FR2929367A1 - Vanne automatique autonome a temporisation reglable - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une vanne (1) automatique autonome à fermeture temporisée pour le contrôle d'un flux de fluide fonctionnant en absence d'apport d'énergie extérieure et destinée à être placée sur une arrivée de fluide (2), la vanne (1) comprenant une chambre hydraulique (16) où un piston (15) solidaire d'une tige centrale (13) mobile en translation avec un clapet (14) d'ouverture/fermeture de la vanne (1), divise la chambre hydraulique (16) en deux zones (161,162), cette division présentant une dissymétrie fonctionnelle telle qu'à l'ouverture de la vanne (1), le liquide hydraulique passe sans résistance lors de la translation du piston (15) à l'ouverture de la vanne (1) et est freiné dans l'autre sens. La vanne (1) comprend en outre des moyens de réglage (19) des caractéristiques du freinage (18) de la circulation du liquide hydraulique de la seconde zone (162) vers la première zone (161) afin de permettre de régler la durée d'ouverture de la vanne (1).

Description

Titre de l'invention Vanne automatique autonome à temporisation réglable.

Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général des vannes automatiques à fermeture temporisée. Plus particulièrement, l'invention s'intéresse au contrôle de la durée d'ouverture de la vanne ou durée de temporisation. Le document FR 2 707 364 décrit précisément un dispositif de réglage de la durée de temporisation pour un robinet à ouverture temporisée. La durée de temporisation du robinet décrit dans ce document correspond à la durée nécessaire pour remplir, avec l'eau du réseau de distribution, un pot obturé par un piston relié à la tige maintenant le clapet de fermeture de l'arrivée d'eau. Le piston utilisé communique avec l'arrivée d'eau par l'entremise d'un petit trou calibré par lequel il se remplit. La circulation du fluide vers le pot de temporisation est assurée grâce à la force d'un ressort mettant en mouvement le piston le forçant à se remplir. Avec un tel dispositif, la durée de temporisation dépend d'un certain nombre de paramètres dont la pression d'eau, le diamètre du trou calibré, les caractéristiques du ressort et le volume du pot. Le choix de ces paramètres permet donc de faire varier la durée de temporisation. Néanmoins, une fois ces paramètres fixés, il est clairement stipulé dans le texte de ce brevet qu'il est pratiquement impossible de faire varier ces paramètres par un réglage simple.

Aussi, dans ce document, il est proposé de régler la durée de temporisation en modifiant la position de la butée sur laquelle le poussoir du robinet à fermeture temporisée vient en contact. La course du piston dans le pot de temporisation est alors plus ou moins également réduite entrainant une modification du volume du pot à remplir d'eau. On autorise ainsi l'augmentation ou la diminution de la durée de temporisation. La modification de la course du poussoir permet de modifier directement la durée de temporisation sans avoir à modifier une quelconque des caractéristiques matérielles du pot de temporisation. Cette réalisation présente néanmoins l'inconvénient d'offrir une accessibilité au réglage peu pratique. En outre, il est nécessaire de munir le poussoir en translation d'une surface susceptible de venir en butée avec la pièce limitant la course de ce poussoir. En outre, cette solution ne permet pas d'obtenir des durées de temporisation dépassant la minute tout en autorisant le réglage de la durée de temporisation sur des durées supérieures à la quinzaine de secondes. La solution technique proposée dans ce document n'est, en particulier, pas adaptée à des durées de temporisation de l'ordre de la 1/2 heure, pour lesquelles le réglage de cette durée doit pouvoir atteindre le 1/4 d'heure, voire la demi-heure.

L'utilisation d'un trou assez fin pour permettre d'atteindre des durées de l'ordre de la 1/2 heure n'est pas compatible avec l'utilisation d'un pot de temporisation d'un volume acceptable et d'un ressort présentant une taille adaptée à la compacité requise pour une telle vanne. Un système basé sur ce principe ne saurait donc être développé pour des applications où sont nécessaires des durées d'écoulement importantes, par exemple pour le nettoyage des voies publiques. A ce sujet, il est traditionnel de nettoyer les caniveaux des boulevards, rues, avenues et autres, en ouvrant une vanne située dans une boîte de lavage. Dans cette boîte de lavage, il est possible de placer un déflecteur de jets, susceptible d'être orienté d'un côté ou de l'autre du caniveau. La boîte de lavage est bâtie à fleur dans le rebord du trottoir et est donc indémontable car également raccordé au réseau d'eau de la ville, généralement réseau d'eau filtrée. Dans un souci de préservation de l'environnement, des ressources de la planète et dans un souci économique, il est aujourd'hui très souhaitable que la quantité d'eau utilisée lors du lavage des rues soit contrôlée afin d'éviter des consommations excessives. Il est ainsi aujourd'hui très souhaitable de rendre automatique la fermeture des vannes des boîtes de lavage à la suite d'une durée réglable de 5 à 60 mn en l'absence d'apport d'énergie extérieure que ce soit de l'énergie électrique ou l'énergie de la pression disponible en amont du réseau d'eau filtrée, ou encore d'autres d'énergies non renouvelables. Les vannes utilisées actuellement présentent des robinets à ouverture et fermeture manuelle. On observe ainsi des dérives importantes de la consommation d'eau, celle-ci pouvant atteindre par an quelques millions de mètres cubes d'eau filtrée superflus.

Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de palier les inconvénients rencontrés dans les dispositifs de l'art antérieur en proposant une vanne automatique autonome à fermeture temporisée pour le contrôle d'un flux de fluide fonctionnant en absence d'apport d'énergie extérieure et destinée à être placée sur une arrivée de fluide, la vanne comprenant : - un châssis apte à être placé sur l'arrivée de fluide et comprenant au moins un circuit de circulation du fluide et un orifice de sortie du fluide, - une tige centrale accessible à un opérateur de la vanne pour être mobilisée en translation dans le châssis, - un clapet d'ouverture/fermeture du circuit de circulation du fluide dans le châssis, ce clapet étant solidaire de la tige centrale, son actionnement en translation par l'intermédiaire de la tige centrale permet d'ouvrir et de fermer le circuit de circulation du châssis, - un ressort qui, suite à l'ouverture de la vanne, imprime une force permettant une translation de la tige centrale dans le sens de translation opposé à celui observé lors de l'ouverture de la vanne, caractérisée en ce que la vanne comprend : - une chambre hydraulique solidaire du châssis et remplie d'un liquide hydraulique, - un piston solidaire de la tige centrale et mobile en translation avec le clapet, divisant la chambre hydraulique en deux zones, cette division présentant une dissymétrie fonctionnelle telle qu'à l'ouverture de la vanne, le liquide hydraulique passe sans résistance d'une dite première zone à l'autre zone dite seconde zone lors de la translation du piston à l'ouverture de la vanne et telle que la circulation du liquide hydraulique de la seconde zone vers la première zone est freinée, et en ce que la vanne comprend en outre : - des moyens de réglage des caractéristiques du freinage de la circulation du liquide hydraulique de la seconde zone vers la première zone afin de permettre de régler la durée d'ouverture de la vanne. Avec une telle vanne comprenant une chambre hydraulique indépendante de la circulation du fluide distribué, on assure l'indépendance du fonctionnement de la vanne avec la pression du fluide dans le réseau de distribution.

En isolant la chambre hydraulique de temporisation avec la circulation du fluide dont la vanne permet de régler la distribution, on permet de munir cette vanne de moyens de réglage des caractéristiques du freinage et on s'assure d'un réglage reproductible. Selon un mode de réalisation avantageux, le réglage des moyens de réglage est accessible sur la tige centrale.

Avec une telle caractéristique, on assure non seulement une très grande accessibilité du réglage à l'opérateur mais également une réalisation simple des moyens de réglage des caractéristiques du freinage de la circulation du liquide hydraulique puisque ceux-ci peuvent alors être insérés au sein même de la tige centrale.

Selon une réalisation préférentielle de l'invention, la tige centrale présente une structure interne creuse débouchant du coté où l'opérateur accède, reliée à au moins un canal débouchant dans la première zone et à au moins un canal débouchant dans la seconde zone, les caractéristiques de la communication entre les deux canaux étant choisies à l'aide d'un élément de réglage placé dans la structure interne creuse. Selon cette caractéristique, les moyens de freinage du liquide hydraulique de la deuxième zone vers la première zone sont entièrement implémentés au sein de la tige centrale. Le piston, placé entre les deux canaux débouchant chacun dans une des zones, n'a alors pas besoin d'être muni de quelconques moyens spécifiques de freinage du liquide hydraulique. Classiquement, le piston est alors uniquement muni sur sa périphérie d'un joint asymétrique autorisant le passage du liquide hydraulique dans un sens et bloquant son passage dans l'autre sens. Ces types de joint sont classiquement utilisés dans les pompes à vélo.

Selon un mode de réalisation, l'élément de réglage comprend plusieurs canaux de communication entre les canaux débouchant dans les deux zones, ces canaux de communication présentant des sections différentes et calibrées en fonction d'une pluralité de durées susceptibles d'être utiles pour le fonctionnement de la vanne.

Ce mode de réalisation n'autorise que des changements discrets de la durée de temporisation, le réglage offrant alors le choix entre un nombre limité de durées envisageables. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'élément de réglage comprend une buse emmanchée dans la structure interne creuse, entre les deux canaux débouchant dans les première et seconde zones, et une aiguille apte à être placée dans un alésage de la buse et déplacée en translation de manière à ce que le liquide hydraulique circule dans l'alésage de la buse freiné par la présence de l'aiguille plus ou moins engagée dans l'alésage de la buse. Ce mode de réalisation permet un réglage continu de la durée de temporisation qui peut être choisi continûment dans un intervalle de durée prédéterminé. Selon un mode de réalisation préféré, l'alésage de la buse est cylindrique et l'aiguille porte un arbre cylindrique apte à être placé dans l'alésage de la buse de manière à ce que le liquide hydraulique circule, freiné, dans la couronne de tolérance entre le diamètre de l'alésage de la buse et le diamètre de l'arbre de l'aiguille, le réglage du frein étant réalisé par contrôle de la longueur de pénétration de l'aiguille dans la buse. Cette caractéristique préférentielle autorise un réglage fin, précis et extrêmement reproductible de la durée de temporisation. Avantageusement, la buse et l'aiguille sont chanfreinées de manière complémentaire de manière à permettre de bloquer la circulation du liquide hydraulique par contact des surfaces chanfreinées lorsque l'arbre de l'aiguille est engagée au maximum dans l'alésage de la buse. Avec une telle caractéristique, on empêche la vanne de se refermer une fois le clapet ouvert. Cette caractéristique autorise donc à laisser la vanne ouverte pour certaines applications. Dans ce cas, la fermeture de la vanne ne pourra se faire qu'en séparant les deux surfaces chanfreinées de l'aiguille et de la buse puis en attendant que le piston remonte dans la chambre hydraulique pour que la vanne soit enfin fermée. Si on sépare complètement l'aiguille de la buse, la fermeture est alors très rapide.

