Brevet FR2338437A1 — publié le 19770812

La présente invention concerne les dispositifs qui, placés dans un circuit de fuide, en limitent le débit ou l'arrêtent lorsque celui-ci augmente anormalement, De tels dispositifs sont utilisés par exemple, lorsque l'on veut se prémunir des dangers et pôl- lutions provoqués par un écoulement accidentel de fuide extérieur au circuit, engendré par une rupture de canalisation ou conduit de fluide sous pression. Les dispositifs connus comportant un organe sensible au débit, qui,lorsque ce dernier dépasse une valeur donnée, détermine la.fermeture d'un obturateur. Ces dispositifs présentent les inconvénients d'être fragiles, encombrants et coûteux, et d'avoir un temps de réponse notable car la fermeture de l'obturateur doit être ralentie pour éviter les coups de bélier-et,souvent,de faire appel pour leur fonctionnement à une source d'énergie extérieure. Le dispositif, objet de l'invention, présente les avantages de fonctionner en un temps extrêmement court, de limiter automatiquement la surpression due aux coups de bélier, de ne faire appel aucune source d'énergie extérieure, d'être fiable , peu encombrant et peu coûteux. Le dispositif suivant l'invention est constitué d'une couronne cylindrique mobile dans un conduit suivant l'axe de celui-ci jusqu'# un moyen de butée, ladite couronne étant reliée à un noyau central profilé par des cloisons radiales délimitant des passages empruntés par ledit fluide, sur lesquelles vient s'appuyer un obturateur annulaire réalisé en un matériau souple et déformable, placé en amont de ladite couronne et solidaire de celle-ci. Selon une caractéristique de l'invention l'obturateur annulaire comporte une partie périphérique épaisse indéformable et une partie interne mince constituant une lèvre. L'obturateur est disposé du côté où arrive le fluide et il détermine un espace annulaire emprunté par le fluide avant son passage dans les orifices. Les dimensionnements du dispositif et la souplesse de l'obturateur sont prévus pour que dans les conditions normales de circulation du fluide, l'espace annulaire précédemment décrit subsiste. Lorsque le débit croît anormalement, l'obturateur est poussé vers les orifices sous l'effet de l'augmentation des forces de dépression exercées par l'écoulement du fluide entre la face arrière de l'obturateur et le noyau. Ceci entraine une réduction de la sec tion de passage de l'espace annulaire qui peut aller jusqu'à la fermeture totale par appui de l'obturateur sur les extrémités des orifices et sur le noyau. Dans l'invention, l'obturateur comporte à sa partie intérieure une lèvre qui prend appui sur le noyau afin de parfaire l'étan- chéité à la fermeture. Lorsque la pression du fluide est importante, on peut prévoir une lèvre comportant une armature interne qui lui confère une bonne stabilité dimentionnelle et une grande résistance mécanique. Suivant une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, un moyen de rappel est disposé entre la couronne cylindrique et le moyen de butée, ledit moyen de rappel étant destiné à amortir les coups de bélier entrainés par la réduction de débit. Suivant une réalisation particulière du dispositif selon l'invention, le moyen de rappel peut être un moyen élastique, constitué par au moins une rondelle d'élastomère. Le dispositif objet de la présente invention peut être placé dans tout conduit où circule un fluide. Il peut être en outre placé dans un cylindre dont les extrémités sont raccordées au conduit. Le moyen de rappel est réalisé de telle manière qu'il ne réduit pas le passage du fluide. Lors des coups de bélier, l'ensemble obturateur est poussé vers le moyen de rappel qui se comprime, ce qui limite par variation de volume l'onde de pression engendrée au moment de la fermeture par l'inertie du fluide. Le dispositif selon l'invention permet donc de soustraire le circuit de fluide aux effets destructeurs dus aux coups de bélier. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux de la description d'un mode de réalisation donné ci-dessous à titre indicatif mais non limitatif, ainsi que des dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente une vue en perspective de la couronne cylindrique reliée au noyau central profilé. La figure 2 est une coupe longitudinale d'un exemple particulier de réalisation du dispositif selon l'invention mis en place dans un cylindre. La figure 3 représente le dispositif décrit à la figure 2 en position de butée. Sur la figure 1, on voit le noyau profilé 5 relié à une couronne cylindrique 4 par des parois radiales 11. Ces parois délimitent avec le noyau et la couronne des passages 6 empruntés par le fluide. Sur la figure 2, en amont de la couronne est disposé un obturateur 1 dont l'épaisseur diminue de la périphérie vers le centre. Suivant cette réalisation, l'obturateur réalisé en caoutchouc est surmoulé sur une bague support 2 montée à force dans la couronne cylindrique 4 et présente une lèvre armée par un jonc annulaire 3. L'ensemble décrit ci-dessus coulisse dans un cylindre déterminé par les pièces 7 et 8, ces pièces sont par exemple raccordées par soudure sur une canalisation ; les anneaux de caoutchouc 9 et 10 constituent le moyen élastique qui pousse l'ensemble d'obturation vers l'arrivée du fluide. La figure 3 représente le dispositif lorsqu'il est fermé et qu'il subit le coup de bélier ; on voit que l'ensemble d'obturation se déplace et écrase les anneaux de caoutchouc. Pour limiter la surpression produite en amont de l'obturateur par les coups de bélier, un perfectionnement consiste à réaliser dans la pièce d'appui 4, ou dans la paroi des cylindres extérieurs 7 et 8 des canaux de dérivation assurant un passage au fluide lorsque l'en- semble obturateur se déplace sous l'effet du coup de bélier. Ce passage est ménagé entre la partie amont et la partie aval du logement de manière que les entrées de ces canaux soient démasquées par la couronne en position de butée. Un perfectionnement supplémentaire consiste également à placer dans la pièce 8, où à l'arrière de celle-ci, des clapets ou soupapes automatiques à dépression laissant entrer l'air extérieur, ou un gaz ou fluide quelconque, lorsque la partie arrière de l'obturateur est mise en dépression par la réduction du débit, en sorte d'empêcher une mise en dépression sous vide brutale du circuit et des appareils faisant suite a l'obturateur, et d'amortir ainsi, par l'air, gaz ou fluide admis par les clapets ou soupapes automatiques, les effets de coup de bélier ou de dépression brutale. REVENDICATIONS 1) Dispositif destiné à réduire le débit d'un fluide circulant dans un conduit, lorsque l'écoulement dudit fluide croit de manière anormale, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une couronne cylindrique mobile dans ledit conduit suivant l'axe de celui-ci jusqu'à un moyen de butée1 ladite couronne étant reliée à un noyau central profilé par des cloisons radiales délimitant des passages empruntés par ledit fluide, sur lesquelles vient s'appuyer un obturateur annulaire réalisé en un matériau souple et déformable, placé en amont de ladite couronne et solidaire de celle-ci. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'obturateur annulaire comporte une partie périphérique épaisse indéformable et une partie interne mince constituant une lèvre. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la lèvre est armée intérieurement par un élément rigide. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'un moyen de rappel est disposé entre la couronne cylindrique et le moyen de butée, ledit moyen de rappel étant destiné à amortir les coups de bélier entraînés par la réduction du débit. 5) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen de rappel est un moyen élastique constitué par au moins une rondelle d'élastomère. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il est placé à l'intérieur d'un logement délimité par un cylindre interposé dans le conduit. 7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que des canaux de dérivation sont ménagés dans l'épaisseur dudit cylindre faisant communiquer la partie amont et la partie aval du logement de manière que les entrées de ces canaux soient démasquées par la couronne lorsque le moyen de rappel est comprimé sous l'effet de coupsde bélier. 8) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le logement est muni d'un moyen automatique d'entrée d'air ou de gaz ou de tout fluide approprié placé en aval de la couronne cylindrique. 9) Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le moyen automatique est constitué par une soupape ou un clapet.