Brevet FR2899947A1 — publié le 20071019

ELEMENT D'OBTURATION POUR LA REGULATION DE LA CIRCULATION D'UN FLUIDE DANS UNE INSTALLATION HYDRAULIQUE La présente invention concerne un élément d'obturation pour la régulation de la circulation d'un fluide dans une installation hydraulique, et plus particulièrement de distribution d'eau. De tels éléments d'obturation sont généralement constitués par une boule hémisphérique immergée dans le fluide et constituée d'une enveloppe externe en élastomère enrobant un noyau dur et plein résistant à la pression, et destinée à obturer ou libérer le siège d'une ouverture circulaire de l'installation, à la manière d'une soupape, et ceci par flottement ou par gravité. De tels éléments d'obturation sont connus et sont constitués par une enveloppe externe en élastomère enrobant une sphère correspondant à ses dimensions internes, constituée par deux coquilles en tôle creuses obtenues par emboutissage, puis soudure. L'inconvénient de ce type de boules réside essentiellement dans leur coût du fait de l'intervention nécessaire de spécialistes pour réaliser les demi-coquilles et leur soudure, de manière concentrique lors de leur emboutissage. Il est également souvent nécessaire d'équilibrer l'ensemble, qui ne doit pas présenter de balourds, bien entendu, car l'appui de la boule doit être indifférencié, sa position dans le fluide pouvant 5 varier, et de plus pour éviter une usure localisée. Il est également connu de remplacer les coquilles hémisphériques par un noyau dur et plein en bois, mais ceci présente, de par la présence du bois, 10 l'inconvénient d'offrir une boule dont la forme n'est pas constante dans le temps, ce qui présente bien entendu des inconvénients pour obtenir une étanchéité parfaite de l'ouverture qui, elle, est circulaire et ne se déforme pas. 15 Il a également été déjà proposé de remplacer le noyau en bois par un noyau en matière plastique, mais qui présente pour sa part l'inconvénient d'avoir un état de surface très lisse, ce qui implique de réaliser 20 sur celle-ci des saillies assurant autant de points d'accrochage du revêtement en caoutchouc déposé sur le noyau ultérieurement. Cette solution remédie aux inconvénients 25 précédents, mais est d'un coût de revient élevé. La présente invention a pour but de remédier à l'ensemble de ces inconvénients et concerne à cet effet un élément d'obturation pour la régulation de la 30 circulation d'un fluide dans une installation hydraulique, du type constitué par une boule sphérique immergée, constituée d'une enveloppe externe en élastomère enrobant un noyau dur et plein résistant à la pression et destiné à obturer ou libérer directement ou indirectement une ouverture de l'installation, caractérisé en ce que le noyau de la sphère est réalisé à partir d'une agrégation de granulats, d'origine organique ou minérale, et d'un liant, de masse volumique prédéterminée en fonction du choix des composants, pour une obturation directe ou indirecte par flottement ou par gravité. L'invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente une vue en coupe dans le plan diamétral d'une boule sphérique selon l'invention, destinée à constituer un élément d'obturation dans une installation hydraulique. Les figures 2 et 3 représentent schématiquement une portion de circuit hydraulique comprenant un élément d'obturation selon l'invention, respectivement dans une position non active et dans une position d'obturation, dans une application de l'élément d'obturation par flottement, pour une action en obturation directe. La figure 4 représente une vue schématique d'une application de la boule sphérique selon l'invention, à un capteur de niveau, pour une action en obturation indirecte. Les figures 5 et 6 représentent schématiquement une portion de circuit hydraulique comprenant un élément d'obturation selon l'invention, respectivement dans une position non active et dans une position d'obturation, dans une application de l'élément d'obturation par gravité, pour une action en obturation directe. De maniere connue, l'installation hydraulique représentée sur les figures se compose schématiquement d'un circuit hydraulique 1 comportant une tuyauterie 2 et une chambre 3 dans laquelle est disposé l'élément d'obturation 4 ou boule, laquelle chambre comprend une arrivée A et une sortie S. D'une manière générale, selon les exemples d'application représentés sur les figures 2, 3 et 5, 6, l'élément d'obturation est une boule sphérique immergée, constituée d'une enveloppe externe 10 en élastomère enrobant un noyau dur et plein 11 résistant à la pression et destiné à obturer ou libérer le siège d'une ouverture circulaire 5 de l'installation 1, à la manière d'une soupape. Selon les exemples représentés sur les figures 2 et 3, il s'agit d'une application de l'invention à un système d'obturation par flottaison, alors que selon les exemples d'application représentés sur les figures 5 et 6, il s'agit d'un système d'obturation par gravité. En ce qui concerne la figure 4, il s'agit d'une variante d'application d'un élément flottant selon l'invention, mais agissant indirectement sur un système d'obturation par l'intermédiaire d'un système de commande mécanique 6 lié au niveau 7 d'un liquide 8 se trouvant dans une cuve 9 à contrôler, alors que selon les exemples précédents, il s'agissait d'une action directe en obturation sur une ouverture. Selon une caractéristique générale de l'invention, le noyau 11 de la boule sphérique 4 est réalisé à partir d'une agrégation de granulats, d'origine