Brevet FR2501820A1 — publié le 19820917

X 0 L'invention concerne une vanne à passage direct en tout ou rien, notamment destinée à équiper une installation ou un dispositif d'extinction d'incendie. Les installations fixes de protection contre l'incendie com- portent généralement un réservoir de fluide extincteur sous pression muni d'une vanne dont l'entrée est branchée sur ledit réservoir et la sortie est reliée à un circuit de distribution du fluide extincteur. La vanne d'une telle installation, qui est fermée à l'état de repos, peut être ouverte par divers moyens de déclenchement qui sont généralement commandés automatiquement par un dispositif de détec- tion. C'est ainsi qu'il existe un certain nombre de vannes pour ce type d'application ou des applications voisines qui comportent un cla- pet différentiel. Un clapet différentiel présente deux faces de sections diffé- rentes soumises toutes les deux à la pression du fluide, la face de plus grande section étant disposée dans une chambre de pression qui com- munique avec le réservoir par un petit conduit calibré. Le clapet, ainsi sollicité de manière différente sur ces deux faces opposées, prend une position de repos dans laquelle il obture 1' orifice de sortie, tandis qu'un dispositif de perte de charge est prévu pour abaisser brusquement la pression de la chambre de pression et en- traîner un mouvement du clapet qui permet de libérer ainsi l'orifice de sortie et obturer le conduit de communication de la chambre de pression. Tous ces appareils possèdent nécessairement des orifices d'en- trée et de sortie non coaxiaux et la plupart du temps avec des axes sen- siblement perpendiculaires. Cette particularité présente notamment l'in- convénient d'entraîner des risques de bourrage ou d'encrassement en fonction du fluide extincteur utilisé. Il est en effet recommandé pour un nombre important de pro- duits d'extinction propulsés par un gaz sous pression, d'avoir un par- cours avec un minimum d'obstacles ou de difficultés. En outre, les vannes sus-mentionnées sont toutes particulière- ment onéreuses et difficiles à fabriquer. Pour remédier aux inconvénients sus-mentionnés, l'invention 250 1820 propose une vanne à passage direct de construction particulièrement sim- ple. La vanne, selon l'invention, comporte un corps muni d'un alé- sage dans lequel est monté un élément mobile différentiel qui peut cou- lisser de manière étanche entre une position de repos et une position dans laquelle la vanne est ouverte, la position de repos étant obtenue par la pression exercée par le fluide de part et d'autre dudit élément tandis qu'un dispositif de déclenchement par perte de charge est prévu pour abaisser brusquement la pression d'un côté de l'élément et provo- quer son coulissement vers la position d'ouverture. Cette vanne est remarquable en ce que les orifices d'entrée et de sortie de la vanne présentent un axe commun et que l'élément mo- bile est un percuteur monté coulissant selon ledit axe et qui est des- tiné à venir crever, dans sa position d'ouverture, un opercule obtu- rant de manière étanche au repos l'orifice de sortie, tandis que ledit percuteur présente un alésage longitudinal qui constitue un passage pour le fluide sous pression. Un mode de réalisation préféré, selon l'invention, est re- marquable en ce que le percuteur présente la forme d'un tube muni d'un collet qui peut coulisser de manière étanche entre deux épaulements amont et aval aménagés dans le corps et qui déterminent des butées respectivement pour les positions de repos et d'ouverture, tandis que la partie tubulaire amont, qui s'étend d'un côté du collet vers 'lori- fice d'entrée, est monté coulissant de manière étanche dans un alésage du corps et possède une section droite légèrement supérieure à la sec- tion droite de la partie tubulaire aval qui s'étend de l'autre côté du collet et qui ménage, en position de repos, un petit passage de fluide entre son extrémité et l'épaulement aval, lequel petit passage est obturé par ladite partie aval dès le début du coulissement du per- cuteur, le dispositif de déclenchement par perte de charge étant aména- gé de manière à abaisser brusquement la pression dans la zone située du côté aval du collet. Avantageusement, dans ce cas la partie tubulaire aval du per- cuteur est biseautée à son extrémité de manière, d'une part à former le petit passage de fluide entre l'épaulement aval et une partie seulement de ladite extrémité, et d'autre part à faciliter le perçage de l'oper- cule de sortie. 