Brevet FR2452043A1 — publié le 19801017

l'invention est relative à un clapet de sécurité pour obturer une canalisation ou une cnpqciLé en cas de contrainte excessive ou de choc. De nombreux types de clapets sont utilisés dans ce but mais ils se révè- lent être trop sensilles ou pas assez, et trop complif-ués. Ils sont souvent desti- nés à rester dans une position déterminée, pnr exemple verticale, et tcut change- ment de position peut entraîner l'obturation du conduit; ce qui ntest pas admissi- le dans le domaine aéronautique par exemple. Le clapet de sécurité suivant l'invention permet d'éviter ces inconvé- nients. Dans celre-ci, en effet, la fermeture est automatique sous l'effet d'une contrainte excessive, quelque soit la position du di; clapet. Un avantage important de l'invention réside dans la simplicité des formes des pièces constituant le dispositif, ce qui permet en outre ime fabrication économique. L'invention a pour objet un clapet de sécurité qui comprend un corps comportant intérieuremert un siège sur lequel peut prendre appui un obturateur sous 'effet d'un ressort, caractérisé en ce que une gorge circulaire d'affaiblissement est prévue sur la surface externe du corps de-:clapet déterminant ainsi deux parties; une première partie contenant le siège avec ltobturateur, et une seconde partie con tenant un moyen-coopérant avec l'obturateur précédent pour le repousser en service nor-mal, de telle sorte que le corps de clapet puisse être déformé, plié ou rompu suivant sa gorge d'affaiblissement en cas de contrainte excessive et/gu de choc, entraînant ainsi la mise hors service du moyen de repoussement de l'obturateur, Lequel s'applique alors automatiquement sur son siège. Un tel clapet de sécurité peut être à double effet et comporter deux ob- turateurs, un dans chacune des deux parties déterminées par-la gorge d'affaìblisse- ment mécanique. Dans ce eass le moyen de repoussement est constitué par un d-oigt~- axial monté à l'extrémité de chaque obturateur, de telle manière que les deux pointes libres de ces doigtes soient dans le prolongement l'une de l-'autre et ar)puyent en butée l'une contre l'autre-pour repousser les obturateurs.Bien entendu, dans ce cas de deux obturateurs,-l'un des ressorts est nettement plus fort que llautre, et le système eat stabilisé en appui de butée. En service normal, les deux doigts ont le même axe. Lorsqu'une contrainte et/ou un choc survient, l'un des axes est déplacé par rapport à l'autre et il se forme entre eux un décalage et un angle suffisant pour que les pointes échappent l'une à l'autre, et ne forment plus butées. Sous l'effet de leur ressort respectif, les obturateurs sont alors automatiquement appli qués sur leurs sièges. Ce clapet de sécurité est susceptible de nombreuses applications, par exemple dans une canalisation ou à la sortie d'un réservoir lorsqu'il est nécessaire dtinterrompre l'écoulement des produits en cas de choc. D'autresscaractéristiques et avantages de l'invention ressortiront au cours de la description ci-après d'exemples de réalisations en référence aux dessins annexés dans lesquels : Fig. 1 est uneded-coupe d'un clapet à double effet d'obturation représen- té en service normal, Fig. 2 est une demi-coupe du clapet à double effet de la Fig. 1, représenté au cours de sa déformation sous l'effet d'une contrainte, Fig. 3 est une demi-coupe d'un clapet à simple effet en service normal, Fig. 4 et 5 montrent un détail de réalisation. Le corps 1 du clapet présente l'aspect général dtun cylindre creux aux extrémités généralement filetées en 2 et taraudées en 3. Dans la partie centrale de ce corps 1 est usinée extérieurement une gorge 4 circulaire de section en "V" (c'est- à-dire triangulaire) déterminée en fonction de ltépaisseur de la paroi du corps 1 et de la sensibilité à donner aux chocs ou autres contraintes.Dans l'exemple repré sente, la profondeur de la gorge 4 est des 4/5e de ltépaisseur de la paroi à cet endroit, et son angle &alpha; d'ouverture est de 45 . Intérieurement le corps de clapet comporte un passage axial comprenant une chambre centrale 5 et deux chambres d'ex trémité 6 et 14. Le fond de