FR2995381A1

FR2995381A1 - Vanne a pelle automatique

Info

Publication number: FR2995381A1
Application number: FR1202409A
Authority: FR
Inventors: Jean Poyet
Original assignee: Aquitaine Bio Tech
Current assignee: Aquitaine Bio Tech
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-03-14
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: FR2995381B1

Abstract

Dispositif de vanne à pelle automatique, fonctionnant sans énergie extérieure pour stocker une masse liquide puis la libérer à fort débit. Ce dispositif est particulièrement adapté pour la distribution d'effluent décanté vers les différents systèmes d'épuration biologiques tels que filtres à sable plantés ou non et filtres bactériens. L'opercule (2) se dégage par une translation engendrée par un bras (6), muni d'un flotteur d'ouverture (8) auquel il est relié, bras (6) qui est retenu par une gâche puis libéré pour provoquer son déplacement. L'opercule (2) revient en place par gravité. L'opercule (2) est maintenu en position vanne ouverte ou vanne fermée par des liaisons souples (19 & 20) fixées au corps (1) de vanne. L'ensemble est réglable en fonction de la hauteur d'eau.

Description

La présente invention concerne un dispositif de vanne à pelle automatique, fonctionnant sans énergie autre qu'hydrostatique, utilisable notamment dans les domaines de l'irrigation et de l'assainissement. L'énergie électrique n'est pas toujours disponible ou nécessaire pour remplacer l'action d'un dispositif de pompage ou d'électrovannes, le dispositif à auget basculant ou pendulaire est limité en volume et le dispositif à cloche siphoïde nécessite un tube d'amorçage qui se bouche aisément avec les dépôts de matières grasses. Par ailleurs, la faible hauteur d'eau imposée par ces différents principes, entraîne une surface de stockage importante pour de gros volumes. Les utilisateurs sont donc à la recherche d'un dispositif simple, facilement mis en oeuvre, avec un entretien courant, pouvant être réglé facilement sur toute une plage de hauteur d'eau. C'est le cas pour l'assainissement collectif utilisant une filière biologique par filtres à sables ou par roseaux, pour lequel l'écoulement gravitaire de l'effluent décanté vers les différents casiers composant le filtre, engendre des résultats insuffisants. L'invention peut être utilisée pour stocker puis libérer à fort débit, un volume de liquide clair ou chargé, contenu dans une cuve avec une possibilité de réglage continu sur toute la hauteur et dans ce cas, elle peut s'apparenter à un dispositif de chasse, on pourra alors l'appeler « chasse à pelle automatique ». Elle pourra être disposée en sortie ou intégrée à un ouvrage de stockage pour réaliser une répartition des bâchées vers différentes directions. La présente invention a donc pour objet d'automatiser, sans autre énergie que celle fournie par la charge hydrostatique d'une masse de liquide, une vanne, comportant un opercule coulissant selon un axe perpendiculaire à l'axe du corps de vanne et plaqué sur un joint à son extrémité, s'ouvrant en fonction du réglage en hauteur d'un flotteur.

Deux principes peuvent être utilisés pour obtenir ce résultat : `2=s L'opercule est relié à un flotteur capable de provoquer son ouverture dès lors que le verrou qui le maintient est libéré.

L'opercule est entrainé par un flotteur d'ouverture qui suit le mouvement engendré par un bras auquel il est relié, bras qui est retenu par une gâche puis libéré pour provoquer son déplacement par l'action d'un flotteur de déclenchement réglée en fonction du volume à stocker dans la cuve. La pression exercée sur le verrou par le flotteur d'ouverture est indépendante de la hauteur d'eau, dès lors que le dispositif est immergé. L'opercule se ferme par l'effet de son propre poids, dès lors que le verrou qui le maintient en position ouverte est libéré. Le bras auquel il est relié est retenu par une gâche, puis libéré lorsque le flotteur de fermeture suit la descente du niveau de l'eau par vidange.

C'est cette solution qui a servi de principe de base au présent brevet avec les dispositifs originaux qui en font un système capable de couvrir une multitude d'applications. Le type d'obturateur retenu pour réaliser la fonction d'obturation du corps de vanne est celui à « pelle » ou à « guillotine » qui coulisse dans deux gorges parallèles et dont l'étanchéité est obtenue par un joint torique ou un joint à lèvre. L'invention réside principalement par l'utilisation d'un opercule coulissant dans deux glissières perpendiculaires à l'axe de la vanne, sans gorges haute et basse, gorges dont le principe est inadapté pour les applications particulières avec des liquides chargés. L'opercule est maintenu en position par des liaisons souples et l'usinage des glissières lui appliquant une force de contact avec l'extrémité du corps de vanne conduit à obtenir l'étanchéité recherchée.

