Brevet FR2754834A1 — publié le 19980424

L'invention a trait à un appareil d'entrée-sortie d'air pour une canalisation et à une installation d'acheminement d'eau potable, d'eaux usées et/ou pluviales comprenant un tel appareil. Dans les réseaux d'eau potable ou d'assainissement, il est connu d'installer des appareils d'entrée-sortie d'air en plusieurs points, répartis sur les canalisations, afin de permettre l'évacuation de l'air contenu dans le réseau lors de sa mise en eau, de permettre l'entrée d'air dans le réseau lors de sa vidange et/ou d'éviter les coups de bélier dans les canalisations. Un tel appareil est notamment connu de la demande de brevet FR-A-2 716 476 au nom de la Demanderesse. Ce dispositif permet de réduire les fluctuations de pression dans la canalisation. Cependant, en particulier dans les installations dans lesquelles circulent des eaux usées, il se produit un dégazage naturel conduisant à la formation de méthane ou de sulfure d'hydrogène par réaction chimique des produits en suspension dans l'eau. Ce dégazage conduit à une augmentation de pression dans la canalisation qui peut être préjudiciable au bon fonctionnement de l'installation. L'invention vise à résoudre ces problèmes et à proposer un appareil d'entrée-sortie d'air pour canalisation permettant, d'une part, l'entrée et la sortie de l'air avec un débit important, lors de la mise en eau ou de la vidange de la canalisation ou lors de fortes variations de pressions telles que, notamment, lors de la mise en marche d'une pompe, et, d'autre part, l'évacuation des gaz formés dans la canalisation et ce, quelle que soit la pression régnant dans la conduite. Dans cet esprit, l'invention concerne un appareil d'entrée-sortie d'air pour canalisation comprenant un corps définissant un volume intérieur relié à ladite canalisation, un flotteur étant logé dans ledit volume intérieur et cinématiquement lié à un clapet apte à reposer contre un siège solidaire dudit corps pour isoler ledit volume intérieur par rapport à l'atmosphère ambiante ou à s'en écarter, en fonction de la position dudit flotteur, caractérisé en ce que ledit clapet est percé d'un évent et en ce qu'un volet est solidaire d'une tige reliée audit flotteur ou dudit flotteur, ledit volet étant apte, en fonction de la position relative dudit flotteur et dudit clapet, à obturer ou à libérer ledit évent. Grâce à l'invention, l'entrée et la sortie d'air avec un débit important sont obtenues lorsque le clapet est éloigné de son siège, la position du clapet par rapport au siège étant déterminée par celle du flotteur. Par ailleurs, lorsque le clapet est en appui sur son siège, l'évent percé dans le clapet permet le dégazage lorsque le volet est commandé grâce à la tige ou au flotteur pour s'éloigner de l'extrémité de l'évent. Il est à noter que l'appareil de l'invention fonctionne quelle que soit la pression régnant dans le corps et permet des variations d'altitude du clapet par rapport à son siège d'amplitude relativement élevée. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le clapet porte une agrafe souple de support du volet. Cette construction particulièrement simple et peu onéreuse permet le maintien efficace en position du volet, la mise en place et les mouvements du volet étant possibles grâce à une légère déformation de l'agrafe. Dans ce cas, on peut aussi prévoir que l'agrafe est conformée de telle sorte qu'elle présente une zone courbe d'appui simple du volet. Cette caractéristique liée à la grande simplicité du dispositif est compatible avec les mouvements relatifs du volet et du clapet. Selon un second mode de réalisation de l'invention, on peut prévoir que le clapet porte une patte sur laquelle est articulé de façon pivotante le volet. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le volet est souple, ce qui permet une ouverture progressive de 1' évent. Selon un quatrième et un cinquième mode de réalisation de l'invention, l'évent est percé dans la partie centrale du clapet et le volet s'étend radialement de part et d'autre de 1' évent. Selon un aspect avantageux de l'invention, le volet porte un siège, apte à coopérer avec un embout logé dans l'évent, afin de réaliser une obturation de l'évent étanche à l'air. Cette caractéristique de l'invention permet de garantir l'efficacité du dispositif lorsque le volume intérieur du corps de l'appareil doit être isolé de l'extérieur. L'invention concerne aussi une installation d'acheminement d'eau potable, d'eaux usées et/ou pluviales comprenant un appareil tel que précédemment décrit. