Brevet FR2290702A1 — publié le 19760604

La présente invention a essentiellement pour objet un dispositif de sécurité destiné à être inséré dans un circuit de circulation d'un fluide, notamment un fluide gazeux, et susceptible à la fois d'arrêter la ci = 3ao > N5 u fluide lorsque le j débit dépasse un certain seuil et de réaliser une régulation auto- matique de débit dudit fluidé dans des conditions de fonctionnement prédéterminées. On sait que la pression dans certains conduits de distribution de fluide,notamment le gaz de ville, peut varier dans d'assez larges proportions. En particulier, dans le cas précis du gaz de ville, il est courant d'enregistrer des valeurs de pression comprises entre 0,2 et 5 bars. Bien entendu, une gamme de variations aussi large n'est pas sans poser quelques problèmes à la fois sur le plan de l'utilisation quand la pression varie dans l'intervalle considéré comme normal et sur le plan de la sécuritéslorsque le débit dépasse accidentellement la limite supérieure admissible.Pour résoudre ce double problème, il était donc intéressant de réaliser un dispositif simple, capable à la fois d'assurer une certaine régulation de débit dans des limites données à l'intérieur de l'intervalle précité des variations normales et de couper totalement l'alimentation de. fluide lorsque ledit débit dépasse une valeur prédéterminée, par exemple 120 % de la valeur considérée comme limite supérieure admissible L'invention a précisément pour but de résoudre ce double problème. Â ce titre elle concerne donc un dispositif de sécurité formant valve de limitation automatique de débit d'écoulement de fluide, du type insérable dans une canalisation de fluide et comportant un corps creux partagé en sol reliées respectivement à des orifices d'entrée et de sortie et susceptibles de communiquer l'une avec l'autre ou d'être isolées linge de l'autre par l'in- termédiaire d'une sapape, caractérisée en ce que ladite soupape est à ressort de rappel en position ouverte et est reliée de préférence unilatéralement à des moyens de régulation automatique de débit par commande de fermeture variable de ladite soupape, asservies, sensibles ou réagissant à des variations de la pression active dudit fluide. L'invention sera mieux comprise et-d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement à la lumière de la descrttion explicative qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence au dessin non limitatif annexé dans lequel - la figure 1 montre un dispositif selon l'invention représenté suivant une coupe I-I de la figure 2 ; et - la figure 2 est une coupe II-II de la figure 1. En se référant au des-sin on aieprésenté un dispositif 11 selon l'invention dans lequel le fluide pénètre par le raccord 12 et sort par le raccord 13. Be dispositif est partagé intérieurement par une cloison 14 supportant un siège de soupape 15. La soupape 16 et son siège partagent donc le volume interne du dispositif 11 en deux chambres,respective- ment une chambre amonts et une chambre aval B. La soupape 16 comporte une garniture d'étanchéité 17 susceptible d'entrer en contact étanche avec le siège 15 lorsque le ressort -18 est comprimé. Ce ressort 18 est monté entre la soupape 16 et un épaulement externe du siège 15. La queue de soupape 19 comporte un épaulement 2p grace auquel elle est solidarisée à la soupape 16 proprement dite au moyen d'un écrou 21.Te guidage de la tige 19 est assuré par deux ailettes ou lamelles 22 et 23, croisées, présentant des ouvertures centrales de guidage 24 dans lesquelles coulisse librement la queue de soupape 19. Bes lamelles 22 et 23 prennent respectivement appui sur des épaulements internes 25 et 26 du siège de soupape 15. La queue de soupape 19 est reliée par son autre extrémité à des moyens de régulation automatique de débit 30 agissant sur la position de la soupape 16. L'organe de commande servo-moteur de ces moyens de régulation est essentiellement constitué par une membrane 31 formant déplaceur mobile en translation rectiligne de ladite soupape. En fait, cette membrane constitue la partie mobile d'un vérin linéaire 32 comportant en outre un ressort 33 travaillant à la compres sion entre le capuchon 34 et.une coupelle 35 en appui contre la membrane , et une tige 36 dont meextrémité forme bouton poussoir