Brevet FR2242622A1 — publié le 19750328

L'invention concerne une valve comportant un disque se dé- tachant par cisaillement qui peut être actionnée à la main sous l'effet d'une charge explosive, d'une pression gazeuse ou hydrauli que, du relâchement d'un ressort comprimé, d'un solénoïde ou par tout moyen propre à engendrer un mouvement de rotation. La valve comporte une pièce à casser, formée d'un seul élément métallique, de façon à et étanche. Lorsque la valve s'ouvre, un disque de m- tal est cisaillé et est écarté de la pièce cassée par le piston.Un passage libre formé dans le piston se trouve alors en alignement avec l'admission et la sortie de -la valve ;-l'agent à distribuer, qui est un liquide, un gaz ou une matière mi-solide,- traverse librement ce passage pour s'échapper de son contenant. Une tige de guidage partant du piston d'actionnement traverse une lumière de guidage pour assurer l'alignement convenable, de même que pour fournir une indication sûre de l'état d'ouverture ou de fermeture de la valve. Simultanément, un bonhomme d'arrêt est chasse' dans une cavité du piston par un ressort comprimé.Ceci bloque le piston en position de com- plète ouverture et maintient le cylind@e en alignement axial. En variante, on peut faire tourner un écrou externe pour briser la pièce à casser, après quoi un ressort comprimé, terminant l'opération, place et bloque le piston en position d'ouverture. La présente invention concerne spécifiquement l'emploi de récipients à haute pression contenant un fluide d'extinction d'incendie, par exemple de l'anhydride carbonique liquide, mais cet em p n'est pas limitatif. les conditions requises pour le fonction- nement d'une telle valve sont les suivantes: (a) ouverture rapide, sous commande manuelle ou automatique; (b) passage rectiligne con tinu, sans entrave, pour le fluide lorsque la valve est ouverte, avec minimum de contre-pression agissant sur ce fluide; (c) garantie d'étanchéité, même après un emmagasinage de plusieurs années, et (d) indication sûre du dégagement du produit. La présente invention procure une telle valve dont, en outre, la pièce à casser peut être remplacée rapidement, à peu de frais, après l'ouverture. Un autre but de l'invention est de procurer un dispositif pouvant Gtre actionné à la main, comportant en combinaison un Croit et un ressort, qui permette à l'utilisateur de dclencher l'ouver- ture de la valve, un ressort de compression terminant l'opération très rapidement. La valve qui fait l'objet de l'invention est une valve à cisaillement permettant d'ouvrir un conduit ou un récipient sous pression et comportant un bottier qui présente un sage conte nant ses éléments, un passage d'entrés et un passage de sortic intersectant ensemble l'alésage. delui-ci contient un élément oblong mobile qui est un piston comportant un outil de cisaillement et une tige de guidage et présentant un passage cylindrique dont l'axe est transversal à l'axe de l'alésage. Une rainure d'alignement est creusée latéralement dans le piston et le boîtier de la valve présente une oreille de guidage, de façon que l'outil de cisaillement et le passage cylindrique restent dans le plan voulu. L'une des extrémités de l'alésage contient une cartouche explosive destinée à engendrer dans cet alésage la pression nécessaire au fonctionnement du piston, l'extrémité opposée de l'alésage étant fermée par une tête cylindrique alésée en son -centre de façon à former un support pour la tige de guidage, Un prolongement du boîtier porte un écrou t@raudé que l'on peut dévisser à la main lorsqu'on désire ouvrir la valve par com- mande manuelle; l'écrou précité contient un ressort accouplé à la tige de guidage pour déplacer le piston lorsqu'on desserre l'écrou. Suivant l'une des formes de réalisation de l'invention (illustrée par la rtig. 1), le ressort agit en permanence contre la tige de guidage en exerçant un effort sur le piston et la pièce à casser, tandis que suivant une deuxième forme de réalisation (illustrée par la Fig. 5), le ressort est retenu jusqu'à ce qu'on fasse tourner l'écrou pour le détacher du prolongement fileté de la tête cylindrique et pour briser ainsi la pièce à casser. Une pièce à casser est fixée dans l'ouverture d'entrée de la valve, cette pièce comportant un disque de fermeture s'avançant dans une partie creuse de l'outil de cisaillement do façon à retenir le gaz ou le liquide dans le récipient lorsque la valve est fermée mais à le libérer