Brevet FR2753467A1 — publié le 19980320

La présente invention concerne un dispositif pour le remplissage d'un réservoir, notamment d'un réservoir de chasse d'eau appartenant à un réseau d'égouts. Les différents réseaux d'égouts urbains pour la collection des eaux usées comportent de multiples chasses d'eau qui sont constituées par des réservoirs de grande capacité qui, lorsqu'ils sont remplis, se vident automatiquement et brusquement, par l'intermédiaire d'un dispositif à siphon, pour provoquer un phénomène de chasse d'eau, c'està-dire l'introduction brusque d'un débit important d'eau dans le réseau d'égouts. Le remplissage des réservoirs de chasses est effectué par de l'eau non potable et non filtrée, qui est le plus souvent de l'eau provenant directement d'une rivière ou d'un canal d'alimentation. Ainsi, I'eau d'alimentation des réservoirs de chasses comporte de nombreuses impuretés de plus ou moins grandes dimensions, des algues et/ou des poissons. Selon une conception connue, chaque réservoir de chasse est alimenté en continu en eau de remplissage par une conduite de remplissage qui débite en permanence et la chasse d'eau se vide alors automatiquement et cycliquement à chaque fois qu'elle atteint un niveau de remplissage déterminé correspondant à la mise en oeuvre du dispositif de vidange automatique par siphon. Une telle conception aboutit à une consommation très importante et coûteuse. II est apparu souhaitable d'équiper chaque réservoir d'un dispositif pour son remplissage permettant de commander son remplissage afin de provoquer un nombre déterminé et plus réduit de mises en oeuvres quotidiennes de la chasse d'eau. Un tel dispositif doit satisfaire à un cahier des charges relativement important. En effet, la nature de l'eau de remplissage doit être prise en compte afin d'éviter que les différentes impuretés et corps présents dans l'eau de remplissage n'affectent le bon fonctionnement du dispositif. Le dispositif doit présenter la plus grande autonomie possible et ne nécessiter que le moins d'interventions possibles pour son entretien étant donné qu'il est agencé à l'intérieur d'un réseau d'égouts, c'est-à-dire dans une zone peu accessible pour les interventions. De plus, en cas d'intervention, le personnel responsable de la maintenance d'un tel dispositif doit pouvoir le manipuler avec des gants et au moyen d'un nombre réduit d'outils. Le dispositif ne doit comporter aucun câble ou fil électrique apparent, et donc être particulièrement compact pour pouvoir être enfermé dans un boîtier, car ces fils seraient susceptibles d'être détériorés par les rongeurs. Afin de satisfaire à ces impératifs, I'invention propose un dispositif pour le remplissage d'un réservoir, notamment d'un réservoir de chasse d'eau appartenant à un réseau d'égouts, caractérisé en ce qu'il comporte - une vanne rotative agencée à l'extrémité d'une conduite de remplissage du réservoir - des moyens d'entraînement de l'arbre de commande de la vanne rotative qui sont susceptibles d'entraîner cette dernière entre une position fermée et une position ouverte de la vanne - un circuit de commande automatique et temporisée du remplissage du réservoir qui provoque l'ouverture et la fermeture de la vanne ; et - une source autonome d'énergie pour l'alimentation des moyens d'entraînement de l'arbre de commande de la vanne et/ou du circuit de commande. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - selon un premier mode de réalisation, le dispositif comporte un godet qui est monté rotatif autour de l'axe de rotation de l'arbre de commande de la vanne auquel il est lié en rotation, qui est agencé sur le trajet de la chute d'eau à la sortie de la vanne, qui est en position haute lorsque la vanne est ouverte et en position basse lorsque la vanne est fermée, et qui coopère avec une butée escamotable commandée par le circuit de commande pour bloquer le godet en position haute, les moyens d'entraînement comportant un moteur électrique d'entraînement en rotation de l'arbre de commande de la vanne susceptible d'entraîner au moins la vanne de sa position fermée vers sa position ouverte - en cas de panne de la source autonome d'énergie, le circuit de commande provoque la libération de la butée escamotable pour permettre l'entraînement de l'arbre de commande par le godet qui retourne par gravité vers sa position basse pour provoquer la fermeture de la vanne - selon un second mode de réalisation, le dispositif comporte un godet qui est lié en rotation à l'arbre de commande de la vanne, qui est agencé sur le trajet de la chute d'eau à la sortie de la vanne, qui est en position haute lorsque la vanne est fermée