Brevet FR2689953A1 — publié le 19931015

VANNE DE CONTROLE DU REMPLISSAGE ET DU VIDAGE D'UNE NOURRICE OU ANALOGUE La présente invention est relative au domaine du contrôle du remplissage et du vidage d'une nourrice ou analogue à partir d'un fluide gazeux ou, de préférence, liquide fourni par un circuit d'alimentation ou par un appareil de production. A titre d'application préférée, la vanne selon L'invention est plus particulièrement destinée au contrôle du remplissage et du vidage d'un réservoir mis en oeuvre pour bénéficier d'un effet de chasse, notamment d'eau, comme cela est le cas dans les installations sanitaires et, en particulier, les cuvettes de water-closet. Le contrôle du remplissage et du vidage d'une nourrice, particulièrement d'un réservoir à effet de chasse d'eau, fait généralement intervenir un mécanisme de femeture et d'ouverture de l'orifice de vidange et un mécanisme indépendant de contrôle d'ouverture et de fermeture du circuit d'alimentation. Ces deux mécanismes peuvent être commandés sélectivement ou de façon dépendante par des moyens d'actionnement divers et nombreux qui font toujours intervenir des transmissions spécifiques à caractère encombrant dont la fiabilité de surcroît n'est pas assurée dans le temps. De tels mécanismes sont, par ailleurs, particulièrement peu ou mal adaptés lorsque l'installation doit être placée sous la dépendance de moyens de fonctionnement à caractère automatique régissant soit la quantité de fluide admise en phase de remplissage, soit la quantité fournie en phase de vidage, soit encore un cycle indépendant mais conjugué de nettoyage par fonctionnement d'une unité à même de délivrer des produits désinfectants ou analogues. Dans des installations à caractère complexe, du type ci-dessus, on a déjà proposé de monter des ensembles de vannes bistables qui permettent de contrôler, par l'intermédiaire de deux obturateurs, d'une part, le circuit de fourniture de fluide sous pression, tel que de L'eau et, d'autre part, le circuit de remplissage-évacuation de la nourrice. De tels systèmes font intervenir un ensemble de tringleries de conjugaison et d'accouplement qui souffrent d'un encombrement réel, incompatible avec certaines applications ou mises en place. De tels coup les de vannes bistables se sont, par ailleurs, révélés d'une fiabilité douteuse dans le temps, notamment dans le cas d'application à des réservoirs à effet de chasse, alimentés à partir d'une eau dont le degré hydrotimétrique n'est pas, a priori, contrôlé. Les dépôts et concrétions calcaires ou minérales qui sont susceptibles d'intervenir induisent, en effet, des fonctionnements aléatoires des coup les de vannes qui ne sont plus à même de remplir les fonctions conjuguées pour lesquelles elles sont prévues. L'objet de L'invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus en créant une nouvelle vanne de très faible encombrement, susceptible d'être constituée sous la forme d'un ensemble unitaire, à même de contrôler directement et simultanément L'ouverture et la fermeture du circuit d'alimentation en fluide sous pression, le remplissage et le vidage de la nourrice et la fourniture du circuit ou appareil de consommation avec effet de chasse d'eau à partir de la nourrice. Un autre objet de L'invention est de proposer une vanne de contrôle unique, de faible encombrement, de réalisation simple, d'une grande robustesse et d'un entretien facile même pour des utilisateurs non spécialement qualifiés en la matière. Un avantage supplémentaire de L'objet de L'invention est de proposer une vanne de contrôle du remplissage et du vidage, insensible au dépôt ou aux concrétions de charges minérales en suspension dans le fluide d'alimentation tel que de l'eau, principaLement en raison de la conception mais aussi du mode de fonctionnement des organes mobiles qu'elle comporte. