Brevet FR2795494A1 — publié le 20001229

VANNE POUR LA DISTRIBUTION D'EAU ET ÉVENTUELLEMENT D'AIR, DANS LES INSTALLATIONS DE PULVÉRISATION D'EAU SOUS PRESSION, EN VUE DE LA FABRICATION DE NEIGE PAR EXEMPLE La présente invention concerne une vanne qui présente un caractère universel, adapté pour la distribution d'eau et éventuellement d'air, dans des installations de pulvérisation d'eau sous pression, en vue de la fabrication de neige par exemple. L'évolution des installations d'enneigement et en particulier l'évolution des dispositifs de pulvérisation, a permis d'améliorer leur efficacité et leur rendement par une meilleure utilisation des conditions climatiques. Ainsi, les dispositifs de pulvérisation peuvent fonctionner avec des débits fortement différents pour mieux profiter des conditions climatiques. Ces dispositifs de pulvérisation comportent soit plusieurs têtes de pulvérisation mises en oeuvre selon les besoins, soit comportent une seule tête munie de plusieurs buses ou séries de buses, lesquelles buses sont alimentées de façon distincte en fonction des besoins. Chaque circuit d'alimentation est indépendant et comporte ses propres vannes. La présente invention propose une vanne qui présente un caractère universel c'est-à-dire qu'elle permet de contrôler des débits de fluide extrêmement variable de 0 à 40 M3 /h par exemple sous des pressions très élevées de l'ordre de 100 bars. De plus, cette vanne peut être utilisée indifféremment pour véhiculer l'eau ou l'air. Selon l'invention, cette vanne est constituée, d'une part, d'un corps moulé muni de plusieurs orifices - des orifices circulaires susceptibles de servir indifféremment d'entrée ou de transit, situés sur un même axe aux extrémités d'un canal d'alimentation qui traverse ledit corps, lesquels orifices sont par ailleurs aménagés de façon identique pour permettre l'accueil et la fixation d'accessoires variés comme notamment des raccords d'alimentation et/ou de fixation de plusieurs corps entre eux ; - un orifice de sortie centré sur un axe qui est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe dudit canal, lequel orifice de sortie est greffé par un canal approprié sur un forage cylindrique transverse qui s'étend selon un axe sécant et perpendiculaire à celui dudit canal d'entrée ; - un orifice de purge situé à l'extrémité inférieure dudit forage cylindrique, sous le canal d'alimentation, - et d'autre part, des moyens de commande d'un obturateur disposé et guidé dans ledit forage cylindrique, lequel obturateur, en forme de tiroir, contrôle le débit de fluide entre l'entrée et la sortie et, après fermeture, c'est-à-dire obturation du passage entre ladite entrée et ladite sortie, ledit obturateur permet la vidange automatique du circuit de sortie. Cet aménagement du corps de la vanne permet de juxtaposer, selon les besoins, plusieurs corps formant une sorte de grappe compacte plus facile à installer qu'une multitude de vannes dans les abris ou autres, en bordure des pistes de ski par exemple. Toujours selon l'invention, le forage cylindrique du corps comporte, entre le canal d'entrée et le canal de sortie, une zone aménagée en forme de convergent permettant, en coopération avec la partie constituant la soupape de l'obturateur, de faire varier la section de passage du fluide au fur et à mesure du déplacement dudit obturateur entre une position totalement ouverte à débit maximum et une position fermée, qui interrompt la circulation du fluide à travers le corps. Selon une autre disposition de l'invention, l'obturateur comporte un canal de purge qui est constitué d'un forage axial situé à sa partie inférieure, lequel canal débouche par le biais d'un conduit situé dans un plan radial, dans la zone de passage du fluide, lequel canal est ouvert ou fermé selon la position de l'obturateur, au moyen d'un bouchon qui s'étend axialement à partir de