Selon un mode de réalisation avantageux, la structure interne creuse porte un filetage complémentaire de celui pratiqué sur un support de l'aiguille permettant, par action de vissage sur le support de l'aiguille, d'engager l'arbre de l'aiguille plus ou moins dans l'alésage de la buse. Ce mode de réalisation permet une réalisation simple du contrôle de la translation de l'aiguille par rapport à la buse et plus généralement par rapport à la tige centrale. Selon une caractéristique avantageuse, l'accès au vissage du support de l'aiguille dans la structure interne creuse est protégé par un capot antivol.

Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif.

Sur les figures : La figure 1 est une représentation schématique fonctionnelle de la vanne selon l'invention ; La figure 2 est une vue en coupe d'un mode de réalisation préféré d'une vanne selon l'invention installée dans une boite de lavage telle que connue de l'art antérieur ; Les figures 3A et 3B sont des vues en coupe de la tige centrale et du piston tels que représentés sur la figure 2 ; Les figures 4A, 4B et 4C sont respectivement une vue en coupe de la buse, une vue de coté de l'aiguille, une vue en coupe partielle des moyens de réglage porte aiguille ; Les figures 5A, 5B, 5C présentent un autre mode de réalisation de l'invention ; La figure 6 montre une vue de dessus d'une bride utile pour maintenir la vanne selon l'invention dans la boite de lavage telle que représentée sur la figure 2 ; La figure 7 montre la vanne au cours de son fonctionnement en ouverture temporisée ; Les figures 8A et 8B montrent deux configurations de fonctionnement extrême de la vanne.

Description détaillée d'un mode de réalisation La figure 1 est une représentation schématique fonctionnelle d'une vanne automatique autonome 1 selon l'invention. Cette vanne 1 comprend un châssis 11 apte à être placé sur une arrivée de fluide 2, ce châssis 11 comprend au moins un circuit de circulation du fluide 12 avec un ou plusieurs orifice(s) de sortie du fluide 121. La vanne 1 comprend également une tige centrale 13, accessible à un opérateur de la vanne 1 afin de pouvoir être mobilisée en translation dans le châssis 11. La tige centrale 13 comprend ainsi une extrémité 13' externe au châssis de la vanne 1.

Dans le schéma en coupe représenté sur la figure 1, la tige centrale 13 est destinée à être poussée par un opérateur, de manière à imprimer un mouvement de translation d'un clapet 14 permettant l'ouverture et la fermeture du circuit de circulation de fluide 12 dans le châssis 11.

Ce clapet 14 est solidaire de la tige centrale 13, la vanne 1 comprend en outre un piston 15, apte à coulisser au sein d'une chambre hydraulique 16, solidaire du châssis 11 et traversée par la tige 13. La chambre de temporisation 16 est étanche et fermée sur elle-même. La chambre hydraulique 16 est avantageusement remplie sous vide par aspiration du liquide hydraulique utilisé qui n'a pas besoin de présenter une viscosité spéciale et peut même être alimentaire. En effet, l'invention offre un champ de réglage et une tolérance des moyens de freinage tels que n'importe quelle viscosité peut être utilisée, même de la graisse.

Le piston 15 est mobile en translation avec le clapet 14 et la tige centrale 13 et divise la chambre hydraulique 16 en deux zones 161 et 162. Le piston 15 est soumis à la force d'un ressort 17, ici placé dans la chambre hydraulique dans la première zone 161. Ce ressort 17 est comprimé dès lors que la tige 13 est poussée de manière à ouvrir le circuit de circulation du fluide 12 par mobilisation du clapet 14. Le ressort 17 a donc pour rôle de ramener le piston 15 à sa place d'origine, ce déplacement ayant pour but de refermer l'arrivée du fluide en faisant se déplacer le clapet 14. Dans tous les cas, comme le clapet de fermeture 14 de la nouvelle vanne 1 se situe sous le siège 2, on assure que la pression d'eau dans la canalisation 33 a tendance à fermer le clapet 14, y compris en présence d'un problème dans le fonctionnement de la vanne 1, par exemple un joint fuyant ou un ressort cassé. Une fois ouvert, le clapet 14 aura généralement toujours tendance à se refermer naturellement.

La vanne, selon l'invention, assure que, même en présence d'un défaut dans l'installation ou dans le fonctionnement de la vanne, la vanne reste en position fermée sur le réseau de distribution d'eau grâce à la pression de l'eau dans ce réseau et ce, en évitant toute perte. Le principe de l'invention est un transfert de volume de liquide hydraulique passant de la première zone 161 de la chambre hydraulique 16 à l'autre zone 162 grâce à un joint spécial fonctionnant comme celui d'une pompe à vélo et monté sur le piston 15. Selon l'invention, la circulation du liquide hydraulique présent dans la chambre hydraulique 16 est donc réalisée sans résistance de la première zone 161 vers la seconde zone 162 lorsque la tige centrale 13 est poussée.

Une fois le piston 16 poussé, ici vers le bas, par l'opérateur, le principe de l'invention consiste à munir la zone 18 entourant le piston 15 de moyens de freinage de la circulation du liquide hydraulique de la seconde zone 162 vers la première zone 161 afin de temporiser la fermeture de la vanne 1. Selon l'invention, les moyens de freinage placé dans la zone 18 sont réglables grâce à des moyens de modulation des caractéristiques du freinage, préférentiellement placés sur une partie accessible à l'opérateur 19 de la tige centrale 13. Le réglage de la temporisation est donc réglable directement sur la vanne elle-même par un circuit indépendant du fluide principal selon l'invention.

