Brevet FR2705703A1 — publié le 19941202

La présente invention se rapporte aux soupapes de vidange du type s'utilisant notamment dans des urinoirs et des toilettes, et plus particulièrement à une soupape de vidange de type à diaphragme. L'invention concerne plus5 spécifiquement un filtre et un orifice de dérivation d'une soupape de vidange à diaphragme. Dans la plupart des modes d'exécution de l'art antérieur, l'orifice de dérivation a fait partie d'un élément séparé qui est introduit dans le diaphragme. Ceci représente une étape de fabrication deman-10 dant beaucoup de maind'oeuvre. Conformément à la présente invention, l'orifice de dérivation est réalisé par moulage dans un disque de retenue du diaphragme de façon à éliminer une pièce et à permettre des économies importantes de fabrication et d'assemblage. Le filtre, qui est en amont de l'orifice de dérivation et qui a pour but d'éliminer les particules qui risqueraient de colmater l'orifice de dériva- tion, comprend un nombre important de passages étalés sensiblement sur 360 à la circonférence du diaphragme pour assurer une superficie importante d'écoulement, chaque passage ayant une faible superficie afin de protéger l'ori- fice de dérivation. La présente invention se rapporte donc à un filtre et à un orifice de dérivation perfectionnés, destinés à des soupapes de vidange de type à diaphragme. L'objet essentiel de l'invention réside dans un perfectionnement de l'orifice de dérivation et du filtre pour permettre des économies notables de fabrication. Un autre objet de l'invention est de proposer un orifice de dérivation réalisé par moulage dans l'une des pièces qui retiennent le diaphragme dans la soupape de vidange afin d'éliminer l'orifice de dérivation indépendant de l'art antérieur. Un autre objet de l'invention est un filtre destiné à être utilisé dans une soupape de vidange du type à diaphragme, ce filtre ayant une grande superficie d'écoule- ment présentant un nombre important de petites ouvertures pour protéger l'orifice de dérivation des impuretés contenues dans l'eau. A cet effet la présente invention propose une soupape de vidange de type à diaphragme destinée notamment à des urinoirs et des toilettes, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps comportant une admission et une sortie, un siège de soupape situé entre ladite admission et ladite sortie et un module de soupape déplaçable vers une position de fermeture sur ledit siège pour couper l'écoulement entre10 ladite admission et ladite sortie, ledit module de soupape comprenant un diaphragme dont la périphérie est fixée sur ledit corps, un panneau de remplissage fixé audit diaphragme pour commander l'écoulement d'eau vers ladite sortie et un disque de retenue fixant ledit anneau de remplissage sur ledit diaphragme, ladite soupape comportant en outre une chambre sous pression située au-dessus dudit diaphragme pour tenir ledit module de soupape sur ledit siège, un filtre et un orifice de dérivation reliant ladite admission et ladite chambre sous pression, ledit orifice de dérivation étant réalisé dans ledit disque de retenue et ledit filtre étant formé partiellement par une partie dudit diaphragme. Suivant des dispositions préférées, éventuel- lement combinées: - la soupape de vidange comprend de plus un disque de filtrage placé au voisinage dudit diaphragme et coopérant avec celui-ci pour délimiter de multiples passages calibrés pour assurer un filtrage, lesdits passages étant en communication avec ledit orifice de dérivation, - lesdits passages calibrés sont disposés sur la circonférence autour dudit diaphragme, - ledit disque de filtrage est placé sous ledit diaphragme et tenu entre ledit anneau de remplissage et ledit diaphragme, - ledit disque de filtrage comporte une surface circonférentielle qui est en face dudit diaphragme et en contact avec celui-ci, ladite surface du disque de filtrage comportant de multiples rainures distantes les unes des autres, lesdites rainures délimitant lesdits passages calibrés de filtrage,5 - la soupape de vidange comprend un joint d'étanchéité situé entre ledit diaphragme et le disque de filtrage à l'entrée desdits passages, - la soupape de vidange comporte par ailleurs des passages réalisés dans ledit anneau de remplissage et établissant la communication avec lesdits passages de filtrage et ledit orifice de dérivation, - ledit disque de retenue comporte une rainure annulaire qui est en face dudit anneau de remplissage et qui communique avec lesdits passages de l'anneau de remplissage, ladite rainure étant en communication avec ledit orifice de dérivation. La présente invention propose également un ensemble à module de soupape destiné à une soupape de vidange de toilettes pour se fermer sur un siège de celle-ci, caractérisé en ce qu'il comporte un diaphragme, un anneau de remplissage fixé audit diaphragme pour commander l'écoulement d'eau entre l'admission et la sortie de la soupape de vidange, ainsi qu'un disque de retenue fixant ledit anneau de remplissage audit diaphragme, un filtre et un orifice de dérivation réalisés dans l'ensemble à module de soupape afin de relier l'admission et