Brevet FR2596786A1 — publié le 19871009

La présente invention est relative à un dispositif de vidage d'un réservoir de liquide, et elle s'applique en particulier à un tel dispositif assurant la fonction de chasse d'eau pour une cuvette de W.C. Parmi ces dispositifs, l'invention concerne ceux du type dans lequel l'évacuation du liquide, en général de l'eau, se fait par simple gravité, et non pas à l'aide d'une réserve de gaz comprimé. Dans ces dispositifs de vidage par gravité on prévoit, à la partie inférieure de sortie du réservoir, un mécanisme obturateur qui est normalement en position fermée pour empêcher l'écoulement du liquide par gravité et qui peut être soulevé à la main, depuis l'extérieur du réservoir, pour l'ouverture de l'obturateur et le vidage de 1 'eau. Ces dispositifs sont relativement fragiles et sont sujets à des pannes ou à des fuites, en raison par exemple d'un coincement des pièces en mouvement ou encore d'un entartrage empêchant une bonne étanchéité. L'invention a pour but notamment d'éviter ces inconvénients en fournissant un dispositif de vidage d'un réservoir de liquide qui ne comporte aucune pièce mobile en on- tact avec le liquide. A cet effet, le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte, d'une part, un tube de vidage traversant de manière étanche la paroi du réservoir et présentant un coude supérieur tourné vers le bas et situé à un niveau inférieur au niveau minimal de remplissage du réservoir, un coude inférieur tourné vers le haut, une première branche d'entrée dont l'extrémité libre inférieure est située dans le réservoir, de préférence en partie basse de celui-ci, et qui monte pour aboutir au coude supérieur, une deuxième branche centrale reliant les.deux coudes, et une troisième branche de sortie et, d'autre part, un tube d'évent propre à faire communiquer la deuxième branche centrale avec l'extérieur, ce tube d'évent portant un obturateur, normalement fermé, et une partie située à un niveau supérieur au niveau maximal de remplissage du réservoir. Dans un tel dispositif, les seuls éléments mobiles sont ceux de l'obturateur qui restent hors de contact par rapport aù liquide, de sorte qu'on évite tout risque d'entartrage, de fuite ou de coincement. Comme on l'indiquera ci-après en détail, le tube d'évent et son obturateur permettent d'amorcer le vidage du réservoir par remplissage du coude supérieur, le vidage se poursuivant de lui-même ensuite par un effet de --siphonnage. En général, le coude supérieur est en forme de U renversé, le coude inférieur est en forme de U et les première et deuxième branches sont verticales, la troisième branche de sortie présentant une extrémité de décharge qui peut être horizontale ou encore verticale ou oblique vers le bas. En général, l'obturateur est monté a itextrémité libre du tube d'évent. I1 est de préférence constitué par un clapet manuel rappelé par un ressort vers la position fermée et propre à être enfoncé manuellement par l'utilisateur. Selon les applications ou les modes d'installation, soit l'extrémité du tube d'évent est située au-dessus du niveau maximal de remplissage du réservoir, auquel cas l'obturateur est monté à cette extrémité, par exemple sur la face extérieure du réservoir, soit le tube d'évent présente un coude supérieur situé au-dessus du niveau maximal de ramplissage du réservoir, l'obturateur étant alors monté a l'extrémité extérieure du tube d'évent située à un niveau inférieur à celui du réservoir, ce coude empêchant une remontée du liquide dans le tube d'évent et son déversement à l'extérieur à travers l'obturateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture du complément de description qui va suivre, et en référence aux dessins annexés qui font partie de la description et dans lesquels Fig. I est une vue schématique en coupe verticale d'un dispositif établi selon un premier mode de réali sation de l'invention, dans l'application non limitative a une chasse d'eau, le réservoir étant plein et le dispositif étant en position inactive, en attente d'une commande de vidage Fig. 2 est une vue analogue montrant une phase intermédiaire du vidage Fig. 3 est une vue analogue montrant le désamorçage automatique du dispositif au voisinage de la fin du vidage;; Fig. 4 est une vue analogue montrant l'état du dispositif à la fin du vidage Fig. 5 est une vue analogue à la Fig. 1, montrant un dispositif établi selon un second mode de réalisation de l'invention. La description qui va suivre sera faite dans l'application de l'invention à un dispositif de chasse d'eau pour cuvette de W.C., mais il est entendu que l'invention peut être utilisée dans d'autres applications, par exemple sanitaires (évier, lavabo, etc..) ou industrielles. Cela étant, on décrira tout d'abord le mode de réalisation des Figs. 1 à 4. Le