Brevet FR2407411A1 — publié le 19790525

L'invention concerne un ensemble à soupape pour la détection de fuites ; elle a trait, plus particulièrement, à un ensemble à soupape, détecteur de fuites, applicable à des véhicules de loisirs utilisant des systèmes à gaz butane ou propane. Il est bien connu que l'on rencontre nombre de problèmes et de difficultés lorsqu'il s'agit de mettre en oeuvre des moyens convenables pour indiquer les fuites de gaz éventuelles dans des systèmes à circulation de gaz, particulièrement dans ceux utilisant du gaz butane ou du gaz propane. L'usage se répand de plus en plus de systèmes à fluide aussi, est-il souhaitable de disposer de moyens de détection de fuites qui soient simples, d'un faible prix de revient et d'un fonctionnement sûr. En effet, l'usage continu et accru de logements de loisirs à bas prix, par exemple de maisons mobiles, de caravanes, d'installations-de camping et de bateaux, utilisant des systèmes à gaz propane ou butane, nécessite de prévoir des dispositifs de sécurité, en raison de l'accroissement des volumes potentiels dans lesquels le gaz peut s'échapper entre le réservoir à gaz et les divers dispositifs d'utilisation auxquels ce réservoir est raccordé. En conséquence, la détection en temps opportun de fuites de gaz dans les conduits ou dispositifs d'utilisation peut éviter des conditions précaires de fonctionnement risquant d'engendrer des explosions. Mais, jusqu'à présent, les dispositifs de détection de fuites pour systèmes à fluide ont été, soit inexistants, soit compliqués, soit dtun prix de revient élevé, jusqu'à introduction sur le marché de la soupape détectrice de fuites décrite dans le brevet américain nO 3.583.435. Ce dispositif particulier a éliminé la plupart des inconvénients rappelés ci-dessus, car ledit dispositif, bien que d'un faible prix de revient, est simple et efficace pour déterminer l'existence de fuites dans un système à fluide. La présente invention a trait à des perfectionnements apportés au dispositif décrit dans ce brevet américain antérieur. L'invention concerne donc un ensemble à soupape, détecteur de fuites, lequel comporte un corps avec une cavité tubulaire à deux chambres, l'une de ces chambres étant raccordée à une ouverture d'entrée et l'autre à une ouverture de sortie. Des moyens, constituant un plongeur, sont prévus, avec un orifice raccordé à un- organe tubulaire creux et allongé, cet organe étant placé dans la chambre interne qui communique avec l'ou- verture d'entrée. Des moyens constituant une cuvette transparente ou analogues,laquelle cuvette contient un liquide, sont fixes au corps à l'aide d'un capuchon détachable dans lequel sont pratiquées des ouvertures formant fenêtres,de sorte que le tube porté par le plongeur est visible lorsqu t il est immergé dans le liquide, le gaz se déchargeant sous forme de bulles à partir du tube pour indiquer une fuite dans le système. Le dispositif est placé en aval du régulateur de pression, entre la source d'alimentation en fluide, par exemple un réservoir de butane, et le dispositif d'utilisation généralement raccordé au réservoir par des conduits, le plongeur étant en position normale "ouverte". Le fluide en provenance de la source d'alimentation traverse donc le régulateur de pression, pénètre dans l'ouverture d'entrée de l'ensemble à soupape détecteur de fuites,parcourt les deux chambres de la cavité interne du corps de cet ensemble, et sort par l'ouverture de sortie avant d'être dirigé vers le dispositif d'utilisation. Lorsqu'on désire savoir s'il existe des fuites dans le système, ou le dispositif d'utilisation, ce dernier est mis à l'arrêt pour éviter l'entrainement de fluide depuis la source d'alimentation.Le plongeur de l'en- semble à soupape, détecteur de-fuites,est ensuite enfoncé pour fermer le passage entre les chambres de la cavité interne du corps. Il en résulte que le seul passage disponible pour la circulation du fluide est constitué par l'ouverture d'entrée du corps, par l'orifice du plongeur et par le tube allongé raccordé au plongeur, le fluide se déchargeant alors dans le liquide contenu dans la cuvette et passant ensuite dans la chambre qui communique avec l'ouverture de sortie, puis par cette ouverture de sortie. Lorsqu'il existe une fuite dans le système de fluide ou dans l'un des dispositifs d'utilisation, le fluide continue à circuler dans le dispositif détecteur de fuites, et des bulles, en quantité substantielle, sont formées dans le liquide contenu dans la cuvette transparente. A l'inverse, en l'absence de toute fuite, aucune circulation de fluide ne se fait et aucune bulle n'est formée dans le liquide On a donc réalisé un dispositif de détection de fuites, extrêmement simple et d'un faible prix de revient. L'invention a pour objectifs principaux : - la réalisation dtun