Brevet FR2708078A1 — publié le 19950127

*t 2708078 La présente invention a trait aux installations de manutention de fLUides sous pression telles que celles destinées au chargement de capacités en gaz combustible et, tout particulièrement, au remplissage des réservoirs de véhicuLes en méthane sous pression. Compte tenu de la valeur très éLevée des pressions en jeu, tout risque de fuite intempestive dans l'atmosphère est absolument inaccepta- bLe sur le plan pratique, alors que s'agissant d'un véhicuLe, L'éventua- lité d'un déplacement intempestif du réservoir en cours de remplissage, déplacement qui peut être dû à une mauvaise immobilisation de L'engin ou à un défaut d'attention de L'usager, peut toujours intervenir avec pour conséquences La déchirure brutale de la canalisation et L'échappement incontr8lé du fluide dans l'atmosphère environnante. C'est ce risque de rupture de la canalisation flexibLe de remplis- sage en cours de chargement que La présente invention entend radicaLe- ment écarter, et ce à L'eide d'un coupe-circuit de sécurité monté sur Ladite canalisation de manière à autoriser, sous L'effet d'une traction axiale dépassant un seui'l déterminé, Le sectionnement en un point pré- cis, ce sectionnement s'accompagnant évidemment de L'obturation auto- matique immédiate de la portion de canalisation amont reliée a la source de fLuide sous pression. La structure générale du coupe-circuit suivant L'invention est analogue à celltte des raccords rapides classiques, en ce sens que Le dispositif est formé par deux éléments mâLe et femelle fixes aux extré- mités de deux portions de canalisation et propres à s'emmancher axia- Lement L'un à l'intérieur de L'autre en provoquant l'ouverture d'un clapet chargé de fermeture prévu à l'intérieur de l'un d'eux, Le ver- rouiLLage étant opéré à l'aide d'une rangée de billes qui sont montées dans l'alésage du corps de l'élément femelle et qui sont commandées radialement pour s'engager dans une dépression annulaire pratiquée dans la paroi extérieure de L.éLément male. Conformément à la présente invention, les billes sont portées par un tiroir apte à se déplacer axiaLement dans un sens ou dans L'autre à l'intérieur de L'alésageFdu corps de L'élément femelle, sous l'action antagoniste de deux ressorts opposés qui tendent à maintenir Ledit tiroir à une position de;verrouillage, tandis que La paroi de L'alésage précité est creusée de deux gorges disposées de part et d'autre de cette position de verrouillage afin de permettre aux billes d'une part de venir, Lors de l'emmanchement initial des deux éléments, se disposer au droit de La dépression de l'élément mâLe avant d'être repoussées dans ladite dépression moyennant recul dutiroir sous l'effet de L'un des deux, ressorts, d'autre part de libérer L'éLément mâle moyennant un effort de traction axiale supérieur à celui appliqué audit tiroir par l'autre ressort. y Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux com- prendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et Les avan- tages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une coupe axiale schématique montrant l'agencement général des deux éléments d'un coupe-circuit suivant l'invention. Fig. 2, 3 et 4 illustrent de la même manière les phases du processus de verrouillage de ces éléments. Fig. 5 représente la position verrouillée. Fig. 6 illustre la dissociation des éléments sous l'effet d'une traction axiale accidentelle exercée sur la canalisation supposée équipée du coupe-circuit suivant fig. 1 à 5. Comme indiqué plus haut, le coupe-circuit représenté est constitué à la manière d'un raccord rapide et comprend donc un élément mâle A et un élément femelle B prévus l'un et l'autre sous forme tubulaire. L'élément mâle A est formé par un corps unique 1 dans l'alésage axial 2 duquel est montée une bittlle 3 qui est destinée à coopérer avec un joint annulaire 4. La partie arriè6re (non représéntée) de ce corps 1 est reliée à la portion de canalisation amont A1 qui communique avec la source de pression A2, de sorte que lè fluide qui parcourt cette portion A1 tend à appliquer la bille 3 contre le joint 5 qui, retenu par un épaulement annulaire interne, forme siège, à la façon d'un clapet chargé. On notera que la paroi extérieure du corps 1 est creusée d'une dépression annulaire 5 à profil arrondi. Le corps de l'élément femelle B est constitué par l'assembLage étanche de deux pièces cylindriques 6 et 7, la pièce 6 étant eLLtte-même reliée à la portion de canalisation aval B1 qui porte en bout le pisto- let ou autre organe pour le remplissage d'un réservoir de véhicule B2. On notera que cette piece 6 est solidaire d'un prolongement axial creux 8 qui est établi à un petit diamètre et qui s'étend à l'intérieur de la pièce 7; le canal axial 9 de ce prolongement 8 débouche par au moins un orifice latéral 10 dans l'espace intérieur de l'aLésage axial 11 de la pièce 7. Dans cet alésage 11 coulisse axialement un tiroir 12 qui est soumis à l'action antagoniste de deux ressorts opposés 13 et 14 qui prennent appui Le premier contre la pièce 6 autour du prolongement 8, Le second " 3 contre le fond annulaire de la pièce 7. Le tiroir 12 est équipé d'une rangée de billes 15 engagées dans des perforations radiales 16 dont la Longueur est Inférieure au diamètre desdites billes, si bien que ces dernières peuvent faire saillie soit vers l'extérieur, soit vers l'inté- rieur du tiroir, Le débouché desdites perforations 16 dans l'atésage axial 17 dudit tiroir étant dimensionné de façon à retenir Les bittlles. On notera que la paroi de l'alésage 11 de la pièce 7 est creusée de deux gorges 18 et 19 destinées à accueillir les billes 15, comme