BE668211A - - Google Patents

Description

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  "Vanne levante à joint d'étanchéité gonflable en caoutchouc". 



   La présente invention concerne une vanne levante du type utilisé pour contrôler le débit d'un liquide, généralement de l'eau ou des eaux d'égouts, dans une entreprise de distribution d'eau, dans des installations de clarification et de traitement des eaux d'égouts, dans des   installations,pour   le contrôle des crues et dans des emplacements où il faut   contrôler   des débits de liquide fort   (!levés.   

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   Les vannes levantes sont en général de dimensions relativement élevées pour contrôler l'écoulement des eaux au tra- vers d'ouvertures prévues dans des parois érigées de main d'homme ou dans des conduites de débit. Les dimensions de ce type de vannes peuvent varier depuis une ouverture carrée de deux pieds sur deux pieds jusqu'à atteindre des hauteurs de huit pieds et dix pieds et des largeurs de même grandeur. Des vannes levantes plus grandes ont été construites, mais celles-ci sont en général d'une concep- tion particulière adaptée à un projet déterminé. Des dimensions cou- rantes de vannes levantes sont   8 x 10,     6 x 6   et 4 x 8 pieds.

   La pré- sente invention sera décrite pour une autre dimension courante de vanne levante commandant une ouverture de neuf pieds de large sur six pieds de haut aménagée dans une paroi en béton massif. 



   Des vannes levantes de grandes dimensions doivent   gêné-   ralement pouvoir résister à une charge statique très élevée résul-      tant de la hauteur   manomêtrique   du liquide et de la pression appli- quées st   'la   surface de la vanne. Il faut s'tacdre à des flexions      de la vanne sous   l'influença   de ces pressions agissant sur une vanne ; 'fermée. Il a été difficile de maintenir un joint étanche dans de telles conditions.

   En outre, la pression du liquide sur la vanne a tendance à caler celle-ci par friction contre toute construction de soutènement prévue, de sorte que l'ouverture d'une vanne depuis se , position fermée, tant que les pressions précitées sont appliquées, a exigé un mécanisme de déplacement de la vanne d'une puissance exa- gérée. 



   Le but principal de la présente invention est la réali- sation d'une construction nouvelle et perfectionnée de vanne levante pour le contrôle du débit d'un liquide.      



   Un autre but est la réalisation d'une vanne levage de type nouveau qui peut se déplacer complètement et   librement   sur tout      le parcours prévu de sa course, sans qu'il y ait une friction consi- 

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 dérable par suite d'ajustage mutuels étroits entre des parties de la charpente de la vanne. 



   Un but également important est la réduction du poids nécessaire d'une vanne levante par l'utilisation d'une nouvelle construction de joint étanche, capable de maintenir l'étanchéité même si une flexion de la vanne venait à se produire sous l'in- fluence de la pression du liquide sur la surface de la vanne. 



   Un autre but est la fabrication d'une nouvelle vanne levante qui peut être complètement fermée contre un écoulement et/ou une fuite du liquide en sa position de fermeture tout en permettant un déplacement libre, pratiquement sans frottement de la vanne à sa position fermée. 



   Un autre but est la réalisation d'une vanne levante possédant les avantages précités et ouvrant en môme temps la conduite d'écoulement du fluide complètement à sa pleine capacité,     
Un autre but est la fabrication d'une vanne levante de conception nouvelle, de construction économique, facilement ins tallée sans exiger une main-d'oeuvre abondante, et aisément entre- tenue après sa mise en place. 



   D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'une description d'une réalisa- tion préférée représentée aux dessins annexés. 



   La figure 1 représente une vue fragmentée en élévation latérale prtiellen en coupe d'une vanne levante suivant la pré- sente invention installée sur une paroi en béton ordinaire d'un bassin de retenue d'eau, indiquant la position ouverte de la vanne en traits continuas et la position fermée de celle-ci en traits interrompus. 



   La figure 2 représente une vue fragmentée agrandie de la partie inférieure de la figure 1 montrant la vanne et les parties associées avec celle-ci au niveau de la   conduite   d'eau àcontrôler 

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La figure 3 représente une vue fragmentée:, en coupe horizontale à travers une arête de la vanne le long de la ligne 3-3 de la figure 2.      



   La figure 4 représente une vue fragmentée en plan ver- tical de la vanne en position ouverte avec vue vers l'intérieur de la conduite d'eau à contrôler. 



   La figure 5 représente une vue fragmentée en coupe verti cale le long de la ligne 5-5 de la figure 4.      



