Brevet FR2621095A1 — publié le 19890331

Dispositif de fermeture automatique d'une vanne ou d'un robinet L'invention concerne l'alimentation stabilisée d'un fluide délivrant, sous une pression donnée un débit uniquement limité par la perte de charge du circuit en aval de la mesure de cette pression. C'est le cas principalement des réseaux de distribution de gaz urbain. L'objet de l'invention, est de procurer un dispositif assurant l'obturation automatique du circuit, des que le débit atteint une valeur prédéterminée comme étant anormale. Ce dispositif doit maintenir l'état d'obturation jusqu^ une intervention volontaire de remise en service. I1 doit en outre, ne pas introduire de perte de charge propre excessive dans le circuit. Dans sa demande de brevet Français n 87 16, la demanderesse décrit un clapet équilibré destiné à etre disposé dans une zone de section élargie d'une canalisation, ledit clapet venant s'appliquer sur son siège et obturer la canalisation lorsque le débit dépasse un seuil prédéterminé. L'objet de la présente demande, est l'application d'un clapet de ce type à un robinet 1/4 tour. A cet effet, la présente invention porte sur un nouveau robinet à clapet de sécurité automatique dont le corps comporte une chambre disposée au-dessous du passage axial, entre les deux cotés de la canalisation sur laquelle est monte le robinet, et dont le tournant sphérique est un corps creux ouvert a sa base et prolongé par une jupe cylindrique, s'étendant dans ladite chambre, et logeant un clapet équilibré coulissant librement le long d'un pivot fixé sur le fond de ladite chambre dans l'axe vertical median du robinet. De la sorte, on obtient un robinet qui de manière usuelle peut-etre mis en condition d'ouverture ou de fermeture en manoeuvrant son tournant, et qui en condition d'ouverture est automatiquement obturé par l'application du clapet contre l'étranglement du tournant lorsque la perte de charge en aval du robinet dépasse un seuil prédéterminé. Le diamètre du clapet est légèrement supérieur & celui de l'ouverture de l'étranglement. Cependant de préférence, on a prévu des dispositifs de fuite légère à l'interface du clapet et de son siège, de sorte que lorsque le clapet vient en appui sur son siège, l'étanchéité ne soit pas totale pour que le dispositif ne puisse pas etre utilisé comme un moyen de sécurite totale de coupure en cas d'intervention sur le circuit aval, cette sécurite toale n'étant obtenue que par la fermeture effective du robinet. Ces moyens de fuite peuvent par exemple, etre un crénelage dans la périphérie du clapet. Lorsque l'on veut rétablir le circuit de fluide, et donc faire retomber le clapet, il suffit de manoeuvrer le tournant à 45 pour mettre en communication l'orifice d'entrée et de sortie du robinet dans un plan horizontal afin d'établir l'équipression. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après, d'un exemple de réalisation préférentiel en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue shématique en coupe verticale d'un robinet ou vanne quart de tour classique; la figure 2 est une vue en coupe analogue a celle de la figure 1 d'un robinet conforme d l'invention la figure 3 est une vue de dessus du robinet représenté à la figure 2 la figure 4 est une vue en élévation du tournant du robinet représenté sur les figures 2 et 3 la figure 5 est une vue de dessous de la jupe du tournant la figure 6 est une section de la partie supérieure sphérique du tournant sensiblement au milieu de l'ouverture. Le robinet représenté sur la figure 1 est un robinet quart de tour classique du type de ceux qui sont habituellement montés sur les canalisations de gaz urbain. Le sens de circulation du gaz est matérialisé par la flèche A. Le robinet est constitué d'un corps 1, muni d'une bride d'entree 2, d'une bride de sortie 3 et d'une chambre interne délimitant un passage axial 4 pour le gaz. Le corps est fermé en partie haute par un couvercle 5 muni d'un trou central pour le passage du carré de manoeuvre 7 du tournant sphérique 6 muni d'un trou axial, non représenté, coaxial au passage 4. De part et d'autre de la sphère une bague 8 munie de joints centrée sur l'axe des ouvertures des brides 2 et 3, assure l'étanchéité. Le robinet conforme à l'invention, représenté sur les figures 2 à 6, comporte un corps 1 muni d'une bride d'entrée 2 et d'une bride de sortie 3. Le corps est fermé par un couvercle 5 muni d'un carré de manoeuvre 7 pour le tournant 9 qui sera décrit plus en détail ci-après. Le corps 1 comporte une chambre 1 s'étendant très largement au-dessous du passage axial symbolisé par la ligne 11. Au fond de la chambre est fixé un pivot 12, coaxial au carre 7 sur lequel peut coulisser librement un clapet 13 de constitution analogue à celui décrit dans la demande de brevet 87.16. Sur la figure 1, le clapet 13 est représenté en demi-coupe, la partie droite illustrant la position d'obturation du clapet sur son siège et la partie gauche illustrant sa position d'ouverture au fond de la chambre 1. Le clapet 13 est essentiellement constitué d'un disque obturateur et d'une jupe, il présente à sa partie supérieure une bordure périphérique définissant une enceinte pour des moyens de lestage. Le carré de manoeuvre 7 du tournant 9 se