WO2009130410A1 - Vanne automatique autonome à temporisation réglable - Google Patents

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WO2009130410A1
WO2009130410A1 PCT/FR2009/000348 FR2009000348W WO2009130410A1 WO 2009130410 A1 WO2009130410 A1 WO 2009130410A1 FR 2009000348 W FR2009000348 W FR 2009000348W WO 2009130410 A1 WO2009130410 A1 WO 2009130410A1
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WO
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valve
fluid
central rod
nozzle
opening
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/000348
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English (en)
Other versions
WO2009130410A4 (fr
Inventor
André Rousset
Noël AMYOT
Alain Poncet
Gilbert Borelly
Original Assignee
Societe Des Eaux De Marseille
Alpes Mediterranee Technologie Electriques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Des Eaux De Marseille, Alpes Mediterranee Technologie Electriques filed Critical Societe Des Eaux De Marseille
Publication of WO2009130410A1 publication Critical patent/WO2009130410A1/fr
Publication of WO2009130410A4 publication Critical patent/WO2009130410A4/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K21/00—Fluid-delivery valves, e.g. self-closing valves
    • F16K21/04—Self-closing valves, i.e. closing automatically after operation
    • F16K21/06—Self-closing valves, i.e. closing automatically after operation in which the closing movement, either retarded or not, starts immediately after opening
    • F16K21/10—Self-closing valves, i.e. closing automatically after operation in which the closing movement, either retarded or not, starts immediately after opening with hydraulic brake cylinder acting on the closure member

Definitions

  • the present invention relates to the general field of automatic shut-off valves. More particularly, the invention is concerned with the control of the opening time of the valve or the delay time.
  • the document FR 2 707 364 describes precisely a device for adjusting the delay time for a timed opening tap.
  • the delay time of the valve described in this document corresponds to the time required to fill, with water distribution network, a pot closed by a piston connected to the rod holding the closure valve of the water inlet.
  • the piston used communicates with the water supply through a small calibrated hole through which it fills.
  • the flow of fluid to the timing pot is ensured by the force of a spring moving the piston forcing it to fill.
  • the delay time depends on a number of parameters including the water pressure, the diameter of the calibrated hole, the characteristics of the spring and the volume of the pot.
  • This embodiment nevertheless has the disadvantage of providing accessibility to the adjustment inconvenient.
  • it is necessary to provide the pusher in translation of a surface capable of abutting with the piece limiting the stroke of the pusher.
  • this solution does not allow to obtain delay times exceeding one minute while allowing the setting of the delay time for periods longer than the fifteen seconds.
  • the technical solution proposed in this document is, in particular, not suitable for delay times of about Vi hour, for which the setting of this period must reach the 1 A hour or half -hour.
  • a system based on this principle can not therefore be developed for applications where long periods of flow are necessary, for example for the cleaning of public roads.
  • the washing box is built flush with the curb and is therefore unmountable because it is also connected to the city's water network, usually a filtered water system.
  • valves currently used have manual opening and closing valves. There are significant drifts in water consumption, which can reach a few million cubic meters of superfluous filtered water per year. Object and summary of the invention
  • the main purpose of the present invention is therefore to overcome the drawbacks encountered in the prior art devices by proposing an automatic self-closing timed valve for controlling a flow of fluid operating in the absence of external energy input and intended to be placed on a fluid inlet, having an orifice on which is placed a seat on which is usually mounted a valve and that the valve is intended to obstruct, this fluid inlet being connected to a fluid circulation circuit by the orifice carrying the seat, the valve comprising:
  • chassis adapted to be placed on the fluid inlet and comprising at least one fluid circulation circuit and a fluid outlet orifice, this chassis consisting mainly of two parts:
  • a piece embodying the fluid circulation circuit comprising at least one fluid outlet orifice and a tubular part fitting into the seat of the fluid inlet intended to be engaged in the seat by forced assembly in compression of the valve against the top of the seat and
  • valves for opening / closing the fluid circulation circuit this valve being integral with the central rod, its actuation in translation via the central rod makes it possible to open and close the fluid circulation circuit, by obstructing the tubular part of the part materializing the fluid circulation circuit at the bottom of the seat, the valve further allowing to maintain the piece integral with the body,
  • a piston integral with the central rod and movable in translation with the valve dividing the hydraulic chamber into two zones, this division having a functional dissymmetry such that at the opening of the valve, the hydraulic fluid passes without resistance of a said first zone to the other zone said second zone during the translation of the piston to the opening of the valve and such that the circulation of the hydraulic fluid from the second zone to the first zone is braked, a spring, placed in a first zone of the hydraulic chamber which, following the opening of the valve, imparts a force allowing a translation of the central rod in the direction of translation opposite to that observed during the opening of the valve, and in that the central rod further comprises:
  • valve comprising a hydraulic chamber independent of the circulation of the dispensed fluid, it ensures the independence of the operation of the valve with the pressure of the fluid in the distribution network.
  • the central rod is in one piece.
  • the central rod is a single, one-piece axle which, thanks to its robustness, allows the unique arming of the hydraulic motor thanks to a special tool that mounts on the key of the washing box.