la chambre 6 (il en est de mêhe pour la chambre 14) est usiné pour former le siège 7 (ou 15) d'obturateur 8 (ou 16).A l'intérieur de chaque chambre 6 et 14 est assujetti un obturateur et, comme les deux obturateurs sont semblables. pour faciliter l'exposé on a décrit l'un des obturateurs avec ses références, en ajoutant entre parenthèses les références de l autre obturateur. L'obturateur 8 (ou 15) est monté de façon classique; un ressort 9 (ou 17) tendant à l'appliquer sur son siège 7 (ou 15). Dans l'exemple donné, l'obturateur 8 (ou 16) est muni d'une tige-guide 10 (ou 18) dirigée vers l'extérieur et coulissant dans un coussinet 11 (ou 19) relié à la paroi de la chambre qui la contient par des entretoises 12 (ou 20). Bes entretoises 12 sont fixées directement dans la chambre 6 tandis que les entretoises 20 sont fixées à l'intérieur d'un embout 22 vissé dans la chambre 14, dans l'extrémité taraudée 3 du corps 1.En outre ltobturateur 8 (ou 16) est muni d'un doigt axial 15 (ou 21) dirigé vers l'autre obturateur. Les deux doigts se terminent par une tête ou une pointe plus ou moins grande présentant une surface terminale planeoconcave ou convexe, perpendiculaire à l'axe. Bes formes et les dimensions de 1'extrémité des doigts sont déterminées par des épures. Les pointes se font face et se touchent. Chaque doigt a une longueur telle, que l'obturateur qui lui est solidaire se trouve repoussé de son siège à l'encontre du ressort correspondant. Sur la Fig. 1 on remarque que le point d'appui A des deux doigts 13 et 21 n'est pas situé sur le plan B de fragilité déterminé par Ze fond de la gorge 4. Ce plan B traverse la chambre 5 perpendiculairemert à son axe. Dans ltexemple donné, les doigts 13 et 21 n'ont pas la même longueur, le doigt 13 ayant une longuet r dou- ble de celle du doigt 21; mais la longueur des doigts peut être quelconque en fonc tion du résultat recherché. Be clapet de securité peut être fixé sur un réservoir (dont la paroi est représenté par la référence 23) de façon classique, par exemple à l'aide d'écrou 24 vissé sur la partie filetée 2 du corps 1. A ltopposé l'embout 22 vissé dans la par- tie taraudée 3 sert à la fixation d'un tuyau de façon classique. Lorsque un effort ou un choc intervient. par exemple dans le sens de la flèche "F", il se produit une déformation au niveau de la gorge circulaire qui est une zône de plus faible résistance de la paroi du corps 1, de sorte que si la force exercée est supérieure à celle pour laquelle le dispositif peut fonctionner, ltou- verture de la gorge 4 augmente d'un anglet du c8té du choc ainsi que représenté en Fig. 2.Simultanément la pointe du doigt 13 se déplace aussi dtun angle ot et cesse de se trouver dans l'alignement du doigt 21. Dès que cet angle d est dépassé les deux pointas des doigts 13 et 21 ne sont plas en contact et ne se repoussent plus mutuellement. Les obturateurs 8 et 16 aui sont solidaires de ces doigts sont libérés et sous l'action de leur ressort 9 ou 17 ils obturent immédiatement leur partie de canalisation située de part et d'autre de la chambre centrale 5 en venant en contact avec leur siège respectif 7 et 15. Pour déterminer les coordonnées du clapet de sécurité selon l'invention, l'utilisateur doit d'abord indiquer à partir de quelle limite de contrainte le dit clapet doit se fermer. Ensuite on choisit la matière et on détermine la section (au niveau de la gorge) pour qu'il se produise un pliage significatif, pour la contrain- te en question. On mesure l'angle &alpha;;. On conçoit alors le clapet avec ses pointes pour qu'il satisfasse aux fonctions hydrauliques et que les pointes échappent l'une à l'autre à partir de eet angle tt, ce qui permet de déterminer la distance comprise entre le plan A de contact des pointes et le plan B du fond de gorge, pour satisfaire aux épures. Ia réalisation de la Fig. 3 est une forme simplifiée de l'invention, avec un seal obturateur 25 fixé comme dans la réalisation de la Fig. 1 sur un support 26. Comme précédemment, le dispositif comporte deux doigts 27 et 28 placés normalement dans la canalisation selon un alignement axial. La disposition du doigt 28 est