Brevet FR2703133A1 — publié le 19940930

DISPOSITIF DE COUPURE D'ALIMENTATION EN GAZ NATUREL, D'UNE CANALISATION EN DEPASSEMENT DE DEBIT NORMAL D'UTILISATION. La présente invention a pour objet de couper automatiquement T'arrivée de gaz entre la canalisation principale et les conduits d'alimentation sous pression moyennement élevée en vue de la distribution de gaz a divers usagers dans le cas où le débit dépasse l'utilisation normale. Ces dépassements accidentels de débit peuvent être occa sionnés par arrachement ou perforation de la canalisation au cours de travaux de terrassement ou incidents sur l'installation de l'utilisateur, de tels incidents peuvent être source de danger et provoquer une surconsommation de gaz. Aucun dispositif de sécurité n'est prévu à ce jour et la présente invention vise à remédier de manière instantanée aux inconvénients précités, dans l'attente d'une remise en état. L'invention vise encore à être facilement intégrable, de faible encombrement, de fonctionnement autonome pouvant être enterrée à faible coût d'installation. Ces buts sont atteints grâce à un dispositif de coupure instantanée d'arrivée d'un fluide gazeux dans la portion de conduite d'alimentation située entre la conduite principale et le conduit d'alimentation reliant l'usager, caractérisé en ce qu'il comprend une courte canalisation intermédiaire composée d'un logement conique dans lequel, en fonction des variations de pres Si on, une ogive évolue. En cas de débit maximal prédéterminé et quelque soit la pression de gaz, 1 'ensemble constitué du clapet et de l'ogive, se déplacera pour s'appuyer sur le siège obturant ainsi l'orifice de passage du fluide. Selon un mode de réalisation avantageux, ledit système comprend un ressort helicoidal de charge prédéterminée et de fai-ble raideur exerçant une force sur l'ogive à section fixe soumise à une différence de.pr.ession engendrée par une perte de charge en fonction du débit du fluide gazeux. La charge fixe du ressort peut être prédéterminée de ma niera à obtenir la valeur désirée de la perte de charge de la pression en fonction du débit du fluide gazeux. Cette perte de charge est crée par le débit du fluide gazeux au travers dune section de passage entre l'ogive et le logement conique. D'une manière générale, l'utilisation de ce systeme en fonctionnement normal de l'utilisateur permet d'obtenir de faibles pertes de charges de pression, compatibles avec un bon fonctionnement de l'installation et dans le cas d'un dépassement du débit du fluide gazeux préalablement déterminé, une coupure instantanée de l'alimentation du gaz par le positionnement de l'ogive et du clapet sur le siège, obturant ainsi l'orifice du siège, empêchant tout passage du fluide gazeux. Lors d'un dépassement du débit du fluide gazeux dû à un incident sur la canalisation reliant la canalisation principale à celle de l'usager, le système obture l'orifice du siège empêchant ainsi tout passage du fluide gazeux; il restera dans cette position jusqu'à intervention et remise en état de 1 'ins- lallation. Pour que le système revienne à une position permettant le fonctionnement normal de l'installation, il faut impérativement un rééquilibrage des pressions dans la canalisation principale et celle reliant l'usager de part et d'autre de l'ogive, seule condition pour que le ressort remette l'ogive en position de fonctionnement normal de l'installation, trois pro cédures sont envisagées a) Injection, dans la canalisation reliant l'usager, de gaz à une pression au moins égale à celle de la canalisation principale. b) Utilisation en dérivation du dispositif de sécurité d'une tuyauterie de faible diamètre munie d'une vanne manuelle extérieure reliant la canalisation principale à celle reliant l'usager afin de rééquilibrer la pression dans les deux canalisations par ouverture de la vanne manuelle extérieure. c) Rééquilibrage automatique de pression entre la canalisation principale et celle reliant l'usager par une communication très faible située dans le clapet, dans le cas où la canalisation de l'usager se trouve de nouveau parfaitement étanche (débit nul).Rééquilibrage des pressions à débit constant quelque soit la pression de gaz dans la canalisation principale. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante,en référence aux dessins annexés,sur lesquels: -La figure 1 est une vue schématique d'une installation d'alimentation en gaz à laquelle est ajoutée le dispositif de sé curité de coupure de gaz en maximum de débit selon l'invention. -La figure 2 est une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation particulier du dispositif de sécurité selon l'invention (en fonction d'une pression et à un débit normal d'utilisation). -La figure 3 est une vue schématique en coupe du dispositif de sécurité lorsque le débit de fluide gazeux se trouve en dépassement du débit du fluide gazeux préalablement déterminé,le clapet (13) en appui sur le siège (17). -La figure 4 est une vue schématique en coupe du dispositif de sécurité selon l'invention avec la communication (21)située dans le clapet (13) en appui sur le siège (17).La communication (21) limitée par le positionnement de l'ogive (12) en fonction de la pression (Pe) permet le rééquilibrage automatique de la pression (Ps).A débit faible et constant,quelque soit la pression de gaz(Pe),le débit est défini par une section de passage (21)varia bie en fonction de la position de l'ogive (12) sur le clapet (13) sous l'effet de la pression de gaz (Pe). -La figure 5 est une vue schématique en coupe d'un autre mode de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention, montrant d'autres dispositifs d'étanchéité (11) entre l'ogive(12) et le clapet (13) et l'utilisation d'un ressort de compression(15) La figure 1 représente le schéma d'une installation d'alimentation