Brevet FR2387405A1 — publié le 19781110

La présente invention concerne des soupapes de rareté et plus particulièrement une soupape permettant d'interrompre le débit d'un gaz combustible lorsqu'il se produit un événement à l'issue duquel le débit de gaz pourrait être dangereux. Par exemple, les caravanes peuvent incorporer un réchaud à gaz alimenté à partir d'un réservoir rempli de gaz de bouteille, qui peut fonc tionner avec sGreté lorsque le véhicule est stationnaire, mais qui peut présenter un risque de fuite lorsque le véhicule est en mouvement. Les fuites peuvent se produire par suite des vibrations lors d'un déplacenent à grande vitesse sur autoroutes ou par suite des inclinaisons prises par le véhicule lors de ses manoeuvres hors des routes.La soupape de sûreté de la présente invention peut être utilisée dans un véhicule mobile et est construite de façon à fermer en réponse à un événement se produisant à distance, tel que la mise en route d'un moteur de véhicule, et à rester ensuite fermée jusqu'à ce qu'elle soit réouverte manuellement. Les dispositifs de l'art antérieur comprennent des soupapes à solénoïde et des soupapes munies d'un moyen d'enclenchement permettant de maintenir un élément de soupape dans une position sélectionnée. Dans certains cas, les soupapes de l'art antérieur sont d'un type permettant leur emploi dans les systèmes sta tionnaires, tels que les usines industrielles, et par conséquent ne conviennent pas pour une utilisation mobile. Dans d'autres cas, les soupapes de l'art antérieur sont construites spécialement pour des applications à haute pression et sont extrêmement chères lorsqu'elles sont utilisées par des consommateurs, tels que des caravaniers.Dans d'autres cas encore, on contact des soupapes à gaz à solénoïde utilisées dans des réchauds domestiques, qui répondent à un capteur de température placé à distance et peuvent comprendre un organe actionné manuellement pour en permettre le fonctionnement lors d'une panne d'alimentation. Dans ce dernier cas, la soupape est ouverte lors de l'application d'un signal électrique et se ferme en réponse à l'absence de signal. De plus, les soupapes à gaz domestiques actionnées par solénolde sont conçues typiquement pour être utilisées dans des applications stationnaires et peuvent fuir si elles sont installées dans un véhicule mobile. La présente invention concerne une soupape de sGreté per mettant d'interrompre la circulation d'un combustible gazeux et, plus particulièrement, des soupapes pouvant tre utilisées dans des véhicules mobiles tels que des caravanes, où il est souhaitable de maintenir un joint efficace, même lorsque le véhicule est soumis aux vibrations de la route, à des inclinaisons ou à une éventuelle collision. La soupape de sûreté selon la présente invention est disposée de façon à se fermer en réponse à un événement se produisant à distance, tel que la fermeture du circuit d'allumage d'un véhicule ou du circuit du démarreur et à rester ensuite fermée, jusqu'à ce qu'elle soit réarmée manuellement.Dès que la soupape se ferme, un moyen d'enclenchement fonctionne qui empêche sa réouverture jusqu'à ce que ce moyen d'enclenchement ait été neutralisé manuellement. La soupape comprend un disque de fermeture et un organe de maintien de celui-ci, apte à maintenir un joint efficace lors de l'inclinaison ou de vibrations du véhicule. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, faite en relation avec les dessins cijoints dans lesquels La figure 1 est une vue schématique fragmentaire d'une caravane munie d'une-soupape de sQreté selon la présente invention ; Le figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, représentant une soupape de sûreté selon la présente invention, à l'état fermé ; La figure 3 est une vue fragmentaire de certaines parties de la soupape représentée dans la figure 2, celle-ci étant ouverte et ; La figure 4 est une vue d'un organe de retenue prise le long de la ligne 4-4 de la figure 2. Dans les figures, la référence 10 se rapporte à une caravane représentée sous forme de remorque 12 attachée à un véhicule de traction 11, bien que remorque et véhicule puissent constituer un ensemble unitaire. Le véhicule est muni d'un réchaud à gaz 13 et d'une source de gaz en bouteille 14 reliée au réchaud par le tuyau 16. Le véhicule comprend un système électrique qui peut être actionné à partir du poste de pilotage. Au moins une partie du système électrique est connectée de façon à recevoir de I'énergie en réponse à la fermeture d'un circuit associé au moteur du véhicule, tel qu'un circuit d'allumage ou un circuit de démarrage. La partie du circuit qui reçoit de l'énergie, tout au moins momen tanément, lors du démarrage du moteur est représentée dans la figure 1, par les câbles de connexion 17, 18 et 19. La soupape de fermeture de sûreté 20 est située de façon à contrôler le débit entre le réservoir de gaz 14 et le tuyau de gaz 16. Comme cela sera décrit avec plus de détails ci-après, la soupape 20 permet l'interruption du débit de gaz en réponse à une excitation momentanée d'un solénoïde 21 et se maintient ensuite fermée jusqu'à ce qu'elle soit réarmée manuellement par action sur l'anneau 22. Par exemple, la soupape est déclenchée pour fermer la fourniture de gaz en répuwee au fonctionnement du circuit d'allumage ou du circuit de démarrage du véhicule, et'alimenta- tion en gaz reste ensuite fermée, sans autre intervention, Jus- qu'à ce que la soupape soit réarmée de façon à ouvrir de nouveau l'alimentation de gaz en agissant manuellement sur l'anneau 22. La soupape 20, objet de la présente invention, est représentée en coupe à échelle agrandie dans la figure 2. Cette soupape comporte un corps 26 constitué d'une partie d'admission 27, d'une cavité centrale 28 et d'une partie de sortie 29. La partie d'admission 27 comporte des filets externes 31 permettant le raccordement à une source de gaz en bouteille. La partie d'admission 27 comprend aussi un orifice d'admission constitué d'une partie filetée intérieurement 32 et d'une partie cylindrique 33, la partie filetée 32 s'étendant vers l'intérieur à partir de l'entrée 34. La partie cylindrique 33 s'étend jusqu'à un épaulement 36, qui comprend un siège annulaire 37. Un court passage 38 s'étend entre le siège de clapet 37 et la cavité centrale 28. Un orifice de sortie 39 s'étend à travers la partie de sortie 29 et communique avec l'orifice d'admission 32, 33 par l'intermediaire de la cavité 28, du passage 38 et du siege 37. La partie de sortie 29 comporte des filets externes 41 permettant le raccordement à un tuyau de gaz tel que 16. Un ensemble de fermeture 42 est placé dans l'orifice d'admission 32, 33, et comprend un organe de retenue perforé 43, un disque de fermeture 44 et un ressort de sollicitation 46. L'organe de retenue 43 a la 'forme d'un bouchon, comportant une partie filetée 47 se vissant sur la partie filetée 32 de l'orifice d'admission et une jupe 48 reçue àl'intérieur de la partie cylindrique 33 de l'orifice d'admission. Une fente pour tournevis 49 s'étend à travers l'organe de retenue 43, fournissant un moyen pour visser cet organe dans l'orifice d'admission. Un passage de gaz 51 s'étend à travers l'organe de retenue assurant la circulation de gaz dans l'orifice d'admission. Un évidement aux parois en gradins 52, 53 est formé dans la partie à jupe 48.L'évidement 53 forme un siège pour le ressort de sollicitation 46, tandis que l'évidement 52 forme une surface de guidage lors du déplacement du disque de fermeture 44. Les évidements 52, 53 limitent le déplacement latéral du ressort 46 et du disque 44 de façon à assurer que le disque de fermeture se trouve en position pour venir en contact avec le siège annulaire 37. Le disque de