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de cinq modes de réalisation d'un appareil d'entrée-sortie d'air pour canalisations conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un appareil d'entrée/sortir d'air conforme à l'invention lorsque le corps de celui-ci ne contient pas d'eau - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 dans le cas ou le niveau de l'eau dans le corps est à une première hauteur - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1, dans le cas où le niveau de l'eau dans le corps est à une seconde hauteur - la figure 4 est une vue de détail à plus grande échelle du clapet, d'une partie de la tige et du volet de l'appareil des figures 1 à 3 dans la position de la figure 2 - la figure 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne V-V à la figure 4 - la figure 6 est une vue analogue à la figure 4 alors que l'appareil est dans la position de la figure 3 - la figure 7 est une vue analogue à la figure 4 en représentation extérieure d'un second mode de réalisation de l'invention - la figure 8 est une vue analogue à la figure 4 pour un troisième mode de réalisation de l'invention - la figure 9 est une vue analogue à la figure 6 pour le mode de réalisation de la figure 8 - la figure 10 est un schéma de principe d'un dispositif d'entrée-sortie d'air conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention et - la figure 11 est une vue analogue à la figure 10 pour un cinquième mode de réalisation de l'invention. L'appareil d'entrée-sortie d'air de canalisation représenté à la figure 1 comprend un corps 1 définissant un volume intérieur 2 et destiné à être raccordé au moyen d'une bride 3 à une canalisation 4. Un flotteur 5 est logé dans le volume 2 et solidaire d'une tige 6 cinématiquement liée à un clapet 7. Un siège 8 est prévu à la partie supérieure du corps 1 et pourvu d'une bague 9 de guidage axial dans laquelle peut coulisser un manchon 10 solidaire du clapet 7 et entourant l'extrémité supérieure de la tige 6. Dans la position de la figure 1, le flotteur 5 descend sous l'effet de son propre poids, de telle sorte qu'il tire la tige 6 vers le bas et que celle-ci exerce sur le clapet 7 un effort dirigé vers le bas qui l'éloigne du siège 8, de telle sorte que l'air peut librement circuler entre le volume intérieur 2 du corps 1 et l'atmosphère ambiante. L'appareil est dans la position de la figure 1 lors de la mise en eau de la canalisation, lors de sa vidange et lors de fortes variations de pressions dans celle-ci, dues par exemple à de grandes variations de débit ou des coups de béliers qui vident le volume intérieur 2 de toute eau. En position normale d'utilisation, le niveau de l'eau E dans le corps 1 atteint la position de la figure 2, de telle sorte que le flotteur est repoussé vers le haut et que, grâce à la tige 6, il plaque le clapet 7 contre le siège 8 car la tige 6 atteint le fond du manchon 10 sur lequel elle peut exercer un effort vertical dirigé vers le haut. Dans cette position, le volume intérieur 2 de l'appareil est isolé par rapport à l'atmosphère ambiante. Lorsque, suite à un phénomène de dégazage, de l'air, du méthane, du sulfure d'hydrogène ou tout autre gaz s'accumule dans la partie supérieure du volume intérieur 2, le niveau de l'eau E dans le corps 1 diminue pour atteindre celui de la figure 3. Dans ce cas, comme la pression régnant dans le volume intérieur 2 est sensiblement la même que dans le cas de la figure 2, le clapet 7 demeure plaqué contre son siège 8 grâce à l'effort vertical vers le haut qu'il subit de la part du gaz sous pression. Cependant, la tige 6 est susceptible de mouvements verticaux par rapport au manchon 10 et au clapet 7 et le flotteur 5 descend, sous l'effet de son propre poids, en appui sur le niveau d'eau E. Ainsi, la tige 6 est animée d'un mouvement de translation verticale vers le bas. Le clapet 7 est percé d'un évent 12 qui le traverse verticalement de part en part. Par ailleurs, un volet 13 est solidaire de la tige 6 en y étant articulé autour d'un axe sensiblement horizontal 14. En comparant les figures 2 et 3, on note que, en fonction de la position relative de la tige 6 et du clapet 7, le volet 13 obture ou n'obture pas l'extrémité inférieure de l'évent 12. Ainsi, dans la position de la figure 3, lorsque le niveau de l'eau E est descendu du fait de l'accumulation de gaz dans le corps 1, la tige 6 est descendue et à déplacé le volet 13 vers sa position dans laquelle l'évent 12 met en communication le volume intérieur 2 et l'atmosphère extérieure à travers le passage ménagé entre le siège 8 et la bague 9. Le gaz en excès dans le volume 2 est ainsi évacué, de sorte que le niveau de l'eau E peut remonter, que le flotteur 5 repousse la tige 6 vers le haut et que l'appareil revient dans sa position de la figure 2. Les composants essentiels de l'invention