Vanne-papillon Une vanne-papillon comprend une lentille dont la surface est égale à la section du conduit qu'elle doit obturer et pivotant autour d'un axe perpendicu laire à l'axe dudit conduit. Le plus souvent la sec- tion du conduit et la forme de la lentille sont circu laires ou rectangulaires et l'axe de pivotement est horizontal ou vertical.
La manoeuvre d'une vanne de ce type, pour son ouverture ou sa fermeture, exige de vaincre des ef forts hydrodynamiques appliqués à la lentille. Ces efforts sont particulièrement importants lorsque la vanne est en eau vive, ce qui est le cas notamment lorsque la vanne-papillon joue le rôle de vanne de garde.
Le problème présente aussi des difficultés plus grandes lorsque la vanne-papillon se trouve dans un conduit susceptible de débiter dans les deux sens, ainsi qu'il en est, par exemple, pour les conduites forcées alimentant une usine et une restitution par pompage ou encore pour les pertuis de communica tion des usines marémotrices.
Pour réaliser un couple de manaeuvre suffisant pour vaincre les efforts hydrodynamiques, on est conduit à prévoir une installation importante, la quelle peut même, dans des vannes-papillons de gran des dimensions, devenir prohibitive à la fois au point de vue technique et au point de vue économique.
La présente invention a pour but la diminution du couple de manoeuvre, voire sa suppression, de fa çon à réduire l'importance des installations de com mande de la vanne.
Cette vanne-papillon est caractérisée en ce que sa lentille comporte une partie articulée constituant un volet pivotant dont le mouvement est conjugué avec le pivotement de la lentille. Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, divers modes de réalisation de la vanne-papillon sui vant l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe d'une vanne- papillon à un volet, la vanne étant en position d'ou verture.
La fig. 2 représente en coupe la même vanne en une position différente.
La fig. 3 montre en coupe une autre vanne-pa- pillon pour conduit à deux sens d'écoulement.
La fig. 4 montre en coupe un agencement destiné à éviter la cavitation. La fig. 5 est une vue en coupe d'une vanne-papil- lon avec masques fixes.
Comme on le voit fig. 1 et 2, la vanne@papillon disposée dans le conduit 10 comprend une lentille 11 montée sur un pivot 12. Cette lentille a, perpendicu lairement au plan de la figure, la forme de la sec tion du conduit 10. Transversalement, elle peut af fecter tout profil désiré, par exemple le profil caréné des figures.
L'extrémité du papillon, par exemple l'extré mité aval, au lieu de faire corps avec la lentille, est séparée de celle-ci et reliée à la lentille au moyen d'un axe d'articulation 14. Cette extrémité constitue un volet articulé 13.
Le mouvement du volet est conjugué avec le pi votement de la lentille par tout moyen approprié. Dans, les fig. 1 et 2, cette liaison est assurée par un embiellage. Au volet 13 est fixé un levier 15, lequel est articulé en 16 à une bielle 17, celle-ci étant arti culée sur un pivot fixe 18 solidaire du conduit 10. A la position d'ouverture, le volet 13 et la len tille 11 sont alignés (fig. 1). Lorsque l'on veut fer mer la vanne, on provoque le pivotement de la len tille 11 autour de l'axe 12 (fig. 2).
La rotation de la lentille 11 provoque, par le jeu de la bielle 17 et du levier 15, une rotation du volet 13 autour de son axe par rapport à la lentille 11.
Par un choix approprié de l'embiellage, on peut donner au pivotement du volet 13 toute valeur en rapport avec le pivotement de la lentille 11. Par l'ac tion du courant sur le volet 13 on coupe l'action hydrodynamique sur le reste de la lentille, de sorte que la manoeuvre de la vanne peut s'effectuer sans effort.
Au lieu d'un embiellage, on peut, pour relier le volet 13 à la lentille 11, utiliser des cames, des engre nages. On peut encore actionner le volet 13 par ser vomoteur asservi au mouvement de la lentille 11.
On conçoit que par le choix d'une liaison appro priée, on puisse réaliser une correspondance de la rotation (3 du volet 13 avec le pivotement a de la lentille 11. La loi de variation f (a, (3) la plus appro priée est déterminée par des essais sur modèles ré duits notamment. Par cette détermination on peut ob tenir une vanne dans laquelle le couple hydrodyna mique est nul en toute position, ou bien positif ou négatif, ce dernier cas rendant la vanne-papillon auto motrice.
Lorsque la vanne-papillon est destinée à fone- tionner dans les deux sens, le papillon est pourvu de deux volets symétriques 19-20 (fig. 3) articulés sur la lentille 11 pivotant en 12.
Afin d'éviter un décollement ou une cavitation qui risque de se produire en particulier pour de grands angles, il y a intérêt à ménager, dans la len tille 11, un passage entre l'amont et l'aval. Ce pas sage peut être en forme de tuyère 22 (fig. 4) mettant en communication l'intrados et l'extrados de la len tille. Cette tuyère peut recevoir une obturation 23 commandée en fonction du braquage du volet 13.
Un autre moyen d'éviter la cavitation dont les conséquences funestes sont bien connues, consiste à prévoir dans le conduit 10 des orifices susceptibles de laisser passer l'air à l'arrière de la vanne. Ces orifices sont prévus de sections appropriées pour assurer le débit d'air nécessaire. Ils peuvent être obtenus par une vanne auxiliaire dont la commande est liée au pivotement du papillon. On peut encore établir un by-pass associé à la lentille 11. Ce by-pass est constitué d'un conduit auxiliaire reliant l'amont à l'aval.
Un autre moyen de diminuer de façon sensible le couple de mana:uvre de la lentille 11, consiste à placer devant et derrière ladite lentille un ou des masques 24 et 25. Ces masques sont disposés en pro longement de la vanne à la position d'ouverture<B>:</B> ils sont fixes. Les masques 24 et 25 orientent l'écoule ment fluide et permettent de réduire notablement la valeur du couple de manoeuvre. La forme du ou des masques est déterminée par des considérations usuel les d'écoulement des fluides en correspondance avec la forme de la vanne elle-même.
Dans le cas de la fig. 5, on a prévu deux mas ques symétriques de part et d'autre du papillon, pour l'écoulement dans les deux sens. Il va de soi qu'avec un conduit à écoulement dans un seul sens, un seul masque suffit, disposé à l'amont de la vanne.
Bien entendu, le ou les masques 24, 25 sont utili sés avec un papillon à volet mobile du type repré senté fig. 1 à 3, et s'il y a lieu, avec moyens propres à éviter la cavitation.
La vanne-papillon décrite s'applique à l'écoule ment de tous fluides, liquides ou gaz.