dispositif selon l'invention est utilisé conjointement avec un réservoir d'eau 1 qui, de manière habituelle, comporte un fond 2, des parois latérales 3, un couvercle 4 et un dispositif de remplissage 5 constitué par une vanne 6 reliée à une alimentation en eau sous pression et commandée par un bras basculant 7 à l'extrémité libre duquel est monté un flotteur 8. De façon également connue, le flotteur 8 peut être déplacé sur le bras 7 pour le réglage du niveau N4 de remplissage du réservoir 1, entre un niveau minimal et un niveau maximal. Le dispositif de remplissage 5 est de structure bien connue et son mode de fonctionnement ne sera donc pas décrit ici. Le dispositif selon l'invention comporte un premier élément constitué par un tube de vidage 9 qui traverse de manière étanche le fond 2 ou l'une des parois latérales 3 du réservoir et qui présente : un coude supérieur 10 tourné vers le bas et situé à un niveau N3 inférieur au niveau N4 minimal de remplissage du réservoir, un coude inférieur 11 tourné vers le haut, une première branche d'entrée 12 dont l'extrémité libre inférieure 13 est située dans le réservoir 1 et qui monte à partir de cette extrémité pour aboutir au coude supérieur 10, une deuxième branche centrale 14 reliant les coudes 10, 11, c'est-à-dire la sortie du coude 10 et l'entrée du coude 11 en considérant le sens d'écoulement du liquide lors du vidage, et une troisième branche de sortie 15 qui relie la sortie du coude inférieur 11 et l'extrémité de décharge 16 du tube 9.Dans l'application considérée, l'extrémité de décharge 16 est branchée sur l'entrée de rinçage de la cuvette de W.C Le cas échant, le fond 2 du réservoir 1 peut présenter une cavité ou dépression 17 d'accumulation des impuretés, l'extrémité 13 de la branche d'entrée -12 étant située, par exemple, à l'aplomb de cette cavité, à un niveau Ng sensiblement égal à celui du fond du réservoir, de manière à permettre un vidage optimal du réservoir. Dans le mode de réalisation représenté, les coudes 10, 11 sont en forme de U, respectivement renversé et nonrenversé, les branchesl2 et 14 étant verticales. Bien que cela ne soit pas obligatoire, c'est la branche centrale 14 qui traverse la paroi du réservoir 1, à savoir le fond 2, avec interposition d'une garniture 18 d'étanchéité et de maintien du tube 9. Dans la pratique, le tube 9 est en deux parties reliées de manière étanche, par exemple au niveau de la garniture 18. L'extrémité de sortie 16 du tube 9 est située à un niveau inférieur au niveau No de l'extrémité d'entrée 13 pour assurer un siphonnage complet du réservoir. Cette sortie 16 peut être soit horizontale, comme représenté, soit verticale ou oblique vers le bas. Dans tous les cas, la troisième branche de sortie 15 présente un bord de déversement 19 à un niveau N5 qui est situé au-dessus du niveau N2 du coude inférieur 11 d'une distance (N5 - N2) qui est au plus égale à la distance (N4 - N3) entre le niveau N4 maximal de remplissage du réservoir et le niveau N3 du bord de déversement 20 du coude 10. Cet agencement a pour but, comme on l'indiquera plus loin, de permettre une fonction de déversement de trop-plein en cas de défaillance de la vanne 6 à la fermeture. Le dispositif selon l'invention comporte un second élément qui est constitué par un tube d'évent 21 propre à faire communiquer la deuxième branche centrale 14 avec l'extérieur par l'intermédiaire d'un obturateur 22 normalement fermé,ce tube d'évent 21 comportant une partie qui est située à un niveau supérieur au niveau N4 maximal de remplissage du réservoir. Le tube d'évent 21 traverse de manière étanche la paroi du tube de vidage 9, à l'intérieur ou à l'extérieur du réservoir 1. L'une de ses extrémités débouche dans la deuxième branche centrale 14 tandis que son autre extrémité porte l'obturateur 22. De préférence, l'extrémité 21' du tube 21 qui est située dans la branche 14 est dirigée vers le bas pour assurer un hon écoulement de l'eau pouvant se trouver dans le tube 21 lors du fonctionnement du dispositif. Dans le mode de réalisation des Figs. 1 à 4, l'extré- mité du tube d'évent 21 qui porte l'obturateur 22 est située au-dessus du niveau N4 maximal de remplissage du réservoir, et l'obturateur 22 est monté sur la face extérieure du réservoir. L'obturateur 22 comporte un poussoir 23 solidaire d'un clapet 24 qui est rappelé vers la position fermée par un ressort de compression 25. Quand l'obturateur 22 est au repos, le ressort 25 plaque le clapet 24 contre son siège pour isoler l'intérieur du tube 21, et par conséquent l'intérieur de la deuxième branche centrale 14, par rapport à l'extérieur. On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif selon le mode de réalisation des Figs. 1 à 4. Dans l'état de la Fig. 1, le réservoir 1 est rempli au niveau N4 et la vanne 