Brevet FR2803009A1 — publié le 20010629

L'invention se rapporte à un dispositif de contrôle de l'écoulement d'un fluide au moyen d'une soupape différentielle. Il est nécessaire notamment sur les réseaux de distribution d'eau potable d'éviter toute pollution accidentelle de ces réseaux. Une pollution du réseau de distribution pourrait se produire lorsqu'en amont d'un point de distribution en cours d'utilisation, c'est à dire alimentant par exemple à l'aide d'un tuyau, une citerne agricole utilisée pour le traitement phytosanitaire des cultures, il se produit un soutirage puissant par exemple pour un essai de lance à incendie. Ce soutirage provoque alors en aval de ce point de soutirage par un effet de dépression le pompage du liquide contenu dans la citerne agricole entraînant ainsi les produits phytosanitaires dans le réseau de distribution. Pour éviter un tel phénomène, il est connu de faire appel à un dispositif appelé disconnecteur. Ce dispositif fait appel à une soupape différentielle. Cette soupape différentielle contrôle le déplacement d'un obturateur qui, lorsqu'il est écarté de son siège, permet la mise à l'air libre d'une chambre dans laquelle transite le fluide provenant de l'amont vers l'aval. Une telle soupape est logée dans un corps présentant une entrée et une sortie, chacune de ses entrée et sortie étant équipée d'un clapet antiretour. L'obturateur est porté par une tige guidée en translation, à laquelle tige est fixée une membrane. Cette membrane est d'un coté soumise à la pression prélevée en amont du clapet anti-retour disposé à l'entrée et de l'autre coté soumise à la pression aval. Par le jeu des surfaces et d'un ressort, l'ensemble est équilibré de manière qu'en fonctionnement normal, c'est à dire avec un différentiel de pression prédéterminé, I'obturateur s'appuie sur son siège. La pression amont doit être supérieure à la pression aval. Lorsque ce différentiel de pression se réduit en dessous de la valeur prédéterminée, I'obturateur s'écarte de son siège sous l'effet du ressort et de ce fait l'eau contenue dans la chambre s'écoule à l'extérieur et il y a disconnection entre l'entrée et la sortie. 2 2803009 On reproche à ce type de valve la complexité du montage, le trop grand nombre de pièces, I'encombrement important, etc... L'invention se propose de remédier notamment à ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de contrôle de l'écoulement d'un fluide comprenant un corps délimitant une chambre dite intermédiaire présentant une entrée, une sortie et une conduite d'évacuation, laquelle conduite d'évacuation est contrôlée par une soupape différentielle comprenant elle-même un obturateur déplacé par une membrane immobilisée en périphérie dont l'une dite amont de ses deux faces est soumise à la pression prélevée en amont de la chambre intermédiaire et l'autre dite aval soumise à la pression du fluide dans ladite chambre intermédiaire, ce dispositif de contrôle étant caractérisé en ce que: - la membrane présente en son centre une découpe, - la zone de la face, dite aval, bordant cette découpe constitue l'obturateur prenant appui sur son siège et - la zone de la face, dite amont, bordant cette découpe porte un piston creux axé sur la dite découpe, lequel piston creux constitue localement la conduite d'évacuation. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement un dispositif en coupe axiale. En se reportant au dessin, on voit un dispositif 1 de contrôle de l'écoulement d'un fluide au moyen d'une soupape 2 différentielle. Ce dispositif permet lors d'une brusque baisse de pression en amont d'éviter une pollution accidentelle du réseau. Classiquement, le dispositif de contrôle comprend un corps 3 délimitant une chambre 4 dite intermédiaire présentant une entrée 5, une sortie 6 et une conduite 7 d'évacuation, laquelle conduite 7 d'évacuation est contrôlée par une soupape différentielle 2 comprenant elle-même un obturateur 8 déplacé par une membrane 9 immobilisée en périphérie dont l'une (10) dite amont de ses deux faces 10, 11 est soumise à la pression prélevée en amont de la chambre intermédiaire et l'autre (11) dite aval soumise à la pression du fluide dans ladite chambre intermédiaire. 3 2803009 Les conduites d'entrée et de sortie de la chambre sont équipées d'un clapet 12, 13 anti-retour. Le clapet 12 anti-retour situé sur la conduite d'entrée est réglé pour avoir une pression d'ouverture assez haute. Par le jeu des surfaces sur lesquelles s'exercent la pression amont et la pression de la chambre intermédiaire et, accessoirement, la force développée par un ressort 14, l'ensemble est équilibré de manière qu'en fonctionnement normal, c'est à dire avec un différentiel de pression prédéterminé entre l'amont et l'aval, l'obturateur s'appuie sur son siège. Lorsque ce différentiel de pression se réduit en dessous de la valeur prédéterminée, l'obturateur s'écarte de son siège et, de ce fait, l'eau contenue dans la chambre intermédiaire s'écoule à l'extérieur et il y a alors disconnection entre l'entrée et la sortie. Ce dispositif doit être monté de manière à permettre un écoulement par gravité de l'eau lorsque le dispositif est en position de disconnecteur. Selon une caractéristique de l'invention: - la membrane 9 présente en son centre une découpe 15, - la zone de la face 11 dite aval bordant cette découpe 15 constitue l'obturateur prenant appui sur son siège 16 et - la zone de la face 10 dite amont bordant cette découpe porte un piston 17 creux axé sur la dite découpe 15, lequel piston creux constitue localement la conduite 7 d'évacuation. La conduite 7 débouche à l'atmosphère. La face externe 18 du piston 17 creux constitue localement une portée de guidage en translation de ce piston. Lorsque l'enveloppe délimitant le corps du dispositif est d'épaisseur réduite et ne peut donc assurer un guidage correct du piston, le corps du dispositif présente alors un court manchon 19 de longueur suffisante pour, avec la face externe du piston, réaliser ce guidage suffisant. Un joint torique réalise l'étanchéité entre le manchon et le piston. Lorsque l'obturateur est écarté du siège, la membrane et le piston creux forme un entonnoir par lequel l'écoulement se fait par gravité. 