La figure 2 représente un mode de réalisation préférentiel d'une vanne selon l'invention installée sur l'arrivée d'eau 33 d'une boite de lavage 3. La vanne 1, fermée, est ici représentée en coupe dans la boite 3, par exemple disposée dans la margelle d'un trottoir. La boite de lavage 3 comprend un espace d'accès 31 de l'opérateur et un circuit de circulation d'eau 32 interne à la boite de lavage 3 recevant l'eau en provenance de la canalisation 33 après son passage dans le circuit de circulation 12 de la vanne 1. Elle comprend également une arrivée d'eau 33, reliée au circuit de circulation d'eau 32 de la boite de lavage par un orifice que la vanne 1 vient obstruer. Cet orifice porte un siège 2 sur lequel est, habituellement et selon l'art antérieur, monté un robinet. Le circuit de circulation d'eau 32 est muni d'un orifice 320 de sortie du fluide généralement obstrué par un bouchon et qui est destiné à être muni d'un tuyau de déflection 40 qui peut ensuite être orienté, par exemple vers un caniveau. Dans le mode de réalisation préférentiel, le châssis de la vanne 1 est constitué principalement de deux parties, une pièce 111 matérialisant le circuit de circulation d'eau 12 et un corps 110 matérialisant la chambre hydraulique 16, fermée en haut et en bas par deux pièces d'embase 112 et 113.

Avantageusement la pièce 111 est réalisée dans un matériau ayant de meilleures propriétés de résistance à l'oxydation que le matériau utilisé pour réaliser le corps 110. On assure alors que l'eau traversant la nouvelle vanne 1 n'oxyde pas cette dernière. Cela permet d'obtenir une longévité très importante de la vanne selon l'invention. Ces pièces d'embase 112 et 113 sont traversées par une tige centrale 13 qui traverse également la pièce 111. La tige centrale 13 porte un clapet 14 qui vient obstruer l'arrivée d'eau au niveau du bas du siège 2. La pièce 111 comprend une partie tubulaire s'adaptant dans le siège 2 de l'arrivée d'eau 33. Cette partie tubulaire est destinée à être obstruée par le clapet 14 porté par la tige 13 et qui présente un diamètre lui permettant d'être coulissé dans le siège 2. Dans le mode de réalisation préférentiel, on remarque que le clapet 14 est porté par la tige 13 par l'intermédiaire d'une pièce 131 qui vient se loger dans la tige centrale proprement dite 13. Le clapet permet alors de maintenir la pièce 111 solidaire avec le corps 110.

Les figures 3A et 3B représentent plus en détail la tige centrale 13 telle qu'utilisée dans le mode de réalisation préférentiel de la figure 2 et le piston 15 qui est destiné à être fixé sur la tige centrale 13 après coulissement le long de celle-ci. Avantageusement, la tige centrale 13 est munie de deux gorges 133A et 133B dans lesquelles viennent se placer des circlips permettant d'immobiliser le piston 15 en translation le long de la tige centrale 13. Des joints toriques 134A et 134B sont avantageusement placés autour de la tige centrale 13 au niveau où vient se placer le piston 15 afin d'assurer l'étanchéité entre l'extérieur de la tige centrale 13 et la couronne intérieure du piston 15. De chaque côté de l'emplacement au niveau duquel le piston 15 vient se placer, se trouvent deux canaux latéraux 181, 182. Ces deux canaux 181 et 182 sont reliés par une structure interne creuse 131 pratiquée au centre de la tige centrale 13.

Les canaux 181 et 182 permettent la circulation du liquide hydraulique entre les zones 161 et 162 de la chambre hydraulique 16. La structure interne 131 est alors munie de moyens de freinage de la circulation du liquide hydraulique de la zone 161 vers la zone 162 au travers des canaux 181 et 182. Ces moyens de freinage sont, dans le mode préférentiel de réalisation de l'invention, constitués par une buse 183 au centre de laquelle est réalisé un alésage 183A ainsi que représenté sur la figure 4A et par une aiguille 184 comprenant un arbre 184A de géométrie complémentaire à l'alésage 183A pratiqué dans la buse 183 et d'un diamètre très légèrement inférieur à celui de l'alésage 183A pratiqué dans la buse 183. La buse 183 présente quant à elle un diamètre externe de l'ordre de 10 mm qui est également le diamètre du bas de la structure interne de la tige 13. Le diamètre du bas de la structure interne est exactement de 10 mm H9 et le diamètre externe de la buse est exactement de 9,5 mm p6 dans l'exemple proposé, soit une tolérance de +15 à +24 pm, permettant que la buse soit engagée forcée dans la structure interne, assurant l'étanchéité.

Sur les figures 4A et 4B, on voit que la buse 183 et l'aiguille 184 sont avantageusement munies de zones chanfreinées, respectivement 183A et 184B. Dans l'exemple donné sur ces figures, l'angle du chanfrein est de 76°. Selon le mode de réalisation préférentiel, l'aiguille 184 est munie d'un filetage sur son extrémité supérieure 184C. Ce filetage 184C est destiné à être engagé dans une pièce 191, support de l'aiguille 184, faisant office de moyens de réglage des moyens de freinage de la vanne 1 selon l'invention. Ainsi que représenté sur la figure 4C, la pièce 191 comporte un pas de vis interne 191A au fond d'un alésage, de 4 mm de diamètre dans l'exemple proposé, destiné à recevoir l'extrémité de l'aiguille 184 portant le filetage 184C et une tête 191B portant un filetage destiné à être engagé dans la structure interne creuse 131 de la tige centrale 13 qui porte également dans sa partie supérieure un filetage 135 complémentaire de celui pratiqué sur la pièce 191. Avantageusement, selon l'invention, la tige centrale 13 présente un filetage 135 suffisamment long dans la structure interne 131 pour que puisse être également vissée une vis de cache antivol et anti-vandalisme 192 qui présente une tête ne pouvant être actionné qu'avec une clé particulière. La pièce 191 est quant à elle avantageusement actionnable avec un simple tournevis. Dans le mode de réalisation préférentiel de l'invention, la présence de la vis de cache 192 évite donc l'accès par des personnes mal intentionnées aux organes de réglage de la vanne, en particulier elle évite l'accès par des tiers désireux d'utiliser l'eau filtrée à des fins personnelles en dehors du système de distribution légal. Néanmoins, l'activation manuelle de l'ouverture de la vanne utilise un outillage particulièrement simple.