6 est fermée sous l'action du bras 7 et du flotteur 8. La première branche d'entrée 12 et le coude 10 du tube 9 contiennent de l'eau jusqu'au niveau N3 du bord de déversement 20. Le reste du coude 10 est vide, de même que la branche centrale 14 jusqu'à un niveau N6 qui peut être différent du niveau N2 du coude 11. Le reste du coude 11 et une partie de la branche de sortie 15 sont remplis d'eau jusqu'à un niveau N1 qui peut être inférieur au niveau N5 du bord de déversement 19. L'ensemble est en équilibre de pressions et aucun écoulement ne se produit jusqu'à l'actionnement de l'obturateur 22. Cet équilibre de pressions s'établit comme suit au niveau N4 il règne une pression PO qui est égale à la pression atmosphérique. I1 en est de même au niveau N1 puisque l'extrémité de sortie 16 est en communication avec l'extérieur. Aux niveaux N3 et N6 il règne une pression PO + dP, supérieure à la pression PO d'une quantité dP correspondant à la hauteur de la colonne d'eau entre les niveaux N4 et N3 . Cette hauteur se retrouve entre les niveaux N1 et N6. A chacun des niveaux N1, N6, N3 et N4 de séparation entre l'air et l'eau, il règne donc une même pression dans l'air et dans l'eau, pour le cas de la Fig. 1. Le bouchon d'eau présent dans le coude inférieur 11 et la troisième branche de sortie 15 permet d'éviter l'auto-amorçage du coude 10 totalement immergé dans le ré- servoir 1.L'obturateur 22 étant fermé, l'excédent de pression dP régnant dans la conduite centrale 14 ne peut pas s'évecuer à travers le tube 21 et, au contraire, renforce la fermeture du clapet 24. Pour commander le vidage de réservoir, il suffit à l'utilisateur d'appuyer sur le poussoir 23, contre l'action du ressort 25 pour dégager le clapet 24 de son siège.Ce faisant, la surpression dP peut s'évacuer vers l'extérieur à travers le tube d'évent 21 et il se produit alors un déséquilibre de pressions au niveau N3, la pression d'air diminuant rapidement vers PO tandis que la pression d'eau se maintient à PO + dP.L'eau commence alors à passer par-dessus le bord de déversement 20 du coude 10 et remplit le coude 10, ce qui amorce le siphon nage, celui-ci se poursuivant automatiquement, même si l'utilisareur relâche le poussoir 23, et ce du fait que l'extrémité de sortie 16 est située au-dessous de l'ex trémité d'entrée 13. Lors du siphonnage(Fig. 2) le niveau N du liquide baisse et celui-ci s'échappe par l'extrémité de sortie 16 suivant un débit qui est défini principalement par la section du tube 9 et la différence de niveaux entre l'eau du réservoir et la sortie 16. En même temps, la vanne 6 stest ouverte du fait de l'abaissement du flotteur 8 et du bras 7 et délivre de l'eau au réservoir, comme montré en 26, ce débit d'alimentation étant, de façon connue, insuffisant pour compenser le débit de sortie.Le siphonnage se poursuit jusqu'à ce que, comme montré à la Fig. 3, le niveau du liquide dans le réservoir atteigne le niveau Ng de l'extrémité d'entrée 13., instant à partir duquel des bulles d'air 27 pénetrent dans la branche d'entrée 12 par l'entrée 13 et s'accumulent à la partie supérieure du coude 10 pour former une poche d'air 28. Quand la poche 28 est suffisamment importante pour atteindre le niveau N3, le coude 10 est désamorcé et l'eau présente dans la branche d'entrée 12 ne s'écoule plus vers l'extérieur. L'eau présente à cet instant dans la branche centrale 14, le coude inférieur 11 et la branche de sortie 15 s'écoule en partie vers l'extérieur, à travers l'extrémité de sortie 16, en même temps que le niveau baisse dans la branche d'entrée 12.Pendant cette phase, le niveau N dans le réservoir commence à remonter, du fait du vidage de la branche 12 mais surtout de l'entrée d'eau en 26, et le niveau baisse dans la branche centrale 14 et la branche de sortie 15 jusqu'au niveau N5, instant à partir duquel il ne s'écoule plus d'eau par la sortie 16. Lors du vidage décrit ci-deSsus, de l'eau pénètre dans le tube d'évent 21 mais ne peut atteindre l'obturateur 22 car celui-ci est situé à un niveau supérieur à celui de l'eau dans le réservoir. Il n'y a donc aucun risque d'échappement intempestif d'eau a travers l'obturateur. Suivant la durée de l'enfoncement du poussoir 23 lors du vidage, le tube d'évent 21 peut soit se vider complètement, soit conserver une certaine quantité d'eau. A partir de l'état représenté à la Fig. 4, l'eau d'alimentation 26 fait monter le niveau N dans le réservoir 1 et dans la branche d'entrée 12 jusqu'à ce que l'on obtienne l'état initial de la Fig. 1. Pendant ce remplissage du réservoir, la pression d'air dans la conduite centrale 14 augmente, cette surpression chassant en partie l'eau présente dans le coude inférieur 11 jusqu'à ce qu'elle atteigne le niveau N6 du côté de la branche 14. Si la vanne 6 présente une défaillance à la