apparaissent plus clairement aux figures 4 à 6. Une agrafe souple 15 est fixée sur un côté du clapet 7, par exemple au moyen d'une vis 16. Cette agrafe est conformée de telle sorte qu'elle présente une zone courbe 15a d'appui simple du volet 13. Par ailleurs, l'agrafe 15 présente une lumière 15b dans laquelle pénètre l'extrémité du volet 13 la plus éloignée de la tige 6. La lumière 15b a pour fonction de permettre de débattement angulaire du volet 13 entre sa position de la figure 4 et sa position de la figure 6. Un embout 18 est partiellement inséré, par exemple vissé, à l'extrémité inférieure de l'évent 12 et dépasse du clapet 7 en direction du volet 13. Un siège 19 est porté par le volet 13 et coopère avec l'embout 18 de façon à réaliser une obturation étanche à l'air de l'évent 12. Le matériau et la géométrie de l'embout 18 et du siège 19 sont choisis pour réaliser cette fonction. L'embout peut être réalisé en laiton ou en matière plastique alors que le siège peut être réalisé en matière plastique ou en élastomère. Cependant, d'autres matériaux peuvent aussi être utilisés pour réaliser ces pièces. On note que la zone 15a n'est pas située sous l'évent 12, mais qu'une distance horizontale D sépare de l'axe XX' de l'évent 12 et la zone 15a, de sorte que le volet 13 pivote à la fois autour de l'axe 4 et sur la zone 15a en dégageant le siège 19 de l'embout 18. Cette construction particulière permet d'obtenir une obturation sûre et efficace de l'évent 12, alors que l'ouverture de l'évent est réalisée dès que la tige 6 descend par rapport au clapet 7 et que la course verticale de la tige 6 peut avoir une amplitude variable. La zone 15a est plus éloignée de la tige 6 que le centre de l'évent 12, ce qui permet le mouvement de dégagement du volet 13 lors de l'ouver- ture de l'évent 12. Dans le second mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 7, les éléments analogues à ceux du mode de réalisation des figures 1 à 6 portent des références identiques augmentées de 50. Dans ce mode de réalisation, le clapet 57 porte une patte 71 sur laquelle est articulé un volet 63 au moyen d'un axe 72. Compte tenu de ce que le volet 63 est articulé sur une tige 56 au moyen d'un axe 64 et du fait des mouvements relatifs de la tige 56 et du clapet 57, on prévoit que le volet 63 porte une lumière oblongue 63a qui permet les mouvements verticaux de l'axe 64 associé à la tige 56 alors que l'altitude de l'axe 72 demeure inchangée. Selon un mode de réalisation non représenté de l'invention, une lumière oblongue pourrait aussi être réalisée dans la patte 71, auquel cas la lumière 63a pourrait éventuellement être remplacée par un trou cylindrique. Comme précédemment, un embout 68 constitue l'extrémité inférieure d'un évent 62 alors qu'un siège 69 est porté par le volet 63. Dans le troisième mode de réalisation de l'invention représenté aux figures 8 et 9, les éléments analogues à ceux du mode de réalisation des figures 1 à 6, portent des références identiques augmentées de 100. Dans ce mode de réalisation, le clapet 107 est percé d'un évent 112 et traversé dans sa partie centrale par une tige 106 et un manchon 110. Un volet souple 113 est fixé sur le clapet 107, par exemple au moyen d'une vis 116. Le volet 113 est réalisé en élastomère ou dans un matériau synthétique présentant des propriétés élastiques équivalentes, ce qui permet une ouverture progressive de l'évent 112. En effet, lorsque la tige 106 passe de la position de la figure 8 à celle de la figure 9, le volet 113 est en quelque sorte "pelé" par rapport à un embout 118 définissant l'extrémité inférieure de l'évent 112. En jouant sur la souplesse du volet 113, on peut ouvrir une partie ou la totalité de l'évent 112. L'évent 112 peut avantageusement avoir la forme d'une fente de section rectangulaire. Dans le quatrième mode de réalisation, de l'invention représenté à la figure 10, les éléments analogues à ceux du mode de réalisation des figures 1 à 6 portent des références identiques augmentées de 150. Dans ce mode de réalisation, un clapet 157 est mobile à l'intérieur du volume intérieur 152 défini par un corps 151 qui est resserré autour d'un flotteur 155 afin de le guider en translation verticale. Le clapet 157 est percé d'un évent 162 dans sa partie centrale de telle sorte que l'axe XX' de l'évent 162 est sensiblement confondu avec l'axe de symétrie du clapet 157. Une tige 156 s'étend verticalement au-dessus du flotteur 155. Son extrémité supérieure est articulée à un bras 170 dont l'autre extrémité est, quant à elle, articulée à un volet 163 qui est monté pivotant sur le clapet 157. Le volet 163 s'étend radialement de part et d'autre de l'évent 162 et porte, dans sa partie centrale, un