Brevet FR2727737A1 — publié le 19960607

DISPOSITIF DE COMMANDE DE DEUX VANNES ACCOUPLEES, NOTAMMENT POUR CANALISATIONS L'invention concerne un dispositif de commande d'ouverturefermeture de deux vannes accouplées (deux voies) simples, à papillon, à boule, ou à boisseau destinees à des canalisations de distribution de tous types de fluides. Selon l'Art Antérieur, il est connu de réaliser des accouplements de vannes pour canalisations, ces vannes étant disposées adjacentes pour assurer un contrôle de la distribution du fluide. Généralement, ces vannes sont commandées par des moyens autonomes indépendants nécessitant ainsi un doublement des interventions manuelles ou mécaniques pour assurer les opérations de fermeture-ouverture nécessaires selon les besoins. Selon cette technique antérieure, les deux vannes adjacentes définissent entre elles une chambre intérieure de compensation permettant une vidange du fluide. Dans cette mise en oeuvre, cependant, la chambre précitée est commandée indépendamment par des moyens appropriés pour assurer la vidange. De telles dispositions, selon l'Art Antérieur, sont complexes et coûteuses et entraînent de nombreuses manipulations engendrant également des coûts de fabrication élevés résultant de l'augmentation des moyens de commande et de manoeuvre. Le but recherché selon l'invention était donc de concevoir un nouveau dispositif de commande de vannes qui permette en une seule opération, d'assurer l'ouverture ou la fermeture de deux vannes accouplées simultanément, en intervenant également dans la chambre intermédiaire entre elles pour assurer la vidange. Un autre but recherché, selon l'invention, était de réaliser un dispositif de conception simplifiée, peu coûteux, d'une grande fiabilité, et d'une adaptabilité aisée sur toute installation de canalisations existante. Un autre but recherché, selon l'invention, était de concevoir un dispositif de commande de n vannes disposées en alignement ou autre, et permettant par une seule manoeuvre une mise en fonctionnement en ouverture ou en fermeture des vannes précitées. Ces buts, et d'autres encore, ressortiront bien de la suite de la description. Selon une première caractéristique le dispositif de commande de deux vannes accouplées, notamment pour canalisations du type comprenant deux vannes adjacentes accouplées, séparées par une chambre intermédiaire de vidange, est caractérisé en ce que les vannes sont agencées pour recevoir à l'une de l'extrémité de chaque papillon ou opercule d'ouverture-fermeture de la canalisation, avec des corps recevant un mécanisme à crémaillère sous forme de secteurs dentés susceptibles de coopérer et engrener pour assurer la mise en fermeture ou ouverture des vannes selon une commande unique appopriée, et en ce que l'un des corps est agencé avec un moyen susceptible de coopérer avec une tige clapet traversant la chambre intermédiaire, et autorisant, selon la position desdits secteurs dentés, l'ouverture de la chambre correspondant à la fermeture des vannes, ou la fermeture de la chambre correspondant à l'ouverture des vannes, pour sa mise à la pression ambiante. Pour fixer l'objet de l'invention illustrée d'une manière non limitative aux figures des dessins: - la figure i est une vue d'ensemble à caractère schématique d'une installation comprenant plusieurs ensembles de vannes accouplées, selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée du dispositif de commande d'un ensemble de deux vannes avant montage de ses composants; - la figure 3 est une vue en coupe du dispositif selon l'invention illustrant l'ouverture des vannes et la fermeture de la chambre intermédiaire; - la figure 4 est une vue partielle de dessus, selon la figure 3 illustrant la position du mécanisme à crémaillère; - la figure 5 est une vue similaire à la figure 3, le dispositif étant en position de fermeture des vannes et d'ouverture de la chambre;; - la figure 6 est une vue partielle de dessus, selon la figure 5, illustrant la position du mécanisme à crémaillère; - la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne AA de la figure 3; - la figure 8 est une vue en coupe en variante illustrant la commande motorisée du dispositif de commande, avec une vue en variante de réalisation de la commande d'ouverture-fermeture de la chambra Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. le dispositif, selon l'invention, est référencé dans son ensemble par (i) et comprend un ensemble de deux vannes (2) et (3) adjacentes accouplées entre elles et s'adaptant sur tous types de canalisations. Plusieurs ensembles de deux vannes peuvent être disposés simultanément dans des circuits de canalisations en fonction des besoins. Chaque ensemble comprend deux vannes (2) et (3) simples fonctionnant à l'aide d'un papillon (4), ou opercule, boule ou boisseau. On a représenté aux dessins la mise en oeuvre spécifique de l'utilisation d'un papillon ou opercule. Chaque vanne est définie par deux bagues (2-1, 2-2) (3-1, 3-2) susceptibles de s'accoupler entre elles à l'aide de moyens de liaison (5) disposés radialement