4 2803009 L'eau peut donc s'écouler librement sans qu'aucun obstacle nuise à cet écoulement. Le piston 17 creux présente en sa partie supérieure, c'est à dire celle en contact avec la membrane, une collerette 17A sur laquelle se fixe la partie centrale de la membrane. Cette collerette confère à la zone de la membrane formant l'obturateur une bonne rigidité et la forme souhaitée. Par exemple, I'obturateur sera plan ou légèrement convexe pour s'appliquer sur son siège. La fixation de la membrane sur la collerette se fait par exemple par collage. Il sera avantageusement prévu un lamage 20 au niveau de la face d'appui de la collerette sur la membrane. Le siège 16 de l'obturateur est formé par une nervure formant un anneau. Ce siège est donc tourné vers le bas et vers le piston creux. Le volume entourant cette nervure est en communication avec le volume situé entre les deux clapets anti-retour et définit ainsi la chambre intermédiaire. Les particules que pourraient transporter le fluide ne peuvent donc s'accumuler au niveau de ce siège. Dans l'exemple représenté, les conduites d'entrée et de sortie sont coaxiales et sont donc pourvues chacune d'un clapet anti-retour et entre les deux clapets est prévu un court tronçon de liaison. En amont du clapet anti-retour situé sur la conduite d'entrée est réalisé un canal 21 qui débouche dans une chambre 22 dite de transition qui s'étend sous la surface occupée par la membrane. Cette chambre 22 de transition communique avec une chambre 23 dite chambre amont délimitée localement par la face dite amont de la membrane et une pièce 24 montée amovible venant pincer le bord de cette membrane. Cette chambre dite amont loge un moyen élastique qui prend appui d'une part sur le piston et notamment sur la collerette et sur une surface d'appui de la chambre dite amont. La chambre de transition est délimitée par la paroi délimitant le fond de la chambre amont et un couvercle 25 présentant le court manchon. Ce couvercle peut par exemple être vissé. 2803009 Ainsi, on réduit le nombre de composants le parcours de l'eau lorsque la disconnection est simplifiée. On dispose d'un produit extrêmement compact avec une possibilité d'échanger facilement les différentes pièces. 6 2803009 REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de l'écoulement d'un fluide comprenant un corps (3) délimitant une chambre (4) dite intermédiaire présentant une entrée (5), une sortie (6) et une conduite (7) d'évacuation, laquelle conduite (7) d'évacuation est contrôlée par une soupape différentielle (2) comprenant elle-même un obturateur (8) déplacé par une membrane (9) immobilisée en périphérie dont l'une (10) dite amont de ses deux faces (10, 11) est soumise à la pression prélevée en amont de la chambre intermédiaire et l'autre (11) dite aval soumise à la pression du fluide dans ladite chambre intermédiaire, ce dispositif étant CARACTERISE en ce que: - la membrane (9) présente en son centre une découpe (15), - la zone de la face (11) dite aval bordant cette découpe (15) constitue l'obturateur prenant appui sur son siège (16) et - la zone de la face (10) dite amont bordant cette découpe porte un piston (17) creux axé sur la dite découpe (15), lequel piston creux constitue localement la conduite (7) d'évacuation. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la face externe (18) du piston (17) creux constitue localement une portée de guidage en translation de ce piston. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le corps du dispositif présente un court manchon (19) de longueur suffisante pour, avec la face externe du piston, réaliser ce guidage suffisant. 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le piston (17) creux présente en sa partie supérieure, c'est à dire celle en contact avec la membrane, une collerette (17A) sur laquelle se fixe la partie centrale de la membrane. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'est prévu un lamage (20) au niveau de la face d'appui de la collerette sur la membrane. 6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le siège de lI'obturateur est formé par une nervure formant un anneau. 7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'obturateur est plan. 7 2803009 8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'obturateur est légèrement convexe. 9. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que: - les conduites d'entrée et de sortie sont coaxiales et sont donc pourvues chacune d'un clapet anti-retour et entre les deux clapets est prévu un court tronçon de liaison, - en amont du clapet anti-retour situé sur la conduite d'entrée est réalisé un canal (21) qui débouche dans une chambre (22) dite de transition qui s'étend sous la surface occupée par la membrane et - cette chambre (22) de transition communique avec une chambre (23) dite chambre amont délimitée localement par la face dite amont de la membrane et une pièce (24) montée amovible venant pincer le bord de cette membrane. 10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que la chambre de transition est délimitée par la paroi délimitant le fond de la chambre amont et un couvercle (25) présentant le court manchon.