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Les vannes connues pour conduites d'eau sous pression sont généralement du type soit à soupape, soit à boisseau, soit à tiroir.
Les vannes à soupape sont d'une construction relativement compliquée et par conséquent coûteuse. En outre elles' exigent la présence de différents bourrages qui sont sujets à détérioration assez rapide, ce qui implique leur remplacement assez fréquent en cas , de service intensif de la vanne. D'autre part la commande de la soupape stopère à l'aide d'une tige filetée manoeuvrée par.une manett, ou volant nécessitant un assez grand nombre de tours pour obtenir la fermeture ou l'ouverture complète de la vanne, d'où lenteur dans la manoeuvre.
Si les vannes à boisseau sont d'une manoeuvre plus rapide, elles exigent néanmoins plusieurs bourrages également et, par ailleurs, l'oxydation ou les dépôts de calcaire entre le boisseau et la carotte peut rendre leur manoeuvre pénible avec risque d'avarie des organes de commande,
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Il en est de même d'ailleurs en ce qui concerne les vannes à tiroir manoeuvrable par un levier et' dont le bris de certains organes est à craindre ensuite des effets dtoxydation ou des formations de calcaire sur ceux-ci.
Ces divers inconvénients sont évités avec la vanne qui fait l'objet de la présente invention, du fait que la manoeuvre de celle- ci s'opère uniquement par une pression hydraulique, dtoù suppression complète des bourrages nécessaires lors de l'emploi de moyens méca- niques de commande tels que levier, volant, manette ou poignée..
Dans ce but, et suivant l'invention, l'obturateur de la vanne est constitué par un piston double formé de deux pistons opposés de section différente, les mouvements de ce piston, dans le sens de la fermeture ou de l'ouverture de la vanne, étant produits par les forces différentes appliquées par la pression de l'eau, de la canalisation à contrôler, sur les faces respectives des pistons opposés.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, le piston de plus grande section coulisse dans une chambre intercalée dans un conduit "by-pass" c'est-à-dire dévié de la. canalisation d'eau sous pression dont il y a lieu d'assurer la fermeture où l'ouverture, les extrémités de ce conduit de déviation débouchant respectivement en amont et en aval de la vanne, un robinet d'arrêt agencé sur ledit conduit de déviation et en aval de ladite chambre de piston, permettant d'interrompre l'écoulement d'eau par ce conduit pour provoquer le remplissage de cette chambre par l'eau sous pression de la canalisa- tion, avec refoulement- de ce piston de plus grande section dans le sens de la fermeture) de cette canalisation par le piston de plus faible section ou piston obturateur,
le rétablissement de la circula- tion dans le conduit 'de déviation,à l'aide du susdit robinet, ayant pour effet de faire cesser lteffort de pression sur le piston de grande section et de permettre à la pression de l'eau de la canalisa- . tion de refouler le piston de plus faible section dans sa position
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d'ouverture de cette canalisation.
Suivant une variante de réalisation de l'invention, l'obturateur de la vanne est maintenu dans sa position de fermeture, par la pression même du liquide ou du fluide dans la canalisation, le refoulement de cette soupape, dans sa position d'ouverture de la vanne, étant produit par le déplacement d'un piston de plus grande section que cette soupape, accouplé à cette dernière et soumis à la pression du liquide ou du fluide admis à s'accumuler devant ce piston dans la chambre intercalée dans le conduit de déviation, le robinet contrôlant le remplissage de cette chambre, ou sa vidange, étant agencé sur la partie du conduit de déviation située en amont de ladite chambre et dont la section de passage est plus grande que celle de la partie du conduit de déviation située en aval de cette même chambre .
A simple titre d'exemple non limitatif, diverses formes de réalisation de l'objet de l'invention seront décrites ci-après avec référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels ;
Figure 1 est une vue en coupe partielle de la vanne suivant l'invention et montrant celle-ci en position d'ouverture.
Figure 2 est une vue similaire montrant cette même vanne en position de fermeture.
Figure 3 est une vue en coupe montrant l'application de l'invention au corps d'une vanne existante.
Figure 4 montre une variante de réalisation de la vanne suivant l'invention.
Dans ces dessins, 5 désigne un corps de vanne intercalé dans les sections 6 et 7 d'une canalisation de distribution d'eau. Dans ce corps 5 est monté un piston 8 lequel est réuni par une vis 9 à la base d'une tige 10 se terminant par vne assise 11 surmontée d'un disque 12, en cuir ou analogue, constituant un second piston de diamètre plus grand que celui du piston 8 et pouvant se déplacer dans
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un cyl@ndre 5a de diamètre correspondant, prolongeant le corps 5.
Le cylindre 5a est obturé par un couvercle 13 se vissant dans ce cylindre, lequel couvercle présente une nervure intérieure creuse 14 permettant l'engagement d'un outil en vue du serrage de ce couvercle sur le cylindre 5a. Cette nervure creuse est utilisée en même temps comme butée pour le piston 12, par l'intermédiaire de sa vis de fixation 15.