FIGURES D'ILLUSTRATION Fig 1 : représentation de l'ensemble du mécanisme constituant la vanne à pelle automatique en position fermée par une vue de côté.

Fig 2: représentation de l'ensemble du mécanisme constituant la vanne à pelle automatique en position ouverte par une vue de côté. Fig 3a: représentation du mécanisme de maintien de l'opercule en position fermé par une vue de face partielle. Fig 3b: représentation du mécanisme de maintien l'opercule en position ouvert par une vue de face. L'invention (Fig 1, 2, 3a et 3b) se caractérise par un corps (1) fermé par un opercule (2) sur lequel sont fixés deux pattes de guidage (2a et 2b) et l'extrémité d'une liaison souple (20), qui est mobile le long de deux glissières (3), perpendiculaires à l'axe du corps (1). L'usinage des glissières permet d'exercer une pression suffisante pour plaquer l'opercule (2) sur le joint à l'extrémité du corps (1) et garantir ainsi l'étanchéité nécessaire. Sur le corps sont fixés deux supports de guidage (4a et 4b) et les extrémités de deux liaisons souples (19 et 20). Un bras (6) comporte l'autre extrémité de la liaison souple (19), est guidé par le support (4a), et est mécaniquement solidaire d'une tige (5) qui coulisse librement suivant un axe parallèle aux glissières à travers les deux pattes de guidage (2a et 2b) fixées sur l'opercule (2), elle-même liée à son extrémité à un flotteur d'ouverture (8) par un bras (8a). Le bras d'entrainement (6) comporte un doigt de verrouillage (7) qui sert de blocage à la gâche située sur chacune des deux équerres (13 et 17) articulées chacune par un axe (14 et 18).

L'extrémité de l'équerre de déclenchement (13) est articulée avec une tige (10) qui coulisse librement dans un guide constitué par le support (4a). Au dessus se trouve un flotteur d'amorçage (9) coulissant librement le long de la tige jusqu'à une butée réglable (12), en fonction du niveau de liquide. Une butée inférieure (11) permettra au flotteur d'amorçage (9) lorsqu'il descendra avec le niveau d'eau, d'exercer une pression pour amener la gâche à se bloquer à nouveau sur le doigt (7) du bras (6) en position basse. L'extrémité de l'équerre de fermeture (17) est articulée avec un tige (16) qui coulisse librement dans un guide constitué par le support (4b), et qui comporte deux doigts (16a et 16b) venant en contact du bras (15a) du flotteur de fermeture (15).

