Brevet FR2768795A1 — publié le 19990326

L'invention concerne des robinets de chasse ou doseurs de chasse, tels qu'ils sont souvent désignés, qui sont utilisés pour décharger une quantité souhaitée d'eau dans un urinoir ou un water-closet. Diverses administrations gouvernementales ont établi des normes portant sur le volume d'eau autorisé qui peut être utilisé en une seule chasse d'un dispositif de toilettes. L'invention est conçue spécifi- quement pour fournir un volume d'eau d'environ 6 litres par chasse. Il est également souhaitable que l'eau traverse le robinet de chasse aussi rapidement que possible. La présente invention porte donc de façon spécifique sur une conception du piston d'un robinet de chasse qui permet au doseur de chasse de faire passer la quantité d'eau souhaitée à un débit élevé et sous une faible pression dynamique de l'eau. En particulier, on souhaite que le robinet de chasse fasse passer 6 litres par chasse sous une pression manométrique dynamique d'eau de 55 à 70 kPa, à environ 87 litres par minute. L'invention concerne en particulier diverses modifications apportées au piston d'un robinet de chasse du type vendu par la firme Sloan Valve Company, la Cessionnaire de la présente demande, sous la marque commerciale déposée "GEM". Le piston du robinet de chasse de la marque GEM était conçu pour procurer les paramètres tels que désignés ci- dessus et pour atténuer toute contre-pression possible risquant de retarder la fermeture de la soupape de décharge ou du piston. L'invention concerne des robinets de chasse ou doseurs de chasse destinés à faire passer une quantité d'eau souhaitée dans un urinoir ou un water-closet, et en par- ticulier une conception du piston du robinet de chasse destinée à améliorer la commande de l'écoulement d'eau à travers le robinet de chasse. Un but principal de l'invention porte sur la conception du piston d'un robinet de chasse qui élimine toutes entraves ou restrictions apparaissant dans le trajet d'écoulement et qui ouvre le trajet d'écoulement pour permettre un écoulement libre de l'eau à travers la sortie du robinet de chasse. Un autre but de l'invention porte sur un piston de robinet de chasse ayant plusieurs nervures de guidage disposées circonférentiellement qui stabilisent le piston lorsqu'il se déplace entre des positions d'ouverture et de fermeture. Un autre objet de l'invention porte sur un piston de robinet de chasse tel que décrit, dans lequel la zone comprise entre les nervures de guidage est fermée par une jupe pour commander l'écoulement et pour établir un passage plus uniforme de l'eau à travers la sortie du robinet de chasse. Un autre but porte sur un piston de robinet de chasse tel que décrit, dans lequel les nervures du piston et la jupe associée sont formées de façon à réduire la contre- pression exercée sur la soupape de décharge et sur le piston. Un autre but porte sur un piston de robinet de chasse ayant une bague d'étranglement directement adjacente à la partie de siège du piston, laquelle bague d'étranglement ralentit l'écoulement juste avant la fermeture complète, ce qui réduit le coup de bélier provoqué par la fermeture du piston sur son siège de robinet. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est une coupe verticale d'un doseur de chasse illustrant la conception du piston selon l'inven- tion; la figure 2 est une vue de côté à échelle agrandie du piston; la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2; et la figure 4 est une vue de dessous du piston des figures 2 et 3. Le robinet de chasse selon l'invention est utilisé classiquement avec des urinoirs ou des water-closets. Le piston du robinet de chasse est conçu de façon à commander l'écoulement de l'eau à travers le robinet de chasse pour fournir une quantité spécifique d'eau à chaque opération de chasse, l'eau passant à travers le robinet de chasse à un débit d'écoulement élevé même dans le cas o la pression de l'eau se trouve à la limite inférieure de la gamme des pressions d'eau communément rencontrées. Bien que dans l'invention telle que décrite, le volume souhaité par chasse soit de 6 litres, on doit comprendre que les dimensions des diverses pièces peuvent être modifiées pour fournir des volumes d'eau par chasse différents. Le robinet de chasse tel que représenté comporte un corps 10 de robinet globalement creux qui comprend un raccord d'entrée 12, un raccord de sortie 14 et un raccord 16 pour le montage d'une poignée. Le dessus du corps du robinet est fermé par un capot 18 et un élément d'étanchéité 19 peut être placé entre le capot et le corps. Un siège principal 20 de robinet est formé sur les parois intérieures du corps 10. Le robinet est actionné par une poignée 22 de manoeuvre qui est fixée au corps 10 du robinet au moyen d'un écrou 24 de montage. La poignée est reliée à un plongeur 26 qui s'étend dans la partie intérieure du corps du robinet. Le plongeur 26 est guidé et supporté par une douille 28 et est rappelé par un ressort 30. Une coiffe ou garniture 32 d'étanchéité en caoutchouc est emboîtée élastiquement sur l'extrémité de la douille 28 et empêche toute fuite vers l'extérieur de l'ouverture pour la poignée. Le robinet tel que représenté comporte une poignée manuelle 22 pour sa manoeuvre. Le robinet peut également être adapté à un fonctionnement