Brevet FR2582377A1 — publié le 19861128

Soupape à fermeture automatique en cas de fuites de gaz. La présente invention concerne une soupape de passage pour installation de gaz, spécialement conçue pour assurer automatiquement la fermeture ou l'interruption de l'alimentation en gaz en cas de fuites. On sait que,dans les installations de gaz, parfois par suite d'avaries dans le circuit lui-même, parfois en raison de courants d'air qui éteignent les brûleurs, des accumulations de gaz se produisent, entraînant un risque d'explosion. Pour résoudre ce problème, l'invention propose une sou- pape destinée à fonctionner en combinaison avec un "ana- lyseur" d'atmosphère de telle manière que, quand l'ana- lyseur détecte la présence de gaz dans l'atmosphère, que ce soit pour les causes citées précédemment ou pour une autre cause quelconque, l'alimentation en gaz soit automatiquement interrompue. En complément de cette fonction de base de la soupape, celle-ci est également capable d'effectuer l'interrup- tion d'alimentation quand, pour une raison quelconque, se produit une surpression pouvant amener aux brûleurs une quantité de gaz excessive susceptible de causer des problèmes de diverses sortes. La soupape selon l'invention est constituée à partir d'un corps dans lequel est établi un passage coudé pour le gaz, un siège de soupape étant ménagé dans la pre- mière section du passage pour un obturateur ou tête de soupape, la pression propre du gaz et un ressort ten- dant à tout moment à amener l'obturateur en position de fermeture. A partir de la tête de soupape s'étend une tige qui tra- verse le corps de soupape dans le prolongement de la première section du passage coudé, cette tige étant mu- nie dans cette région d'un joint d'étanchéité et étant associée à un bouton d'actionnement, et présentant à sa périphérie, au voisinage du bouton, une entaille circonférentielle à profil en V, dans laquelle s'ajuste un poinçon de blocage. Ce poinçon est associé à la tige d'un électro-aimant de manière qu'en actionnant le bouton pour ouvrir la soupape, on ferme le circuit d'alimentation de l'électro-aimant et que celui-ci,par l'intermédiaire du poinçon, provoque le blocage de la tige de soupape, et, ce qui revient au même, celui de la tête de soupape, en position d'ouverture de la sou- pape. Cet état se maintient indéfiniment tant que le boutOn n'est pas actionné en sens inverse, et que l'alimenta- tion de l'électro-aimant n'est pas interrompue, cette alimentation étant commandée par l'analyseur d'atmos- phère, c'est-à-dire que quand l'analyseur détecte la présence de gaz dans l'atmosphère, il provoque l'in- terruption instantanée du circuit d'alimentation de la bobine de l'électro-aimant. Dans ce cas, la tige est libérée et la pression exercée sur la tête de sou- pape par le gaz et par le ressort auxiliaire provoque la fermeture également instantanée de la soupape. Comme il a été dit, cet état de fermeture peut égale- ment être provoqué par une surpression de gaz. A cet effet, le ressort qui sollicite la tête de soupape est taré de façon appropriée pour que, quand la pression sur la tête de soupape dépasse une valeur prédéterminée, cette surpression provoque le désengagement entre le poinçon et la rainure de la tige de soupape, conduisant à la fermeture de la soupape. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue latérale en coupe d'une sou- pape selon l'invention, montrée en position de fermeture; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, mon- trant la soupape en position d'ouverture; - la figure 3 est une vue partielle à plus grande échelle montrant la coopération entre la tige de soupape et le poinçon associé au noyau mobile de l'électro- aimant; - la figure 4 est une vue de dessous de la soupape, montrant la rondelle sur laquelle s'appuie le ressort agissant sur la tête de soupape. L'examen des dessins montre que la soupape de passage selon l'invention est constituée à partir d'un corps 1 dans lequel, comme indiqué précédemment, est formé un passage coudé pour le gaz. Dans la première section de ce passage est disposée une rondelle crénelée 2, fi- xée au moyen d'un circlip 3, sur laquelle s'appuie un ressort 4, taré de façon appropriée, destiné à agir sur l'obturateur ou tête de soupape 5 et tendant à l'appliquer, avec interposition d'un joint d'étanchéi- té 6, sur un siège tronconique 7 ménagé dans le corps 1. La tête de soupape 5 se prolonge, sur sa face opposée au ressort 4, en une tige 8 qui s'étend au-delà du cou- de prévu pour le passage du gaz et qui traverse le corps 1 en s'engageant dans un orifice 9 pratiqué dans celui-ci. L'étanchéité entre la tige 8 et l'orifice 9 est assurée par un joint torique 10 logé dans une gorge périphérique de la tige, laquelle constitue, en même temps qu'un élément de fixation et de commande pour la tête de sou- pape, un élément de guidage pour celle-ci. La tige 8 présente au voisinage de son extrémité libre une autre gorge périphérique 11 à profil en V, tandis que l'extrémité libre elle-même reçoit un bouton d'ac- tionnement 13 fixé par des vis 12. En liaison avec le secteur terminal du corps 1 o est disposé le bouton d'actionnement 13, et avec l'em- bouchure 14 de sortie du gaz, est prévu un électro- aimant 15 solidarisé au corps de soupape 1 par l'inter- médiaire d'un support 16, la bobine 15 de l'électro- aimant définissant un logement cylindrique 17 o peut coulisser, sous l'effet d'un champ magnétique appro- prié, un piston 18. Ce dernier est relié, par l'inter- médiaire d'une tige 19, à un poinçon 20 dont l'extré- mité frontale en angle est propre à coopérer avec le canal 11 de la tige de soupape 8. En