Brevet FR2676108A1 — publié le 19921106

La présente invention est relative à un dispositif de manoeuvre de vannes à commande manuelle. Plus particulièrement, elle concerne la commande de vannes pour conduites d'eau, à l'aide d'une clé mobile de manoeuvre actionnée par un volant ou un levier. Les vannes de ce type sont généralement placées à une certaine distance de l'opérateur qui doit les manoeuvrer, parce qu'elles sont enterrées, ou placées en chambre de vannes ou encore en galerie souterraine. La fermeture de leur organe obturateur s'effectue par rotation du volant ou levier de manoeuvre dans le sens inverse des aiguilles d'une horloge, c'est-à-dire, en abrégé, dans le sens "FAH" : "fermeture anti-horloge". Or, une standardisation dans le but de faciliter le travail du personnel technique préconise que toutes les vannes se ferment par rotation du volant ou levier dans le sens des aiguilles d'une horloge, c'est-à-dire, en abrégé, "FSH" : "fermeture sens horloge". La Demanderesse s'est posé le problème de continuer d'utiliser de telles vannes existantes en les fermant dans le nouveau sens "FSH", sans devoir remplacer les dispositifs existants parfois situés à des profondeurs importantes. Ce problème est résolu par le dispositif selon l'invention, qui comporte, entre la tige de manoeuvre de la vanne à rotation de fermeture dans le sens "FAH" et une cle mobile de manoeuvre à distance au moyen dudit volant ou levier, un mécanisme inverseur de sens de rotation accouplé de manière amovible, d'une part à ladite tige de manoeuvre de la vanne, et d'autre part à la clé mobile. La Demanderesse s'est également posé le problème de supporter le mécanisme inverseur ainsi accouplé sans qu'il subisse des mouvements de terrains tels que glissements et affaiblissements auxquels peut être soumise une conduite d'eau, donc une vanne montée sur cette conduite. Ce problème est résolu par une autre caractéristique de l'invention suivant laquelle le mécanisme inverseur accouplé à la tige de manoeuvre de la vanne est logé et guidé verticalement à l'intérieur d'un cadre-guide qui est scellé dans un regard sous lequel la vanne est placée. Grâce à cette autre caractéristique, l'inverseur est libre de toute contrainte de terrain subie par le regard. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre et en regard des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe verticale du dispositif de l'invention appliqué à une vanne enterrée, - la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il de la Fig. 1, - la Fig. 3 est une vue partielle en coupe analogue à la Fig. 2, d'une variante de réalisation de l'invention. Suivant l'exemple d'exécution de la Fig. 1, l'invention est appliquée à une vanne 1 d'axe vertical YY montée sur une canalisation enterrée A, d'axe horizontal XX, par exemple une canalisation d'eau. L'accès à la vanne 1 située à une certaine profondeur d'un terrain S à partir du niveau N du sol, est, comme connu, réalisé au moyen d'un tube allonge enterré 2, reposant sur la vanne 1 ou sur un mécanisme (non représenté) de démultiplication adéquat pour cette vanne. Comme connu, la vanne 1 comporte un corps 6 à tubulures d'entrée et de sortie d'axe XX, raccordées à la canalisation A. Le corps 6 est coiffé d'un chapeau 7 d'axe YY et comporte des sièges 8 symétriques par rapport à un plan vertical passant par l'axe YY et parallèle aux tubulures d'entrée et de sortie de la vanne 1. Un obturateur 9 est susceptible de s'appliquer de manière étanche sur les sièges 8 en position de fermeture, et de se déplacer en translation d'axe YY vers une position haute, en trait interrompu, dégageant complètement le passage entre les tubulures d'axe XX, en position d'ouverture. L'obturateur ou opercule 9 forme écrou par rapport à une vis de manoeuvre 10 prévue à l'extrémité inférieure d'une tige de manoeuvre 11 d'axe YY, portée par le chapeau 7. Dans cet exemple, la tige 11 porte une collerette 12 immobilisée en translation entre