automatique, par exemple sous l'action d'une bobine. L'ensemble à piston indiqué de façon générale en 34 est conçu pour exécuter un mouvement alternatif à l'inté- rieur du corps 10. L'ensemble 34 comprend un piston creux 36, globalement cylindrique. Le piston 36 comporte un prolon- gement cylindrique inférieur 38 qui est directement adjacent à une zone 39 de siège du piston, la zone de siège 39 étant normalement appliquée sur un élément d'étanchéité 41 pour fermer le siège principal 20 du robinet et commander ainsi l'écoulement de l'eau à travers le robinet de chasse. Le piston 36 présente un orifice 40 de dérivation commandé par un anneau de filtre 43 comme décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique N 4 261 545. L'orifice de dérivation fait communiquer le côté intérieur du robinet de chasse avec la chambre intérieure 42 du piston. L'orifice de dérivation présente un faible diamètre, qui peut être compris dans une plage allant de 0,50 jusqu'à 0,62 mm, la dimension du diamètre déterminant la vitesse à laquelle la chambre 42 se remplit pour provoquer la fermeture du robinet de chasse. La chambre intérieure 42 du piston 36 comporte un rebord annulaire 44 supportant un joint d'étanchéité 46. Le rebord et le joint d'étanchéité sont situés au sommet d'un passage central 48 qui fait communiquer la chambre 42 avec le côté de sortie du robinet de chasse. L'ensemble à piston 34 comprend aussi une soupape de décharge 50 qui ferme normalement le passage 48 du piston 36. La soupape de décharge comporte une collerette 49 qui porte contre le joint d'étanchéité 46 sur le rebord annulaire du piston. Une tige 52 de manoeuvre peut coulisser dans la partie centrale creuse de la soupape de décharge 50 et s'étend jusqu'à un point adjacent au plongeur 26. Un ressort 54 aide à maintenir la soupape de décharge 50 dans sa position pour fermer et assurer l'étanchéité de la chambre 42. L'ensemble à piston 34 comprend en outre une pièce rapportée 56 qui est en prise de vissage avec la paroi supérieure du piston 36. La pièce rapportée 56 comporte une butée centrale 58 contre laquelle porte le ressort 54. La butée présente des trous 60 qui établissent une communication35 de fluide entre la chambre intérieure 42 du piston et une chambre supérieure 62 de pression. Un élément de garniture ou élément d'étanchéité 64 maintenu entre la pièce rapportée 56 et le piston 36 forme un joint étanche coulissant isolant la chambre de pression 62 de la pression d'eau d'entrée. Le piston 36 comporte une paroi cylindrique 70 qui est lisse et dégagée, contrairement à des conceptions de piston antérieures pour des robinets de chasse similaires. Le piston présente une zone effilée 72, directement adjacente à la paroi cylindrique 70, qui peut avoir une conicité de l'ordre d'environ 10 , laquelle conicité a pour effet d'établir un trajet d'écoulement dégagé autour du piston lorsqu'il est dans sa position relevée et éloignée du siège du robinet. La zone de siège 39 du piston est directement adjacente à la zone biseautée 72 et se ferme sur le siège 20 lorsque le robinet est dans la position fermée. Un anneau 74, situé directement en aval de la zone de siège 39 du piston, présente un diamètre extérieur légèrement plus petit que le diamètre de la sortie du robinet à proximité immédiate du siège 20 de manière que la zone annulaire 74 soit à l'inté- rieur du siège du robinet lorsque le piston est fermé. L'anneau 74 fonctionne en tant que moyen d'étranglement qui réduit sensiblement l'écoulement à travers la sortie du robinet juste avant la fermeture complète du robinet. Une partie 38 de piston ayant plusieurs nervures 76 s'étendant radialement et axialement est directement adjacente à l'anneau 74 d'étranglement. Le diamètre extérieur des nervures est inférieur à celui de la paroi 70 et n'est que légèrement inférieur à celui du passage à travers le siège 20. Les nervures sont donc situées à l'intérieur de la plus grande partie du piston afin de ne pas faire obstacle à l'écoulement. Le nombre de nervures est important. Il doit y avoir suffisamment de nervures pour assurer la stabilité et le guidage du piston pendant qu'il se rapproche et s'éloigne du siège du robinet. Cependant, le nombre des nervures ne doit pas être assez grand pour engendrer une réduction ou obstruction quelconque de l'écoulement de l'eau au-delà du piston lorsque le piston est dans la position d'ouverture du robinet. On a déterminé qu'un nombre satisfaisant de nervures est égal à cinq et qu'il ne doit pas être inférieur à quatre ni supérieur à six. Une zone chanfreinée 78, située à l'extrémité inférieure de chacune des nervures s'étendant axialement, facilite le montage du piston à l'intérieur de l'ensemble du robinet de chasse. La zone comprise entre chacune des nervures 76 espacées circonférentiellement et de façon globalement uniforme, est fermée par une jupe 80. Comme représenté, la jupe 80 présente un rayon légèrement inférieur à celui de la surface extérieure des nervures 76. Cependant, le point important est que la jupe ferme la zone comprise entre les nervures pour assurer une commande de l'écoulement de l'eau au-delà du piston, ce qui, par suite, procure un fonction- nement plus uniforme du robinet de chasse. La jupe améliore le trajet d'écoulement en le maintenant dans une