Robinet à débit déterminé et à fermeture automatique. La présente invention se rapporte à un robinet à débit déterminé et à fermeture automatique du type qui comporte un piston- clapet fermant au repos la communication entre les tubulures d'arrivée et d'écoulement du liquide sous la tension d'un ressort, ce piston étant destiné à être repoussé à la main pour établir la communication entre lesdites tubulures et à rester dans la posi tion d'ouverture pendant un temps dont la durée dépend du calibre d'un trou pratiqué dans le piston, et donnant passage au liquide pour se rendre à la surface postérieure du piston,
afin de rétablir l'équilibre de la pres sion de l'eau sur ses deux faces et permettre au ressort d'agir sur le piston, lequel se re ferme par suite automatiquement et inter rompt l'écoulement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du robinet formant l'objet de l'invention.
Sur ce dessin La fig. 1 est une coupe longitudinale axiale montrant les organes mobiles à leur position extrême d'ouverture; La fig. 2 est aussi une coupe longitu dinale axiale, mais faite suivant un plan perpendiculaire au premier, les mêmes organes étant dans la position de fermeture; La fig. 3 montre la position d'ouverture de la soupape montée dans le piston-clapet. Le corps R du robinet est cylindrique et comporte les tubulures d'arrivée a et de sor tie b du liquide, disposées perpendiculairement à l'axe du corps R et en prolongement l'une de l'autre.
La tubulure d'admission a commu nique avec une chambre cylindrique de pres sion<I>c j</I> située à l'une des extrémités du corps R et dans laquelle se meut le piston- clapet h. g. La tubulure d'écoulement<I>b</I> com munique par un orifice d pratiqué dans le corps R avec une chambre cylindrique e de diamètre inférieur à celui de la chambre c j, dont elle forme le prolongement et qui se termine à l'autre extrémité du corps R où elle est obturée par un bouchon fileté f.
Du côté opposé à ce bouchon, la chambre d'écoule ment e forme, dans l'intérieur de la chambre de pression c j, le siège e' d'un clapet de fermeture g solidaire du piston lt. Le corps R est fermé d'un bout par le bouchon f et de l'autre bout par un cou vercle i vissé sur le cylindre et formant l'une des fonqures de la chambre c j; l'autre fon- çure est constituée par une cloison annulaire c" (fig. 1) transversale au cylindre B. Cette cloison comporte une ouverture c', faisant communiquer la chambre c j avec la tubulurea.
Dans la chambre d'écoulement e est monté à frottement doux titi cylindre creux 1, ser vant d'obturateur, ouvert d'un bout et muni à l'autre d'une fonqure, qui est percée d'une couronne de trous k, cette fonçure étant prolongée par un tube in traversant le bou chon f qui comporte un presse-étoupe formé par titi cuir embouti x. logé dans une gorge annulaire dudit bouchon, laquelle est obturée par une rondelle<I>y.</I> L'extrémité de ce tube m qui dépasse le bouchon f est fermée et reçoit une poignée n pour la manoeuvre du robinet.
Le forage o du tube in est alésé pour servir de coulisse-guide à l'une des extrémités d'une tige cylindrique q, dont l'autre extré mité est entaillée longitudinalement pour for mer des cannelures creuses u régnant depuis un collet t situé à un point déterminé de la longueur de cette tige jusqu'à la base du filetage q' terminant la tige.
Sur la portion cannelée de ladite tige est enfilé un manchon r-, dont la longueur est un peu inférieure à celle de cette portion cannelée; ce manchon comporte urne collerette r', contre la face plane de la quelle se place le clapet en cuir cg, qui est maintenu appliqué sur cette face par une rondelle métallique g', et par les deux pièces h' entre lesquelles est serré le piston embouti h en cuir coulissant dans la chambre c. Les pièces g g'<I>et</I> lt sont maintenues contre la collerette<I>r'</I> par une rondelle<I>r".</I>
Sur le bout fileté q' de la tige q est vissé un disque s avec interposition d'une rondelle en cuir ou caoutchouc s', s'appliquant contre l'épaulement formé par la différence de dia mètre de la partie filetée q' et de la partie cannelée de la tige q. Ce disque s avec sa rondelle élastique constituent une soupape, qui est toujours sous la dépendance de la tension d'un ressort à boudin t; s'appuyant d'autre part, contre la fonçure i, et qui re pousse constamment cette soupape sur son siège qui est formé à l'extrémité du manchon r.
