FR2546295A1

FR2546295A1 - Compteur d'eau compose, equipe d'une soupape de commutation a ressort

Info

Publication number: FR2546295A1
Application number: FR8406833A
Authority: FR
Inventors: Fritz Dewald
Original assignee: Bopp and Reuther GmbH
Current assignee: Bopp and Reuther GmbH
Priority date: 1983-05-04
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1984-11-23
Anticipated expiration: 2004-04-27
Also published as: BE899565A; DE3316205C2; FR2546295B1; DE3316205A1

Abstract

LA PRESENTE INVENTION SE RAPPORTE A UN COMPTEUR D'EAU COMPOSE COMPRENANT UNE SOUPAPE APTE A COMMUTER L'ECOULEMENT DE L'EAU DU COMPTEUR AUXILIAIRE SUR LE COMPTEUR PRINCIPAL. SELON L'INVENTION, L'OBTURATEUR 10 DE LA SOUPAPE EST REALISE SOUS LA FORME D'UN CONE EFFILE DIRIGE CONTRE LE COURANT PRINCIPAL, CONE QUI PRESENTE UNE SURFACE FERMEE 46 EXEMPTE DE TOUT PERCAGE ET PORTE, SUR SA PARTIE ARRIERE, UN PLUS GRAND JOINT D'ETANCHEITE 14; CES DEUX JOINTS COOPERENT RESPECTIVEMENT AVEC UN SIEGE DE SOUPAPE FIXE DE PETITE DIMENSION 21 FORME SUR UN MOYEU DE DIRECTION DE L'EAU 20 ET UN SIEGE DE SOUPAPE FIXE DE GRANDE DIMENSION 15; AINSI L'ESPACE LIBRE MENAGE ENTRE LE PETIT SIEGE DE SOUPAPE 21 FORME SUR LE MOYEU 20 ET LE GRAND SIEGE DE SOUPAPE 15, FORME UN CANAL CENTRAL 47 DEPOURVU DE ZONES DE DEFLEXION ET ORIENTE SUIVANT L'AXE DE LA SOUPAPE, POUR LE PASSAGE DU COURANT PRINCIPAL DANS LA POSITION D'OUVERTURE DE LA SOUPAPE, L'OBTURATEUR DE SOUPAPE 10 POSSEDANT EN OUTRE UNE COURSE QUI CORRESPOND AU MOINS A LA DISTANCE QUI SEPARE LES DEUX SIEGES DE SOUPAPE.

Description

La présente invention se rapporte à un compteur d'eau composé, comprenant un dispositif à soupape qui réagit à la pression différentielle lorsque la valeur limite du débit est atteinte, pour commuter l'écoulement du compteur auxiliaire sur le compteur principal et inversement, et dont l'obturateur de soupape, guidé à coulissement le long de l'axe longitudinal de la soupape et sollicité par un ressort de poussée dans la direction de fermeture de la soupape et par le fluide sous pression dans la direction d'ouverture de cette dernière, porte deux joints d'étanchéité présentant une grande différence de diamètre et s'étendant dans des plans distincts tout en étant concentriques, ces joints d'étanchéité coopérant avec des sièges de soupape fixes respectifs.

Dans les compteurs d'eau composés, a combinaison du compteur principal et du compteur auxiliaire permet d'obtenir un domaine de mesure largement plus étendu que celui auquel on parvient avec un compteur unique possédant la même amplitude de mesure nominale. Dans ces compteurs, le dispositif de commutation a pour fonction, par une commutation précise, de mettre en action les deux compteurs individuels étalonnés pour l'exécution de la mesure de telle façon qu'ils soient situés de la limite inférieure à la limite supérieure du domaine de mesure, à l'intérieur des tolerances d'erreurs préétablies.

Les figures 3 et 4 du brevet allemand DE-PS 30 35 047 montrent une soupape de commutation à ressort pour un compteur d'eau composé, du type spécifié en préambule, dans lequel un obturateur de soupape en forme de pot dont le fond est oriente contre le courant principal, embrasse de façon télescopique un moyeu creux fixe, par l'intermédiaire de sa cavité intérieure ouverte vers l'arrière dans la direction de l'écoulement.Sur un renflement central de l'obturateur en forme de pot, est placé le joint d'étanchéité le plus grand qui, avec le siège fixe du corps du dispositif, constitue une soupape de passage de l'écoulement, tandis que la surface d'étanchéité plus petite, formée sur le bord intérieur de l'obturateur en forme de pot en aval du grand siège de soupape par rapport à la direction de l'écoulement, forme avec le siège de soupape plus petit situé sur la surface extérieure du moyeu creux, une soupape de décompression pour la chambre creuse définie entre l'obturateur de soupape en forme de pot-et le moyeu creux.