d'actionnement 37. La tige 36 est guidée par un manchon cylindrique fixe 44 et est en prolongement ooaxial aligné et espace due la queue de soupape 19.La membrane 31 est serrée par un écrou 47 entre la coupelle 35 et un épaulement 48 de la tige 36. Ia pression régnant dans la chambre interne du vélin 32 délimitée par le capuchon 34 et la membrane 31 est la pression atmosphérique. Ia tige 36 se prolonge vers la soupape 16 par un tube 78 formant glissière de guidage forcé , vissé sur l'axe extrémité 39, élargie,de ladite tige 36 . L'extrémité libre 40 , sur la quelle est monté un écrou 41 formant coulisseau , de la queue de soupape 19 est engagée à l'intérieur du guide 38, lequel se termine par un épaulement ou butée 42 de sorte qu'une liaison à joint mobile avec jeu est assurée entre la queue de soupape 19 et le vérin 32 ; ce qui peut permettre un certain déplacement relatif inactif entre la tige de vérin 36 et la queue de soupape 19. En effet, la tige 36 et la queue de soupape 19 ne sont liées en déplacement que si le coulisseau 41 est en contact soit avec la butée 42 précitée , soit avec une autre butée 43 matérialisée par lteirémité de laairface transversale de 1' extrémité 39 de la tige de vérin. L'amplitude maximale dudit déplacement inatif est donc déterminée par la distance séparant les deux butées 42 et 43 précitées. On notera de ce fait , que la liaison entre la soupape 16 et les moyens de régulation automatique 30 est du type unilatéral , en ce sens que le vérin ne peut agir que pour la fermeture de la soupape ; l'ouverture de celle-ci étant commandée indépendamment par le ressort 18. En revanche, l'amplitude maximale du déplacement inactif précité est inférieureà la ourse de fermeture totalede la soupape 16" ce qui permet de faire ressortir automatiquement le bouton poussoir 37 lorsque la soupape 16 6 est en application contre son siège ; en vue d'un réarmement manuel ultérieur. La déformation de la .membrane 31 est limitée par la paroi interne 45 qui comporte une ouverture circulaire centrale 46 de diamètre suffisant pour permettre le libre déplacement de l'ensemble formé par la tige 36 et le tube 38. A l'extérieur du dispositif , sur le côté de celui-ci et au voisinage du capuchon 34 se trouve fixé un support 50 comportant un trou 51 pour le passage et l'appui d'un levier de manoeuvre du bouton d'enclenchement manuel 37. En se référant plus particulièrement à la figure 2, on notera la présence d'un troisième raccord 52 débouchant dans la chambre B et normalement obturé par un bouchon ou capuchon 53 vissé l'e raccord 52 est muni de tubulures radiales d'échappement à grand débit 54 et le capuchon 53 comporte des orifices 55 d'introduction d'une broche ou analogue pour visser ou dévisser le capuchon. Be fonctionnement du dispositif qui vient d'entre décrit est le, suivant la soupape 16 étant supposée en application contre le siège 15 et le bouton 37 ressorti au maximum la pression amont qui régne dans la chambre A maintient la soupape 16dans cette position magret l'action du ressort 18 comprimé au maximum. Pour la mise en service on appuie sur le bouton 37 à l'aide dinde tige rigide en appui dans le trou 51 contre le support 50 , ce qui soulève la soupape 16 de son siège 15. Il est nécessaire d'appuyer sur le bouton d'enclenchement jusqutà ce que la chambre B soit remplie de gaz.A partir de ce moment , la différence de pression régnant dans les chambres A et B dépend de leintensitr de l'écoulement de fluide passant dans l'ouverture centrale du siège 15 formant étragglement . La force contraire du ressort 18 est calculée pour que la surcompression ,ainsi créée dans la chambre A, du fait de l'étranglement de la section d'écoulement au voi singe du siège de soupape, puisse engendrer une force suffisante sur la soupape 16 pour refermer complétement cette dernière lorsque le débit atteint 120 % de sa valeur limite supérieure admissible. Au contraire, lorsque le débit dans les oonduits de distribution est normal, la membrane 31 réagit aux variations de pression dans la chambre B et les déplacements de cette membrane sont utilisés pour faire varier l'ouverture de la soupape 16. Il est évident d'après le dessin , qu'une augmentation de pression sur la membrane entraîne un déplacement de celle-ci dans un sens