Selon l'invention, grâce au mouvement de vissage/dévissage, ici vertical, de la pièce 191 sur laquelle est montée fixement l'aiguille 184, on autorise l'enfoncement plus ou moins important de l'aiguille 184 dans la buse 183. La modification de l'enfoncement de l'aiguille 184 dans la buse 183 permet de modifier la hauteur de la couronne dans laquelle se fait la circulation du fluide, la section de la couronne étant constante.

On remarque que, sur la figure 2, l'aiguille 184 est complètement engagée dans la buse 183 et vient donc obstruer complètement la circulation du liquide hydraulique entre les zones 161 et 162. Si la vanne 1 est alors ouverte par pression sur la tige centrale, ainsi que cela est représenté sur la figure 8A, la vanne 1 reste alors ouverte en permanence sauf si un opérateur vient visser la pièce 191 de manière à ce que la zone chanfreinée 184b de la pièce 184 se sépare de la zone chanfreinée 183b de la buse 183. En revanche, si on sépare complètement l'aiguille 184 de la buse 183, ainsi que représenté schématiquement sur la figure 8B, la fermeture du clapet 14 est alors très rapide. Sur la figure 8B, la vanne 1 est donc représentée avec le clapet 14 fermé. Avantageusement, les dimensions de la couronne dans laquelle le fluide circule sont déterminées par les tolérances sur les côtes du diamètre de l'arbre 184A et de l'alésage 183A. Dans le mode de réalisation préférentiel de l'invention, la largeur de la couronne est de l'ordre de 0,01 mm. Cette largeur peut être déterminée avec les intervalles de tolérance maximaux de la buse 183 et de l'aiguille 184. Avec des tolérances de l'ordre de 0,01 mm, la couronne présente alors un intervalle de tolérance maximal de 0,02 mm de largeur. Avantageusement, la buse d'environ 20 mm de long présente un alésage d'environ 2 mm de diamètre et l'arbre 184a, d'un diamètre d'environ 2 mm également, qui coulisse dans l'alésage 183a présente une longueur de l'ordre de 20 mm. Dans la réalisation présentée sur les figures, la hauteur de la buse 183 atteint 17 mm, l'aiguille 184 mesure 36 mm de longueur pour un arbre 184a de 13 mm, le diamètre de l'alésage 183a de la buse 183 est exactement de 2,5 mm H7, soit une tolérance entre +0 mm et + 10 mm, et le diamètre de l'arbre 184a de l'aiguille 184 est de 2,47 mm h5, soit une tolérance entre -0 mm et û 4 mm. Les états de surface de l'arbre 184a et de l'alésage 183a sont avantageusement très fins. Par exemple, l'écart moyen arithmétique en pm des surfaces usinées, généralement noté Ra, sera avantageusement compris entre 1,6 et 3,2.

L'intervalle de durée de temporisation accessible avec le réglage selon l'invention est déterminé par gammes de temporisation. Ces gammes sont obtenues en diminuant ou augmentant l'anneau de tolérance entre la buse 183 et l'aiguille 184.

Il est en outre possible de faire varier la circonférence globale de l'anneau de tolérance en diminuant ou augmentant les diamètres de l'arbre de l'aiguille 184 et de l'alésage de la buse 183 afin d'encore accéder à des durées de temporisation différentes. Une variété très large de gammes de temporisation est alors accessible selon l'invention. Par exemple en choisissant un diamètre de 1 mm pour la buse et de 0,98 mm pour l'aiguille, il est probable que l'on puisse atteindre des durées de temporisation de l'ordre du mois. Le réglage des caractéristiques du freinage du passage du liquide hydraulique de la zone 161 vers la zone 162 est alors réalisé par augmentation de la hauteur de la couronne entre la buse 183 et l'aiguille 184. Le réglage de la profondeur de pénétration de l'aiguille 184 dans la buse 183 permettant de laminer le liquide hydraulique sur une longueur réglable présente l'avantage d'être un réglage linéaire. Cette longueur augmente ou diminue les pertes de charges et la durée d'ouverture de la vanne diminue ou augmente respectivement. Une fois la vanne installée, le réglage de la durée de l'ouverture de la vanne nécessite un vissage jusqu'en butée de la pièce 191 suivi d'un dévissage d'un nombre de tours voulu et auquel correspond une durée de temporisation. Avec l'invention, le réglage de la hauteur de la couronne précédé d'une mise à zéro de la durée de réglage antérieurement à un quelconque réglage assure une fidélité et une répétitivité très satisfaisantes des durées d'ouverture. Afin de connaître les durées d'ouverture correspondant au nombre de tours de dévissage, un tableau donnera, pour chaque tour de dévissage, la durée correspondante d'ouverture de la vanne.

Le réglage extérieur des durées de temporisation est alors simple, efficace et n'affecte pas la fiabilité de la vanne. Le réglage extérieur n'altère pas non plus la chambre fermée étanche du dispositif de temporisation. Avantageusement, la vis de cache 192 est placée au dessus de la pièce 191 dès lors que le réglage est terminé. La tige centrale 13 est munie de deux ergots 136A et 137B permettant d'immobiliser la tige centrale 13 pendant qu'est dévissée ou vissée la pièce 192 ou la pièce 191.