   La figure 6 représente une vue fragmentée en coupe horizontale selon la ligne 6-6 de la figure 2. 



   La figure 7 représente une vue fragmentée en coupe ho- rizontale selon la ligne 7-7 de la figure 4.      



   Les figures des dessins représentent une vanne   levante '   pour contrôler un débit d'eau à travers une ouverture dans une pa-      roi en béton. La paroi en béton est un mur d'un bassin de retenue      d'eau, que l'on doit pouvoir vider de temps en temps suivant les   ,   nécessités de service. Dans les dessins, la paroi 10 du bassin est représentée comme étant située entre deux bassins, un radier 11 du      bassin de gauche étant indiqué à la figure 1. Une conduite 12 est aménagée à une certaine distance au-dessous de l'extrémité supé- rieure de la paroi 10, la conduite ayant une surface inférieure 13, une surface supérieure 14 et des parois latérales opposées 15 et 16.

   Les surfaces   entourantla   conduite 12 ont généralement été aménagées à travers le mur lors de la coulée du mur. En outre, lors de la coulée du mur,un cadre mural 20 a été scellé dans le béton de façon que ses surfaces intérieures 21 continuent les parois correspondantes de la conduite 12. Le cadre 20 est d'habitude une forte pièce moulée en métal résistant à la corrosion, mise en place dans le mur pluseurs mois avant l'installation de la vanne levante. 



  Ce genre de cadre est de type standardisé fort utilisé aux Etats-Unis La face 22 du cadré est dans le même plan que la face 23 du mur 10 

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 quand le cadre est maintenu en place par la couplée de béton. Le cadre 20 peut être muni d'une nervure de renfoncement 24   périphéri.   que faisant saillie vers l'extérieur, aménagée à une certaine dis- tance d'une bride frontale 25, cette dernière étant plus épaisse et fournissant la face 23 contre laquelle peut être montée la vanne levante. 



   Le béton formant les bassins et les conduites à contro- 
1er au moyen de vannes est d'habitude mis en place sur un chantier déterminé quelque temps avant l'installation des vannes levantes. Les vannes levantes peuvent être obtenues d'un fabricant de vannes plutôt que d'être fabriquées sur le chantier, toutes les pièces à l'exception du cadre 20 étant obtenues de cette manière. 



   Dans la présente invention la vanne levante comprend un obturateur, des guidages pour le déplacement de l'obturateur, un mécanisme de manoeuvre fournissant la puissance nécessaire pour déplacer l'obturateur et un manchon fournissant un siège pour en- gager l'obturateur ainsi que pour établir la connexion avec le ca- dre   20.   



   Le manchon 30 est un élément métallique rectangulaire conçu pour permettre de le fixer par boulons au cadre ainsi que le montage par boulons des guidages de la vanne sur ledit manchon. De préf4rence le manchon est muni d'une bride 31 avec une face plane 32 venant buter contre la face extérieure 22 du cadre. Il est prévu de remplir avec une matière d'étanchéité statique 33 une gorge s'étendant de manière continue autour de la conduite 34 formée par les parois du manchon. Le cadre de type standard est muni d'alésages filetés dans la bride 25 pour recevoir des goujons filetés 35 (fi- gure 7) au moyen desquels la bride 31 du manchon peut être mise en place et fixée par des écrous 36 sur les goujons.

   Le serrage de plusieurs de ces écrous (figures 2 et 4) peut être employé pour mon- ter le manchon sur le cadre de manière que la conduite 34 dans le 

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 premier soit en alignement avec la conduite d'eau à travers le se- cond. Les goujons et les écrous sont accessibles de l'extérieur de la conduite d'eau en vue de ce montage. 



   Le manchon 30 possède une autre bride 37, rectangulaire en plan et faisant saillie vers l'extérieur dont les parties ver- ticales sont de largeur suffisante pour donner de l'espace en vue du montage des rails de guidage 38 et 39 (figures 1, 2 et 4). Les parties verticales de la bride 37 sont munies de trous de boulons pour recevoir des goujons filetés 40 sur lesquels sont vissés des écrous 41 à chaque extrémité pour fixer les rails au manchon. Les écrous 41 précités sont aisément accessibles pour leur installation. 



  Les rails s'étendent verticalement, généralement parallèles, par- dessus chaque   cote   du manchon depuis le bas jusqu'au-delà de l'é- tendue supérieure du manchon sur une distance généralement égale à la hauteur de la conduite d'eau. Chaque rail est un profilé métallique lourd muni de haut en bas d'une gorge 42 dessée pour guider la vanne. Une entretoise 43 peut être aménagée au voisinage de l'ex-   trémité   supérieure de chaque rail. 



