Brevet FR2668571A1 — publié le 19920430

La présente invention concerne une vanne volumétrique permettant le puisage d'une certaine quantité d'eau en actionnant un simple boutonpoussoir. Dans le domaine de la distribution d'eau, on rencontre différents équipements publics permettant d'obtenir un tel puisage. Le dispositif le plus connu est constitué par une vanne comportant un poussoir sur lequeL L'utilisateur agit pour chasser L'eau d'un compartiment dont le remplissage s'effectue pendant La découverte d'un orifice qui correspond à La course de retour du poussoir à sa position originaire. Cette course du poussoir s'effectue dans un temps relativement court de sorte que Le volume de liquide dé livré est réduit. De plus, le volume est irrégulier du fait des frottements différents d'un appareil à L'autre entre le poussoir et le corps de la vanne dans lequel il coulisse. Enfin, le volume de liquide délivré ne peut pas être réglé en fonction de l'utilisation prévue. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à permettre la réalisation d'une vanne volumétrique réglable qui permette le puisage d'un volume important de liquide, c'est-à-dire de L'ordre de 10 à 25 litres pour des pressions pouvant aller de 0,5 à 8 bars, avec une précision de plus ou moins 10%. A cet effet, la vanne volumétrique suivant L'invention comporte un poussoir en soi connu qui permet L'évacuation du liquide contenu dans un espace dont le temps de remplissage conditionne le volume de liquide déversé à partir d'un réseau de distribution sous pression, ledit espace étant relié à une chambre dont L'une des parois est constituée par une membrane souple associée à un porte-clapet central dont le clapet obture ou découvre Le canal amont de la vanne en fonction de la pression régnant dans la chambre, ledit porte-clapet étant muni d'un trou longitudinal comportant une dérivation qui débouche dans ladite chambre tandis que son origine, située en amont du clapet, constitue un ajutage déterminant le temps de remplissage précis de la chambre et par conséquent le temps d'ouverture du clapet. La course du porte-clapet est réglable au moyen d'une butée afin de faire varier la quantité de liquide automatiquement délivrée lorsqu'on appuie sur le bouton-poussoir. Enfin, la vanne voLumétrique suivant L'invention comprend un limiteur de débit constitué avantageusement d'un diaphragme en élastomère prenant appui contre la face concave d'une rondelle rigide. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux com prendre L'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe tranversale d'une vanne volumétrique établie conformément à L'invention. Fig. 2 en est une vue partiel le à plus grande échelle. Fig. 3 est une vue semblable à celle de fig. 1, mais illustrant la vanne suivant L'invention pendant l'opération de puisage. La vanne suivant L'invention comprend essentiellement un corps 1 fermé par un chapeau 2, une membrane souple 3 étant enserrée entre ces deux parties. Dans le corps I sont ménagées tout d'abord une tubulure amont la, puis une tubulure aval lb entre lesquelles se trouve un siège lc. Le corps et le chapeau sont creusés au niveau de leur plan de joint de deux chambrages 1d, 2a dans lesquels sont disposés des appuis 4 et 5 pour La membrane 3. Adjacent au chambrage 2a, on a prévu dans le chapeau 2 un évidement 2b dans lequel débouche un alésage taraudé 2c. Suivant un axe perpendiculaire à celui de l'alésage 2c, on a ménagé dans le chapeau 2 une perforation 2d qui débouche vers l'extérieur par une partie taraudée 2e. Le centre de la membrane 3 est pincé entre les deux éléments d'un porte-clapet 6 dont l'élément inférieur retient un joint 7 propre à coopérer avec le siège 1c en position fermée de la vanne suivant l'in- vention. Ce clapet est maintenu en place au moyen d'un guide-clapet 8 vissé sur un prolongement vers le bas 6a du porte-clapet. Ce dernier se pro longe vers le haut par une queue 6b coulissant dans une bague de guidage 2f vissée dans l'alésage taraudé 2c. Ce dernier est fermé vers Le haut par un obturateur 9 en dessous duquel se trouve une butée 10 constituant un écrou mâle pouvant etre déplacé le long dudit alésage pour des raisons qu'on expliquera mieux plus loin. Le porte-clapet 6 est percé de part en part dans le sens longitudinal par un trou 6c comportant une dérivation 6d qui débouche au-dessus de la membrane 3. Le guide-clapet 8 est pourvu d'un alésage central 8a (fig. 2) traversé par une tige 11 qui détermine avec L'alésage 8a une section annulaire de faible dimension. C'est ainsi que par exemple le diamètre D de L'alésage 8a est de 1 mm, alors que celui d de la tige 11 est de 0,9 mm. La tige 11 est avantageusement, mais non exclusivement, réalisée d'une nièce avec un ressort 12 dont l'autre extrémité coaxiale avec la tige li est retenue à force dans un bouchon 13 vissé dans un trou taraudé du corps 1. Un second ressort 14 charge le porte-clapet 6 de manière que son clapet 7 repose naturellement contre le siège 1c. Dans la tubulure aval lb du corps 1, on a pLacé une rondelle rigide 15 côte à côte avec un joint annulaire 16 réalisé en une matière élastique telle qu'un élastomère. La face 15a de la rondelle 15 qui est en face du joint 16 est prévue concave. Un robinet 17 est monté dans la partie taraudée 2e du chapeau 2, son poussoir 17a étant situé à l'extérieur, tandis que sa tête 17b se trouve dans la perforation Zb. Cette dernière est reliée à la tubulure aval ld du corps 1 par deux canaux 19, 20, les choses étant arrangées de manière que le robinet 17 obture la communication entre la perforation 2d et le canal 19 en position fermée du clapet 7. On observe