  • the body being traversed by the central rod and constituting a hydraulic motor comprising the spring, the hydraulic chamber and the piston fixed on the central rod, the piece materializing the fluid circulation circuit of the valve, advantageously called part seat, is placed in contact with the hydraulic motor before being secured thereto by securing the opening / closing valve of the fluid circulation circuit with the central rod, the valve then wedging the piece materializing the circuit of circulation against the hydraulic motor.
  • This embodiment allows for a compact valve almost monobloc, the seat part being contiguous to the hydraulic motor by the valve in the closed position.
  • the mobile valve secured to the axis of maneuver materialized by the central rod allows the relative retention against one another of the seat and the hydraulic motor.
  • the seat part generally tubular and therefore hollow to let the fluid, is a part adapted to the seat on its periphery. It then seals on the seat of the existing wash box and sealed in a sidewalk edge. Different seat parts can therefore be associated, through the fixing of the valve on the central stem of the hydraulic motor, with the hydraulic motor or body according to the invention.
  • washing boxes comprising separate type of seats can be equipped with the valve according to the invention by modifying only the seat part which is very advantageous from a point of view of the diffusion of the system.
  • Seat parts of different sizes and shapes can indeed be associated with the body of the valve according to the invention by placing them under the body before coming to fix the valve on the central rod, this valve coming to press the seat against the body when the valve is closed.
  • the valve is fixed in the washing box by pressing the piece materializing the fluid circulation circuit of the valve against the seat of the washing box, the body being also fixed by screwing a flange against the wall of the fluid circulation circuit of the washing box, this flange being tightly mounted around the hydraulic motor at a variable height depending on the state of the seat of the valve.
  • the flange mounting allows adjustment and sealing of the valve assembly on the seat of the wash box.
  • this attachment allows the particular design of the valve according to the invention for which the opening / closing valve opens the fluid inlet in a reverse movement to that observed for the valves currently used. This reversal of the opening of the flow with respect to the generally used manual valve guarantees a safety of closure in the event of rupture of the spring or leakage of the hydraulic fluid. This closure is ensured by the pressure of the fluid against the valve.
  • This attachment makes it possible to force the support of the fluid circulation circuit of the valve in any seat, even damaged, of any washing box. Once the valve is in place, it is the pressure generated by the screwed flange in the wall of the circulation circuit of the washing box which maintains the circulation circuit of the fluid of the valve against the hydraulic motor when the valve is open.
  • the central rod has a hollow internal structure opening on the side where the operator accesses, connected to at least one channel opening into the first zone and to at least one channel opening into the second zone, the characteristics of the communication between the two channels being chosen by means of a control element placed in the hollow internal structure.
  • the hydraulic fluid braking means from the second zone to the first zone are entirely implemented within the central rod.
  • the piston, placed between the two channels each opening into one of the zones, does not need to be provided with any specific means of braking the hydraulic fluid.
  • the piston is then only provided on its periphery with an asymmetrical seal allowing the passage of hydraulic fluid in one direction and blocking its passage in the other direction.
  • asymmetrical seal allowing the passage of hydraulic fluid in one direction and blocking its passage in the other direction.
  • the adjustment element comprises several communication channels between the channels opening into the two zones, these communication channels having different sections and calibrated according to a plurality of durations likely to be useful for the valve operation.
  • This embodiment allows only discrete changes in the delay time, the setting then offering the choice between a limited number of possible durations.
  • the adjusting element comprises a nozzle fitted into the hollow internal structure, between the two channels opening into the first and second zones, and a needle able to be placed in a bore of the nozzle and moved into position. translation so that the hydraulic fluid flows in the bore of the braked nozzle by the presence of the needle more or less engaged in the bore of the nozzle.
  • This embodiment allows a continuous adjustment of the delay time which can be selected continuously in a predetermined time interval.
  • the use of a nozzle carrying the bore receiving the needle independent of the central rod and fitted inside thereof allows to separate the manufacture of the nozzle and that of the central rod.
  • a piercing along the entire length of the central rod to allow pushing the nozzle passing through one end of the central rod, preferably that opposite to the end where is fixed the opening / closing valve. This ensures the maintenance of the valve without having to change the whole.
  • the fitting of the nozzle in the central rod is having to change the whole. The nozzle can only be replaced.
  • the bore of the nozzle is cylindrical and the needle carries a cylindrical shaft adapted to be placed in the bore of the nozzle so that the hydraulic fluid circulates, braked, in the ring of tolerance between the diameter of the bore of the nozzle and the diameter of the shaft of the needle, the adjustment of the brake being achieved by controlling the penetration length of the needle in the nozzle.
  • This preferred characteristic allows a fine, precise and extremely reproducible adjustment of the delay time.
  • the nozzle and the needle are chamfered in a complementary manner so as to block the circulation of the hydraulic fluid by contacting the chamfered surfaces when the shaft of the needle is engaged at most in the bore of the nozzle.
  • valve is prevented from closing once the valve has opened.
  • This characteristic therefore allows the valve to be left open for certain applications.