et en position basse lorsque la vanne est ouverte, le godet est susceptible d'entraîner par gravité l'arbre de commande de la vanne pour provoquer l'ouverture au moins partielle de la vanne à l'encontre de moyens de rappel élastique du godet vers sa position haute, et le dispositif comporte une butée escamotable commandée par le circuit de commande et qui est susceptible de bloquer le godet en position haute ou en position basse, le dispositif comportant des moyens d'escamotage automatique du godet lorsque ce dernier est bloqué en position basse - le godet comporte une crémaillère d'orientation générale verticale qui est guidé en coulissement par rapport au corps de la vanne selon une direction perpendiculaire à l'axe de rotation de cette dernière et qui coopère avec un pignon d'entraînement en rotation de l'arbre de commande de la vanne - la butée escamotable coopère avec des crans de butée formés dans la crémaillère - en cas de panne de la source autonome d'énergie, le circuit de commande provoque la libération de la butée escamotable pour permettre l'entraînement de l'arbre de commande par le godet qui est rappelé élastiquement vers sa position haute pour provoquer la fermeture de la vanne - la vanne rotative est une vanne du type à boisseau à excentrique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective qui illustre de manière schématique les principaux composants appartenant à un premier mode de réalisation d'un dispositif de remplissage conforme aux enseignements de l'invention, la vanne étant représentée en position ouverte - la figure 2 est une vue de détail en section partielle selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la vanne et passant par la conduite de remplissage - la figure 3 est une vue schématique en perspective illustrant les principaux composants d'un second mode de réalisation d'un dispositif de remplissage conforme aux enseignements de l'invention; ; et - la figure 4 est une vue en section par un plan vertical qui illustre certains des composants du dispositif illustré à la figure 3. On a représenté aux figures 1 et 2 une conduite ou canalisation 10 pour l'arrivée d'eau pour le remplissage d'un réservoir (non représenté sur les figures) par l'intermédiaire d'un dispositif 12 conforme aux enseignements de l'invention. Le dispositif 12 comporte un boîtier 13 (voir figure 2) à l'intérieur duquel est notamment agencée une vanne rotative 16, d'axe de rotation X-X sensiblement horizontal, qui est une vanne à boisseau excentrique 18, de conception générale connue. La vanne est illustrée aux figures 1 et 2 en position ouverte, le boisseau 18 étant lié en rotation à un arbre 20 qu'il est nécessaire d'entraîner en rotation, d'environ un quart de tour, pour faire pivoter le boisseau 18 entre sa position ouverte illustrée sur les figures 1 et 2, et sa position fermée dans laquelle il s'étend en regard de l'orifice de sortie 22 de la vanne 16 auquel est relié un tube d'évacuation 24 dont l'extrémité libre débouchante 26 est prévue pour permettre le débit de l'eau 48 de remplissage en direction du réservoir. Pour l'entraînement en rotation de l'arbre de commande 20, il est prévu un moteur électrique 28, agencé dans le boîtier 13, qui est lié en rotation à l'arbre de commande 20 de la vanne 16 par l'intermédiaire d'un dispositif réducteur à pignons 30 qui agit sur un secteur denté 32 s'étendant sur un quart de tour, lui-même lié en rotation à l'arbre de commande 20. L'alimentation du moteur électrique 28 est assurée par un bloc autonome d'alimentation électrique 34 qui est agencé ici à la partie inférieure du boîtier 13, ce dernier recevant aussi un circuit électronique de commande (non représenté sur les figures) qui assure diverses fonctions qui seront décrites par la suite, I'ensemble du dispositif devant par exemple être mis en oeuvre par l'intermédiaire d'un interrupteur 36 à une ou plusieurs positions. Le bloc d'alimentation électrique 34 peut comporter des batteries d'accumulateur, par exemple sous la forme de piles électriques, qui peuvent être changées rapidement par le personnel d'entretien, ce type de source d'alimentation étant de manipulation aisée, notamment avec des gants. Le dispositif 12 comporte aussi un godet ou auget 40 qui est fixé à l'extrémité libre 42 d'un levier d'entraînement 44 dont l'autre extrémité 46 est liée en rotation à l'arbre 20 de commande de la vanne 16. Le godet 40 est disposé de manière à s'étendre toujours en regard de la chute de l'eau 48 à la sortie 26 du tube d'évacuation 24. Ainsi, le godet 40 est lié en rotation au boisseau 18 et l'agencement angulaire des différents composants est tel que