Brevet FR2376352A1 — publié le 19780728

L'invention concerne un dispositif de sécurité à déclen chement automatique pour canalisation de fluide , et plus particulièrement un dispositif de ce type déclenché par la chute de la pression de fluide en aval , afin d'interrompre automatiquement l'écoulement du fluide dans la canalisation Actuellement , il existe des appareils qui modifient , ou qui interrompent le débit d'un fluide lorsque la pression de ce dernier atteint une valeur , soit maximale , soit minimale Toutefois , ces appareils sont de réalisation relativement complexe et onéreuse et ils ne sont pas prévus pour fonctionner en robinet ordinaire dont l'ouverture et la fermeture s'effectuent par la simple rotation d'un bouton , ou d'une manette Cependant , il existe certains appareils déclencheurs qui coupent le débit d'un gaz lorsque la pression descend au-dessous d'une valeur fixée .Ils se réarment et se ferment lorsqu'on fait tourner une manette , mais ils présentent , entre autres , les inconvénients suivants : leur clapet se ferme à contre-pression la pression amont s'opposant à leur fermeture , et de ce fait leur étanchéité n'est pas certaine , surtout s'il y a une élévation de la pression amont De plus , leur capacité est limitée à de petits débits en effet , toute augmentation de la section du siège nécessite le renforcement du ressort qui doit assurer seul la fermeture étanche du clapet à contre-pression , et par conséquent , l'accroissement de la surface de la membrane entrant dans ce dispositif déjà encombrant En outre , le modèle existant a des dimensions qui ne permettent pas son interchangeabilité avec les robinets ordinaires existants Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de sécurité ne présentant pas ces inconvénients , c'est-à-dire un dispositif de petites dimensions , interchangeable avec les robinets existants , et à fonctionnement sur L'invention a pour objet un dispositif de sécurité à fonctionnement automatique pour canalisation de fluide , du type à clapet et à membrane élastique soumise à la pression en aval du clapet, caractérisé en ce qu'il comporte : un clapet auto-centreur verrouillé , en position de fermeture , par la pression amont ; une biellette coudée , pivotant sur un axe passant par son coude , et articulée d'une part sur la tige du clapet , d'autre part sur la membrane ; une-tige de manoeuvre de la membrane portant une pièce munie de deux ergots diamétralement opposés ; et deux rampes constituant des chemins de glissement pour les ergots , et comportant chacune un sommet arrondi encadré par un creux peu profond d'un coté et un creux plus profond de l'autre coté , le sommet correspondant à la position d'ouverture manuelle du clapet , le creux plus profond à la position de fermeture manuelle du clapet , et le creux peu profond à la position de veille normale dans laquelle le clapet est susceptible de se fermer automatiquement en cas de baisse de pression en aval D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit faite avec référence au dessin annexé sur lequel on peut voir Figure 1 , une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention Figure 2 , une vue schématique latérale d'une rampe de guidage utilisée dans le dispositif selon l'invention Figure 3 , une vue en coupe d'un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention Figure 4 , une vue de dessus du bouton de manoeuvre du dispositif de la Figure 3 Figure 5 , une vue de dessus de l'appui du ressort sollicitant en permanence la pièce à ergots Le dispositif de sécurité selon l'invention est destiné à être monté sur une canalisation de fluide , pour interrompre l'é- coulement du fluide des que la pression en aval tombe endessous d'une valeur déterminée A titre d'exemple , le dispositif de sécurité peut être monté sur une canalisation de gaz , en amont d'appareils d'utilisation Dans ce cas , si la pression aval descend au-dessous d'une valeur définie comme seuil de sécurité pour le fonctionnement sans risque des appareils d'utilisation , le dispositif se ferme automatiquement