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, la vanne selon L'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend - un corps de vanne délimitant une chambre de transfert qui est en relation avec : . un puits d'intercommunication permanente avec la nourrice un puits de vidage raccordé à un réseau ou appareil d'utilisation ou de consommation un puits d'alimentation contrôlé par un clapet à position stable de fermeture et raccordé à un circuit de fourniture d'un fluide sous pression - et un équipage mobile bistable, disposé dans la chambre de transfert pour être actionné extérieurement au corps et assurer L'intercommunication sélective entre le circuit de fourniture et le puits d'intercommunication ou entre ce dernier et le puits de vidage. A titre d'application préférée mais non limitative, L'invention vise également la mise en oeuvre d'une vanne du type ci-dessus dans une installation sanitaire incluant, en temps que nourrice, un réservoir à effet de chasse, par exemple du type de ceux équipant les installations sanitaires telles que par exemple les water-closets. A titre d'application plus spécialement préférée, la vanne selon L'invention est particulièrement destinée à équiper Les water-closets comportant une lunette entraînée en rotation sur au moins un tour entre chaque mise en service pour être à même de défiler à travers une unité de nettoyage-désinfection-séchage. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de L'objet de L'invention. La fig.1 est une vue de dessus, en partie arrachée, de la vanne conforme à L'invention. La fig 2 est une coupe-élévation prise selon la ligne brisée Il-Il de la fig. 1. Les fig 3 et 4 sont des vues analogues aux fig 1 et 2 mais illustrant la vanne dans une autre position caractéristique de fonctionnement. Les fig. 5, 6 et 7 sont des coupes-élévations schématiques montrant différentes variantes de réalisation de certains éléments constitutifs de la vanne. Selon le premier exemple de réalisation illustré par les fig 1 et 2, la vanne de contrôle du remplissage et du vidage d'une nourrice ou analogue comprend un corps de vanne 1 délimitant une chambre 2 dite de transfert. Le corps de vanne 1 peut être constitué par exemple par une enveloppe 3 associée à deux flasques 4 et 5 latéraux, montés et fixés avec étanchéité de toute manière convenable connue de la technique et choisie en fonction de la matière constitutive de l'enveloppe et des flasques. Il peut être envisagé de réaliser le corps de vanne 1 par une pièce unique regroupant l'enveloppe 3 et le flasque 5 constituant alors le fond de cette dernière sur laquelle un couvercle du type du flasque 4 est fixé de façon amovible étanche. Le corps de vanne 1 présente, par exemple dans le flasque ou couvercle 4, un puits 6 dit d'intercommunication débouchant dans la chambre de transfert 2 et destiné à être mis en relation permanente, directe ou indirecte, avec la nourrice à remplir et/ou à vider, telle qu'un réservoir à effet de chasse. Le puits 6 peut être constitué par un trou lisse ou épaulé, voir taraudé, pour permettre la mise en place d'un élément de raccordement avec la nourrice. Le corps de vanne 1 comporte par ailleurs, par exemple dans Le flasque ou le fond 5, un puits 7 dit de vidage qui est branché par un raccord ou analogue 8 à un réseau ou appareil d'utilisation ou de consommation, tel qu'une cuvette dans le cas d'application à un water-closet. De préférence, le puits 7 est ménagé coaxialement au puits 6. Le corps de vanne 1 comporte par ailleurs, par exemple dans le flasque ou couvercle 4, un puits 9 dit d'alimentation qui est contrôlé par un clapet 10 à position stable de fermeture. Le puits 9 est destiné à être raccordé à un circuit 11 de fourniture d'un fluide sous pression tel que de l'eau. A cet effet, le puits 11 comporte une chapelle 12 dans laquelle est monté un raccord 13 permettant te branchement du circuit 11. La chapelle 12 est, de préférence mais non essentiellement, mise à profit pour abriter un clapet 14 anti-retour dans le sens puits 9- circuit de fourniture 11. Le clapet anti-retour 14 est avantageusement constitué par un obturateur par exemple