on le verra plus Loin. Ces deux gorges 18 et 19 sont décalées axiatement l'une par rapport à L'autre, de façon à se trouver disposées de part et d'autre de la position de repos assignée au tiroir 12 par Les ressorts 13 et 14, à La manière illustrée en fig. 1. Pour L'emmanchement initial des deux éléments A et B du coupe- circuit, le corps 1 est introduit dans l'alésage 11 à la manière illustrée en fig. 1. Le diamètre défini par les billes 15 à L'intérieur de l'alésage 17 du tiroir,12 par suite de la portée desdites billes contre la paroi de l'alésage 11 est inférieur au diamètre extérieur de la partie terminale du corps 1, si bien que celui-ci vient prendre appui contre lesdites billes (fig. 2). Simultanément, le prolongement 8 s'en- gage dans l'alésage 2 du corps 1, et traverse le joint ou siège 4 en repoussant par son extrémité libre la bille ou clapet 3, de sorte qu'à travers l'orifice 10, il y a communication entre les alésages 2 et 9, c'est-à-dire entre les portions de canalisation A1 et B1. Le mouvement axial d'emmanchement se poursuivant, Le tiroir 12 est repoussé vers la pièce 6 à l'encontre du ressort 13 (fig. 3), si bien qu'à un moment donné les billes 15 vont se trouver disposées au niveau de la gorge 19, c'est-à-dire celle la plus intérieure dans Le corps 6-7 de l'élément femelle B. Les billes 15 peuvent s'effacer radialement sous l'effet de poussée du corps 1 qui pénètre plus avant dans te tiroir 12 jusqu'à ce que lesdites billes se trouvent disposées en vis-à-vis de la dépression 5 (fig. 4). A ce moment le ressort 13, comprimé lors de L'em- manchement, repousse axialement le tiroir 12 vers l'arrière (fig. 5) et la paroi de l'alésage 11 disposée entre les dépressions 18 et 19 com- mande radialement Les billes 15 qui s'engagent dans la dépression 5 en verrouillant axialement les deux éléments A et B. Cette position verrouillée suivant fig. 5 est parfaitement stable du fait qu'il y a alors équilibre entre les actions antagonistes qu'exercent ces deux ressorts 13 et 14 sur le tiroir 12. Aucune fuite ne peut intervenir par suite de l'étanchéité opérée par le siège ou joint 4 contre Le prolongement 8. Si au cours d'une opération de chargement, Le réservoir BZ vient à se déplacer intempestivement alors que l'organe de remplissage associé à la portion de canalisation 81 est resté fixé audit réservoir, l'effort de traction axialeauquel sont soumis les deux éléments A et B du coupe- circuit provoque le recul du tiroir 12 à l'encontre de L'action du res- sort 14 (fig. 6), de sorte qu'à un moment donné les billes 15 vont se trouver disposées au niveau de la gorge 18. Les billes peuvent trouver place dans la gorge précitée en libérant le corps 1 jusqu'à dissociation des deux éléments A et B. La biltLe ou clapet 3 vient prendre appui contre son siège 4 en s'opposant à tout échappement à l'extérieur du fluide véhiculé par la portion de canalisation A1.-La sécurité est donc assurée dans des con- ditions de fiabilité totales et l'on observera que l'incident n'a pro- voqué aucun endommagement du coupe-circuit ou de la canalisation, si bien que les deux éléments A et B sont susceptibles d'être à nouveau emmanchés l'un à l'intérieur de l'autre pour rétablir la continuité de la canalisation de remplissage. IL doit d'ailleurs être entendu que la description qui prë:éde n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domai- ne de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. On conçoit en particu- lier qu'il est possible d'associer au ressort 14 des moyens de réglage propres à permettre la modification du seuil de déclenchement du coupe- circuit. t R EV E N D I C A T I 0 N S 1. Coupe-circuit de sécurité pour installations de manutention de fluides sous pression, comprenant deux éléments mâte et femelle et qui sont propres à s'emmancher axialement l'un dans l'autre en provo- quant L'ouverture d'un clapet interne (3-4), le verrouillage de l'élé- ment mâle (A) dans l'élément femelle (B) étant opéré à l'aide d'une ran- gée de billes (15) qui sont montées dans L'alésage (11) du corps (6-7) de l'étément femelle (B) et qui sont commandées radialement pour s'enga- ger dans une dépression annulaire (5) pratiquée dans la paroi extérieure de l'élément mâle (A), caractérisé en ce que les bittlles (15) sont por- tées par un tiroir (12) soumis à l'action antagoniste de deux ressorts opposés (13, 14) qui tendent à le maintenir à une position axiate de verrouiltLage, tandis que la paroi de l'alésage (11) est creusée de deux gorges (18, 19) disposées,,de part et d'autre de cette position de ver- rouilage afin de permettre auxdites billes d'une part de venir, lors de l'emmanchement initial des deux éléments, se disposer au droit de la dé- pression (5) de l'élément mâle (A) avant d'être repoussées dans celle-ci moyennant recul du tiroir (12) sous l'effet de l'un (13) des ressorts, d'autre part de libérer l'élément mâle (A) sous l'effet d'un effort de traction axiale supérieur à ceLui appliqué audit tiroir (12) par L'autre ressort (14). 2. Coupe-circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet est constitué par une bille (3) que le fluide sous pression qui parcourt la portion de la canalisation (A1) associée à l'étément mâtle (A) maintient appliquée contre un siège annulaire (4) prévu à l'in- térieur de l'alésage axial (2) dudit élément, tandis que Le corps (6-7) de l'éLément femelle (B) renferme axialement un prolongement tubulaire (8) propre à pénétrer dans l'alésage précité (2) et à traverser de ma- nière étanche son siège (4) en repoussant la bille (3), La communication s'établissant à travers au moins un orifice transversal (10) ménagé dans le prolongement (8) précité.