Brevet FR2705704A1 — publié le 19941202

La présente invention se rapporte à des soupapes de vidange d'eau du type s'utilisant par exemple pour des urinoirs ou des toilettes, et en particulier à une soupape de vidange à diaphragme. L'invention concerne plus spécifi-5 quement un anneau perfectionné de commande de l'écoulement qui détermine le volume d'eau passant par la soupape de vidange à chaque fois qu'elle est actionnée. Les munici- palités et d'autres offices gouvernementaux réglementent de plus en plus l'utilisation d'eau, en particulier pour les10 toilettes. Le volume autorisé d'écoulement d'eau à chaque utilisation de la soupape de vidange varie d'une région à l'autre et aussi selon le type d'élément de toilette qui est utilisé. La présente invention concerne spécifiquement un anneau de commande de l'écoulement qui dose avec précision le15 flux d'eau à chaque fois que la soupape de vidange est actionnée et qui comprend également un moyen simplifié pour modifier le volume d'eau pour satisfaire aux différentes réglementations. L'invention concerne donc une soupape de vidange de toilettes et plus particulièrement un anneau perfectionné de remplissage pour commander le volume d'eau utilisé à chaque vidange, cet anneau dosant avec précision le volume d'eau utilisé. Un autre objet de l'invention est de proposer une soupape de vidange telle que décrite dans laquelle l'anneau de remplissage de la soupape de vidange supporte un anneau de commande de flux, dont les dimensions peuvent être modifiées au gré des législations. Suivant un autre objet, cet anneau de commande de débit permet par sa configuration de régler la contre-pression pendant une vidange de façon que le volume d'eau passant à chaque utilisation de la soupape de vidange soit constant et indépendant de la pression d'arrivée d'eau. L'invention propose à cet effet une soupape de vidange destinée à être utilisée notamment pour des urinoirs et des toilettes, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps comportant une admission et une sortie, un siège de soupape entre ladite admission et ladite sortie, un module de soupape mobile de manière à se rapprocher ou à s'écarter dudit siège pour commander l'écoulement d'eau vers ladite sortie, ledit module de soupape comporte de multiples passages disposés à la circonférence et raccordant ladite admission et ladite sortie lorsque ledit module de soupape est écarté dudit siège, la dimension desdits passages déterminant le volume d'eau pendant l'actionnement de la soupape de vidange. Suivant des dispositions préférées, éventuel- lement combinées: - lesdits passages sont espacés de manière sensiblement uniforme autour dudit module de soupape, - ledit module de soupape se déplace suivant un trajet axial pour se rapprocher et s'éloigner dudit siège de soupape, lesdits passages étant orientés dans la direction de l'axe, - la soupape comprend un cylindre creux reliant ledit siège de soupape et la sortie du corps, ledit module de soupape comprenant en aval desdits passages une partie qui est en contact périphérique avec ledit cylindre creux lorsque ledit module de soupape se rapproche et s'éloigne dudit siège de soupape, - ledit module de soupape comprend un diaphragme et un anneau de remplissage relié audit diaphragme et disposé en aval de ce dernier, lesdits passages étant réalisés dans ledit anneau de remplissage, - ledit anneau de remplissage comporte de multiples rainures extérieures orientées axialement, lesdits passages communiquant avec certaines desdites rainures pour faire passer l'eau de l'extérieur dudit anneau de remplissage vers l'intérieur de celui-ci, - la soupape comprend un anneau de commande de l'écoulement fixé à l'extrémité aval dudit anneau de remplis- sage, cet anneau de commande de l'écoulement comportant une partie orientée vers l'extérieur et qui est en contact5 périphérique avec ledit cylindre creux lorsque ledit diaphragme et ledit anneau de remplissage se rapprochent et s'éloignent dudit siège de soupape. - ledit anneau de commande de l'écoulement comprend une partie orientée axialement et se prolongeant à l'intérieur dudit anneau de remplissage pour couvrir une partie desdits passages, - ladite partie de l'anneau de commande de l'écoulement qui est orientée dans la direction de l'axe pénètre uniformément dans ledit anneau de remplissage, - la surface extérieure dudit module de soupape qui est voisine desdits passages diverge progressivement dudit cylindre creux afin de maintenir une contre-pression sensiblement constante en amont dudit module de soupape lorsque celui-ci se rapproche d'une position de fermeture du siège de soupape, - la plus grande divergence de ladite surface extérieure du module de soupape est sa partie qui est la plus éloignée de la partie de ce module de soupape qui est en contact périphérique