sphérique asservi par un organe élastique du type hélicoidal. Le clapet 10 à position stable de fermeture est avantageusement constitué par un obturateur à bille 15 qui est poussé par un ressort 16 pour être appliqué en permanence contre un siège 17 présenté par le flasque ou couvercle 4 et s'ouvrant directement dans La chambre de transfert 2. Le clapet 10 peut être adapté de façon démontable dans le puits 9, notamment par l'intermédiaire d'un bouchon 18. La chambre de transfert 2 contient un équipage mobile 20 du type bistable, qui est prévu pour être actionné par des moyens 20a extérieurs au corps de vanne 1, en vue d'assurer sélectivement L'intercommunication entre le circuit 11 de fourniture de fluide et le puits d'intercommunication 6 ou entre ce dernier et le puits de vidage 7 via la chambre de transfert 2. L'équipage mobile 20 est à cette fin disposé dans la chambre de transfert 2 pour occuper soit une position de remplissage de la nourrice, dans laquelle il ferme le puits 7 tout en assurant L'ouverture du clapet 10, soit une position de vidage dans laquelle il autorise la fermeture du clapet 10 tout en mettant en relation le puits d'intercommunication 6 avec le puits de vidange 7.Dans l'exemple de réalisation selon Les fig 1 et 2, L'équipage mobile 20 est du type pivotant et comprend un support 21 qui est solidaire d'un axe de pivotement 22 monté dans la chambre de transfert 2, notamment par l'intermédiaire de paliers 23 qui sont ménagés dans les flasques 4 et 5. L'axe 22 est, dans l'exemple illustré aux fig. 1 et 2, en relation d'immobilisation angulaire avec les moyens d'actionnement 20a qui sont, par exemple, constitués par une barette 24 susceptible d'être commandée en déplacement alternatif entre des butées 25 et 26 par une tringlerie 27. Le support 21 est constitué pour comporter en bout un guide 28 assurant le maintien d'un obturateur 29 poussé par un organe élastique 30 toujours en direction du flasque ou fond 5. Le guide 28 est conformé de manière à pouvoir être déplacé par la rotation de L'axe 22 sur le lieu géométrique circulaire passant par le puits 7 qui offre un siège 31 formé directement par l'orifice du puits 7 ou par le raccord 8. Le siège 31 peut être constitué par une portée tronconique ou encore par un joint rapporté dans un lamage approprié. L'obturateur 29 est du type au moins en partie sphérique et, de préférence, se trouve constitué par une bille ou un boulet capable de rotation à l'intérieur du guide 28 dont le dessus 32 s'étend à distance de la face interne du flasque 4 en présentant une ouverture 33 de communication entre son volume interne et la chambre 2. Le support 21 est, par exemple, constitué par un bras coudé comportant dans la zone de pliage une came 34 constitué par une surépaisseur à même d'engager le clapet 10 dans la position dans laquelle L'obturateur 29 assure la fermeture du puits de vidage 7. La came 34 est conçue pour que son profil permette de repousser en ouverture la bille 15 par rapport au siège 17 dans la position représentée, de manière à mettre en relation le puits 9 avec la chambre de transfert 2. La position d'obturation du puits de vidage 7 par L'obturateur 29 est par exemple déterminée par la butée 25 qui peut être associée à un moyen de compensation élastique ou de réglage permettant de définir, avec précision, la mise à l'aplomb exact de L'obturateur par rapport au siège 31, de façon que la coopération mutuelle permette d'établir une fermeture étanche. La vanne décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante. A partir de la position illustrée par Les fig. 1 et 2, L'équipage mobile 20 ferme le puits de vidage 7 tout en commandant L'ouverture du clapet 10 mettant en relation le puits 9 avec la chambre de transfert 2 qui est en relation permanente avec la nourrice par l'intermédiaire du puits d'intercommunication 6. Si le circuit 11 est à même de fournir un fluide sous pression par exemple de l'eau, le clapet anti-retour 14 est repoussé pour être