Brevet FR2358603A1 — publié le 19780210

La présente invention concerne une vanne de sécurité perfectionnée permettant la coupure brusque d'une alimentation en fluide lorsque le débit de ce dernier tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée; Une telle; vanne peut être mise en oeuvre dans toute installation impliquant un transfert de fluide On connaît (les vannes de sécurité de type ci-dessus comportant un premier clapet dont le degré d'ouverture est fonction du débit du fluide, relié ,ì un second clapet à ouver ture totale et fermeture brusque par organe de rappel, les deux clapets étant reliés par une liaison mécanique doigt le désaccoupiement est commandé par le degré dtouverture du premier clapbt.Ainsi, lorsque le débit d'alimentation diminue et que le degré d'ouverture du premier clapet correspond- à une position prédéterminée, la liaison mécanique se désaccouple et libère l'organe de rappel qui ferme brusquement le second cla- pet. Une telle vanne comporte par ailleurs une commande extérieure d'ouverture du second clapet. tee vannes de ce type n1 assurent cependant un fonctionnement correct et fiable que dans la mesure où le second clapet présente à la fois une bonne étanchéité à la pression, un bon équilibrage et des frottèments faibles, ce qui est dif- ficile à réaliser, notamment dans le cas des clapets-papillons. En outre, dans le cas par exemple d'une alimentation par un liquide; une telle vanne oblige à entrouvrir le second clapet après sa fermeture brusque afin de vidanger le conduit d'ali mentation avant son démontage. La présente invention obvie aux inconvénients mentionnés ci-deseus en fournissant une vanne de sécurité perfection- née, munie d'un clapet à fermeture brusque, particulièrement efficace, ladite vanne permettant en outre la-vidange d'un conduit d alimentation en liquide apres coupure du débit. ta vanne de sécurité selon l'invention; du type munie d'un premier clapet et d'un second clapet accouples, est essentiellement caractérisée par le fait que la liaison mécanique est constituée par une tige' reliée sur sa première extrémité par une chape à un bras de commande du premier clapet et, sur sa seconde extrémité; par une rotule disposée dans un doigt articulé coopérant avec une came solidaire de l'axe du second clapet, celui-ci étant fixé Ü un ressort de rappel en position de fermeture, et qu'elle comporte en outre un orifice de bipassedu second clapet ménagé sur la sortie et muni d'un clapet normalement fermé, à commande d'ouverture extérieure. D'autres avantages et caractéristiques de la presente invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale d'une vanne de sécurité selon l'invention, le clapet â fermeture brusque en position oiiverte ; la figure 2 représente une vue schématique en coulpe selon I-I de la vanne-de la figure 1 ; et la figure 3 représente une vue schématique en coupe d'un clapet papillon compris dans la vànne selon la figure 1. Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments. En se référant à ces dessins, une vanne de sécurité selon l'invention comprend un corps 1 muni de conduits 2 et- 3 -pouvant entre connectés en entré-e ou en sortie. Un premier @la- pet 4, du type battant, est monté à pivotement sur un axe 5 transversal R l1axe longitudinal A-A de la vanne, et il peut évehtuellement Gtre sollicité en position de fermeture du conduit 2 par un ressort de rappel 6 don- urie extrémité est solidarisée R une partie fixe 7 du corps de vanne. Sur l'axe 5 est articule un bras de commande 8 du second clapet 4, relié à une chape réglable 9 fixée à une première extrémité d'une tige 10 d'accouplement avec un second clapet 11 disposé dans le conduit de fluide 3 par l'intermédiaire d'organes de liaison qui seront décrits ci-après. lie second clapet aval 11 est du type papillon et ses caractéristiques, faisant partie de la présente invention, seront mieux expliquées en regard de la figure 3. Ce clapet est monté sur un axe 12 perpendiculaire à l'axe A-A et prenant appui dans deux portées convenables 13 et 14 disposées dans le corps de vanne. L'extrémité supérieure de l'axe 12, au-delà du conduit 3 dans le sens transversal, est solidarisée à une came l5 pouvant s'engager par une surface d'abutement 16 sur un doigt 17 portant une encoche complémentaire de ladite sur face 16. Ce doigt 17 est articulé par une premièie extrémité sur un axe 18 parallèle à l'axe 12 et dispos sur la partie fixe 7 du corps de vanne.La seconde extrémité du doigt 17 comporte un logement pour une rotule 19 de l'extrémité de la tige 10 opposée à la chape 9, elle-mAme articulée sur le levier 8 de commande du second clapet 4 par l'intermédiaire d'un ressort 20. L'axe 12 est fixé au-delà de la cane 15 sur un ressort spiral de rappel 21 dont une extrémité est solidaire d'un point fixe du corps de vanne. L'axe 12 se prolonge en outre ållexté- rieur du corps de vanne par un organe d'étanchéité convenable 22, et son extrémité extérieure est fixée a un levier de com- mande 23 pouvant entre mis en position d'ouverture du second clapet 11 de toute manière appropriée, par exemple manuellement par engagement sur un taquet 24, ou sous l'effet de tout