en gaz naturel des appareils d' utilisation(4) .Une canalisation principale (1) gérée par GAZ de FRANCE sur une zone pro tégée administrativement Une canalisation (2) sur une zone à risques,ex.:arrachement ou perforation de la canalisation au cours de travaux de terrassement.Des appareils d'utilisation (4) sur lesquels peuvent survenir des incidents de fonctionnement,ex::incendie ou rupture d'une conduite de gaz.Un dispositif de sécurité (3)inséré entre la canalisation principale (1)et la canalisation (2), dispositif autonome devant être enterré,son fonctionnement ne nécessitant pas une intervention manuelle,conçu dans des matières résistantes et inoxydables.Ce dispositif de sécurité(3)doit couper instantanément l'arrivée de gaz en cas d'incidents sur la canalisation (2) et sur les appareils d'utilisation (4) de l'usager.En outre ce dispositif ne doit pas gêner le fonctionnement de 1' ins- tallation par des pertes de charges excessives de la pression de gaz d'alimentation. On décrit maintenant en référence à la figure 2, un exemple de réalisation d'un dispositif de coupure immédiate d'arrivée de gaz en cas d'incidents sur la canalisation (2)selon l'invention. Selon cet exemple, le dispositif (3) comprend un corps rigide (14) comportant un logement conique d'anglebc(alpha) et un siège (17).Une ogive (12) d'une section définie montée sur un clapet (13) avec des joints toriques d'étanchéité (11),pouvant etre remplacé par une membrane métallique ou élastomére,enferme un gaz compressible (16) soumis à la loi P X V - constante,(P: pression, T V: volume, T: température du gaz pratiquement constante dans les canalisations enterrées) L'ogive (12) se positionne sur le clapet (13) en fonction de l'équilibre des pressions entre le gaz (Pe) et le gaz enfermé (16).Pour chaque pression de gaz (Pe), l'ogive (12) aura une position dans le logement conique d'anglebc(alpha) définie pour que la section de passage entre l'ogive (12) et le logement conique corresponde à un débit prédéterminé et constant quelque soit la pression de gaz (Pe), provoquant la coupure d'alimentation en gaz.Le clapet (13) est réalisé pour assurer la meilleure étanchéité sur le siège (17).Un ressort hélicoidal (15), en jonction entre le clapet (13) et le corps rigide (14), transmet une charge fixe prédéterminée sur le clapet (13). Les figures 2 et 3 représentent deux exemples de fonctionnement. La figure 2 représente une position de l'ogive (12) sur le clapet (13) définie par une pression et un débit normal d'uti lisation. La figure 3 représente la mise en- sécurité du dispositif par la position du clapet (13) en appui sur le siége (17) assurant l'arrêt de la distribution du gaz dans la canalisation (2), dans le cas d'un dépassement du débit maximum d'utilisation normale. REVENDICATIONS 1. Dispositif de coupure d'alimentation en gaz naturel, à un débit constant quelque soit la pression du gaz, dans les canalisations enterrées d'alimentation des locaux d'habitations, dans le cas où le débit dépasse l'utilisation normale. Dispositif caractérisé en ce qu'il est constitue d'un corps rigide (14) comportant un logement conique délimité à sa partie la plus étroite par un siège (17) au travers duquel la totalité du gaz doit passer. Une ogive (12) d'une section définie montée sur un clapet (13) avec des points d'étanchéité (11) enferme un gaz compressible (16) soumis à la loi P T V = constante. Le diamètre du clapet (13) est supérieur au diamètre de l'orifice du siège (17). Un ressort (15), en jonction entre le clapet (13) et le corps rigide (14), transmet une charge fixe prédéterminée sur le clapet (13). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la position du clapet (13), en appui sur le siège (17), obture l'orifice du siège (17), coupant l'alimentation en gaz de l'utilisation en cas de dépassement de débit normal de consommation de gaz. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la charge fixe du ressort (15) prédétermine la valeur de la perte de charge entre la pression (Pe) et la pression (Ps) agissant sur l'ensemble ogive (12) et clapet (13), obligeant le clapet (13) à se positionner sur le siège (17). 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit dispositif comporte une ogive (12), d'une section définie pontée sur un clapet (13) avec des points d'étanchéité (11) enfermant un gaz compressible (16) soumis à la loi F T constante (P: pression, V: volume, T température du gaz pratiquement constante dans les canalisations enterrées).L'ogive (12) se positionne sur le clapet (13) en fonction de l'équilibre des pressions entre le gaz (Pe) et le gaz enferme (16).Pour chaque pression de gaz (Pe), l'ogive (12) aura une position dans le logement conique d'anglebc(alpha) définie pour que la section de passage entre l'ogive (12) et le logement conique corresponde à un débit prédéterminé et constant quelque soit la pression de gaz (Pe), provoquant la coupure d'alimentation en gaz. 5 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit dispositif entièrement autonome (sans intervention manuelle), conçu dans des matières resistantes et inoxydables, peut être enterré. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comporte une communication permanente (21) entre la canalisation (1) et la canalisation (2), à débit faible et constant, quelque soit la pression de gaz (Pe), débit défini par une section de passage (21) variable en fonction de la position de l'ogive (12) sur le clapet (13) sous l'effet de la pression de gaz (Pe). 7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ressort de traction (15) peut être remplacé par un ressort de compression (15) remplissant les mêmes fonctions. 8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étanchéité par joints toriques (11) peut être remplacé par une membrane métallique ou élastomère (11).