Brevet FR2610070A1 — publié le 19880729

Dispositif automatique d'obturation pour canalisation de fluide L'invention concerne un dispositif autom ticue d'obturation d'une canalisation cylindrique de transport de fluide sous pression stabilisée. L'invention vise particulièrement a procurer un dispositif qui déclenche sans intervention humaine la fermeture d'une canalisation d'alimentation en un fluide, tel que le gaz domestique, du seul fait de la survenance d'une fuite en aval du dispositif ou d'une élévation anormale de température. L'invention vise également à procurer un dispositif qui après obturation ne puisse être remis en service que par une intervention humaine volontaire. Ce résultat est atteint selon l'invention ave un dispositif caractérisé en ce qu'il comporte sur une canalisation de transport cylindrique une zone élargie pour assurer le passage de fluide autour d'un clapet axial et se terminant en aval par un siège de clapet et, dans la même canalisation un clapet axial équilibré susceptible, lorsque le débit de fluide dépasse un seuil prédéterminé, d'entre entrainé par le fluide et applique sur le siège de clapet pour assurer l'obturation de la canalisation. L'invention est encore remarquable par les caractéristiques suivantes - le clapet est constitué essentiellement par un corps cylindrique creux présentant un disque d'obturation et une jupe s'étendant vers l'amont - le clapet est guidé dans la zone d'élargissement de la canalisation par des ailettes radiales assurant à la fois le centrage du clapet, le guidage de ce dernier et son support en position ouverte - lorsque le fluide circule verticalement de haut en bas, le clapet est équilibré par son propre poids - le clapet peut être lesté pour faire varier son seuil de déclenchement - le clapet peut être équilibré soit à titre principal soit å titre auxiliaire par un ressort - l'enveloppe comporte un by-pass obturable permettant une remise en service sans purge de la canalisation - le dispositif est constitué par une enveloppe en deux parties emboîtables définissant un canal d'entrée, une chambre élargie et un canal de sortie - l'enveloppe comporte en amont du clapet une douille pilotée par un ressort et maintenue en position inactive par un ancrage fusible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en demi-coupe verticale d'un obturateur selon l'invention montrant en partie gauche le clapet en position d'ouverture et en partie droité le clapet en position de fermeture, la douille fusible étant inactive. La figure 2 est une vue analogue à celle de la fiugre 1 illustrant le fonctionnement de la douille fusible. L'obturateur représenté sur les figures est destiné à être monté sur une canalisation d'alimentation en fluide et plus particulièrement sur une canalisation urbaine d'alimentation en gaz stabilisée délivrant sous une pression donnée (par exemple 19 mb à Paris) , un débit prévu pour satisfaire la consommation en aval. L'obturateur comporte une enveloppe de forme générale cylindriuqe 1 en deux parties 2 et 3 amovibles, solidarisées entre elles par tout moyen approprié (vissage, fermeture a baïonnette, attaches rapides, etc. ) et dans l'exemple représenté par le filetage de la partie 2 coopérant avec la taraudage de la partie 3. Un joint torique 4 monté a l'extrGmite du filetage de la partie 2 assure l'étanchéité du montage. L'enveloppe 1 comporte un canal d'entree 5, un canal de sortie 6 de meme diamètre interne que celui de la canalisation (non représentée) sur laquelle l'obturateur doit être monte. Entre ces deux canaux l'enveloppe définit une chambre 7 de diamètre supérieur à celui des canaux 5 et 6. Dans cette chambre , un clapet 8 est monté a coulissement libre selon l'axe longitudinal 9 de l'obturateur. Le clapet 8 est un corps cylindrique creux dont le fond légèrement débordant par rapport à la jupe est orienté vers l'ouverture du canal de sortie 6 et forme un disque obyturateur. La jupe du clapet est guidée par des ailettes le, solidaires de l'enveloppe 1, qui assurent le centrage du clapet dans la chambre 7 et guident son coulissement axial. A l'opposé de la jupe, le fond du clapet porte une paroi cylindrique il définissant un réceptable pour un lest éventuel. La paroi 11 comporte en outre une gorge externe pour un joint torique 12. La partie 3 de l'enveloppe 1 est munie d'un bypass 13 reliant l'intérieur de la chambre 7 au canal de sortie 6. Ce by-pass peut être ouvert ou fermé au moyen d'une vis radiale 14 dont l'extrémité porte un joint plat 15 et la tige un joint torique 16. La jupe du clapet 8 est d'un diamètre sensiblement égal au- diamètre interne des canaux d'entrée et de sortie. Le diamètre de la chambre 7 est choisi de manière a créer pour le fluide un passage périphérique d'un volume tel que la perte de charge entre l'amont et l'aval de part et drautre du clapet soit d'environ 5 X. Dans le cas du gaz sous pression stabilisée à 19 mb, cette perte de charge ne doit pas etre supérieure a 1 mb. Le fonctionnement de -l'obturateur est le suivant: En position normale d'alimentation, le clapet e se maintient par son propre poids en butee sur les ailettes 1, dégageant un passage périphérique pour le gaz entre le canal d'entrée 5 et celui