  • closing the valve can be done by separating the two chamfered surfaces of the needle and the nozzle and then waiting for the piston back in the hydraulic chamber so that the valve is finally closed. If the needle is completely separated from the nozzle, closing is very fast.
  • the hollow internal structure carries a thread complementary to that made on a support of the needle. allowing, by action of screwing on the support of the needle, to engage the shaft of the needle more or less in the bore of the nozzle.
  • This embodiment allows a simple realization of the control of the translation of the needle relative to the nozzle and more generally with respect to the central rod.
  • the access to the screwing of the needle support in the hollow internal structure is protected by an antitheft cover.
  • FIG. 1 is a schematic functional representation of the valve according to the invention.
  • Figure 2 is a sectional view of a preferred embodiment of a valve according to the invention installed in a washing box as known from the prior art;
  • Figures 3A and 3B are sectional views of the central rod and piston as shown in Figure 2;
  • Figures 4A, 4B and 4C are respectively a sectional view of the nozzle, a side view of the needle, a partial sectional view of the needle holder adjustment means;
  • FIGS 5A, 5B, 5C show another embodiment of the invention
  • Figure 6 shows a top view of a flange useful for holding the valve according to the invention in the washing box as shown in Figure 2;
  • FIG. 7 shows the valve during its timed opening operation
  • Figs. 8A and 8B show two extreme operating configurations of the valve
  • FIG. 9 shows an example of a spring advantageously used in a valve according to the invention.
  • Figure 10 shows an advantageous example of valve shape opening / closing the valve. Detailed description of an embodiment
  • FIG. 1 is a schematic functional representation of an autonomous automatic valve 1 according to the invention.
  • This valve 1 comprises a frame 11 adapted to be placed on a fluid inlet 2, this frame 11 comprises at least one fluid circulation circuit 12 with one or more orifice (s) output of the fluid 121.
  • the valve 1 also comprises a central rod 13, accessible to an operator of the valve 1 in order to be mobilized in translation in the frame 11.
  • the central rod 13 thus comprises an end 13 'external to the frame of the valve 1.
  • the central rod 13 is intended to be pushed by an operator, so as to impart a translational movement of a valve 14 allowing the opening and closing of the fluid circulation circuit. 12 in the chassis 11.
  • valve 14 is integral with the central rod 13, the valve 1 further comprises a piston 15, slidable within a hydraulic chamber 16, secured to the frame 11 and traversed by the rod 13.
  • the timing chamber 16 is tight and closed on itself.
  • the hydraulic chamber 16 is advantageously filled under vacuum by suction hydraulic fluid used which does not need to have a special viscosity and can even be food.
  • the invention provides an adjustment field and a tolerance of the braking means such that any viscosity can be used, even fat.
  • the piston 15 is movable in translation with the valve 14 and the central rod 13 and divides the hydraulic chamber 16 into two zones 161 and 162.
  • the piston 15 is subjected to the force of a spring 17, here placed in the hydraulic chamber in the first area 161.
  • This spring 17 is compressed when the rod 13 is pushed so as to open the fluid circulation circuit 12 by mobilization of the valve 14.
  • the spring 17 therefore has the role of bringing the piston 15 back to its original place, displacement intended to close the arrival of the fluid by moving the valve 14.
  • the spring 17 has a helical shape in order to gain maximum space during its compression.
  • Figure 9 shows such a coil spring 17.
  • the valve 14 comprises a deflector centered on the turbulence of the fluid flow. This deflector makes it possible to regulate the closing speed of the valve. A form thus conceivable of the valve 14 is shown in FIG.
  • the valve ensures that, even in the presence of a defect in the installation or in the operation of the valve, the valve remains in closed position on the water distribution network thanks to the pressure of the valve. water in this network, avoiding any loss.
  • the principle of the invention is a transfer of volume of hydraulic fluid passing from the first zone 161 of the hydraulic chamber 16 to the other zone 162 through a special seal operating as a bicycle pump and mounted on the piston 15.
  • a special seal operating as a bicycle pump and mounted on the piston 15.
  • the circulation of the hydraulic fluid present in the hydraulic chamber 16 is made without resistance from the first zone 161 to the second zone 162 when the central rod 13 is pushed.
  • the asymmetrical special seal advantageously comprises a stent to prevent a recoil of the central rod at the end of the armament before the lip of the seal comes to press against the wall of the hydraulic chamber. This is all the more useful that the arming stroke is of a small length, which is advantageously the case in the invention to ensure the compactness of the valve.
  • the principle of the invention consists in providing the zone 18 surrounding the piston 15 with means for braking the circulation of the hydraulic fluid of the second zone 162 towards the first zone 161 in order to delay closing the valve 1.
  • the braking means placed in the zone 18 are adjustable by means of modulating the braking characteristics, preferentially placed on a portion accessible to the operator 19 of the central rod 13.
  • the setting of the delay is therefore directly adjustable on the valve itself by a circuit independent of the main fluid according to the invention.
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment of a valve according to the invention installed on the water inlet 33 of a washing box 3.
