Dispositif de vannage La présente invention a pour objet un dispositif de vannage comprenant au moins une vanne-papillon utilisé dans l'hydraulique et d'une façon générale pour l'écoulement de tous fluides afin de régler le débit d'un conduit.
Les efforts hydrodynamiques qui s'exercent sur une vanne d'un tel dispositif lors des manoeuvres d'ouverture et de fermeture sont souvent considéra bles et le dispositif nécessite un appareil de com mande important et onéreux.
Afin de diminuer l'importance- de l'appareil de commande, on s'est efforcé de réduire la valeur du couple hydraulique s'exerçant sur le tablier de la vanne pendant la manoeuvre de celle-ci, cela par di vers artifices, tels qu'excentrage de son axe de pivo tement, emploi de contrepoids, adjonction au tablier de becs fixes ou de volets mobiles.
Le dispositif de vannage qui fait l'objet de la pré sente invention résout le même problème de façon plus simple.
Ce dispositif est caractérisé selon l'invention en ce que son tablier a une forme gauche telle que la droite reliant les extrémités de sa section transver sale perpendiculaire à l'axe de pivotement ait une orientation variant d'une extrémité à l'autre dudit tablier.
Ce changement d'orientation peut se traduire par un écart angulaire plus ou moins prononcé des sec tions d'extrémité de la vanne. Une valeur reconnue satisfaisante pour cet écart angulaire est 20 .
On sait que le couple hydraulique qui s'exerce sur une vanne-papillon lors de son ouverture, varie beaucoup suivant l'angle que la vanne fait avec l'axe du conduit dans lequel elle est placée. Ce couple est nul aux positions d'ouverture ou de fermeture complète. Il prend une valeur maximum pour une position déterminée d'ouverture assez proche de l'ou verture complète.
Avec la vanne selon l'invention, ce maximum existe toujours, mais il est réduit en amplitude. On conçoit que la vanne dont la surface de tablier est grande, se comporte comme une succession de van nes élémentaires agissant à des ouvertures différen- tes, ce qui se traduit sur l'ensemble de la vanne par un couple dont la valeur est nécessairement inférieure au maximum des vannes-papillons à tablier droit.
Les dessins annexés représentent, à titre d7exem- ple, deux modes de réalisation du dispositif selon l'invention et une variante.
La fig. 1 est une vue en perspective d'une vanne papillon avec profil transversal symétrique du dispo sitif selon la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en perspective d'une vanne- papillon avec profil transversal asymétrique du dis positif selon la deuxième exécution.
La fig. 3 est une vue en plan correspondant à la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en plan d'une vanne selon une variante.
La fig. 5 est un graphique montrant comparati vement la variation des efforts hydrauliques en fonc tion de l'angle d'ouverture pour une vanne selon la fig. 1 et une vanne de même section mais droite.
La fig. 6 est un graphique comparatif analogue pour les vannes de la fig. 2.
La fig. 7 est une vue en coupe horizontale d'un dispositif de vannage comportant deux vannes- papillons jumelées avec leur commande.
Comme le montre la fig. 1, la vanne du dispositif selon l'invention présente une section droite 10 sy métrique. Du haut en bas de la vanne, cette section 10 est progressivement décalée angulairement de sorte que le tablier 11 se présente sous forme d'une surface gauche, non cylindrique, reliant les contours des deux sections extrêmes 10A et 10B.
Dans le cas de la fig. 2, la section 12 de la vanne est dissymétrique et cette section progressivement dé calée de haut en bas, de 12A à 12B et le tablier 13 présente une surface gauche reliant les deux sections extrêmes 12A et 12B décalées d'un angle a. Cet angle peut avoir toute valeur désirée selon les dimen sions de la vanne. Un angle de 200 est généralement satisfaisant.
Si la surface est définie géométriquement comme celle décrite pour la section 10 ou 12 se déplaçant angulairement, proportionnellement à sa translation suivant l'axe 14, qui est l'axe de pivotement de la vanne, la surface du tablier 13 est une surface héli coïdale.