ides, tique à la disposition du doigt 21 de la Sig. 1, mais pour le reste, le dispositif de la Fig. 3 ne comporte pas la même symétrie de réalisation parce que la pointe 28 est montée dans la canalisation par l'intermédiaire d'un support fixe 29 vissable b l'intérieur de la dite canalisation; oe support étant réalisé de façon à permettre le passage du produit å transporter. Une telle réalisation peut convenir pour des canalisations pour lesquelles on désire une obturation étanche que du côtd de l'alimentation, et notamment lorsque le dispositif est fixé sur la paroi d'un réservoir. Cette réalisation simplifiée permet également de prévoir la fermeture d'un obturateur sous lteffet d'un choc ou d'une contrainte excessive. On ajuste la section fragilisée (plan B) en vue d'obtenir une déformationfX sous un choc ou un effort inadmissible.On détermine la distance entre les plans A et B, puis le dimen sionnement des doigts pour que le déclenc7lement (et donc la fermeture de ltobtura- teur) soit net pour une déformation &alpha; + # , La forme des extrémités des doigts peut varier ainsi que représenté en Fig. 4 et 5. Dans le premier cas, les doigts 30, 32 sont cylindriques avec une ex trémité convexe 31 pour l'un et concave 33 pour l'autre. On comprend aisément qu'un deplacement d'un angle&alpha; + 6 du doigt 30 lui permet d'échapper à la butée 33, per- mettant ainsi aus obturateurs (non représentés) de venir s'appliquer sur leur siège respectif. La forme et les dimensions de la tête 34 est déterminée par ltépure. R E V E N D I C A T I O N S 1. Clapet de sécurité constitué par un corps comportant un siège interne sur lequel peut prendre appui un obturateur sous lteffet d'un ressort, car3ctérisé en ce que une gorge circ1alaire d'affailissement est prévue sur la surface externe du corps de clapet déterminant ainsi deux parties, une preluière partie contenant le siège avec son obturateur, et une seconde partie contenant un moyen coopérant avec l'obtlurateur précédent pour le repousser en service normal, de telle manière qu'en cas de contrainte excessive ou de choc, le corps du clapet puisse être déformé, plié ou rompu suivent sa gorge dtaffaiblissement entraSnant ainsi la mise hors ser- vice du moyen de repoussement de ltobturateur, lequel stapplioue alors automatiquement sur son siège. 2. Clapet de sécurité selon la revendieation 1, caractérisé en ce que le moyen de repoussement est constitue par un doigt axial solidaire d'une partie du corps de clapet, venant-en butée à ltextrémité d'un autre doigt axial solidaire de l'obturateur de l'autre partie du corps de clapet. D. Clapet de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est à double effet, et que son corps comporte un deuxième siège distancé du premier siège de façon à déterminer entre eux une chambre centrale sous la gorge d'aefai- blissement, et une chambre à chaque extrémité. 4. Clapet de sécurité selon la revendicstion ), caractérisé en ce qu'il est muni d'un embout à l'une de ses extrémités et que cet embout cortient un obtu- rateur avec ses moyens de fixation et de repoussement de l'autre obturateur, lequel est assujetti dans l'autre chambre d'extrémité. 5. Clapet de sécurité selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce gue chaque obturateur est muni d'un doigt axial venant en butée à ltextrémité du doigt axial de l'autre obturateur de telle manière que le point d'appui soit situé dans la chambre centrale mais hors du plan d'affaiblissement de la gorge d'affai- blissement. 6. Clapet de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de repoussement constitué par un doigt de lon tueur appropriee est muni d'une tête dont la surface d'appui est déterminée pour échapper à ltextrémité du doigt lui faisant face, pour une déformation du corps supérieure à un angle W.. 7. Clapet de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le degré de fragilité est fonction de la matière choisie, de la profondeur de la gorge d'affaiblissement et de son angle d'suverture, ainsi que de la distance comprise entre le plan du point d'appui des doigts d'obturateurs l'un contre l'autre, et le plan d'affaiblissement.