   La vanne ou l'obturateur 44 peut être moulé ou assemblé, mais dans l'un et l'autre cas est muni d'une surface continue dressée 45 rectangulaire continue en haut, en bas et sur chaque coté, dont une surface est opposée à une face plane 46 sur la bride 37 du manchon   quand   la vanne se trouve en position fermée en face du manchon. Il ressort le plus clairement des figures 6 et 7 que les arêtes verticales de la surface dressée latérale de la vanne courent avec jeu à l'intérieur des gorges des rails de guidage. C'est à dessein qu'il y a un jeu considérable entre les arêtes de la vanne et la gor- ge de guidage afin qu'il n'y ait pas de friction par suite de l'as- semblage de la vanne et des guides mais que celles-ci limitent le déplacement de la vanne à un parcours vertical.

   Un jeu jusqu'à un demi pouce peut être aménagé entre la vanne et la gorge de guidage. 

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   La surface dressée de la vanne est munie de goussets 47 pour renforcer celle-ci. Le gousset central 48 en haut de la vanne est muni d'un goupille transversale pour attacher une fourche 49 goujonnée à l'extrémité inférieure d'une tige creuse de manoeuvre 50 avec laquelle on lève et on abaisse la vanne. La tige 50 passe au travers de guidages de tige 52 et d'un support de manoeuvre 53 (figure 1). Un moteur 54 peut entratner au moyen d'un engrenage 55 relié de façon opératoire à une rallongé supérieure filetée 56 de la tige pour lever et abaisser la tige et la vanne rattachée à celle-ci. La tige porte tout le poids de la vanne. 



   Quand la vanne est abaissée de façon à chevaucher ou à obturer l'ouverture dans le manchon, un écoulement considérable peut prendre place autour de la périphérie de l'élément obturateur par suite du jeu considérable de la vanne dans les àils de guida- ge. La pression du liquide s'écoulant à travers la conduite de li- quide (de droite à gauche sur les figures 1 et 2) contre l'ontura- teur poussera la vanne vers l'extérieur contre les rails de guida- ge 38 et 39. L'écoulement aura alors lieu principalement au dessus du haut et au-dessous du bas de la vanne. Afin d'empêcher tout écou lement, une étanchéité gonflable est montée sur la partie périphé-      rique de la vanne en un emplacement permettant un contact avec la surface 46 du manchon entourant la conduite 30.

   Le dispositif d'é- tanchéité est contins et en l'occurrence devrait être une figure rectangulaire légère aent supérieure à la dimension rectangulaire de la conduite 30. 



   En référence aux figures 3 et 5, l'étanchiété est re- présentée comme un élément en caoutchouc muni d'une plaque d'assise 60 fixée sur   lanne   au moyen de feuillards métalliques 61 et 62 superposés et d'attaches appropriées de façon que la plaque d'assise forme une étanchéité statique avec la surface dressée 45 de l'ob- turateur. Centrée entre les plaques de fixation est aménagée une 

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 section creuse gonflable 63 représentée à la; figure 3 dans sa de position dégonflée normale. Quand/l'air ou de l'eau est admis dans la partie gonflable, celle-ci s'avance depuis la plaque d'assise 60 vers le cadre à la position indiquée en traits interrompus à la partie inférieure de la figure 5.

   Le dispositif d'étanchéité est un élément continu et il peut être relié par un tuyau flexible ap- proprié 64, et la tige creuse 50 et sa rallonge 56 à une position au-dessus de l'emplacement de l'agent de manoeuvre de sorte que de l'air d'une source d'air comprimé peut être introduit dans l'alésage 
65 à l'extrémité de la tige de rallonge 56 et utilisé pour gonfler le dispositif d'étanchéité après que la vanne aura été abaissée en une position chevauchant l'ouverture d' écoulement. 



   Un aspect très important de la présente vanne levante est la coopération de la vanne et de son étanchéité gonflable en condition de charge. La vanne est seulement tenue dans les rails de guidage latéraux de sorte qu'elle est exposée à des charges'. de flexion entre eux. Etant donné que la vanne représentée a une lar- geur nominale de neuf pieds et peut être exposée à une pression mano- métrique de plusieurs pieds d'eau ou d'eaux d'égoue la charge sur la vanne est fort élevée. Dans la présente construction, une flexion de la vanne n'occasionnera pas de fuite et ne fera pas sauter les rails de guidage.