contribua'nt à la contraction du ressort 33, c'est-à-dire à un rapprochement de la soupape 16 par rapport à son siège 15 et donc en conséquence à une diminution de pression dans. la chambre B; ce qui équivaut à une régulation du débit de fluide s 'écoulant par le conduit 13. L'appareil peut être facilement testé , au moins en ce qui concerne son action en tant qu'organe de securité en provoquant une forte fuite aval , c 'est-à-dire en augmentant artificiellement le débit au-delà des limites admises. On peut. réaliser ce test en dévissant momentanément le capuchon 53. Be débit dépasse alors les 120 ffi tolérés et la saupape 16 doit se fermer immédiatement , si elle est bien réglée, de façon à arrêter automatiquement la fuite. Lorsque la soupape s'est fermée à la suite d'une augmentation anormale de la pression amont ou à la suite dune fuite importante dans le circuit de distribution aval, un réarmement manuel est nécessaire pour remettre le dispositif en service après la réparation. On notera queoette remise en service est possible du fait que, lorsque la soupape 16 est en application contre son siège 15, l'extrémitédela queue de soupape 19 est en contact avec la butée 43 Ainsi se trouve réalisé un appareil simple capable d'isoler immédiatement le circuit de distribution de la source, dès qu'une anomalie grave se produit et aussi, en fonctionnement normal , de réaliser une certaine régulation de débit. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, lequel n'a été donné qu'à titre d'exemple ; elle concerne tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. R E V B N D I C A T I O N S. 1. Dispositif de sécurité formant valve de limitation automatique de débit d'écLement de fluide , du type insérable dans une canalisatinn de fluide et comportant un corps creux partagée deux chambres intérieures respectivement amont et aval , reliées respectivement à des orifices d'entrée et de sortie et susceptibles de communiquer l'une avec l'autre ou d'être isolées l'une de autre par l'intermédiaire d'une soupape, caractérisé en ce que. ladite soupape est à ressort de rappel en position ouverté et est relie de préférence unilatéralement à des moyens de régulation automatique de débit par commande de fermeture variable de ladite soupape, asservia , sensibles , ou réagissant à des variations de la pression active dudit fluide .2.Dispositif selon la revendication 1 , à soupape précitée en champignon ,caractérisé en ce que les moyens de régulation automatique précités comportent un organe de commande servo-moteur notamment à déplaceur mobile en translation rediligne , tel qu'un vérin linéaire en particulier à membrane à ressort de rappel en position d'ouverture de soupape , dont la tige est accouplée variablement avec la soupape précitée par un système de liaison à joint mobile avec jeu ~ permettant un mouvement perdu ou un déplacement relatif inactif dans les deux sens opposés avant entralanement positif ; l'amplitude maximale dudit dépla- cement inactif étant de préférence inférieun à ia course de fermeture totale de ladite soupape tandis que la position relative du déplaceur.dudit vérin est tende qutil entraîne ladite soupape en fermeture à partir de sa position d'ouver ture maximale. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la tige de vérin précitée est en prolongement coaxial aligné et espacée de la queue de soupape précitée et que le système de liaison précité comprend une glissière de guidage forcé solidaire coaxialement par une extrémité de ladite tige de vérin > tandis que ladite queue de soupape comporte à son extrémité un coulisseau engagé dans ladite glissière qui comporte deux butées extrêmes opposées susceptibles de coopérer positivement par contact de traction ou de poussée avec ledit coulisseau. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la tige de vérin précitée comporte un prolongement ou élément solidaire du c8té opposé à la soupape précitée, accessible de l'extérieur et formant bouton poussoir de commande manuelle d'ouverture de celle-ci. 5. Dispositif selon l'une des reendications précédentes , caractérisé en ce que la chambre aval précitée comporte un orifice de fuite temporaire à gros débit, sélec tivemet obturable de façon étanche, en particulier par un capuchon ou bouchon amovible vissé.