Brevet FR2219356A1 — publié le 19740920

La présente Invention se rapporte d'une manière générale à ia protection des installations de distribution de fluide pression, et notamment de gaz combustible à usage domestique ou industriel. Plus particulièrement, l'invention concerne les robinets-déclencheur de sécurité, conçus pour interrompre automatiquement la fourniture de fluide à l'installation alimentée, en cas de manque de pression et/ou de fuites excessive. Encore pius particulièrement, l'invention concerne un dispositif pneumatique permettant de commander en toute sécurité le réarmement d'un tel robinet-déclencheur après qu'ilait interrompu l'alimentation de l'installation pour l'une quelconque des raisons sumentionnées. Un robinet-déclencheur du type concerné comprend habituellement un boîtier pourvu de raccords d'entrée et de sortie de fluide entre lesquels est agencée une soupape de coupure dont le clapet est porté par une memb ane manométrique soumise aux actions antagonistes du fluide et de moyens de rappel tn position de fermeture, pour laquelle ladite soupape empeche le fluide d'agir sur la membrane.Cette dernière peut être simplement exposée à la pression du fluide, auquel cas la soupape se ferme automatiquement par manque de pression ou bien peut être actionnée par les pertes de charges à la traversé d'un étranglement sur le trajet du fluide, auquel cas tout dépassement -d'un--débit déterminé provoque Ia fermeture automatique-de la soupape. L'action du-fluide sur la membrane étant empêchée par la soupape fermée la réouverture de cette dernière ne peut être assurée que par commande extérieure. A cet effet, une première solution consiste à déplacer la membrane contre l'action de nes moyens de rappel par l'intermédiaire d'un mécanisme came commande, de préférence agencé pour ne pas entraver le fonctionnement du déclencheur assurant la fermeture automatique de la soupape; une autre solution consiste à rétablir l'action du fluide sur la membrane manométrique en dépit de la fermeture de la soupape, à cet effet contournée par un passage de fluide normalement obturé parur agate de commande. La présente invention vise notamment à mettre en oeuvre une solution de ce dernier type, accompagnée de dispositions propres à garantir la parfaite sécurité de l'installation alimentée par le robinet-déclencheur. L'invention a donc pour objet spécifique un dispositif pneumatique de réarmement pour robinet déclencheur de sécurité du type comprenant un boîtier pourvu de raccords d'entrée et de sortie de fluide entre lesquels est agencée une soupape de coupure dont le clapet est porte par une membrane manométrique soumise aux actions antagonistes du fluide et de moyen de rappel en position de fermeture, pour laquelle ladite soupape empêche le fluide d'agir sur la membrane; ce dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend d'une manière connue en soi un passage de fluide contournant dans ladite soupape pour permettre de rétablir l'action du fluide sur la membrane lorsque la soupape est fermée et oetit plus particulièrement caractérisé en ce que ledit passage d'une part comporte une section calibrée présentant un débit de saturation au plus égal au débit de fuite maximal toléré dans l'installation alimentée par le robinet-déclencheur, et d'autre part est normalement obturé par une valve susceptible d'être temporairement ouverte par commande extérieure. Ainsi, aussi longtemps que l'installation alimentée par le robinet-déclencheur présente des fuites de débit supérieur au débit de saturation du passage de fluide précité, l'action du fluide sur la membrane, et par suite la réouverture de la soupape et la reprise de l'-alimentation de l'installation ne peuvent absolument pas être rétablies.De la sorte, dans le cas particulier d'un robinetdéclencheur alimentant en gaz combustible une installation comportant au moins un brûleur pourvu d'une veilleuse, le réarmement du robinet-déclencheur peut être interdit aussi longtemps que le débit de gaz appelé par l'installation reste supérieur à celui requis pour une veilleuse, ce qui supprime, dans hypothèse où le brûleur n'aurait pas été fermé, tout risque c 'échappement à l'atmosphère d'une quantité de gaz susceptible de créer un danger d'explosion. Selon un mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention, la valve précitée est agencée dansun alésage borgne pratiqué dans la paroi du boîtier du robinet declencheur et au fond duquel les sections amont et aval du passage de fluide précité débouchent de part et d'autre d'un siège annulaire normalement obturé par un clapet solidaire d'un piston coulissant de manière étanche dans ledit alésage, élastiquement sollicité en position de fermeture et pourvu d'une tige au bout de laquelle sont agencés des moyens de commande extérieure permettant de dégager ledit clapet de son siège. Cet agencement, simple à réaliser, a pour avantage évident de supprimer tout risque de fuite au sein du robinet-déclencheury sans poùr autant compromettre les fonctions de sécurité précédemTlent évoquées. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif conforme à l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui suit de plusieurs exemples de mise en oeuvre illustrés par les dessins annexés , sur lesquels - la figure 1 représente schématiquement en coupe axiale un robinet-déclencheur par manque de pression pourvu d'un dispositif de réarmement conforme à l'invention; - les figures 2 et 3 sont des vues partielles montrant le robinet-déclencheur de la figure 1 respectivement en élévation et en vue de dessus; - la figure 4 est une coupe partielle d'un robinet-déclencheur semblabl-e à celui dè la figure 1 illustrant une variante de réalisation du dispositif de réarmement conforme à l'invention; ; - la figure 5 est une vue partielle en élévation du robinet-déclencheur équipé du dispositif de réarmement de la figure 4; et - la figure 6 est une vue semblable à celle de la figure 4 illustrant une seconde variante de réalisation du dispositif de réarmement conforme à l'invention. le robinet-déclencheur représenté sur les dessins et dont la struc;ture est particulièrement visible sur la coupe axiale de lafigure 1 comprend essentiellement un corps 10 de forme générale de révolution autour d'un axe X-X pourvu d'un raccord axial Il et d'un raccord latéral 12 respectivement d'entrée et de sortie de fluide sous pression. Au débouché intérieur du raccord d'entrée 14 est formé un siège annulaire conique 13 susceptible d'être obturé de manière étanche par un clapet 14 à joint torique porté par une membrane manométrique 15 dont la périphérie extérieure est serrée de manière étanche entre une portée annulaire du corps 10 et une portée correspondante d'un couvercle 16.Sur le fond 17 de ce couvercle, solidaire d'une cheminée axiale 18, prend appui ùn ressort taré 19 qui tend à repousser la membrane 15, et par suite le clapet 14, en position de fermeture. il apparaît immédiatementqhaEBi longtemps que la pression du gaz arrivant par le raccord d'entrée 11 est suffisante pour excercer sur la membrane 15 une force supérieure à celle du ressort taré 19, le clapet 14siedégagé du siège 17 et donc permet le libre accès du gaz au raccord de sortie 12, et par suite à l'installation alimentée par le robinet-déclencheur, Inversement, dès que la pression du gaz tombe au-dessous d'une valeur de seuil déterminée par le produit de la surface active de la membrane manométrique 15 et de la force de son ressort de rappel 19, le clapet 14 vient engager de manière étanche le siège 13,et1onc interrompt totalement la fourniture de gaz à l'installation alimentée par le robinet-déclencheur;;dans ce même cas et par tailleurs, la fermeture de la soupape de coupure constitué par le siège 13 et le clapet 14 empêche l'-accès du gaz à la chambre délimitéepar la membrane manométrique 15; la pression dans cette chambre tombe rapidement à la valeur de pression ambiante, de sorte quelle. ressort 19 maintient fermé le clapet 14, dont la surface active est trop faible pour que les forces de pression qu'il subit puissent vaincre la force antagoniste du ressort 19. Pour permettre la réouverture de la soupape ainsi fermée, le robinetdéclencheur représenté sur la figure 1 comporte d'une part un mécanisme de commande 20 et d'autre part un dispoBitif pneunatiqe de r*ErieRent 30 Le mécanisme 20, d'un type connu en soit, comprend essentiellement une manette rotative 21 coiffant le- couvercle 16, qui entraîne en rotation une douille 22 montée tournante mais immobilisée en déplacement axial à l'intérieure de la cheminée 18 du couvercle 16. Cette douille 22 comporte au moins deux fenêtres définissant des rampes hélicoïdales 23 et renferme une pièce coulissante 24 qui-porte des ergots 25 engagés par lesdites rampes et guidés par des fentes axiales 