Le piston<I>h Y</I> est percé d'un trou w pour mettre en communication les deux par ties de la chambre c j et permettre < ru liquide de passer derrière le piston. Dans le Compartiment antérieur c de ladite chambre se trouve donc le clapet g, et dans le com partiment postérieur j se trouve la sou pape s s'.
Le fonctionnement du robinet décrit et re présenté est expliqué ci-après, cri partant de la position de repos des organes montrée fig. 2.
On remarquera d'abord qu'à cette position, le fond du forage o du tube jn se trouve à une certaine, distance de l'extrémité de la tige q repoussée à fond de course par le ressort v, qui applique le clapet g et la soupape s s' contre leurs sièges respectifs. La tige na est.retirée de façon que l'obturateur 1 applique sa fonqure contre le bouchon f.
Ledit obtu rateur découvre donc l'orifice d'écoulement d, niais le liquide ne peut y arriver, puisque la chambre e est obturée par le clapet g. On comprend en effet, que les deux comparti ments<I>c et j</I> étant remplis de liquide, le piston<I>h.</I> lt' reçoit sur ses deux faces une pression identique par l'eau. En outre, sa face postérieure reçoit une pression additionnelle par le ressort 2^.
Si l'on opère avec la main une pression suffisante sur la poignée ii pour repousser la tige ni et l'obturateur 1, il se produit d'abord l'obturation de l'orifice <I>d</I> par le cylindre<I>1</I> et ensuite la rencontre de l'extrémité de la tige q par le fond plein du tube-coulisse in et, à partir de ce moment, la compression du ressort z.
Etant données la grande surface du piston et la pression rérrnant dans le compartiment j, la résistance offerte par la face postérieure dudit piston est trop grande, pour qu'elle puisse être vaincue par la force de la main manoeuvrant la poignée, mais cette force est suffisante pour vaincre la résistance qu'offre la petite surface de la soupape s.
Il s'ensuit que cette soupape est repoussée par la tige q, et que le déplacement de celle-ci est arrêté, lorsque le collet t bute contre l'extrémité an térieure du manchon r. Cette ouverture de la soupapes qui est montrée à la fig. 3,
découvre l'extrémité postérieure du manchon r et le sommet des cannelures ic de la partie can nelée de la tige q. L'eau renfermée dans le compartiment j trouve donc une sortie et passe par les cannelures ii pour se rendre dans la chambre e, où elle est obligée de stationner, puisque l'orifice d'écoulement d est fermé par l'obturateur 1.
La pression diminue donc sur la face postérieure du piston au fur et à mesure de la vidange du com partiment j, mais le clapet g reste, néanmoins, appliqué sur son siège e', tarit que cette pression est encore supérieure à celle qui s'exerce sur la face antérieure dudit piston.
Lorsque la pression à laquelle est soumise la face postérieure du piston est inférieure à celle que l'eau, arrivant par la tubulure a, exerce sur la face antérieure du piston, celui-ci est repoussé par la pression de cette eau d'une petite quantité seulement, mais qui est suffisante, toutefois, pour que le clapet g soit décollé de soir siège é et qu'il découvre ainsi l'entrée de la chambre e pour donner alors passage à l'eau qui va remplir ladite chambre, mais non s'écouler au dehors du robinet, car l'orifice d reste obturé tarit que le tube o est maintenu à la position dessinée en traits pointillés, fig. 1.
Pendant qu'une partie de l'eau remplit la chambre e, il en passe Litre autre partie par les cannelures u de la tige de piston et par l'orifice iv du piston pour se rendre dans le compartiment j.