Dans cet obturateur de soupape connu, la paroi constituant le fond du pot est percée d'un ou de plusieurs perçages étroits qui débouchent sur le côté sous pression du compteur principal, ces perçages formant, conjointement avec la soupape de décompression de plus petites dimensions, une dérivation à travers la chambre creuse de l'obturateur de soupape, dans la position ouverte de la soupape. Par l'intermédiaire de ces perçages, la chambre creuse de l'obturateur de soupape peut, dans la position de fermeture de la soupape de commutation, faire l'objet d'une compensation de pression depuis le côté sous pression du compteur principal, pour que seule la surface annulaire différentielle entre les deux sièges de soupape soit soumise à la pression différentielle dans la direction d'ouverture dé la soupape.Lors de l'ouverture de la soupape de commutation, la pression amont élevée régnant dans la chambre creuse de l'obturateur de soupape peut se décharger vers le côté basse pression par la petite soupape qui s'ouvre, de sorte que l'obturateur de soupape est dès lors soumis à la pression amont sur toute la surface du fond du pot constituant l'obturateur et que cette surface active supplémentaire participe-à l'ouverture de la soupape.

Un inconvénient majeur de cette soupape de commutation à ressort connue réside dans le fait que des particules étrangères en suspension dans l'eau sont entraînées, à travers le perçage de dérivation réalisé dans le fond du pot constituant l'obturateur et débouchant du côté de l'arrivée du courant, dans la chambre creuse formée par l'obturateur et le moyeu creux, ces particules s'amoncellant dans cette chambre et se déposant en formant une croûte sur les composants mobiles de la soupape, de sorte que la liberté de déplacement de l'obturateur de soupape animé d'un mouvement de va-etvient peut être fortement entravéeàla suite de l'apparition de forces de frottement élevées et que sa course peut être limitée.Des corps étrangers se déposeront également avec le temps, en s'y fixant fermement sous forme d'incrustations, sur la bague d'étanchéité de la petite soupape entre le bord du pot formant l'obturateur et la surface du moyeu creux et sur la tige de glissement de l'obturateur montée au centre de la chambre creuse ainsi que sur le ressort de poussée et d'autres composants de la soupape, ce qui a pour conséquence qu'une réponse précise de la soupape de commutation à l'obtention de la valeur limite du débit est remise en question ou même qu'une commutation ne peut plus du tout avoir lieu. Il est à craindre également que le perçage étroit de dérivation, prévu dans l'obturateur, s'obtrue avec le temps.A part cela, lors de son passage autour de l'obturateur de soupape en forme de pot, fortement renflé en son centre, le courant principal est tout d'abord dévié relativement fortement vers l'extérieur puis de nouveau vers l'intérieur ce qui fait qu'une perte de pression important est inévitable.

La figure 2 du brevet allemand DE-PS 30 35 047 montre en outre une soupape de commutation chargée par un poids pour des compteurs d'eau composés, dans laquelle le petit perçage de dérivation de l'obturateur de soupape conformé ici en plateau, n'est pas ouvert du côté de la pression amont mais du côté de la basse pression et les deux grands sièges de soupape de tailles différentes s'étendent dans un même plan. Grâce à la structure particulière de cette soupape, le danger d'un dépôt des particules étrangères est certes quelque peu atténué, mais du fait que les deux sièges de soupape s'étendent dans un même plan, la surface annulaire différentielle subsistant entre les deux sièges de soupapes pour le passage de l'écoulement, est si fortement réduite que les pertes de pression dans cette soupape de commutation deviennent bien trop importantes.

Le but de la présente invention est la conception d'une soupape de commutation à ressort pour compteurs d'eau composés, d'une structure simple et légère, dont les composants animés d'un mouvement de va-et-vient ainsi que les pièces de coulissement associées soient protégés en toute fiabilité contre les dépôts et les formations de croûte et qui garantisse un écoulement le plus rectiligne possible et non-affecté par des pertes de pression.

Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'obturateur de soupape est réalisé sous la forme d'un élément conique effilé de grande longueur et dirigé contre le courant principal, qui présente, du côté de l'arrivée du courant, une surface extérieure fermée exempte de tout perçage et porte, sur la partie frontale de sa surface conique, le plus petit joint d'étanchéité et, sur la partie arrière de sa surface conique, le plus grand joint d'étanchéité, le plus petit joint d'étanchéité coopérant avec un siège de soupape fixe de petite dimension formé sur un moyeu de direction de l'eau dont les bords s'avancent sur une distance correspondante, tandis que le plus grand joint d'étanchéité coopère avec un siège de soupape fixe de grande dimension, de sorte que l'espace libre ménagé entre le siège de soupape le plus petit formé sur le moyeu de direction de l'eau et le siège de soupape le plus grand, orme un canal d'écoulement central dépourvu de zones de déflexion et orienté suivant l'axe de la soupape, pour le passage du courant principal s'écoulant dans la position d'ouverture de la soupape, l'obturateur de soupape possédant une course longitudinale qui correspond au moins à la distance relativement grande qui sépare les deux sièges de soupape.