26 de la cheminée 18 du couvercle.Enfin, un ressort 27 interposé entre le fond de la douille 22 et la pièce coulissante 24 tend à repousser axialement cette dernière hors de ladite douille. Ourla position angulaire de la manette -21 montrée sur la figure 1, les ergots 25 sont retenus- au sommet des rampes 23, de sorte que la pièce 24 est rétractée dans la douille 22. De la sorte, aussi longtemps que la pression du gaz agissant sur la membrane 15 est suffisante, le clapet 14 est maintenu en butée sur la pièce 24, et dégage entièrement le siège d'étancheité 13, ce qui permet le libre passage du gaz du raccord d'entrée 11 au raccord de sortie12. Si la manette 21 était tournée d'un quart de tour en sens horaire sur la figure 1. les ergots 25 pourraient descendre au fond des rampes 23, de sorte que la pièce coulissante 24 repoussée par le ressort 27 amènerait le clapet 14 en engagement avec son siège d'étanchéité 13; la soupape de coupure étant ainsi fermée, la membrane 15 ne subirait plus de pression, et donc laisserait libre jeu à son ressort de rappel 19 pour maintenir la fermeture de la soupape.Le robinet-déclencheur étant ainsi fermée par action sur la manette 21, le retour-de cette dernière dans la position d'ouverture représentée sur la figure 1 ne permettrait pas pour autant la réouverture de la soupape, puisqu'il n1 existe aucune liaison positive entre la pièce coulissante 24, alors rétractée dans la cheminée 18, et le clapet 14 simplement maintenu en butée contre ladite pièce Çr les, forces de presson c'est dire que le mécanisme 20 permet de commander de manière positive,la fermeture de la soupape de coupure du robinet-iklencheur, mais ne permet nullement la réouverture de ladite soupape, quille ait été fermée par action manuelle ou par déclenchement automatiquepour manque de pression. Le dispositif' pneumatique de réarmement 30 a précisément pour rôle de permettre la réouverture de la soupape de coupure ainsi fermée, et ce dans des conditions garantissant la parfaite sécurité de l'installation alimentée par le robinetdéclencheur Ce dispositif comprend essentiellement et de manière connue en soit un passage de fluide 31-32 contournant la soupape de fermeture fermée pour -relier directement le raccord de sortie 11 à la chambre délimitée par la membrane manométrique 15 et dans laquelle débouche le raccord de sortie 12. Les sections amont 31 et aval 32 de ce passage de fluide débouchent de part et d'autre d'un siège conique 33 formé au fond d'un alésage borgne 34 pratiqué dans la paroi latéral-e du boîtier 10.Dans cet alésage coulisse de manière étanche un piston 35 portant de'une part un clapet 36 destiné à obturer le siège 33 et d'autre part une tige de commande 37. Deux ressorts 38, 39 sont interposés entre d'une part et respectivement lepLston 35 et le boîtier 10 et d'autre part une pièce 40 montée coulissante sur la tige 37 mais retenue'par un épaulement formé sous la tête portéepar l'extrémité libre de ladite-tige. Selon un premier aspect essentiel de l'invention, l'une au moins des sections 31, 32 du passage de fluide contournant la soupape de fermeture est calibrée, de manière que sondébit de saturation pour la pression normale du gaz soit au plus égal au débit maximal de fuite toléré dans l'installation alimentée par le rcbinet-déclencheur. Ainsi, dans l'exemple de réalisation montré sur la figure 1, la section aval 32 du passage de fluide est constituée par un perçage effectué avec précision, dont le diamètre et la longueur ne permettre au plus que le passage du débit de gaz nécessaire pour l'alimentation d'une veilleuse équipant un bec ou brûleur de 1 'installation Seloh un autre aspect essentiel de l'invention, le clapet 36 est normalement maintenu en engagement avec le siège 33 de façon à obturer le passage 31-32, et ne peut être dégagé dudit siège que lorsque la manette 21 du mécanisme de commande 20 se trouve dans une position intermédiaire, située entre sa position extrême assurant la fermeture, et sa position extrême opposée permettant la réouverture de la soupape de coupure cet effet, la manette 21 est pourvue d'une courette périphérique 28, sous laquelle débouche l'alésage 24 du dispositif de réarmement 30.Comme le montre la figure 1, la face radiale inférieure de cette colerette 28 est plane et disposée de manière à repousser la pièce coulissante 40 dans l'alésage 34 contre l'action du ressort 39; dans ces