Dans la chambre 16, formée entre le fond 13 et le piston 12, débouche un conduit 17 dont l'autre extrémité 17a pénètre dans la canalisation 6 en amont du siège 18 pour le piston obturateur 8 lequel est garni d'un cuir 19 retenu par le boulon 9. L'extrémité 17a est orientée dans le .sens opposé à celui de l'écoulement de l'eau dans la canalisation.
Un autre conduit 20, de section plus grande que le conduit 17, . débouche également dans la chambre 16, l'autre' extrémité de ce conduit 20 étant reliée à un robinet ou autre organe d'arrêt 21 permettant d'établir ou d'interrompre à volonté la communication entre ce conduit 20 et un conduit 22 dont -l'autre extrémité débouche dans la section 7 de la canalisation.
Dans un but de simplification, les raccords pour les extrémi- tés des tubes 17, 20 et 22 n'ont pas été montrés, ces raccords étant de type courant.
La vanne ainsi réalisée fonctionne comme suit :
En considérant la position qu'occupent les différents organes montrés en figure 1, et tenant compte du sens de circulation de l'eau, indiqué par les flèches, dans la canalisation 6, 7, on voit que le piston obturateur 8 est maintenu refoulé dans sa position d'ouverture, par la pression de l'eau dans cette canalisation, et que l'eau captée par l'extrémité 17a du conduit 17, peut s'écouler librement par ce ernier conduit, la chambre 16, le conduit 20, le robinet 21 (lequel eat en position ouverte) et le conduit 22 qui la ramené à la canalisation.
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Si maintenant on tire le bouton 23 du robinet 21 afin d'amener la soupape 24 de ce dernier en position de fermeture du conduit d'écoulement 22, l'eau sous pression accédant à la chambre 16 exercera sa pression sur le piston 12. Comme ce piston 12 offre à l'eau sous pression accédant dans la chambre 16 une surface plus grande que celle offerte par le piston 8 à cette même pression d'eau dans la canalisation, il en résulte un déséquilibre des forces appli- quées par cette pression d'eau sur les faces respectives des pistons 8 et 12, avec ce résultat que le piston 12, sous l'effet de la poussée de l'eau dans la chambre 16, refoulera le piston 8 jusqu'avec que ce dernier vienne s'appliquer par son disque d'étanchéité 19,
sur le siège 18 du corps de vanne, comme montré en figure 2. On comprend qu'aussi longtemps que la soupape 24 sera maintenue en position de fermeture du conduit 22, l''eau sous pression accumulée dans la chambre 16 maintiendra le piston 8 en position de fermeture de la vanne.
Il est à noter que pendant le mouvement de fermeture de la vanne, l'air se trouvant entre la base du piston 8 et l'assise 11 du piston 12, peut stévacuer par l'orifice 5b prévu à cet effet dans le cylindre 5a,
Lorsqu'on désire ouvrir la vanne, le bouton 23 du robinet 21 est repoussé de façon à rétablir la communication entre les conduits 20 et 22 et, par conséquent, entre la chambre 16 et la section 7 de la canalisation.
Comme les conduits 20 et 22 ont une sec'', ..)il de passage plus grande que celle du conduit 17, il se produit rapide- ment une évacuation # de l'eau accumulée dans la chambre 16, devant le piston 12, de sorte que la pression de l'eau de la canali- sation pourra dès lors agir sur le petit piston obturateur 8 pour le refouler dans sa position d'ouverture de la vanne.
En cas de manque d'eau dans la canalisation 6, 7, par suite d'une vidange de 1T installation, ou d'une* coupure de la distribu- tion, le piston 8 sera automatiquement appliqué surson. siège, sous
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l'effe@ du ressort de compression 25 agencé entre le fond du couver- cle 13 et le piston 12, de sorte que toute introduction d'air dans la section 6 de la canalisation sera évitée.
La figure 3 montre que l'invention pourra sans difficultés et avec les mêmes avantages être appliquée au corps 26 d'une vanne existante.
Dans ce cas, la soupape de vanne 27 à disque d'étanchéité, 27. est adaptée à une tige 28 à l'autre extrémité de laquelle est fixée une assise 29 garnie d'un cuir 30 ou analogue,formant un piston coulissant dans un cylindre 31 réuni au corps 26 par une pièce de raccordement 32, en forme de disque étanche, se vissant dans le corps 26 et munie elle-même d'un filet pour la réception du cylindre 31.
La pièce de raccordement 32 présente en même temps une douille 32a pour le guidage de la tige coulissante 28. Cette douille est pourvue dtun bourrage 33 serré par une virole 34, tendis qu'une virole 35 fixe la soupape -27 à l'extrémité de la tige 28. La course du piston 30 vers le fond 31b du cylindre 31 est limitée, par une butée 31e formée sur ce fond. Devant le piston 30 est ménagée une chambre 36 dans laquelle débouchent les conduits 17 et 20 comme dans la forme de réalisation suivant la figure 1, le 'conduit 20 allant '-au robinet 21 montré en figure 1.