   L'étanchéité gonflable est confie pour rattrapre la flexion attendjue dans la vanne entre les raie latériaux au cas où la pression hydraulique forcerait le milieu du haut et du bas de la vanne à se détacher de la bride supérieure et inérieure du manchon. 



   Les gorges dans les rails latéraux entourent   les arêtes   latérales de      la vanne avec jeu, de sorte qu'une rotation des   plaques   latérales qui accompagnerait la flexion précitée n;'estrine ait pas un grippa- ge de la vanne dans les rails. 



   En service, l'agent peut abaisser la anne 44 à une position face à l'ouverture dans le mur et ensuite gonfler l'étan- chéité ce qui aura l'effet d'obturer tout écouje Pour ouvrir      

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 la vanne, il faut d'abord dégonfler l'étanchéité, sur quoi elle re- tournera automatiquement à sa position représentée en traits conti- nus à la figure 3. Du liquide pourrait s'écouler par le haut et par le bas de la vanne et comme la vanne est libre, l'agent a seulement besoin de lever le poids de la vanne contre la pression manométrique du liquide qui peut former la vanne contre les guides.

   La.friction ainsi produite est toute la friction opposant le déplcammet de la   vanne.   Une fois la conduite à travers le manchon partiellement ou- 'verte, la friction entre la vanne et les guidages est réduite à une valeur négligeable, qui n'a pas d'effet appréciable sur la capacité de l'agent de déplacer la vanne.

   En abaissant la vanne à sa position de fermeture, le poids propre de la vanne aidera l'agent, et la friction contre les guides   ser   de nouveau de peu d'effet sur la capa- cité de l'abaissement de la vanne. si l'étanchéité gonflée a été représentée montée contre la face plane de   l'élément   obturateur de la vanne, on se rendra compte que l'étanchéité est seulement gonflée et opératoire quand la vanne est en position fermée , de sorte que l'étanchéité peut être montée avec le même effet sur les éléments du cadre entourant l'ou- verture d'écoulement, ou montée dans une gorge de la face dressée de la vanne aussi bien que faire saillie sur la face dressée comme représenté. 



   La description détaillée ci-dessus est donnée seulement à titre d'information de clarification et aucune restriction inutile ne devrait en être retirée étant donné que   certaines.modifications   seront évidentes aux hommes de métier. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Une construction de vanne levante comportant des moyens de base pour fixer sur le pourtour d'une conduite de quide à contrôler et possédant une surface relativement plane limitant la conduite de liquide, des moyens de guidage fixés et s'étendant ver- <Desc/Clms Page number 10> ticalement de chaque coté des moyens de base précité:, lesdits moyens de guidage ayant des gorges opposées face aux moyens de base et s'étendant au-dessus de ceux-ci, un élémentavanne chevauchant 1'es pace entre les moyens de guidage précités et possédan';

   des arêtes opposées librement maintenues dans les gorges opposées précitées, des moyens de puissance pour lever et abaisser les moyens obtura- teurs précités dans les moyens de guidage précités, et une étanché- ité gonflable entre la vanne précitée et la surface plane limitative , fermant hermétiquement à l'état gonflé la conduite de liquide entre celles-ci, l'étanchéité précitée étant dilatable afin de maintenir ladite fermeture hermétique au cours d'une flexion de l'élément vanne entre les moyens de guidage précités sous l'effet de la pres- sion manométrique du liquide sur l'élément vanne.

   2. Une construction de vanne levante comportant : un cadre aménagé autour d'une conduite de liquide à travers le cadre, un obturateur monté pour un mouvement vertical par rapport au ca- dre, l'obturateur précité ayant généralement la forme de la conduite du liquide et des arêtes verticales sur chaque coté,- des guidages sur le cadre entourant des arêtes verticales opposées de l'obturateur délimitant et,permettant un déplacement de l'obturateur sur le cadre entreedue positions l'une en correspondance exacte avec la conduite de liquide et l'autre hors de telle correspondance exacte;

   les guidages précités ayant des parties engagées sur le cadre et l'ob- turateur limitant avec jeu l'obturateur au déplacement précité sans friction appréciable résultant de l'ajustement réciproque du cadre et de l'obturateur ; cadre et l'obturateur précités ayant, en position de correspondance exacte, des faces opposées entourant la conduite de fluide? une étanchéité gonflable, montée sur une telle face opposée en position pour engager l'autre face opposée de manière étanche après avoir été gonflée et de ne pas être engagée de la sorte à l'état dégonflé et des moyens pour fixer le cadre <Desc/Clms Page number 11> sur un support avec sa conduite de fluide autour d'une ouverture dont le débit de fluide est à contrôler, 3.