Ltant données les surfaces à peu près égales que possèdent, d'une part, la face postérieure du piston h h' et les deux faces de la soupape s s', d'autre part, la face antérieure de ce même piston et les faces extérieures du clapet g et de la collerette r', le piston-clapet h, h.' <I>g</I> r' avec la soupape s s' se trouvent par suite équilibrés entre les com partiments<I>c et j.</I>
Il s'ensuit que la résistance qui s'opposait précédemment à l'enfoncement du piston sous la pression de la main agissant sur la poignée n n'existe plus et que ledit piston peut alors être repoussé complètement et prendre la po sition représentée fig. 1, où il bute contre la fongure i. La poignée n est par suite, à fond de course, ainsi que l'obturateur 1 et sa tige m, comme le représente le tracé poin tillé, fig. 1.
Dans cette position des organes mobiles du robinet, l'écoulement du liquide ne peut se produire, puisque l'obturateur l ferme l'orifice de sortie d et cet écoulement ne se produit pas davantage, si la main abandonne la poignée de manoeuvre n. En effet, la couronne de trous Ic qui est pratiquée dans la fongure de l'obturateur l laisse pa,,ser l'eau en avant de cette fonqure, laquelle est par suite équi librée et reste immobilisée à sa position.
Il en résulte que les organes<I>g h</I> Iz <I>s s'</I> q <I>1</I> riz peuvent rester un temps indéterminé à la position indiquée en pointillé, sans qu'aucun écoulement d'eau se produise.
Pour que cet écoulement ait lieu, il est nécessaire que la poignée soit attirée à la main, jusqu'à fond de course avant, c'est=à- dire jusqu'à la position indiquée à traits pleins dans les fig. 1 et 2, afin que l'obturateur se déplace dans la même direction et vienne à la position montrée en traits pleins dans la fig. 1.
Le piston-clapet h g, reste, malgré la pression dur ressort v; immobilisé à la position de la fig. 1 grâce à un frottement assez dur de la tige q dans le forage o. La chambre e est, par conséquent, ouverte à l'eau venant de la tu bulure a et l'orifice d est découvert par l'obturateur 1, le liquide peut donc s'écouler par ledit orifice<I>d</I> et par la tubulure U.
Une partie de l'eau traverse le trou calibré rv pratiqué dans le piston et se rend dans le compartiment j, où la pression devient aussitôt équivalente à celle régnant dans le compar timent c. La soupape s s' est, dés lors, sou mise à la tension du ressort v et s'applique sur son siège. La tension de ce ressort agit ensuite sur le piston pour le repousser sui vant une vitesse uniforme qui dépend du calib rage du trou tc. L'écoulement de l'eau se produit jusqu'à ce que le clapet g soit appliqué sur son siège et obture l'entrée de la chambre e. On a donc obtenu un débit d'eau pendant un temps déterminé et une fermeture automa tique du robinet.
Le débit peut être suspendu à tout moment de l'écoulement, en repoussant suffisamment la tige m pour que l'obturateur d ferme l'orifice d, mais cette fermeture n'inter rompt pas le débit de l'eau dans le compar timent ,j ni l'action du ressort<I>v,</I> il s'ensuit que le clapet g continue à se déplacer et qu'il s'applique sur son siège, sans qu'il soit besoin de rappeler le tube in en arrière. Dans ce cas, une nouvelle poussée en avant de la poignée provoque l'ouverture de la soupape s s' et les mêmes effets que ceux précédemment décrits.
Pour toutes les pressions du liquide, le temps nécessaire à la fermeture est directe ment proportionnel à la capacité de la chambre postérieure ,j et inversement proportionnel à la section du trou w.
De ce qui précède, il découle qu'on peut faire débiter au robinet en poussant l'obtu rateur d'abord à fond et en le retirant ensuite, une quantité d'eau déterminée dans un temps déterminé, ces deux facteurs restant toujours les mêmes pour une même pression du liquide et les mêmes dimensions des organes, dont dépend le débit.
Self-closing, determined flow tap. The present invention relates to a valve with a determined flow rate and automatic closing of the type which comprises a piston-valve closing at rest the communication between the inlet and flow pipes of the liquid under the tension of a spring, this piston being intended to be pushed back by hand to establish communication between said tubes and to remain in the open position for a time the duration of which depends on the size of a hole made in the piston, and giving passage to the liquid to return to the posterior surface of the piston,
in order to restore the balance of the water pressure on its two faces and to allow the spring to act on the piston, which then closes automatically and interrupts the flow.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the valve forming the object of the invention.