Du fait que l'obturateur de soupape est réalisé sous la forme d'un élément conique de grande longueur, dirigé contre le courant principal et portant à l'avant le plus petit joint d'étanchéité et à l'arrière le plus grand joint d'étanchéité et que le courant principal s'écoule, dans la position d'ouverture de la soupape, à travers le passage conique s'ouvrant en direction du côté de l'arrivée du courant, entre le siège de soupape le plus petit formé sur le moyeu à bords saillants de direction de l'eau et le siège de soupape plus grand situé à une grande distance en arrière du précédent, une section libre d'écoulement relativement grande et de ce fait générant très peu de pertes de pression, est formée dans la région des deux sièges de soupape.Du fait que la surface de pénétration conique de l'écoulement s'ouvre vers le côté d'arrivée du courant, le courant principal, en passant au niveau des deux sièges de soupape, n'est dévié que très légèrement en son centre par rapport à la direction de l'axe de la soupape, si bien qu'un écoulement dans une large mesure rectiligne a lieu à travers la soupape de commutation et que les pertes de pression peuvent de ce fait encore être réduites.

Etant donné que l'obturateur de soupape possède une course longitudinale qui correspond au moins à la distance relativement grande qui sépare les deux sièges de soupape, l'obturateur de soupape est, dans sa position d'ouverture maximale, repoussé si loin que, dans le plan du siège de soupape le plus grand, la presque totalité de la section du siège est libérée pour l'écoulement, de sorte que le courant principal peut s'écouler, également à cet endroit et donc à travers toute la soupape de commutation, selon une trajectoire pratiquement rectiligne et avec des pertes de pression réduites au minimum.

Grâce à la forme en cône effilé de l'obturateur de soupape et au fait que le courant ne subit pratiquement aucune déflexion autour de ce dernier, il se produit en même temps, dans la position ouverte de la soupape, une évacuation continuelle des éventuelles particules étrangères en direction de l'ouverture de sortie de la soupape, de sorte que des dépôts de matières étrangères sur l'obturateur de soupape sont évités de la meilleure manière qui soit. De même, étant donné que l'élément conique effilé formant l'obturateur présente, du côté de l'arrivée du courant, une surface extérieure fermée dépourvue de perçages, aucune particule étrangère ne peut être entraînée à l'intérieur de l'obturateur de soupape et y être retenue.En outre, le plus petit joint d'étanchéité est situé sur la partie frontale de la surface extérieure de l'obturateur et est de ce fait directement exposé au courant principal, de sorte que les deux joints d'étanchéité prévus sur la surface conique de l'obturateur sont eux-aussi, de façon certaine, débarrassés des particules étrangères par le fait qu'ils sont balayés en permanence par le courant.

L'obturateur de soupape ne possède aucune chambre de pression susceptible d'être décomprimée à travers le petit clapet ni même un perçage de dérivation débouchant du côté de la pression. Ainsi, des dépôts et des incrustations sur et dans l'obturateur de soupape sont évités de manière certaine. De même, la cavité ménagée dans le moyeu de direction de l'eau à bords saillants et pouvant être fermée par le plus petit joint d'étanchéité de l'obturateur conique, est protégée contre les dépôts, du côté de l'arrivée du courant, par la surface extérieure du moyeu de direction.

La structure effilée de la soupape de commutation conforme à l'invention fait en outre que l'obturateur de soupape n'est soumis qu'à un effort de cisaillement relativement faible en position d'ouverture tandis que l'obturateur de soupape allongé peut être mis en place sur une longueur de montoge relativement grande autour de la tige de glissement centrale, sans contact avec celle-ci et rend ainsi possible le montage d'un ressort de poussée relativement long.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le siège de soupape ie plus grand est constitué par un insert rapporté sur le corps de soupape et restreignant fortement ledit siège, cet insert portant, du côté de l'or- rivée du courant, un manchon de direction qui se rétrécit sous la forme d'un entonnoir dans la direction de l'écoulement. Grâce à cette dispositions la force d'ouverture hydraulique s'exerçant sur l'obturateur est considérablement réduite si bien que le ressort de poussée agissant dans la direction de fer meture peut être doté d'une raideur notablement plus faible encore et que les pertes de pression de la soupape de commutation à ressort sont fortement diminuées par suite de la réduction de l'effort de cisaillement dans la posi tion d'ouverture de la soupape.Le manchon de direction qui se rétrécit sous la forme d'un entonnoir, permet dans ce cas une introduction douce et exempte de pertes de pression du courant principal dans le canal de passage libéré entre les sièges de soupape.

De préférence, le siège de soupape le plus grand est restreint dans une mesure telle que sa section libre pour le passage du courant corresponde sensiblement à la section annulaire libre située entre le moyeu de direction de l'eau et la surface intérieure de la douille-enveloppe et sensiblement aussi à la surface libre de forme conique de pénétration du courant, qui est définie entre les deux sièges de soupape. I1 résulte de cette disposition qu aux différents points du canal d'écoulement, c'est-à-dire aussi bien au niveau du moyeu de direction de l'eau que dans le passage conique ouvert de pénétration défini entre les deux sièges de soupape et qu'à hauteur du siège de soupape le plus grand, sont assurées des conditions d'écoulement sensiblement identiques qui garantissent un débit uniforme, peu affecté par les frottements, à travers tout le dispositif de commutation.

