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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Obturateur automatique pour conduite d'eau.
La présente invention concerne les obturateurs qui ferment automatiquement les conduites d'eau lorsqu'il s'y produit une rupture accidentelle et, plus spécialement, les obturateurs dynamiques, c'est-à-dire ceux dans lesquels l'organe obturant est actionné directement par la force vive de l'eau.
Le présent dispositif a pour but:
1) d'assurer à l'organe obturant la plus grande sensibilité de fonctionnement, en localisant la perte de charge autour de cet organe et en diminuant au maximum les pertes de charge qui se produisent dans les autres parties de l'appareil;
2) de régler la vitesse de fermeture, 3) de faciliter la réouverture après remise en état
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de la conduite,
4) de permettre par une simple manoeuvre à la main de faire fonctionner l'appareil en robinet-vanne.
Les figures 1, 2 et 3 sont données à titre d'exemple et sans limitation de l'invention.
Sur la figure 1, l'obturateur comporte essentiellement un corps 1 raccordé à la canalisation par deux brides égales et opposées, ainsi qu'un organe obturant 2 en forme de double cloche 2a 2b, monté sur une tige 3a 3b mobile suivant l'axe de la conduite.
L'appareil est cylindrique par rapport à son plan médian et il existe de part et d'autre de la double cloche 2, deux sièges fixes 4a 4b, contre l'un et l'autre desquels elle peut venir s'appuyer pour opérer la fermeture de la conduite.
La tige 3a 3b sur laquelle est montée la double cloche 2 porte à l'amont et à l'aval deux pistons 5a 5b, se mouvant dans deux cylindres 6a 6b destinés à servir tantôt de moteur, tantôt de frein. Les cylindres sont reliés au corps par des nervures non figurées.
Dans l'épaisseur de chaque piston 5a 5b, est pratiqué un évidement dans lequel une bille formant clapet peut venir obturer un orifice permettant à l'eau de l'intérieur de l'appareil de passer dans le cylindre; le passage de l'eau en sens inverse ne peut se faire que par l'intermédiaire d'un orifice calibré 7a 7b disposé dans un autre évidement du piston; ce trou calibré constitue une des caractéristiques de l'invention et sert au réglage de la vitesse de fermeture.
Le siège 4a 4b sur lequel vient s'appuyer l'obturateur est entouré d'une bague métallique 8a 8b d'un diamètre peu supérieur à celui de l'obturateur et formant un premier amortissement quand le piston 2 s'y engage. La section de cette
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bague a sur sa face interne un profil qui rend l'amortissement progressif.
La double cloche 2 est entourée d'un disque 19.
D'autre part, un masque 11 est disposé dans la cheminée centrale de l'appareil, de manière à constituer avec la partie cylindrique centrale du corps 1, un orifice circulaire (voir figure 2). Entre cet orifice et le disque porté par la double cloche, la section libre restante est approximativement égale à celle des deux orifices respectivement d'entrée et de sortie de l'appareil.
Comme, dans tout le reste de l'appareil, les sections de passage sont plus grandes, c'est dans la section libre au droit de la double cloche que se produit la perte de charge principale, ce qui augmente remarquablement la sensibilité de l'appareil.
Pour que cette-action garde la même valeur tant que la double cloche ne s'est pas approchée de l'une des couronnes d'amortissement,le masque a une lèvre inférieure cylindrique de largeur 11 a 11 b (Fig. 1).
La double cloche 2 entraîne, par l'intermédiaire d'un doigt 9, une tige de manoeuvre 12a 12b parallèle à l'axe de la conduite. Cette tige traverse deux presse-étoupe 13a 13b et vient attaquer, par des parties renflées 14a 14b, l'une ou l'autre des soupapes 15a 15b permettant de mettre à l'échappement l'un à l'autre des deux cylindres 6a 6b.
Dans les appareils de gros calibre, la longueur du doigt 9 pourrait provoquer un début de flambement sur la tige de manoeuvre 12a 12b; aussi a-t-on remplacé ce dispositif par celui de la figure 3 dans lequel le doigt 9, au lieu d'être fixé sur la tige, est fixé sur la double cloche; ce doigt 9 entraîne alors la tige par deux collerettes 20a 20b situées de part et d'autre du doigt. Le doigt 9seprolonge par une bou-
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tonnière, de façon à être guidé par une tige 21 qui empêche ainsi la double cloche de tourner sur elle-même et qui évite toute action latérale du doigt sur la tige de manoeuvre.