In this drawing, FIG. 1 is an axial longitudinal section showing the movable members in their extreme open position; Fig. 2 is also an axial longitudinal section, but taken along a plane perpendicular to the first, the same members being in the closed position; Fig. 3 shows the open position of the valve mounted in the piston-flap. The body R of the valve is cylindrical and comprises the inlet pipes a and outlet pipes b of the liquid, arranged perpendicularly to the axis of the body R and in extension of one another.
The intake manifold communicates with a cylindrical pressure chamber <I> c j </I> located at one end of the body R and in which the piston-valve h moves. g. The flow pipe <I> b </I> communicates through an orifice d made in the body R with a cylindrical chamber e of diameter smaller than that of the chamber cj, of which it forms the extension and which ends at the 'other end of the body R where it is closed by a threaded plug f.
On the side opposite this stopper, the flow chamber e forms, in the interior of the pressure chamber c j, the seat e 'of a closing valve g integral with the piston lt. The body R is closed at one end by the stopper f and at the other end by a cover i screwed onto the cylinder and forming one of the chambers of the chamber c j; the other wall is formed by an annular partition c "(fig. 1) transverse to cylinder B. This partition has an opening c ', making the chamber c j communicate with the tubular.
In the flow chamber e is mounted with gentle friction titi hollow cylinder 1, acting as a shutter, open from one end and provided at the other with a funnel, which is pierced with a ring of holes k, this fonçure being extended by a tube in passing through the plug f which comprises a cable gland formed by titi crimped leather x. housed in an annular groove of said stopper, which is closed by a washer <I> y. </I> The end of this tube m which exceeds the stopper f is closed and receives a handle n for operating the valve.
The borehole o of the tube in is bored to serve as a guide slide for one end of a cylindrical rod q, the other end of which is notched longitudinally to form hollow grooves u reigning from a collar t located at a determined point along the length of this rod to the base of the thread q 'terminating the rod.
On the fluted portion of said rod is threaded a sleeve r-, the length of which is slightly less than that of this fluted portion; this sleeve has a collar r ', against the flat face of which is placed the leather valve cg, which is held applied on this face by a metal washer g', and by the two parts h 'between which the piston is clamped embossed h in sliding leather in the bedroom c. The parts g g '<I> and </I> lt are held against the collar <I> r' </I> by a washer <I> r ". </I>
On the threaded end q 'of the rod q is screwed a disc s with the interposition of a leather or rubber washer s', pressing against the shoulder formed by the difference in diameter of the threaded part q' and of the grooved part of the shank q. This disc s with its elastic washer constitute a valve, which is always dependent on the tension of a coil spring t; leaning on the other hand, against the fonçure i, and which re constantly pushes this valve on its seat which is formed at the end of the sleeve r.
The piston <I> h Y </I> is pierced with a hole w to put the two parts of the chamber c j in communication and allow <ru liquid to pass behind the piston. In the anterior compartment c of said chamber is therefore the valve g, and in the posterior compartment j is located the valve s s'.
The operation of the valve described and shown is explained below, starting from the rest position of the members shown in FIG. 2.
It will first be noted that in this position, the bottom of the borehole o of the tube jn is located at a certain distance from the end of the rod q pushed back to the full stroke by the spring v, which applies the valve g and the valve ss' against their respective seats. The rod na est.retirée so that the shutter 1 applies its dark against the plug f.
Said shutter therefore discovers the flow orifice d, but the liquid cannot get there, since the chamber e is closed by the valve g. It is understood in fact, that the two compartments <I> c and j </I> being filled with liquid, the piston <I> h. </I> lt 'receives on its two faces an identical pressure by water . In addition, its rear face receives additional pressure by the spring 2 ^.
If sufficient pressure is applied to the handle ii with your hand to push back the rod ni and the shutter 1, the opening <I> d </I> is first blocked by the cylinder <I> 1 </I> and then the meeting of the end of the rod q by the solid bottom of the sliding tube in and, from this moment, the compression of the spring z.
Given the large area of the piston and the pressure in compartment j, the resistance offered by the rear face of said piston is too great for it to be overcome by the force of the hand operating the handle, but this force is sufficient to overcome the resistance offered by the small surface area of the valve s.