le godet est dans sa position haute illustrée aux figures 1 et 2 lorsque la vanne 16 est ouverte et qu'il peut pivoter autour de l'axe X-X pour atteindre une position basse (non représentée sur les figures) lorsque la vanne 16 est en position fermée. Le dispositif 12 comporte une butée escamotable 50 représentée schématiquement sur les figures qui est une tige 52 susceptible de coulisser, selon une direction parallèle à l'axe X-X entre une position opérationnelle illustrée aux figures 1 et 2 dans laquelle la tige de butée 52 s'étend en regard du levier 44 qui porte le godet 40 pour bloquer le levier 44 et le godet 40 en position haute de ce dernier, et une position escamotée (non représentée sur les figures) qui autorise le pivotement du levier 44, dans le sens horaire en considérant les figures, de la position haute du godet 40 vers sa position basse. Le fonctionnement automatique et temporisé du dispositif de remplissage 12 illustré sur les figures est le suivant. En partant de la position fermée de la vanne 18, c'est-àdire une position dans laquelle le godet 40 avec le levier 44 est en position basse, le circuit de commande préalablement mis en mode veille par l'interrupteur 36, provoque automatiquement et de manière temporisée au moyen d'une horloge interne au circuit, la mise en route du moteur électrique 28 qui provoque l'entraînement en rotation, dans le sens anti-horaire en considérant les figures, de l'arbre de commande 20. L'entraînement en rotation de l'arbre 20 se poursuit jusqu'à l'ouverture complète de la vanne 16 illustrée aux figures 1 et 2, cette ouverture pouvant être détectée par des capteurs de rotation de l'arbre 20, qui ne sont pas représentés sur les figures et qui sont reliés au circuit de commande. A la fin de cette rotation commandée et motorisée de l'arbre de commande 20, le circuit de commande provoque la sortie de la tige de butée 52 de la butée escamotable 50 qui bloque alors le levier 44 et le godet 40 en position haute. La vanne est en position ouverte et l'eau 48 circule librement à travers la vanne 16 puis tombe dans le godet 40 qui se remplit et l'eau déborde du godet 40 pour remplir le réservoir. Au bout d'un temps déterminé, correspondant au remplissage souhaité du réservoir, le circuit de commande provoque l'escamotage de la tige de butée 52, c'est-à-dire que le levier 44 à l'extrémité libre duquel est situé le godet 40 rempli d'eau, va pouvoir pivoter sous l'effet de la gravité et, dans le sens horaire en considérant les figures 1 et 2, jusqu'à sa position basse en provoquant la fermeture de la vanne 16, et ceci donc sans faire appel au moteur 28. La vanne 16 est rappelée automatiquement en position fermée sous l'action du godet 40 dans lequel tombe l'eau 48. Selon une autre caractéristique de l'invention, et en cas de panne de la source autonome d'alimentation en énergie électrique des différents composants du dispositif 12, il est prévu que la tige de butée 52 soit automatiquement rappelée en position escamotée, par exemple sous l'action d'un condensateur préalablement chargé lors du fonctionnement normal, de manière que, si la panne de courant se produit lors d'une phase de remplissage, la vanne 16 soit rappelée automatiquement en position fermée et ceci afin d'éviter que la vanne reste ouverte et que le dispositif 12 ne débite sans arrêt dans le réservoir. Le circuit de commande est programmé et peut comporter plusieurs modes de fonctionnement qui sont sélectionnés au moyen de l'interrupteur 36, correspondant notamment à un nombre différent de cycles quotidiens de remplissage du réservoir. II est aussi possible de prévoir des moyens de réglage du nombre de cycles quotidiens. On décrira maintenant le second mode de réalisation illustré aux figures 3 et 4 sur lesquelles des composants identiques, similaires ou analogues sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Par rapport au premier mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, le second mode de réalisation a pour but de s'affranchir de la présence d'un moteur électrique pour la commande normale de l'ouverture de la vanne en permettant ainsi de faire appel à une source d'énergie électrique de capacité réduite. Le boîtier et la source autonome d'énergie du dispositif de remplissage 12 ne sont pas illustrés sur les figures 3 et 4. On a représenté un cadre ou bâti 100 appartenant au dispositif sur lequel est fixé le corps de la vanne rotative 16, I'orifice de sortie 22 de cette dernière étant orienté verticalement vers le bas. Le bâti 100 porte à coulissement une crémaillère 102 qui est montée coulissante verticalement et qui coopère en permanence avec le