Quand on veut faire fonctionner l'appareil comme robinet-vanne ordinaire, on met à l'échappement le cylindre aval en appuyant sur la soupape 15b par exemple, au moyen de la vis 17b terminée par un volant ; alors il faut avoir soin d'écarter la partie renflée opposée 14a fixée sur la tige de manoeuvre 12a, de façon que le cylindre amont ne se mette pas aussi à l'échappement quand l'obturateur commence à se déplacer.
A cet effet, les parties renflées 14a 14b sont terminées respectivement par une partie filetée cône et fendue sur laquelle vient se visser un écrou à volant 16a 16b: il suffit de désserrer l'écrou 16a, par exemple, pour libérer la partie renflée et pouvoir la tirer en arrière.
Enfin, une pompe à main 18 permet d'envoyer de l'eau sous pression derrière l'un ou l'autre des pistons 5a 5b,ce qui constitue également une des caractéristiques de l'invention.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant:
L'appareil étant branché et l'eau circulant dans un sens ou dans l'autre avec des vitesses normales, la double cloche 2a 2b de l'obturateur reste en équilibre à égale distance de ses sièges 4a 4b, par suite du mécanisme suivant:
La force vive de l'eau, faisant effet sur l'une des cloches de l'obturateur, détermine un début de mouvement dans le sens de la vitesse de l'eau, puisque l'eau peut s'échapper lentement du cylindre aval par l'orifice lentille 7a ou 7b disposé au travers du piston. Mais, aussitôt, le renflement 14b ou 14a de la tige de manoeuvre côté amont vient
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mettre à l'évacuation le cylindre amont.
Dans ces conditions, le cylindre aval dans lequel règne la pression intérieure de la conduite repousse l'obturateur vers l'amont, jusqu'à ce que la soupape amont libérée se referme.
En cas d'accident, la vitesse de l'eau augmente brusquement et considérablement, ainsi que sa force vive.
La pression de l'eau tombe plus ou moins suivant la distance à laquelle l'appareil se trouve d'un réservoir.
Si cet appareil est au voisinage immédiat d'un réservoir, la pression peut même ne pas tomber du tout.
Sous l'influence de cette force vive considérable. l'appareil se met en marche vers l'aval; les réactions du cylindre aval ne sont plus suffisantes pour ramener l'appareil à sa position d'équilibre, le piston continue sa course et, dès qu'il approche de la bague mortisseuse 8a ou 8b, puis du siège 4a ou 4b, la pression aval diminue rapidement pour s'annihiler complètement. La bague en premier lieu, le cylindre en aval ensuite, ont une action énergique d'amortissement qui empêche l'obturateur d'atteindre brusquement son siège.
En pratique, le mouvement est tellement amorti que la fermeture complète a lieu sans aucun coup de bélier et même avec une surpression insignifiante.
L'appareil reste fermé par l'effet de la pression statique jusqu'à ce que la réparation ait pu être effectuée et que la pression ait pu remonter dans le bief aval.
Quand on veut faire fonctionner l'appareil comme robinet-vanne, on tire en arrière le renflement 14a ou 14b de l'une des extrémités de la tête, renflement qui est porté par une tige creuse mobile; on, décolle avec précaution la soupape du cylindre situé de côté, l'appareil se met en route
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lentement jusqu'à venir opérer l'obturation du côté où l'on a manoeuvré la soupape.
Pour provoquer la réouverture, on opère la manoeuvre inverse.
Quand le bief aval a été rempli à nouveau à l'aide de la nourrice, un courant peut s'établir dans la nourrice et une différence de pression peut alors subsister entre deux biefs amont et aval.
Dans ce cas, la petite pompe hydraulique 18 à main sert à décoller l'obturateur de son siège et à amorcer la réouverture.
Cette pompe se trouve montée sur le couvercle de l'appareil, elle puise l'eau dans le corps et la refoule à volonté dans l'un ou l'autre des deux cylindres; sa manoeuvre est aisée et quelques coups de pompe suffisent.