Vanne levante La présente invention se rapporte à une vanne levante ayant des moyens d'appui à glissement ou rou lement sur des guides verticaux latéraux fixes, cette vanne comportant un tablier vertical dont la face amont, munie de poutres, est directement exposée à l'espace d'eau amont, et dont le bord inférieur est, en position d'ouverture au moins partielle, franchi par l'eau se dirigeant vers l'aval. De telles vannes sont généralement de grandes dimensions et sont cou ramment utilisées dans les installations hydrauliques pour obturer les galeries d'amenée ou d'évacuation.
Sous la vanne, à l'endroit du bord inférieur du tablier, il se produit des décollements de l'écoule ment qui se traduisent par des poussées verticales d'autant plus considérables que la vanne est plus large. Ces poussées obligent à développer des efforts de manoeuvre très importants dans le cas de vannes de grandes dimensions.
La présente invention a pour but de réduire no tablement les efforts hydrauliques dans le sens du déplacement de la vanne.
La vanne suivant l'invention est caractérisée en ce que les poutres disposées sur le côté amont du tablier comportent une rangée d'arceaux horizontaux espacés qui sont maîtres porteurs et dont les, extré mités sont munies des moyens d'appui sur les guides fixes et en ce que le tablier est attelé auxdits arceaux maîtres porteurs par des organes, de liaison agissant en traction, lesdits organes de liaison ménageant un passage vertical adjacent au tablier, de section hori zontale égale à la quasi-totalité de la section de l'in tervalle compris entre chaque arceau et le tablier, passage par lequel,
en position d'ouverture au moins partielle de la vanne, l'eau s'écoulant entre les arceaux est admise à descendre le long du tablier vers le bord inférieur de celui-ci. Dans une forme d'exécution particulière, la vanne est constituée par un ou plusieurs éléments super posés et chaque élément de vanne est formé par un tablier dont la face amont est fixée sur des voiles verticaux, pleins ou ajourés, et parallèles au sens général du courant, lesquels voiles verticaux sont reliés sur leur côté amont aux arceaux horizontaux de forme polygonale .ou arrondie,
ces arceaux étant choisis de profil et de section tels qu'ils donnent lieu à une perte de charge minimum dans; l'écoule ment qui se produit en amont du tablier, de sorte que la poussée hydraulique qui en résulte est nota blement réduite, et ceci sans risque de cavitation.
Sans doute, on a déjà proposé d'obturer l'espace amont du tablier par un contre-tablier parallèle for mant avec celui-ci des tubes verticaux dans lesquels l'eau circule lorsque la vanne est partiellement ou verte, mais cette disposition a pour grave inconvé nient que l'écoulement dans ces tubes s'accompagne de phénomènes de cavitation violents et de vibra tions et il convient de noter que la vanne objet de l'invention se distingue de cette technique par le fait que les arceaux placés devant le tablier sont espacés et permettent à l'eau de les franchir librement en sorte que tout phénomène de cavitation soit évité.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la vanne faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue, en coupe horizontale, sui vant la ligne I-I de la fig. 2 d'une vanne wagon ; la fig. 2. est une vue, à plus grande échelle, en coupe verticale, suivant la ligne II-II de la fig. 1 ; la- fig. 3 est une vue en perspective, en coupe partielle, d'un élément de la vanne des fig. 1 et 2 ;
la fig. 4 est une vue partielle agrandie d'une variante de la fig. 2 ; la fig. 5 est une vue partielle agrandie d'une au tre variante de la fig. 2 ; la fi-. 6 est une vue partielle d'une variante de la fi-. 1.
Dans l-1 mode de réalisation représenté aux fig. 1 à 3, à une vanne levante comporte un tablier ver tical 1 dont la face amont est directement exposée à l'espace d'eau amont 2 et dont le bord inférieur 3 est, en position d'ouverture au moins partielle de la vanne, franchi par l'eau se dirigeant suivant les flè ches F vers l'aval 4.