l'extrémité inférieure du corps, et qui coopère avec le canal de purge. Selon une autre disposition de l'invention, l'obturateur est guidé à sa partie inférieure dans une douille formant une sorte de chemise solidaire du corps, laquelle douille comporte un fond ajouré pour permettre l'écoulement du fluide lors de la purge, lequel fond supporte le bouchon de fermeture du canal de purge dudit obturateur. La vanne se présente également sous une forme compacte constituant un véritable module facile à changer en cas d'incident de toute sorte. Ainsi, selon l'invention, les moyens de commande de l'obturateur sont constitués d'un motoréducteur qui est logé dans un capot lui-même fixé sur le dessus du corps, lequel capot renferme également le circuit de commande dudit motoréducteur, les fins de course de l'obturateur, le circuit de commande du chauffage du corps, et, éventuellement, les circuits de mesure de pression d'eau dans le canal d'entrée et dans le canal de sortie, l'ensemble des circuits étant rassemblé sur une plaquette en forme de circuit imprimé, laquelle plaquette comporte également les systèmes de fin de course positionnés face à un doigt de manoeuvre solidaire dudit obturateur, et le corps comporte un orifice passe- fil étanche avec une prise de raccordement pour les circuits de ladite plaquette. Selon une autre disposition de l'invention, les orifices d'entrée et/ou de transit comportent un double alésage cylindrique dont l'un permet d'assurer l'étanchéité et l'autre la fixation au moyen d'un système de clavetage transverse par des clavettes du genre aiguilles qui sont diamétralement opposées, guidées dans des orifices du corps, lesquelles aiguilles coopèrent avec une gorge circulaire aménagée sur la pièce accessoire et en particulier sur la périphérie d'une portion de cylindre qui se situe en retrait d'une autre portion de cylindrique munie elle d'un joint d'étanchéité qui coopère avec l'alésage interne de l'orifice d'entrée ou de transit correspondant. Toujours selon l'invention, les clavettes sont reliées entre elles, formant une sorte de U qui est fixé sur le corps par tout moyen approprié et de préférence par une vis qui sert en même temps d'organe de blocage de la pièce accessoire par rapport au corps de la vanne. Toujours selon l'invention, les accessoires susceptibles d'être associées au corps de la vanne peuvent consister en une douille d'assemblage de deux corps mettant en communication le canal d'alimentation de chacun d'eux, ou encore consister en une douille bouchon qui obture un des orifices du canal d'alimentation ou encore sépare deux corps, l'un pouvant être utilisé pour l'alimentation en eau alors que l'autre est utilisé pour l'alimentation en air du dispositif de pulvérisation. Toujours selon l'invention, les accessoires peuvent également consister en des raccords pour se connecter sur les tubulures d'arrivée d'eau et d'air, lesquels raccords se présentent simplement sous la forme de douilles ou de Té ou encore de coudes, etc ... L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif et dans lesquels - la figure 1 montre schématiquement, en perspective, une vanne selon l'invention ; - la figure 2 montre, en coupe selon un plan vertical passant par l'axe du canal d'alimentation, le corps de la vanne et l'obturateur positionné dans ledit corps ; - la figure 3 représente, en coupe selon un plan vertical passant par le canal de sortie, la vanne complète avec l'obturateur pour moitié dans une position totalement ouverte et pour moitié dans une position totalement fermée permettant la purge dudit canal de sortie ; - la figure 4 montre le groupage de vannes entre elles ; - la figure 5 montre d'une façon partielle l'assemblage d'un corps de vanne avec un accessoire ; - la figure 6 montre les moyens de verrouillage d'un accessoire sur le corps de vanne et le corps de vanne muni de