Brevet FR2591707A1 — publié le 19870619

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux robinets automatiques de réservoir commandés par un flotteur dont les variations de position par rapport au niveau du liquide dans le réservoir permet l'ouverture ou la fermeture dudit robinet. On connatt depuis fort longtemps des robinets de réservoir à commande directe par un bras de levier associé à un flotteur. Ces appareils sont destinés à empêcher le débordement du réservoir quand il est plein et à permettre son remplissage lorsqu'il est vide. Cette commande directe est très simple, mais elle nécessite dès que la pression dans la conduite d'alimentation dépasse quelques bars, des flotteurs énormes et des bras de levier longs et rigides pour pouvoir vaincre l'effort de la pression sur le clapet du robinet. L'encombrement de tels appareils est important et leur fonctionnement devient aléatoire au dessus d'une dizaine de bars. De plus, ils engendrent des pertes de charge très importantes. On connatt également des robinets de réservoir a commande compensez. Dans ces appareils, un piston ou une membrane de section appropriée vient équilibrer partiellement l'effet de la pression sur le clapet, de sorte que le bras de levier å flotteur n'a plus à développer qu'un effort largement inférieur à celui nécessaire dans le cas d'une commande directe. Toutefois, ces appareils sont très sensibles aux fluctuations du niveau du liquide dans le réservoir et ils peuvent engendrer des battements en résonance avec des oscillations du plan d'eau du réservoir. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier aux inconvénients précités et à permettre la réalisation d'un robinet automatique de réservoir qui réponde mieux que jusqu'à présent aux divers desiderata de la pratique. En particulier, l'invention vise à réaliser un tel robinet qui évite les battements de la commande en fonction des oscillations du plan d'eau du réservoir. A cet effet, un robinet suivant l'invention, qui à la manière connue comporte une commande dont l'agent de fermeture, qui est une vanne à membrane en soi connue à commande hydraulique, est associé à un circuit pilote, est caractérisé en ce que ce circuit pilote comporte des moyens de faire fermer la vanne en fonction de la proportion exacte de la variation du niveau sans qu' il y ait de liaison mécanique entre le flotteur et la vanne à membrane. Suivant un mode d'exécution préféré de la disposition qui précède, le flotteur commande la translation d'un tube, laquelle s'effectue dans un compartiment relié hydrauliquement à la chambre de manoeuvre de la commande de la membrane de la vanne et à la conduite amont, l'extrémité libre de la tige de commande de ladite membrane étant pourvue d'un pointeau disposé en vis-à-vis de l'extrémité intérieure du tube et sur lequel cette extrémité vient en appui étanche lorsque le niveau maximal a été atteint dans le réservoir ou s'en approche et/ou s'en éloigne en vue de moduler l'ouverture de la vanne à membrane. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un robinet automatique établi conformément à l'invention, et illustré à sa position d'ouverture maximale, c'est-à-dire lorsque le niveau du liquide dans le réservoir est à sa cote la plus basse. Fig. 2 est une vue semblable a celle de fig. 1, mais illustrant la position du flotteur à la cote maximale du niveau du liquide dans le réservoir, l'obturateur du robinet étant alors fermé. On a référencé 1 un robinet automatique établi conformément à l'invention et illustré en fig. 1 et 2. Ce robinet comprend tout d'abord une vanne 2 montée à l'extrémité d'une conduite d'amenée 3 et qui par sa forme en équerre permet de déverser du liquide verticalement dans un réservoir 4. Le corps de la vanne est pourvu d'un siège 5 sitné dans un plan perpendiculaire à la conduite 3 et en gros co-axial à celle-ci. Le corps de la vanne 2 est ouvert en vis-à-vis du siège 5 et à l'opposé de la conduite 3. Il comporte à cet endroit une bride 2a contre laquelle est plaquée une membrane 6 par l'intermédiaire de la bride périphérique d'un chapeau 7. La membrane est disposée parallèlement au siège 5 avec lequel coopère un obturateur 8 monté sur une tige 9 guidée d'une part dans un palier Sa du siège 5, et d'autre part dans l'alésage d'un bouchon 10 vissé dans la partie centrale du chapeau 7. La tige 9 est solidaire d'un flasque 11, tandis qu'un autre flasque 12 coulissant sur cette tige permet de serrer le centre de la membrane 6. La partie centrale du chapeau 7 se prolonge par un manchon tubulaire 7a qui détermine un compartiment 14 entourant la tige 9. Le chapeau se termine par un embout 15 dans lequel coulisse de manière étanche un tube 16. L'extrémité libre de la tige 9 porte un pointeau 17 vissé dans cette extrémité de manière que sa position soit réglable. Le tube 16 est pourvu d'une chape extrême 16a à laquelle est articulée l'une des extrémités d'une biellette 18 dont l'autre extrémité est articulée à un levier coudé 19 pivotant par rapport à un axe 20 porté par le corps de la vanne 2. L'autre extrémité du levier 19 est associée à un flotteur 21. On observe qu'une canalisation 22 relie la partie amont de la vanne 2 par rapport au siège 5 a la chambre de manoeuvre 23 déterminée entre le chapeau 7 et la membrane 6. A la manière connue, cette canalisation comporte un diaphragme 24 entrainant une importante perte de charge. La canalisation 22 est reliée en aval du