avec ledit cylindre creux. L'invention propose également un ensemble à module de soupape s'utilisant dans une soupape de vidange pour toilettes et destiné à se fermer sur un siège qui est placé entre une admission et une sortie, caractérisé en ce que la soupape de vidange comporte un cylindre creux qui relie le siège et la sortie, ledit module de soupape compre- nant un diaphragme auquel est fixé un anneau de remplissage destiné à commander l'écoulement d'eau entre l'entrée et la sortie, ledit anneau de remplissage comportant de multiples passages disposés à la circonférence et reliant l'entrée et la sortie lorsque le module de soupape est écarté du siège, la dimension de ces passages déterminant le volume d'eau coulant pendant une vidange. Suivant des dispositions préférées, éventuel- lement combinées et relatives à l'ensemble: - ledit anneau de remplissage comprend en aval desdits passages une partie qui est en contact périphérique avec ledit cylindre creux pendant que le module de soupape se rapproche et s'éloigne dudit siège, - ledit anneau de remplissage comporte de multiples rainures extérieures orientées dans la direction de l'axe, lesdits passages communiquant avec certaines desdites rainures pour faire passer l'eau de l'extérieur vers l'inté- rieur dudit anneau de remplissage, - l'ensemble comprend un anneau de commande de l'écoulement qui est fixé à l'extrémité aval dudit anneau de remplissage qui comprend une partie disposée extérieurement et en contact périphérique avec le cylindre creux de la soupape de vidange, - ledit anneau de commande de l'écoulement comprend une partie orientée dans la direction de l'axe, placée du côté intérieur dudit anneau de remplissage et couvrant une partie desdits passages, - ledit anneau de commande de l'écoulement pénètre dans la direction de l'axe uniformément dans ledit anneau de remplissage, - sa surface extérieure diverge progressivement du cylindre creux de manière à maintenir une contre- pression sensiblement constante sur le module de soupape lorsque celui- ci se déplace vers une position de fermeture du siège, - la divergence maximale de sa surface extérieure se trouve sur sa partie qui est la plus éloignée de celle qui est en contact périphérique avec le cylindre creux. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple en regard des dessins schématiques annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation avec coupe partielle d'une soupape de vidange du type mentionné; la figure 2 est une coupe à échelle agrandie représentant l'ensemble à diaphragme; la figure 3 est une vue en élévation latérale de l'anneau de remplissage; la figure 4 est une vue en plan de l'anneau de remplissage; la figure 5 est une vue de dessous de l'anneau de remplissage; la figure 6 est une coupe selon la ligne 6- 6 de la figure 4; la figure 7 est une coupe partielle à échelle agrandie de l'anneau de remplissage et représente les passages d'eau qu'il comporte; la figure 8 est une coupe partielle à échelle agrandie de la cloison extérieure de l'anneau de remplis- sage; la figure 9 est une vue en plan du disque de filtrage; la figure 10 est une coupe selon la ligne 10-10 de la figure 9; la figure 11 est une coupe à échelle agrandie selon la ligne 11-11 de la figure 9; la figure 12 est une vue en plan du disque de retenue; et la figure 13 est une coupe selon la ligne 13-13 de la figure 12. La soupape de vidange représentée sur les dessins, du type commercialisé par la Société Sloan Valve Company (Franklin Park, Illinois, Etats-Unis d'Amérique) sous la marque déposée "ROYAL", comprend un corps 10 comportant un raccord d'admission 12 et un raccord de sortie 14. Un ensemble à diaphragme portant la référence générale 16 comprend un diaphragme 18 fixé à la périphérie sur le corps par un couvercle intérieur 20. Le diaphragme repose sur un épaulement 22 de l'extrémité supérieure du corps 10 et il est serré à cette position par le couvercle intérieur 20. Un couvercle extérieur 24 est vissé sur le corps 10 afin de tenir le couvercle intérieur en place. L'ensemble à diaphragme 16 que représente la figure 1 se ferme sur un siège de soupape 26 réalisé à l'extrémité supérieure d'un cylindre creux 28. Le cylindre creux 28 forme le conduit reliant le siège de soupape à la sortie 14. L'ensemble à diaphragme 16 comprend une soupape de décompression 30 comportant une tige 32 orientée vers le bas et supportant un manchon mobile 34. Celui-ci est placé de manière qu'il puisse être contacté par un poussoir 36 lorsque celui-ci est actionné par une poignée 38, de manière classi-15 que pour l'actionnement des soupape de vidanges d'eau du type décrit. L'ensemble à diaphragme 16 comprend, en plus du diaphragme 18 et de la soupape de décompression 30, un disque de retenue 40, un disque de filtrage 42, un anneau de remplissage 44 et un