Brevet FR2844329A1 — publié le 20040312

La présente invention concerne un dispositif de fermeture d'une conduite d'écoulement de liquide dans un canal permettant d'éviter un refoulement du liquide en cas de montée de celui-ci au-dessus du niveau de sortie de la canalisation dans le canal. Lors d'une montée d'un liquide, tel que de l'eau dans un canal au dessus du niveau de sortie d'une canalisation dans ce canal, l'eau est amenée à refouler dans la canalisation vers l'origine de l'écoulement ce 10 qui est une cause d'inondation. La technique antérieure a fait connaître des dispositifs à capteurs électriques permettant de commander la fermeture de la canalisation lors d'une telle montée de l'eau. Cependant, de tels dispositifs ne 15 sont pas fiables et reposent notamment sur une fourniture d'énergie électrique qui peut faire défaut. La présente invention concerne ainsi un dispositif de fermeture automatique sans l'aide d'énergie électrique d'une canalisation d'écoulement de liquide par simple 20 action de la montée du liquide, le dispositif revenant automatiquement dans sa position permettant l'écoulement du liquide lorsque le liquide baisse en dessous du niveau de sortie de la canalisation dans le canal. Conformément à l'invention, le dispositif de 25 fermeture automatique d'une canalisation d'écoulement d'un liquide dans un canal présentant une paroi de délimitation latérale munie d'une ouverture communiquant avec ladite canalisation pour l'écoulement du liquide dans le canal est caractérisé en ce qu'il comprend un 30 tube avantageusement vertical traversant la canalisation, un piston mobile dans ledit tube entre une position basse de dégagement de la canalisation et une position haute d'obturation, une chambre en dessous du piston dans sa position basse communique avec le canal par un orifice 35 situé en dessous de l'ouverture de façon que le piston se déplace sous l'action du liquide présent dans la chambre de sa position basse de dégagement vers sa position haute d'obturation lorsque le liquide dans le canal dépasse un minimum prédéterminé de refoulement du liquide du canal dans la canalisation. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - l'orifice est situé à une hauteur plus basse que la partie inférieure du piston en position basse et correspondant par exemple à la hauteur d'étiage du liquide dans le canal; - des moyens sont prévus pour limiter la course du piston de sa position haute à sa position basse; - une chambre est formée dans le tube au-dessus du piston en position haute et communique avec l'atmosphère; - un ressort est prévu pour s'appuyer sur le piston en tendant à repousser le piston en position basse; - le ressort présente une force de rappel empêchant le début d'obturation de la canalisation avant que le niveau du liquide dans le canal dépasse la valeur de 20 refoulement précitée; - des moyens de réglage de la force de rappel du ressort sont prévus à l'extérieur du tube; - le piston est relié à une tige de guidage du piston dans le tube coopérant éventuellement avec un plat 25 de guidage monté dans le tube; - la tige de guidage du piston est creuse et délimite un logement pour le ressort; - le piston présente une masse formant une force de rappel empêchant le début d'obturation de la canalisation 30 avant que le niveau du liquide dans le canal dépasse la valeur de refoulement précitée; - des moyens sont prévus pour assurer l'étanchéité entre le piston et le tube. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, 35 caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 montre le dispositif selon 5 l'invention dans sa position d'écoulement d'un liquide dans le canal; et - la figure 2 montre le dispositif selon l'invention dans sa position d'obturation du passage d'écoulement du liquide. A la figure 1, on a représenté une canalisation 1 d'écoulement d'un liquide tel que de l'eau dans un canal 2. Le canal 2 est ici supposé avoir été réalisé en ciment en présentant une paroi de délimitation latérale munie d'une ouverture 4 pour l'écoulement dans le canal 2 du 15 liquide sortant de la canalisation 1. Un tube avantageusement vertical 5 est disposé dans un terrain 6 ou dans un puits formant regard à proximité de la paroi 3 du canal et traverse la canalisation 1 en étant coupé par celle-ci. Le tube 5 délimite ainsi dans 20 la canalisation 1 un passage 7 traversé par le liquide. Le tube vertical 5, qui est fermé à son extrémité inférieure, présente de préférence à proximité de cette extrémité une ouverture 8 qui communique, par un conduit 9, avec un orifice 10 percé dans la paroi 3 du canal. 25 Conformément à l'invention, l'orifice 10 est formé à une hauteur hi correspondant à la hauteur d'étiage du liquide dans le canal 2. Un piston 11 est prévu dans le tube 5 pour pouvoir se déplacer dans ce tube entre une position basse o il 30 repose sur des appuis inférieurs 12 en dégageant le passage et une position haute (figure 2) o il repose sur des appuis supérieurs 13 dans une position o il obture le passage 7 en empêchant au liquide de refouler dans la canalisation 1 lorsqu'il atteint une hauteur h2. 