  • the closed valve 1 is here represented in section in the box 3, for example arranged in the curb of a sidewalk.
  • the washing box 3 comprises an access space 31 of the operator and a water circulation circuit 32 internal to the washing box 3 receiving the water coming from the pipe 33 after passing through the circulation circuit 12 of the valve 1.
  • This orifice carries a seat 2 on which is usually and according to the prior art, mounted a valve.
  • the water circulation circuit 32 is provided with a fluid outlet orifice 320 generally obstructed by a plug and which is intended to be provided with a deflection pipe 40 which can then be oriented, for example towards a gutter.
  • the frame of the valve 1 consists mainly of two parts, a part 111 materializing the water circulation circuit 12 and a body 110 materializing the hydraulic chamber 16, closed up and down by two base pieces 112 and 113.
  • the piece 111 is made of a material having better properties of resistance to oxidation than the material used to make the body 110. It is then ensured that the water passing through the new valve 1 does not oxidize the latter. This provides a very long life of the valve according to the invention.
  • the base parts 112 and 113 are traversed by a central rod 13 which also passes through the part 111.
  • the central rod 13 carries a valve 14 which obstructs the water inlet at the bottom of the seat 2.
  • the piece 111 comprises a tubular part fitting in the seat 2 of the water inlet 33.
  • This tubular part is intended to be obstructed by the valve 14 carried by the rod 13 and which has a diameter allowing it to be slid in the seat 2.
  • the valve 14 is carried by the rod 13 by means of a piece 131 which is housed in the central rod proper 13. The valve then allows to maintain the piece 111 integral with the body 110.
  • FIGS. 3A and 3B show in more detail the central rod 13 as used in the preferred embodiment of FIG. 2 and the piston 15 which is intended to be fixed on the central rod 13 after sliding along it .
  • the central rod 13 is provided with two grooves 133A and 133B in which are placed circlips for immobilizing the piston 15 in translation along the central rod 13.
  • O-rings 134A and 134B are advantageously placed around the central rod 13 at the level where the piston 15 is placed in order to seal between the outside of the central rod 13 and the inner ring of the piston 15.
  • the channels 181 and 182 allow the circulation of hydraulic fluid between the zones 161 and 162 of the hydraulic chamber 16.
  • the internal structure 131 is then provided with means for braking the flow of hydraulic fluid from the zone 161 to the zone 162 through channels 181 and 182.
  • braking means are, in the preferred embodiment of the invention, constituted by a nozzle 183 in the center of which is formed a bore 183A as shown in Figure 4A and a needle 184 comprising a shaft 184A of complementary geometry to the bore 183A made in the nozzle 183 and a diameter slightly smaller than that of the bore 183A made in the nozzle 183.
  • the nozzle 183 has an outer diameter of the order of 10 mm which is also the diameter of the bottom of the internal structure of the rod 13.
  • the bottom diameter of the internal structure is exactly 10 mm H9 and the diameter external nozzle is exactly 9.5 mm p6 in the proposed example, a tolerance of +15 to +24 microns, allowing the nozzle is forced into the internal structure, ensuring tightness.
  • FIGS. 4A and 4B it can be seen that the nozzle 183 and the needle 184 are advantageously provided with chamfered zones, respectively 183A and 184B. In the example given in these figures, the angle of the chamfer is 76 °.
  • the needle 184 is provided with a thread on its upper end 184C. This thread 184C is intended to be engaged in a part 191, support of the needle 184, acting as means for adjusting the braking means of the valve 1 according to the invention.
  • the part 191 comprises an internal screw thread 191A at the bottom of a bore, 4 mm in diameter in the example proposed, intended to receive the end of the needle 184 carrying the thread 184C and a head 191B carrying a thread intended to be engaged in the hollow internal structure 131 of the central rod 13 which also carries in its upper part a thread 135 complementary to that made on the part 191.
  • the central rod 13 has a thread 135 which is sufficiently long in the internal structure 131 so that an anti-theft and anti-vandalism cover screw 192 can also be screwed in which has a head which can only be actuated with a screw. particular key. Adjustment of the adjusting screw 191 is thus protected by the presence of the part 192 which requires a special tool for disassembly. This makes the time set on the valve inviolable.
  • the piece 191 is in turn advantageously operable with a simple screwdriver.
  • the presence of the cache screw 192 thus prevents access by ill-intentioned persons to the valve adjusting members, in particular it prevents access by third parties wishing to access the valve. use the filtered water for personal purposes outside the legal distribution system.
  • the screwing / unscrewing movement, here vertical, of the part 191 on which the needle 184 is fixedly mounted it is possible to force the needle 184 into the nozzle 183 more or less.
  • modification of the depression of the needle 184 in the nozzle 183 makes it possible to modify the height of the ring in which the circulation of the fluid is made, the section of the ring being constant.
  • the needle 184 is fully engaged in the nozzle 183 and thus completely obstruct the flow of hydraulic fluid between the areas 161 and 162. If the valve 1 is then open by pressing on the central rod, as shown in FIG. 8A, the valve 1 then remains open permanently unless an operator screws the part 191 so that the chamfered zone 184b of the part 184 separates from the the chamfered area 183b of the nozzle 183.