250 1820 Selon une construction l'épaulement aval est formé par une bague disposée de manière étanche dans le corps de la vanne et dans la- quelle est fixé l'opercule de sortie, la partie tubulaire du percuteur pouvant coulisser de manière étanche dans ladite bague. De préférence la distance comprise entre l'extrémité du per- cuteur la plus proche de l'opercule de sortie et ce dernier, est au moins égale àla longueur de la partie amont du percuteur prise entre son extrémité et le collet, de telle sorte que le mouvement de coulis- sement du percuteur est accéléré en fin de course avant le perçage de l'opercule dès que le fluide peut agir sur la face amont du collet. Le dispositif de déclenchement peut être constitué par un ori- fice latéral du corps obturé par un opercule, destructible par tout Mo- yen, mécanique, pneumatique, pyrotechnique ou électrique, Une vanne selon l'invention peut avoir de multiples applica- tions. Dans une installation fixe de protection contre l'incendie, son orifice d'entrée est alors branché sur un réservoir de fluide extinc- teur sous pression et son orifice de sortie sur un circuit de distribu- tion, tandis que le dispositif de déclenchement est commandé par un dis- positif de détection d'incendie. Toutefois, il est aussi possible de disposer cette vanne sur un extincteur mobile à déclenchement manuel, par exemple par traction, et dont la sortie est éventuellement pourvue d'un distributeur à débit variable. Elle peut également équiper un réservoir de gaz sous pression destiné à d'autres finscomme le gonflage par exemple. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion qui va suivre et qui se réfère à la figure unique annexée, qui mon- tre un mode préféré de réalisation selon l'invention, dans sa position fermée (représenté en coupe axiale). La vanne représentée sur le dessin comporte un corps 1 muni d'un orifice d'entrée 2 et de trois alésages cylindriques principaux et successifs 3, 4 et 5 de diamètres respectivement croissants à partir dudit orifice. Les transitions de ces trois alésages successifs forment deux épaulements intérieurs respecteivements 6 et 7. Dans l'alésage 5 et sur l'épaulement 7 est disposée une bague 8 munie de joints d'étanchéité 9, 10 et 11 respectivement latéral, inté- 250 18 2 0 rieur et de dessus. L'ajour central de la bague 8 est obturé par un opercule 12 destructible. Ce dernier est fixé de manière étanche dans la bague 8 au moyen, dans cet exemple, de l'anneau 13 vissé dans la bague et qui serre la périphérie de l'opercule par l'intermédiaire de joints d'étanchéité. Dans l'alésage 5 et au-dessus de la bague, est vissée une pièce annulaire 14 destinée à fixer ladite bague en constituant un ori- fice de sortie 15. Dans les alésages 3 et 4, est monté, de manière coulissante, un percuteur tubulaire 16. Le percuteur 16, comme le montre la figure, est d'une seule pièce et présente un collet 16a qui coulisse de manière étanche dans 1' alésage 4. Dans la position de repos montrée, le collet 16a repose par sa face amont sur l'épaulement intérieur 6 du corps 1. De part et d'au- tre du collet 16a, ledit percuteur comporte respectivement une partie tubulaire amont 16b qui peut coulisser de manière étanche dans l'alésa- ge 3, et une partie tubulaire aval 16c dont l'extrémité est biseautée. Le biseau d'extrémité de la partie 16c est tel que sa région la plus rapprochée de l'opercule 12 s'applique contre la paroi intéri- eure de la bague 8 tandis que sa partie la plus éloignée ménage un pas- sage de petite section pour le fluide entre elle-même et ladite bague 8. Il est clair, comme le montre la figure, que la partie tubu- laire 16c présente un diamètre extérieur pratiquement égal au diamètre intérieur de la bague 8 et que sa pointe dépasse le joint 10 de la ba- gue 8. t Il est important de noter que la section droite de la partie tubulaire 16b est légèrement supérieure à la section droite de la par- tie tubulaire 16c, l'alésage 3 du corps 1 étant à cet effet plus grand que l'ajour central de la bague 8. La bague 8, la partie tubulaire 16c et le collet 16a forment une chambre annulaire à volume variable référencée 19. - Le corps 1 est pourvu d'un orifice latéral 17 qui, dans la position montrée, débouche dans la chambre annulaire 19 et qui s'ouvre vers l'extérieur ou du moins dans un espace basse-pression. L'orifice 17 est obturé par un deuxième opercule 18 destruc- tible. La section de l'orifice 17 est supérieure à la section du passa- 250 18 2 0 ge ménagé entre l'extrémité de la partie 16c du percuteur et la bague 8. Cette vanne est en outre munie d'un dispositif de déclenche- ment (non représenté) qui peut être électrique, pyrotechnique, mécani- que, pneumatique, etc., destiné à détruire ou à déchirer l'opercule 18. Le dispositif de déclenchement est de plus éventuellement commandé par un système de détection d'incendie. Sans qu'il soit nécessaire de préciser davantage,l'orifice 2 communique directement avec l'alésage 3 par une série d'autres alésa- ges de diamètres divers. En outre, le corps 1 est adapté pour être rac- cordé du côté de l'orifice 2 à un réservoir ou circuit sous pression, par exemple au moyen d'un filetage extérieur. Le fonctionnement de la vanne selon l'invention est mainte- nant simple à comprendre. Dans la position de repos représentée, c'est-à-dire en posi- tion fermée, le fluide sous pression traverse le percuteur et parvient par le passage dans la chambre annulaire 19. Etant donné que la section droite de la partie 16b est très inférieure à la section droite du percuteur au niveau du collet 16a, ledit percuteur est sollicité à rester dans la position représentée. Lorsque l'opercule 18 est détruit ou déchiré par tout moyen approprié, la pression qui règne dans la chambre annulaire 19 subit une chute brutale. Comme il a été dit ci-avant, la section de l'orifice 17 est plus grande que la section de passage du fluide entre le percuteur et la bague, de telle sorte que l'orifice 17 a un débit de fuite plus grand que le débit