Avantageusement, l'insert forme, avec le manchon de direction et des ailettes d'arrêt saillantes ainsi qu'avec le moyeu de direction de l'eau, un composant monobloc qui peut être inséré dans la douille-enveloppe tout en étant guidé le long de la surface intérieure de la douille-enveloppe, par l'intermédiaire de la surface extérieure du manchon de direction et des ailettes d'arrêt et qui estainsi protégé contre des vibrations intenses.

Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le joint d'étanchéité pour le plus petit clapet est constitué par un élément tubulaire en caoutchouc qui est inséré dans une gorge annulaire axiale de l'obturateur de soupape ouverte vers l'avant de celui-ci et dont la face frontale libre s applique en formant étanchéité, à la manière d'une butée d'amortissement, contre l'arête d'étanchéité du moyeu de direction de l'eau portant le siège de soupape le plus petit et en ce que le clapet le plus grand est pourvu d'un siège de soupape de coulissement dans lequel un joint torique, fixé à l'obturateur de soupape, coulisse en formant étanchéité dans la direction longitudinale.

Du fait que le joint d'étanchéité pour le petit clapet soit constitué par un élément tubulaire en caoutchouc formant en même temps une butée d'amortissement, une limitation particulière du mouvement de fermeture est supprimée et l'obturateur de soupape est amorti doucement lors de son entrée en contact avec le siège de soupape, en éliminant ainsi le bruit normalement engendré par ce contact.Par ailleurs, grâce au fait que le clapet le plus grand est pourvu d'un siège de coulissement et que le plus grand joint d'étanchéité est formé par un joint torique fixé sur la partie arrière de l'obturateur de soupape et coulissant en formant étanchéité dans ce siège de coulissement, l'obturateur, au début de son mouvement d'ouverture, ne libère que le plus petit siège de soupape, ce qui fait que sa surface transversale frontale est immédiatement soumise à l'action de la pression différentielle et joue dès lors le rôle d'une surface active supplémentaire, la conséquence en étant que l'obturateur est instantanément extrait par glissement du siège de coulissement du plus grand clapet puis poussé plus loin dans sa position d'ouverture.

Pour économiser des moyens de fixation spécifiques pour la tige de glissement qui assure le guidage longitudinal de l'obturateur, celle-ci est, de manière simple, logée par son extrémité avant dans un alésage ménagé dans le moyeu de direction de l'eau et, par son extrémité arrière, dans un alésage pratiqué dans le palier de sortie. En outre, le ressort de poussée est appliqué étroitement autour de la tige de glissement, si bien que, lors du mouvement de l'obturateur de soupape, un nettoyage permanent de la surface extérieure de la tige de glissement est effectué, le résultat en étant que la tige de glissement est maintenue, en toute fiabilité, à l'abri des dépôts de matières étrangères.Enfin, le palier de sortie porte un tube protecteur qui pénètre a l'intérieur de la soupape et forme, conjointement avec un élément tubulaire de plus grand diamètre, qui fait partie intégrante de l'obturateur de soupape, un capot de couverture télescopique pour le ressort de poussée et pour la surface de frottement de la tige de glissement. Ce capot de couverture télescopique constitue, pour le ressort de poussée et la surface de frottement de la tige de glissement, une protection supplémentaire contre des dépôts de toutes sortes.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'insert qui porte le moyeu de direction de l'eau et forme une seule pièce avec celuici, est pourvu à son extrémité arrière d'une collerette d'arrêt annulaire et le palier de sortie forme, conjointement avec plusieurs ailettes d'arrêt qui s'étendent vers le centre de la soupape et une collerette de guidage contigüe à celle-ci, une cage de sortie monobloc qui, par l'intermédiaire de sa collerette de guidage, peut être réunie par des vis à la collerette d'arrêt annulaire de l'insert pour former un bloc de commutation complet, apte à être introduit en une seule fois à l'intérieur du corps de la soupape.

Grâce à ces dispositions, le bloc de commutation peut être fabriqué séparément dans son état de fonctionnement et, pour ce faire, on met en place, avant l'assemblage par vissage, la tige de glissement et le ressort de poussée associé ainsi que l'obturateur de soupape, dans les deux pièces destinées à être vissées l'une sur l'autre, en surmontant la précontrainte du ressort et, après un simple vissage de l'insert sur la cage de sortie au moyen de vis encastrées, tous les composants du bloc de commutation sont placés dans leur position de fonctionnement définitive.

Avantageusement, la cage de sortie porte une bague de guidage apte à être insérée dans l'ouverture de sortie du corps de la soupape. Cette bague de guidage garantit, en particulier dans les compteurs à large domaine nominal de mesure, une stabilisation supplémentaire du bloc de commutation complet, de sorte que les coups de bélier ou les vibrations apparaissent dans le réseau de tubulures ne peuvent conduire à un endommagement de la soupape de commutation.