La pièce 191 vissée dans la structure creuse 131 porte au moins un joint torique, et de préférence deux joints toriques, pour assurer l'étanchéité de la chambre hydraulique. Ces joints sont placés dans des gorges 191b pratiquées sur la circonférence de la pièce 191 et servent également à éviter le desserrage de la pièce de réglage 191. Ils jouent le rôle de frein. Dans le cas où une simple bague à lèvre fine est utilisée pour assurer l'étanchéité de la chambre hydraulique entre la surface interne de la tige centrale 13 et la pièce 191, un ressort, non représenté, placé entre la buse 183 et la pièce 191, empêche la vis de réglage 191 de se desserrer.

Ce ressort à compression long d'environ 20 mm s'appuiera alors sur la buse 183. Au niveau de la pièce 191, il faudra alors prévoir un alésage dans l'extrémité basse de cette pièce pour cacher complètement ce ressort dans la pièce 191 et autoriser l'aiguille 184 à venir s'engager totalement dans la buse 183.

Un ressort 17, placé quant à lui dans la première zone 161 de la chambre hydraulique, comprend avantageusement une partie cylindrique et une partie conique pour gagner de la place lors du mouvement d'armement. Le fil qui le constitue est cylindrique, sa constante K est telle que Kx avec x peu différent de 20 mm donne une force proche de 60 à 80 KgForce.

Ce ressort repousse le piston 15 vers le haut, permettant au liquide hydraulique de passer de la seconde zone 162 vers la première 161 au travers des moyens de freinage. La figure 7 montre une vanne ouverte avec une position de l'aiguille 183 dans la buse 184 permettant la circulation du liquide hydraulique de la zone 162 vers la zone 161, cette circulation étant représentée par des flèches en pointillés. Dans cette position le ressort 17 pousse le piston 15 qui a été descendu par translation de la tige centrale lors de l'actionnement de la vanne 1. Le liquide hydraulique circulant alors de la zone 162 vers la zone 161, le clapet 14 remonte en même temps que le piston 15 et la vanne 1 va ainsi se refermer.

Il est tout à fait envisageable d'utiliser d'autres types de moyens de freinage intégrés dans la structure creuse interne de la tige 13 permettant un réglage de la durée de temporisation de la vanne 1. Notamment, dans le cas illustré sur la figure 5, la structure interne 31 présente un diamètre constant et large jusqu'à l'endroit où est disposé le canal 181.

Cette dernière caractéristique, concernant la largeur de la structure interne, n'est pas indispensable mais est pratique lorsque, selon ce mode de réalisation, on vient coulisser à l'intérieur de la structure interne 131, une pièce 185 cylindrique comprenant un canal central 180A et au moins, en haut et en bas de la pièce 185, deux paires, notées 185B et 185C en haut et 185D et 185E en bas, de canaux se faisant face de part et d'autre du canal central 180A et présentant des diamètres distincts. En haut et en bas, les canaux 185B et 185D, visibles sur la section de la figure 5B, présentent les mêmes diamètres et correspondent à une première durée de temporisation. Les canaux 185C, 185E présentent aussi les mêmes diamètres et correspondent à une seconde durée de temporisation. Ces durées sont accédées en actionnant la pièce 185 en rotation de manière à aligner l'un ou l'autre des canaux 185B, 185D ou 185C, 185E. Les positions correspondantes de la pièce 185, qui peut affleurer au niveau de l'extrémité 13' de la tige centrale, peuvent être signalées par des marquages pratiqués sur cette extrémité 13' de la tige centrale 13. La figure 5C donne un autre exemple d'une section d'une pièce 185, sur laquelle quatre durées de temporisation sont disponibles en fonction de l'orientation de la pièce 185 dans la structure interne creuse 131 de la tige centrale 13. Il paraîtra évident à l'homme du métier que d'autres modes de réalisation, basés sur les principes de l'invention, peuvent également être réalisés. Dans la suite et, en référence à la figure 2, est expliquée l'installation de la vanne 1 sur un siège 2 faisant partie intégrante d'une boîte de lavage 3 existante. Généralement, dans les boîtes de lavage, un robinet de fermeture assure l'étanchéité avec un clapet venant obstruer le siège 2 de la boîte de lavage 3 par le haut du siège 2. Les sièges 2 sur lesquels une vanne 1 est susceptible d'être installée sont donc généralement usés. Pour placer la vanne 1 selon l'invention, après interruption de la circulation de l'eau dans la canalisation 33 reliée à la boîte de lavage, on installe tout d'abord, l'ensemble constitué par le corps 110 et la pièce 111 matérialisant le circuit de circulation d'eau dans la vanne 1, le clapet 14 maintenant la pièce 111 solidaire avec le corps 110 en engageant, en force, la partie cylindrique de la pièce 111 dans le siège 2.

L'étanchéité entre la canalisation 33 et les circuits de circulation d'eau 12 et 32 de la boîte de lavage 3 est assurée grâce à un joint conique 123 qui vient en appui sur le siège 2 de la boîte de lavage 3. On autorise, grâce à ce joint conique 123, de pouvoir installer la vanne 1 sur des sièges endommagés.