direction axiale, à peu près circonférentiellement autour de la partie 38 du piston. En empêchant l'eau d'affluer dans le passage 48 d'eau, la jupe s'oppose également à toute contre-pression risquant de retarder la fermeture de la soupape de décharge. Les étendues de la jupe 80 se terminent à peu de distance de l'extrémité d'aval de chacune des nervures 76. Ceci est important, car on empêche ainsi l'apparition d'une contrepression en aval du piston, laquelle contre-pression retarderait alors, à son tour, la fermeture du piston. Plus le temps pendant lequel le piston est maintenu en position d'ouverture est long, plus l'écoulement de l'eau à travers le robinet de chasse est fort. Le fait que la jupe se termine à peu de distance de l'extrémité axiale d'aval des nervures atténue la contre-pression risquant de retarder la fermeture du piston, et la présence de la jupe atténue la contre- pression qui retarderait la fermeture de la soupape de décharge. Un point important de l'invention est la con- ception spécifique de la partie du piston qui commande l'écoulement de l'eau lorsque le piston est dans la position d'ouverture. La partie cylindrique principale du piston, indiquée en 70, ne présente aucun obstacle comme dans les robinets de chasse de l'art antérieur. Il n'y a donc aucune entrave à l'écoulement de l'eau. La zone conique 72 augmente la dimension du trajet d'écoulement par le fait qu'elle permet un écoulement d'eau plus important que dans le cas o le diamètre de la partie principale du piston serait con- tinue. Les nervures assurent la stabilité du piston pendant qu'il se déplace entre les positions d'ouverture et de fermeture et les zones de fermeture à jupe entre les nervures définissent en outre le trajet d'écoulement autour de l'extérieur du piston et procurent un fonctionnement plus uniforme du robinet. La présence de la jupe et le fait qu'elle présente une longueur axiale inférieure à celle des nervures réduisent la chute de pression à travers le piston. La jupe empêche également la contre-pression de ralentir la fermeture de la soupape de décharge et de ralentir la fermeture du piston. L'anneau 74 d'amortissement produit un effet d'étranglement juste avant la fermeture du piston, s'opposant ainsi au coup de bélier. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au robinet de chasse décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Robinet de chasse comprenant un corps (10) ayant une entrée (12) et une sortie (14), un siège (20) de robinet à ladite sortie, un piston (36) mobile dans le corps pour se rapprocher et s'éloigner du siège du robinet afin de commander un écoulement depuis l'entrée à travers la sortie, le piston comprenant une chambre (42), un orifice de remplis- sage (40) dans le piston raccordant la chambre à l'entrée du corps, la pression à l'intérieur de la chambre maintenant le piston fermé sur le siège du robinet, le robinet de chasse étant caractérisé en ce qu'il comporte une soupape (50) de décharge dans le piston pour mettre en communication la chambre avec ladite sortie, des moyens pour ouvrir la soupape de décharge afin de mettre à l'air libre ladite chambre, provoquant l'éloignement du piston par rapport audit siège du robinet pour ouvrir l'écoulement à travers la sortie, le piston ayant une partie de guidage qui s'étend en aval du siège du robinet et qui comporte plusieurs nervures axiales (76) s'étendant vers l'extérieur, dont la surface extérieure est radialement en alignement avec le trajet d'écoulement à travers le siège du robinet, la zone du piston comprise entre les nervures étant fermée par une jupe (80) pour délimiter le trajet d'écoulement extérieurement à la partie de guidage afin d'établir un trajet d'écoulement défini à travers le siège du robinet depuis l'entrée jusqu'à la sortie, la jupe atténuant la contre-pression s'exerçant sur la soupape de décharge. 2. Robinet de chasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la jupe se termine à peu de distance de l'extrémité des nervures axiales pour atténuer la chute de pression à travers le piston afin d'augmenter le débit d'écoulement. 3. Robinet de chasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures sont globalement espacées circonférentiellement et de manière égale et sont au moins au nombre de quatre. 4. Robinet de chasse selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il présente une surface (78) s'effilant vers l'intérieur à l'extrémité de chacune des nervures axiales. 5. Robinet de chasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston comporte une partie de siège (39) formée et conçue pour se fermer sur le siège du robinet, le piston ayant une surface extérieure (72) s'effilant vers l'intérieur qui est située en amont de la partie de siège et qui augmente l'écoulement de l'eau passant sur le piston lorsque celui-ci est éloigné du siège du robinet. 6. Robinet de chasse selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un anneau (74) d'étrangle- ment situé sur le piston directement en aval de la partie de siège, l'anneau étranglant l'écoulement à travers la sortie juste avant la fermeture du piston sur le siège du robinet. 7. Robinet de chasse selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'anneau d'étranglement est directement en amont des nervures axiales.