De préférence, la collerette de guidage de la cage de sortie présente intérieurement un passage qui va en se rétrécissant sous une forme conique
dans la direction de l'écoulement et forme un bief avec une lèvre extérieure en forme d'assiette de l'obturateur de soupape Ces dispositions permettent de faire l'économie d'un corps spécifique qui est normalement nécessaire pour former un bief en vue de soutenir des mouvements ultérieurs d'ouverture et de fermeture.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la tige de glissement présente un canal de régulation intérieur qui est en communication permanente, à travers un ou plusieurs perçages radiaux prévus à l'avant de la tige, avec la cavité du moyeu de direction de l'eau et qui, le long de la face arrière du palier de l'obturateur de soupape, qui entoure la tige de glissement, débouche sur le côté basse pression, par l'intermédiaire de perçages radiaux arrière qui, sont recouverts par le palier au début du mouvement d'ouverture de l'obturateur de soupape.Ce recouvrement, par le palier de l'obturateur, des perçages radiaux arrière du canal de régulation ménagé à l'intérieur de la tige de glissement, conduit à ce que la cavité du moyeu de direction de l'eau est isolée par rapport au côté basse pression dès le début du mouvement de fermeture de l'obturateur, si bi-en que tout écoulement par l'intérieur de ce dernier en direction du côté basse pression est évité et que la totalité de l'eau se porte entièrement sur l'obturateur de soupape, avec une utilisation maximum de l'effet engendré par la différence des pressions.

Selon une autre disposition avantageuse, l'insert avec sa collerette d'arrêt annulaire, son manchon de direction, ses ailettes d'arrêt et son moyeu de direction de l'eau ainsi que la cage de sortie avec son palier de sortie, son tube protecteur, ses ailettes d'arrêt et sa collerette de guidage aussi bien que l'obturateur de soupape avec sa lèvre en forme d'assiette et son élément tubulaire, sont respectivement moulés en une seule pièce par injection d'une matière plastique. Cette réalisation en une seule pièce, à partir d'une matière plastique moulée par injection, des trois groupes de composants principaux du bloc de commutation complet, permet de fabriquer une soupape de commutation ayant une structure particulièrerent simple et légère et présentant aussi des dimensionstrès précises.

La présente invention va maintenant être décrite plus en détail, sous forme de modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples nonlimitatifs et en références aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une soupape de
commutation selon l'invention dans sa position de fermeture
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la soupape de
commutation de la figure 1, en position d'ouverture
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la soupape de
commutation pourvue d'une cage de sortie guidée dans l'ouverture
de sortie du corps de soupape
- la figure 4 est une repesentation simplifiée en coupe longitudinale
d'un dispositif de compensation de pression, en position de decom-
pression pour la cavité du moyeu de direction de l'eau ; et
- la figure 5 représente le dispositif de compensation de pression
de la figure 49 dans sa position d'obturation.

ta soupape de commutation à ressort pour compteurs d'eau composés, représentée sur les figures 1 et 2, comprend un corps de soupape 1 pourvu d'une bride d'entrée 2 et d'une bride de sortie 3 ainsi que d'un tube 4 pour son raccordement à un compteur auxiliaire non représenté. Le courant d'eau provenant du compteur auxiliaire et pénétrant dans le tube de raccordement 4 s'écoule, après avoir traversé le canal secondaire 5, dans le canal annulaire central 6 du corps de soupape 1 et, de là, se dirige, à travers une chambre 7 ménagée à l'intérieur de ce dernier, vers l'ouverture de sortie 8 du corps de soupape. Dans le corps de soupape 1, est logé le bloc de carmutation capulet 9 de la soupape de cogitation qui cunprendun obturateur de soupape 10 monté dép la'-.

çable axialement à l'intérieur de ce bloc. L'obturateur de soupape est réalisé sous la forme d'un élément conique effilé qui porte, sur la partie avant 11 de sa surface conique, un joint d'étanchéité de petites dimensions et, sur la partie arrière 13 de sa surface conique, un joint d'étanchéité de plus grandes dimensions.

Le plus grand joint d'étanchéité 14 est constitué par un joint torique logé dans une gorge et coopérant avec un siège de soupape de grandes dimensions 15 réalisé sous la forme d'un siège de coulissement à l'intérieur d'un insert 16 rapporté sur le corps de soupape. L'insert 16 porte, du côté de l'arrivée 17 du courant, un manchon de direction 18 allant en se rétréclissant, sous la forme d'un entonnoir, dans la direction de l'écoulement, ce manchon de direction 18 formant une seule pièce, par l'intermédiaire d'ailettes d'arrêt saillantes 19, avec un moyeu de direction de l'eau à bords proéminents 20. L'arête d'étanchéité 21 de ce moyeu de direction de l'eau 20 forme le siège de petites dimensions destiné, à coopérer avec le plus petit joint d'étanchéité 12 prévu sur la partie avant 11 de la surface conique de igobturateur de soupape 10.Ce joint d'étanchéité 12 se compose d'un élément tubulaire en caoutchouc qui est pincé dans une gorge annulaire axiale 22 ouverte vers l'avant de l'obturateur de- soupape 10 et dont la surface frontale libre 23 s'applique, à la manière d'un tampon-amortisseur, contre l'arête d'étanchéité 21 du plus petit siège de soupape.