anneau 46 de commande de l'écoulement. Le disque de retenue 40 comprend une partie cylindrique intérieure filetée 48 qui est vissée sur une partie cylindri- que 50 de l'anneau de remplissage 44 qui comporte un tarau- dage correspondant. L'assemblage décrit à vissage serre le diaphragme 18 entre une partie supérieure 52 du disque de retenue et le disque de filtrage 42. L'anneau de remplissage comprend une partie cylindrique 54 orientée vers le haut et portant contre le fond du disque de filtrage, de manière que la combinaison de l'anneau de remplissage et du disque de retenue serre le diaphragme et le disque de filtrage l'un contre l'autre de manière à former ainsi l'ensemble à diaphragme 16. La surface supérieure du disque de filtrage 42 comporte une série de petites rainures 56 étroitement rapprochées les unes des autres et disposées à la circon- férence, ces rainures pouvant avoir par exemple une profon- deur de 0,3 mm. La surface supérieure du disque de filtrage qui comporte les rainures 56 est en face d'une surface inférieure 58 du diaphragme qui forme la limite supérieure des passages formés par les rainures 56. Les rainures assument la fonction de passages de filtrage et elles sont calibrées pour empêcher les particules que transporte l'eau de passer par le filtre et de colmater l'orifice de dériva- tion. Un joint d'étanchéité annulaire 60 est placé à l'entrée des rainures 56 et il est immobilisé entre la surface inférieure du diaphragme et la surface 59 du disque de filtrage qui est inclinée vers l'extérieur. La combinaison du joint d'étanchéité 60, du diaphragme 18 et des passages 56 forme le filtre qui est placé en amont de l'orifice de dérivation et qui est calibré pour empêcher les particules se trouvant dans l'eau de colmater cet orifice. Les rainures 56 disposées circonférentiellement présentent une superficie importante de passage, mais chacune avec des ouvertures calibrées pour empêcher les impuretés de l'eau de boucher l'orifice de dérivation. Les rainures de filtrage protègent l'orifice de dérivation pour garantir que celui-ci assume la fonction qui lui est conférée. L'eau passant par les rainures 56 pour parvenir à l'intérieur du disque de filtrage atteint l'espace compris entre l'anneau de remplissage et l'intérieur du diaphragme et elle s'écoule plus particulièrement sur plusieurs méplats 62 réalisés sur la surface extérieure de la partie cylindrique de l'anneau de remplissage. Les méplats 62 constituent pour l'eau une voie qui relie les passages de filtrage 56 ainsi que les rainures radiales 57 à l'orifice de dérivation 64 réalisé dans le disque de retenue 40. L'orifice de dérivation 64 est en communication avec une rainure annulaire 66 réalisée dans le disque de retenue en face de l'anneau de remplissage et il communique avec les méplats 62. Ainsi, l'eau passe du filtre formé des rainures individuelles 56 sur les méplats du prolongement 50 de l'anneau de remplissage, puis dans la rainure annulaire 66 du fond du disque de retenue. La rainure 66 communique avec l'orifice de dériva- tion 64 et l'eau atteint par cette série de passages la chambre sous pression 68 placée entre le couvercle intérieur et l'ensemble à diaphragme 16. Il est bien connu dans cette technique que les soupape de vidanges d'eau du type décrit exigent une pression dans la chambre 68 pour maintenir le diaphragme fermé sur son siège 26. L'eau arrivant à l'admission 12 s'écoule par le filtre décrit et la dérivation pour atteindre la chambre 68 et elle maintient le diaphragme à la position de fermeture représentée. L'anneau de remplissage 44 comprend de multiples rainures verticales 70 tournées vers l'extérieur et dont certaines comportent un passage 72 qui raccorde les rainures avec l'intérieur de cet anneau. Lorsque la soupape de vidange est actionnée, la seule voie disponible à l'eau pour atteindre la sortie est celle des passages 72 aux rainures 70. Le nombre et la dimension des passages 72 déterminent le volume d'eau qui passe à chaque opération de vidange. Des réglementations gouvernementales actuelles régissent strictement le volume d'eau qui peut être utilisé à chaque vidange d'un urinoir ou d'une toilette et les exigences diffèrent pour chacun de ces dispositifs. La soupape représentée pouvant être utilisée aussi bien pour des urinoirs que des toilettes et pouvant l'être aussi dans des régions ayant des restrictions différentes en eau, les passages 72 de l'anneau de remplissage peuvent être dimen- sionnés pour satisfaire aux exigences spécifiques d'un emplacement auquel la soupape doit être utilisée. A cet égard, il convient de remarquer que l'anneau 46 de commande de l'écoulement comporte un prolongement annulaire 74 orienté vers le haut et longeant la surface intérieure de l'anneau de remplissage afin de déterminer la longueur des passages 72 qui