"Clapet-vanne de garde" La présente invention est relative à un clapet-vanne de garde c'est-à-dire à un dispositif assurant, en cas de nécessité, la fermeture d'une voie d'eau, par exemple un canal, une rivière, un affluent.
L'invention vise à assurer la fermeture de la voie d'eau rapidement et efficacement. Elle part du principe qu'il y a intérêt à utiliser la force du courant tout en évitant cependant une montée trop brusque du clapet, pour éviter notamment l'endommagement de celui-ci ainsi que des constructions attenantes.
A cet effet, le clapet présente les caractéristiques exposées dans les revendications finales.
L'invention est maintenant illustrée en se référant aux dessins ci-annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue de profil et en coupe d'un clapet monté au fond d'une voie d'eau;
- la figure 2 est une vue partielle en plan de dessus;
- la figure 3 est une vue partielle en élévation postérieure, avec une partie en coupe;
- la figure 4 est une vue en coupe du clapet proprement dit et de son articulation au niveau d'un renfort intermédiaire;
- la figure 4A, est à plus grande échelle une vue de l'articulation du clapet;
- la figure 5 est une vue en coupe à l'extrémité d'une section du clapet.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent les mêmes éléments.
Le clapet-vanne de garde comprend un seuil métallique 1 ancré dans le béton du radier 2, un clapet 3 proprement dit articulé en 3a, des bajoyers latéraux 30, également métalliques et ancrés dans les murs-bajoyers 31 en béton, et des vérins hydrauliques 4 régulièrement répartis sur la largeur de l'ouvrage, fixés par des articulations, . d'une part, dans le radier en 5. . d'autre part, sur la structure amont du clapet, en 6. L'ensemble clapet-vérins est reçu dans une cavité 2a du radier 2.
Le seuil métallique 1 se compose d'un fer en S (tel que représenté), en U ou en L qui court sur toute la largeur de l'ouvrage et qui porte un caoutchouc d'étanchéité 7.
Le clapet proprement dit 3 est constitué de tronçons 9 boulonnés entre eux. A l'articulation 3a avec le support de palier 10, des oreilles correspondent à chaque palier et sont trouées chaque fois par un hexagone 11, lui-même traversé par un axe 12 en acier inoxydable porté par les paliers.
A l'aval est prévu un bordé 13.
A l'amont est prévue une structure comportant pour chaque tronçon :
a) des raidisseurs parallèles 14 et perpendiculaires 15 à l'axe de rotation du clapet, certains raidisseurs d'extrémité 15 perpendiculaires à l'axe servant de plaque de liaison entre les tronçons 9. b) une tôle cintrée 16 (ou une autre forme de caisson), hermétique, comportant cependant une entrée-sortie d'air sous pression 17 et une entrée-sortie d'eau 18, et servant de ballast.
Les bajoyers métalliques 30 consistent en tôles formées d'éléments boulonnés entre eux côté béton et présentant côté canal une surface bien plane, d'équerre avec le clapet, et sur laquelle viennent frotter les caoutchoucs d'étanchéité latérale sur les deux extrémités du clapet.
Les vérins hydrauliques 4 sont à double effet, se mouvant sous l'action du clapet 3. Chaque vérin 4 comprend des canalisations reliées côté tige et côté piston, traversant le radier et aboutissant dans le tunnel de service 19 noyé dans le radier, à des vannes réglables d'étranglement du fluide et aboutissant finalement au réservoir.
Le circuit comprend une vanne de sécurité capable de laisser passer l'huile au-delà d'une certaine valeur de pression.
Les traitements anti-corrosion adaptés sont prévus.
L'installation comporte également une salle de commande 20 avec un accès au tunnel de service 19 ainsi qu'une vanne levante 21.
Voici comment fonctionne le clapet-vanne.
Le clapet 3 est normalement couché dans la cavité 2a, la crête 3b du clapet vers l'amont, l'axe de rotation 3a vers l'aval, la tige rentrée dans le vérin 4.