35 Un élément d'étanchéité 14 est de préférence prévu sur la paroi interne du tube 5 pour assurer l'étanchéité entre le piston 11 et le tube, et ce piston présente évidemment une hauteur au moins égale au diamètre du passage 7. Le piston 11 délimite ainsi avec le tube 5 une chambre 15 en dessous du piston 11 en position basse et une chambre 16 au-dessus du piston 11 en position haute. De manière à assurer un guidage du piston 11 à l'intérieur du tube 5, le piston 11 est muni, à sa partie supérieure, d'une tige verticale 17 pouvant coopérer en glissement avec un plat de guidage 18 monté dans le tube 10 5. Bien que cela ne soit pas obligatoire, conformément à l'invention et comme on le verra plus loin en liaison avec le fonctionnement de l'ensemble du dispositif, un ressort 19 est de préférence prévu pour s'appuyer d'une 15 part sur la partie supérieure du tube 5 et d'autre part sur le piston 11. Le ressort 19 est ainsi destiné à s'opposer à la montée du piston 11 sous l'effet du liquide en ralentissant cette montée. Le ressort 19 est par ailleurs monté dans un bout de tube 20 lui-même fixé 20 à la partie supérieure du tube 5 et disposé à l'intérieur de la tige 17 du piston qui est alors creuse de sorte que celle-ci coulisse dans le bout de tube 20 lorsque le piston il se déplace à l'intérieur du tube 5. Des moyens 21 actionnables depuis l'extérieur du tube 5 sont en 25 outre prévus pour régler la raideur du ressort 19 et la force de rappel qu'il exerce sur le piston de façon à régler son action avec une forme inférieure à la poussée du liquide dans le tube 5. Dans la réalisation représentée, la chambre 30 supérieure 16 du tube 5 est ouverte en 22 à l'atmosphère pour permettre un équilibrage de la pression de cette chambre avec l'atmosphère, et pour éviter une mise en pression de l'air se trouvant dans cette chambre, ce qui aurait pour effet de bloquer la montée du piston 11 sous 35 la poussée du liquide. Après avoir décrit le dispositif selon l'invention, on indique ci-après comment celui-ci fonctionne. Lorsque le liquide dans le canal 2 reste en dessous de la hauteur hl, c'est-à-dire ne dépasse pas la hauteur d'étiage, le dispositif est dans la position de repos de la figure 1 et le liquide peut s'écouler librement depuis 5 la canalisation 1 dans le canal 2 à travers le passage 7 et l'ouverture 4. Dès que la hauteur du liquide dépasse hl, une certaine quantité de liquide passe du canal 2 dans la chambre inférieure 15 à travers le conduit 9 en suivant 10 les flèches 30. Cependant, le dispositif reste dans cette position de repos au moins jusqu'à ce que le liquide se trouvant dans le canal dépasse une hauteur h3. En effet, pour cette hauteur, l'eau ayant passé dans la chambre 15 atteint le bas du piston 11 en suivant les flèches 31 et 15 tend à soulever ce piston en s'opposant au poids du piston et à la force du ressort 19 lorsque celui-ci est prévu. On comprendra aisément que si on ne prévoit pas le ressort 19, le piston 11 suivra, à partir de h3, la 20 hauteur du liquide dans le canal en supposant évidemment que le piston il soit réalisé de manière à pouvoir flotter sur le liquide. Afin de s'opposer à la pression de l'eau qui agit sur le piston 11, on peut prévoir, en plus du ressort 19 ou à la place de celui-ci, une masse 25 d'équilibrage à la poussée du liquide dans le tube 5. Conformément à l'invention, on préfère que le piston il soit muni du ressort 19, ou que ce piston présente une masse telle que soit créé, dès que le piston 11 monte sous l'effet du liquide, une force de rappel 30 empêchant le début d'obturation de la canalisation avant que le liquide dans cette canalisation atteigne une hauteur telle que le liquide dans le canal refoule dans la canalisation. Ainsi, pour la hauteur h2 mentionnée précédemment 35 (figure 2) o, en l'absence du dispositif selon l'invention, une partie du liquide contenu dans le canal 2 refoulera dans la conduite 1 à travers l'ouverture 4, le piston 11 viendra en position haute en butée contre les appuis supérieurs 13. Dans cette position le piston 11 obstrue complètement le passage 7 de la figure 1 en empêchant tout refoulement du liquide depuis le canal 2 vers l'origine de cet écoulement. On comprend que, par un étalonnage approprié de la raideur du ressort 19 ou par un réglage de celle-ci à l'aide du moyen de réglage 21, et/ou par un réglage du poids du piston il par exemple à l'aide de la masse 10 d'équilibrage mentionnée plus haut, il soit possible de régler la hauteur h2 pour laquelle le piston obture complètement le passage 7 et empêche tout refoulement du liquide du canal à travers l'ouverture 4, l'étanchéité entre le piston 11 et le tube 5 