un épaulement 13a formé à l'intérieur du chapeau 7 et un bouchon 13b vissé sur le chapeau 7. A sa partie supérieure située au-dessus du bouchon 13b, la tige de manoeuvre 11, ou sa rallonge éventuelle lia lorsqu'elle est rendue nécessaire par la profondeur d'installation, comporte, comme connu, un carré de manoeuvre 14. Par hypothèse, une rotation de la tige de manoeuvre 11 dans le sens des aiguilles d'une horloge, c'est-à-dire, en abrégé, dans le sens "SH", provoque l'ouverture de l'obturateur 9 (position en trait interrompu), tandis qu'une rotation de la tige 11 en sens inverse des aiguilles d'une horloge, c'est-à-dire, en abrégé, dans le sens "AH", provoque la fermeture de l'obturateur 9 (position en trait plein). Le signe "FAH" signifie donc, ici : "fermeture anti-horloge" et est illustré par une flèche de rotation autour de l'axe YY, portant le repère FAH. Le carré de manoeuvre 14 est accompagné du sigle AH, étant entendu qu'il s'agit, ici, du sens de fermeture. Conformément à l'invention, l'extrémité supérieure du tube allonge 2, de préférence surmonté d'un couvercle 2a lui-même traversé par la tige de manoeuvre 11, et l'extré- mité supérieure de cette tige de manoeuvre débouchent dans le fond 3a d'un regard 3. Le regard 3 est par exemple en béton, surmonté d'un cadre 4, en béton ou en fonte, obturé par un couvercle ou tampon de fermeture 5 en béton ou en fonte, au niveau N du sol. Dans cet exemple, le regard 3, le cadre 4 et le tampon 5, d'axe vertical YY ont une section circulaire. En variante, ils peuvent avoir une section carrée. A 1 ' intérieur du regard 3, un inverseur C est accouplé à la tige de manoeuvre 11. A cet effet, un manchon d'accouplement 15 est emboîté sur le carré 14 AH, dans le prolongement de l'axe YY, et reçoit un autre carré de manoeuvre 16 situé à l'extrémité d'un arbre 17 AH d'entrée de l'inverseur C. L'arbre 17 AH est monté suivant l'axe YY. Le manchon 15 et les carrés 14 et 16 sont traversés de part en part par des goupilles de maintien 18, amovibles. Les goupilles 18 solidarisent en translation la tige 11 et l'arbre 17. L'inverseur C est réalisé par exemple sous forme de deux couples d'engrenages coniques ayant un pignon conique commun. L'inverseur C comprend - une roue conique dentée 19 d'axe YY, sur l'arbre d'entrée 17 AH. La denture de la roue 19 est dirigée vers le haut - un pignon commun 20, d'axe ZZ perpendiculaire à YY et formant avec la roue 19, sur laquelle il est en prise, le premier couple d'engrenages coniques, (l'axe ZZ étant horizontal) ; le pignon 20 est porté par un arbre 26 d'axe ZZ ; - une roue conique dentée 21 d'axe YY, identique à la roue 19, donc de mêmes diamètres et de même denture, mais montée symétriquement à celle-ci par rapport à l'axe ZZ, en prise sur le pignon 20. La denture de la roue 21 est dirigée vers le bas, et la roue 21 forme avec le pignon 20 le deuxième couple d'engrenages coniques. La roue conique 21 est solidaire d'un arbre de sortie 22 H d'axe YY, donc dans le prolongement axial de l'arbre d'entrée 17 AH dont est solidaire la roue 19. L'arbre 22 H est désigné ainsi parce que, pour un sens de rotation de l'arbre 17 suivant la flèche FAN, et un sens corrélatif de rotation R du pignon 20, l'arbre 22 tourne dans un sens de rotation suivant la flèche FSH, donc, en sens inverse de l'arbre 17, donc dans le sens des aiguilles d'une horloge. A son extrémité supérieure, l'arbre 22 H se termine par un carre de manoeuvre 23. Les engrenages coniques 19, 20, 21 et leurs arbres respectifs 17, 26 et 22 sont logés dans un boîtier 24 ayant, par exemple une forme parallé lépipédique (Fig. 2). Le boîtier 24 offre donc, dans cet exemple, deux faces planes extérieures 25 opposées parallèles entre elles et à l'axe vertical YY, et deux autres faces extérieures opposées 27a qui sont mises à profit pour son montage à l'intérieur d'un cadre métallique 27. Conformément à l'invention, (Fig. 1 et 2), le cadre métallique 27, ou cadre-guide 27, par exemple