Brevet FR2346622A1 — publié le 19771028

La présente invention concerne une vanne de limitation de débit prévue pour être montée sur une conduite transportant un milieu fluide qui peut être un liquide ou un gaz. Les vannes de limitation de débit et les vannes d'arrêt pour ruptures de tuyauteries sont connues dans la technique antérieure et, en particulier, celles dans lesquelles un clapet sphérique vient en-contact avec un siège de vanne pour réaliser la fermeture nécessaire. De plus, il y a des vannes à globe qui peuvent également fonctionner comme vannes d'arrêt en cas de dépassement de débit. Cependant, ces deux types de vannes, ainsi que d'autres types de vannes, ont pour inconvénient de ne pas pouvoir & re réglés en cours de fonctionnement suivant les variations de vitesse du milieu fluide, de tels réglages étant pourtant souhaitables pour une fermeture instantanée. La présente invention a pour objet d'éliminer l'inconvénient mentionné ci-dessus en prévoyant une vanne d'arrêt en cas de dépassement de débit dont l'opération de fermeture peut être réglée alors que la vanne est en fonctionnement, la vanne pouvant, de plus, être fermée manuellement ou au moyen d'une commande à distance, si nécessaire. Ladite vanne comprend une tige de soupape qui peut se déplacer longitudinalement dans le corps allongé de la vanne, ladite tige étant pourvue, à une extrémité, d'un disque de soupape pratiquement plat prévu pour coopérer avec un siège de soupape prévu sur le corps de la vanne et pour être fermé par la pression créée par un milieu fluide passant dans la vanne d'arrêt quand la vitesse dudit milieu dépasse une valeur prédéterminée.Suivant une caractéristique de ladite vanne d'arret, la tige de soupape est, à une certaine distance du disque de soupape, reliée à une extrémité d'un levier dont l'autre extrémité est reliée rigidement à levier à deux bras perpendiculaire au premier levier, une extrémité du levier à deux bras étant en contact avec un élément de rappel élastique servant d'arrêt pour régler la distance entre le disque de soupape et le siège de soupape à l'état normal, et l'autre extrémité du levier à deux bras étant reliée à un dispositif de réglage permettant de fermer manuellement ou automatiquement la vanne, quelle que-soit la pression créée par le milieu passant dans la vanne d'arrêt en cas de dépassement de débit. Si une rupture se produit dans la conduite sur laquelle la vanne est montée, en entraînant une augmentation brusque du débit du milieu s'écoulant dans la vanne, une chute de pression se produit derrière le disque de soupape de la vanne ce qui entratne la fermeture de ladite vanne, en évitant ainsi les dommages créés par le milieu qui pourrait s'échapper. La chute de pression est évidemment d'autant plus grande et la fermeture de la vanne d'autant plus rapide que le débit est plus grand. D'autres caractéristiques de la présente invention apparattront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec la figure unique du dessin ci-joint, qui montre, en perspective avec coupes partielles, une vanne d'arrêt en cas de dépassement de débit, suivant l'invention. La vanne de la figure unique comprend un corps de vanne 1 qui est prévu pour être monté sur une conduite dans laquelle circule un milieu fluide, au moyen des brides 2 et 3. En variante, une des brides du corps de vanne peut, par exemple, & re fixée sur un réservoir contenant un milieu liquide ou gazeux, tandis que l'autre bride est reliée à un tuyau de déchargement. Une tige de soupape allongée 4, passant à travers le corps allongé 1 de la vanne, est montée sur un palier 5 et est pourvue d'un disque de soupape 6, à son extrémité supérieure. La tige 4 peut se déplacer, longitudinalement par rapport au corps de vanne, entrecertaines limites, la vanne pouvant - au moyen d'un levier 7 qui sera plus complètement décrit ci-après - être ouverte jusqu'à un certain point, dans une première position extrême et être complètement fermée, dans l'autre position extrême, quand le disque de soupape 6 vivent en contact avec le siège du corps de vanne 1. Le levier 7 a une direction perpendiculaire à celle de la tige 4 et est, à une extrémité, relié à la tige 4 par une goupille 8, tandis qu'à son autre extrémité, il est relié à un axe tournant 9 qui, à son tour, est relié à un levier à deux bras ou culbuteur 10, dont l'extrémité supérieure (comme l'indique le dessin) est en contact avec un ressort hélicoSdal 11 et dont l'extrémité inférieure est reliée à un dispositif de réglage 12 par un élément de couplage 13 ainsi que des pièces de connexion associées. En plus d'être en contact avec le culbuteur 10, le ressort 11 est en contact avec une butée fixe 14, qui, dans l'exemple décrit, est fixée au corps de vanne 1. Le dispositif de réglage 12 peut être du type électrique, pneumatique, magnétique ou hydraulique et son fonctionnement sera plus complètement décrit ci-après. La vanne d'arrêt en cas de dépassement de débit, suivant l'invention, fonctionne de la manière suivante. Quand le corps de vanne 1 est monté sur une conduite au moyen des brides 2 et 3, ladite conduite étant ainsi reliée aux faces extérieures de ces brides, il est prévu que le milieu fluide doit pouvoir entrer du dessus dans le corps de vanne à travers le jeu existant entre le disque de soupape 6 et le siège du corps de vanne, puis