lorsque l'outil de cisaillement détache le disque de la pièce à casser. Les particularités de l'invention qui viennent d'être énoncées, ainsi que d'autres et des détails de réalisation complémentaires ressortiront de la description détaillée donnée ci-après avec référence aux dossins annexés, dans les différentes figures desquels les éléments identiques ou corrospondants sont désignés par les mêmes références. La Fig. 1 représente une valve conforme à l'invention vue en coupe transversale suivant un plan médian et, en particulier, la pièce à casser, le piston et la tige de guidage; la Fig. 2 représente la même valve vue en coupe transversale suivant la ligne 2 2-2 de la Fig. I; la Fig. 3 est une vue partielle, en coupe transversale, représentant le boîtier de la valve, le piston et la rainure d'alignement tels qu'ils se présentent lorsque la valve est fermée;; la Fig. 4 représente les mêmes éléments tels qu'ils se présentent lorsque âa valve a été ouverte, et la Fig. 5 représente, en coupe transversale, une valve semblable à celle que représente la fig. 1, qui comporte toutefois, en variante, un autre genre d'écrou pouvant être actionné à la main. Comme l'indiquent les différentes figures, la valve comporte un boîtier 10, présentant une ouverture de sortie supérieure 11 st un organe d'e entrée inférieur taraudé 12 pour la fixation d'un raccord d'admission. Le boîtier 10 présente un alésage transversal cylindrique 13, à l'endroit où se trouve le piston 14. L'une des extrémités de l'alésage transversal 13 est fermée par un bouchon fileté 15 contenant une cartouche explosive 16.La charge, qui peut être une cartouche à blauc, explose sous l'effet du passage de courant par deux conducteurs 17. L'autre extrémité de l'alésage transversal 13 est fermée par une tête cylindrique 18, qui est solidaire du boîtier 10 et qui présente une lumière 23 et comporte un prolongement fileté de diamètre réduit 21, destiné à recevoir un écrou 22. Le prolongement 21 est creusé d'une gorge annulaire interne dans laquelle se trouve un joint torique 24. Une tige de guidage 25, solidaire du piston 14, guide axialement ce lui-ci et les autres éléments actifs de la valve lorsque celle-ci s'ouvre. L'écrou 22 est creusé d'une rainure annulaire qui contient un ressort de compression 26. Le ressort 26 est comprimé entre le tond de la rainure annulaire et une rondelle de retenue 27. Cette rondelle 27 est maintenue en place par une bague faisant ressort 28, fixée à la tige de guidage 25. L'écrou 22 est moleté en 30, de façon que l'utilisateur puisse le faire tourner au moyen d'une clef pour déclencher manuellement l'ouverture de la valve. Lorsqu'on ouvre la valve à la main, en dévissant la- partie taraudée de l'écrou 22, l'organe d'étanchéité 34 faisant partie de la pièce à casser 36 est cisaillé et le ressort 26 écarte le piston 14 du bouchon fileté 15. A co moment, un vide partiel s'établit entre le bouchon fileté 15 et le piston Pour remédier à ceci, une lumière de passage 31 est forée dans le boitier de la valve de façon à n'admettre de l'air que dans l'alésage du cylindre pour équilibreur la pression. I1 importe que cette lumière de passage s'ouvre à la face c6té interne du bouchon afin qu'il ne puisse s'établir de contre-pression susceptible de nuire à l'efficacité du ressort 26.Au niveau de la lumière de passage 31, il est prévu une valve de retenue 20 destinée à empêcher l'échappement d'air du cylindre. Ceci évite toute fuite après ouverture de la valve. Le piston 14 fait corps avec un dispositif présentant un passage cylindrique 32 et comportant un outil de cisaillement 33 destiné à détacher l'organe d'étanchéité 34 faisant partie de la pièce à casser pour ouvrir la valve. L'outil 33 présente un creux cylindrique de cisaillement 35 qui se trouve exactement audessus de l'organe d'étanchéité 34, comme l'indiquent les dessins, avant l'ouverture de la valve. L'organe d'étanchéité 34 fait partie d'une pièce à casser remplaçable 36, qui est filetée exté- rieurement de façon à pouvoir être fixée avant le montage des au- tres éléments. Le disque d'étanchéité 34 fait corps avac la partie principale de la pièce à casser 36 par un mince anneau de mé- tal.Cet anneau peut par exemple avoir 09375 mm d'épaisseur et 0,325 mm de hauteur. La pièce à casser 36 est montée dans l'extrémité supérieu- re d'un raccord d'adaptateur ou de tuyau 37, lui-meme vissé dans l'extrémité inférieure du boîtier 10. Le raccord 37 