Dans la chambre 36 est également agencé un ressort de com- pression 37 dont les extrémités s'appuient respectivement dans le fond de ce cylindre et sur le piston 30. Un orifice 31a établit- la communication de l'espace compris entre le disque 32 et l'assise 29, avec l'atmosphère.
Il est à remarquer que la soupape 27 offre une surface moindre que celle du piston 30, et que la partie du cylindre 31,dans laquelle est appelé à se déplacer le piston 30, est isolée de la chambre constituée par le corps 26, par la pièce de raccordement étanche 32. Cette soupape 27 et le piston 30, reliés par la tige 28, réalisent donc les marnes conditions que celles du piston double
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suivant figure 1.
Par conséquent, la fermeture du conduit 20 par le robinet 21 (montré en figure 1) entraînera automatiquement un refoulement dans sa position de fermeture, de la soupape 27, par le piston 30, contre les forces de pression agissant sur ladite soupape 27, tandis que l'ouverture du robinet 21 entraînera l'éva- cuation à la canalisation, de l'eau retenue dans la chambre 36, avec refoulement de la soupape 27 dans sa position d'ouverture de la vanne.
Dans la variante de réalisation suivant la figure 4, la soupape 38 de la vanne est disposée dans le corps de vanne 39 de façon que la pression de liquide ou de fluide régnant dans la canalisation- 6,7, tende à appliquer cette soupape sur son siège 40. Cette soupape 38 est retenue de toute façon appropriée à l'extrémité de la tige 41 à l'autre extrémité de laquelle est fixé le piston 42, de surface plus grande que celle de la soupape 38, la tige 41 étant guidée à joint étanche dans la pièce de raccordement 43 réunissant le cylindre 44 au corps de vanne 39. Dans la chambre 45 formée entre le piston 42 et le fond du cylindre 44, débouchent le conduit 46 d'admission de liquide ou de fluide à cette chambre 45, ainsi que le conduit 47 d'évacuation de cette chambre et de retour à la canalisation.
Sur le conduit 46 est monté le robinet ou organe d'arrêt 21, déjà men- tionné à propos des réalisations suivant figures 1 à 3.
Il est à noter que dans le cas de cette variante de réalisation, le conduit 46 est d'une section de passage plus grande que celle' du conduit 47, de façon à permettre un débit d'alimentation de la chambre 45 supérieur au débit d'évacuation par le conduit 47.
Il résulte de cette disposition que lorsque le robinet 21 est fermé (comme montré dans cette figure 4) le liquide ou le fluide sous pression reste accumulé devant la soupape 38 qui, de ce fait, est maintenue fermement appliquée sur son siège 40 .
Si le bouton 23 du robinet 21 est amené en position d'ouverture
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de ce robinet, comme montré en traits mixtes, le liquide ou le fluide sous pression de la canalisation accédera à la chambre 45 et, en raison de la section plus grande du piston 42 par rapport à celle de la soupape 38, refoulera cette dernière contre la pression de liquide ou de fluide dans la canalisation, pour l'amener dans sa position d'ouverture montrée en traits mixtes.
On comprendra que la fermeture du conduit 46, par le robinet 21, aura pour effet de permettre la vidange de la chambre 45, par le conduit 47, avec retour de la soupape 38 dans sa position de. fermeture, ce mouvement de retour étant initialement amorcé par l'action du ressort de compression 48 intercalé entre le piston 42 et le raccord 43. On notera également que le cylindre 44 est muni d'une ouverture 44a de communication avec l'air extérieur.
Il résulte de ce qui précède que la commande de la fermeture ou de l'ouverture de la vanne suivant l'invention s'obtient par la seule traction ou poussée exercée sur le bouton 23 du robinet 21, lequel pourra être de tout autre genre que celui décrit et.illustré, par exemple du type à boisseau, à tiroir ou à soupape commandée par une tige filetée.
Grâce à l'invention on réalise une vanne d'un fonctionnement sur et dont la commande est aisée et rapide quelles que soient ses dimensions, et ne comportant aucun organe ou élément sujet à usure rapide. Il est à noter par ailleurs que même l'usure de la garniture d'étanchéité de l'obturateur de la vanne ne peut donner lieu à un écoulement d'eau vers l'extérieur du boîtier de là vanne.
Une telle vanne trouvera avantageusement son utilisation @ "notamment dans les installations de grande consommation d'eau et utilisant de nombreuses vannes dont il y a lieu de réduire au mini- mum le temps de manoeuvre.
Enfi@@@il convient de noter que le fonctionnement de la vanne suivant l'invention pourra être commandé à distance soit par des relais électriques ou pneumatiques agissant sur le robinet de
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commande, soit en prolongeant le conduit de sortie de la vanne jusque dans un local de contrôle où ce robinet ou autre organe d'arrêt pourra être intercalé dans ce conduit.
La. vanne suivant l'invention a été décrite et illustrée dans son application particulière au contrôle d'une canalisation d'eau sous pression, mais il va de soi qu'elle pourra être utilisée avec les mêmes effets et avantages pour le -contrôle de canalisations de tout autre liquide ou fluide sous pression, tels que combustible liquide, vapeur, etc ....