Brevet FR2698946A1 — publié le 19940610

DISPOSITIF DE SECURITE CONTRE LES DEPASSEMENTS DE DEBIT L'invention est relative à un dispositif de sécurité contre les dépassements de débit. Dans les installations de gaz de type connu, comportant par exemple des conduites en polyéthylène dans lesquelles circule un gaz combustible, il est nécessaire d'interrompre l'écoulement du gaz combustible dès que le débit de gaz devient supérieur à une valeur prédéterminée dans le cas du fonctionnement anormal d'un équipement ou d'une rupture de canalisation. L'invention a pour but d'assurer la sécurité des installations connues de gaz combustible au moyen d'un nouveau dispositif, simple à mettre en oeuvre et économique à fabriquer. L'invention a pour objet un dispositif destiné à être inséré sensiblement horizontalement sur une tuyauterie de transport de fluide sous pression, caractérisé en ce que le dispositif comporte une conformation sensiblement tronconique constituant un logement pour une bille sensiblement sphérique et un siège sur lequel la bille est appliquée par le fluide sous pression dès que le débit de fluide dépasse une valeur prédéterminée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la bille est décollée de la conformation tronconique d'une distance prédéterminée lorsque la bille est appliquée sur le siège - le siège est constitué au moins partiellement en un matériau résilient, tel que du polyéthylène - le dispositif comporte une double conformation tronconique dont les troncs de cône sont assemblés par la grande base - au moins un siège présente une conformation annulaire en redent dirigé vers la bille - le dispositif comporte un manchon intérieur et un manchon extérieur délimitant entre eux une chambre annulaire et le manchon intérieur comporte un siège tronconique coopérant avec la bille en cas d'inversion du sens de circulation de fluide - le dispositif comporte une nervure de mise à niveau pour l'installation horizontale du dispositif - à l'exception de la bille prisonnière, le dispositif est réalisé entièrement en matière plastique, du type polyéthylène à haute densité, polyéthylène à moyenne densité ou analogue. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif au regard du dessin annexé dans lequel La figure 1 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale dlun premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 2 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention. En référence à la figure 1, un premier mode de réalisation de l'invention se présente sous la forme d'un raccord 1 destiné à être inséré sur une tuyauterie transportant un fluide sous pression, par exemple un gaz combustible. Le fluide sous pression circule dans le sens des flèches 2 en entrant par une partie amont 3 et en sortant par une partie aval 4. Les parties amont 3 et aval 4 sont raccordées chacune, par manchon électrosoudable ou par raccord mécanique, à une canalisation constituée par exemple par un tube en polyéthylène : ces canalisations de type connu ne sont pas représentées sur les figures. La partie amont 3, réalisée par exemple par usinage ou injection de polyéthylène moyenne densité ou haute densité, comporte un manchon intérieur 5 et un manchon extérieur 6 de forme cylindrique. Le manchon extérieur 6 est emboîté et raccordé par soudure dans l'emboîture avec un manchon 7 de forme correspondante de la partie aval 4 réalisée également dans cet exemple en polyéthylène moyenne densité ou haute densité. Le manchon 7 de la partie aval 4 est raccordé avec la partie tubulaire 8 par une conformation 9 sensiblement tronconique, qui constitue un logement pour une bille 10 sensiblement sphérique. La bille 10 est réalisée par exemple par injection d'une matière plastique, compatible avec le fluide sous pression circulant dans la canalisation. Le centre de la bille 10, lorsque la bille 10 est dans sa position de repos représentée en traits pleins, est situé à l'intérieur du contour 12 correspondant à la section de passage du fluide, de manière à ce que l'augmentation brusque du débit de fluide provoque un déplacement de la bille 10 et soulève légèrement la bille 10 pour la plaquer dans la position représentée en traits pointillés sur une couronne annulaire 13 conformée en redent dirigé vers le centre du raccord. Du fait de la résilience du polyéthylène, la bille 10 subit une réaction élastique de la couronne annulaire 13, ce qui évite tout coincement et blocage de la bille 10 sur le siège 13. On prévoit, en outre, à cet effet, un jeu prédéterminé j correspondant à la retombée de la bille 10 sur la pente de la conformation 9. Selon l'invention, le déplacement de la bille 10 produit une action de limitation du débit du fluide circulant dès que ce débit dépasse un seuil prédéterminé. La bille 10 reste plaquée sur le siège résilient 13, tant que la pression de fluide reste maintenue du côté amont de la canalisation et retombe naturellement sous l'effet de son poids lorsque la pression de fluide devient