Pour faire monter le clapet, on injecte par 17 de l'air comprimé à une pression supérieure à celle de la colonne d'eau (par exemple 0,6-1 bar si CE = 5 m), le ballast est calculé pour que le clapet puisse atteindre la position haute sous le seul effet de la poussée d'Archimède.
Dans la pratique, l'effet du courant et celui d'une différence de niveau amont-aval qui viendrait se créer, accentueraient les forces qui tendent à faire lever le clapet.
Les vérins 4 jouent un double rôle :
a) fin de course-butée en position complètement levée (environ
60[deg.] par rapport à l'horizontale). b) contrôle et réglage des vitesses de montée et aussi de descente.
La forme du ballast permet d'absorber les efforts de torsion résultant :
- de la distance entre les vérins,
- des différences de freinage qui pourraient résulter de minimes différences de réglage entre les étrangleurs de fluide, de différences de frottement entre les axes, des frottements sur les bajoyers, etc.
Pour faire descendre le clapet, il est nécessaire préalablement d'égaliser les niveaux dans les biefs aval et amont. La vanne latérale 26 est prévue à cette effet dans la rive.
Ensuite, il suffit de lâcher la pression d'air dans les ballasts. Sous l'effet de la pression d'eau, l'air s'échappe des ballasts, l'eau y pénètre.
En raison de son poids propre, le clapet déjà légèrement incliné en position haute, s'abaisse. La composante motrice du poids augmente au fur et à mesure de l'abaissement du clapet.
Il peut être interrompu à tout instant, la vanne pouvant être bloquée en toute position (par un double verrouillage de la sortie d'air et des sorties d'huile), notamment pour faire vérifier par des plongeurs que rien ne s'oppose à l'abaissement complet de la vanne.
De plus, des capteurs angulaires de position de vanne, répartis en différents points sur toute la largeur du clapet, permettent de donner une image précise de ce qui se passe en toute position.
L'avantage d'un système où le mouvement de la vanne est opéré par la poussée d'Archimède s'exerçant sur un clapet muni d'un ballast, est que les efforts sont répartis le long du radier au lieu d'être concentrés à l'endroit des organes de manoeuvre. D'où allègement de la charpente de la vanne et réduction des efforts de torsion.
REVENDICATIONS
1. Clapet d'obturation d'une voie d'eau, ce clapet étant monté en pouvant pivoter entre deux positions l'une, horizontale, d'ouverture de la voie d'eau et l'autre, presque verticale, de fermeture de la voie d'eau, des moyens d'articulation au fond de la voie d'eau lui permettant au départ de sa position d'ouverture d'effectuer un mouvement de pivotement d'amont vers l'aval pour la fermeture de la voie d'eau, caractérisé par des moyens (16, 17, 18) qui le rendent flottant pour effectuer ce pivotement, des moyens (4) amortissant le mouvement de pivotement et des moyens (16, 17, 18) lui permettant de retourner dans la position d'ouverture initiale par un mouvement de pivotement en sens inverse.
"Guard valve valve" The present invention relates to a guard valve valve that is to say a device ensuring, if necessary, the closure of a waterway, for example a channel , a river, a tributary.
The invention aims to ensure the closure of the waterway quickly and efficiently. It is based on the principle that it is advantageous to use the force of the current while at the same time avoiding a too sudden rise of the valve, to avoid in particular the damage of the latter as well as adjoining constructions.
To this end, the valve has the characteristics set out in the final claims.
The invention is now illustrated with reference to the accompanying drawings in which:
- Figure 1 is a side view in section of a valve mounted at the bottom of a waterway;
- Figure 2 is a partial plan view from above;
- Figure 3 is a partial view in rear elevation, with a sectional section;
- Figure 4 is a sectional view of the valve itself and its articulation at an intermediate reinforcement;
- Figure 4A, is on a larger scale a view of the valve joint;
- Figure 5 is a sectional view at the end of a section of the valve.
In these different figures, the same reference notations designate the same elements.
The guard gate valve comprises a metal threshold 1 anchored in the concrete of the raft 2, a valve 3 proper articulated in 3a, lateral side panels 30, also metallic and anchored in the concrete side walls 31, and hydraulic cylinders 4 regularly distributed over the width of the structure, fixed by joints,. on the one hand, to write it off at 5.. on the other hand, on the upstream structure of the valve, at 6. The valve-actuator assembly is received in a cavity 2a of the raft 2.