diaphragme 24 au compartiment 14 décrit ci-dessus et qui se trouve isolé de la chambre de manoeuvre 23, andins qu'il est en communication avec l'extérieur par l'alésage 16b du tube 16. Le fonctionnement découle des explications qui précèdent Lorsque le flotteur est en position basse, c'est-à-dire quand le réservoir 4 est vide, le levier 19 repose contre une butée fixe 25. A ce moment, le tube 16 est complètement sorti vers l'extérieur, c'est-a-dire que son extrémité interne se trouve en gros à fleur de l'extrémité correspondante de l'embout 15. La pression régnant dans la conduite d'amenée 3 est appliquée contre l'obturateur 8. Comme la chambre de manoeuvre 23 est en relation avec le compartiment 14 qui lui-méme est en communication avec l'extérieur par l'alésage 16b du tube 16, le liquide arrivant par la canalisation 22 est évacué vers l'extérieur, ctest-a-dire dans le réservoir 4. L'obturateur est ouvert puisque la pression aval repousse l'obturateur 8 vers la droite en fig. 1.Le liquide arrivant par la conduite d'amenée 3 se déverse donc dans le réservoir. Au fur et à mesure de l'élévation du niveau de liquide dans ce réservoir, le flotteur 21 monte et fait basculer le levier 19. Ce basculement entraîne une translation du tube 16 dont l'extrémité interne pénètre dans le compartiment 14 pour se rapprocher du pointeau 17. Cette restriction de la section de passage du liquide en provenance de la conduite 3 dans ledit compartiment provoque une augmentation de pression dans la chambre de manoeuvre 23, de telle sorte que la membrane se déplace légèrement vers la gauche en entraînant l'obturateur 8 qui se rapproche du siège 5. Mais ce déplacement provoque le retrait du pointeau 17 et la réouverture du passage entre ltextrémité du tube 16 situé dans le compartiment 14 et ledit pointeau, si bien que l'obturateur ne se ferme pas davantage. Au fur et à mesure du remplissage, par déplacements relatifs successifs, l'obturateur vient s'appliquer contre le siège 5 et enfin l'extrémité interne du tube 16 coopère avec le pointeau 17 pour fermer complètement l'évacuation du liquide hors du compartiment 14 par son alésage 16b. Dans ces conditions, toute la pression transmise par le liquide arrivant par la canalisation 22 s'applique dans la chambre de manoeuvre qui maintient la membrane 6 dans la position illustree en fig. 2 dans laquelle le robinet 1 suivant l'invention est fermé. Une faible vidange du réservoir 4 entraîne un léger décollement de l'extrémité interne du tube 16 par rapport au pointeau 17, de telle sorte que la pression dans la chambre de manoeuvre diminue pour faire ouvrir légèrement l'obturateur en vue de remplir le réservoir. On a ainsi réalisé un robinet automatique commandé par un flotteur sensible au niveau d'un liquide dans un réservoir dont le mouvement d'ascension du flotteur fait fermer la vanne à proportion exacte de la montée de l'eau, sans pou'à aucun moment il n'y ait la moindre liaison mécanique entre le système de flotteur et l'équipage mobile de la vanne, c'est-è-dire l'ensemble obturateur 3, tige 9, membrane 6. On notera que la faible section annulaire de la matière constituant le tube lb le rend indépendant de la pression régnant dans le compartiment 14. I1 en résulte que ce systeme à flotteur peut etre aussi léger et peu encombrant qu'on le désire, quelle que soit la pression à maîtriser dans la vanne 2. Le dispositif de pilotage décrit ci-dessus permet d'utiliser toutes les possibilités techniques des vannes automatiques è membranes et d'étendre ainsi aux robinets de réservoir à commande par flotteur le domaine d'utilisation de ces appareils. On peut en particulier utiliser des vannes capables de résister à une pression très forte sans que le dispositif de pilotage n'ait besoin d'être modifié. On peut de même, selon une disposition connue, placer un robinet de réglage à aiguille sur le raccordement de la chambre de manoeuvre et contrôler ainsi les échanges hydrauliques entre cette chambre et le pilote en vue de ralentir autant que nécessaire les mouvements de fermeture et d'ouverture de la vanne 2, ce qui supprime tout risque de battement ou d'oscillation. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Robinet de réservoir automatique (1) du genre commandé par un flotteur (20) sensible au niveau du réservoir, agissant sur une commande dont l'agent de fermeture, qui est une vanne à membrane en soi connue à commande hydraulique, est associée à un circuit pilote, caractérisé en ce que ce circuit comporte des moyens de faire fermer la vanne (2) en fonction de la proportion exacte de la variation du niveau dans le réservoir (4) sans qu'il y ait de liaison mécanique entre le flotteur (21) et la vanne à membrane (2). 2. Robinet suivant la revendication 1, du genre dans lequel une canalisation (22) relie la conduite amont (3) à la chambre de manoeuvre (23) de la membrane (6), caractérisé en ce que le flotteur (2i) commande la translation d'un tube (9) dont l'extrémité libre se trouve dans un compartiment (14) relié hydrauliquement à la chambre de manoeuvre (23) de la membrane (6) de la vanne (2), et à une zone amont (3) par rapport à l'obturateur (8), l'extrémité libre de la tige de commande (9) de ladite membrane (6) étant pourvue d'un pointeau (17) disposé en vis-à-vis de l'extrémité intérieure du tube (16) et sur lequel cette extrémité vient en appui étanche lorsque le niveau maximal a été atteint dans le réservoir (4).