coupant l'arrivée du gaz . Dans ces conditions , le dispositif ne peut s ouvrir sans une intervention manuelle La coupure intervient , notamment lorsqu'unie fuite relativement importante se déclare sur l'installation située en aval du dispositif En se reportant à la figure 1 , on voit que le dispositif comporte un corps 1 muni d'éléments 2 de raccordement à la canalisa tion de fluide à contrôler . L'ensemble d'obturation est constitué par un siège conique 3 et un clapet 4 , éventuellement muni d'un joint torique 5 .La tige du clapet est articulée sur une biellette coudée 7 pivotant sur un axe 8 , passant par son coude et solidaire du corps 1 L'autre extrémité de la biellette est articulée sur une membrane déformable 6 soumise à la pression en aval du clapet , et dont les déplacements commandent ceux du clapet La membrane est maintenue de manière étanche sur sa périphérie , entre le corps principal 1 et le couvercle 10 du dispositif La face supérieure de la membrane 6 est soumise à la pression atmosphérique et elle reçoit , en outre ,la poussée d'un ressort 9 convenablement taré qui est ainsi antagoniste de la poussée exercée par le fluide sous pression sur l'autre face de la membrane La commande manuelle s'opère grâce à une pièce axiale 11 dont la tête 12 peut coulisser à l'intérieur d'un petit boîtier 13 solidaire de la membrane et situé dans son axe On voit que ce boitier peut se déplacer suffisamment par rapport à la tête12 pour permettre le libre jeu de la membrane et la fermeture automatique en cas d'insuffisance de pression et ceci , même si le bouton de manoeuvre est en position d'ouverture. Le positionnement de l'axe 11 de commande manuelle est obtenu en assujettissant ce dernier à une pièce 14 qui comporte deux ergots 15 prenant appui sur deux rampes 16 , symétriques l'une de l'autre , et de courbure convenablement étudiée Chacune de ces rampes 16 présente un sommet C (Fig.2) encadré par un creux peu profond A , correspondant à la position de veille normale , et un creux plus profond E , correspondant à la position de fermeture manuelle du dispositif Ces rampes peuvent être solidaires duqcouvercle 10 du dispositif Un ressort de renvoi 17 applique constamment les ergots 15 sur les rampes 16 Pour placer l'axe Il dans la position qui correspond soit à l'ouverture du clapet , soit à sa fermeture , on fait tourner la pièce à ergots 14 de façon que , par l'effet des rampes 16 elle se mette à la hauteur qui convient La rotation de la pièce 14 est obtenue par l'intermédiaire d'un bouton en forme de capuchon 18 comportant deux rai nures 19 parallèles à son axe et diamétralement opposées dans lesquelles les extrémités des ergots sont engagées et peuvent coulisser Pour fixer le dispositif sur un support tel qu'un mur par exemple , on peut utiliser des pattes de fixation amovibles 20 sur lesquelles le corps du dispositif est adapté par un systè- me à glissières 21 Cette disposition permet , notamment : de monter préalablement la patte de fixation sur le support sans être gêné par le corps du dispositif .Ceci est appréciable dans les cas où l'entr'axe des trous de fixation correspond aux normes des robinets existants ; et d'employer des socles de fixation spéciaux dont le plan des glissières est incliné par rapport au plan du mur support afin de satisfaire à des impératifs d'encombrement d'accessibilité , ou de manoeuvrabilité Le fonctionnement du dispositif est b suivant lorsque le clapet 4 est en position d'ouverture , la contre -plaque 23 de la membrane 6 est appliquée contre la butée de fin de course 24 et elle y est maintenue par l'effet de la pression qui règne en aval du siège 3 Cela n'est possible que si la pression est assez forte pour comprimer le ressort 9 par l'effort qu'elle exerce sur toute la surface inférieure de la membrane 6 Lorsque cette pression devient insuffisante pour maintenir comprimé le ressort , le ressort repousse la membrane 6 , ce qui a pour effet de faire pivoter la biellette 7 autour de son axe 8 et d'amener le clapet 4 en contact avec le siège 3 , entraI- nant ainsi la fermeture