éloigné du siège et permettre le passage du fluide par le puits 9 dans la chambre 2' qui, une fois remplie, assure le remplissage de la nourrice par L'intermédiaire du puits d'intercommunication 6. Le contrôle du remplissage maximal de la nourrice peut être placé sous la dépendance de tous moyens appropriés ou simplement résulter aussi d'un équilibrage de pression lorsque par exemple une telle nourrice comporte une poche ou une vessie déformable élastiquement. La position stable illustrée par les fig 1 et 2 est maintenue en attente tant qu'une mise en service de la nourrice n'est pas décidée. Lorsqu'il convient de produire un effet de chasse d'eau à partir de la masse fluide qui a été emmagasinée en réserve dans la nourrice, L'équipage mobile 20 est commandé en pivotement dans le sens de la flèche 1 par L'intermédiaire des moyens 20a. Le déplacement angulaire du support 21 provoque La rétraction de L'obturateur 29 contre L'organe élastique 30 et L'ouverture du siège 31, alors que, simultanément, la came 34 est effacée par rapport au clapet 10 dont la bille 15 est ramenée en position de fermeture du siège 17 par le ressort 16. La seconde position stable est illustrée par les fig 3 et 4 et se trouve définie notamment par l'appui de la barette 24 contre la butée 26. Dans cette seconde position stable, le puits 9 est fermé et interrompt la fourniture du fluide sous pression à l'intérieur de la chambre 2. Simultanément, L'obturateur 29 a découvert Le siège 31 et mis en relation le puits d'intercommunication 6 et le puits 7, de sorte que la masse fluide contenue dans la nourrice peut être évacuée avec effet de chasse par transfert à travers la chambre 2. Après une mise en service du type ci-dessus, les moyens 20a sont commandés de nouveau, soit automatiquement, soit sélectivement pour ramener L'équipage mobile 20 dans la première position stable selon les fig. 1 et 2, dans laquelle une nouvelle alimentation de la nourrice intervient automatiquement par fermeture du puits 7 et ouverture du clapet 10. La fig. 5 montre une variante de réalisation dans laquelle les moyens 20a sont constitués par deux poussoirs 40 et 41 montés avec étanchéité dans des alésages 42 et 43 du corps de vanne 1. Les alésages 42 et 43 sont branchés par des raccords 44 et 45 à des circuits 46 et 47 de fourniture de fluide hydraulique sous pression permettant de commander sélectivement la course d'extension de l'un et de L'autre poussoirs. Dans un tel exemple, L'équipage mobile 20 comprend un corps 50 monté sur L'axe 22 et comportant, outre le guide 28 et la came 34, deux branches 51 et 52 destinées à être engagées par les poussoirs 40 et 41. Dans la position illustrée par la fig. 5, L'équipage mobile 20 occupe la position de mise en relation entre les puits 6 et 7 dans une phase de vidage de la nourrice. Une phase de remplissage de la nourrice intervient par l'alimentation du raccord 44 pour commander la course d'extension du poussoir 40 alors que, simultanément, le circuit 47 est relié à la bâche. L'équipage 20 est alors commandé en pivotement dans le sens de la flèche f2 et assure par la branche 52 la course de rétraction du poussoir 41 apte à commander la course inverse lors d'une phase de vidage. La fig 6 montre une variante de réalisation dans Laquelle le corps de vanne 1 contient un équipage mobile 201 constitué par une pièce coulissante susceptible d'être animée d'un déplacement dans le double sens de la flèche f3 par l'intermédiaire d'une tige 60 sur laquelle agissent les moyens 20a. L'équipage mobile 201 comprend un support 211 définissant un guide pour L'obturateur 29 et formant la came 34 destinée à commander La course d'ouverture-fermeture du clapet 10. La fig 7 montre un développement dans lequel la forme de réalisation selon la fig 6 est complétée par adaptation, en bout de la tige 60, d'un piston 61 inclus à un cylindre 62 constituant des moyens de commande hydraulique en remplacement des moyens mécaniques 20a. Le cylindre 62 est, dans un