de sortie 6. Lorsqu'à la suite d'un incident (rupture de canalisation, ou fuite), le débit du fluide dépasse un seuil prédéterminé, le fluide entraîne le clapet vers l'avant et l'applique sur le siège de clapet constitué par l'épaulement reliant la chambre 7 et le canal de sortie 6. Le clapet reste dans cette position sous l'action de la pression du gaz dans le canal 5. L'alimentation est donc automatiquement coupée en aval de l'obturateur et le reste tant que l'équilibre des pressions n'a pas été rétabli entre l'amont et l'aval. Pour ce faire, après réparation en aval, il suffit d' ouvrir le by-pass 13 en manoeuvrant la vis 14. Le clapet retombe alors en butée sur ses ailettes. L'obturateur assure ainsi une coupure automatique de l'alimentation en gaz dès que la demande en aval dépasse une valeur prédéterminée ; il autorise en outre des interventions de réparation sur le réseau de distribution situé en aval et une remise en service sans avoir à couper ou purger la canalisation aval d'alimentation. Le réglage de la valeur de déclenchement de l'obturateur s'effectue en modifiant le poids du clapet par exemple en plaçant des lests dans le réceptacle ménagé par la paroi 11 sur la tête du clapet. Dans l'exemple représenté l'obturateur est monté en position verticale et le clapet est rappelé en position d'ouverture par la seule gravité. On peut, notamment dans le cas d'un obturateur disposé horizontalement, équiper, 8 titre principal ou auxiliaire, le clapet d'un autre moyen de rappel tel qu'un ressort de compression dont le tarage détermine le seuil de déclenchement. Selon un mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures, l'obturateur est equipe d'un dispositif de déclenchement réagissant à un exces de température. Le canal d'entrée 5 comporte a cet 'effet une douille 17, coaxiale au clapet, 8 montée sur un ressort 18 prenant appui sur un anneau 19. En service, la douille 17 est maintenue escamotee à l'intérieur du canal 5 par un ou plusieurs points 2 de soudure fusible à une température prédéterminée, le ressort 18 étant comprimé. Lorsque la température de l'enveloppe s'éleve au-dela de la température de fusion du ou des points de soudure, l'ancrage de la douille est libéré et celleci, sous l'effet de la détente du ressort 18, vient pousser le clapet 8 contre le siège du canal de sortie 6. Ce dispositif assure une coupure automatique de l'alimentation en cas d'incendie. Bien que l'exemple de réalisation décrit illustre l'application de l'obturateur à une canalisation de gaz, l'invention n'est pas limite à cette application. L'obturateur peut être appliqué à tout fluide en adaptant la dimension de la chambre et le poids du clapet aux pressions de service requises. De même, on a décrit un exemple de réalisation dans lequel les ailettes 1 sont solidaires de la paroi de la chambre. On peut sans sortir du cadre de l'invention utiliser un clapet dont la jupe porte les ailettes, lesdites ailettes ayant de préférence à leur extrémité des patins coulissant le long de la paroi de la chambre. Revendications 1. Dispositif automatique d'obturation pour canalisation cylindrique de transport de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte : sur la canalisation, une zone élargie (7) pour assurer le passage du fluide autour d'un clapet (8) axial, et se terminant, en aval, par un siège de clapet; dans la canalisation, un clapet axial (8) équilibré, susceptible, lorsque le débit du fluide dépasse un seuil prédéterminé, d'être entraîné par le fluide et appliqué sur le siège de clapet pour assurer l'obturation de la canalisation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet axial (8) est constitué essentiellement d'un corps cylindrique creux présentant un disque d'obturation et d'une jupe cylindrique s'étendant vers l'amont. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet axial (8) est guidé dans la zone élargie (7) de la canalisation, par des ailettes radiales (1) assurant à la fois le centrage du clapet, le guidage de ce dernier et son support en position ouverte. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque le fluide circule verticalement de bas en haut, le clapet (8) est équilibré par son poids. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le clapet (8) est lesté par des poids placés sur le disque. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 å 4, caractérisé en ce que le clapet 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, caractérisé en ce qu'il comporte un by-pass obturable (13). 8.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe (1) on deux parties (2, 3 > emboîtables définissant un canal d'entrée (5), un canal de sortie (6) et une chambre élargie (7) interposse entre les deux. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en amont du clapet C8) une douille (1@) pilotée par un ressort (18 > , ladite douille étant maintenue en position inactive par un ancrage fusible (2e). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 a 9, caractérisé en ce que les ailettes (le) sont solidaires de la paroi de la chambre (7). li. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 a 9, caractérisé en ce que les ailettes (1) sont solidaires de la jupe du clapet (8?.