que le volume déterminé par la perforation 2d, l'évide- ment 2b et l'espace situé au-dessus de la membrane 3 à l'intérieur de la vanne forme une chambre 18 qui se trouve en communication avec la tubulure amont la par L'intermédiaire de la dérivation 6 , du trou 6c et de l'ajutage annulaire 21 (fig. 2) compris entre L'alésage 8a et la tige 11. Ainsi, au repos, la pression amont agit dans la chambre 18 pour déformer la membrane vers le bas et permettre l'application du clapet 7 contre son siège de façon à obturer la vanne suivant L'invention. Le fonctionnement est le suivant En position de repos, c'est-à-dire celle illustrée en fig. 1, la pression amont passe par l'ajutage annulaire 21 entre la tige 11 et l'alésage 8a dudit clapet 8 qui constitue en quelque sorte l'origine du trou longitudinal 6c du porte-clapet 6, de telle sorte que ce dernier applique le clapet 7 contre son siège 1c et aucun liquide n'est déversé vers l'aval. Pour puiser du liquide, l'utilisateur appuie sur le poussoir 17a de manière que la tête 17b du robinet 17 ouvre le canal 19 dans un premier temps, puis dans un second temps expulse le liquide contenu dans la chambre 18 via le canal 19 et celui 20. Cette vidange ne s'effectue que si l'on relâche l'effort sur le poussoir 17a du robinet 17 et immédiatement dès que l'on a relâché l'effort sur ce poussoir. La chambre s'étant vidée, la pression amont agissant sur le porte-clapet fait relever celui-ci, de telle sorte que le débit s'installe dans la vanne suivant l'invention, le limiteur de débit 16 assurant un débit instantané déterminé. On observe en fig. 3 que ce limiteur se déforme sous l'effet de la pression de manière à réduire sa section de passage comme cela est bien connu dans la pratique. Le débit est donc assuré de manière constante quel le que soit la pression amont qui peut varier de 0,5 à 8 bars, la précision étant de l'ordre de plus ou moins 10%. Il va de soi que le liquide, tout en s'écoulant de la tubulure amont la à celle aval ld, pénètre dans la chambre 18 en traversant L'ajutage 21. Du fait de la précision de L'alésage 8a et de la tige 11, le remplissage de la chambre 18 se fait en un temps déterminé constant jusqu'à fermeture complète du clapet 7 contre son siège lc, de telle sorte qu'à la fin du déversement la vanne suivant L'invention reprend la position illustrée en fig. 1. On observe la présence de la butée 10 contre laquelle vient prendre appui le dessus de la queue 6b du porteclapet 6 en position ouverte maximale(fig. 3). On comprend aisément qu'en faisant varier la position de la butée 10, on change la course du porte-clapet 6 et par là même le volume de la chambre 18. Par exemple, en abaissant la butée 10, on détermine un volume de la chambre 18 inférieur, de sorte que le temps de son remplissage détermine un nouveau temps de refermeture et un nouveau volume de puisage inférieur au preminer. On notera enfin que le guide-clapet 8 présente une forme tronconique qui est choisie de manière à permettre l'obtention d'une bonne précision du volume en fonction de la section du limiteur de débit 16. Il 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. En particulier, l'ajutage 21 pourrait être réalisé sous la forme d'un simple alésage ménagé à l'extrémité du trou 6c. REVENDICATIONS 1. Vanne volumétrique à fermeture automatique du genre comportant un robinet à poussoir (17) qui chasse le liquide contenu dans un espace (2d) dont le temps de remplissage conditionne le volume de liquide déversé à partir d'un réseau de distribution sous pression, caractérisée en ce que l'espace (2d) est relié à une chambre (18) dont l'une des parois est constituée par une membrane souple (3) associée à un porteclapet central (6) dont le clapet (7) obture ou découvre la tubulure amont (la) de la vanne en fonction de la pression régnant dans la chambre (18), ledit porte-clapet (6) étant muni d'un trou longitudinal (6c) comportant une dérivation (6d) qui débouche dans ladite chambre (18), tandis que son origine (8a), située en amont du clapet (7), constitue un ajutage (21) déterminant le temps de remplissage précis de la chambre (18) et par conséquent le temps d'ouverture du clapet (7). 2. Vanne volumétrique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'ajutage est constitué par la section annulaire libre déterminée entre l'origine (8a) du trou longitudinal (6c) du porte-clapet (6) et une tige (11) fixe qui est engagée dans ladite origine (8a). 3. Vanne volumétrique suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la tige (11) est réalisée d'une seule pièce avec un ressort (12). 4. Vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la course du porte-clapet (6) est réglable au moyen d'une butée (10) afin de aire varier La quantité de liquide automatiquement délivré. 5. Vanne volumétrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que sa tubulure aval (lob) est pourvue d'un limiteur automatique de débit (16) afin que le débit ne soit pas fonction de la pression amont. 6. Vanne volumétrique suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le limiteur de débit est constitué par un joint annulaire élastique (16) prenant appui contre la face concave (15a) d'une rondelle rigide (15) fixée dans La tubulure aval (lob). 7. Vanne volumétrique suivant La revendication 6, caractérisée en ce que la partie du porte-clapet (6) située en dessous de la membrane (3) comporte un guide-clapet tronconique (8) assurant la précision du volume à délivrer en fonction de la section de passage du limiteur de débit (16), c'est-à-dire suivant la pression amont et dans lequel est ménagée L'origine C8a) du trou (6c) du porte-clapet (6).