fermeture, lorsque l'eau atteint le niveau N4 dans le réservoir, la surpression ainsi produite, due à l'augmentation de la colonne d'eau au-dessus du niveau N3, provoque un écoulement d'eau depuis la branche d'entrée 12 jusqu'à la sortie 16, ce qui permet de déverser le trop-plein. Le mode de réalisation de la Fig. 5 ne diffère de celui des Figs. 1 à 4 que par l'agencemcnt du tube d'évent 21 et la position de l'obturateur 22. Dans ce mode de réalisation, le tube d'évent 21 présente un coude supérieur 29 situé au-dessus du niveau N4 maximal de remplissage du réservoir 1, ce coude étant suivi par une branche descendante 30 qui aboutit à l'obturateur 22. Cet agencement est par exemple utilisé dans le cas où le réservoir 1 est situé en hauteur, dans une zone inaccessible, par exemple au-dessus d'une paroi 31 qui peut être un coffrage ou une paroi quelconque. Dans ce cas, la branche centrale 14 du tube de vidage 9 est plus longue que précédemment, et la section de celui-ci est déterminée en fonction du débit désiré à la sortie 16 et de la différence de niveau entre le réservoir 1 et la sortie 16. L'obturateur 22 est monté, à portée de la main, à une extrémité de la branche descendante 30 et il peut sans inconvénient, du fait de l'existence du coude supérieur 29, être situé à un niveau bien inférieur à celui du réservoir. Comme il résulte de ce qui précède, le dispositif selon l'invention permet de réaliser le vidage d'un réservoir, notamment pour l'application à une chasse d'eau de cuvette de W.C, sans qu'aucune pièce mobile soit en contact avec le liquide, et sans faire appel à une source auxiliaire d'énergie telle que de l'air comprimé. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation, non plus qu'aux modes d'application; qui ont été indiqués ; on pourrait au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de vidage d'un réservoir de liquide, notamment dispositif de chasse d'eau pour cuvette de W,C, caractérisé par le fait qu'il comporte , d'une part, un tube de vidage(9)traversant de manière étanche la paroi (2,3) du réservoir et présentant un coude supérieur (10) tourné vers le bas et situé à un niveau (N3) inférieur au niveau (N4) minimal de remplissage du réservoir, un coude inférieur (11) tourné vers le haut, une première branche d'entrée (12) dont l'extrémité inférieure libre (13) est située dans le réservoir (1), de préférence en partie basse de celui-ci, et qui monte pour aboutir au coude supérieur (10), une deuxième branche centrale (14) reliant les deux coudes (10,11), et une troisième branche de sortie (15) présentant une extrémité de sortie (16) située à un niveau inférieur au niveau (Ng) de l'extrémité inférieure libre (13) de la première branche, et, d'autre part, un tube d'évent (21) propre à faire communiquer l'intérieur de la deuxième branche centrale (14) avec l'extérieur, ce tube d'évent présentant un obturateur (22), normalement fermé, et une partie située à un niveau supérieur au niveau (N4) maximal de remplissage du réservoir. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le coude supérieur (10) est en forme de U renversé et le coude inférieur (11) est en forme de U. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les première et deuxième branches (12,14) sont verticales. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'obturateur (22) est monté à l'extrémité libre du tube d'évent (21). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'obturateur (22) est constitué par un clapet manuel (24) rappelé par un ressort (25) en position fermée et propre à être enfoncé par l'utilisateur pour faire tendre la pression à l'intérieur de la deuxième branche centrale (14) vers la pression extérieure. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'obturateur (22) est placé à une extrémité du tube d'évent (21) située au-dessus du niveau (N4) maximal de remplissage du réservoir. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'obturateur (22) est monté sur la face extérieure du réservoir. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le tube d'évent (21) présente un coude supérieur (29) situé au-dessus du niveau (N4) maximal de remplissage du réservoir. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'obturateur (22) est monté à une extrémité du tube d'évent (21) située à un niveau inférieur à celui du réservoir. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la troisième branche de sortie (15) présente un bord de déversement (19) à un niveau (N5) qui est situé au-dessus du niveau (N2) du coude inférieur (11) d'une distance au plus égale à la distance entre le niveau (N4) maximal de remplissage du réservoir et le niveau (N3) du bord de déversement (20) du coude supérieur pour que le tube de vidage (9) assure aussi une fonction de déversement de trop-plein.