Brevet FR2653520A2 — publié le 19910426

FR 2653520 A2 19910426 FR 8913978 A 19891025 L'invention concerne une vanne à fermeture automatique temporisée. Suivant le brevet principal, cette vanne comprend un clapet principal d'obturation du conduit d'écoulement de fluide et un clapet secondaire de soulagement du clapet principal, disposé en liaison avec un moyen de commande pour l'ouverture de la vanne, ce clapet principal étant solidaire d'un piston se déplaçant dans un cylindre à l'encontre d'un ressort, le piston délimitant dans le cylindre deux chambres dont l'une est reliée à l'air libre, et dont l'autre constitue une chambre de pression, ces deux chambres étant en outre reliées par un orifice de fuite calibré, le clapet secondaire obturant un conduit d'écoulement du fluide vers cette chambre de pression, tandis que ces deux clapets principal et secondaire sont reliés mécaniquement l'un à l'autre par un dispositif de verrouillage maintenant le clapet secondaire en position d'ouverture dès son actionnement d'ouverture par le moyen de commande et maintenant ce clapet secondaire en position de fermeture dès son actionnement de fermeture par une butée prévue dans la vanne. Suivant une autre caractéristique du brevet principal, les clapets principal et secondaire sont disposés coaxialement, le clapet secondaire étant monté mobile sur le clapet principal, de manière à s'appliquer sur leur siège sous l'action de la pression du fluide. Suivant une autre caractéristique du brevet principal, le moyen de verrouillage du clapet secondaire dans les positions de fermeture et d'ouverture est constitué par un élément semi-rigide, déformable élastiquement, fixé à l'un des clapets et agissant, par une coopération d'encliquetage, avec l'autre clapet. Suivant une autre caractéristique du brevet principal, les clapets principal et secondaire et leurs sièges respectifs, ainsi que le cylindre contenant le piston solidaire du clapet principal, forment un sous-ensemble mécanique s'adaptant de manière amovible à l'intérieur du corps de la vanne. La présente addition a pour but des perfectionnements au brevet principal et concerne à cet effet une vanne caractérisée en ce que le clapet principal solidaire du piston s'applique sur un siège mobile, ce siège mobile constituant lui-même un clapet coopérant avec un siège correspondant du cylindre pour isoler ou relier la vanne à un orifice de vidange, cette disposition assurant la vidange automatique de la vanne après sa fermeture. Suivant une autre caractéristique de la présente addition, le corps de vanne est pourvu d'un clapet disposé en liaison avec l'orifice de raccordement de la vanne à la source de fluide sous pression, des moyens étant prévus pour assurer l'ouverture de cette vanne lors de la mise en place du sous-ensemble comprenant le cylindre, dans le corps de la vanne. Suivant une autre caractéristique de la présente addition, le sous-ensemble comprenant le cylindre est pourvu d'une jupe partiellement évidée disposée en regard de la canalisation d'écoulement de fluide, ce sous-ensemble étant fixé de manière réglable à l'intérieur du corps de façon à régler le débit de la vanne par l'intermédiaire de cette jupe en réglant la position du sous-ensemble sur le corps de vanne. L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur l'unique dessin ci-joint qui est une vue en coupe axiale d'un mode de réalisation de la vanne conforme à l'invention. La vanne à fermeture automatique temporisée représentée sur le dessin ci-joint, est d'une réalisation telle qu'elle assure la vidange automatique du corps de vanne immédiatement après la fermeture de la vanne, afin d'éviter sa destruction en cas de gel. En outre, cette vanne est de construction telle que son mécanisme interne constitue un sousensemble formant une cartouche qui peut s'enlever du corps de vanne sans etre obligé d'interrompre préalablement l'alimentation de la vanne en fluide sous pression. Egalement, cette