dispositif dans lequel la décharge du fluide sous forme de bulles se fait aisément en raison de la taille en biseau de l'extrémité de décharge du tube, - la réalisation dtun ensemble à soupape, détecteur de fuites, comportant des- moyens simples de retenue pour limiter le mouvement vers le haut du plongeur et du tube, et établir le passage necessaire entre ouvertures d'entrée et de sortie, - la réalisation d'un dispositif tel que décrit qui soit simple et d'un faible prix de revient, - la réalisation d'un dispositif tel que décrit pouvant être monté avec des outils simples et classiques, - la réalisation d'un dispositif-tel que décrit dont le fonctionnement est extrêmement simple. Un mode de réalisation de l'invention préféré mais non limitatif sera décrit ci-après en se reportant au dessin annexé sur lequel : - la fig. 1 est une vue en perspective d'un dispositif conforme à l'invention, monté en aval d'un réservoir de gaz, - la fig. 2 est une vue à grande échelle et en coupe du dispositif de la fig. 1, selon la ligne 2-2 de cette figure, - la fig. 3, enfin, est une vue à grande échelle de l'extrémité inférieure d'un tube appartenant au susdit dispositif et dont une partie est coupée. Sur la fig. 1, un réservoir de fluide scellé porte la référence générale 10 . Ce type de réservoir est communément destiné à contenir divers types de gaz liquéfiés, tels que du butane ou du propane,dont l'usage est très répandu dans de nombreux types de véhicules de loisirs ou d'habitations bon marché. Un dispositif à soupape détecteur de fuites, raccordé au réservoir 10, porte la référence générale 12. Le dispositif est placé en aval du régulateur de pression du réservoir et monté entre ce dernier et le dispositif d'utilisation (non représenté), à l'aide de conduits souples 14 et 16. Le conduit 14 est raccordé à l'ou- verture d'entrée du dispositif et le conduit 16 est raccordé à l'ouverture de sortie. L'ensemble à soupape 12 se compose, comme montré sur la fig. 2, d'un corps 18 comportant -une cavité ou alésage 20, ce corps étant divisé en deux chambres internes, à savoir une chambre interne supérieure 22, relativement large, et une chambre interne inférieure 24 de diamètre réduit. La chambre supérieure 22 communique avec une ouverture d'entrée 26, et la chambre inférieure 24 communique avec une ouverture de sortie 28. Les ouvertures d'entrée et de sortie présentent toutes deux des taraudages classiques 30 et 32, respectivement, permettant leur raccordement au système de fluide, le conduit 14 étant raccordé à l'ouverture d'entrée 26 et le conduit 16 à l'ouverture de sortie 28. On peut envisager, si on le souhaite, de fixer un écran ou un filtre (non représenté) dans l'ouverture d'entrée 26, entre le taraudage 30 et la cavité du corps 20, pour éviter que des impuretés solides pénètrent dans cette cavité. Un récipient transparent, portant la référence générale 34, se compose d'un manchon transparent 36 monté, de façon étanche, dans un capuchon 38, avec deux garnitures d'étanchéité, une garniture inférieure 39 et une garniture supérieure 40. Ces garnitures évitent toute fuite de gaz au niveau du raccordement fileté entre le capuchon 38 et le corps 18. Cela signifie que le capuchon est fixé, de manière détachable, au corps au moyen d'un taraudage 42 et d'un filetage 44, le capuchon et le manchon définissant une cavité étanche 45 qui est partiellement remplie d'un liquide 46. Le liquide 46 contenu dans la cavité étanche 45 peut être un liquide quelconque dans lequel le fluide utilisé par le système n'est pas soluble.Il est souhaitable d'utiliser un liquide anti-gel classique, du fait qu'il est aisé de déceler les bulles formées dans ce liquide et qu'un tel liquide ne gèle pas à basse température. Un plongeur portant la référence 47 porte un tube allongé creux 50 qui présente un petit orifice 48, la communication avec cet orifice se faisant par un passage de drainage 52 formé dans le corps 54 du plongeur. Le corps 54 du plongeur est monté coulissant dans la grande chambre supérieure 22 et comporte une rainure annulaire 56 dans laquelle est placé un joint torique 58, lequel porte sur la paroi intérieure de la chambre 22 pour former étanchéité à ce niveau. Des moyens de tension, tels qu'un ressort 60, sont placés dans la chambre inférieure 24 et se prolongent jusque dans la chambre supérieure 22 où ils viennent en butée contre le fond du plongeur 54, de sorte que ce dernier est normalement maintenu en position 1,ouverte" (c'est-à-dire au-delà de la jonction entre chambres inférieure et supérieure). Le mouvement axial maximum du plongeur est limité par des moyens de retenue se composant d'un anneau de blocage 62 fixé au tube 50, en un point de ce tube situé dans un évidement 64 qui est pratiqué à l'extrémité inférieure du corps de soupape 18. Une rondelle 