une chambre sous pression située au-dessus de l'ensemble à module de soupape afin de déplacer celui-ci pour le mettre en position de fermeture, l'orifice de dérivation étant réalisé dans le disque de retenue et ledit filtre étant formé partiellement par une partie dudit diaphragme. Suivant des dispositions préférées, éventuel- lement combinées et relatives à cet ensemble: - l'ensemble comprend un disque de filtrage placé au voisinage dudit diaphragme et coopérant avec celui-ci pour délimiter de multiples passages calibrés de filtrage, lesdits passages étant en communication avec ledit orifice de dérivation dudit disque de retenue, - lesdits passages calibrés de filtrage sont disposés à la circonférence autour dudit diaphragme, - ledit disque de filtrage est placé sous ledit diaphragme et est tenu entre ledit anneau de remplissage et ledit diaphragme, - ledit disque de filtrage comporte une surface circonférentielle qui est en face dudit diaphragme et en contact avec celui-ci, cette surface comportant de multiples rainures distantes les unes des autres et délimitant lesdits passages calibrés de filtrage, l'ensemble comprend un joint d'étanchéité placé entre ledit diaphragme et ledit disque de filtrage à l'entrée desdits passages, - ledit anneau de remplissage comporte des passages communiquant avec lesdits passages de filtrage et ledit orifice de dérivation,20 - l'ensemble comporte dans ledit disque de retenue une rainure annulaire qui est en face dudit anneau de remplissage et qui communique avec lesdits passages de ce dernier, ladite rainure étant en communication avec ledit orifice de dérivation. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale avec coupe partielle d'une soupape de vidange du type mentionné; la figure 2 est une coupe verticale à échelle agrandie qui représente 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 en représente les passages pour l'eau; 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 1l 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. Sur les dessins, une soupape de vidange 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'admis- sion 12 et un raccord de sortie 14. Un ensemble à diaphragme portant la référence générale 16 comprend un diaphragme 18 tenu à la périphérie sur le corps 10 au moyen d'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 exté- rieur 24 est vissé sur le corps pour 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. Celui-ci forme le conduit reliant le siège de soupape à la sortie 14.5 L'ensemble à diaphragme 16 comprend une soupape 30 de décompression qui comporte une tige 32 orientée vers le bas et supportant un manchon mobile 34. Ce dernier est placé de manière qu'il puisse être contacté par un poussoir 36 lorsque celui-ci est actionné par une poignée 38 de manière classique10 pour l'actionnement des soupapes de vidange du type décrit. L'ensemble 16 comprend, en plus du diaphragme 18 et de la soupape de décompression 30, un disque de retenue , 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 intérieure cylindrique filetée 48 qui est vissée sur une partie cylindrique 50 de l'anneau de remplissage 44 qui comporte un taraudage correspondant. Cet assemblage 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 comporte une partie cylindrique 54 orientée vers le haut, qui porte contre le fond du disque de filtrage, de façon 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 constituer l'ensemble 16. La surface supérieure du disque de filtrage 42 comporte une série de petites rainures 56 étroitement voisines les unes des autres, disposées tout autour de la circonférence et pouvant avoir par exemple une profondeur 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 constitués des rainures 56. Celles-ci assument la fonction de passages de filtrage et elles sont calibrées pour empêcher des particules transportées par l'eau de passer et de colmater l'orifice de dérivation qui sera décrit par la suite. Un joint d'étanchéité annulaire 60 est placé à l'entrée des rainures 56 et il est retenu entre la surface inférieure du diaphragme et la surface extérieure oblique 595 du disque de filtrage. Cette combinaison du joint d'étan- chéité 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 de manière à empêcher ce dernier d'être colmaté. Les rainures 56 disposées autour de la circonférence10 ont une superficie d'écoulement importante, mais chacune avec des ouvertures dimensionnées pour que les impuretés trans- portées par l'eau ne bouchent pas l'orifice de dérivation. Les rainures de filtrage protègent l'orifice de dérivation pour permettre à celui-ci d'assumer sa fonction. 