Brevet FR2692300A1 — publié le 19931217

L'invention concerne un dispositif de remplissage rapide et silencieux de réservoir de chasse d'eau. Il y a deux principaux types de chasses d'eau à usage domestique: les casses d'eau fonctionnant en faisant écouler de l'eaux à partir d'un réservoir à pression atmosphérique situé au-dessus de la cuvette à nettoyer7 et les chasses d'eau à réservoir sous pression du réseau d'eau d'alimentation. Les réservoirs sous pression sont peu répandus parce qu'ils sont extremement bruyants, et leur conception est sophistiquée ce qui les rend fragiles; la présence d'un réservoir sous pression implique des contrtles qu'il n'est pas aisé de faire faire.Les réservoirs de chasse d'eau traditionnels7 fonctionnant par gravité, comportent un flotteur relié, par l'intermédiaire d'un bras de levier à un clapet qui vient s'appliquer progressivement sur l'orifice de sortie de l'eau de remplissage7 au fur et à mesure que le flotteur est soulevé par l'eau qui monte dans le réservoir; lorsque l'eau atteint le niveau souhaité, le flotteur, qui subit une poussée hydrostatique excerce sur le bras de levier un effort qui permet de contrebalancer la poussée de l'eau sur le clapet de fermeture Ce dispositif présente les inconvénients suivants:L'orifice de passage de l'eau dans le réservoir est de petite dimension et se colmate fréquemment en réduisant le débit; les turbulences causées par ce colmatage provoque des bruits gênants tout au long du remplissage; la phase finale de fermeture du clapet provoque aussi le me me type de bruit et peut Entre très longuet lorsque le joint s'entant déformer la pression sur le clapet nécessaire à la fermeture augmente; parfois la poussée hydrosatique n'est plus suffisante pour assurer la fermeture, le flotteur s 'immerge7 le niveau de l'eau atteint l'orifice d'évacuation du trop plein et l'eau continue à s'écouler; enfin le temps de remplissage du réservoir est généralement long7 surtout si on veut atténuer les bruits en diminuant volontairement le débit d'eau, et peut varier dans des pro portions très importantes en fonction des problèmes de colmatage ou de fuite que nous venons de citer. L'objet de l'invention est d'apporter une solution à ces problèmes en permettant un remplissage rapide qui se fait en tout ou rien et en suppriment le bruit qui l'accompagne; elle présente l'avantage de s'adapter sans problème aux réservoirs de chasse d'eau fonctionnant par gravité. La Fig.1 représente une vue perspective éclatée du dispositif selon l'invention en position de remplissage. La Fig.2 représente une coupe du dispositif selon l'invention avec le poingon capturé par l'aimant en position de remplissage. La fui.3 représente la mEme coupe du dispositif selon l'invention avec le poingon libéré et le remplissage du réservoir terminé au niveau souhaité. L'invention consiste à utiliser la pression de l'eaux dans la conduite d'alimentation () Fig.17 comme force motrice pour ouvrir et fermer un clapet (2)7 combiné avec un détecteur de niveau (3) situé dans le réservoir7 qui fonctionne par la pression hydrostatique, et qui déclenche l'ouverture ou la fermeture du clapet (2). L'originalité de l'invention réside dans le fait que le dispositif n'utilise pas d'électricité ce qui rend le fonctionnement complètement autonome sans autre source d'énergie que celle naturellement disponible dans une chasse d'eau traditionnelle; de plus ce dispositif peut s'installer à la place d'un dispositif classique existant sans apporter de modification notable. Le clapet (2) de fermeture et d'ouverture d'eau est constitué d'une membrane (4) souple annulaire entourant une valve (5) circulaire pour constituer un clapet (2) positionné au sommet d'un tube de remplissage (6) cylindrique rigide7 de préférence rectiligne7 de diamètre inférieur au diamètre de la valve (5) circulaire: ce type de clapet (2) est disponible dans le commerce et il est couramment utilisé dans les électrovannes d'appareils domestiques; les bords (7) de la membrane (4) entourant la valve (5) sont prisonniers d'une paroi cylindrique (8) de manière à isoler la partie annulaire (9) d'alimentation en eau qui entoure le . sommet du tube (6) d'une cavité supérieure (10) dont nous présiserons le rttle ci-après: la fonction du clapet (2) est d'isoler le tube (1) de l'alimentation en eau en venant se plaquer, par déformation de la membrane (4) sur le sommet ( du tube (6) de remplissage du réservoir dont l'extrémité ( possède une finition suffisante pour pouvoir obtenir une bonne étanchéité lorsque la valve (5) du clapet (2) est appliquée dessus; la valve (5) comporte une série de petits trous (12) de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres7 disposés en un cercle de diamètre supérieur au diamètre extérieur du tube (6), mettant en communication la cavité supérieure (10) et la partie annulaire (9) de l'alimentation en eau; la valve (5) dispose en outre d'un trou central (13) d'un diamètre de l'ordre du millimètre mettant en communication le tube (6) de remplissage du réservoir et la cavité supérieure (-10)i ce trou central (13) est susceptible autre obturé par un pointe (14), de forme généralement cylindrique circulaire terminée par une pointe conique7 se déplaçant perpendiculairement à la surface de la valve (5) circulaire et guidé par une forme tubulaire (15) faisant partie de la cavité supérieure; la pointe peut btre aussi bien remplacée par exemple7 par un joint caoutchouc ou tout autre joint adapté7 mais dans ce qui va suivre nous ne parlerons que d'un poincon en sachant que ce qui est dit pour le poinçon, est valable pour toute autre sorte de joint.Si le poincon (14) obture le trou central (13) de la valve (5), l'eau en provenance du tube (1) d'alimentation, en passant par les petits trous ('12) fait monter la pression d'eau dans la cavité supérieure (10)7 et provoque le déplacement de la valve (5) du clapet (2), par déforatlon de la membrane souple (4)s qui tend à laminer l'eau pénétrant dans le tube (6) de remplissage du réservoir et à faire baisser la pression dans le tube (6) avec pour conséquence d'augmenter le différentiel de pression entre la cavité supérieure (10) et le tube (6) de remplissage du réservoir: cette fanon de procéder provoque une fermeture rapide de l'alimentation en eau du tube (6); lorsque le poinçon (14) débouche le trou central (13) de la valve (5), la pression chute dans la cavité supérieure (10), et la pression d'eau dans la partie annulaire (9) d'alimentation du tube (6) refoule la valve (5) par déformation de la membrane circulaire (4) et se met en communication avec le tube (6) pour remplir le réservoir.Dans les usages traditionnels de ce type de clapet, par exemple dans les machines à laver le poincon est en acier doux et commandé par un bobinage fie créant un champ magnétique; lorsque le bobinage est au repos le poison obture le trou central du clapet, et l'alimentation est coupée; lorsque la bobine est excitée7 le poinçon est déplacé, par le champ magnétique, tout en comprimant un ressort, le trou central du clapet est débouché est l'électrovanne débite de l'eau; lorsqu'on coupe le courant dans la bobine7 le poincon est libéré et il est repoussé par le ressort contre le clapet dont il obture le trou central pour fermer l'électrovanne.Dans le cadre de l'invention les mouvements du poingon (14) sont commandés par un aimant permanent (16) Fig.2 qui maintient dans un premier temps le poincon (14) détaché du clapet (2) grace à l'attraction magnétique, tout en comprimant un ressort l'aimant permanent (16) est relié à un flotteur (3) par l'intermédiaire d'une liaison (18) de longueur réglable, dont la position au repos est voisine, mais inférieure, au niveau ((19) Fig.3 d'eau souhaité dans le réservoir; lorsque le poingon (14) Fig.2 laisse le trou central (13) du clapet (2) débouché, le réservoir se remplit, le niveau d'eau finit par atteindre le flotteur (3) et tend à le soulever; progressivement le flotteur (3) se soulève et l'aimant (16) tend à entratner le poinçon (14) vers le haut en l'éloignant encore du clapet (2) jusqu'à ce que la compression du ressort (17) soit telle que le déplacement du poincon (14) en soit bloqué; l'aimant (16) Fig.3 continuant à se déplacer le poincon (14) échappe à l'attraction de l'aimant (16) et, poussé par le ressort (17), vient obturer le trou central (13) du clapet (2) et enclenche le processus de fermeture précédemment décrit; le niveau (19) du réservoir est alors le niveau souhaité.Lorsque l'on tire la chasse d'eau, le réservoir se vide, le flotteur (3) redescend jusqu'à une butée (20) Fig.2, positionnée par construction de manière à ce que l'aimant (16) revenant dans sa position initiale il puisse attirer le poison (4) en comprimant le ressort (17), et afin de provoquer à nouveau le déhouchage du trou central (53) du clapet (2) pour enclencher le processus de remplissage.Dans la pratique l'aimant (16) Fig.1 peut être annulaire et comporter aux extrémités planes distantes d'environ un centimètre des rondelles (21) en fer doux positionnées concentriquement à l'airnant, permettant de guider le flux magnétique vers le cylindre de guidage (15) du poincon (14)i le poinçon (14) de fer doux est guidé dans ce cylindre de guidage (15), parallèlement à l'axe de symétrie de l'aimant (16) annulaire; lorsque le flotteur (3) Fig.3 descend, l'aimant (16) descend et le poinçon (14) qui ne bouge pas pénètre dans la cavité centrale (22) de l'aimant et capte de plus en plus de flux magnétique, jusqu't ce que la pression du ressort (17) et la pression différentielle de l'eau soient vaincues; le poingon (14) Fig.3 alors s'élève brusquement pour se mettre dans une position permettant le passage maximum de flux magnétique c'est à dire correspondant à l'entrefer minimum; le poinçon (14) se sépare brutalement du clapet (2) dont le trou central (13) s'ouvre, la pression chute dans la cavité supérieure (10), le clapet (2) s'ouvre et le réservoir commence à se remplir; la fermeture survient comme nous l'avons décrit précédemment lorsque l'aimant (16) se déplace sous l'action du flotteur (3) qui remonte et que le poincon (14) ne pouvant plus suivre le mouvement à cause de la compression du ressort (17), le circuit magnétique s'ouvre et la brusque chute de l'intensité du champ magnétique provoque la décompression du ressort (17) Fig .3 qui plaque le poinçon (14) contre le trou central (13) du clapet (2), ce qui provoque la coupure de l'alimentation en eau; cette façon de procéder permet7 avec l'aide de l'aimant (16), aussi bien d'ouvrir Fig.2 que de fermer Fig.3 un circuit d'eau; au cours de son déplacement7 l'aimant (16) Fig.1 doit Etre correctement guidé parallèlement à son axe de symétrie principal, pour éviter qu'il ne se coince et son déplacement doit être limité par au moins une butée (20) lorsqu'il est en position de capturer le poingon (14) pour fermer le circuit magnétique et ouvrir le clapet (2) d'alimentation en eau du réservoir. Le flotteur (3) peut autre relié directement à l'aimant (16) par l'intermédiaire d'une tige de longueur réglable7 mais on peut utiliser tout autre système de tringlerie tout en restant dans le domaine de l'invention.Une manière de faire le réglage est d'utiliser une vis (23) dont la te te (24) est prisonnière en translation triais non en rotation, au niveau de la pièce support (25) de l'aimant (16)i la partie (26) comportant un pas de vis vient se visser dans un fourreau (27) traversant le flotteur (3) de part en part; lorsqu'on tourne la tette de la vis (24) on fait varier la distance entre le flotteur (3) et l'aimant (16) et donc le niveau d'eau; le flotteur (3) peut entre, par exemple, conçu pour entourer le tube (6) de remplissage en eau du réservoir qui lui sert de guide. Lorsque le poingon (14) est capturé par le champ magnétique de l'aimant (16) en contact avec la butée (20), il faut utiliser un ressort (17) suffisamment souple pour que la course de l'ensemble de l'aimant (16) et du poinçon (14) soit plus grande que les oscillations qui pourraient affecter