peut présen- ter latéralement une ouverture taraudée destinée au montagne d'une valve de remplissage à pointeau 40. Le raccord d'adaptateur peut également être pourvu d'autres éléments, par exemple d'un dispositif de sûreté comportant un disque pouvant se rompre pour relacher la pression si celle-ci dépasse une valeur maximum préalablement déterminée; Un indicateur de pression peut également être prévu en cet endroit. Ces éléments, ne faisant pas partie de l'invention, ne seront pas dé- crits ici de façon détaillée. La partie inférieure du raccord d'adaptateur 37 peut être filet de façon à pouvoir être fixée à un récipient d'emmagasinage, par exemple un récipient contenant un gaz, dont le col est dé- signé par 38. Par la face interne, le raccord d'adaptateur 37 peut etre fixé à un conduit d'alimentation à tube plongeant 39 des coudant dans le fond du récipient d'emmagasinage sous pression pour permettre à la partie la plus dense du contenu du récipient de sortir la première. Afin que le piston reste en alignement pendant et après l'ouverture do la valve, il est creusé latéralement d'une rainu re d'alignement 41 (Fige 2 et 3) Au boîtier 10 est fixée une vis sans tête 42, qui est maintenue en place par un écrou de serrage 43. A l'extrémité inférieure de la vis sans tête 42 se trouve une bille d'arrêt 44 (voir Fig. 4), qui est maintenue en place par un ressort à boudin (non représenté) dans le corps de la vise Pour pouvoir être maintenu en position d'ouverture, le piston 14 présente un creux d'arrêt 45, qui part de la base de la rainure d'alignement 41. La valve fonctionne de la manière suivante : on fixe le ra@cord d'adaptatéur 37 au conduit d'arrivée 39 (s'il en est prévu un), à la valve de remplissage 40 et à la pièce à casser 36. On fixe ensuite le raccord'37 au col 38 du récipient d'em- magasinage et on remplit ce récipient du contenu voulu par la valve 40. On assemble alors tous les éléments du boîtier 10, et, la tige de guidage 25 étant maintenue dans la position représentée sur la Fig. 1, on visse le racoord 37 dans l'entrée taraudée 12 du boîtier de la valve. ta valve est alors prête à l'em ploi. A l'ouverture supérieure de sortie 11 de la valve, on peut fixer un conduit, une embouchure ou un ajutage complémentaire. Pour faire fonctionner la valve automatiquement, on fait passer un courant électrique par les conducteurs 27 de façon à pro voquer l'explosion de la charge, la pression de gaz exercée sur le piston 14 déplaçant celui-ci sers la droite et provoquant le ci- saillement du disque d'étanchéité 34, ce qui détermine la mise eu alignement axial du passage cylindrique entre l'ouverture de la pièce à casser 36 et l'ouverture de sortie 11 du boîtier 10. Le contenu fluide du récipient, sortant par le col 385traverse la valve. Une caractéristique importante de l'invention réside en ce que le disque cisaillé est entièrement maintenu dans la partie évidée de l'outil de cisaillement 33 et ne peut donc gêner le fonctionnement de la valve. Suivant la forme de réalisation illustrée par la Fig. 1, pour actionner la valve à la. main, on place une clei (non repré- sentée) sur l'écrou 22, que l'on fait tourner d'un demi-tour. L'effort ainsi engendré est transmis par la rondelle de retenue 27, l'anneau faisant ressort 28 et la tige de guidage 25, à l'outil de cisaillement 33, qui cisaille le disque d'étanchéité 34. Des que le disque est détaché, le ressort 26 place le piston-414 vers la position corre-spondant à'l'ouverture de la valve. On pourrait bien entendu avoir recours éventuellement à des filets de vis du genre baîonnette. Quand le piston se trouve en position de fermeture, la vis d'alignement 42 occupe la position représentée sur la Fig. 3. Quand le piston se trouve en position d'ouverture, la vis 42 se trouve à l'extrémité opposée de la rainure, la bille d'arrêt 44 étant engagée dans le creux d'arrêt 45, comme l'indique la Fig. 4. Le dispositif d'arrêt empoche la fermeture, le robon- dissoment et la sortis d'alignement pendant le dégagement du produit par la valve La variante préférée de la valve, faisant l'objet de la forme de réalisation représentée sur la Fig. 5, est semblable à la valvo que représente la Fig. 1, si ce n'est que l'agencement permettant d'actionner la valve à la main est légèrement modifié. Les éld- ment s correspondants des doux; réalisations sont désignés par les mê- mes références et les éléments modifiés de la seconde forme de réa- lisation sont