Brevet FR2351335A1 — publié le 19771209

La présente invention concerne une valve d'arrêt de sécurité destinée à interrompre l'écoulement d'un fluide dès que le débit de cet écoulement dépasse une valeur de consigne prédéterminée. L'invention a notamment pour but de proposer une valve d'arrêt répondant au débit de l'écoulement et non pas à la différence entre les pressions amont et aval. Ce but est atteint conformément à l'invention du fait que cette valve d'arrêt de sécurité comprend un corps muni d'une entre et d'une sortie de fluide, un clapet libre et axialement mobile dans un alésage du corps recevant par une première ex trénuté le fluide entrant dans le corps, cet alésage étant muni d'moins une première ouverture latérale et au moins une deuxième ouverture latérale écartée axialement de la première ouverture latérale d'une distance au moins égale à la longueur axiale du clapet,du fait que les première et deuxième ouvertures sont reliées entre elles par un passage du corps distinct dé l'alésage , que la deuxième extrémité de.l'alésage adjacente a la deuxième ouverture latérale communique avec la sortie du corps et que le clapet coopère avec une butée déterminant la position de fermeture dudit clapet, position pour laquelle ce dernier obture une section de passage du fluide interposée entre l'entrée et la sortie du corps, cette butée étant constituée par un siège annulaire délimitant la section de passage obturable par le clapet. Avantageusement, le passage du corps reliant les première et deuxième ouvertures est de forme annulaire et entoure l'alésage. Avantageusement, l'alésage est constitué par un-tube ouvert aux deux extrémités,monté de façon amovible en étant maintenu axialement et radialement dans le corps entre deux embouts annulaires fixés-de façon amovible aux deux extrémités d'un manchon du corps. Cette valve présente entre autres les avantages suivants - Elle n'est sensible qu'à la vitesse de circulation du fluide et donc seulement au débit ; - Elle est de conception simple, d'entretien nul et de mise en oeuvre facile - De plus, gracie au montage amovible du tube constituant l'alésage, on peut facilement changer la valeur de consigne du débit.car cette valeur de consigne est déterminée par la section de la première ouverture et/ou celle de la seconde ouverture. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin annexé dans lequel - La figure 1 est une coupe axiale à travers une valve d'arrêt selon un mode de réalisation de l'invention ; et - La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation du guide tubulaire de la valve d'arrêt selon l'invention. La valve d'arrêt représentée sur le dessin comprend un corps d'axe vertical formé d'un manchon cylindrique 1 et de deux embouts annulaires, 2 et 3, un guide tubulaire cylindrique 4 ouvert aux deux extrémités, coaxial au corps 1, 2, 3 et maintenu axialement et radialement dans ce dernier entre les embouts 2 et 3, et un clapet s-libre axialement mobile dans l'alésage 4a du guide 4 et dont la face inférieure 5a est saillante en forme de conte. Le clapet 5 présente avantageusement deux parties d'extrémité 5b de section supérieure à celle de la partie centrale, Les embouts 2 et 3 reçoivent, avec faible jeu, une extrémité du guide 4 dans un contre-alésage 2a, 3a prévu à leur extrémité dirigée vers l'intérieur de la valve, de sorte qu'un épaulement de butée 2b, 3b est formé pour coopérer avec les faces de bout du guide 4. Un joint annulaire 6, logé dans une gorge dudit contre-alésage, assure l'étanchéité de la jonction entre le guide 4 et l'embout 2,3t Les embouts sont fixés par exemple par vissage dans les extrémités taraudées de l'alésage la du manchon 1 et un joint annulaire 7 assure î'tanchéité de la jonction entre le manchon I et l'embout 2,3.Le diamètre extérieur du guide 4 étant inférieur à celui de l'alésage la, une chambre annulaire 8 est ménagée entre clés pièces 4, 1. Le fluide (flèches f) entre par un raccord d'entrée 9 constitué dans le perçage axial de l'embout 2, pénètre dans le guide 4 dans lequel il entre en contact avec la face inférieure 5a du clapet 5, entre dans la chambre annulaire 8 en passant à travers des orifices dits d'entrée 10 ménagés dans l'extrémité inférieure du guide 4, puis sort de la chambre 8 par des orifices dits de sortie 11 ménagés dans l'extrémité supérieure du guide 4 et quitte la valve par le raccord de sortie 12 constitué par le perçage axial de l'embout 3. Les orifices. 