sensiblement égale à celle régnant du côté aval par équilibrage résultant des fuites légères entre la bille 10 et le siège résilient 13. Selon l'invention, le fonctionnement du dispositif impose que le dispositif soit installé sensiblement horizontalement. Pour faciliter cette installation horizontale, le dispositif comporte une nervure 14 de mise à niveau parallèle à l'axe longitudinal du dispositif. En cas d'inversion brusque du sens de circulation de fluide, la bille 10 est décollée de sa position de repos et est appliquée par la pression de fluide sur le siège tronconique 15 du manchon intérieur 5. La bille est maintenue en position centrale par le fluide sous pression qui se répartit de manière symétrique dans la chambre 16 annulaire située entre les manchons intérieur 5 et extérieur 6. Dans ce cas également, l'équilibrage des pressions permet la retombée par gravité de la bille 10 et le rétablissement de la circulation de fluide dans le sens des flèches 2. En référence à la figure 2, un deuxième mode de réalisation 20 de l'invention comprend deux extrémités 21, 22 et une partie centrale 23 comportant une nervure 24 de mise à niveau horizontale. La partie centrale 23 présente une conformation comportant deux parties tronconiques 25, 26 raccordées entre elles par leur grande base 27. A l'autre extrémité, chaque partie tronconique 25 ou 26 comporte une conformation annulaire 28 ou 29 en redent dirigé vers la grande base 27 et formant siège pour une bille 30 sensiblement sphérique prisonnière à l'intérieur du dispositif. Les modes de fabrication et matériaux utilisés sont de préférence identique à ceux décrits en référence à la figure 1, mais l'invention couvre également le cas des dispositifs réalisés en matériaux métalliques du type acier, fonte, laiton et autres alliages cuivreux ou en matériaux synthétiques ou composites compatibles avec le fluide à transporter. Le fonctionnement du dispositif lorsque son axe 31 est sensiblement horizontal est analogue à celui décrit en référence à la figure 1 : à partir de sa position de repos représentée en traits pleins correspondant à un faible écoulement de fluide dans la canalisation, la bille 10 soumise à une force d'entraînement croissante fonction du débit de fluide circulant dans la canalisation se déplace progressivement à l'intérieur de la canalisation jusqu'à l'une ou l'autre des deux positions représentées en traits pointillés, dans laquelle la bille 10 est plaquée sur un siège 28 ou 29 et interrompt pratiquement l'écoulement du fluide dès que le débit dépasse une valeur prédéterminée. L'invention permet ainsi de couper automatiquement tout écoulement de fluide en cas de dépassement de débit et assure ainsi la sécurité en cas de rupture ou d'incident de circulation de gaz, par exemple combustible, les légères fuites entre la bille et le siège du dispositif selon l'invention ne présentant pas d'inconvénient du point de vue sécurité mais assurant au contraire le rééquilibrage des pressions des parties amont et aval, la chute et le retour à la position d'équilibre de la bille. REVENDICATIONS 1. - Dispositif destiné à être inséré sensiblement horizontalement sur une tuyauterie de transport de fluide sous pression, caractérisé en ce que le dispositif comporte une conformation (9, 25, 26) sensiblement tronconique constituant un logement pour une bille (10, 30) sensiblement sphérique et un siège (13, 15, 28, 29) sur lequel la bille est appliquée par le fluide sous pression dès que le débit de fluide dépasse une valeur prédéterminée. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bille (10, 30) est décollée de la conformation tronconique (9, 25, 26) d'une distance prédéterminée (j) lorsque la bille (10, 30) est appliquée sur le siège (13, 15, 28, 29). 3. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le siège (13, 15, 28, 29) est constitué au moins partiellement en un matériau résilient, tel que du polyéthylène. 4. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif comporte une double conformation tronconique (25, 26) dont les troncs de cône sont assemblés par la grande base (27). 5. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un siège (13, 28, 29 > présente une conformation annulaire en redent dirigé vers la bille (10, 30). 6. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif comporte un manchon intérieur (5) et un manchon extérieur (6) délimitant entre eux une chambre annulaire (16) et en ce que le manchon intérieur (5) comporte un siège tronconique (15) coopérant avec la bille (10, 30) en cas d'inversion du sens de circulation de fluide. 7. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif comporte une nervure (14, 24) de mise à niveau pour l'installation horizontale du dispositif. 8. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, à l'exception de la bille (10, 30) prisonnière, le dispositif est réalisé entièrement en matière plastique, du type polyéthylène à haute densité, polyéthylène à moyenne densité ou analogue.