désignés par des références affectées du signe prime ou de la lettre A. L'écrou 22' est fixé au prolongement 21' du boîtier par un filet court et gros, de sorte qu'il suffit de faire tourner l'é- crou d'un ou de deux tours pour le desserrer. Le ressort hélicoï- dal 26A est ici encore comprimé dans une rainure annulaire mais cette rainure s'ouvre du côté gauche de l'écrou 22' et le ressort prend appui contre une face de la tête cylindrique 18' du boîtier 10' de façon à n'agir qu'après cisaillement du disque 34. Dans le cas do cette forme de réalisation, on utilise une clef pour faire tourner l'écrou 22' jusqu'à dévissage complet, après quoi le ressort hélicoïdal 26A déplace l'écrou 22 et la tige de guidage 25 de façon que le passage transversal 32 se trouve en alignement avec l'ouverture de sortie 11. Il ressort de la description qui précède que l'invention procure une valve à ouverture et à décharge rapides pouvant être actionnée automatiquement ou à la main, dont l'état d'ouverture ou de fermeture ost nettement indiqué de façen visuelle. R E V E N D I C A T I O N S 1.- V379 à cisaillement destinée à à ouvrir un conduit sous pression, caractérisée en ce qu'elle comporte: (a) un boitier presentant un alésage qui contient les éléments de la valve, une ouverture d'entrée et une ouverture. de sortie intersectant ensemble l'alésage précité;; (b) un élément de valve oblong mobile dans l'alésage et comportant un piston, un outil de cisaillement, une tige de guidage et une partie présentant un passage cylindrique dont l'axe est transversal à l'axe de l'alésage et qui est prévue pour se placer en coïncidence avec l'ouverture d'entrée et l'ouverture de sortie précitées (c) un bouchon fermant l'une des extrémités de l'alésa- go et comportant une cartouche explosive destinée à engendrer dans l'alésage une pression propre à déplacer le piston; (d) une- tête cylindrique fermant l'autre extrémité de l'alésage ot présentant un passage central pour supporter la tige de guidage;; (e) un écrou taraudé fixé à la tête cylindrique, accouplé à l'élément oblong de la valve pour le déplacer et pouvant être dévissé de la tête cylindrique lorsque la valve doit être ouverte par commande manuelle, et un organe pour déplacer l'élément oblong de la valve lorsqu'il a été libéré par l'écrou et, (f) un organe d'étanchéité à casser fixé dans l'ouverture d'entrée et comportant un disque d'étanchéité empêchant le passage du fluide dans l'orifice d'entrée lorsque la valve n'est pas actionnée et permettant le passage du fluide lorsque la valve est actionnée, l'outil de cisaillement détachant le disque de la pince à casser. 2.- Valve à cisaillement suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une lumière de passage faisant communiquer l'alésage avec l'atmosphère, au voisinage du bouchon de l'alésage, et laissant entrer de l'air atmosphérique dans l'alésage lorsque le piston se déplace. 3.- Valve à cisaillement suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une valve de retenue fermant la lumière de passage précitée de façon que de l'air ne puisse s'é- chapper de l'alésage cylindrique. 4.- Valve à cisaillement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le passage cylindrique précité se trouve entre le piston et l'outil, de cisaillernent et es-temis en alignement avee l'ouverture d'entrée et l'ouverture de sortie lorsque l'outil est actionné. 5.- valve à cisaillement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tte cylindrique est pourvue d'un prolon- gement fileté visse dans la partie taraudée de l'écrou, ce prolongement se trouvant en alignement axial avec l'alésage. 6.- Valve à cisaillement suivant la revendication 1, Ca- ractérisée cn ce que le piston est maintenu dans sa position d'alignement avant, pendant et après l'ouverture de la valve, grâce à.une rainure longitudinale latérale qu'il présente et dans laquelle s'engage une saillie pénétrant dans le boîtier. 7.- Valve à cisaillement suivant la revendication 6, Ca- ractérisée en ce que le fond de la rainure présente un creux dans lequel prend une bille montée élastiquement à l'extrémité de la saillie s'engageant dans la rainure, ceci maintenant le piston dans la position d'actionnement après l'ouverture de la valve. 8.- Valve à cisaillement suivant la r@vendication I, caractérisée en ce que l'organe de déplacement est un ressort de compression logé dans une rainure de l'écrou. 9.