conditions, la pièce 40 comprime le ressort 38, qui lui-même repousse le piston 35 au fond de l'alésage 34, et par suite maintientle clapet 36 en engagement avec son siège 33.Comme le montrent clairement les figures 2 et 3, la collerette 28 s'étend sur environ 900, en correspondance avec la course ouverture/fermeture de la manette 21, et sa face inférieure plane présente dans sa partie médiane une dépression radiale 29 à flancs inclinés faisant office de came d'ouverture du dispositif de réarmement 30 : en effet, lorsque la manette 21 est amenée dans la position angulaire intermédiaire pour laquelle la dépression 29 de sa collerette 28 est située au-dessus du débouché de l'alésage 34, -le ressort -39 soulève la pièce coulissante 40, qui elle-même soulève la tête de la tige 37 du piston 35; de la sorte, le clapet 36 se trouve dégagé de son siège 33, et dont établit une libre communication entre les sections amont 31 et aval 32 du passage de fluide contournant la soupape de coupure. Dans ces condthtions, et sous réserve que l'installation alimentée par le robinet-éclenchenr ne présente pas de fuite de débit supérieur au débit de saturation de la sectionaval du passage de fluide 31- 32, la pression peut se rétablir sous la membrane 15, qui peut elle-meme dégager le clapet 14 de son siège 13, dans la limite permise par position axiale intermédiaire de la pièce coulissante 24. La soupape de coupure ainsi partiellement ré ouverte peut venir à pleine ouverture dès que la manette 21 est amenee dans la position' angulaire correspondante pour' provoquer la rétraction complète de la pièce coulissante 24 dans la douille 22.Si au contraire le débit de fuite dans l'installation est supérieur au débit de saturation du passage 31-32, la réouverture de la soupape de coupure ne peut se produit pour les raisons déjà indiquées. Ainsi et au total, le dispositif 30 de réarmement pneumatique garantit la parfaite sécurité de l'installation alimentée par le robinet-déclencheur, sans pour autant interférer avec le fonctionnement du mécanisme de commande 20, lui-même pourvu desdispositiorsde sécurité indispensables. Les figures 4 et 5 illustrent une variante de réalisation plus simple du dispositif de réarmement: pneumatique. Ce dispositif 30' comprend encore un passage de fluide agencé dans la paroi du boîtier 10' pour contourner la soupape de coupure 17-14 et dont les sections amont 31 et aval 32, cetg ernière calibrée, débouchent de part et d'autre d'un siège annulaire. 33' formé au fond d'un alésage 34' dans lequel coulisse de manière étanche un piston 35' solidaire d'un clapet 36' destiné à obturer le siège 33'.Comme on pourra le remarquer sur la figure 4, la disposition de ce siège 33' est inverse de celle du siège 33 de la figure 1; en disposition corcllaire, la tige 37' du piston 35' est solidaire de la pièce coulissante 40', gue tend à soulever un ressort 39 prenant appui sur un épaulement intermédiaire de l'alésage 34 ; toujours en disposition corollaire, la collerette périphérique 28' de la manette 21 du mécanisme de commande 20 comporte, comme montré sur la figure 5, une saillie radiale 29' séparant deux dépressions périphériques s'étendant sensiblement . jusqu'au deux extrémités de ladite collerette.De la sorte, le ressort 38' peut normalement maintenir la pièce 40' soulevée, et par suite le clapet 36' en engagement avec son siège 33', pour ainsi obturer le passage de fluide 31-32. Lorsque la manette 21 est tournée de manière que la saillie 29' se présente au-dessus du débouché de l'alésage 34', la pièce 40' est refoulée dans ledit alésage, ce qui provoque l'ouverture du clapet 36'. A ces différences près, le fonctionnement du dispositif 32' est identique à celui du dispositif 30. La figure 6 illustre une variante de réalisation encore plus simple du di-spositif pneumatique de réarmement conforme à l'invention. Ce dispositif 30" comprend un alésage 34" percé radialement par le corps 10" du robinet-déclencheur, et dont fond forme un siège d'étanchéité conique 33t de part et d'autre duquel débouchent les sections amont et aval du passage de fluide 31-32. Dans cet alésage 34" coulisse de manière étanche un piston 35" portant en bout un clapet 36" qui normalement obture le siège 33" sous l'-action d'un ressort de rappel 38" prenant appui sur une pièce vissée au débouché de l'alésage 34" et par laquelle est guidée la tige 37" du piston 35". Cette