vanne est réalisée d'une manière telle qu'elle évite la pénétration de salissures à l'intérieur du mécanisme formant le sousensemble de cette vanne, de façon à assurer son fonctionnement correct et éviter que ces salissures puissent être introduites ensuite dans le circuit d'alimentation d'eau de la vanne. Cette vanne comporte un corps de forme générale cylindrique 1, à l'intérieur duquel est logé un cylindre 6 obturé à son extrémité inférieure par une pièce de base 5 et à son extrémité supérieure par un couvercle 7. A l'intérieur de ce cylindre est disposé un piston 12 qui sépare la chambre supérieure de compression 16 d'une chambre inférieure 17 reliée à l'air libre par l'intermédiaire de perçages 31 et 32 formés dans la pièce de base 5 et par l'intermédiaire d'une rainure circulaire 33 débouchant dans l'orifice de vidange 34 formé dans le prolongement 35 faisant partie du corps 1. La paroi interne du cylindre 6 est pourvue d'une rainure calibrée de fuite 61 qui relie les deux chambres 16 et 17. Le piston 12 de ce cylindre 6 se déplace à l'encontre d'un ressort 15 et est solidaire de l'extrémité supérieure d'un tube 10 dont l'extrémité inférieure est solidaire du clapet principal 11. A l'intérieur de ce tube 10 est disposé, avec jeu, une tige 21 solidaire, par son extrémité inférieure, du clapet secondaire 22. Ce clapet secondaire 22 est pourvu de languettes élastiques semirigides 36 qui viennent s'encliqueter par un bossage d'extrémité sur une saillie latérale correspondante 37 du clapet principal 11. L'extrémité supérieure de la tige 21 est disposée dans le prolongement d'une tige de manoeuvre coulissante indépendante 29 dont l'extrémité supérieure est pourvue d'un bouton de manoeuvre 38. Ce bouton 38 est situé à l'intérieur d'un boîtier 39 obturé par une trappe 40 disposée, par exemple, à niveau avec la surface d'un trottoir d'une rue. Cette trappe 40 est reliée au fond du boîtier 39 par une biellette 41. Le couvercle 7 du cylindre est solidaire d'un tube entretoise 42 à l'intérieur duquel se déplace la tige 29. La longueur de ce tube est telle que le cylindre 1 et les clapets 11 et 22 sont situés à une distance de la trappe 40 qui est suffisante pour éviter, par temps froid, le gel de cette zone de la vanne. L'extrémité supérieure du tube 42 est solidaire d'une pièce 43 destinée à assurer le montage de la cartouche constituée du tube 42, du cylindre 6 et de toutes les pièces qu'il supporte, à l'intérieur du corps 1. La pièce de montage 43 est pourvue d'une jupe 43 partiellement évidée en 432, cette partie évidée étant disposée en regard de la canalisation 391 formée sous le boîtier 39 et qui conduit à l'ouverture 392 du boîtier recevant le manchon 393 de sortie d'eau. La pièce 43, elle-meme solidaire du cylindre 1, est fixée à l'intérieur du boîtier 39, par l'intermédiaire de tiges filetées 44 et d'écrous borgnes 45. Ces tiges filetées 44 sont logées dans des ouvertures allongées en arc de cercle 433 de la pièce 43 afin de permettre le réglage de la position angulaire de la pièce 43 et, donc, le réglage du débit de la vanne en obturant plus ou moins la canalisation 391 par la jupe 431- Le sous-ensemble disposé à l'intérieur du corps 1 sous la forme d'une cartouche amovible comporte également une enceinte 46 fixée sous la pièce de base 5 et à l'intérieur de laquelle sont logés les clapets principal 11 et secondaire 22. Cette enceinte 46 est obturée par un clapet 47 poussé par un ressort 48 en appui par ailleurs sur la traverse 27 formant butée de verrouillage pour le clapet secondaire 22. Ce clapet 47 est guidé contre son siège 49 par des languettes de guidage 50 et est disposé de manière telle qu'il se sépare de son siège à l'encontre du ressort 48 sous l'action de la pression du fluide provenant du circuit d'alimentation relié au raccord 51. Le corps 1 de la vanne est pourvu, entre le prolongement 35 et le dispositif de raccordement 51, d'un clapet 52 guidé par des languettes 