  • valve 1 is shown with the valve 14 closed.
  • the dimensions of the ring in which the fluid flows are determined by the tolerances on the ribs of the diameter of the shaft 184A and the bore 183A.
  • the width of the ring is of the order of 0.01 mm. This width can be determined with the maximum tolerance intervals of the nozzle 183 and the needle 184. With tolerances of the order of 0.01 mm, the crown then has a maximum tolerance interval of 0.02 mm. width.
  • the nozzle about 20 mm long has a bore of about 2 mm in diameter and the shaft 184a, a diameter of about 2 mm also, which slides in the bore 183a has a length of 1 mm. order of 20 mm.
  • the height of the nozzle 183 reaches 17 mm
  • the needle 184 is 36 mm long for a shaft 184a 13 mm
  • the diameter of the bore 183a of the nozzle 183 is exactly 2 , 5 mm H7
  • the diameter of the shaft 184a of the needle 184 is 2.47 mm h5, a tolerance between -0 ⁇ m and -4 ⁇ m.
  • the surface states of the shaft 184a and the bore 183a are advantageously very thin.
  • the average arithmetic difference in ⁇ m of the machined surfaces generally denoted Ra, will advantageously be between 1.6 and 3.2.
  • the interval of time delay accessible with the adjustment according to the invention is determined by time ranges. These ranges are obtained by decreasing or increasing the tolerance ring between the nozzle 183 and the needle 184.
  • the adjustment of the braking characteristics of the passage of the hydraulic fluid from the zone 161 to the zone 162 is then achieved by increasing the height of the ring between the nozzle 183 and the needle 184.
  • the adjustment of the penetration depth of the needle 184 in the nozzle 183 for rolling the hydraulic fluid to an adjustable length has the advantage of being a linear adjustment. This length increases or decreases the pressure losses and the opening time of the valve decreases or increases respectively.
  • the external setting of the delay times is thus simple, efficient and does not affect the reliability of the valve.
  • the external setting does not alter the sealed chamber of the delay device either.
  • the cover screw 192 is placed above the part 191 when the adjustment is completed.
  • the central rod 13 is provided with two lugs 136A and 137B making it possible to immobilize the central rod 13 while the piece 192 or the piece 191 is unscrewed or screwed.
  • the piece 191 screwed into the hollow structure 131 carries at least one O-ring, and preferably two O-rings, to seal the hydraulic chamber. These seals are placed in grooves 191b formed on the circumference of the part 191 and also serve to prevent loosening of the adjustment part 191. They act as a brake. In addition, they allow to change the adjusting screw without disassembling the valve and without leaking hydraulic oil. In the case where a simple thin lip ring is used to seal the hydraulic chamber between the inner surface of the central rod 13 and the piece 191, a spring, not shown, placed between the nozzle 183 and the piece 191 prevents the adjusting screw 191 from loosening.
  • the wire constituting it is cylindrical, its constant K is such that Kx with x little different from 20 mm gives a force close to 60 to 80 KgForce.
  • This spring pushes the piston 15 upwards, allowing the hydraulic fluid to pass from the second zone 162 to the first 161 through the braking means.
  • Figure 7 shows an open valve with a position of the needle 183 in the nozzle 184 for the circulation of the hydraulic fluid from the zone 162 to the zone 161, this circulation being represented by dashed arrows.
  • the spring 17 pushes the piston 15 which has been lowered by translation of the central rod during the actuation of the valve 1.
  • the hydraulic fluid then flowing from the zone 162 to the zone 161, the valve 14 rises at the same time. time that the piston 15 and the valve 1 will thus close.
  • the internal structure 31 has a constant and wide diameter up to the location of the channel 181.
  • the internal structure 131 is slid inside the interior, a cylindrical part 185 comprising a central channel 180A. and at least, at the top and bottom of the piece 185, two pairs, denoted 185B and 185C at the top and 185D and 185E at bottom, channels facing each other on either side of the central channel 180A and having different diameters.
  • the channels 185B and 185D visible in the section of FIG. 5B, have the same diameters and correspond to a first time delay.
  • the channels 185C, 185E also have the same diameters and correspond to a second delay time.
  • FIG. 5C gives another example of a section of a part 185, on which four times of delay are available as a function of the orientation of the part 185 in the hollow internal structure 131 of the central rod 13.
  • a closing valve ensures sealing with a valve that clogs the seat 2 of the washing box 3 from the top of the seat 2.
  • the seats 2 on which a valve 1 is likely to be installed are therefore generally worn.
  • valve 1 To place the valve 1 according to the invention, after interruption of the flow of water in the pipe 33 connected to the washing box, is first installed, the assembly consisting of the body 110 and the piece 111 materializing the circuit for circulating water in the valve 1, the valve 14 holding the piece 111 secured to the body 110 by forcibly engaging the cylindrical part of the piece 111 in the seat 2.
  • an O-ring 115 is placed around the body 110 of the valve 1 substantially at the level where the flange is to be placed.