est disponible pour l'écoulement de l'eau. Les passages 72 peuvent se prolonger sur la longueur totale de l'anneau de remplissage, mais l'anneau de commande de l'écoulement et plus particulièrement la hauteur de la partie 74 déterminent5 la partie de ces passages qui est disponible pour l'écoule- ment de l'eau. Une modification de la dimension de l'anneau de commande de l'écoulement permet donc de modifier le volume d'eau qui passe pendant une opération de vidange. L'extérieur de l'anneau de remplissage 44 est dimensionné de manière qu'il s'ajuste étroitement sur la surface intérieure du cylindre creux 28. Bien que l'anneau de remplissage monte avec l'ensemble à diaphragme lorsque la soupape de vidange est actionnée, il existe toujours un contact circonférentiel entre le bord extérieur 76 de l'anneau de commande d'écoulement et la surface intérieure du cylindre creux, comme décrit par la suite, de sorte que la totalité de l'eau doit s'écouler par les passages 72. En fonctionnement, un mouvement de pivotement de la poignée 38 établit le contact entre le poussoir 36 et le manchon 34 de la soupape de décompression. Celle-ci bascule et décharge la pression de la chambre 68 vers le bas par l'intérieur du diaphragme. Ceci permet au diaphragme de monter en s'écartant de son siège et de tirer l'ensemble vers le haut de manière à raccorder l'admission 12 à la sortie 14 par les passages décrits 72 de l'anneau de remplissage. Dès que la soupape de vidange a été actionnée, l'orifice de dérivation commence immédiatement de recharger la chambre 68. Lorsque celle-ci a été mise suffisamment sous pression, l'ensemble à diaphragme se rapproche de sa position de fermeture sur le siège 26. Pendant qu'il se déplace ainsi, il étrangle et finalement arrête la circulation d'eau entre l'admission et la sortie. Comme le montre plus parti- culièrement la figure 8, la surface extérieure de l'anneau de remplissage comporte une surface 80 profilée spécifiquement de manière que la fermeture de l'anneau de remplissage, pendant qu'il se déplace dans le cylindre creux, commande la contre-pression régnant dans la soupape. La contre-pression est nécessaire pour régler la vitesse de fermeture et garantir une fermeture relativement rapide de la soupape. Le5 nombre de litres d'eau qui passent par la soupape pendant une décharge est déterminé dans une certaine mesure non seulement par l'écoulement passant par l'anneau de remplissage, mais aussi par la vitesse de fermeture de la soupape, lorsque l'anneau de remplissage se déplace dans le cylindre creux. Le10 résultat souhaité est que le flux passant par la soupape à chaque actionnement de la soupape de vidange soit indépendant de la pression d'eau régnant à l'admission. Ceci peut s'obtenir par le réglage de la contre-pression qui est déterminée par l'angle de commande de l'écoulement qui est l'angle formé entre la surface profilée 80 de l'extérieur de l'anneau de remplissage et la surface axiale du cylindre creux 28. Bien qu'un mode de réalisation avantageux de l'invention ait été représenté et décrit, il doit être bien entendu que de nombreuses modifications peuvent être appor- tées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Soupape de vidange destinée à être utilisée notamment pour des urinoirs et des toilettes, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps (10) comportant une admission5 (12) et une sortie (14), un siège de soupape (26) entre ladite admission et ladite sortie, un module de soupape mobile de manière à se rapprocher ou à s'écarter dudit siège pour commander l'écoulement d'eau vers ladite sortie, ledit module de soupape comportant de multiples passages (72)10 disposés à la circonférence et raccordant ladite admission et ladite sortie lorsque ledit module de soupape est écarté dudit siège, la dimension desdits passages déterminant le volume d'eau pendant l'actionnement de la soupape de vidange. 2. Soupape de vidange selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits passages (72) sont espacés de manière sensiblement uniforme autour dudit module de soupape. 3. Soupape de vidange selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit module de soupape se déplace suivant un trajet axial pour se rapprocher et s'éloigner dudit siège de soupape, lesdits passages (72) étant orientés dans la direction de l'axe. 4. Soupape de vidange selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un cylindre creux (28) reliant ledit siège de soupape (26) et la sortie (14) du corps, ledit module de soupape comprenant en aval desdits passages (72) une partie qui est en contact périphérique avec ledit cylindre creux (28) lorsque ledit module de soupape se rapproche et s'éloigne dudit siège de soupape (26). 