Brevet FR2706191A1 — publié le 19941216

DISPOSITIF A CLAPET POUR COUPER UN CIRCUIT DE FLUIDE EN CAS D'INCENDIE L'invention est relative à un dispositif pour couper un circuit de fluide en cas d'incendie, du genre de ceux qui comportent un clapet à battant rotatif, ce clapet comprenant un corps de clapet dans lequel est monté rotatif un arbre faisant saillie à l'extérieur du corps, l'ensemble étant tel que lorsque le battant est en position ouverte la veine de fluide est entièrement libérée, le dispositif comportant en outre un système mécanique pour la commande de la fermeture du clapet, ce système mécanique étant propre à agir sur la partie de l'arbre extérieure au corps de clapet, le système mécanique étant déclenché par des moyens fusibles sensibles à la température extérieure. US-A-3 860 024 concerne un dispositif de ce genre comprenant un bras, retenu par un élément fusible à l'extérieur du corps de clapet, à l'encontre de l'action d'un ressort situé à l'intérieur du corps de clapet. Le mécanisme constitué par le bras et l'élément fusible est relativement encombrant et fragile car non protégé contre des déclenchements accidentels causés, par exemple, par des chocs non souhaités d'objets manipulés dans l'environnement immédiat du dispositif. I1 est souhaitable en outre que les opérations de maintenance et de vérification du système mécanique de commande puissent être effectuées simplement, et aussi fréquemment que souhaité, en gênant le moins possible le fonctionnement de l'installation équipée d'un tel dispositif. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif, tel que défini précédemment, qui ne présente plus, ou à un degré moindre, les inconvénients rappelés ci-dessus. On souhaite en particulier que le dispositif soit sûr, robuste, fiable, d'une maintenace et d'un étalonnage simples à mettre en oeuvre. On souhaite également que ce dispositif soit d'un prix de revient acceptable. Selon l'invention, un dispositif pour couper un circuit de fluide en cas d'incendie, du genre défini précédemment, est caractérisé par le fait que le système mécanique comprend, d'une part, un moyen élastique de torsion situé à l'extérieur du corps de clapet et tendu de manière à solliciter l'arbre et le battant en rotation dans le sens de la fermeture, et d'autre part, un organe de liaison calé en rotation sur l'arbre et comportant des trous propres à être amenés en regard de trous correspondants prévus dans une pièce solidaire du corps de clapet, les moyens fusibles étant constitués par au moins un organe de blocage en rotation, engagé dans un trou de l'organe de liaison et dans un trou de la pièce. Avantageusement, le moyen élastique de torsion est logé dans un boîtier solidaire du corps de clapet. De préférence, le moyen élastique de torsion est constitué par un ressort hélicoïdal de torsion, disposé coaxialement à l'arbre, une extrémité du ressort étant bloquée en rotation relativement au corps de clapet tandis que l'autre extrémité du ressort est liée en rotation à l'extrémité de l'arbre. L'organe de liaison peut être constitué par une pièce intermédiaire ou crabot lié en rotation avec l'extrémité du prolongement de l'arbre par un organe entraîneur démontable, tandis que la pièce solidaire du corps de clapet est constituée par un flasque fixé de manière démontable sur une couronne solidaire d'une partie tubulaire du boîtier, la dernière spire intérieure du ressort de torsion se prolongeant radialement par une extension engagée dans un trou du boîtier tandis que autre spire extrême du ressort se prolonge par une extension radiale engagée et bloquée dans un logement d'un pion solidaire du crabot. Avantageusement, l'extrémité de l'arbre a un contour polygonal, en particulier carré, et l'organe entraîneur est constitué par une douille présentant un logement intérieur de section conjuguée de celle de l'extrémité de l'arbre. De préférence, le crabot comporte, du côté intérieur, une collerette sur laquelle est fixé un tube autour duquel est disposé le ressort. Le boîtier peut comporter, au voisinage de sa fixation sur un manchon, fixé sur le corps de clapet, deux fenêtres diamétralement opposées, tandis que l'arbre comporte deux méplats diamétralement opposés auxquels les fenêtres permettent d'accéder de l'extérieur, avec une clé appropriée. Avantageusement, les organes de blocage en rotation sont constitués par des pions cylindriques en métal ou en alliage fusible à basse température. Un disque indicateur peut être monté en bout d'arbre, calé en rotation sur cet arbre, ce disque indicateur comportant des zones d'indication, en particulier de couleurs différentes, tandis qu'une plaque munie d'une fenêtre est fixée en bout de la couronne, la fenêtre permettant de voir de l'extérieur une zone du disque indicateur et de savoir si le clapet est ouvert ou fermé. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées cidessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation particulier décrit avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ces dessins, est une coupe verticale axiale d'un dispositif à clapet selon l'invention. La figure 2 est une coupe, à plus grande échelle, suivant la ligne II-II de la figure t. La figure 3 est une vue partielle de droite par rapport à la figure 1. La figure 4 est une vue en bout, de 1' extrémité du boîtier, plaque et disque indicateur retirés. La figure 5, enfin, est une vue semblable à la figure 4 de l'extrémité du boîtier munie de la plaque et du disque indicateur. En se reportant aux dessins, notamment figures 1 et 2, on peut voir un dispositif D pour couper un circuit de fluide, en cas d'incendie. Un tel dispositif est destiné, en particulier, à être installé dans une canalisation en pied de bac d'hydrocarbures de manière à couper toute circulation d'hydrocarbues en cas d'incendie. Le dispositif D comprend un clapet de retenue 1 à battant 2, disposé en sens inverse de l'écoulement de fluide qui se fait normalement suivant le sens de la flèche F. Autrement dit, le battant 2 se ferme dans un sens tel que le fluide ait tendance à le maintenir fermé. Ce clapet est du type à passage intégral, c'est-à-dire qu'en position d'ouverture totale (représentée en traits mixtes), les moyens d'obturation sont totalement effacés de la veine fluide. Le clapet I comporte un corps de clapet 3 en forme de portion de tubulure, muni à chaque extrémité d'une bride de raccordement permettant d'insérer le corps 3 entre deux parties de tubulure. Ce corps 3 est muni, en partie haute, d'une ouverture circulaire 4 fermé par un couvercle boulonné 5. Le démontage de ce couvercle permet l'examen du clapet et son entretien. Un arbre 6, de section circulaire, est monté rotatif dans des paliers portés par le corps de clapet comme bien visible sur la figure 2. Cet arbre 6 est orthogonal au plan passant par l'axe A du corps 3 de clapet et par l'axe de l'ouverture 4, et fait saillie à l'extérieur du corsp 3. Le battant 2 est claveté sur l'arbre 6. Ce battant 2 comprend un obturateur 7, constitué par une sorte de disque, propre à s'appliquer de manière étanche contre un siège 8 du corps de clapet ; dans la position de fermeture, l'obturateur 7 a son plan moyen orthogonal à l'axe A. L'obturateur 7 est fixé, en son centre, à l'extrémité d'un bras radial 9 bloqué en rotation sur l'arbre 6 par un système de clavettes 10, combinées avec des rainures prévues respectivement dans un alésage du bras 9 et sur l'arbre 6. Le bras 9 est muni, du côté opposé au siège 8, d'une nervure 1 t à contour sensiblement à angle droit, qui est propre à venir en appui contre la paroi interne du corps de clapet 3 pour former la butée d'ouverture du battant 2. Comme visible sur la figure 1, l'arbre 6 se trouve à l'extérieur, dans le sens radial, de la partie cylindrique du corps 3 destinée à se trouver dans l'alignement de la canalisation. Ceci permet de placer l'obturateur 2 en position ouverte dans un espace situé radialement à l'extérieur de la veine fluide, sous le couvercle 5. La fixation de l'obturateur 7 sur le bras 9 est avantageusement réalisée à l'aide d'une rotule sphérique 12 montée dans un alésage cylindrique 13 de l'extrémité du bras 9. L'obturateur 7 est arrêté, suivant le sens perpendiculaire au bras 9, avec un certain jeu par une rondelle 13a et un écrou 15. L'obturateur 7 possède ainsi une certaine liberté lui permettant de s'appliquer correctement contre le siège 8. La fermeture du clapet 1 est commandée par un système mécanique S propre à agir sur la partie de l'arbre 6 située à l'extérieur du corps de clapet. Comme visible sur la figure 2, le prolongement de l'arbre 6 traverse un manchon 14 fixé sur le corps 3 de