10 et 11 sont décalés axialement les uns des autres d'une distance supérieure à la longueur axiale du clapet 5. les orifices d'entrée 10 et de sortie 11 sont-avanta- geusement régulièrement répartis autour del'a-xe--du guide 4. Lorsque le débit de l'écoulement du fluide à travers la valve est normal, le clapet occupe une position intermédiaire qui est fonction du débit de l'écoulement du fluide Cette position a été représentée en traits continus sur le dessin. Dans le cas où l'on utilise un guide tubulaire 40 du type représenté sur la figure 2 et comportant des orifices d'entrée 100 de forme allongée suivant l'axe du guide 40, la position du clapet 5 sera proportionnelle à la valeur du débit ; ceci permet d'obtenir une meilleure précision de la valeur de consigne du débit de fermeture et offre également la possibilité d'effectuer une mesure du débit de l'écoulement du fluide. Dans cette position intermédiaire, le clapet 5 n'obture complètement > ni les orifices d'entrée 10 ou 100, ni les orifices de sortie 11. Dès que le débit volumique de l'écoulement atteint une valeur de consigne prédéterminée qui est fonction de la section des orifices d'entrée 10 et/ou des orifices de sortie 11, les forces exercées par le fluide en écoulement sur le clapet 5 augmentent brusquement, de sorte que ce dernier s'élève et obture d'abord les orifices de sortie 11 puis le passage 13 à travers l'embout 3 ; il en résulte que l'écoulement à travers la valve est arrêté. Le clapet occupe alors la position représentée en tirets-sur la fig.l et pour laquelle il est appliqué sur le siège annulaire constitué par l'épaulement 3b. Ce siège peut être muni d'un joint d'étanchéité non représenté. Ces forces exercées sur le clapet 5 sont dues notamment aux différences de vitesse d'écoulement de fluide à travers la chambre 8 et les orifices 11 et 13. Après fermeture, l'écoulement ne peut 8trie rétabli que si l'on décomprime le fluide en amont de la valve par exemple en ouvrant une vanne d'arrêt prévue sur le circuit amont. Ce rétablissement de l'écoulement est réalisé par la descente du clapet 5 jusqu'à une position basse libérant les orifices de sortie Il. Cette descente est rendue possible grâce à un jeu suf fisant - 101 entre le clapet 5 et Elle guide~4, ce zeu permettant l'écoulement d'un certain débit de fluide entre les pièces 4,5. On a ainsi réalisé une valve de sécurité- permettant d'arrêter automatiquement, sans intervention manuelle ni surveillance, un débit de gaz ou de liquide, lorsque celui-ci dépasse une valeur maximale de consigne préalablement déterminée. Cette fonction est apparentée à celle drun disjoncteur électrique. I1 n'y a pas de freinage progressif de débit l'action très rapide est du type tout ou rien ; l'écoulement du fluide-est arrêté instantanément dès que la valeur de consigne est atteint. L'écoulement ne peut être alors rétabli que s'il y a intervention manuelle pour décomprimer le circuit en amont de cet appareil. Ceci satisfait aux réglementations de sécurité en vigueur. Le clapet 5 peut comporter un noyau magnétique coopérant avec un contacteur à commande magnétique , cette particularité permet un asservissement électrique ou pneumatique (fermeture d'une vanne électrique- pneumatique - signal lumineux ou sonore, etc.) La valve conforme à la présente invention, en plus de sa qualité de disjoncteur, peut assurer également une fonction complémentaire d'anti-retour. A cet effet, l'épaulement 2b peut comporter un joint d'étanchéité lui permettant de jouer le rle de- siège étanche pour le clapet S. R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDICATIONS 1. Valve d'arrêt de sécurité destinée à interrompre l'écoulement d'un fluide dès que le débit de cet écoulement dépasse une valeur de consigne prédéterminée, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps muni d'une entrée et d'une sortie de fluide, un clapet libre et axialement mobile dans un alésage du corps recevant par une première extrémité le.fluide entrant dans le corps, cet alésage étant muni d'au moins une première ouverture latérale et au moins une deuxième ouverture latérale décalée axialement de la première ouverture latérale d'une ds- tance au moins égale à la longueur axiale du clapet, en ce que les première et deuxième ouvertures sont reliées entre elles par un passage du corps distinct de l'alésage, en ce que la deuxième extrémité de 14alésage jacente à la deuxime ouverture latérale communique avec la sortie du corps et en ce que le clapet coopère avec une butée déterminant la position de fermeture dudit clapet, position pour laquelle ce dernier obture une section de passage du fluide interposée entre l'entrée et la sortie du corps, cette butée étant constituée par un siège annulaire délimitant la section de passage obturable par le clapet. 2. Valve d'arrêt de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alésage est d'axe non horizontal. 3. Valve d'arrêt de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le passage du corps reliant les première et deuxième ouvertures est de forme annulaire et entoure l'alésage. 4. Valve d'arrêt de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, oaractérisée-en ce que l'alésage est constitué par un tube ouvert aux deux extrémités monté de façon amovible en étant maintenu axialement et radialement dans le corps entre deux embouts annulaires fixés de façon amovible aux deux extrémités d'un manchon du corps.