tige se termine par un bouton ou autre organe destiné à faciliter sa préhension. Ainsi, quelque soit la position du mécanisme de commande 20, il suffit de tirer sur la tige 37" pour assurer la mise en service du dispositif pneumatique de réarmement 30", et par suite la réouverture de la soupape de coupure 13-14 au cas où la pression du gaz peut être rétablie sous la membrane manométrique 15, c'est-à-dire si l'installation alimentée par le robinetdéclencheur ne présente pas de fuite supérieure au débit de saturation du passage de fluide 31-32. Eien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés, qui n'ont été donnésqu 'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques de ceux décrits et illustrés, considérés séparément ou en combinaisons et mis en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDICATIONS 1. Dispositif pneumatique de réarmement pour robinetdéclencheur de sécurité du type comprenant un boîtier pourvu de raccords d'entrée et de sortie de fluide entre lesquels est agencée une soupape de coupure dont le clapet est porté par une membrane manométrique soumise aux actions antagonistes du fluide et de moyens de rappel en position de fermeture, pour laquelle ladite soupape empêche le fluide d'agir sur la membrane, caractérisé en ce qu'il comprend de manière connue en soit un passage de fluide 31-32contournantadite soupape 13-14 pour permettre de rétablir l'action du fluide sur la membrane 15 lorsque la soupape est ferméeetence que ledit passage d'une part comporte une section calibrée présentant un débit de saturation au plus égal au débit de fuite maximal toléré dans l'installation alimentée par le robinet-déclencheur, et d'autre part est normalement obturé par une valve 33-36, 33'-36t, 33"-36" susceptible d'être temporairement ouverte par commande extérieure. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valve précitée est agencée dans un alésage borgne 34, 34', 34" pratiqué dans la paroi du boîtier 10 du robinet-déclencheur et au fond duquel les sections amont et aval du passage de fluide 31-32 débouchent de part et d'autre d'un siège annulaire 33, 33', 33tut normalement obturé par un clapet 36, 36', 36" solidaire d'un piston 35, 35', 35" coulissant de manière étanche dans ledit alésage, élastiquement sollicité en position de fermeture et pourvu d'une tige 37, 37', 37" au bout de laquelle sont agencés des moyens de commande extérieure permettant de dégager ledit clapet de son siège. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande précités sont constitués par l'extrémité libre de la tige 37" du piston 35", située à l'extérieur du boîtier 10 et éventuellement pourvue d'une tête facilitant sa préhension. 4. Dispositif selon la revendication 2, pour robinetdéclencheur pourvu d'un mécanisme 20 incluant une manette rotative 21 coiffant son boitier 10 pour la commande positive de la fermeture et la commande conditionnelle de-l'ouverture de la soupape 1 314, caractérisé en ce que l'alésage borgne 34, 74' déboucheface à wesurface de came formée sur la manette 21 et qui agit directement ou indirectement sur l'extrémité libre de la tige,37, 3j' du piston 35, 35' pour ne permettre ltouverture de la valve 33-36, 3D'-36' que lorsque ladite manette se trouve elle-même entre ses positions angulaires de commande d'ouverture et de fermeture. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface de came précitée est formée sur une collerette périphérique 28, 28' de la manette 21,,dont le développement angulaire est au moins égal à l'angle de rotation de la manette 21 entre ses positions d'ouverre- et de fermeture. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de came précitée est constituée par la face radiale inférieure de la collerette 28, 28' de la manette 21, sous laquelle débouche l'alésage 34,34'. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face inférieure de la collerette 28 de la manette 21 comporte une dépression radiale intermédiaire29 permettant à -un ressort 39 de soulever une pièce 40 coulissant dans l'alésage 34 et qui elle-même soulève la tête de la tige 37 du piston 35, pour ainsi dégager le clapet 36 de son siège 33. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face-inférjexre de la collerette 28 comporte une saillie intermédiaire29par laquelle la tête de la tige 37' du piston 35' est enfoncée dans l'alésage 34' pour ainsi dégager le clapet 36' de son siège 33'.