raccorde à une cloche ouverte en direction du fond de la chambre 1 et s'étendant Jusqu'à proximité dudit fond. Le tournant en forme de cloche 9 comporte une partie supérieure 14 de forme sensiblement sphérique, s'étendant sur toute la hauteur du passage axial entre les brides 2 et 3, et munie d'une ouverture verticale 15 de diamètre sensiblement égal à celui de l'ouverture de sortie du corps du robinet et coaxiale à ladite ouverture en position de service normal. La partie supérieure sphérique 14 se raccorde par un étranglement 16 à une jupe cylindrique 17 s'étendant dans la chambre 1 et entourant le clapet 13. L'étranglement 16 porte un croisillon 18 muni d'une bague axiale dans laquelle vient se loger l'extrémité supérieure du pivot 12. Ce croisillon 18 sert de guide d'alignement du pivot 12 dans l'axe vertical du tournant. Du côté de la bride de sortie 3, l'ouverture est équipée d'une bague d'étanchéité 19, sur laquelle porte la partie sphérique 14 du tournant. Du fait de cette disposition, le fluide ne traverse pas comme dans un robinet classique le passage axial entre les deux ouvertures, mais est dévié vers le fond de la chambre où il passe sous la cloche autour du clapet 13 pour aboutir dans la partie superieure sphérique 14 et, de ld, passer dans l'ouverture de sortie. Le parcours du fluide est illustré par la ligne B sur la figure 2. Les dimensions respectives du clapet 13 et de la partie inférieure 17 de la cloche 9 sont calculées en fonction de la pression et de la vitesse du fluide de sorte que la trainée du clapet 13 ne soit pas suffisante pour l'appliquer contre l'étranglement 16 pour un débit déterminé. Dans cette condition, le clapet 13 se maintient par gravité sur une butee ménagée sur le pivot 12. Lorsque par suite d'un incident (rupture de canalisation ou fuite) en aval du robinet, le débit de fuite dépasse un seuil prédéterminé, le fluide entraine le clapet 13 vers le haut et vient l'appliquer sur l'étranglement 16 et reste dans cette position sous la pression du fluide. De préférence, le clapet est d'une dimension telle qu'il n'obture pas complètement l'étranglement 16 avec une parfaite étanchéité, celle-ci n'étant obtenue qu'en manoeuvrant le tournant en position de fermeture. De la sorte, la sécurité absolue n'est obtenue que par une intervention consciente de fermeture du robinet. Lorsque le clapet 13 est en position d'obturation, le circuit de fluide ne peut être rétabli tant que l'équipression entre l'amont et l'aval du clapet n'a pas été faite. L'équipression se rétablit en faisant faire une rotation à 45 dans le sens des aiguilles d'une montre du carré 7 du tournant de façon à mettre en communication l'entrée et la sortie du corps, le fluide pouvant à ce moment passer dans un plan vertical autour de la sphère du tournant puisque celui-ci, est à demi dégagé du clapet d'étanchéité 19. Le clapet d'obturation automatique 13 retombe alors sur sa butée. Ainsi constitué, le robinet comporte trois positions repérées sur le couvercle 5 - une position d'ouverture O dans laquelle le fluide passe sous la cloche autour du clapet - une position de fermeture F dans laquelle le tournant sphérique obture le passage de sortie - une position de purge P dans laquelle le tournant sphérique ne faisant plus étanchéité sur le clapet de sortie 19, l'équipression s'établit directement entre les deux orifices d'entrée et de sortie du corps. Comme on le voit sur les figures 4 et 6, la partie supérieure sphérique 14 du tournant 9 comporte un pan vertical coupé 2 disposé à 45 du plan de l'ouverture 15. Cette disposition a pour but de permettre le demontage du tournant du corps du robinet en le positionnant au droit du clapet d'étanchéité situé sur le corps. Ce démontage peut être nécessaire lorsque l'on veut par exemple modifier le lestage du clapet pour obtenir une obturation automatique à une autre valeur de débit ou encore introduire un autre tournant sphérique pour faire une injection de graisse dans la canalisation. Revendications 1. Robinet à clapet de sécurité automatique constitué d'un corps muni de deux brides de raccordement à une canalisation de fluide et un tournant caractérisé en ce que le corps comporte audessous du passage axial entre les deux brides (2, 3) une chambre (1) munie d'un pivot (12) coaxial au carré de manoeuvre d'une jupe étant monté à coulissement libre sur ledit pivot et en ce que le tournant est constitue d'une cloche (9 > ouverte en direction du fond de la chambre et s'étendant jusqu'à proximité dudit fond, ladite cloche comportant une partie supérieure sphérique (14) munie d'une ouverture verticale (15) se raccordant par un étranglement (16) å une jupe cylindrique (17) s'étendant dans la chambre (1) et entourant le clapet (13), une bague Cl9) assurant en outre l'étanchéité entre l'ouverture de sortie du corps et la partie sphérique (14) de la cloche (9). 2. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie sphérique (14) comporte un pan coupe vertical (2) décalé angulairement par rapport à l'ouverture (15). 3. Robinet selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le disque du clapet 4. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étranglement (16) porte un croisillon (18) d'alignement du pivot (12).