Dans une variante, la génératrice géométrique de cette surface peut être définie par la surface engen drée par les droites 15 (fig. 4) reliant des points homologues des sections extrêmes 12A et 12B. On entend par points homologues les points 16 et 17 du contour des sections 12 correspondant à une même distance, comptée sur ledit contour à partir des ex trémités 18 et 19 de l'axe diamétral de la section. On obtient ainsi une surface réglée 20.
On a constaté par des essais que les résultats hydrauliques obtenus avec un tablier 20 ainsi défini, sont pratiquement identiques à ceux que l'on obtient avec le tablier héli coïdal 13 (fig. 3). La construction suivant une sur face réglée est plus facile. D'autres formes gauches pourraient encore être utilisées pour le tablier.
Si l'on compare une vanne-papillon à surface gauche qui vient d'être décrite avec une vanne- papillon de même section à tablier droit, on observe les résultats illustrés par les courbes des fig. 5 et 6.
Sur ces graphiques les abscisses indiquent les an gles (3 d'ouverture de la vanne depuis l'ouverture maximum (0) jusqu'à la fermeture complète (900). En ordonnées est porté le couple hydraulique s'exer çant sur la vanne.
Sur la fig. 5 est donnée la comparaison des van nes à tablier gauche et à tablier droit pour des sec tions symétriques, comme celle de la fig. 1. La cour be 21 montre la variation du couple avec l'ouverture pour la vanne droite ; la courbe 22 montre la même variation pour la vanne à tablier gauche selon l'in vention.
On voit que la courbe 22 a un maximum 24 net tement moins grand que le maximum 23 de la courbe 21. D'autre part, cette courbe 22 présente une des cente 25 nettement moins brutale que celle 26 de la courbe 21. La variation pour la vanne à tablier gau che est donc beaucoup plus progressive que pour la vanne à tablier droit, avec couple maximum 24 beau coup moins accentué. La fig. 6 représente de même la variation du cou ple C selon l'angle d'ouverture (3 pour une vanne asy métrique du type des fig. 2 et 4. La courbe 27 est relative à une vanne à tablier droit, la courbe 28 montre les résultats fournis par une vanne à tablier gauche selon l'invention.
La comparaison des deux courbes 27 et 28 met en évidence la réduction du couple maximum et la plus grande progressivité de la variation pour la vanne selon l'invention à gauchis sement du tablier.
L'utilisation de dispositifs munis de vannes- papillons à tablier gauche permet ainsi de rendre plus aisée leur commande individuelle. Cet avantage est encore accentué lorsque l'on utilise la commande simultanée de deux vannes-papillons jumelées, com me le montre la fig. 7.
Dans cette figure on voit dans un même bief 29 deux vannes 30 et 31 du type de la fig. 4, disposées symétriquement de part et d'autre d'une pile cen trale 32. Ces vannes pivotent respectivement autour des axes verticaux 33 et 34. Chacun de ces arbres porte une manivelle double 35-36. Ces manivelles. disposées symétriquement par rapport à la pile 32, sont reliées par une bielle d'accouplement 37. D'un côté les manivelles 35 et 36 sont reliées en 38 et 39 aux tiges 40 et 41 des deux pistons opposés 42 et 43 d'un même vérin hydraulique 44 sans fond.
De la même façon, du côté opposé, les manivelles 35 et 36 sont reliées en 45 et 46 aux tiges 47 et 48 des pistons 49 et 50 d'un vérin hydraulique 51.
On voit qu'en actionnant les vérins 44 et 51 on provoque l'ouverture ou la fermeture conjuguées et simultanées des deux vannes 30 et 31.
Au cours de leur mouvement conjugué, les deux vannes prennent appui l'une sur l'autre, ce qui équilibre les effets de manoeuvre et soulage les atta ches ou ancrages des mécanismes sur la partie fixe du vannage.