53 et poussé par un ressort 54. Ces languettes 53 sont d'une longueur telle que lorsque le clapet est en appui étanche contre son siège 55, l'extrémité de ces languettes 53 fait saillie à l'intérieur du prolongement 35. Ainsi, l'ouverture de ce clapet 52 ne se produit que lors de la mise en place du sous-ensemble formant cartouche et comprenant l'ensemble des pièces depuis la pièce de montage 43 jusqu'à l'enceinte 46. Cette disposition permet d'obtenir une coupure automatique de l'alimentation en fluide de la vanne lorsqu'on enlève le sousensemble, par exemple en vue de sa réparation ou de son remplacement. Ainsi, lors de l'enlèvement de la cartouche, on obtient automatiquement la fermeture du clapet 52, ce qui a pour effet de couper l'arrivée de fluide et, donc, de fermer également le clapet 47. Lors de l'enlèvement de la cartouche, celle-ci se trouve donc automatiquement fermée de manière étanche de façon que des défectuosités de fonctionnement ne puissent pas ultérieurement se produire par suite de la pénétration de salissures à l'intérieur de cette cartouche lors de son enlèvement ou lors de sa mise en place. Egalement, ce clapet 47 a pour effet d'éviter la pénétration accidentelle de liquide pollué pouvant se trouver à l'intérieur de la vanne vers la canalisation d'alimentation si celle-ci est accidentellement mise en dépression. En effet, dans ce cas, cette mise en dépression entraîne la fermeture du clapet 47 en coopération avec le ressort 48. Le clapet principal 11 disposé à l'intérieur de la cartouche, reste appliqué par l'intermédiaire d'un joint annulaire 56 contre le siège 57. Ce siège est monté mobile par coulissement axial sur la pièce de fond 5 avec interposition d'un joint d'étanchéité 57j. Ce siège 57 est mobile par coulissement coaxialement au tube 10 à l'encontre d'un ressort 58. Il est pourvu d'une extrémité évasée conique 572 qui forme un clapet coopérant avec un siège correspondant 59 formé sur la pièce de base 5. La partie de clapet 572 du siège coulissant 57 est d'un diamètre supérieur au diamètre de la partie cylindrique de ce siège 57 coulissant dans le corps de base 5. Cette disposition permet d'obtenir une force différentielle de la pression de fluide sur les deux faces du siège 57 afin qu'il tende constamment à se fermer en coopération avec le ressort 58. Le siège 57 et plus précisément son clapet 572, sont disposés à l'intérieur d'une chambre 60 qui est reliée par un perçage 61, au volume 30 formé à l'extérieur de la cartouche 1 et du tube 42. Lors de l'ouverture du clapet 572 le fluide du volume 30 s'écoule donc vers l'orifice de vidange 34 en passant par le perçage 33 sur lequel débouche le perçage 31. Ce perçage 31 débouche donc sur le perçage 33 en aval du clapet 572. Dans cette construction, l'ouverture de la vanne se produit lors de l'actionnement de la tige de manoeuvre 29 qui repousse la tige 21 en écartant le clapet secondaire 22 de son siège formé à l'extrémité inférieure du clapet principal 11 solidaire du tube 10. Lorsque le clapet secondaire 22 s'écarte de son siège, les languettes 36 viennent se placer sur le bord opposé des saillies 37 et maintiennent donc ce clapet secondaire 22 en position d'ouverture. L'eau sous pression pénètre alors dans la chambre principale 16 en passant par l'espace formé entre le tube 10 et la tige 21 et la pression de l'eau dans cette chambre 16 repousse le piston 12 à l'encontre du ressort 15 pour ouvrir la vanne en séparant le clapet Il du siège mobile 57. Le piston 12 en poursuivant son mouvement de descente, vient appliquer le clapet secondaire 22 contre la traverse de butée 27, ce qui a pour effet d'écarter élastiquement les languettes 36 qui reviennent s'encliqueter sur le bord opposé des saillies 37 en verrouillant ainsi, en position de fermeture, le clapet secondaire 22. A ce stade, la vanne commence à se fermer de manière temporisée, cette temporisation dépendant de la section de la rainure de fuite 61 de la