du dispositif et l'arrêt du débit du fluide La pression qui provoque la fermeture du clapet est fonction du tarage du ressort 9 Il suffit donc de modifier-la valeur de la force du ressort pour changer la valeur de la pression de déclenchement Si on désire simplement réduire le débit du fluide lorsque la pression descend au-dessous d'une valeur déterminée , il suffit de ménager au travers du clapet , ou au travers du siège un orifice calibré par où le fluide pourrait continuer à s'écouler , à débit réduit , malgré la fermeture du clapet On notera que la fermeture automatique du dispositif reste possible , même si le système d'ouverture et de fermeture manuelle est en position d'ouverture En effet , en position d'ouverture , la tête 12 de l'axe 11 est maintenue par l'intermédiaire de la pièce 14 et de ses ergots 15 prenant appui sur les rampes 16 au point A Or , ce point est à une hauteur , intermédiaire entre les points C et E , telle que la tête 12 permette une course suffisante de l'équipage "membrane-boitier 13" du point D au point B correspondant à la fermeture du clapet Pour ouvrir le dispositif , on applique au bouton de manoeuvre 18 une rotation d'environ 45o vers la droite de manière à faire remonter les ergots 15 aux sommets C des rampes 16 .Dans sa rotation le bouton 18 entraîne la pièce 14 dont les deux ergots 15 coulissent dans les deux rainures 19 Ainsi , les ergots , la pièce 14 et l'axe 11 sont remontés ~ dans ce mouvement la tête 12 se place au point D qui correspond à la fois , à la position des ergots 15 au sommet C des rampes , et à l'ouverture du clapet 4 Cette ouverture remet en pression l'enceinte sous la membrane et , si cette pression est suffisante , la membrane reste appliquée contre la butée 24 , en position d'ouverture .Il suffit alors de ramener le bouton 18 à la position "ouvert" en le faisant tourner à gauche jusqu a ce que les ergots 15 atteignent les points A des rampes Pour fermer manuellement , il suffit d'amener le bouton de manoeuvre à la position "fermé" en le faisant tourner vers la droite d'environ 900 Ce mouvement a pour effet de faire passer la pièce 14-15 par la position C et , ensuite , à la position E , c'està-dire à la position de fermeture forcée , où elle est maintenue par l'effet conjugué des ressorts 9 et 17 A ce point , l'effort du ressort 17 s'exerce sur la membrane par l'intermédiaire des pièces 14, 11 et de la contreplaque 23 et il s'ajoute à celui du ressort 9 Ceci a pour résultat de contre-carrer la poussée contraire due à l'action de la pression sur la membrane et d'amener cette dernière à la position correspondant à la fermeture du clapet Dans l'exemple de réalisation représenté Figure 2 ,le le siège 3 est amovible ; il est maintenu serré par un écrou 22 contre un épaulement prévu pour le recevoirdans le corps 1 du robinet L'écrou 22 a une fonction triple ; il maintient le siège dans son logement , il sert de tubulure de raccordement d'entrée du robinet , et il comporte des nervures de guidage 25 , parallèles à son axe , sur lesquelles glisse le clapet 4 L'étanchéité entre le siège 3 ,'le corps 1 , et l'écrou 22 est assurée par la présence d'un joint annulaire en élastomère 26 Dans l'exemple représenté , l'écrou 22 est maintenu bloqué après vissage dans le corps 1 , par une goupille 27 . Le clapet 4 à portée conique comporte un joint d'étanchéité annulaire 5 en matière synthétique .Le siege 3 est également à portée conique dans le but de faciliter le centrage du clapet sur le siège et également pour assurer un coincement favorable à une meilleure étanchéité Le clapet 4 prolongé par une tige est guidé par les nervures de glissement 25 et par sa fixation articulée à l'aide d'un petit axe sur l'extrémité du bras inférieur de la biellette coudée 7 , par laquelle il est assujetti aux mouvements de la membrane 6 Un élément tubulaire 24 dont la collerette est maintenue, à son extrémité supérieure , appliquée contre le plafond du couvercle 10 par le ressort 9 , a pour effet de limiter la course de la membrane , de telle sorte que le clapet se trouve