L'obturateur de soupape 10 est monté à coulissement longitudinal sur une mince tige de glissement 24 s'étendant sur l'axe de la soupape, cette tige de glissement 24 étant maintenue en place par l'insertion de son extré mté avant dans un alésage 25 du moyeu de direction de l'eau 20 et de son extrémité arrière dans un alésage 26 ménagé dans un palier de sortie 27.

Autour de la tige de glissement 24, est mis en place un ressort de poussée précontraint 28 qui s'applique étroitement contre la surface de la tige de glissement. Le palier de sortie 27 porte un tube protecteur 29 qui s'avance à l'intérieur de la soupape et constitue, conjointement avec un prolongement tubulaire 30 de l'obturateur de soupape 10; un capot de couverture télescopique pour le ressort de poussée 28, et pour la surface de frottement de la tige de glissement 24. Le palier de sortie 27 forme, conjointement avec plusieurs ailettes d'arrêt 31 s'étendant en direction du centre de la soupape et une collerette de guidage 32 contigüe à celles-ci une cage de sortie monobloc 33 qui maintient en place le palier de sortie 27 de la tige de glissement 24.L'insert 16 est pourvu à son extrémité arrière d'une collerette d'arrêt annulaire 34 qui est réunie par des vis encastrées 35, à la collerette de guidage 32 de la cage de sortie 33, en formant ainsi le bloc complet de commutation 9 qui peut être introduit en une seule fois dans le corps de soupape 1. A l'intérieur de la collerette de guidage 32 de la cage de sortie 33, est prévue un passage 36 qui se rétrécit dans la direction de l'écoulement et qui forme un bief avec une lèvre en forme d'assiette 37 de l'obturateur de soupape 10.

Le bloc de commutation complet 9, qui'se compose de l'insert 6 et de la cage de sortie 33 vissée à ce dernier ainsi que des composants fonctionnels, c'est-à-dire la tige de glissement 24, l'obturateur de soupape 10 et le ressort de poussée 28, est monté dans le corps de soupape 1 en étant centré dans celui-ci, par la collerette de guidage 32 et la collerette annulaire d'arrêt 34 en place dans un épaulement annulaire 38. Le corps de soupape 1 est, par l'intermédiaire de la bride 39 et des vis 40, réuni bout-à-bout à la douille-enveloppe 41 du compteur principal ou à un tube intermédiaire, ce qui fait que les collerettes 32 et 34 du bloc de commutation 9 sont coin cages entre l'épaulement 38 du corps de soupape 1 et la bride 39 de la douille 41 et qu'ainsi le bloc de commutation 9 est immobilisé dans sa position de montage.L'insert 16 pénètre, par son manchon de direction 18 ainsi que par les ailettes d'arrêt 19 et le moyeu de direction de l'eau 20, dans la douilleenveloppe 41 du compteur principal, la surface extérieure du manchon de direction 18 ainsi que celle des ailettes d'arrêt 19 s'appliquant contre la surface intérieure 42 de la douille-enveloppe 41 et guidant en toute fiabilité l'insert 16 dans cette dernière. Afin que l'eau provenant du compteur auxiliaire puisse s'écouler dans la chambre 7 et ensuite vers l'ouverture de sortie 8 du corps de soupape, un canal étroit 44 est ouvert entre les collerettes 32 et 34, par au moins trois entretoises 43 réparties en cercle et formées sur la collerette d'arrêt annulaire 34.Les deux collerettes 32 et 34 sont vissées l'une- sur l'autre au niveau de ces entretroises 43, au moyen des vis encastrées 35 et les ailettes d'arrêt 31 de la cage de sortie 33 sont rigidifiées conjointement avec la collerette de guidage 32 par des nervures longitudinales.

Le mode de fonctionnement de la soupape de commutation décrite cidessus est le suivant.

Supposons au départ que l'obturateur de soupape se trouve en position de fermeture ; dans ce cas, la surface extérieure fermée 46 de l'élément conique effilé 10 obture le canal de passage conique 47 formé entre les deux
sièges de soupape 15 et 21, en direction du compteur principal, et le courant d'eau provenant du compteur auxiliaire s'écoule, à travers le canal secondaire 5, le canal annulaire 6 et le canal 44, dans la chambre 7 du corps de soupape 1 et de là se dirige vers l'ouverture de sortie 8 de ce dernier.