  • a flange 114 shown in plan view in Figure 6, is then slid along the body 110. This flange 114 is first loosened. It then comes to rest on a bottom surface 34 of the access chamber 31 of the washing box 3. The flange 114 is then locked around the body 110 by means of a screw 114 'which clamps the inside of the the flange against the body 110.
  • shims are installed before being withdrawn once the flange 114 is tightened around the body 110. This ensures, when screws 114 "and 114 '" are installed on the flange. 114 and engaged in tapped holes provided for this purpose in the washing box 3, a forced assembly in compression of the valve 1 against the top of the seat 2.
  • These shims may be of a thickness between 0.3 and 0, 8 mm.
  • the compression assembly is adaptable to any new or used wash box ensuring a suitable and sealed mounting of the valve.
  • the possibility of placing the flange 114 at different heights along the body 110 allows to mount the valve 1 on washing boxes whose seats 2 have been rectified several times, making variable the distance between the surface 34 of the washing box 3 and seat 2 of this same box 3.
  • the valve 1 according to the invention is preferably activated by means of a key allowing, by leverage effect from top to bottom on the central rod 13.
  • This key advantageously allows to exercise a force of 16 to 20 kg on a lever arm that is about 300 mm. This allows a man of medium strength to ensure the opening of the valve by a directed effort from top to bottom.
  • the lever arm is advantageously placed in abutment on a rim of the washing box 3.
  • the invention ensures an integration of an automatic closing device in a limited time and with a minimum of tools and this, in the absence of special machining of the washing box.
  • the assembly of the valve according to the invention uses only existing fasteners for an original faucet mounted in the washing box.
  • the valve according to the invention requires no maintenance machining.
  • the flow of water in the valve 1 according to the invention does not alter or pollute the upstream network or the water flowing in the gutter.
  • the delay device obtained is robust, easy to replace and refurbish thanks to the limited number of parts composing it.
  • Each component part of the valve can be listed and appear with its characteristics on a detailed nomenclature facilitating the maintenance and repair of valves according to the invention.
  • valve according to the invention can be used in various environments and sectors of activity such as arboriculture, agriculture in general where it may be desirable to be able to set a watering time in the absence of control cables or power supply.
  • control cables or power supply are commonly used.
  • the invention therefore finds a particularly interesting application.
  • the delay of the valve according to the invention installed on a network whose pressure is substantially constant, can be proposed as allowing to perform a determination of the amount of fluid flowing for a actuating the valve instead of a flow time.
  • a table associating a number of revolutions of the adjusting screw 191 with a dosing volume, for example 10 liters, may then be proposed.
  • valve according to the invention is entirely mechanically controlled in the absence of any integrated power supply or control, it has the advantage of being triggered by a hydraulic or pneumatic cylinder actuated via a conduit hydraulic or pneumatic and intended to press on the central rod 13.
  • the control generally electric, therefore potential source of spark, can be remotely deported.
  • This is intended for the valve according to the invention applications where there is a risk of explosion.
  • the valve according to the invention can be used for delayed flows, or else predosages, in environments where explosive gases or liquids are present.
  • the invention saves, in such environments, the particularly expensive installation of an explosion-proof motor or an electrical barrier, as is the case in shielded valves including insulated internal electromagnets.
  • the invention makes it possible, for example, to fill a gasoline can of a given volume by avoiding the overflow or the injection of a certain volume into a system.
  • the timed valves known today do not allow to obtain a wide operating range in terms of time delay or available volumes, they can not generally be used.

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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

« 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 entraînant 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 Vi heure, pour lesquelles le réglage de cette durée doit pouvoir atteindre le 1A d'heure, voire la demi-heure.
L'utilisation d'un trou assez fin pour permettre d'atteindre des durées de l'ordre de la Vi 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, présentant un orifice sur lequel est placé un siège sur lequel est habituellement monté un robinet et que la vanne est destinée à obstruer, cette arrivée de fluide étant reliée à un circuit de circulation du fluide par l'orifice portant le siège, 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, ce châssis étant constitué principalement de deux parties :
- une pièce matérialisant le circuit de circulation du fluide et comprenant au moins un orifice de sortie du fluide et une partie tubulaire s'adaptant dans le siège de l'arrivée de fluide destinée à être engagée dans le siège par assemblage forcé en compression de la vanne contre le haut du siège et
- un corps matérialisant une chambre hydraulique remplie d'un liquide hydraulique, fermée en haut et en bas par deux pièces d'embase,
- une tige centrale accessible à un opérateur de la vanne pour être mobilisée en translation dans le châssis, cette tige traversant les pièces d'embase ainsi que la pièce matérialisant le circuit de circulation de fluide,
- un clapet d'ouverture/fermeture du circuit de circulation du fluide, 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 fluide, en obstruant la partie tubulaire de la pièce matérialisant le circuit de circulation de fluide au niveau du bas du siège, le clapet permettant en outre de maintenir la pièce solidaire avec le corps,
- 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, - un ressort, placé dans une première zone de la chambre hydraulique 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, et en ce que la tige centrale 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 insérés au sein même de la tige centrale et accessibles sur la tige centrale 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.