fermeture 44 comprend une partie à tête 54, et une partie à tige 56 s'étendant dans le ressort de sollicitation 46. La partie à tête 54 est recouverte d'un matériau en élastomè- re ressemblant à du caoutchouc 57, qui fournit une face 58 apte à tre déformée élastiquement de façon former un joint étanche au gaz avec le siège annulaire 37. Un filtre en forme de coupe 59 est inséré dans l'orifi oe d'admission 32 entre l'organe de retenue 43 et l'entrée 34, de façon à protéger l'orifice de dosage 51 et le siège de clapet 37 des particules de poussière qui pourraient entrer, alors que la soupape est extraite d'une bonbonne vide pour e""tre branchée à une bonbonne pleine. Le corps de soupape 26 comprend un bossage 61 s'étendant à l'opposé de la partie d'admission 27. Ce bossage 61 comprend des filets interieurs 62 pour recevoir un ensemble actif 63. Cet ensemble 63 comprend un organe tubulaire central 64 muni d'un épaulement 66 et d'une partie filetée 67. La partie filetée 67 est vissée sur la partie filetée 62 du corps 26, alors que l'épaule- ment 66 est en contact avec une bague d'étanchéité 68, formant un joint étanche au gaz avec le corps 26. Le solénoIde 21 repose sur l'épaulement 66 et entoure la part-ie supérieure de l'organe tubulaire 64. Une pièce polaire 69 est introduite dans la partie supérieure de l'organe tubulaire 64 et comporte une gorge 71 pour une bague d'étanchéité 72, réalisant un joint étanche au gaz entre la pièce polaire et l'organe tubulaire.Une plaque 73 et une vis à tête 74 fixent le solénoIde 21 à la pièce polaire 69, laquelle est emmanchée à force dans l'organe tubulaire 64. Une armature à mouvement de va-et-vient 76 coulisse dans l'organe tubulaire 64, au-dessous de la pièce polaire 69. L'armature 76 comprend un évidement 77, dans lequel est assis un ressort de compression 78 s'appuyant sur la pièce polaire 69. L'extrémité inférieure de l'armature 76 s'étend dans la cavité centrale 28 et comprend un évidement 79, dans lequel peut être fixé un plongeur 81. Le plongeur 81 s'étend au-delà de la surface extrême 82 de l'armature 76, à travers la cavité interne 28, et le court passage 38, et est très rapproché de la face 58 du disque de fermeture 44. La longueur combinée de l'armature 76 et du plongeur 81 est choisie de façon à être légèrement inférieure à la distance séparant la pièce polaire 69 du siège annulaire 37.Ainsi, un mouvement vers le haut d'un petit incrément du plongeur permet au disque de fermeture 44 de fermer de façon étanche le siègeannulaire 37, comme cela est représenté dans la figure 2, alors qu'un mouvement vers le bas d'un petit incrément permet de déplacer le disque de fermeture hors du siège annulaire, comme cela est représenté dans la figure 3. Le corps 26 comprend un bossage 83 comportant une partie à filetage intérieur 84 servant à monter un ensemble d'enclenchement. L'ensemble d'enclenchement comporte un bouchon 86, un axe 87, un ressort 88 et un anneau de déclenchement 22. Le bouchon 86 comporte une partie filetée 89 qui est vissée dans la partie filetée 84 et une partie à collet 91 en contact avec une bague d'étanchéité 92 de façon à former un joint étanche au gaz avec le corps 26. Un alésage en gradins 93, 94, 96, 97 s'étend à travers le bouchon 86, les parties de l'alésage 96, 97 fournissant un moyen pour le montage d'une bague d'étanchéité 98 et d'un bouchon de retenue de joint 99. L'axe d'enclenchement 87 comprend une collerette 101 et un nez 102.Le ressort 88 appuie sur la collerette 101 sollicitant le nez 102 au-dessous de la surface extrême 82 de l'armature 76, de façon à retenir l'armature et le plongeur dans position rétractée de la figure 2. Lorsqu'on désire ouvrir la soupape, l'vanneau d'enclenchement 22 est tiré vers la droite (figure 2) jusqu'à ce que le nez 102 soit extrait du dessous de la surface de l'armature 82, ce qui permet à