- Valve à cisaillement suivant la revendication 1, ca ractérisée en ce que l'organe précité qui déplace l'élément oblong de la valve comporte l'écrou taraudé précité contenant un ressort prenant appui sur une partie du boîtier, ce ressort agissant pour déplacer l'écrou, la tige de guidage et l'outil de cisaille ment vers une position d'ouverture de la valve lorsque l'écrou a été desserré à la main. 10.- Valve à cisailloment suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tige de guidage, partant de l'outil de ci- saillement, traverse la tête cylindrique de façon à indiquer nette- ment si la valve est ouverte ou fermée. 11.- Valve à cisaillement destinée à ouvrir un conduit sous pression, caractérisés en ce qu'elle comporte: (a) un boîtier présentant un alésage contenant les éléments de la valve,. une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie inters-ectant ensemble l'alésage précité;; (b) un élément de valve oblong mobilo dans l'alésage et comportant un piston, un outil de cisaillement, une tige de guida ge et une partie présentant un passage cylindrique dont l'axe est transversal à l'axe de l'alésage et qui vient en coïncidence avec les ouvertures d'entrée ct d sortie précitées (c) un bouchon fermant lune des extrémités de l'alSsa- ge et comportant une cartouche explosive destinée à engendre@@ dans l'alésage une pression propre a déplacer le piston; (d) une tête cylindrique fermant l'autre extrémité de l'alésage ot présentant un passage central pour supporter la tige de guidage;; (e) un écrou taraudé fixé à la tête cylindrique et accouplé à l'élément de valve pour déplacer celui-ci, cet écrou pouvant être dévissé de la tête cylindrique lorsque la valve doit être ouverte à la main et présentant une rainure tournée vers la tête cylindrique, et un organe placé dans la rainure pour agir sur la tête cylindrique et sur l'écrou taraudé de façon à déplacer l'élément allongé de la valve lorsqu'il est libéré par l'écr@u, et (f) un organe d'étanchéité creux, à casser, fixé dans l'ouverture d'entrée et comportant un disque d'étanchéité s'enga- geant dans une partie creuse de l'outil de cisaillement pour iso1er le fluide de l'ouverture d'@ntrée lorsque la valve n'est pas actionnée et pour libérer ce fluide lorsque la valve est actionnée, l'outil de cisaillement détachant le disque de l'organe d'étanchéi@ té creux 12.- Valve à cisaillement destinée à ouvrir un conduit sous pression, caractérisée en ce qu'elle comporte : (a) un boîtier présentant un alésage contenant les élémonts de la valve, une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie intersectant ensemble cet alésage; (b) un élément de valve allongé mobile dans l'alésage et comportant un piston, un outil de cisaillement une tige de guidage et une partie présentant un passage cylindrique et qui vient en coincidence avec l'ouverture d'entrée et l'ouverture de sortie ; ; (c) un bouchon fermant l'une des extrémités de l'alésage et comportant une cartouche explosiv@ destinée à engendrer dans l'alésage une pression propre à déplacer le piston; (d) une tête cylindrique fermant l'autre extrémité de l'alésage et présentant un passage central pour supporter la tige de guidage;; (e) un écrou taraudé fixé à la tête cylindrique, accouplé à l'élément de valve pour déplacer celui-ci et pouvant être dévissé de la tête cylindrique lorsque la valve doit être ouverte par commande manuelle, ainsi qu'un organe pour déplacer l'élément de valve allongé lorsqu'il est libéré par l'écrou, et (f) un brgane diétanchéité creux, à casser, i@xé dans l'ouverture d'entrée- et comportant un disque d'étanchéité s'engageant dans une partie creuse de l'outil de cisaillement pour isoler le fluide de l'ouverture d'entrée lorsque la valve n'est pas actionnée et pour libérer ce fluide lorsque la valve est actionnée, l'outil de cisaillement détachant le disque de l'organe d'étanchéité creux ; ; (g) l'écrou taraudé présentant une rainure annulaire tournée vers la tâto cylindrique, l'organe de déplacement étant un ressort logé dans la rainure et exerçant sur l'écrou et la tête cylindrique un effort réglétandant à séparer ces éléments.- 13.- Valve à cisaillement suivant la revendication 12, caractérisée en ce que l'écrou taraudé présente à l'extrémité un nombre limité de spires épaisses, de sorte que, lorsqu'on le fait tourner d'une courte distance, il se dégage de la tette cylindrique, le ressort chassant automatiquement et rapidement la valve vers sa position de pleine ouverture.