en position d'ouverture optimale lorsque la contreplaque 23 de la membrane est appuyée contre cette butée par la pression du fluide Le ressort 17 applique les ergots 15 de la pièce 14 sur les rampes 16 . Il prend appui sur la coupelle 28 ( Figures 1 et 2). La mise en place de la coupelle 28 s'effectue en logeant ses ailettes 29 De cette manière , la pièce 28 est verrouillée dans cette position à cause de la présence des bords relevés 31 qu'elle possède Cette coupelle 28 est munie dans son axe d'un tourillon 33 qui sert d'axe de rotation du bouton de manoeuvre 18 . Ce dernier est maintenu , après montage , par un cliclip 32 , ou par tous autres moyens de même efficacité , tels que goupille , ou écrou freiné , par exemple Le dispositif automatique selon l'invention présente notamment les avantages suivants Ce dispositif peut fonctionner en obturateur automatique coupant le débit du fluide dès que la pression descend au-dessous d'une valeur définie Il assure la coupure par le jeu d'un clapet mobile autocentreur s'appliquant sur un siège fixe de telle manière que la pression amont aide à la fermeture .Cette disposition est favorable pour une meilleure étanchéité du dispositif , même et surtout, en cas de forte augmentation de la pression amont Il peut être réarmé manuellement , si les conditions de pression requises sont remplies Il peut également être fermé manuellement comme un simple robinet dont il assure ainsi également la fonction Ces deux opérations d'ouverture et de fermeture se font en tournant un bouton d'un quart de tour par analogie avec la manoeuvre habituelle des robinets couramment employés , ceci , afin de ne pas changer les habitudes des utilisateurs Il est conçu de manière qu'en cas d'utilisation comme déclencheur de sécurité destiné à être placé en amont des appareils utilisant les gaz combustibles , il puisse satisfaire aux mêmes normes dimensionnelles que celles qui sont imposées actuellement pour les robinets courants Autrement dit , il pourra être interchangeable avec les robinets ordinaires d'appareils à gaz existants , conformes aux normes établies Ces normes concernent , notamment , les cotes des pattes de fixation , la hauteur de l"'axe entrée-sortie" , l'écartement des extrémités des tubulures d'entrée et de sortie , et les cotes définissant ces tubulures REVENDICATIONS 1 - Dispositif de sécurité à fonctionnement automatique pour canalisation de fluide , du type à clapet et à membrane élas- tique soumise à la pression en aval du clapet , caractérisé en ce qu'il comporte : un clapet auto-centreur verrouillé , en position de fermeture , par la pression amont ; une biellette coudee , pivotant sur un axe passant par son coude ,-et articulée d'une part sur la tige du clapet , d'autre part sur la membrane ; une tige de manoeuvre de la membrane portant une pièce munie de deux ergots diamétralement opposés ; et deux rampes constituant des chemins de glissement pour les ergots , et comportant chacune un sommet arrondi encadré par un creux peu profond d'un côté et un creux plus profond de l'autre coté , le sommet correspondant à la position d'ouverture manuelle du clapet , le creux plus profond à la position de fermeture manuelle du clapet , et le creux peu profond à la position de veille normale dans laquelle le clapet est susceptible de se fermer automatiquement en cas de baisse de pression en aval 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la membrane porte un boîtier susceptible de coopérer avec 1' extrémité de la tige de manoeuvre pour assurer l'ouverture manuelle du clapet 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une butée pour limiter le déplacement de la mem brane lors de l'ouverture du clapet 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un bouton de manoeuvre muni de deux rainures susceptibles de coopérer avec les ergots de ladite pièce 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un ressort assurant l'appui des ergots sur les rampes 6 - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comporte une coupelle sur laquelle s'appuie ledit ressort