secteur denté en quart de tour 32 qui est lié en rotation à l'arbre 20 de commande de la vanne rotative à boisseau excentrique 16. L'auget ou godet 40 est fixé à la partie inférieure 104 de la crémaillère 102 qui se présente sous la forme d'une traverse sensiblement parallèle à l'axe X-X. Le godet 40 est monté pivotant sur la traverse 104, autour d'un axe horizontal Y-Y parallèle à l'axe X-X, et il s'étend en permanence en regard, c'est-à-dire verticalement en-dessous, de la sortie 26 du tube 24 d'évacuation de l'eau hors de la vanne 16. La traverse 104 de la crémaillère 102 porte un doigt inférieur 106 pour le guidage d'un ressort hélicoïdal de compression 108 qui est agencé de manière à solliciter élastiquement la crémaillère coulissante 102 de bas en haut en considérant les figures, lorsqu'il est comprimé. Le dispositif comporte une butée inférieure fixe 110 comportant un plan supérieur incliné 112 qui, lorsque la crémaillère 102 atteint sa position inférieure correspondant à la position basse du godet 40, provoque l'escamotage de ce dernier, c'est-à-dire son basculement autour de l'axe Y-Y entre sa position normale de fonctionnement illustrée aux figures dans laquelle il est rappelé par gravité, et une position basculée (non représentée sur les figures) dans laquelle il est basculé d'au moins un quart de tour, c'est-à-dire dans laquelle il se vide et ne peut plus se remplir d'eau. La butée escamotable 50, qui est commandée de manière temporisée par le circuit de commande automatique et temporisé, schématisé sous la forme du composant 113 sur les figures 3 et 4, comporte une tige de butée 52 qui n'est susceptible d'être reçue que dans l'un ou l'autre de deux crans de butée, supérieur 114 et inférieur 116, formés dans la crémaillère coulissante 102 pour immobiliser verticalement cette dernière dans une position basse ou haute respectivement. L'agencement géométrique des différents composants qui viennent d'être décrits est tel que, lorsque la tige de butée 52 est dans le cran inférieur 116, la crémaillère 102 et le godet 40 sont en position haute et la vanne 16 est fermée tandis que, lorsque la tige de butée 52 coopère avec le cran supérieur 114, la crémaillère 102 et le godet 40 sont en position basse et la vanne 16 est ouverte. Le fonctionnement du dispositif 12 illustré aux figures 3 et 4 est le suivant. En partant de la position fermée de la vanne 16 illustrée aux figures 3 et 4, dans laquelle la crémaillère 102 et le godet 40 sont en position haute, le circuit de commande temporisé provoque l'escamotage de la tige de butée 52 hors du cran inférieur 116 de la crémaillère 102. Sous l'effet du poids de la crémaillère 102 qui porte le godet vide 40, et ceci à l'encontre du faible l'effort de rappel exercé par le ressort 108, I'ensemble commence à descendre verticalement et provoque un début d'entraînement en rotation de l'arbre de commande 20 par l'intermédiaire du secteur denté 32. Le début d'ouverture de la vanne 16 qui est ainsi obtenu permet à l'eau de traverser la vanne et de commencer à remplir le godet 40. Du fait du remplissage du godet 40, le poids total de l'équipage mobile constitué par la crémaillère 102 et le godet 40 augmente et peut donc provoquer sa descente complète vers le bas jusqu'à atteindre sa position basse dans laquelle le godet 40 va atteindre la butée fixe 110 et basculer, c'est-à-dire se vider. Du fait de l'action du ressort 108, I'équipage mobile, et notamment la crémaillère 102, devrait commencer à remonter, mais le circuit de commande a pu alors provoquer la sortie à nouveau de la tige 52, par exemple en réponse à des informations qui lui sont fournies par des capteurs de déplacement (non représentés sur les figures) de la crémaillère 102 par rapport au bâti 100. Le système est conçu de manière que la course de descente initiale de l'équipage mobile est telle que le cran supérieur 114 est descendu vers le bas au-delà de la butée escamotable 50 de manière que le début de remontée provoquée par le ressort 108 amène le cran supérieur 114 en regard de la butée 50 pour permettre l'engagement automatique de la tige de butée 52 dans ce cran 114. L'équipage mobile est ainsi bloqué en position inférieure et la vanne 16 est ouverte pour permettre le remplissage du réservoir. En fin de phase de remplissage, le circuit de commande provoque à nouveau l'escamotage de la tige 52 de la butée 50 et le ressort 108 fortement comprimé provoque le rappel automatique de l'équipage mobile constitué par la crémaillère 102 et le godet 40 en position haute provoquant la fermeture de la vanne 16 et le verrouillage en position haute de I'équipage mobile par