Si le débit augmente continuellement, la pression différentielle qui s'exerce sur la surface annulaire différentielle de l'obturateur de soupape 10, définie entre le siège de soupape le plus grand 15 et le siège de soupape le plus petit 21, devient si élevé que l'obturateur de soupape 10 est repoussé à 1 'encon- tre de l'action du ressort28etsedétache du siège de soupape 21. De cette façon, la surface transversale de l'obturateur de soupape 10, qui était initialement à l'intérieur du siège de soupape le plus petit 21, est également soumise à la pression provoquant l'ouverture, si bien que, grâce à cette surface active supplémentaire, l'obturateur de soupape 10 est instantanément déplacé plus loin dans la direction d'ouverture de la soupape et que le joint torique 14 glisse complètement en dehors du siège de soupape le plues grand 15, avec pour conséquence la mise en service du compteur principal. Etant donné qu'au cours de ce mouvement, la lèvre 37 de l'obturateur de soupape 10 est venue très près de la paroi du passage 36, la lèvre 37 est poussée à une vitesse très élevée à travers le passage conique 36, sous l'effet de la pression différentielle maintenant amplifiée, si bien que l'obturateur de soupape 10 atteint rapidement une première position d'ouverture.Sous l'effet du débit croissant, l'obturateur de soupape 10 est déplacé plus avant en direction de l'ouverture de sortie de la soupape jusqu'à venir s'appliquer en bout de course contre la butée 48 formée par les ailettes d'arrêt de la cage de sortie 33, comme le montre la figure 2. Dans cette position d'ouverture finale, l'obturateur de soupape en forme de cône effilé 10 est repoussé si loin que le plus petit joint d'étanchéité 12 se trouve déjà au-delà du plan transversal du siège de soupape le plus grand 15. il en résulte une auggentation notsble de la section de passage de l'ocoulenent aussi bien au niveau du moyeu de direction de l'eau 20 que dans le canal d'écoulement 47 qui forme, entre les deux sièges de soupape 15 et 21, un passage de pénétration conique s'ouvrant en se rétrécissant du côté de l'arrivée du courant, ainsi qu'au niveau de la section du siège de soupape le plus grand 15, si bien que le courant principal s'écoule à travers la soupape de commutation selon une trajectoire approximativement rectiligne et sans faire l'objet de pertes de pression.

Dans la soupape de commutation représentée sur la figure 3, la cage de sortie 33 est pourvue sur sa face aval d'une bague de guidage 49 insérable dans l'ouverture de sortie 8 du corps de soupape. Cette bague de guidage 49 forme une seule pièce avec les ailettes d'arrêt 31 et constitue un organe de stabilisation supplémentaire du bloc de commutation 9.

Dans le dispositif de compensation de pression illustré par les figures 4 et 5, l'obturateur 10 et, la tige de glissement 24 ont été représentés de façon non conventionnelle mais pour des raisons de simplification, sous une forme comprimée dans le sens de la longueur, à cause de l'utilisation d'une échelle agrandie, de sorte que l'obturateur conique apparaît écrasé.

Dans le but de relâcher la pression dans la cavité 50 du moyeu de direction de l'eau à bords saillants 20, la tige de glissement 24 est ici pourvue d'un canal intérieur de régulation 51 qui, par des perçages radiaux avant 52, débouche dans la cavité 50 et, par des perçages radiaux arrière 53, communique avec le côté basse pression de la soupape de commutation. Dans la position de fermeture de la soupape, les perçages radiaux arrière 53 se trouvent en arrière du palier de coulissement 54 de l'obturateur est tout près de la face arrière 55 de ce dernier, de sorte que, dans la position de fermeture de la soupape, la cavité 50 du moyeu de direction de l'eau 20 se décharge en pression en direction du côté basse pression. Toutefois, dès que l'obturateur 10 se détache du siège de soupape 21, les perçages radiaux arrière 53 sont aussitôt recouverts par le palier 54 de l'obturateur, si bien qu'aucun écoulement ne peut avoir lieu à travers le canal de régulation 51, depuis le côté de la pression amont élevée.

Claims

REVENDICATIONS

1. Compteur d'eau composé comprenant un dispositif à soupape qui réagit à la pression différentielle lorsque la valeur limite du débit est atteinte, pour commuter l'écoulement du compteur auxiliaire sur le compteur principal et inversement, et dont l'obturateur de soupape, guidé à coulissement le long de l'axe longitudinal de la soupape et sollicité par un ressort de poussée dans la direction de fermeture de la soupape et par le fluide sous pression dans la direction d'ouverture de cette dernière, porte deux joints d'étanchéité présentant une grande différence de diamètres et s'étendant dans des plans distincts tout en étant concentriques, ces joints d'étanchéité coopérant avec des sièges de soupape fixes respectifs, caractérisé en ce l'obturateur de soupape (10) est réalisé sous la forme d'un élément conique effilé de grande longueur et dirigé contre le courant principal, qui présente, du côté de l'arrivée du courant, une surface extérieure fermée (46) exempte de tout perçage et porte, sur la partie frontale (11) de sa surface conique, le plus petit joint d'étanchéité (12) et, sur la partie arrière (13) de sa surface conique, le plus grand joint d'étanchéité (14), le plus petit joint d'étanchéité coopérant avec un siège de soupape fixe de petite dimension (21) formé sur un moyeu de direction de l'eau (20) dont les bords s'avancent sur une distance correspondante tandis que le plus grand joint d'étanchéité coopère avec le siège de soupape fixe de grande dimension (15), de sorte que l'espace libre ménagé entre le siège de soupape le plus petit (21) formé sur le moyeu de direction de l'eau (20) et le siège de soupape le plus grand (15) > forme un canal d'écoulement central (47) dépourvu de zones de déflexion et orienté suivant l'axe de la soupape, pour le passage du courant principal s'écoulant dans la position d'ouverture de la soupape et en ce que l'obturateur de soupape (10) possède une course longitudinale qui correspond au moins à la distance relativement grande qui sépare les deux sièges de soupape (15, 21).