passer à travers le corps de vanne et, enfin, continuer à circuler dans la conduite. Si, pour une raison quelconque, le débit du fluide augmente très brusquement, la vanne doit se fermer afin de faire cesser la circulation du fluide dans la vanne et dans le reste de la conduite.Dans ce cas, la fermeture de la vanne se produit, d'une part, du fait de l'augmentation de pression créée, de haut en bas, par le fluide vers le disque de soupape et, d'autre part, du fait de la chute de pression survenant au-dessous du disque. Cependant, la différence de pression à laquelle la soupape est soumise par le fluide circulant est contre-balancée par la pression exercée par le ressort hélicordal 11 agissant sur la tige 4, et donc le disque 6, par l'intermédiaire de la partie supérieure du levier culbuteur 10, de l'axe 9 et du levier 7. Ainsi, on peut choisir arbitrairement et indépendamment du débit d'entrée le débit du fluide et la pression pour laquelle la vanne se ferme. Suivant l'invention, il est très important que la section de passage de la vanne puisse être réglée de l'extérieur, ce qui ici se fait simplement en contrelant la course du levier culbuteur 10, du levier 7 et de la tige 4 en déplaçant l'extrémité du levier qui est en contact avec le ressort 71 en la rapprochant ou en l'éloignant de la butée 14. Cela est effectué en vissant ou en dévissant un écrou 15 sur la tige filetée 16 qui passe dans le ressort hélicordal 71 et qui est fixée à la butée 14. L'écrou 15 peut être bloqué, en position de réglage, au moyen d'un contre-écrou 17.Une petite section d'entrée du fluide entratne une plus grande chute de pression au passage de la soupape et une plus grande pression sur le disque et, donc, une fermeture précoce de la vanne, tandis qu'une grande section d'entrée signifie une faible chute de pression et, donc, une fermeture plus tardive de la vanne. il faut noter que le ressort 71 ne constitue qu'un exemple de moyen élastique approprié et qu'il peut être remplacé par tout moyen équivalent, si nécessaire. A certains moments, il peut être souhaitable de fermer la vanne directement, c'est à dire de forcer sa fermeture. Cela peut titre réalisé en agissant sur lesdits moyens de réglage 12 qui permettent de faire pivoter le culbuteur 10 ce qui met en contact le disque de soupape 6 avec le siège prévu au bout du corps de vanne 1 pour fermer la vanne. Comme on l'a déjà indiqué, les moyens de réglage 12 peuvent etre constitués par un dispositif électrique, magnétique, hydraulique ou pneumatique, par exemple, et ce dispositif peut être actionné d'une manière classique, par exemple par une commande à boutons poussoirs. Un dispositif de réglage de ce type peut avoir une grande importance si par exemple l'analyse du fluide rejeté dans l'atmosphère montre, en raison d'une fuite, que la concentration du fluide concerné, par exemple du propane, du butane, de l'ammoniac ou du chlore, est plus grande que prévue, les moyens de réglage 12 étant alors utilisés pour fermer immédiatement la vanne. Un autre domaine important d'utilisation de la vanne, suivant l'invention, concerne, par exemple, le déchargement d'un produit pétrolier, tel que le fuel, d'un camion citerne vers un convoyeur d'un autre type. La vanne peut être montée d'une manière telle que, si le tube de déchargement se rompt soudainement et donc que le débit du fuel augmente brusquement, la vanne se ferme évitant ainsi un désastre. Comme il apparaît de ce qui précède, l'utilisation de la vanne n'est pas limitée aux liquides et elle peut être utilisée avec des gaz, soit par exemple du butane et/ou du propane, de l'air comprimé, etc. Une autre application concerne le cas ou un fluide toxique est pompé dans une conduite entre deux points d'une usine et où la conduite se rompt pour une raison ou une autre. Dans ce cas, une vanne du type décrit peut être utlisée pour arrêter immédiatement le débit. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits cidessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, il faut comprendre que ladite description n'a été faite qu'à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1) Vanne d'arret en cas de dépassement de débit comprenant une tige de soupape (4) qui peut se déplacer longitudinalement dans le corps allongé de la vanne (7), ladite tige étant pourvue, à une extrémité, d'un disque de soupape (6) aplati et prévu pour coopérer avec un siège de soupape prévu sur le corps de vanne et pour être fermé par la pression créée par un milieu fluide passant dans la vanne d'arrêt quand la vitesse dudit milieu dépasse une valeur prédéterminée, caractérisée en ce que la tige de soupape (4) est, à une certaine distance du disque de soupape (6), reliée à une extrémité d'un premier levier (7) dont l'autre extrémité est rigidement liée à un second levier culbuteur à deux bras (10) perpendiculaire au premier levier (7), une extrémité du second levier (10) étant en contact avec un élément de rappel (77) élastique servant d'arrêt pour régler la distance entre le disque de soupape (6) et le siège de soupape, à l'état de débit normal, et l'autre extrémité du second levier (10) étant reliée à un dispositif de réglage (12) permettant de fermer manuellement ou automatiquement la vanne, quelle que soit la pression créée par le milieu passant dans la vanne d'arrêt en cas de dépassement de débit.