65 et une garniture d'étanchéité 66 sont superposées à l'anneau de blocage. La combinaison formée par l'anneau, la rondelle et la garniture, définit un joint d'étanchéité entre-l'ouverture de sortie 28 et la chambre 45 du récipient transparent 34. Donc, lorsque le plongeur se trouve en position ouverte et que le fluide circule dans les chambres inférieure et supérieure 24 et 22,. la chambre contenant le liquide est isolée hermétiquement au moyen de la garniture 66. Le fluide ne peut donc passer que directement de l'ouverture d'entrée 26 vers le conduit 16, par les chambres 22 et 24 et l'ouverture de sortie 28. Le tube creux 50 fait saillie axialement hors du corps du plongeur 54, de sorte qu'il se prolonge dans la chambre interne inférieure 24 de la cavité 20 par une ouverture 68, l'extrémité de décharge de ce tube se trouvant immergée dans le liquide contenu dans la cavité é-tanche 45. Les systèmes à gaz butane ou propane, tels que ceux utilisés dans les maisons mobiles, les caravanes, les installations de camping, les bateaux ou analogues, se composent essentiellement d'une source de gaz sous pression (le réservoir 10) associée à un régulateur de pression et à une soupape d'arrêt raccordée au réservoir, lesquels sont connus et ne sont donc pas représentés. Des conduits (tels que 14 et 16) raccordent le régulateur de pression et la soupape arrêt aux différents dispositifs d'utilisation du gaz (fours, lampes, etc...). Dans un tel système, l'ensemble à soupape détecteur de fuites est raccordé de façon à faire partie de ce système, entre le régulateur et la soupape d'arrêt, et les dispositifs d'utilisation. L'ensemble à soupape détecteur de fuites est placé dans le conduit de fluide de telle sorte que le gaz issu du réservoir 10 et ayant traversé le régulateur de pression pénètre dans l'ouverture d'entrée 26 du dispositif 12. Le ressort 60 maintenant le plongeur 54 en position normale "ouverte", le gaz pénètre dans la grande chambre supérieure 22 de la cavité 20, puis dans la chambre inférieure 24, avant de sortir par l'ouverture de sortie ?8 et d'emprunter le conduit 16, vers les-dispositifs d'utilisation. Dans le brevet américain n" 3.583.435, le gaz pouvait être dérivé de son trajet principal, pénétrer dans le passage de drainage 52 par l'intermédiaire de l'orifice 23, puis dans le tube creux 50 et le liquide 46, ou pénétrer dans le liquide depuis la chambre inférieure 24 à travers l'ouverture 68, de sorte qu'il créait des bulles dans ce liquide. La présence, dans l'exemple de réalisation représenté, des moyens de retenue qui comportent la garniture 66, évite la formation de bulles lorsque le dispositif est en position "ouverte". La garniture 66 ferme l'ouverture 68 car elle vient en bu tée contre un épaulement 70 de l'évidement 64. Donc, étant donné le scellement formé par la garniture 66, le gaz ne peut pas circuler dans l'orifice 23 et le tube 50, et signaler par erreur une fuite du système. Toutefois, lorsqu'on applique une force axiale vers le bas en appuyant sur le plongeur 54, le ressort 60 est comprimé jusqu'à ce qu'une lèvre saillante annulaire 72, formée à la partie inférieure du plongeur, vienne en butée contre un joint d'étanchéité non-métallique 74 placé autour d'une ouverture 75 formée dans la cavité 20. Un joint d'étanchéité est donc établi entre les chambres supérieure 22 et inférieure 24, et le fluide pénétrant dans l'ouverture 26 ne peut parvenir dans la chambre inférieure 24 qu'en empruntant le trajet formé par l'orifice 23, le passage de drainage 52 et le tube 50. On comprend que, le plongeur 54 étant enfoncé, la garniture 66 des moyens de retenue est éloignéede l'épaulement -70, la chambre 24 étant alors en communication avec la cavité remplie de liquide 45 par l'intermédiaire de l'ouverture 66 alors li obérée. Si l'ensemble à soupape détecteur de fuites est en position de vérification et si les dispositifs d'utilisation sont à l'arrêt, aucune fuite n'existe dans le système et les pressions, de part et d'autre du détecteur, s'équilibrent, aucune circulation de fluide n'ayant lieu. Toutefois, si un dispositif d'utilisation n'est pas à l'arrêt ou s'il y a une fuite dans le système, il se produit une circulation de fluide qui, pour les raisons exposées ci-dessus, s'établit sur le trajet formé par l'ouverture 26, l'orifice 23 du plongeur, le tube creux 50 et le liquide 46, entraînant la formation de bulles 78 à l'extrémité de décharge du tube 50. Ces bulles sont nettement visibles au travers de fenêtres 76 formées dans le capuchon 38 du récipient 34. Le gaz qui forme les bulles 78 n'est pas soluble dans le liquide et il pénètre dans la chambre inférieure 24 par ltori- fice 68, et, sortant par l'ouverture 28, il se dirige vers le point de fuite ou le dispositif d'utilisation ouvert. On peut donc déceler aisément