moyens de verrouillage d'un manchon sur l'orifice de sortie ; - la figure 7 montre les possibilités de variation de la position angulaire des corps de vanne l'un par rapport à l'autre. La vanne représentée schématiquement figure 1 comprend un corps 1 surmonté d'un capot 2. Le corps 1 est par exemple réalisé en alliage léger genre aluminium obtenu par moulage. Le capot est un capot en matériau plastique par exemple qui renferme comme détaillé plus loin, les mécanismes et circuits électriques. Ce capot 2 est monté et fixé de façon étanche sur le dessus du corps 1. Le corps 1 comporte plusieurs orifices et canaux. On trouve, à sa partie inférieure, centrés sur l'axe 3, des orifices 4 situés de chaque côté du corps aux extrémités d'un canal 5 centré sur l'axe 3, lequel canal 5 constitue le canal d'alimentation ou d'entrée. Les orifices 4 sont donc des orifices d'entrée mais également de transit, c'est-à-dire permettant l'alimentation d'un corps de vanne juxtaposé comme détaillé plus loin. Ce canal d'entrée 5 se situe dans une sorte de bloc 6 en forme de parallélépipède qui constitue la partie inférieure du corps 1. Ce bloc 6 est surmonté d'un autre bloc 7 orienté perpendiculairement, qui comporte l'orifice de sortie 9 et renferme un canal de sortie 10 qui apparaît figure 3. Ces deux blocs 6 et 7 sont traversés par un forage transverse 12 centré sur un axe 13 perpendiculaire à l'axe 3 du bloc 6. Ce forage cylindrique 12 qui apparaît figures 2 et 3 permet de loger l'obturateur 14 qui sera détaillé plus loin. Ce forage cylindrique 12 s'étend au-dessus du bloc 7 dans une partie cylindrique 15 qui est logée à l'intérieur du capot 2. La partie inférieure du bloc 6 comporte un orifice 16 qui correspond à l'orifice de purge. Cet orifice 16 se situe dans le prolongement du forage 12, à sa partie inférieure. On remarque que l'orifice de sortie 9 situé dans le bloc 7, est centré sur un axe 19 qui fait un angle de l'ordre de 45 par rapport à l'axe 13, orienté vers le haut de la vanne. Cet axe 19 et le canal de sortie 10, sont centrés dans un plan perpendiculaire à l'axe 3, passant par l'axe 13 du forage 12. On observe sur la figure 1, la compacité de la vanne et son aptitude à former une sorte de module qui permet comme représenté figure 4, de regrouper facilement plusieurs vannes V1, V2, V3, V4 afin de réaliser à partir d'une seule et même alimentation générale en eau et en air, une distribution d'eau et d'air à des pressions et débits choisis selon les besoins. La juxtaposition des corps de vannes est permise au moyen d'un aménagement des orifices 4 situés de part et d'autre du bloc 6 de la vanne. Ces orifices 4 comportent un alésage interne 20 à l'extrémité du canal 5 et un alésage externe 21 à proximité de la face d'extrémité du bloc 6. Cet aménagement de l'orifice-4 permet d'accueillir des accessoires divers comme par exemple une douille 22 telle que représentée partiellement figure 5. Cette douille 22, de forme tubulaire, comporte à l'une de ses extrémités une portion de cylindre 23 muni d'un joint torique 24 qui coopère avec l'alésage interne 20 aménagé au niveau de l'orifice 4. Cette portion cylindrique 23 est suivie d'une seconde portion cylindrique 25 munie d'une gorge 26. Cette seconde portion cylindrique 25 coopère avec l'alésage externe 21 de l'orifice 4. Cet alésage 21 comporte des trous 29, diamétralement opposés et parallèles entre eux, centrés dans un plan perpendiculaire à l'axe 3. Ces trous permettent le passage de clavettes 30 qui se présentent sous la forme d'aiguilles. Les orifices 29 débouchent dans l'alésage 21, permettant aux aiguilles 30 de se positionner dans la gorge 26 aménagée au niveau du cylindre 25 de l'accessoire 22, verrouillant cet accessoire dans l'orifice 4. Comme représenté figure 6, les aiguilles 30 sont reliées entre elles par une barrette 31 qui permet de les immobiliser en position