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT PHASE 1 (Fig 1) Lorsque la cuve est vide, le flotteur d'amorçage (9) repose sur la butée (11) coulissant sur la tige (10) au travers du guide (4a). Le doigt (7) est bloqué dans la gâche de l'équerre (13) maintenue par la pression exercée par la tige(10). L'opercule (2) est maintenu en position fermée, obturant le corps de vanne (1), sous l'effet de son propre poids et retenu par le lien souple (19). Le flotteur d'ouverture (8) à l'extrémité du bras (8a) est en position basse grâce au niveau bas du liquide, comme le flotteur de fermeture (15) à l'extrémité du bras (15a). PHASE 2 Le niveau d'eau monte progressivement pour atteindre la base du flotteur (9) qui se soulève en coulissant le long de la tige (10), jusqu'à venir se bloquer sous la butée (12) réglée en fonction de la hauteur d'eau désirée. Le bras (8a) du flotteur d'ouverture (8) vient en butée contre la patte (2b). Le bras (15a) du flotteur de fermeture (15) vient pousser contre le doigt (16a). Le niveau monte encore entraînant le flotteur d'amorçage (9) et la tige (10) liée à la butée (12) provoquant le basculement de l'équerre (13) et le dégagement du doigt (7) de la gâche. PHASE 3 (Fig 2) Le bras (6) se trouve alors libéré et, par la pression du flotteur d'ouverture (8) transmise par la tige (5) à laquelle if est relié par le bras (8a), est entraîné vers le haut, entraînant par la butée (2b) la montée rapide de l'opercule (2) jusqu'au blocage par la liaison souple (20). Le doigt (7) vient en appui sur la gâche de l'équerre (17) qui bascule par la forme de pente puis se verrouille par la pression exercée par le flotteur de fermeture (15) et transmise par la tige (16) et le bras (15a) en appui sur le doigt (16a). Le doigt (7) est bloqué en position haute du bras (6) dans la gâche de l'équerre (17). La vanne est ouverte et la vidange démarre. PHASE 4 La vidange provoque l'abaissement du niveau d'eau qui entraîne le flotteur d'ouverture (9) et la tige (10) jusqu'au blocage de la butée (11) sur le support (4a). L'opercule (2) et le flotteur d'ouverture (8) sont maintenus en position haute par le blocage du bras (6) lié à la tige (5). 535 PHASE 5 En fin de vidange l'abaissement du niveau d'eau entraîne le flotteur de fermeture (15) et du bras (15a) qui entraine le doigt (16b) et la tige (16) provoquant le basculement de l'équerre (17) autour de son axe (18) et le dégagement du doigt (7) de la gâche. Le bras (6) se trouve alors libéré, libérant l'opercule (2) et le flotteur d'ouverture (8), et par gravité, l'ensemble des pièces descend, jusqu'à blocage par la liaison souple (19). Le doigt (7) vient en appui sur la gâche de l'équerre (13) qui bascule par la forme de pente puis se verrouille par la pression exercée par le poids du flotteur de déclenchement (9) transmis par la tige (10). Le doigt (7) est bloqué en position basse du bras (6) dans la gâche de l'équerre (13). La vanne est fermée et le remplissage de la cuve peut démarrer.

On pourra noter que : - Pour que l'étanchéité soit totale, l'opercule (2) doit être parfaitement plan et lisse, et venir se plaquer contre le joint installé sur le corps de vanne (1) en coulissant dans les glissières latérales (3). - La pression qu'exercera l'opercule (2) sur le corps de vanne (1) sera fonction de la hauteur d'eau. - Le mécanisme d'automatisation de l'ouverture et de la fermeture de l'opercule (2) n'a pas d'incidence sur le débit obtenu qui est seulement directement lié à la hauteur d'eau et au diamètre du corps de vanne (1). - Le mouvement de translation et la forme à angle vif du bord de t'opercule (2) en contact avec t'extrémité du corps de vanne (1) constitue un effet « ciseaux ». - Le poids de l'ensemble bras (6) et tige (5), opercule (2), et flotteur d'ouverture (8), à la fin de la vidange, constitue une force qui doit être suffisante pour entrainer la fermeture de l'opercule (2) en appui sur le joint d'étanchéité par glissement sur les glissières (3). - Le volume du flotteur (8) doit être suffisant pour créer une traction verticale supérieure à l'effort de frottement du joint en extrémité du corps (1) et à la pression résultant de la hauteur d'eau sur l'opercule (2) pour permettre l'ouverture de l'opercule (2).

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de vanne à pelle automatique, du type comportant un opercule (2) coulissant selon un axe perpendiculaire à l'axe du corps (1) de vanne et plaqué sur un joint à son extrémité, s'ouvrant en fonction du réglage en hauteur d'un flotteur (9).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opercule (2) est relié à un flotteur (8) capable de provoquer son ouverture dès lors que le verrou qui le maintient est libéré.
3. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que l'opercule (2) se ferme par l'effet de son propre poids, dès lors que le verrou qui le maintient en position ouverte est libéré.
4. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras d'entrainement (6) comporte un doigt de verrouillage (7) qui sert de blocage à la gâche située sur chacune des deux équerres (13 et 17) articulées chacune sur un axe (14 et 18). Les variations du niveau d'eau provoquent le basculement de chaque équerre (13 ou 17) autour de son axe et le dégagement du doigt (7) de la gâche.
5. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que l'opercule (2) est maintenu en position par des liaisons souples (19 & 20) et l'usinage des glissières (3) lui appliquant une force de contact avec l'extrémité du corps (1) de vanne conduit à obtenir l'étanchéité recherchée.
6. Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouvement de translation et la forme à angle vif du bord de l'opercule (2) en contact avec l'extrémité du corps de vanne (1) constitue un effet « ciseaux ».