l'armature et au plongeur de s'abaisser et de déplacer le disque de fermeture 44, comme cela est représenté dans la figure 3. En fonctionnement, une excitation momentanée du solénoïde 21 permet de rétracter l'armature 76 et le plongeur 81 hors du dis que de fermeture 44 vers la pièce polaire 69, ce qui permet au nez 102 de faire saillie au-dessous de la surface de l'armature 82, grâce à l'action du ressort 88, et de retenir ensemble armatureplongeur dans la position rétractée, même si le solénoïde est désexcité. L'ensemble armature-plongeur reste ainsi dans la position rétractée jusqu'à une intervention manuelle sur l'anneau de déclenchement 22. Lorsque l'anneau est tiré sur le côté, le nez 102 est extrait de-la surface 82, ce qui permet au ressort 78 de solliciter l'ensemble armature-plongeur vers le bas pour éloigner le disque de fermeture 44 du siège annulaire 37, comme cela est représenté dans la figure 3. Dans la position ouverte, le gaz peut circuler entre l'orifice d'admission jusqu'à l'orifice de sortie par l'intermédiaire du siège annulaire. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'hom- me de l'art. REVENDICATIONS 1 - Soupape de sQreté permettant d'interrompre automatiquement la circulation de gaz combustible en réponse à un évé- nement se produisant à distance, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps comportant un orifice d'admission (32) pouvant communiquer avec un orifice de sortie (39) par l'intermédiaire d'un siège de soupape (37), un ensemble de fermeture constitué d'un disque (44) placé à l'intérieur du corps et sollicité pour venir fermer de façon étanche le siège de soupape, un plongeur à mouvement de va-et-vient (76) placé à l'intérieur du corps et pouvant venir toucher le disque de fermeture (44), un moyen de sollicitation (78) placé à l'intérleur du corps pour solliciter le plongeur vers une position étendue dans laquelle le disque de fermeture est écarté du siège (37),un moyen à solénoïde excitable à distance (21) monté sur le corps et connecté de façon à solliciter le plongeur vers une position rétractée qui permet la mise en contact du disque de fermeture avec le siege (37), et un organe d'enclenchement libérable manuellement (102, 87, 22) sollicité de façon à retenir normalement le plongeur (76) dans la position rétractée, grâce à quoi une excitation momentanée du moyen à solénoïde (21) permet au plongeur (76) de se déplacer vers la position rétractée, l'organe d'enclenchement (102, 87, 22) retenant ensuite le plongeur dans la position rétractée jusqu'à ce qu'il soit libéré manuellement. 2 - Soupape de sûreté selon la revendication 1, caractérisée en ce que le siège de soupape (37) est placé à l'intérieur de l'orifice d'admission, l'ensemble de fermeture comprenant un organe de retenue perforé -(43) placé à l'intérieur de l'orifice d'admission,cet organe de retenue embrassant le disque de fermeture (44) sans le serrer afin de guider le mouvement de ce disque lorsqu'il vient en contact avec le siège et s'en écarte. 3 - Soupape de sÛreté selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'ensemble de fermeture comprend un ressort de sollicitation de disque (46) en contact avec le disque et avec l'organe de retenue, cet organe de retenue comportant un évidement à gradins (52, 53) définissant un siège pour une extrémité du ressort de sollicitation (46) et une paroi latérale de guidage du déplacement du disque. 4 - Soupape de sûreté selon la revendication 2, carac térisée en ce que l'organe de retenue perforé (43) comprend une ouverture (51) distante du disque de fermeture (44), cette ouverture définissant un passage pour fluide entre l'entrée de l'orifice d'admission (32) et le disque (44) , grâce à quoi une face du disque est exposée à la pression du gaz de l'orifice d'admission et le disque est sollicité pour eAtre en contact avec'le siège (37),