tel cas, divisé par le piston 61 en deux chambres 63 et 64 à volume varialbe qui peuvent être alimentées sélectivement par une source de fourniture de fluide sous pression par l'intermédiaire des raccords 65 et 66. L'invention n'est pas Limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Vanne de contrôle du remplissage et du vidage d'une nourrice ou analogue caractérisée en ce qu'elle comprend - un corps de vanne (1) délimitant une chambre de transfert (2) qui est en relation avec . un puits (6) d'intercommunication permanente avec la nourrice . un puits de vidage (7) raccordé à un réseau ou appareil d'utilisation ou de consommation - un puits d'alimentation (9) contrôlé par un clapet (10) à position stable de fermeture et raccordé à un circuit (11) de fourniture d'un fluide sous pression - et un équipage mobile bistable (20), disposé dans la chambre de transfert pour être actionné extérieurement au corps et assurer l'intercommunication sélective entre le circuit de fourniture et le puits d'intercommunication ou entre ce dernier et le puits de vidage. 2 - Vanne seLon La revendication 1 caractérisée en ce que L'équipage mobiLe (20) est disposé dans La chambre de transfert (2) pour occuper, soit une position de remplissage de La nourrice dans LaqueLle il ferme le puits de vidage (7) et ouvre le clapet (10) du puits d'alimentation (9), soit une position de vidage dans laquelle il ferme le clapet (10) du puits d'alimentation (9) et met en relation le puits d'intercommunication et le puits de vidage. 3 - Vanne selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que L'équipage mobile comprend un support (21) - lié à des moyens extérieurs (20a) de commande en déplacement - pourvu d'une came (34) d'engagement en ouverture du clapet du puits d'alimentation dans la position de remplissage de la nourrice - formant un guide (28) de maintien d'un obturateur (29) asservi élastiquement pour coopérer avec un siège (31) présenté par L'orifice du puits de vidage (7). 4 - Vanne selon la revendication 3 caractérisée en ce que le support de L'équipage mobile est du type pivotant. 5 - Vanne selon la revendication 3 caractérisée en ce que Le support de L'équipage mobile est du type coulissant. 6 - Vanne selon L'une des revendications 3 à 5 caractérisée en ce que le support (21) comporte une came (34) formée par une surépaisseur apte à commander le recul en ouverture du clapet (10) du puits d'alimentation dans la position de l'équipage mobile fermant le puits de vidage. 7 - Vanne selon la revendication 3 caractérisée en ce que L'obturateur (29) est du type au moins en partie sphérique pousse par un ressort (30) en coopération avec le siège. 8 - Vanne selon L'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le clapet (10) du puits d'alimentaion (9) est associé à un clapet (14) anti-retour dans le sens chambre de transfert (2) circuit de fourniture (11). 9 - Vanne selon la revendication 3 caractérisée en ce que les moyens extérieurs (20a) de commande sont du type mécanique. 10 - Vanne selon la revendication 3 caractérisée en ce que les moyens extérieurs (20a) de commande sont du type hydraulique. 11 - Vanne selon la revendication 10 caractérisée en ce que Les moyens de commande du type hydraulique consistent en un piston (61) d'un vérin (62) attelé au support mobile (21î). 12 - Vanne selon la revendication 10 caractérisée en ce que les moyens de commande (20a) du type hydraulique sont constitués par deux poussoirs (40, 41) indépendants, susceptibles d'agir sélectivement sur les deux branches (51, 52) d'un support (50) monté en bascule dans la chambre de transfert (2). 13 - Application de la vanne selon L'une des revendications 1 à 12 dans laquelle la chambre de transfert est destinée à être raccordée - par son puits d'alimentation à un circuit d'alimentation en eau sous pression - par son puits d'intercommunication avec un réservoir de chasse d'eau - par son puits de vidage avec le conduit de chasse d'eau d'une cuvette de water-closet.