Avantageusement, un joint torique 115, référencé sur la figure 7, est placé autour du corps 110 de la vanne 1 sensiblement au niveau où la bride est destinée à être placée. Une bride 114, représentée en vue de dessus sur la figure 6, est alors coulissée le long du corps 110. Cette bride 114 est d'abord desserrée. Elle vient alors se poser sur une surface 34 de fond de la chambre d'accès 31 de la boîte de lavage 3. La bride 114 est alors bloquée autour du corps 110 au moyen d'une vis 114' qui vient serrer l'intérieur de la bride contre le corps 110. Avantageusement, lorsque la bride 114 est posée sur la surface 34, des cales sont installées avant d'être retirées une fois la bride 114 serrée autour du corps 110. Cela assure, lorsque des vis 114" et 114"' sont installées sur la bride 114 et engagées dans des trous taraudés prévus à cet effet dans la boîte de lavage 3, un assemblage forcé en compression de la vanne 1 contre le haut du siège 2. Ces cales pourront être d'une épaisseur comprise entre 0,3 et 0,8 mm. Avec un tel montage en compression, on assure l'étanchéité de la vanne sur le siège 2. L'épaulement de la pièce 111 touche alors le joint conique 123 qui est lui-même en contact avec le siège 2. On assure par serrage l'étanchéité en bas avec le joint conique et l'étanchéité en haut au niveau du joint torique 115 placé sous la bride 114. Aussi, le montage en compression est adaptable à n'importe quelle boîte de lavage neuve ou usagée en assurant l'obtention d'un montage adapté et étanche de la vanne. En effet, la possibilité de placer la bride 114 à différentes hauteurs le long du corps 110, autorise de monter la vanne 1 sur des boîtes de lavage dont les sièges 2 ont été rectifiés plusieurs fois, rendant variable la distance entre la surface 34 de la boîte de lavage 3 et le siège 2 de cette même boîte 3. Lors de son utilisation, la vanne 1 selon l'invention est activée préférentiellement à l'aide d'une clé permettant, par effet de levier, l'action de haut en bas sur la tige centrale 13. Cette clé permet avantageusement d'exercer un effort de 16 à 20 kg sur un bras de levier qui est d'environ 300 mm. Cela permet à un homme de force moyenne d'assurer l'ouverture de la vanne par un effort dirigé de haut de bas. Le bras de levier est avantageusement mis en appui sur un rebord de la boîte de lavage 3. Avec l'invention, on assure une intégration d'un dispositif de fermeture automatique en un temps limité et avec un minimum d'outillage et ce, en l'absence d'usinage particulier de la boîte de lavage. Le montage de la vanne selon l'invention n'utilise que des fixations existantes pour un robinet d'origine monté dans la boîte de lavage. La vanne selon l'invention ne nécessite aucun usinage d'entretien. Le cheminement de l'eau dans la vanne 1 selon l'invention n'altère pas ni ne pollue le réseau en amont ni l'eau qui s'écoule dans le caniveau. Le dispositif de temporisation obtenu est robuste, facile à remplacer et à remettre à neuf grâce au nombre restreint de pièces le composant. Chaque pièce composant la vanne, pourra être répertoriée et apparaître avec ses caractéristiques sur une nomenclature détaillée facilitant ainsi la maintenance et la réparation des vannes selon l'invention. En outre, on constate que, lorsque la vanne est placée verticalement, ce qui est le cas pour les boites de lavage, la partie basse de la première zone 161 de la chambre hydraulique n'est jamais mélangée. On évite ainsi que des impuretés ne circulent dans la chambre hydraulique, pouvant engendrer des dérèglements de la durée de temporisation par obstruction partielle du système de freinage prévu selon l'invention. En plus de la verticalité de la vanne qui assure déjà à elle-même la circulation d'un fluide hydraulique propre d'une zone à l'autre, il est possible de prévoir en outre un aimant, par exemple annulaire, au fond de la chambre hydraulique 16 pour piéger les impuretés métalliques qui pourrait être présentes. Il est aussi possible de prévoir l'installation d'un filtre en amont de l'aiguille 184, lorsque le fluide circule de la seconde zone 162 vers la première zone 161. Ce filtre pourra par exemple être installé dans le canal latéral 182 dans la tige centrale 13.

Outre l'application d'assainissement de voirie, la vanne selon l'invention peut être utilisée dans divers environnements et secteurs d'activité comme l'arboriculture, l'agriculture en général où il peut être souhaitable de pouvoir régler une durée d'arrosage en absence de câbles de commande ou d'alimentation électrique. Actuellement, de tels câbles sont couramment utilisés.