la présence d'une fuite ou le fait qu'un dispositif d'utilisation est ouvert, en observant tout simplement la formation de bulles dans le liquide 46, lorsque le plongeur 54 est en position "fermée" de vérification. On notera que certaines fuites dans le système peuvent être très faibles, le débit de gaz étant alors également très faible. Pour éviter que les bulles restent accrochées à ltex- trémité de décharge du tube 50, cette extrémité est biseautée comme on peut le voir en 80 fig. 3, Un bord annulaire coupant 82 est donc formé, duquel les bulles se détachent aisément. Lorsqu'on rel che la pression axiale sur le plongeur 54, le ressort 60 provoque le retour de ce plongeur en position normale "ouverte", libérant donc le scellement formé par contact étanche entre la lèvre annulaire 72 et le joint non-métallique 74 ; simultanément, la garniture 66 revient en contact étanche avec l'épaulement 70 de l'évidement 64 coupant ainsi la communication entre la chambre inférieure 24 et la cavité remplie de liquide 45 ; le fluide peut donc, de nouveau, circuler dans le système, cette circulation n'étant pratiquement pas entravée par le dispositif 12. Des trous de vis ou boulons 84 et 86 sont prévus pour faciliter l'installation de l'ensemble à soupape détecteur de fuites dans le système. Ces trous traversent de part en part le corps de soupape 18. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.- Ensemble à soupape détecteur de fuites, composé d'un corps comportant une cavité interne définie par une chambre supérieure, communiquant avec une ouverture dten-trée,et par une chambre inférieure,communiquant avec une ouverture de sortie, les deux chambres communiquant entre elles,et un récipient de liquide étant fixé au corps de telle sorte que l'espace au-dessus du liquide est en communication avec la chambre inférieure, un plongeur étant placé dans la chambre supérieure, lequel plongeur est axialement mobile entre une position normale ouverte et une position fermée de test dans laquelle il coupe la communication entre chambres supérieure et inférieure, ce plongeur portant un tube allongé creux dont l'extrémité libre se trouve, en position de vérification, en dessous de la surface du liquide} et ce tube communiquant alors avec la chambre supérieure par un passage pratiqué dans le plongeur, de sorte que, dans cette position de test, la circulation d'un fluide gazeux entraîne la formation de bulles dans le liquide, le susdit ensemble à soupape étant caractérisé en ce que, - dtune part, des moyens dtétanchéité sont montés sur le tube de sorte qu'ils se déplacent avec ce tube lorsque le plongeur est déplacé axialement, et ce de telle manière que la communication est coupée entre la chambre inférieure et le récipient de-liquide lorsque le plongeur se trouve en position normale ouverte, - et, d'autre part, l'extrémité du tube immergée dans le liquide est biseautée pour former un bord annulaire coupant. 2.- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plongeur est associé à des moyens de retenue limitant son déplacement axial relativement au corps, ces moyens de retenue étant fixés au tube, sous la chambre inférieure. 3.- Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de soupape est pourvu d'un évidement formant un épaulement sous la chambre inférieure, cet épaulement étant destiné à venir en contact avec les moyens de retenue et les-moyens d'étanchéité. 4.- Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ouverture faisant communiquer la chambre inférieure-avec l'espace au-dessus du liquide est adjacitte à l'évidement, les moyens d'étanchéité comportant un anneau de blocage fixé au tube de manière détachable, une rondelle superposée à l'anneau de blocage, et une garniture montée sur la rondelle et venant en contact direct avec l'épaulement de l'évidement, l'ouverture précitée étant donc fermée lorsque le plongeur est en position normale ouverte, et la garniture étant éloignée de cette ouverture lorsque le plongeur est en position de vérification, de sorte que le récipient de liquide est alors en communication avec l'ouverture de sortie qui communique avec la chambre inférieure. 5.- Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de retenue se composent de l'anneau de blocage fixé sur le tube et de la rondelle et de la garniture superposées à cet anneau, le déplacement axial vers le haut du plongeur étant limité par la garniture venant en butée contre l'épaulement de l'évidement, en position normale ouverte. 6.-- Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que le récipient de liquide se compose d'un capuchon monté,de manière détachable, sur le corps et pourvu d'une ouverture formant fenêtre, un manchon transparent étant monté dans ce capuchon, et l'ensemble définissant une cavité dans laquelle est placé le liquide.