sur la périphérie des bagues ou par tous autres moyens. Ces dernières sont évidées intérieurement et définissent une cavité (2-3, 3-3) permettant le positionnement du papillon (4) ou opercule par exemple, articulé à ses extrémités par des doigts (4-1, 4-2) venant en débordement des bagues aménagées avec des logements ou empreintes (2-4 , 3-4) appropriées à cet effet. L'une des bagues de chaque vanne, à savoir (2-2,32) est directement solidaire en formant ensemble un corps (7) avec un manchon intermédiaire entre elles, formé directement ou rapporté de toute manière appropriée.Ce manchon creux (8) intérieurement autorise le passage du fluide en constituant une chambre intérieure (81). Ce manchon (8) comprend radialement et diamétralement deux portées (82, 8-3) aménagées avec un alésage (8-4) autorisant l'insertion et le guidage d'une tige clapet (9). Ladite tige est guidée dans lesdites portées avec des moyens d'étanchéité (10) sous forme de joints. L'extrémité inférieure de la tige présente une forme conique (91) formant chapeau, susceptible de venir s'engager dans une creusure profilée complémentaire (S5) formée sur la portée inférieure ( & ). Dans sa partie supérieure, la tige (9) présente une tête (9-2) contre laquelle vient en appui l'extrémité d'un ressort (11) à spires ou autres, ce dernier prenant appui également sur la face extérieure apparente de la portée supérieure (8-2) formée sur le manchon La tête (92) est profilée en forme de came et présente une forme arrondie pour autoriser à l'aide d'un moyen (12) approprié le déplacement longitudinal de la tige, selon la flêche (F), sous l'action d'un effet de pression en libérant la forme en chapeau de la tigeclapet de son siège (S5) en vue de mettre la chambre (81) à pression ambiante. Selon une autre caractéristique de l'invention, la commande en mouvement des papillons ou opercules des deux vannes s'effectue à l'aide d'un mécanisme mécanique unique simplifié à crémaillère. Tout particulièrement, chaque opercule est aménagé sur son doigt supérieur avec un talon (4-3) autorisant le positionnement et l'engagement de deux corps (13, 14) présentant chacun un secteur denté (13-1, 14-1) à plusieurs dents (13-2 , 14-2). Ces deux secteurs dentés sont ainsi positionnés pour être en regard l'un de l'autre et engrenés, après mise en place et durant les phases opératoires de fonctionnement du dispositif. Pour faciliter la rotation des deux corps, il est prévu de disposer une rondelle intermédiaire (15) avec un moyen de fixation (16) du type vis ou équivalent.Lesdits secteurs dentés sont établis selon une amplitude angulaire de l'ordre de 90 , ou sensiblement plus, correspondant ainsi à une ouverture ou fermeture des papillons-opercules des vannes précitées. Ainsi qu'il apparaît aux dessins, en position de fermeture des vannes, figure 6, les deux secteurs (13-1 - 14-1) sont en contact par leurs dents d'extrémité (13-3 - 14-3). Lors de l'ouverture des vannes, figure 4, entraînant l'engrènement des secteurs entre eux, ces derniers vont progressivement être en contact jusqu'à leurs autres dents d'extrémité (13 4-14-4) correspondant à l'ouverture des vannes et le passage du fluide. Selon une disposition, au moins un des corps (13 - 14) reçoit une forme en saillie (17) permettant de donner par visualisation une indication de référence de position sur la fermeture ou l'ouverture des vannes. Selon une autre disposition importante de l'invention, l'un des corps est aménagé dans sa partie inférieure directement ou de manière rapportée avec un moyen (12) susceptible, lors du mouvement angulaire du corps et de son secteur correspondant, à venir en appui sur la tête formant came de la tige-clapet. Ce moyen (12) est établi sous fonne forme talon qui vient en contact et appui sur la came précitée lors de la phase de fenneture des vannes, en Xbérant ainsi la tige-clapet et mettant à pression ambiante la chambre intérieure disposée entre les deux vannes La commande de mouvements de ce dispositif peut etre établie de différentes manières.On a représenté à la figure 2 une mise en oeuvre non limitative incluant un levier de manoeuvre (18) pouvant etre manipulé manuellement par l'opérateur. A cet effet, ledit levier est maintenu en position entre le corps (13) supérieur et une couronne (19) et des rondelles sous-jacentes (2( des moyens de liaison (16) assurant la fKation de l'ensemble On comprend dans cette mise en oeuvre que toute acon sur le levier de manoeuvre va provoquer par engrènement des deux secteurs à la fois 1' ouverture ou la fermeture des vannes, et l1inte,ention sur h tige-clapet mettant ou non à l'air ambiant la chambre intermédiaire. Dans une mise en oeuvre en variante, la commande de manoeuvre du dispositif peut être établie à raide d'un moyen motorisé du type vérin rotatif (21). On a représenté, figure 8, une telle disposition Le vérin en soi connu, est agencé avec un moyen (21) associé à run des secteurs pour assurer les commandes de fonctionnement Ce vérin est maintenu par des flasques latéraux (22) soudés sur rune des vannes, en étant