2. Compteur d'eau composé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège de soupape le plus grand (15) est constitué par un insert (16) rapporté sur le corps de soupape et restreignant fortement ledit siège, cet insertportant, du côté de l'arrivée du courant, un manchon de direction (18) qui se rétrécit sous la forme d'un entonnoir dans la direction de l'écoulement.

3. Compteur d'eau composé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le siège de soupape le plus grand (15) est restreint dans une mesure telle que sa section libre pour le passage du courant correspond sensiblement à la section annulaire libre située entre le moyeu de direction de l'eau (20) et la surface intérieure (42) de la douille-enveloppe (41) et sensiblement aussi à la surface libre (47) de forme conique de pénétration du courant, qui est définie entre les deux sièges de soupape (15, 21).

4. Compteur d'eau composé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'insert (16) est relié en une seule pièce, par l'intermédiaire d'ailettes d'arrêt saillantes (19), au moyeu de direction de l'eau (20) et en ce que la surface extérieure du manchon de direction (18) formé sur l'insert (16) ainsi que les ailettes d'arrêt (19) sont guidées le long de la surface intérieure de la douille-enveloppe (41).

5. Compteur d'eau composé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le-joint d'étanchéité pour le plus petit clapet est constitué par un élément tubulaire en caoutchouc (12) qui est inséré dans une gorge annulaire axiale (22) de l'obturateur de soupape (10), ouverte vers l'avant de celui-ci et dont la face frontale libre (23) s'applique en formant étanchéité, à la manière d'une butée d'amortissement, contre l'arête d'étanchéité (21) du moyeu de direction de l'eau (20) portant le siège de soupape le plus petit et en ce que le clapet le plus grand est pourvu d'un siège de soupape de coulissement (15) dans lequel un joint torique (14) fixé à l'obturateur de soupape coulisse en formant étanchéité dans la direction longitudinale.

6. Compteur d'eau composé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tige mince de glissement (24) qui assure le guidage longitudinal de l'obturateur de soupape (10) est logée, par son extra mité avant, dans un alésage (25) ménagé dans le moyeu de direction de l'eau (20) et, par son extrémité arrière, dans un alésage (26) pratiqué dans le palier de sortie (27), le ressort de poussée (28) étant appliqué étroitement autour de la tige de glissement (24) tandis que le palier de sortie (27) porte un tube protecteur (29) qui pénètre à l'intérieur de la soupape et forme, conjointement avec un élément tubulaire (30) de plus grand diamètre, qui fait partie intégrante de l'obturateur de soupape (10), un capot de couverture télescopique pour le ressort de poussée (28) et pour la surface de frottement de la tige de glissement (24).

7. Compteur d'eau composé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'insert (16), qui porte le moyeu de direction de l'eau (20) et forme une seule pièce avec celui-ci, est pourvu à son extré- mité arrière d'une collerette d'arrêt annulaire (34) et en ce que le palier de sortie (27) forme, conjointement avec plusieurs ailettes d'arrêt (31) qui s'étendent vers le centre de la soupape et une collerette de guidage (32) contigüe à celles-ci, une cage de sortie monobloc (33) qui, par l'intermédiaire de sa collerette de guidage (32) peut être réunie par vissage à la collerette d'arrêt annulaire (34) de l'insert (16) pour former un bloc de commutation complet apte à être introduit en une seule fois à l'intérieur du corps (1) de la soupape.

8. Compteur d'eau composé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la cage de sortie (33) porte une bague de guidage (49) apte à être insérée dans l'ouverture de sortie (8) du corps de la soupape.

9. Compteur d'eau composé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la collerette de guidage (32) de la cage de sortie (33) Présente inti rieurement un passage (36) qui va en se rétrécissant sous une forme conique dans la direction de l'écoulement et forme un bief, conjointement avec une lèvre extérieure en forme d'assiette (37) de l'obturateur de soupape (10).

10. Compteur d'eau composé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la tige de glissement (24) présente un canal de régulation intérieur (51) qui est en communication permanente, au travers d'un ou de plusieurs perçages radiaux (52) prévus à l'avant de la tige, avec la cavité (50) du moyeu de direction de l'eau et qui, le long de la face arrière (55) du palier (54) de l'obturateur de soupape, qui entoure la tige de glissement, débouche sur le côté basse pression, par l'intermédiaire de perçages radiaux arrière (53) qui sont recouverts par le palier (54), au début du mouvement d'ouverture de l'obturateur de soupape.

11. Compteur d'eau composé selon l'une quelconque des revendications 1 a 10 , caractérisé en ce que l'insert (16) avec la collerette d'arrêt annulaire (34), le manchon de direction (18), les ailettes d'arrêt (19) et le moyeu de direction de l'eau (20) ainsi que la cage de sortie (33) avec le palier de sortie (27), le tube protecteur (29), les ailettes d'arrêt (31) et la collerette de guidage (32) aussi bien que l'obturateur de soupape (10) avec la lèvre en forme d'assiette (37) et l'élément tubulaire (30), sont res pectivement moulés en une seule pièce par injection d'une matière plastique.