It follows that this valve is pushed back by the rod q, and that the movement of the latter is stopped, when the collar t abuts against the anterior end of the sleeve r. This opening of the valve which is shown in fig. 3,
uncovers the posterior end of the sleeve r and the top of the splines ic of the splined part of the rod q. The water enclosed in the compartment j therefore finds an outlet and passes through the grooves ii to reach the chamber e, where it is obliged to stand, since the flow orifice d is closed by the shutter 1.
The pressure therefore decreases on the rear face of the piston as the compartment j is emptied, but the valve g nevertheless remains applied to its seat e ', dries up that this pressure is still greater than that which s' exerts on the front face of said piston.
When the pressure to which the rear face of the piston is subjected is less than that which the water, arriving through the tubing a, exerts on the front face of the piston, the latter is pushed back by the pressure of this water from a small quantity only, but which is sufficient, however, for the valve g to be lifted off in the evening, seat é and so that it discovers the entrance to chamber e to then give passage to the water which will fill said chamber, but not flow out of the tap, because the orifice d remains blocked until the tube o is kept in the position drawn in dotted lines, fig. 1.
While part of the water fills chamber e, the other part passes through the grooves u of the piston rod and through the orifice iv of the piston to reach compartment j.
Given the approximately equal surfaces which have, on the one hand, the rear face of the piston hh 'and the two faces of the valve s s', on the other hand, the anterior face of this same piston and the outer faces of the valve g and the flange r ', the piston-valve h, h.' <I> g </I> r 'with the valve s s are therefore balanced between the compartments <I> c and j. </I>
It follows that the resistance which previously opposed the depression of the piston under the pressure of the hand acting on the handle no longer exists and that said piston can then be pushed back completely and take the position shown in FIG. 1, where it abuts against the fungus i. The handle n is therefore at full stroke, as well as the shutter 1 and its rod m, as shown in the dotted line, fig. 1.
In this position of the moving parts of the valve, the flow of liquid cannot occur, since the shutter l closes the outlet orifice d and this flow does not occur further, if the hand leaves the operating handle n. Indeed, the crown of holes Ic which is made in the fungus of the shutter l leaves pa ,, ser the water in front of this funnel, which is consequently balanced and remains immobilized in its position.
It follows that the organs <I> gh </I> Iz <I> s s' </I> q <I> 1 </I> rice can remain an indefinite time at the position indicated in dotted lines, without no water flow occurs.
For this flow to take place, the handle must be pulled in by hand, up to the full forward stroke, ie up to the position shown in solid lines in fig. 1 and 2, so that the shutter moves in the same direction and comes to the position shown in solid lines in fig. 1.
The piston-valve h g, remains, despite the hard spring pressure v; immobilized in the position of fig. 1 thanks to a fairly hard friction of the rod q in the bore o. The chamber e is, therefore, open to water coming from the bulb a and the orifice d is discovered by the shutter 1, the liquid can therefore flow through said orifice <I> d </I> and by the U.
Part of the water passes through the calibrated hole rv made in the piston and goes into compartment j, where the pressure immediately becomes equivalent to that prevailing in compartment c. The valve s is, therefore, subjected to the tension of the spring v and is applied on its seat. The tension of this spring then acts on the piston to push it back following a uniform speed which depends on the calibration of the hole tc. The flow of water occurs until the valve g is applied to its seat and closes the inlet of the chamber e. A flow of water was therefore obtained for a determined time and an automatic closing of the tap.
The flow can be suspended at any time during the flow, by pushing back the rod m enough so that the shutter d closes the orifice d, but this closure does not interrupt the flow of water in the compartment, j nor the action of the spring <I> v, </I> it follows that the valve g continues to move and that it applies to its seat, without it being necessary to recall the tube in backward. In this case, a further push forward of the handle causes the opening of the valve s s' and the same effects as those previously described.
For all liquid pressures, the time required for closing is directly proportional to the capacity of the rear chamber, j and inversely proportional to the section of the hole w.
From the foregoing, it follows that it is possible to make the tap flow by pushing the shutter first fully and then withdrawing it, a determined quantity of water within a determined time, these two factors always remaining the same. for the same liquid pressure and the same dimensions of the components, on which the flow depends.