clapet et équipé, à son extrémité extérieure, de garnitures d'étanchéité externes 15 constituées par plusieurs rondelles superposées, et d'un presse-garniture 16. Le prolongement extérieur de L'arbre 6 est entouré par un boîtier cylindrique 17, coaxial, fixé de manière démontable, par exemple par des vis, sur une collerette d'extrémité du manchon 14. Au voisinage de sa fixation sur ladite collerette, le boîtier 17 comporte deux fenêtres 18, diamétralement opposées permettant d'accéder, de l'extérieur, avec une clé appropriée, à deux méplats 19, diamétralement opposés, prévus sur l'arbre 6. La partie tubulaire du boîtier 17 est solidaire, à son extrémité éloignée du manchon 14, d'une couronne 20 dont l'ouverture centrale est fermée, vers l'extérieur, par un flasque 21 fixé de manière démontable par des vis 22 sur cette couronne 20. La face transversale d'extrémité 21a du flasque 20 est en retrait relativement à la face transversale d'extrémité 20a de la couronne 20. Le flasque 21 comporte des trous 23 régulièrement répartis, par exemple au nombre de trois, distants angulairement de 1200 comme visible sur la figure 4. Une ouverture centrale 21b est prévue dans ce flasque 21. L'extrémité 24 du prolongement de l'arbre 6 arrive au niveau du flasque 21. Cette extrémité 24 présente un contour polygonal, de préférence carré (voir figure 4) avec des faces planes d'une longueur suffisante pour assurer une liaison en rotation avec un organe entraîneur 25. L'organe entraîneur 25 est constitué par une douille présentant un logement intérieur de section carrée conjuguée de celle de l'extrémité 24 et dont la surface extérieure cylindrique est engagée dans un alésage 26 d'une pièce intermédiaire 27. Cette pièce intermédiaire 27 ou crabot a la forme d'une plaque circulaire montée libre en rotation dans un alésage de la couronne 20, ce crabot étant maintenu, sans aucun serrage axial, entre un épaulement 28 de la couronne et le flasque 21. Le crabot 27 comporte, autour de son alésage 26, du côté intérieur, une collerette 29 sur laquelle est fixé un tube 30 qui s'étend jusqu'au voisinage des fenêtres 18. L'organe entraîneur 25 est fixé sur le crabot 27 par des vis 31 coopérant avec des trous taraudés correspondants prévus dans le crabot 27. Des trous d'extraction 32 supplémentaires sont en outre prévus dans la collerette de l'organe entraîneur 25 pour permettre, à l'aide de vis prenant appui contre la face du crabot 27, d'extraire l'organe entraîneur dudit crabot. Un moyen élastique de torsion T, avantageusement constitué par un ressort hélicoïdal de torsion 33, est prévu pour rappeler en position de fermeture le battant 2, en exerçant un couple de rappel en bout de l'arbre 6. Ce ressort 33 est disposé à l'intérieur du boîtier 17, coaxialement à l'arbre 6, autour du tube 30 dont le diamètre extérieur n'est que légèrement inférieur au diamètre interne des spires du ressort 33. Le ressort 33 s'étend sur une longueur axiale sensiblement égale à celle du tube 30. La dernière spire, vers l'intérieur, du ressort 33, se prolonge radialement par une extension 34 engagée dans un trou 35 du boîtier 17. L'autre spire extrême du ressort 33, située vers l'extérieur, se prolonge par une extension radiale 36 engagée et bloquée dans un logement d'un pion 37 solidaire du crabot 27. Le ressort de torsion 33 est tendu de manière à appliquer l'obturateur 7 contre son siège 8 suivant une pression déterminée, par exemple de l'ordre de 5 bars, qui est ainsi parfaitement contrôlée, indépendamment de la pression hydrostatique que peut exercer le fluide situé en amont de l'obturateur 7 fermé. Il est à noter, comme cela sera expliqué plus loin, qu'en cas de fermeture de l'obturateur 7 due à un incendie, il reste possible d'injecter en sens inverse, à l'aide de moyens de pompage suffisants pour vaincre le couple du ressort 33, de l'eau ou de la mousse pour éteindre un incendie. Le battant 2 est maintenu en position normale ouverte, à l'encontre du couple exercé par le ressort 33, à l'aide de moyens fusibles M constitués par des organes 38 de blocage en rotation du crabot 27 relativement au flasque 21. Les organes de blocage 38 sont constitués par des pions cylindriques en alliage fusible, à une température prédéterminée, par exemple de l'ordre de 70" C. Bien entendu, la limite admissible de température est