Avec l'invention, 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 l'invention, la tige centrale est d'une seule pièce.
La tige centrale constitue un axe unique et d'une seule pièce permettant, par sa robustesse, l'armement unique du moteur hydraulique grâce à un outil spécial qui se monte sur la clé de la boite de lavage.
Selon une réalisation avantageuse, le corps étant traversé par la tige centrale et constituant un moteur hydraulique comprenant le ressort, la chambre hydraulique et le piston fixé sur la tige centrale, la pièce matérialisant le circuit de circulation du fluide de la vanne, avantageusement appelée pièce d'assise, est placée au contact du moteur hydraulique avant d'être solidarisé avec celui-ci par solidarisation du clapet d'ouverture/fermeture du circuit de circulation du fluide avec la tige centrale, le clapet coinçant alors la pièce matérialisant le circuit de circulation contre le moteur hydraulique.
Cette réalisation permet de réaliser une vanne compacte quasi monobloc, la pièce d'assise étant accolée au moteur hydraulique par le clapet en position fermée. Dans cette vanne, le clapet mobile solidaire de l'axe de manœuvre matérialisé par la tige centrale permet le maintien relatif l'un contre l'autre de la pièce d'assise et du moteur hydraulique. La pièce d'assise, globalement tubulaire et donc creuse pour laisser passer le fluide, est une pièce adaptée au siège sur sa périphérie. Elle assure alors l'étanchéité sur le siège de la boite de lavage existante et scellée dans un rebord de trottoir. Des pièces d'assise différentes peuvent être donc associées, par l'intermédiaire de la fixation du clapet sur la tige centrale du moteur hydraulique, avec le moteur hydraulique ou corps selon l'invention. Ainsi, des boites de lavage comprenant des sièges de type distincts pourront être équipées avec la vanne selon l'invention en ne modifiant que la pièce d'assise ce qui est très avantageux d'un point de vue de la diffusion du système. Des pièces d'assise de tailles et de formes différentes (en diamètre, hauteur etc.) peuvent en effet être associées au corps de la vanne selon l'invention en les plaçant sous le corps avant de venir fixer le clapet sur la tige centrale, ce clapet venant plaquer la pièce d'assise contre le corps quand la vanne est fermée. Une fois la vanne installée selon l'invention, quand le clapet est ouvert, c'est la fixation de la vanne dans la boite qui maintient la pièce d'assise au contact du corps.
La compacité de la vanne obtenue autorise que la longueur totale de la partie visible du moteur hydraulique reste au dessous du couvercle de la boite de lavage lorsque ce dernier est fermé.
Selon une réalisation avantageuse de l'invention, la vanne est fixée dans la boite de lavage par appui de la pièce matérialisant le circuit de circulation du fluide de la vanne contre le siège de la boite de lavage, le corps étant par ailleurs fixé par vissage d'une bride contre la paroi du circuit de circulation du fluide de la boite de lavage, cette bride étant montée serrée autour du moteur hydraulique à une hauteur variable en fonction de l'état du siège de la vanne.
La fixation par bride coulissante permet l'ajustage et l'étanchéité du montage de la vanne sur le siège de la boite de lavage. En outre, cette fixation permet la conception particulière de la vanne selon l'invention pour laquelle le clapet d'ouverture/fermeture vient ouvrir l'arrivée de fluide dans un mouvement inverse à celui observé pour les robinets actuellement utilisés. Cette inversion de l'ouverture du flux par rapport à la vanne manuelle généralement utilisée garantit une sécurité de fermeture en cas de rupture du ressort ou d'une fuite du liquide hydraulique. Cette fermeture est assurée par la pression du fluide contre le clapet.
Cette fixation permet de forcer l'appui du circuit de circulation du fluide de la vanne dans n'importe quel siège, même abimé, de n'importe quelle boite de lavage. Une fois la vanne en place, c'est la pression générée par la bride vissée dans la paroi du circuit de circulation de la boite de lavage qui maintient le circuit de circulation du fluide de la vanne contre le moteur hydraulique lorsque le clapet est ouvert.
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. L'utilisation d'une buse portant l'alésage recevant l'aiguille indépendante de la tige centrale et emmanchée à l'intérieur de celle-ci permet de dissocier la fabrication de la buse et celle de la tige centrale.
Cela permet non seulement d'assurer que la tige soit d'une seule pièce conformément à l'invention mais également un contrôle parfait des caractéristiques dimensionnelles de l'alésage.
Ainsi le montage pressé de la buse dans la tige centrale permet de contrôler parfaitement les caractéristiques de la buse tout en n'empêchant pas l'utilisation d'une tige d'une seule pièce.
Il est avantageusement prévu un percement sur toute la longueur de la tige centrale pour permettre de pousser la buse en passant par une des extrémités de la tige centrale, de préférence celle opposée à l'extrémité où est fixé le clapet d'ouverture/fermeture. Cela permet d'assurer la maintenance de la vanne sans avoir à changer l'ensemble. L'emmanchement de la buse dans la tige centrale est avoir à changer l'ensemble. La buse peut, seule, être remplacée.