face interne du cylindre 6. Ainsi, au fur et à mesure que l'eau s'écoule par cette rainure de fuite 6a, la pression dans la chambre 16 diminue tandis que le ressort 15 tend à faire remonter le piston 12 dans le cylindre 6. A proximité de la fin du mouvement de soulèvement du piston 12, le clapet principal 11 vient en appui contre le siège mobile 57 en le soulevant à l'encontre du ressort 58. Cela a pour effet, après la fermeture du clapet principal 11, d'ouvrir le clapet 572 afin de permettre à l'eau qui se trouve dans le volume 30 de s'évacuer vers l'orifice de vidange 34 en passant par le perçage 61, la chambre 60, l'espace annulaire formé entre le clapet 572 et son siège 59, le perçage 32 et la rainure annulaire 33. Ce clapet 52, qui permet la vidange automatique de la vanne dès sa fermeture, évite donc la détérioration de cette vanne en cas de gel. REVENDICATIONS 1) Vanne à fermeture automatique temporisée comprenant un clapet principal (11) d'obturation du conduit d'écoulement de fluide et un clapet secondaire (22) de soulagement du clapet principal, disposé en liaison avec un moyen de commande (29) pour l'ouverture de la vanne, ce clapet principal (11) étant solidaire d'un piston (12) se déplaçant dans un cylindre (6) à l'encontre d'un ressort (15), le piston délimitant dans le cylindre deux chambres dont l'une (17) est reliée à l'air libre, et dont l'autre (16) constitue une chambre de pression, ces deux chambres étant en outre reliées par un orifice de fuite calibré (61), le clapet secondaire (22) obturant un conduit d'écoulement (10) du fluide vers cette chambre de pression (16), tandis que ces deux clapets principal (11) et secondaire (22) sont reliés mécaniquement l'un à l'autre par un dispositif de verrouillage maintenant le clapet secondaire (22) en position d'ouverture dès son actionnement d'ouverture par le moyen de commande (29) et maintenant ce clapet secondaire (22) en position de -fermeture dès son actionnement de fermeture par une butée (27) prévue dans la vanne, vanne caractérisée en ce que le clapet principal (11) solidaire du piston (12) s'applique sur un siège mobile (57), ce siège mobile constituant lui-même un clapet (572) coopérant avec un siège correspondant (59) du cylindre (6) pour isoler ou relier la vanne à un orifice de vidange (34), cette disposition assurant la vidange automatique de la vanne après sa fermeture. 2) Vanne conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le siège mobile (57) coopérant avec le clapet principal (11) est placé par sa partie de clapet (572) à l'intérieur d'une chambre (60) reliée directement à un volume (30) formé entre un corps de vanne (1) et le cylindre (6). 3) Vanne conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre (17) du cylindre (6) qui est relié à l'air libre, est reliée à l'orifice de vidange en aval du clapet (572) constitué par le siège mobile (57) coopérant avec le clapet principal (11). 4) Vanne conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le clapet principal et le clapet secondaire sont disposés dans une enceinte fermée (46) pourvue d'un clapet (47) s'ouvrant sous l'action de la pression du fluide. 5) Vanne conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de vanne est pourvu d'un clapet (52) disposé en liaison avec l'orifice de raccordement de la vanne à la source de fluide sous pression, des moyens (53) étant prévus pour assurer l'ouverture de cette vanne lors de la mise en place du sous-ensemble comprenant le cylindre (6), dans le corps (1) de la vanne. 6) Vanne conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le sous-ensemble comprenant le cylindre (6) est pourvu d'une jupe (431) partiellement évidée disposée en regard de la canalisation (39i) d'écoulement de fluide, ce sous-ensemble étant fixé de manière réglable à l'intérieur du corps de façon à régler le débit de la vanne par l'intermédiaire de cette jupe en réglant la position du sous-ensemble sur le corps de vanne.