organique ou minérale, et d'un liant, de masse volumique prédéterminée en fonction du choix des composants, pour une obturation par flottement ou par gravité. Selon un premier exemple de réalisation (figures 5 et 6), le noyau 11 est obtenu à partir d'un mélange de graviers, de sable, de ciment et d'eau formant un béton dont la masse volumique est supérieure à 1 000 k/m3, afin d'obtenir une boule d'obturation 4 agissant en fermeture dans le circuit 1, par gravité. Selon une variante de réalisation (figures 2, 3 et 4), le noyau 11 est obtenu à partir d'un mélange de granulats dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3, afin d'obtenir une boule d'obturation 4 agissant en fermeture dans le circuit 1, par flottement. Cette masse volumique peut varier entre 350 et 800 k/m3, alors que le béton ordinaire est de 2 400 k/m3. Selon un exemple pratique de réalisation, le mélange constituant le noyau 11 est un béton léger dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3, par incorporation d'un produit moussant créant des pores pour l'obtention d'un béton aéré ou cellulaire. Il pourra s'agir par exemple d'un mélange de sable, de chaux, de ciment, d'eau et d'un agent d'expansion 10 servant à créer les cellules se remplissant d'air. Avantageusement, les pores qui se créent naturellement favorisent l'accrochage du caoutchouc de l'enveloppe extérieure 10, sans intervention 15 complémentaire sur l'aspect de surface du noyau plein 11, contrairement à ce qui était proposé par l'art antérieur. Selon une variante, le mélange constituant le noyau 20 11 est un béton léger dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3, par incorporation de charges légères, pour l'obtention d'un béton aéré ou cellulaire. 25 Dans tous les cas, les pourcentages des composants varient en fonction de la masse volumique à obtenir. Qu'il s'agisse, selon les exemples précités, d'un béton traditionnel, de densité supérieure à 1, ou d'un 30 béton cellulaire ou aéré, de densité inférieure à 1, l'intérêt de l'invention est de présenter un noyau 11 de densité choisie, présentant un aspect de surface suffisamment rugueux pour permettre l'accrochage du revêtement 10 en caoutchouc, tout en offrant une résistance à la pression très importante, avantages auxquels il faut ajouter la facilité de réalisation. Il est à noter que, si le béton dit cellulaire ou alvéolaire est connu en soi et apprécié dans la construction, pour ses qualités de résistance et de légèreté, il n'était pas pour autant évident d'aboutir à l'application nouvelle, objet de la présente invention, aux flotteurs pour circuits hydrauliques. Par conséquent, il s'agit bien là d'un préjugé vaincu permettant de résoudre un problème dans un domaine complètement différent, pour un résultat également complètement différent par rapport à l'utilisation traditionnelle de ce matériau. En ce qui concerne l'enveloppe extérieure 10 en élastomère, il pourra s'agir par exemple d'un Ethylène- Propylène-Diène-Monomère (EPDM), d'un Nitrite- Butadiène-Rubber (NBR) ou en encore d'un Fluoroélastomère (FKM). Il pourra également s'agir d'un silicone. Dans tous les cas, le revêtement 10 sera déposé sur le noyau 11 par surmoulage ou encore par trempage dans un Polyuréthane ou un Latex.30 REVENDICATIONS 1. Elément d'obturation pour la régulation de la circulation d'un fluide dans une installation hydraulique (1), du type constitué par une boule sphérique immergée (4), comprenant une enveloppe externe (10) en élastomère enrobant un noyau dur et plein (11), résistant à la pression et destiné à obturer ou libérer, directement ou indirectement, une ouverture de l'installation, caractérisé en ce que le noyau (11) de la boule sphèrique (4) est réalisé à partir d'une agrégation de granulats, d'origine organique ou minérale, et d'un liant, de masse volumique prédéterminée en fonction du choix des composants, pour une obturation directe ou indirecte par flottement ou par gravité. 2. Elément d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (11) est obtenu à partir d'un mélange de graviers, de sable, de ciment et d'eau formant un béton dont la masse volumique est supérieure à 1 000 k/m3, afin d'obtenir une boule d'obturation (4) agissant en fermeture dans le circuit (1), par gravité. 3. Elément d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (11) est obtenu à partir d'un mélange de granulats dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3, afin d'obtenir une boule d'obturation (4) agissant en fermeture dans le circuit (1), par flottement. 4. Elément d'obturation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mélange constituant le noyau (11) est un béton léger dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3, par incorporation d'un produit moussant créant des pores pour l'obtention d'un béton aéré ou cellulaire. 5. Elément d'obturation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mélange constituant le noyau (11) est un béton léger dont la masse volumique est inférieure à 1 000 k/m3, par incorporation de charges légères, pour l'obtention d'un béton aéré ou cellulaire. 6. Elément d'obturation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (10) en élastomère est réalisée en Éthylène-Propylène-Diène-Monomère (EPDM). 7. Elément d'obturation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe en élastomère est réalisée en Nitrite-Butadiène-Rubber (NBR). 8. Elément d'obturation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (10) en élastomère est réalisée en Fluoroélastomère (FKM).