étant alors assurée par 15 l'élément d'étanchéité 14. Comme on l'a vu plus haut, en l'absence du ressort 19, il est possible de prévoir le piston 11 pour que celui-ci suive sensiblement la montée du liquide dans le canal jusqu'à ce que sa partie supérieure atteigne les 20 appuis supérieurs 13. Ainsi, et dans tous les cas, tant que le niveau du liquide dans le canal 2 est supérieur à h2, le dispositif selon l'invention reste dans la position active de la figure 2. Lorsque le niveau du liquide dans le canal baisse en dessous de la hauteur h2, le piston 1l descend, de son propre poids, et/ou sous l'action du ressort qui s'oppose alors au frottement du piston 11 sur les parois internes du tube 5 et tend à rejeter le liquide se trouvant sous 30 le piston et l'amener dans le canal 2 à travers le conduit 9 dans la direction contraire aux flèches 30 de la figure 1. Au plus tard pour la hauteur h3, le piston 5 vient en position basse en butée contre les appuis inférieurs 12 selon la figure 1, c'est-à-dire dans la 35 position de repos du dispositif. Cependant, dans le cas o le piston 11 est soumis à l'action du ressort 19 ou si son poids le rend notablement plus dense que le liquide, la position de repos peut évidemment être atteinte avant que le niveau du liquide dans le canal atteigne la hauteur h3. Seule reste alors au fond de la chambre inférieure 15 une 5 petite couche de liquide, mais ce liquide n'aura pas d'influence sur le fonctionnement du dispositif qui est prêt à agir à nouveau et à fermer automatiquement, sans l'aide d'énergie électrique, la conduite d'écoulement 1, par une simple action de la montée du liquide au plus 10 tard lorsque le liquide monte au- dessus du niveau de sortie de la canalisation dans le canal, cette fermeture étant, comme on l'a vu plus haut, nécessaire pour éviter un refoulement du liquide vers l'origine de l'écoulement. Dans ce qui précède le terme "canal" s'applique à 15 tout type de moyen de passage de liquide, tel que par exemple une conduite d'eau. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fermeture automatique d'une canalisation (1) d'écoulement d'un liquide dans un canal 5 (2) présentant une paroi de délimitation latérale (3) munie d'une ouverture (4) communiquant avec ladite canalisation pour l'écoulement du liquide dans le canal, caractérisé en ce qu'il comprend un tube avantageusement vertical (5) traversant la canalisation, un piston (11) 10 mobile dans le tube entre une position basse de dégagement de la canalisation et une position haute d'obturation, une chambre (15) en dessous du piston (11) dans sa position basse communique avec le canal par un orifice (10) situé en dessous de l'ouverture (4) de façon 15 que le piston (11) se déplace sous l'action du liquide présent dans la chambre (15) de sa position basse de dégagement vers sa position haute d'obturation lorsque l'eau dans le canal dépasse un minimum prédéterminé de refoulement du liquide du canal dans la canalisation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice (10) est situé à une hauteur (hi) plus basse que la partie inférieure du piston en position basse et correspondant par exemple à la hauteur d'étiage du liquide dans le canal. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des moyens (12, 13) sont prévus pour limiter la course du piston (11) de sa position haute à sa position basse. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, 30 caractérisé en ce qu'une chambre (16) est formée dans le tube (5) au-dessus du piston (11) en position haute et communique avec l'atmosphère (en 22). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un ressort (19) est prévu pour 35 s'appuyer sur le piston (11) en tendant à repousser le piston en position basse. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort présente une force de rappel empêchant le début d'obturation de la canalisation avant que le niveau du liquide dans le canal dépasse la valeur de refoulement précitée. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que des moyens de réglage de la force de rappel du ressort (19) sont prévus à l'extérieur du tube (5). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le piston (11) est relié à une tige (17) de guidage du piston dans le tube coopérant éventuellement avec un plat de guidage (18) monté dans le tube. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la tige de guidage (17) du piston (11) est creuse et délimite un logement pour le ressort (19). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le piston présente une masse 20 formant une force de rappel empêchant le début d'obturation de la canalisation avant que le niveau du liquide dans le canal dépasse la valeur de refoulement précitée. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 25 10, caractérisé en ce que des moyens (14) sont prévus pour assurer l'étanchéité entre le piston (11) et le tube (5).