The metal threshold 1 is made up of an S-shaped iron (as shown), U-shaped or L-shaped which runs over the entire width of the structure and which carries a sealing rubber 7.
The valve itself 3 is made up of sections 9 bolted together. At the articulation 3a with the bearing support 10, ears correspond to each bearing and are pierced each time by a hexagon 11, itself crossed by an axis 12 made of stainless steel carried by the bearings.
Downstream there is a plating 13.
Upstream, a structure is provided comprising for each section:
a) stiffeners parallel 14 and perpendicular 15 to the axis of rotation of the valve, certain end stiffeners 15 perpendicular to the axis serving as a connection plate between the sections 9. b) a bent sheet 16 (or another shape box), hermetic, however comprising an inlet-outlet of pressurized air 17 and a water inlet-outlet 18, and serving as ballast.
The metal side walls 30 consist of sheets formed of elements bolted together on the concrete side and having on the channel side a very flat surface, square with the valve, and on which rub the lateral sealing rubbers on the two ends of the valve.
The hydraulic jacks 4 are double acting, moving under the action of the valve 3. Each jack 4 comprises pipes connected on the rod and piston side, passing through the slab and ending in the service tunnel 19 embedded in the slab, at adjustable fluid throttling valves and ultimately leading to the tank.
The circuit includes a safety valve capable of allowing the oil to pass beyond a certain pressure value.
Appropriate anti-corrosion treatments are planned.
The installation also includes a control room 20 with access to the service tunnel 19 as well as a lifting valve 21.
This is how the gate valve works.
The valve 3 is normally lying in the cavity 2a, the crest 3b of the valve upstream, the axis of rotation 3a downstream, the rod retracted into the jack 4.
To raise the valve, 17 compressed air is injected at a pressure higher than that of the water column (for example 0.6-1 bar if CE = 5 m), the ballast is calculated so that the valve can reach the high position under the sole effect of Archimedes' push.
In practice, the effect of the current and that of a difference of upstream-downstream level which would be created, would accentuate the forces which tend to cause the valve to lift.
The cylinders 4 play a double role:
a) end stop-stop in fully raised position (approx.
60 [deg.] From the horizontal). b) control and adjustment of ascent and also descent speeds.
The shape of the ballast makes it possible to absorb the torsional forces resulting:
- the distance between the cylinders,
- differences in braking which could result from slight differences in setting between the fluid throttles, differences in friction between the axes, friction on the sidewalls, etc.
To lower the valve, it is necessary beforehand to equalize the levels in the fore and aft reaches. The side valve 26 is provided for this purpose in the shore.
Then just release the air pressure in the ballasts. Under the effect of the water pressure, the air escapes from the ballasts, the water penetrates there.
Due to its self-weight, the valve, which is already slightly inclined in the upper position, lowers. The motor component of the weight increases as the valve is lowered.
It can be interrupted at any time, the valve being able to be blocked in any position (by a double locking of the air outlet and the oil outlets), in particular to have divers check that there is nothing to prevent the complete lowering of the valve.
In addition, angular valve position sensors, distributed at different points across the width of the valve, provide a precise picture of what is happening in any position.
The advantage of a system where the movement of the valve is effected by Archimedes' thrust acting on a valve fitted with a ballast, is that the forces are distributed along the raft instead of being concentrated at the location of the actuators. Hence the lightening of the valve frame and reduction of the torsional forces.
CLAIMS
1. Shut-off valve for a waterway, this valve being mounted so that it can pivot between two positions, one, horizontal, opening the waterway and the other, almost vertical, closing the the waterway, means of articulation at the bottom of the waterway allowing it from its open position to perform a pivoting movement from upstream to downstream for the closure of the waterway water, characterized by means (16, 17, 18) which make it floating to effect this pivoting, means (4) damping the pivoting movement and means (16, 17, 18) allowing it to return to the position initial opening by a pivoting movement in the opposite direction.