active au moyen d'une vis 32 qui se loge dans le corps 1, dans un filetage approprié et - d'un écrou 33 qui serre l'ensemble. La vis 32 peut également permettre de verrouiller la position de l'accessoire 22 pour l'empêcher de tourner dans l'orifice 4. Toujours figure 6, les aiguilles sont représentées en face des trous 29 aménagés de part et d'autre de l'orifice 4 dans le bloc 6. Ces mêmes aiguilles apparaissent en position normale de blocage d'un accessoire 34 constitué d'un raccord mâle positionné au niveau de la sortie 9 du corps. La figure 7 fait apparaître, vues de côté, une vanne V représentée en traits forts et une seconde vanne V couplée à la première, représentée en traits mixtes fins et inclinée par rapport à la première selon un angle de 30 . Cette possibilité de faire varier l'angle des axes de sortie 19 de chacune des vannes simplifie les connexions desdites vannes avec les tubulures d'alimentation du ou des dispositifs de pulvérisation. Cette possibilité de variation angulaire est toutefois limitée par la nécessité de conserver un écoulement pour purger le circuit de sortie. La figure 4 montre plusieurs sortes d'accessoires qui permettent de grouper des vannes V1, V2, V3, V4. Ainsi, on trouve un accessoire 36 en forme de Té situé au milieu des deux groupes de vannes. Cet accessoire 36 permet d'alimenter les différentes vannes et en particulier les vannes V1, V2 situées à sa droite sur la figure et la vanne V3 de gauche. Les corps du couple de vannes V1, V2, sont solidaires au moyen d'un accessoire 22 en forme de douille comme illustré figure 5. A l'extrémité, sur la vanne V2, on remarque la présence d'un accessoire 37 en forme de bouchon qui obture l'orifice 4 du corps 1. La vanne V2 est alimentée à travers la vanne V1. La vanne V1 est fixée au Té 36 au moyen d'une douille 22 identique à celle qui est disposée entre les vannes V1 et V2. La vanne V3 située à gauche du Té 36 sur la figure est également fixée à ce Té 36 au moyen d'une douille 22. La vanne V3 est alimentée en eau également à travers le Té 36. La vanne V4 groupée avec les autres vannes, est utilisée pour contrôler le passage de l'air comprimé. Cette vanne V4 est fixée sur la vanne V3 au moyen d'une douille bouchon 39 qui permet d'obturer la vanne V3 et la vanne V4 simultanément. La vanne V4 est alimentée sur son côté gauche au moyen d'un accessoire 40 en forme de coude par exemple. Les figures 2 et 3 montrent, d'une façon plus détaillée, les éléments internes constitutifs de la vanne. L'obturateur 14 comporte une partie cylindrique 41 guidée dans la partie supérieure du corps 1 dans un alésage 42 du forage cylindrique 12. La partie inférieure de l'obturateur 14 se présente sous la forme d'une soupape cylindrique 43 reliée à la partie cylindrique 41 par une tige 44 dont le diamètre est de l'ordre de la moitié de celui desdites parties cylindriques. Les deux parties cylindriques 41 et 43 ont le même diamètre. La partie cylindrique 43 fait office de soupape et elle est guidée dans une douille ou chemise 45 qui se positionne au niveau de l'orifice de purge 16. Cette chemise 45 comporte une partie cylindrique 46 qui s'insère dans le bloc 6 et même dans le canal 5-avec une forme qui autorise la circulation de l'eau dans ledit canal 5. Une collerette 47 permet de fixer cette chemise 45 à la partie inférieure du bloc 6 et le fond 49 de ladite chemise comporte des orifices 50 qui permettent l'évacuation de l'eau lors de la purge. La purge sera détaillée plus loin en liaison avec la figure 3. La partie formant soupape 43 se déplace dans le corps 1 et en particulier dans l'alésage 53 qui se situe entre le canal d'alimentation 5 et le canal de sortie 10. L'entrée 54 de cet alésage 53 est façonnée en forme de convergent de façon à permettre un réglage du débit entre le canal 5 et le canal de sortie 10. Ce réglage du débit s'effectue