en fonte, est parallélépipédique et encadre le boîtier 24 de l'inverseur C de telle sorte que les deux faces opposées 25 du boîtier 24, ainsi que les deux autres faces extérieures opposées 27a soient guidées avec un faible jeu par les faces planes intérieures correspondantes du cadre-guide 27. Le cadre-guide 27 est pourvu de quatre ailes planes parallèles 28 de support, situées par exemple dans le prolongement de deux faces parallèles opposées du cadre 27, et formant, en vue en plan (Fig. 2) une sorte de H avec le cadre-guide 27. Les ailes de support 28 sont scellées dans le regard 3 de telle sorte que l'axe vertical du cadreguide 27 se confonde avec l'axe YY de la tige 11 de la vanne 1. Pour la commande manuelle de la vanne 1, on utilise, comme connu, une clé de manoeuvre 29 s'emboîtant sur le carré 23. La clé 29 est solidaire de l'extrémité d'une tige 30, elle-même solidaire en rotation d'un levier ou volant de manoeuvre 31. La tige 30 a une longueur appropriée pour permettre de tourner la clé 29 (qui se place sur le carré 23 à l'intérieur du regard 3, au-dessous du cadre 4 et de son tampon 5) à partir d'une position confortable de l'opérateur au-dessus du niveau N du sol. FONCTIONNEMENT 10/ Fermeture de la vanne 1 : l'obturateur 9 étant initialement en position ouverte (en trait interrompu à la Fig. 1), un opérateur tourne le levier ou volant 31 dans le sens FSH (conformément à la recommandation préconisée). La roue dentée 21 tourne donc dans le sens "horloge" FSH et, par l'intermédiaire du pignon conique 20, cette rotation est transmise à la roue dentée 19 dans le sens inverse qui est le sens FAH pour lequel la vanne 1 a été conçue à l'origine (sens de "fermeture anti-horloge"). L'obturateur 9 se place ainsi en appui contre les sièges 8 (position en trait plein à la Fig. 1). 20/ Ouverture de la vanne 1 : L'opérateur manoeuvre le levier ou volant 31 dans le sens inverse de celui de fermeture, donc dans le sens "anti-horloge". POSE DU DISPOSITIF La mise en place du regard 3 et de l'inverseur C s'effectue de la manière suivante. Après avoir réalisé les travaux de terrassement nécessaires au dégagement des extrémités supérieures du tube allonge 2 et de la tige de manoeuvre 11, on met en place le regard 3. Le carré de manoeuvre 14 AH est alors directement offert à la clé 29, avant le montage de l'inverseur C. L'adaptation de l'inverseur C est ensuite effectuée ainsi - le manchon d'accouplement 15 est emboîté sur le carré 14 de la tige 11 et une goupille 18 est posée - après avoir prévu des saignées sur la paroi interne du regard 3 aux emplacements envisagés pour le scellement des ailes ou pattes 28, le cadre-guide 27 est descendu dans le regard 3 au voisinage de sa position définitive de scellement - puis l'inverseur C est introduit en traversant le cadre 27 jusqu'à ce que le carré 16 de l'arbre d'entrée 17 s'emboîte dans le manchon d'accouplement 15. L'autre goupille 18 est placée ; - le cadre-guide 27 est alors ajusté de façon que ses faces internes de guidage soient bien parallèles aux faces extérieures guidées 25 et 27a du boîtier 24 de l'inverseur C, en ménageant un jeu uniforme avec celles-ci. Cette position étant obtenue, le cadre-guide 27 est scellé dans le regard 3 par ses ailes 28 et reste définitivement en place. Le cadre 4, accompagné de son tampon de fermeture 5, est ensuite posé et scellé sur le regard 3. Bien entendu, on peut également introduire l'inverseur C et accoupler le carré 16 et le mandrin 15 avant d'introduire le cadre-guide 27. On ajuste alors le cadre-guide 27 autour du boîtier 24 de la même façon que précédemment, avant de sceller les ailes 28 dans le regard 3. En cas de nécessité, le démontage de l'inverseur C est possible à tout moment : il suffit de retirer par exemple la goupille supérieure 18 et de déboiter le carré 16 hors du manchon 15, puis de soulever l'inverseur C au-dessus du niveau N du sol. Pendant le démontage, le cadre-guide 27 reste en place. Il sert d'ailleurs