la tige 52 de la butée escamotable 50 qui provoque à nouveau dans le blocage de la vanne 16 en position fermée. Comme on le comprend aisément, dans ce second mode de réalisation, la source autonome d'énergie (non représentée aux figures 3 et 4) du dispositif 12 peut être particulièrement réduite puisqu'elle n'a pour seule fonction que d'assurer l'alimentation du circuit de commande automatique et temporisé du dispositif ainsi que l'alimentation de la butée escamotable 50. Ici encore, en cas de panne de la source autonome d'alimentation en énergie électrique, un condensateur préalablement chargé peut provoquer l'escamotage de la tige 52 de la butée 50 assurant ainsi le rappel en position haute, et donc en position fermée de la vanne 16, de l'équipage mobile 102, 40 sous l'action du ressort 108. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le remplissage d'un réservoir, notamment d'un réservoir de chasse d'eau appartenant à un réseau d'égouts, caractérisé en ce qu'il comporte - une vanne rotative (16) agencée à l'extrémité d'une conduite (10) de remplissage du réservoir - des moyens (28) d'entraînement de l'arbre (20) de commande de la vanne rotative (16) qui sont susceptibles d'entraîner cette dernière entre une position fermée et une position ouverte de la vanne - un circuit de commande automatique et temporisée du remplissage du réservoir qui provoque l'ouverture et la fermeture de la vanne (16) ; et - une source autonome (34) d'énergie pour l'alimentation des moyens d'entraînement (28) de l'arbre (20) de commande de la vanne (16) et/ou du circuit de commande. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un godet (40) qui est monté rotatif autour de l'axe (X-X) de rotation de l'arbre (20) de commande de la vanne (16) auquel il est lié en rotation, qui est agencé sur le trajet de la chute d'eau (38) à la sortie (22, 24, 26) de la vanne (16), qui est en position haute lorsque la vanne (16) est ouverte et en position basse lorsque la vanne (16) est fermée, et qui coopère avec une butée escamotable (50, 52) commandée par le circuit de commande pour bloquer le godet (40) en position haute, et en ce que les moyens d'entraînement comportent un moteur électrique (28) d'entraînement en rotation de l'arbre de commande (20) de la vanne (16) susceptible d'entraîner au moins la vanne de sa position fermée vers sa position ouverte. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en cas de panne de la source autonome d'énergie (34), le circuit de commande provoque la libération de la butée escamotable (50, 52) pour permettre l'entraînement de l'arbre de commande (20) par le godet (40) qui retourne par gravité vers sa position basse pour provoquer la fermeture de la vanne (16). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un godet (40) qui est lié en rotation (32, 102) à l'arbre (20) de commande de la vanne (16), qui est agencé sur le trajet de la chute d'eau à la sortie (22, 24, 26) de la vanne (16), qui est en position haute lorsque la vanne (16) est fermée et en position basse lorsque la vanne (16) est ouverte, en ce que le godet (40) est susceptible d'entraîner par gravité l'arbre (20) de commande de la vanne (16) pour provoquer l'ouverture au moins partielle de la vanne (16), à l'encontre de moyens (108) de rappel du godet (40) vers sa position haute, en ce qu'il comporte une butée escamotable (50, 52) commandée par le circuit de commande et qui est susceptible de bloquer le godet (40) en position haute ou en position basse, et en ce qu'il comporte des moyens (110, 112) d'escamotage automatique du godet (40) lorsque ce dernier est bloqué en position basse. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le godet (40) comporte une crémaillère (102) d'orientation générale verticale qui est guidé en coulissement par rapport au corps de la vanne (16), selon une direction perpendiculaire à l'axe (X-X) de rotation de cette dernière (16), et qui coopère avec un pignon (32) d'entraînement en rotation de l'arbre (20) de commande de la vanne (16). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la butée escamotable (50, 52) coopère avec des crans (114,116) de butée formés dans la crémaillère (102). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que, en cas de panne de la source autonome d'énergie, le circuit de commande provoque la libération de la butée escamotable (50, 52) pour permettre l'entraînement de l'arbre de commande (20) par le godet (40) qui est rappelé (108) vers sa position haute pour provoquer la fermeture de la vanne (16). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vanne (16) est une vanne rotative à boisseau à excentrique.