-A) présentent une surface plane orthogonale audit axe. 5. Montage conforme à l'une des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que les bords de la fosse (9) en contact avec le corset présentent un contour rectangulaire dont les côtés sont respectivement parallèles et perpendiculaires à l'axe d'oscillation (A-A), ledit corset (14) présentant deux surfaces respectivement antérieure (15) et postérieure (16) cylindriques de révolution et deux surfaces latérales planes (17). 6. Montage conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le pourtour de la fosse (9) est garni par une bordure rapportée (36) dont la position est ajustée pour venir sensiblement au contact de la surface du corset (14). 7. Montage conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les tourillons (35) d'oscillation du vérin sont portés par le corset (14) et sont logés dans des paliers (37) aménagés sur le bord de la fosse. 8. Montage conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'alimentation du vérin (8) en fluide moteur est assurée par l'un au moins des tourillons (35). 9. Montage conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le fond de la fosse (9) communique avec un conduit de soutirage (41) permettant un nettoyage par aspiration.