organe de commande connu en soi (non représenté) et pouvant être minuté si on le désire. Le conduit 3 du corps de vanne est en outre muni d'un ori-fice 25 disposé au-delà du second clapet 11. Cet orifice peut mettre en communicatinn directe l'entrée et la sortie en constituant un bipasse du second clapet il. t1 orifice 25 est normalement maintenu fermé par un clapet auxiliaire 26 sols l'effet d'un ressort 27, ledit clapet se prolongeant au-delà du corps de vanne par une tige 28 et un organe de préhension dont le rôle sera expliqué ci-åprès. En se référant aux figures 1 et 3, le clapet-papillon 11 comporte un joint torique 29 sur sa périphérie, de fanon connue en soi. Conformément à l'invention, il est fixé dans un évidement de i'axe 12 en portant d'une part sur un fond plat 30 dudit évidement et, d'autre part, périphériquement, sur les parois 31 dudit évidement à profil circulaire et de meme rayon que le clapet. On obtient ainsi, grâce à cette configuration, un clapet-papillon assurant à la fois l'étanchéité et l'équilibrage tout en présentant des forces de frottement; très réduites, nécessaires au fonctionnement. Ce type de clapet, con- forme à l'invention, présente notamment un équilibrage tel qu'il peut s'ouvrir même pour des pressions de fluide importantes. Lorsque le-second clapet 11 est ouvert, le doigt 17 bloque la cane 15 par la surface 36, le premier clapet 4 etant maintenu ouvert par le débit du fluide. Lorsque celui-ci diminue en deçà d'une valeur prédéterminée, la force due au fluide s'exerçant sur le clapet 4 diminue, la force s'exerçant sur le doigt 17 par l'intermédiaire de l'ensemble mécanique 8, 9, 10 et sur le ressort 20 diminue, la force due au ressort 21 devient alors prépondérante et ferme le clapet 11. Il y a lieu de noter que le ressort 20 assure une liaison souple entre le clapet 4 et l'ensemble mécanique 8, 9, 10, donc entre les deux clapets, permettant ainsi d'obtenir un fonctionnement avec pertes de charge minimales, le clapet 4 pouvant continuer à s'ouvrir après que l'ensemble 8, 9, 10, 17 a permis de bloquer le clapet 11 en position ouverte. Le clapet 11 restant en position de fermeture, il est alors possible de vidanger un conduit d'alimentation en liquide relié p & exemple au conduit 2, en ouvrant depuis l'exté- rieur le clapet auxiliaire 26. Le calibrage de l'orifice 25 permet d'obtenir le débit de bipassage désire. Il est bien entendu que la description ci-dessus a été faite à titre d'exemple non limitatif d'une vanne de sécurité comportant un clapet battant et un clapet-papillon. Sans sortir du cadre de l'invention, on pourrait réaliser une vanne de sécurité avec d'autres types de clapets : ainsi, le premier clapet, devant essentiellement présenter un degré d'ouverture fonction du débit du fluide, peut être du type axial. Pe son côté, le second clapet peut être notanmen-t du-type à boisseau ou sphérique. REVENDICATIONS 14 Vanne de sécurité perfectionnée, du type comportant un premier clapet dont le degré d'ouverture est fonction du débit-du fluide, relié à un second clapet à ouverture totale et fermeture brusque par organe de rappel, les deux clapets étant reiiés par une liaison mécanique dont le dés accouplement est commandé par un degré prédéterminé d'ouverture du premier clapet, caractérisée par le fait que la liaison mécanique est constituée par une tige reliée sur sa première extrémité par une chape à un bras de commande du premier clapet et, sur sa seconde extrémité, par une rotule disposée dans un doigt articulé coopérant avec une came solidaire de l'axe du second clapet, celui-ci étant fixé à un ressort de rappel en position de fermeture, et quelle comporte en outre un orifice de bipasse du second clapet et muni d'un clapet auxiliaire normalement fermé à commande d'ouverture extérieure. 2. Vanne de sécurité selon la revendication i, carac térisée par le fait que le bras de commande du premier clapet est.relié audit clapet par l'intermédiaire d'un ressort, assurant une liaison souple entre ledit clapet et son bras de commande. 3. Vanne de sécurité selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le premier clapet est muni d'un ressort de rappel vers sa position de fermeture et dont une extrémité est solidaire d'un point fixe du corps de vanne. 4. Vanne de sécurité selon l'une ciuelc0nylle des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le second clapet est muni dune commande extérieure d'ouverture, solidaire de son axe. 5. Vanne de sécurité selon l'ùne quelconque des revendications 1 à 4, caract'érisée par le fait que premier clapet est du type battant où axial et que le second clapet est du type à boisseau, sphérique ou papillon. 6. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5-, caractérisée par le fait que le second clapet est constitué par un clapet-papillon, muni d'un joint torique à sa périphérie, engagé dans un évidement de son axe, ledit évidement comportant une paroi plane sur laquelle porte ledit clapet et des parois périphériques courbes de même rayon que celui du clapet. 7. Vanne de sécurité selon l'une quelconque des revendications 5 à 6, caractérisée par le fait que l'orifice de bipasse est calibré.