5. Soupape de vidange selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit module de soupape comprend un diaphragme (18) et un anneau de remplissage (44) relié audit diaphragme et disposé en aval de ce dernier, lesdits passages (72) étant réalisés dans ledit anneau de remplissage (44). 6. Soupape de vidange selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit anneau de remplissage (44) comporte de multiples rainures extérieures (70) orientées axialement, lesdits passages (72) communiquant avec certaines desdites rainures pour faire passer l'eau de l'extérieur dudit anneau de remplissage vers l'intérieur de celui- ci.5 7. Soupape de vidange selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un anneau de commande de l'écoulement (46) fixé à l'extrémité aval dudit anneau de remplissage (44), cet anneau de commande de l'écoulement comportant une partie (76) orientée vers l'extérieur et qui10 est en contact périphérique avec ledit cylindre creux (28) lorsque ledit diaphragme et ledit anneau de remplissage se rapprochent et s'éloignent dudit siège de soupape (26). 8. Soupape de vidange selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit anneau de commande de l'écoule- ment (46) comprend une partie orientée axialement et se prolongeant à l'intérieur dudit anneau de remplissage (44) pour couvrir une partie desdits passages (72). 9. Soupape de vidange selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite partie de l'anneau de commande de l'écoulement (46) qui est orientée dans la direction de l'axe pénètre uniformément dans ledit anneau de remplissage (44). 10. Soupape de vidange selon la revendication 4, caractérisée en ce que la surface extérieure dudit module de soupape qui est voisine desdits passages diverge progres- sivement dudit cylindre creux (28) afin de maintenir une contre-pression sensiblement constante en amont dudit module de soupape lorsque celui-ci se rapproche d'une position de fermeture du siège de soupape. 11. Soupape de vidange selon la revendication 10, caractérisée en ce que la plus grande divergence de ladite surface extérieure du module de soupape est sa partie qui est la plus éloignée de la partie de ce module de soupape qui est en contact périphérique avec ledit cylindre creux. 12. Ensemble à module de soupape s'utilisant dans une soupape de vidange pour toilettes et destiné à se fermer sur un siège (26) qui est placé entre une admission (12) et une sortie (14), caractérisé en ce que la soupape de vidange5 comporte un cylindre creux (28) qui relie le siège et la sortie, ledit module de soupape comprenant un diaphragme (18) auquel est fixé un anneau de remplissage (44) destiné à commander l'écoulement d'eau entre l'entrée et la sortie, ledit anneau de remplissage (44) comportant de multiples passages (72) disposés à la circonférence et reliant l'entrée et la sortie lorsque le module de soupape est écarté du siège, la dimension de ces passages déterminant le volume d'eau coulant pendant une vidange. 13. Ensemble selon la revendication 12, carac- térisé en ce que ledit anneau de remplissage (44) comprend en aval desdits passages (72) une partie qui est en contact périphérique avec ledit cylindre creux (28) pendant que le module de soupape se rapproche et s'éloigne dudit siège. 14. Ensemble selon la revendication 13, carac- térisé en ce que ledit anneau de remplissage (44) comporte de multiples rainures extérieures (70) orientées dans la direction de l'axe, lesdits passages (72) communiquant avec certaines desdites rainures pour faire passer l'eau de l'extérieur vers l'intérieur dudit anneau de remplissage (44). 15. Ensemble selon la revendication 14, carac- térisé en ce qu'il comprend un anneau de commande de l'écou- lement (46) qui est fixé à l'extrémité aval dudit anneau de remplissage (44) qui comprend une partie (76) disposée extérieurement et en contact périphérique avec le cylindre creux (28) de la soupape de vidange. 16. Ensemble selon la revendication 15, carac- térisé en ce que ledit anneau de commande de l'écoulement (46) comprend une partie orientée dans la direction de l'axe, placée du côté intérieur dudit anneau de remplissage (44) et couvrant une partie desdits passages (72). 17. Ensemble selon la revendication 16, carac- térisé en ce que ledit anneau de commande de l'écoulement (46) pénètre dans la direction de l'axe uniformément dans ledit anneau de remplissage (44). 18. Ensemble selon la revendication 12, carac- térisé en ce que sa surface extérieure diverge progres- sivement du cylindre creux (28) de manière à maintenir une contrepression sensiblement constante sur le module de10 soupape lorsque celui-ci se déplace vers une position de fermeture du siège (26). 19. Ensemble selon la revendication 18, carac- térisé en ce que la divergence maximale de sa surface extérieure se trouve sur sa partie qui est la plus éloignée de celle qui est en contact périphérique avec le cylindre creux (28).