A l'amont du tablier 1 est disposée une rangée d'arceaux horizontaux polygonaux ou incurvés 5 qui sont maîtres porteurs et dont les extrémités sont mu nies de moyens d'appui 6, à glissement ou roulement 10, sur des guides verticaux latéraux fixes 7. Le ta blier 1 est attelé aux arceaux 5 par des organes de liaison agissant par traction et constitués par des voiles minces verticaux 8. Les voiles 8 ménagent un passage vertical 9 adjacent au tablier 1, de section horizontale égale à la quasi-totalité de la section comprise entre chaque arceau 5 et le tablier 1.
En position d'ouverture au moins partielle de la vanne, l'eau s'écoulant entre les arceaux 5 est admise par ce passage 9 à descendre le long du tablier 1 vers le bord inférieur 3 de celui-ci.
Plus particulièrement, la vanne est constituée par quatre éléments identiques en acier moulé soudés les uns aux autres chacun étant constitué par une bande du tablier 1, des voiles verticaux 8 et des arceaux 5 disposés en forme de polygone encaissant les efforts de compression dus à la poussée horizontale de l'eau sur le tablier.
Les arceaux 5 sont dans le présent exemple cons titués par des barres de section rectangulaire et ne produisent qu'une faible perte de charge dans l'écou lement, de sorte que les efforts verticaux dus aux effets hydrauliques sont très réduits. Ces barres pour raient, bien entendu, avoir toute forme de section par exemple ovale, carrée, ronde ou même profilée, pro pre à ne produire qu'une faible perte de charge, et apte à encaisser convenablement les efforts de com pression et de flexion.
On voit, d'après la fig. 2, que l'on a en plus de la poussée verticale sur le tablier 1 due à la diffé rence entre la pression qui agit sur la face supérieure dudit tablier et la pression très inférieure qui existe sous le bord 3 seulement les efforts verticaux dus à la perte de charge produite par les barres 5.
Cette perte de charge étant très faible, comme il vient d'être dit, les efforts verticaux qui en résul tent sont très réduits.
Les roues 10 de la vanne roulent sur les chemins de roulement 7 installés dans les rainures 11.
On voit sur la fig. 3 un élément de la vanne dé crite représenté en vue de profil, en coupe partielle, deux des voiles verticaux 8 étant supprimés pour la clarté de la figure.
Dans le cas où l'on a besoin de réduire encore les efforts verticaux sur les barres horizontales 5, on peut donner à ces barres un profil particulier ou une inclinaison comme montré aux fig. 4 ou 5.
Sur l'exemple de la fi-. 4, la barre 5a comporte un prolongement mince 12 côté amont qui provoque le décollement des filets d'eau et permet à la pres sion moyenne de la zone d'eau morte 13 située à l'aval de s'établir aussi bien sur la plus grande portion de la face supérieure 14 de la barre 5a que sur sa face inférieure 15, diminuant d'autant l'effort verti cal vers le bas s'exerçant sur cette barre.
Un effet analogue est obtenu par la forme en biseau 16 donnée à la portion supérieure de la barre 5b.
Sur l'exemple de la fig. 5, les barres 5c sont incli nées afin que l'écoulement exerce sur elles une cer taine portance permettant d'annuler la poussée de haut en bas et même éventuellement d'avoir une poussée en sens inverse.
La fig. 6 montre un mode particulièrement inté ressant de réalisation du tablier de la vanne, mettant à profit le fait que toute la poussée due à la pression de l'eau sur la face amont du tablier est retransmise aux voiles verticaux 8 sous forme d'efforts de trac tion qui sont finalement supportés par les poutres en arc que constituent les barres 5, et qu'ils est avan tageux de supprimer la contrainte de flexion qui s'ajoute à la contrainte de traction lorsque le tablier 1 est plan.
Dans le but d'annuler cette contrainte de flexion, on prévoit dans la disposition de la fig. 6, un tablier dont chaque partie 17 comprise entre deux voiles ver ticaux 8 affecte la forme d'une portion de surface cylindrique concave vers l'amont.