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 deux méplats 62 réalisés à l'extérieur de la partie cylindrique 50 de l'anneau de remplissage 44. Bien que le mode de réalisation décrit comprenne deux méplats 62, il est possible d'en réaliser davantage sans sortir du cadre de l'invention. Les méplats 62 forment des passages d'écoulement d'eau qui relient les passages de filtrage 56 et les rainures radiales 57 à l'orifice de dérivation 64 réalisé dans le disque de retenue. L'orifice de dérivation 64 communique avec une rainure annulaire 66 de l'anneau de retenue qui est en face de l'anneau de remplissage et qui communique avec les méplats 62. Ainsi, l'eau passe du filtre formé des rainures indi- viduelles 56 sur les méplats du prolongement 50 de l'anneau de remplissage et ensuite dans la rainure annulaire 66 du fond du disque de retenue. La rainure 66 communique avec l'orifice de dérivation 64 et cette série de passages permet à l'eau d'atteindre la chambre sous pression 68 située entre le couvercle intérieur 20 et l'ensemble à diaphragme 16. Il est bien connu dans l'art antérieur que les soupapes de vidange du type décrit exigent qu'une pression règne dans la chambre 68 pour maintenir le diaphragme en position de fermeture sur son siège 26. L'eau se trouvant à5 l'admission 12 circule dans le filtre décrit et la dérivation pour atteindre la chambre 68 et maintient le diaphragme à la position de fermeture représentée. L'anneau de remplissage 44 comporte de multiples rainures verticales 70 tournées vers l'extérieur et dont certaines comportent un passage 72 qui les relie à l'inté- rieur de l'anneau de remplissage. Lorsque la soupape de vidange est actionnée, la seule voie dont dispose 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 coule à chaque fois que la soupape de vidange est actionnée. Des prescriptions gouvernementales actuelles règlent strictement le volume d'eau qui peut être utilisé pour la vidange d'un urinoir ou d'une toilette et les exigences diffèrent pour chacun de ces éléments. La soupape décrite pouvant être utilisée aussi bien pour des urinoirs que des toilettes et pouvant l'être dans des régions ayant des restrictions différentes en eau, les passages 72 de l'anneau de remplissage peuvent être dimensionnés pour satisfaire aux exigences spécifiques de l'emplacement auquel la soupape doit être utilisée. Il convient de remarquer à cet égard que l'anneau 46 de commande de l'écoulement comporte une protubérance annulaire 74 orientée vers le haut et placée le long de la surface intérieure de l'anneau de remplissage et donc elle détermine 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 déterminent quelle est la partie de ces passages qui est disponible pour l'écoulement 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 à chaque vidange. La surface extérieure de l'anneau de remplissage 44 est dimensionnée de manière qu'elle 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, comme décrit par la suite, il existe toujours un contact circonférentiel entre le bord extérieur 76 de l'anneau de commande de l'écoulement et l'intérieur du cylindre creux, avec pour conséquence que la totalité de l'écoulement doit circuler par les passages 72. En fonctionnement, un mouvement de pivotement de la poignée 38 provoque le contact du poussoir 36 avec le manchon 34 de la soupape de décompression. Celle-ci bascule en déchargeant la pression de la chambre 68 vers le bas par l'intérieur du diaphragme. Ceci permet à ce diaphragme de se soulever de son siège, de tirer le module à diaphragme vers le haut, de relier l'admission 12 à la sortie 14 par les passages décrits 72 de l'anneau de remplissage. Dès que la soupape a été actionnée, l'orifice de dérivation commence immédiatement de recharger la chambre 68. Lorsque la chambre a été mise suffisamment sous pression, l'ensemble à diaphragme retourne à sa position de fermeture sur son siège 26. Pendant qu'il se déplace ainsi, il étrangle et finalement ferme la circulation d'eau entre l'admission et la sortie. Comme le montre en particulier la figure 8, l'extérieur de l'anneau de remplissage comporte une surface 80 légèrement inclinée vers l'intérieur de façon que la fermeture de l'anneau de remplissage se déplaçant dans le cylindre creux commande la contre-pression régnant dans la soupape. La contre-pression est nécessaire pour régler la vitesse de fermeture et elle assure une fermeture relativement rapide de la soupape. Le nombre de litres d'eau qui passent par la soupape pendant une vidange est déterminé dans une certaine mesure non seulement par la circulation passant par l'anneau de remplissage, mais aussi par la vitesse de fermeture de la soupape lorsque l'anneau de remplissage se déplace dans le5 cylindre creux. Le résultat souhaité est que le débit passant par la soupape à chaque opération soit indépendant de la pression d'eau régnant à l'entrée. 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 inscrit entre la10 surface oblique 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 compris que différentes modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Soupape de vidange de type à diaphragme destinée notamment à des urinoirs et des toilettes, carac- térisée en ce qu'elle comporte un corps (10) comportant une5 admission (12) et une sortie (14), un siège (26) de soupape situé entre ladite admission et ladite sortie et un module de soupape déplaçable vers une position de fermeture sur ledit siège pour couper l'écoulement entre ladite admission et ladite sortie, ledit module de soupape comprenant un10 diaphragme (18) dont la périphérie est fixée sur ledit corps (10), un anneau de remplissage (44) fixé audit diaphragme pour commander l'écoulement d'eau vers ladite sortie et un disque de retenue (40) fixant ledit anneau de remplissage (44) sur ledit diaphragme (18), ladite soupape comportant en outre une chambre sous pression (68) située au-dessus dudit diaphragme pour tenir ledit module de soupape sur ledit siège, un filtre (56, 57) et un orifice de dérivation (64) reliant ladite admission et ladite chambre sous pression, ledit orifice de dérivation (64) étant réalisé dans ledit disque de retenue (40) et ledit filtre (56, 57) étant formé partiellement par une partie dudit diaphragme. 