de remplissage de la chambre annulaire 19 et le per- cuteur 16 est poussé vers l'opercule 12 qu'il vient crever par son ex- trêmité biseautéelibérant ainsi le passage du fluide entre les orifi- - ces d'entrée et de sortie 2 et 15. Au début du coulissement du percuteur 16 vers l'opercule 12, la force de poussée est due à la différence des sections droites des parties 16b et 16c, le collet 16a étant pratiquement soumis à la pres- sion atmosphérique. L'extrémité de la partie 16c ferme rapidement l'ac- cès du fluide à la chambre annulaire 19, grâce au joint 10 de la bague 8. En outre, après un parcours égal à la longueur de la partie tubulaire 16b, la pression s'exerce dans l'alésage 4 sur toute la sec- tion du percuteur au niveau de son collet 16a et ledit percuteur subit alors une accélération qui augmente son action et diminue sa durée de réaction, le percuteur venant en fin de course par son collet 16a en butée contre la bague 8. La vanne qui vient d'être décrite est aisément remise en état après un fonctionnement, l'opercule 12 étant facile d'accès. De très nombreuses modifications ou variantes peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention. - C'est ainsi, notamment, que le percuteur peut avoir une forme différente, avec par exemple une partie 16c non biseautée. En outre, l'opercule 18 peut être remplacé, par exemple, par un circuit soumis au fluide sous pression et pourvu d'ampoules de détec- tion à bas point d'ébullition. a 250 1820 REVENDICATIONS 1) Vanne à passage direct en tout ou rien dont l'orifice d' entrée (2) est relié à un circuit ou réservoir de fluide sous pression et qui comporte un corps (1) muni d'un alésage dans lequel est monté un élément mobile différentiel qui peut coulisser de manière étanche entre une position de repos et une position dans laquelle la vanne est ouverte, la position de repos étant obtenue par la pression exercée par le fluide de part et d'autre dudit élément, tandis qu'un dispositif de déclenchement par perte de charge est prévu pour abaisser brusque- ment la pression d'un côté de l'élément et provoquer son coulissement vers la position d'ouverture, caractérisée en ce que les orifices d'en- trée (2) et de sortie (15) de la vanne présentent un axe commun et que l'élément mobile est un percuteur (16) monté coulissant selon ledit axe et qui est destiné à venir crever, dans sa position d'ouverture, un opercule (12) obturant de manière étanche au repos l'orifice de sortie, tandis que ledit percuteur présente un alésage longitudinal qui consti- tue un passage pour le fluide sous pression. a 2) Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le percuteur (16) présente la forme d'un tube muni d'un collet (16a) qui peut coulisser de manière étanche entre deux épaulements amont et aval aménagés dans le corps (1) et qui déterminent des butées respective- ment pour les positions de repos et douverture, tandis que la partie tubulaire amont (16b) qui s'étend d'un côté du collet (16a) vers l'ori- fice d'entrée (2) est monté coulissant de manière étanche dans un alé- sage (3) du corps et possède une section droite légèrement supérieure à la section droite de la partie tubulaire aval (16c) qui s'étend de l'autre côté du collet et qui ménage, en position de repos, un petit passage de fluide entre son extrémité et l'épaulement aval, lequel pe- tit passage est obturé par ladite partie aval dès le début du coulis- sement du percuteur, le dispositif de déclenchement par perte de charge étant aménagé de manière à abaisser brusquement la pression dans la zo- ne située du côté aval du collet (16a). 3) Vanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que la partie tubulaire avale (16c) du percuteur est biseautée à son extrémi- té de manière, d'une part à former le petit passage de fluide entre 1' épaulement aval et une partie seulement de ladite extrémité, et d'autre 250 1820 part à faciliter le perçage de l'opercule (12) de sortie. 4) Vanne selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'épaulement aval est formé par une bague (8) disposée de ma- nière étanche dans le corps de la vanne et dans laquelle est fixé l'o- percule (12) de sortie, la partie tubulaire (16c) du percuteur pouvant coulisser de manière étanche dans ladite bague. ) Vanne selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la distance comprise entre l'extrémité du percuteur la plus proche de l'opercule (12) de sortie et ce dernier, est au moins égale à la longueur de la partie amont trêmité et le collet (16a) de telle sorte que le mouvement de coulis- sement du percuteur est accéléré en fin de course avant le perçage de l'opercule dès que le fluide peut agir sur la face amont du collet (16a), 6) Vanne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif de déclenchement est constitué par un orifice latéral (17) du corps obturé par un opercule (18) destructible par tout moyen, mécanique, pneumatique, pyrotechnique ou électrique. 7) Vanne selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que son orifice d'entrée (2) est branché sur un réservoir de fluide extincteur sous pression et son orifice de sortie (15) sur un circuit de distribution, tandis que le dispositif de déclenchement est commandé par un dispositif de détection d'incendie.