à guider la montée de l'inverseur C lors de son déboîtage du manchon 15. On peut également retirer la goupille inférieure 18 et faire monter le manchon 15 avec l'inverseur. Pour remonter l'inverseur C, le cadre-guide 27 resté en place sert à guider la descente du boîtier 24 de l'inverseur C et l'emboîtage de son carré 16 dans le manchon 1 5. AVANTAGES - Grâce à l'inverseur C, il est possible de conserver les vannes 1 existantes et leur mécanisme de commande dont la manoeuvre de fermeture s'effectue dans le sens inverse de celui qui fait aujourd'hui l'objet d'une standardisation. - Grâce à la combinaison du manchon 15 de l'inverseur C et du cadre-guide 27, il est facile d'adapter un inverseur C à une vanne 1 existante, sans devoir effectuer de fouilles profondes pour accéder à ladite vanne, et sans arrêter la distribution de l'eau dans le réseau. - Grâce à l'assemblage guidé avec jeu du boîtier 24 de l'inverseur C et du cadre-guide 27, tout mouvement de terrain (par exemple un glissement ou un effondrement) susceptible d'être transmis verticalement par les ailes 28 au cadre-guide 27 est sans répercussion sur l'inverseur C et sur la vanne 1 elle-même, puisque le cadre-guide 27 peut alors se déplacer verticalement de façon libre par rapport aux faces extérieures 25 et 27a du boîtier 24 d'inverseur C. VARIANTES DE REALISATION DE L'INVENTION : - Au lieu d'avoir un obturateur mobile en translation, la vanne peut avoir un obturateur rotatif sur l'arbre duquel peut être accouplé le manchon 15, lui-même accouplé à l'inverseur C. - L'inverseur C peut être réalisé intérieurement par tout mécanisme approprié autre que celui des engrenages coniques 19, 20 et 21, décrit ci-dessus. - Le regard 3 et l'inverseur C peuvent être préfabriqués en usine et montés sur les tiges de vannes existantes, ce qui évite de procéder au scellement sur chantier des ailes 28 dans le regard 3 : les travaux de génie civil sont alors limités à l'enlèvement de la bouche à clé donnant accès au carré de manoeuvre 1 4 et au dégagement du volume nécessaire à la mise en place de l'ensemble cadre-inverseur. - Suivant la variante d'exécution de la Fig. 3, au lieu d'avoir un boîtier 24, parallélépipédique, un inverseur C1 a un boîtier 32 de forme générale cylindrique d'axe YY enveloppant les engrenages 19, 21 et 20. Ce boîtier cylindrique 32 est pourvu de proéminences ou bossages 33 à faces planes opposées de guidage sur deux faces internes opposées du cadre-guide 27. Les bossages symétriques 33 offrant des faces planes opposées pourraient être remplacés par des semelles planes de fixation d'un inverseur du commerce destiné à être fixé sur un bâti, ce qui n'est pas le cas du montage de l'invention. Un autre inverseur adaptable au montage de l'invention, à l'intérieur du cadre-guide 27 peut comporter deux bossages plans tels que 33 et deux semelles planes perpendiculaires aux bossages. - Suivant une variante, en vue d'agrandir l'espace libre entre le cadre-guide 27 et le regard 3, au lieu d'avoir quatre ailes planes de scellement 28, le cadreguide 27 peut n'en avoir que deux. Les deux ailes 28 peuvent être situées du même côté du cadre 27 qui est alors monté en porte à faux sur le regard 3. Les deux ailes 28 peuvent aussi être situées de part et d'autre d'un plan de symétrie passant par l'axe YY, et symétriquement par rapport à l'axe vertical YY, une aile 28 prolongeant dans un sens une face du cadre 27. - Suivant une variante de guidage du boîtier 32 par rapport au cadre-guide 27, les faces extérieures planes du boîtier 32 destinées à être guidées par des faces planes internes du cadre-guide 27 peuvent être adjacentes et perpendiculaires l'une à l'autre, au lieu d'être opposées et parallèles. Tel est le cas de la face 33 située audessus ou au-dessous de l'axe ZZ à la Fig. 3 et de la face perpendiculaire 34 représentée en trait interrompu. Il peut donc y avoir deux, trois ou quatre faces de guidage, suivant la construction de l'inverseur du commerce. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de manoeuvre d'une vanne (1) à tige de manoeuvre (11) à sens de rotation de fermeture anti-horloge, c'est-à-dire inverse du sens de rotation des aiguilles d'une horloge, et à commande manuelle au moyen d'une clé mobile (29) de manoeuvre au bout d'une tige (30) actionnée par un levier ou volant (31), caractérisé en ce qu'il comporte entre la tige de manoeuvre (11) de la vanne (1) et la clé mobile (29), un mécanisme inverseur (C, C1) de sens de rotation accouplé de manière amovible, d'une part à la tige de manoeuvre (11) de la vanne (1), d'autre part à la clé mobile (29). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'inverseur (C, C1) comportant un arbre d'entrée (17) de sens de rotation de fermeture anti-horloge (FAH) comme la tige de manoeuvre (11) lorsqu'il lui est accouplé, et un arbre de sortie (22) de sens de rotation (FSH) suivant les aiguilles d'une horloge, pour la fermeture de la vanne (1), comporte aux extrémités des arbres (17) et (22) respectivement des carrés de manoeuvre (16) et (23) susceptibles d'être accouplés respectivement au manchon (15) et à la clé (29). 3.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'inverseur (C, C1) est logé et guidé verticalement à l'intérieur d'un cadre-guide (27) lui-même scellé dans un regard (3) sous lequel la vanne (1) est placée. 4.- Dispositif suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'inverseur (C) a un boîtier (24) parallélépipédique pourvu de quatre faces planes (25) et (27a) extérieures guidées par les faces planes intérieures correspondantes du cadre-guide (27) également parallélépipédique, avec un faible jeu entre, d'une part les faces extérieures (25, 27a) du boîtier (24) et, d'autre part les faces inférieures du cadre-guide (27). 5.- Dispositif suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'inverseur (C1) a un boîtier (32) cylindrique comportant deux bossages symétriques (33) à faces planes opposées de guidage avec faible jeu contre deux faces intérieures opposées du cadre-guide (27). 6.- Dispositif suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'inverseur (C, C1) est guidé verticalement à l'intérieur du cadre-guide (27) par au moins deux faces extérieures de guidages (25, 27a, 33, 34). 7.- Dispositif suivant la revendication 3, carac térisé en ce que le cadre-guide (27) est scellé dans le regard (3) par au moins deux ailes planes (28) parallèles prolongeant deux faces planes opposées du cadre-guide parallélépipédique (27). 8.- Dispositif suivant les revendications 3 et 7, caractérisé en ce que le cadre-guide (27) est pourvu de quatre ailes planes parallèles de support et de scellement (28) formant une sorte de H avec le cadre parallélépipédique. 9.- Dispositif suivant les revendications 3 et 7, caractérisé en ce que le cadre-guide (27) est pourvu de deux ailes planes parallèles (28) situées du même côté du cadre-guide (27) monté en porte-a-faux sur le regard (3). 10.- Dispositif suivant les revendications 3 et 7, caractérisé en ce que le cadre-guide (27) est pourvu de deux ailes planes parallèles (28) situées de part et d'autre d'un plan de symétrie passant par l'axe de symétrie (YY) du cadre-guide (27) une aile (28) prolongeant dans un sens une face du cadre (27), et l'autre aile (28) prolongeant en sens opposé la face opposée du cadre (27). 11.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon d'accouplement (15) de la tige de manoeuvre (11) de la vanne (1) et de l'arbre d'entrée (17) de l'inverseur (C, C1), est traversé par deux goupilles (18) de maintien en translation, traversant également un carré (14) de manoeuvre de la tige (11) et un carré (16) de manoeuvre de l'arbre d'entrée (17). 12.- Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caracterisé en ce que la tige de manoeuvre (11) de la vanne (1), l'arbre d'entrée (17) de l'inverseur (C, C1) et l'arbre de sortie (22) de l'inverseur (C, C1) ont un axe commun vertical (YY).