le flotteur (3), à cause des turbulences dans le réservoir; lorsque le poingon (14) est liché par l'aimant (16), il ne faut pas qu'il puisse être recapturé de fanon intempestive à cause des oscillations du flotteur (3). Lors de la fermeture du clapet (2), il peut se produire, dans le tube d'alimentation (1), un coup de bélier qui sera bien atténué en plaçant dans la conduite (1) une mousse plastique à alvéoles fermées. Le débit dans le tube (6) de remplissage en eau du réservoir est important et exige un traitement spécial Si on veut éviter le bruit lorsque l'eau débouche dans le réservoir; une première fanon de procéder est de faire un remplissage en source7 mais il est nécessaire aussi de briser le jet d'eau en recouvrant l'extrémité du tube de remplissage du réservoir d'une toule de mousse (28) à alvéoles ouvertes qui brisent le jet principal en une multitude de petit flux qui, s'écoulent alors silencieusement; les mousses de polyuréthane peuvent convenir comme brise jet. Pour etre conforme aux normes le tube (6) doit être perré d'une mise à l'air libre (29) en dessous de la zone annulaire (9) de manière à vider le tube (6), en fin de remplissage du réservoir, afin d'éviter des risques de contamination du réseau d'eau. Revendications 1-Dispositit de remplissage de chasse d'eau, fonctionnant en tout ou rien, caractérisé en ce que le remplissage se fait par un clapet (2), dont l'ouverture ou la fermeture est réalisée grace à la pression d'eau dans le tube d'alimentation (1), et commandée par ouverture ou obturation du trou central (13), du dit clapet (2), qui est déclenchée par la position du flotteur (3), qui déplace un aimant permanent (16) agissant par l'intermédiaire de son flux magnétique sur le pointeau (14), ou tout autre dispositif similaire, en acier doux ou en tout autre matériau ferromagnétique. Z-Dispositif de remplissage de chasse d'eau, suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que le clapet (2) s'ouvre lorsque le flotteur (3) est en position basse Fig.27 l'aimant (16) étant alors en contact avec la butée (20), le pointeau (14) attiré par l'aimant (16) , remonte en comprimant le ressort (et7) afin de fermer le circuit magnétique, ce qui ouvre le trou central (13), et à fermer le clapet (2) lorsque le niveau (19) de l'eau ayant fait remonter le flotteur (3), l'aimant (16) est remonté Fig.3 jusqu't ce que l'augmentation de la compression du ressort (17) provoque l'ouverture du circuit magnétique et la descente le pointeau (14) qui bouche le trou central (t3). 3-Dispositif de remplissage de chasse d'eau suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, le niveau de l'eau est défini par la distance entre le flotteur (3) et l'aimant (16) qui est réglé par une vis (23) dont la tette (24) est prisonnière en translation et non en rotation de la pièce support (25) de l'aimant (16) et qui se visse dans un fourreau (27) aménagé dans le flotteur (3 > . 4-Dispositif de remplissage de chasse d'eau suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'aimant (16) est de forme annulaire et qu'il comporte sur ses faces planes des rondelles (21), en acier doux ou tout autre matériau ferromagnétique7 de guidage du flux magnétique au voisinage du cylindre (15) de guidage du pointeau (14) 5-Dispositif de remplissage de chasse d'eau suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le flotteur (3) est guidé en translation par le tube (6) de remplissage du réservoir. 6-Dispositif de remplissage de chasse d'eau suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'extrémité du tube (6) de remplissage du réservoir est recouvert d'une mousse à cellules ouverte faisant office de brise jet, permettant de supprimer la majeure partie des bruits d'écoulement de l'eau. 7-Dispositif de remplissage de chasse d'eau suivant l'une .quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le circuit (1) contient de la mousse de matière plastique souple à alvéole fermée pour absorber les coups de bélier dus à la fermeture du clapet (2).