2. Soupape de vidange selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un disque de filtrage (42) placé au voisinage dudit diaphragme (18) et coopérant avec celui-ci pour délimiter de multiples passages (56, 57) calibrés pour assurer un filtrage, lesdits passages étant en communication avec ledit orifice de dérivation (64). 3. Soupape de vidange selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits passages calibrés (56, 57) sont disposés sur la circonférence autour dudit diaphragme. 4. Soupape de vidange selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit disque de filtrage (42) est placé sous ledit diaphragme et en ce qu'il est tenu entre ledit anneau de remplissage (44) et ledit diaphragme (18). 5. Soupape de vidange selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit disque de filtrage (42) comporte une surface circonférentielle qui est en face dudit diaphragme et en contact avec celui-ci, ladite surface du5 disque de filtrage comportant de multiples rainures (56, 57) distantes les unes des autres, lesdites rainures délimitant lesdits passages calibrés de filtrage. 6. Soupape de vidange selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un joint d'étanchéité (60) situé entre ledit diaphragme (18) et le disque de filtrage (42) à l'entrée desdits passages. 7. Soupape de vidange selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte par ailleurs des passages (72) réalisés dans ledit anneau de remplissage (44) et établissant la communication avec lesdits passages de filtrage (56, 57) et ledit orifice de dérivation (64). 8. Soupape de vidange selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit disque de retenue (40) comporte une rainure annulaire (66) qui est en face dudit anneau de remplissage (44) et qui communique avec lesdits passages (72) de l'anneau de remplissage, ladite rainure (66) étant en communication avec ledit orifice de dérivation (64). 9. Ensemble à module de soupape destiné à une soupape de vidange de toilettes pour se fermer sur un siège de celle-ci, caractérisé en ce qu'il comporte un diaphragme (18), un anneau de remplissage (44) fixé audit diaphragme pour commander l'écoulement d'eau entre l'admission et la sortie de la soupape de vidange, ainsi qu'un disque de retenue (40) fixant ledit anneau de remplissage audit diaphragme, un filtre (56, 57) et un orifice de dérivation (64) réalisés dans l'ensemble à module de soupape afin de relier l'admission (12) et une chambre sous pression (68) située au-dessus de l'ensemble à module de soupape afin de déplacer celui-ci pour le mettre en position de fermeture, l'orifice de dérivation (64) étant réalisé dans le disque de retenue (40) et ledit filtre étant formé partiellement par une partie dudit diaphragme (18). 10. Ensemble selon la revendication 9, carac- térisé en ce qu'il comprend un disque de filtrage (42) placé au voisinage dudit diaphragme (18) et coopérant avec celui-ci5 pour délimiter de multiples passages calibrés de filtrage, lesdits passages étant en communication avec ledit orifice de dérivation (64) dudit disque de retenue. 11. Ensemble selon la revendication 10, carac- térisé en ce que lesdits passages calibrés de filtrage sont disposés à la circonférence autour dudit diaphragme. 12. Ensemble selon la revendication 11, carac- térisé en ce que ledit disque de filtrage (42) est placé sous ledit diaphragme (18) et en ce qu'il est tenu entre ledit anneau de remplissage (44) et ledit diaphragme.15 13. Ensemble selon la revendication 12, carac- térisé en ce que ledit disque de filtrage (42) comporte une surface circonférentielle qui est en face dudit diaphragme et en contact avec celui-ci, cette surface comportant de multiples rainures distantes les unes des autres et délimi- tant lesdits passages calibrés de filtrage. 14. Ensemble selon la revendication 12, carac- térisé en ce qu'il comprend un joint d'étanchéité (60) placé entre ledit diaphragme et ledit disque de filtrage à l'entrée desdits passages (56, 57). 15. Ensemble selon la revendication 10, carac- térisé en ce que ledit anneau de remplissage (44) comporte des passages (72) communiquant avec lesdits passages de filtrage (56, 57) et ledit orifice de dérivation (64). 16. Ensemble selon la revendication 15, carac- térisé en ce qu'il comporte dans ledit disque de retenue (40) une rainure annulaire (66) qui est en face dudit anneau de remplissage et qui communique avec lesdits passages (72) de ce dernier, ladite rainure étant en communication avec ledit orifice de dérivation (64).