par le déplacement de l'obturateur 14 entre la position ouverte comme représenté figure 2 et une position fermée dans laquelle le joint supérieur 55 de la soupape 43 isole le canal d'alimentation 5 du canal de sortie 10. La figure 3 montre l'obturateur 14 par moitié ; la moitié côté droit de la figure étant en position normale ouverte comme pour la figure 2 alors que la moitié gauche sur la figure 3 est en position normale d'obturation du passage entre le canal d'entrée 5 et le canal de sortie 10. On remarque que la soupape 43 comporte un canal interne 59 qui permet d'effectuer la purge du circuit de sortie. Ce canal 59 comprend un alésage de la partie centrale de la soupape 43 et un conduit oblique 61 qui le relie au canal de sortie 10. On remarque que dans cette position de fermeture de l'obturateur, l'eau peut s'écouler par le canal de purge 59, et s'évacuer par les orifices 50 aménagés dans le fond 49 de la chemise 45. Le fond 49 comporte un bouchon 62 qui s'étend axialement dans le canal de purge 59. Ce bouchon 62, muni d'un joint torique à son extrémité, obture le canal de purge 59 lorsque la soupape 43 est ouverte dans une position qui permet le passage de l'eau ou de l'air entre le canal d'entrée 5 et le canal de sortie 10. En revanche, en position normale de fermeture de la vanne, le bouchon 62 ouvre le canal 59 et permet ainsi une purge automatique du circuit de sortie. L'obturateur 14 est manoeuvré au moyen d'un organe moteur constitué d'un motoréducteur 65. Ce motoréducteur 65 est solidaire du corps 1 et il est en particulier bridé sur l'extrémité supérieure du cylindre 15 qui prolonge le corps à l'intérieur du capot 2. L'obturateur 14 comporte un alésage interne 66 qui est fileté et coopère avec la vis 67 entraînée par le motoréducteur 65. L'obturateur 14 comporte à son extrémité supérieure un doigt 69 qui est guidé verticalement dans une lumière 70 du cylindre 15 Ce doigt 69 permet également de déclencher des dispositifs fin de course 71. Ces dispositifs fin de course sont disposés sur une plaquette 72 aménagée en forme de circuit imprimé sur laquelle sont rassemblés les différents composants qui permettent de faire fonctionner la vanne et aussi de recueillir les paramètres liés au fonctionnement de cette vanne. Ainsi, on trouve dans la vanne, des capteurs de pression 73 et 74. Ces capteurs de pression sont en communication avec, d'une part, le canal d'alimentation 5 et d'autre part, le canal de sortie 10. Le corps 1 est également muni d'une résistance chauffante 75 dont le fonctionnement est commandé à partir de la platine 72. Le corps 1 comporte un orifice 76 qui permet le passage des fils d'alimentation et/ou de commande liée à la platine 72. Une prise multibroches 76, étanche, permet de relier la vanne à un tableau de commande. - REVENDICATIONS - 1.- Vanne pour la distribution d'eau et/ou d'air, dans des installations de pulvérisation d'eau sous pression en vue de la fabrication de neige artificielle par exemple, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une part, d'un corps (1) muni de plusieurs orifices - des orifices circulaires (4) susceptibles de servir indifféremment d'entrée ou de transit, situés sur un même axe (3) aux extrémités d'un canal d'alimentation (5) qui traverse ledit corps, lesquels orifices (4) sont aménagés de façon identique pour permettre l'accueil et la fixation d'accessoires variés comme des raccords d'alimentation et/ou de fixation de plusieurs corps entre eux ; - un orifice de sortie (9) centré sur un axe (19) qui est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe (3) dudit canal d'alimentation, lequel orifice de sortie (9) est greffé par un canal de sortie (10) approprié, sur un forage cylindrique (12) transverse, qui s'étend selon un axe (13) sécant et perpendiculaire à l'axe (3) dudit canal d'alimentation ; - un orifice de purge (16) situé à l'extrémité inférieure dudit forage (12), sous le canal d'alimentation (5), et, d'autre part, des moyens de commande d'un obturateur (14) disposé et guidé dans ledit forage cylindrique (12), lequel obturateur, en forme de tiroir, contrôle le débit de fluide entre l'entrée (4) et la sortie (9) et, après fermeture, permet la vidange automatique du circuit de sortie. 