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 ;
La figure 9 montre un exemple de ressort avantageusement utilisé dans une vanne selon l'invention ;
La figure 10 montre un exemple avantageux de forme de clapet d'ouverture/fermeture 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. Avantageusement, le ressort 17 présente une forme hélicoïdale afin de gagner un maximum de place lors de sa compression. La figure 9 montre un tel ressort 17 hélicoïdal.
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.
Avantageusement, le clapet 14 comprend un déflecteur centré sur la turbulence du flux de fluide. Ce déflecteur permet de réguler la vitesse de fermeture de la vanne. Une forme ainsi envisageable du clapet 14 est représentée sur la figure 10.
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. Le joint spécial dissymétrique comprend avantageusement un extenseur pour éviter un recul de la tige centrale à la fin de l'armement avant que la lèvre du joint ne vienne se plaquer contre la paroi de la chambre hydraulique. Cela est d'autant plus utile que la course d'armement est d'une longueur faible, ce qui est avantageusement le cas dans l'invention pour assurer la compacité de la vanne.
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 μm, 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. Le réglage de la vis de réglage 191 est ainsi protégé par la présence de la pièce 192 qui nécessite un outil spécial pour son démontage. Cela rend inviolable le temps réglé sur la vanne. 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 μm et + 10 μm, et le diamètre de l'arbre 184a de l'aiguille 184 est de 2,47 mm h5, soit une tolérance entre -0 μm et - 4 μm.
Les états de surface de l'arbre 184a et de l'alésage 183a sont avantageusement très fins. Par exemple, l'écart moyen arithmétique en μm 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. En outre, ils permettent de changer la vis de réglage sans démontage de la vanne et sans fuite d'huile hydraulique. 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 temporises, 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 coûteuse 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 œuvre peuvent être réalisées selon les principes de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. 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) (33) présentant un orifice sur lequel est placé un siège (2) sur lequel est habituellement monté un robinet et que la vanne (1) est destinée à obstruer, cette arrivée de fluide (33) étant reliée à un circuit de circulation du fluide (32) par l'orifice portant le siège (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), ce châssis étant constitué principalement de deux parties :
- une pièce (111) matérialisant le circuit de circulation du fluide (12) et comprenant au moins un orifice de sortie (121) du fluide et une partie tubulaire s'adaptant dans le siège (2) de l'arrivée de fluide (33) destinée à être engagée dans le siège (2) par assemblage forcé en compression de la vanne (1) contre le haut du siège (2) et
- un corps (110) matérialisant une chambre hydraulique (16) remplie d'un liquide hydraulique, fermée en haut et en bas par deux pièces d'embase (112 et 113),
- une tige centrale (13) accessible à un opérateur de la vanne (1) pour être mobilisée en translation dans le châssis (11), cette tige traversant les pièces d'embase (112 et 113) ainsi que la pièce (111) matérialisant le circuit de circulation de fluide,
- un clapet (14) d'ouverture/fermeture du circuit de circulation du fluide (12), 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), en obstruant la partie tubulaire de la pièce (111) matérialisant le circuit de circulation de fluide au niveau du bas du siège (2), le clapet (14) permettant en outre de maintenir la pièce (111) solidaire avec le corps (110), - 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,
- un ressort (17), placé dans une première zone (161) de la chambre hydraulique (16) 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), et en ce que la tige centrale (13) 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) insérés au sein même de la tige centrale et accessibles sur la tige centrale (13) afin de permettre de régler la durée d'ouverture de la vanne (1).
2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige centrale est d'une seule pièce.
3. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps étant traversé par la tige centrale et constituant un moteur hydraulique comprenant le ressort, la chambre hydraulique et le piston fixé sur la tige centrale, la pièce matérialisant le circuit de circulation du fluide de la vanne, avantageusement appelée pièce d'assise, est placée au contact du moteur hydraulique avant d'être solidarisé avec celui-ci par solidarisation du clapet d'ouverture/fermeture du circuit de circulation du fluide avec la tige centrale, le clapet coinçant alors la pièce matérialisant le circuit de circulation contre le moteur hydraulique.
4. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la vanne est fixée dans la boite de lavage par appui de la pièce matérialisant le circuit de circulation du fluide de la vanne contre le siège de la boite de lavage, le corps étant par ailleurs fixé par vissage d'une bride contre la paroi du circuit de circulation du fluide de la boite de lavage, cette bride étant montée serrée autour du moteur hydraulique à une hauteur variable en fonction de l'état du siège de la vanne.
5. Vanne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige centrale (13) présente une structure interne creuse (131) débouchant du coté où l'opérateur accède (130, 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).
6. Vanne selon la revendication 5, 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).
7. Vanne selon la revendication 5, 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).
8. Vanne selon la revendication 7, 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).
9. Vanne selon la revendication 8, 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 des surfaces chanfreinées (183b, 184b) lorsque l'arbre (184a) de l'aiguille (184) est engagée au maximum dans l'alésage (183a) de la buse (183).
10. Vanne selon l'une des revendications 7 à 9, 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).
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