siège 169 apte à coopérer avec un embout 168 pour fermer l'évent 162 de façon étanche à l'air lorsqu'ils sont en appui l'un sur l'autre. La géométrie du bras 170 et du volet 163 permet d'obtenir une démultiplication des efforts obtenus par les mouvements verticaux du flotteur 105. Le cinquième mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 11 correspond à une version simplifiée du mode de réalisation de la figure 10 dans lequel les éléments analogues à ceux du mode de réalisation des figures 1 à 6 portent des références identiques augmentées de 200. Dans ce mode de réalisation, un volet 213 est articulé directement sur un clapet 207 et sur un flotteur 205 à l'intérieur du volume intérieur 202 d'un corps 201. Il porte un siège 219 apte à coopérer avec un embout 218 matérialisant l'extrémité infé rieure d'un évent 212 percé dans la partie centrale du clapet 207. En fonction de la position du flotteur 205 par rapport au clapet 207, le siège 219 est ou n'est pas pressé contre l'embout 218, de telle sorte qu'il obture ou n'obture pas l'évent 212. Ainsi lorsque le volet 213 est dégagé par rapport au clapet 207, il permet l'évacuation des gaz contenus dans le volume intérieur 202 du dispositif de l'invention. Quel que soit le mode de réalisation de l'appareil de l'invention, celui-ci peut être incorporé à une installation d'acheminement d'eau potable, d'eaux usées ou d'eaux pluviales qui, de ce fait, ne présente plus les inconvénients connus de l'art antérieur en ce qui concerne l'accumulation de gaz dans les appareils d'entrée-sortie d'air. REVENDICATIONS 1. Appareil d'entrée-sortie d'air pour canalisation (4) comprenant un corps (1, 151, 201) définissant un volume intérieur (2, 152, 202) relié à ladite canalisation, un flotteur (5, 155, 205) étant logé dans ledit volume intérieur et cinématiquement lié à un clapet (7, 57, 107, 157, 207) apte à reposer contre un siège (8) solidaire dudit corps pour isoler ledit volume intérieur par rapport à l'atmosphère ambiante ou à s'en écarter, en fonction de la position dudit flotteur, caractérisé en ce que ledit clapet est percé d'un évent (12, 62, 112, 162, 212) et en ce qu'un volet (13, 63, 113, 163, 213) est solidaire d'une tige (6, 56, 106, 156) reliée audit flotteur ou dudit flotteur (205), ledit volet étant apte, en fonction de la position relative dudit flotteur et dudit clapet, à obturer ou à libérer ledit évent. 2. Appareil d'entrée-sortie d'air, selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit clapet (7) porte une agrafe (15) souple de support dudit volet, ladite agrafe étant conformée de telle sorte qu'elle présente une zone courbe (15a) d'appui simple dudit volet (13). 3. Appareil d'entrée-sortie d'air selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite agrafe (15) présente une lumière (15b) permettant le débattement angulaire dudit volet (13)- 4. Appareil d'entrée-sortie d'air selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite zone courbe (15a) d'appui est séparée de l'axe (XX') dudit évent (12) d'une distance (D) non nulle, ladite zone courbe étant plus éloignée de ladite tige que ledit axe dudit évent. 5. Appareil d'entrée-sortie d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit clapet (57) porte une patte (71) sur laquelle est articulé de façon pivotante ledit volet (63). 6. Appareil d'entrée-sortie d'air, selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite patte (71) porte un axe (72) de pivotement dudit volet (63), ledit volet étant pourvu d'une lumière oblongue (63a). 7. Appareil d'entrée-sortie d'air, selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit volet (7, 57, 157, 207) porte un siège (19, 69, 169, 219) apte à coopérer avec un embout (18, 68, 168, 218) partiellement logé dans ledit évent (12, 62, 162, 212) afin de réaliser une obturation dudit évent étanche à l'air. 8. Appareil d'entrée-sortie d'air selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit siège (19) est réalisé en matériau élastique, tel qu'en élastomère. 9. Appareil d'entrée-sortie d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit volet (113) est souple. 10. Appareil d'entrée-sortie d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit évent (162, 212) est percé dans la partie centrale dudit clapet (157, 207) ledit volet (163, 213) s'étendant radialement de part et d'autre dudit évent. 11. Appareil d'entrée-sortie d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit volet (213) est articulé directement sur ledit clapet (207) et sur ledit flotteur (205). 12. Installation d'acheminement d'eau potable, d'eaux usées et/ou pluviales comprenant un appareil d'entrée-sortie d'air selon l'une des revendications précédentes.