2.- Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le forage cylindrique (12) du corps (1) entre le canal d'entrée (4) et le canal de sortie (10), comporte une zone (54) aménagée en forme de convergent permettant, en coopération avec la partie cylindrique (43) constituant la soupape de l'obturateur, de faire varier la section de passage du fluide au fur et à mesure du déplacement dudit obturateur entre une position totalement ouverte et sa position fermée. 3.- Vanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'obturateur (14) comporte un canal de purge (59) qui est constitué d'un forage axial à sa partie inférieure, débouchant par le biais d'un conduit (61) dans la zone de passage du fluide, lequel canal (59) est ouvert ou fermé selon la position de l'obturateur au moyen d'un bouchon (62) qui s'étend axialement à partir de l'extrémité inférieure du corps de la vanne. 4.- Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'obturateur (14) est guidé à sa partie inférieure, dans une chemise (45) qui est solidaire du corps (1), laquelle chemise comporte un fond (49) ajouré pour permettre l'écoulement du fluide en cas de purge, lequel fond supporte le bouchon (62) qui ferme le canal de purge (59) lorsque l'obturateur est en position inactive d'obturation. 5.- Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de commande de l'obturateur (14) sont constitués d'un motoréducteur (65) logé dans un capot (2) qui est fixé sur le dessus du corps, de façon étanche, lequel capot renferme également une platine (72) sur laquelle sont rassemblés sous forme de circuit imprimé les différents circuits de commande dudit motoréducteur, les circuits liés au système de fin de course (71) déclenchés par un doigt (69) fixé à l'extrémité supérieure dudit obturateur (14), le circuit de commande de la résistance (75) servant à réchauffer le corps pour éviter les problèmes de gel et, éventullement, les circuits de mesure de la pression dans le canal d'entrée (5) et dans le canal de sortie (10), lequel corps étant muni d'un passe-fil étanche avec prise de raccordement (77). 6.- Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les orifices (4) servant d'entrée et/ou de transit, comportent un double alésage cylindrique (20, 21) dont l'un permet d'assurer l'étanchéité et l'autre la fixation avec les accessoires associés au corps (1), lesquels moyens de fixation sont constitués d'un système de clavettes (30) en forme d'aiguilles, lesquelles aiguilles sont diamétralement opposées dans des trous (29) qui débouchent dans l'alésage externe (21) et permettent auxdites aiguilles de coopérer avec une gorge (26) aménagée sur la partie cylindrique correspondante (25) dudit accessoire. 7.- Vanne selon la revendication 6, caractérisée en ce que les clavettes (30) sont solidaires formant une sorte de U susceptible d'être fixé sur le corps par tout moyen approprié, en particulier par une vis (32) qui réalise simultanément l'immobilisation par serrage de l'accessoire immobilisé par ladite clavette. 8.- Vanne selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que l'accessoire associable au corps (1) se présente soit sous la forme d'un bouchon (37), soit sous la forme d'une douille tubulaire (22) qui permet d'associer et de juxtaposer deux corps (1), soit sous la forme d'une douille bouchon (39) qui permet d'associer deux corps (1) tout en séparant les fluides de chaque corps, soit une pièce de raccordement en forme de Té (36) ou de douille (34) ou encore de coude (40).