relation avec la structure décrite, le fonctionne- ment de la soupape est le suivant. A partir de l'état de fermeture représenté à la figure 1, on déplace axialement la tige de soupape 8, en fai- sant pression sur le bouton 13, jusqu'à la position limite représentée à la figure 2, dans laquelle se fer- me le circuit d'alimentation de l'électro-aimant 15. Le piston 18 de ce dernier projette alors le poinçon de verrouillage 20 vers la tige 8, et l'extrémité du poinçon se loge dans la gorge 11 de la tige 8, mainte- nant ainsi la tête de soupape 5 dans la position d'ou- verture représentée à la figure 2, en opposition à la pression du gaz et à la tension du ressort 4. Quand l'analyseur d'atmosphère complémentaire de la soupape de l'invention, et non représenté dans les dessins, fournit un signal indiquant la détection de gaz dans l'atmosphère, une coupure se produit dans le circuit d'alimentation de l'électro-aimant 15. En rai- son de la forme en V des profils coopérants des élé- ments 11 et 20, la force exercée sur la tige 8 par le ressort 4 provoque le retrait du poinçon 20 et la tige 8 est libérée, permettant à la tête de soupape 5 de se déplacer jusqu'à la position de fermeture représentée à la figure 1. Cet état peut également être obtenu en cas de sur- pression de gaz. En effet, la pression exercée sur la tête de soupape 5 en position d'ouverture est alors plus grande que celle normalement exercée par le res- sort 4 et le gaz, et le poinçon 20 n'est plus capable de maintenir l'état de verrouillage, ce qui conduit au déblocage de la tige 8 et par suite à la fermeture de la soupape. Bien que, dans l'exemple de réalisation représenté, la sortie 14 et l'entrée 21 de gaz soient filetées inté- rieurement, il va de soi que les raccords de la soupape peuvent être d'un autre type quelconque, comportant par exemple des brides, des manchons à souder, etc. Par ail- leurs, différents matériaux peuvent être utilisés pour réaliser l'assemblage, par exemple le laitoç, le bronze, l'acier inoxydable, les matières plastiques, etc. Il résulte de la description ci-dessus que la soupape passe automatiquement à l'état de fermeture également en cas de coupure de son alimentation électrique. Dans un tel cas, le réarmement est facile et nécessite seule- ment l'exercice d'une légère pression sur le bouton d'actionnement 13 de la soupape. En ce sens, en cas de coupure trop prolongée de l'ali- mentation électrique, il est possible de verrouiller mécaniquement la soupape en position d'ouverture, avec cette réserve que le caractère de sécurité de la sou- pape disparaît alors. L'utilisateur doit donc surveil- ler le rétablissement de l'alimentation électrique pour supprimer le verrouillage manuel. Les matériaux, formes, dimensions et dispositions des éléments sont susceptibles de variations, dans la me- sure o il n'en résulte pas une altération de l'essence de l'invention. Revendications. 1. Soupape de passage à interruption automatique de l'alimentation en cas de fuites de gaz, caractérisée en ce qu'elle est constituée à partir d'un corps (1) dans lequel est établi un passage coudé, un obturateur ou tête de soupape (5) étant disposé dans une première section dudit passage et tendant à s'appliquer sur un siège correspondant (7) au moyen d'un ressort (4) con- venablement taré, la tête de soupape se prolongeant, à l'opposé du ressort, en une tige (8) qui, au-delà du coude du passage, traverse de façon étanche le corps de soupape et reçoit à son extrémité libre un bouton d'actionnement (13),une rainure ou gorge périphérique (11) à profil en V étant ménagée dans ladite tige au voisinage de la tête d'actionnement et coopérant avec un poinçon de verrouillage (20) actionné par le noyau mobile (18) d'un électro-aimant (15), lequel poinçon agit perpendiculairement à la tige, de sorte qu'une pression manuelle sur le bouton d'actionnement pro- voque la fermeture du circuit d'alimentation de l'électro-aimant et le blocage de la tige au moyen de la tête de verrouillage, en position d'ouverture pour la tête de soupape (5), un analyseur d'atmosphère étant en outre prévu dans le circuit d'alimentation de l'électro-aimant et interrompant l'alimentation de la bobine (15) lors de la détection de gaz dans l'at- mosphère, le poinçon de verrouillage libérant alors la tige et le ressort déplaçant la tête de soupape jus- qu'à la position de fermeture. 2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bobine (15) de l'électro-aimant est soli- darisée au corps de soupape (1) à l'aide d'un support (16) présentant un orifice pour le passage d'une tige (19) qui relie le noyau mobile (18) au poinçon de ver- rouillage (20), ce dernier coulissant dans un autre ori- fice du corps, perpendiculaire à celui o est logée la tige de soupape (8).- 3. Soupape selon l'une des revendications 1 et 2, ca- ractérisée en ce que le ressort qui applique la tête de soupape contre son siège s'appuie sur une rondelle crénelée fixée dans le passage d'entrée de gaz à l'aide d'un circlip. 4. Soupape selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ressort est taré de façon à exercer, en conjonction avec la pression du gaz, une tension déterminée sur la tige de soupape, proche de la limite de rétention de celle-ci par le poinçon de ver- rouillage quand la bobine est excitée, de sorte qu'une surpression de gaz provoque le déblocage de la tige de soupape et la fermeture de la soupape. 5. Soupape de passage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bouton d'action- nement est muni de moyens de verrouillage manuel per- mettant de maintenir la soupape ouverte en cas de cou- pure de l'alimentation en énergie électrique.