positionné verticalement Sa tige débordante est associée à run des secteurs dentés de l'un des corps, et l'on comprend que la mise en rotation du vérin, sur un quart de tour, provoque la rotation angulaire des secteurs dans le sens considéré. Dans la variante illustrée figure 8, les deux vannes sont traversées par des axes (23) de grande longueur. A leur partie supérieure, les axes reçoivent les secteurs dentés, tandis que, à la partie inférieure de l'un, est disposé le moyen (12). Ce dernier est susceptible d'agir à l'encontre d'un clapet (24) monté élastiquement à l'encontre d'un ressort (25) par rapport à une portée (8-6) formée sur le manchon intermédiaire entre les deux vannes. Le mouvement des secteurs dentés provoque, comme indiqué précédemment, la fermeture ou l'ouverture du clapet, et la mise de la chambre intermédiaire en communication ou non avec rair extérieur. Les avantages, selon l'invention, sont donc particulièrement intéressants. On crée ainsi une vanne à double sièges augmentant la sécurité de fermeture, à l'aide d'une seule commande et dans un encombrement minimum. Par l'utilisation de la chambre intermédiaire, on offre la possibilité de créer une fuite pour l'échappement et l'écoulement du fluide entre les deux barrières, ou vannes avec une soupape d'échappement Des moyens de détection électronique d'ouverture ou fermeture des vannes peuvent être envisagés entre les deux vannes. Le mécanisme utilisant les secteurs dentés est de conception très simple et fonctionne avec une très grande fiabilité sans risque de panne ou de détérioration. L'intérêt de l'invention réside dans l'action combinée des différents mouvements assurant rouvertureqermeture des vannes et la mise ou non à pression ambiante de la chambre intérieure. L'invention trouve de très nombreuses applications, sa fabrication est de faible coût de revient Le dispositif peut s'appliquer sur les canalisations et tous circuits existants sans coût supplémentaire excessif. Une utilisation avantageuse réside dans la disposition de plusieurs ensembles à deux vannes qui peuvent être couplés entre eux pour assurer des fonctionnements et des distributions de fluides selon les besoins, cela à l'aide de toute commande appropriée. Sans sortir du cadre de l'invention, le dispositif de commande peut être associé à différents ensembles de deux vannes accouplées, une commande unique pouvant mettre en fonctionnement plusieurs ensembles de vannes. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de commande de deux vannes, notamment pour canalisations du type comprenant deux vannes adjacentes accouplées séparées par une chambre intermédiaire de vidange, caractérisé en oe que les vannes (2) et (3) sont agencées pour recevoir à l'une de l'extrémité de chaque papillonopercule (4) d'ouverture-fermeture de la canalisation, des corps (13 - 14) recevant un mécanisme à crémaillère sous forme de secteurs dentés (13-1 - 14-1) susceptibles de coopérer et engrener pour assurer la mise en fermeture ou ouverture des vannes selon une commande unique (18 - 21) appropriée, manuelle ou motorisée, et en ce que l'un des corps est agencé avec un moyen (12) susceptible de coopérer et d'assurer le déplacement d'une tige-clapet (9) traversant, tout ou partie, la chambre intermédiaire, et autorisant selon la position desdits secteurs dentés l'ouverture de la chambre correspondant à la fermeture des vannes, ou la fermeture de la chambre correspondant à l'ouverture des vannes. 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'un des corps (13) est agencé avec un talon (12) susceptible de coopérer et d'agir en pression sur la tige clapet (9) disposée diamétralement à travers un manchon (8) intermédiaire entre les vannes précitées. 3/ Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le manchon (8) creux disposé entre les vannes (2 - 3) définit une chambre intérieure (8-1) en étant agencé avec des portées (8-2 - 8-3) autorisant le guidage et l'insertion d'une tige-clapet, ladite tige, à son extrémité inférieure, s'ajustant dans l'une des portées en cas de non sollicitation, et présentant à son extrémité supérieure, une tête formant came agissant à l'encontre d'un ressort de rappel, ladite tête coopérant avec le moyen (12). 4/ Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la commande des secteurs dentés est établie à l'aide d'un levier de manoeuvre (18) disposé et monté à partir de I'extrémité de l'un des doigts de L'opercule de la vanne papillon. 5/ Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la commande des secteurs dentés est assurée par un vérin rotatif (21), dont la tige est associée à I'un des secteurs dentés. 6/ Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que I'une des vannes au moins est traversé par un axe (23) de grande longueur- dont la partie inférieure reçoit le moyen (12) susceptible de coopérer avec un clapet disposé dans la partie inférieure du manchon entre les vannes, ledit clapet étant monté élastiquement sous I'action de pression du moyen (12), en autorisant I'ouverture ou la fermeture de la chambre.