Cependant il n'est pas toujours possible de les installer et il est connu qu'ils peuvent générer des problèmes ou des pannes en cas de foudre ou autres incidents naturels ou causés par l'homme. L'invention trouve donc là une application particulièrement intéressante. La temporisation de la vanne selon l'invention, installée sur un réseau dont la pression est sensiblement constante, peut être proposée comme permettant d'effectuer un dosage de la quantité de fluide s'écoulant pour un actionnement de la vanne au lieu d'une durée d'écoulement. Un tableau associant un nombre de tour de la vis de réglage 191 avec un volume de dosage, par exemple 10 litres, pourra alors être proposée. Cela peut être utile pour toutes applications où des récipients de volume constant sont à remplir successivement, par exemple des seaux. Cela est particulièrement utile dans les environnements où l'eau est un bien précieux et où on souhaite que les récipients à remplir ne débordent pas. Cette application intéresse par exemple les installations de puits dans les zones arides. Enfin, la vanne selon l'invention étant entièrement commandée mécaniquement en l'absence d'une quelconque alimentation ou commande électrique intégrée, elle présente l'avantage de pouvoir être déclenchée par un vérin hydraulique ou pneumatique actionné par l'intermédiaire d'un conduit hydraulique ou pneumatique et destiné à appuyer sur la tige centrale 13. Grâce au conduit hydraulique, la commande, généralement électrique, donc source potentielle d'étincelle, peut être déportée à distance. Cela destine la vanne selon l'invention aux applications où est présent un risque de déflagration. En particulier, la vanne selon l'invention peut servir pour des écoulements temporisés, ou encore des prédosages, dans des environnements où sont présents des gaz ou liquides explosifs. L'invention permet d'économiser, dans de tels environnements, l'installation particulièrement couteuse d'un moteur antidéflagrant ou d'une barrière électrique, comme c'est le cas dans les vannes blindées comprenant des électroaimants internes isolés. L'invention rend, par exemple, possible le remplissage d'un bidon d'essence d'un volume donné en évitant le débordement ou encore l'injection d'un certain volume dans un système. Les vannes temporisées aujourd'hui connues ne permettant pas d'obtenir une plage de fonctionnement large en matière de durée de temporisation ou de volumes disponibles, elles ne peuvent généralement pas être utilisées. On remarque enfin que diverses mises en oeuvre peuvent être réalisées selon les principes de l'invention.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Vanne (1) automatique autonome à fermeture temporisée pour le contrôle d'un flux de fluide fonctionnant en absence d'apport d'énergie extérieure et destinée à être placée sur une arrivée de fluide (2), la vanne (1) comprenant : - un châssis (11) apte à être placé sur l'arrivée de fluide (2) et comprenant au moins un circuit de circulation du fluide (12) et un orifice de sortie du fluide (121), - une tige centrale (13) accessible à un opérateur de la vanne (1) pour être mobilisée en translation dans le châssis (11), - un clapet (14) d'ouverture/fermeture du circuit de circulation du fluide (12) dans le châssis (11), ce clapet (14) étant solidaire de la tige centrale (13), son actionnement en translation par l'intermédiaire de la tige centrale (13) permet d'ouvrir et de fermer le circuit de circulation du fluide (12) dans le châssis (11), - un ressort (17) qui, suite à l'ouverture de la vanne (1), imprime une force permettant une translation de la tige centrale (13) dans le sens de translation opposé à celui observé lors de l'ouverture de la vanne (1), caractérisée en ce que la vanne (1) comprend : - une chambre hydraulique (16) solidaire du châssis (11) et remplie d'un liquide hydraulique, - un piston (15) solidaire de la tige centrale (13) et mobile en translation avec le clapet (14), divisant la chambre hydraulique (16) en deux zones (161,162), cette division présentant une dissymétrie fonctionnelle telle qu'à l'ouverture de la vanne (1), le liquide hydraulique passe sans résistance d'une dite première zone (161) à l'autre zone dite seconde zone (162) lors de la translation du piston (15) à l'ouverture de la vanne (1) et telle que la circulation du liquide hydraulique de la seconde zone (162) vers la première zone (161) est freinée, et en ce que la vanne (1) comprend en outre : - des moyens de réglage (19) des caractéristiques du freinage (18) de la circulation du liquide hydraulique de la seconde zone (162) vers la première zone (161) afin de permettre de régler la durée d'ouverture de la vanne (1).
2. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réglage des moyens de réglage (19) est accessible sur la tige centrale (13).
3. 3. Vanne selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige centrale (13) présente une structure interne creuse (131) débouchant du coté où l'opérateur accède (13'), reliée à au moins un canal (181) débouchant dans la première zone (161) et à au moins un canal (182) débouchant dans la seconde zone (162), les caractéristiques de la communication entre les deux canaux (181, 182) étant choisies à l'aide d'un élément de réglage placé dans la structure interne creuse (131).
4. 4. Vanne selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de réglage (185) comprend plusieurs canaux de communication (185a,185b,185c,185d, 185e,185f,185g) entre les canaux (181,182) débouchant dans les deux zones (161,162), ces canaux de communication (185a,185b,185c,185d,185e,185f,185g) présentant des sections différentes et calibrées en fonction d'une pluralité de durées susceptibles d'être utiles pour le fonctionnement de la vanne (1).
5. 5. Vanne selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément de réglage comprend une buse (183) emmanchée dans la structure interne creuse (131), entre les deux canaux (181,182) débouchant dans les première et seconde zones (161,162), et une aiguille (184) apte à être placée dans un alésage (183a) de la buse (183) et déplacée en translation de manière à ce que le liquide hydraulique circule dans l'alésage (183a) de la buse (183) freiné par la présence de l'aiguille (184) plus ou moins engagée dans l'alésage (183a) de la buse (183).
6. 6. Vanne selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alésage (183a) de la buse (183) est cylindrique et en ce que l'aiguille (184) porte un arbre (184a) cylindrique apte à être placé dans l'alésage de la buse (183) de manière à ce que le liquide hydraulique circule, freiné, dans la couronne de tolérance entre le diamètre de l'alésage (183a) de la buse (183) et le diamètre de l'arbre (184a) de l'aiguille (184), le réglage du frein étant réalisé par contrôle de la longueur de pénétration de l'aiguille (184) dans la buse (183).
7. 7. Vanne selon la revendication 6, caractérisée en ce que la buse (183) et l'aiguille (184) sont chanfreinées de manière complémentaire de manière à permettre de bloquer la circulation du liquide hydraulique par contact dessurfaces chanfreinées (183b, 184b) lorsque l'arbre (184a) de l'aiguille (184) est engagée au maximum dans l'alésage (183a) de la buse (183).
8. 8. Vanne selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que la structure interne creuse (131) porte un filetage complémentaire de celui pratiqué sur un support (191) de l'aiguille (184) permettant, par action de vissage sur le support (191) de l'aiguille (184), d'engager l'arbre (184a) de l'aiguille (184) plus ou moins dans l'alésage (183a) de la buse (183).