   Une construction de vanne levante telle que détaillée à la revendication 2, dans laquelle l'obturateur précité est suppor- té contre la pression manométrique à l'intérieur de la conduite de liquide précitée seulement par les guidages précités de chaque côté vertical de la vanne, l'étanchéité gonflable précitée étant dilatable lors d'une flexion de l'obturateur sous l'effet de la pres- sion précitée pour maintenir à l'état gonflé la fermeture étanche pré- citée entre les faces opposées précitées.

   4. Une construction de vanne levante telle que détaillée à la revendication 2, dans laquelle le cadre est un élément manchon avec des surfaces planes communes de chaque côté, l'obturateur pré- cité est monté d'un côté de l'éléme.;' cadre et le côté opposé four- - nissant une base pour fixation contre un support.

   5. Une construction de vanne levante telle que détaillée à la revendication 2, dans laquelle l'obturateur est sus penduà une tige-support de manoeuvre pour lever et abaisser l'obturateur, les guidages précités étant proportionnés de façon que l'obturateur soit capable de prendre à l'intérieur des guidages pratiquement libre- ment sur toute l'étendue de la course de l'obturateur, à l'état dé- gonflé de l'étanchéité gonflable.

   6. Une construction de vanne levante comportant un cadre muni de moyens our encadrer une conduite d'écoulement de fluide; des moyens d: guidage s'étendant au-dessus de celui-ci pour guider un obturateur; un obturateur monté dans les moyens de guidage et des moyens portant l'obturateur pour un déplacement relatif entre une position chevauchant la conduite d'écoulement du fluide et une position au-dessus de celle-ci hors de correspondance exacte avec ladi :e conduite, les moyens de guidage précités maintenant générale- ment..'obturateur en droite course sur le cadre;

   une étanchéité gonflabe sur l'obturateur précité pour projection en saillie étan- EMI11.1 che avac le cadre entourant la conduite d6coulement,l'êtanchêitê <Desc/Clms Page number 12> précite forçant l'obturateur vers l'extérieur du cadre en contact avec les moyens de guidage précités; l'obturateur précité, après dégonflage de l'étanchéité précitée pouvant se déplacer librement sur toute la course de déplacement entre et y compris les points extrêmes du déplacement susdit sans friction résultant de l'aména- gement de l'obturateur précité dans les moyens de guidage précitée.

   7. Une construction de vanne levante comportant :un EMI12.1 cadre minelune partie entourant une conduited'écoulementfde fluide, un obturateur suspendu contigu au cadre, des moyens de guidage pour guider l'obturateur entre une position inférieure chevauchant la conduite d'écoulement du fluide et une position supérieure hors de correspondance exacte avec la conduite, les moyens de guidage préci- tés permettant à l'obturateur de pendre librement par rapport au cadre sur toute la course de déplacement de l'obturateur, et une étanchéité gonflable montée sur la périphérie de l'obturateur pour engager le cadre au-dessus de la conduite d'écoulement pour fermer hermétiquement la conduite d'écoulement contre un débit du fluide,

   l'étanchéité précitée étant formée contre le cadre et l'obturateur simultanément contre les moyens de guidage pour maintenir la ferme- ture hermétique précitée.

   8 Une construction de vanne levante comportant une paire d'éléments de guidage espacés verticaux dont chacun est muni d'une gorge longitudinale en sens vertical pour recevoir et guider 1 déplacement vers le haut et vers le bas d'une vanne, des moyens de base reliant les éléments de guidage précités à leur extrémité in- férieure maintenant le rapport d'espacement des éléments de guidage précités relativement fixe, les moyens de base précités ayant une surface.plane de siège entourant une conduite d'écoulement de li- quide à contrôler, la surface de siège précitée é':ant ocntiqueë aux gorges verticales dans les éléments de guidage, et une vanne dont les arêtes reposent librement dans les gor;

   es des éléments <Desc/Clms Page number 13> de guidage précitées pour se déplacer librement sur un parcours entre une position chevauuhant la conduite d'écoulement du liquide et une position à distance de la correspondance exacte avec ladite conduite, la vanne précitée portant une étanchéité gonflable amé nagée sur son pourtour, capable, à l'état gonflé, d'établir un contact de fermeture hermétique avec la surface du siège, l'étanché- tié précitée maintenant ledit contact pendant toute flexion de la vanne, résultant de la pression du liquide, entre les guidages ver- ticaux précites, 9. Chacune et toute caractéristique nouvelle ou com- binaison de caractéristiques telles que décrites ci-dessus ou représentées aux dessins.