choisie en fonction des conditions normales de fonctionnement et de la température ambiante. Ces pions 38 travaillent en cisaillement et sont engagés dans les trous 23 du flasque 21 et dans des trous 27a, de même diamètre, du crabot 27 qui se trouvent en face des trous 23 lorsque le crabot 27 occupe une position angulaire correspondant à l'ouverture du battant 2. Dans l'exemple considéré, comme visible sur la figure 4, trois pions 38 en matière fusible sont prévus. Un disque indicateur 39 est fixé de manière démontable, à l'aide d'une vis 40, en bout de l'arbre 6 ; le disque 39 est calé en rotation relativement à l'arbre 6, par exemple à l'aide d'un manchon de longueur réduite prévu du côté intérieur et dont la section transversale est carrée de manière à coiffer l'extrémité de l'arbre 6. La vis 40 n'a pour fonction qu'un maintien axial du disque 39 relativement à l'arbre 6. Le disque 39 peut tourner librement, avec l'arbre 6, relativement au flasque 21. Le disque 39 peut comporter des zones de couleurs différentes, par exemple une zone de couleur verte pour indiquer que le clapet 1 est "ouvert" et une zone de couleur rouge pour indiquer que le clapet 1 est "fermée". En plus, des indications telles que "O" (ouvert) (voir figure 5) ou "F" (fermé) peuvent être inscrites sur ces zones. Une plaque 41 (voir également figure 5) circulaire est fixée en bout de la couronne 20 par des vis, cette plaque comportant une fenêtre 42 (figure 5) de forme sensiblement trapézoïdale, permettant de voir les zones d'indication du disque 39. Un plombage 43 peut être prévu sur deux des vis de fixation de la plaque 41, ce qui permet, en cas de rupture, de savoir immédiatement qu'une personne non autorisée est intervenue au niveau du boîtier 17 et, éventuellement, du tarage du ressort 33. Ceci étant, le fonctionnement du dispositif de l'invention et sa maintenance sont les suivants. En fonctionnement normal, le clapet 1 est en position ouverte, le battant 2 étant relevé. Lorsqu'un feu extérieur apparaît et que la température au niveau du boîtier 17 et des fusibles 38 atteint une température prédéterminée, par exemple de l'ordre de 70" C/800 C, les fusibles 38 fondent et libèrent en rotation le crabot 27 et donc l'arbre 6 lié en rotation à ce crabot 27, relativement au flasque 21. Le couple du ressort de torsion 33 qui s'exerce entre le boîtier 17, et donc le corps 3 du clapet auquel est fixé ce boîtier 17, et le crabot 27, provoque la rotation de ce crabot 27 et de l'arbre 6 dans le sens de fermeture du clapet 1. L'obturateur 7 est appliqué contre le siège 8 suivant une pression déterminée par le tarage du ressort 33. Il est possible de réinjecter dans le bac de fluide, au pied duquel est monté le dispositif 1, de la mousse sous pression suffisante ou de l'eau selon la nature du fluide stocké dans le bac, dans la mesure où la pression d'injection est suffisante pour vaincre le couple, connu, exercé par le ressort 33. Les opérations de maintenance et de contrôle de fonctionnement, dont la périodicité est à convenir, s'effectuent de la manière suivante. On dépose, tout d'abord, la plaque 41 et le disque indicateur 39. Une première opération consiste à contrôler la manoeuvrabilité de l'obturateur 2. Pour cette opération, on désolidarise en rotation l'arbre 6 du crabot 27 afin de pouvoir manoeuvrer l'arbre 6 à l'aide d'une clé dynamométrique, pour vérifier les conditions de rotation du battant 2, notamment l'absence de tout grippage. On commence par introduire une clé appropriée à travers l'une des fenêtres 18 pour exercer une prise sur les méplats 19 de l'arbre 6, au voisinage du presse-garniture 16, afin de maintenir le battant 2 dans la position d'ouverture. On retire ensuite l'organe entraîneur 25 en démontant les vis 31 et en s'aidant des taraudages d'extraction 32. L'arbre 6 est alors libre en rotation relativement au crabot 27. On met ensuite en prise une clé dynamométrique avec l'extrémité carrée de l'arbre 6. Après avoir retiré la clé qui était en prise avec les méplats 19, on effectue à l'aide de la clé dynamométrique, quelques manoeuvres, par exemple deux manoeuvres "ouverture/fermeture" de l'obturateur 2 en s'assurant que le couple nécessité par ces manoeuvres n'est pas supérieur aux valeurs normales. Lorsque ce contrôle est terminé, on replace le battant 2 dans sa position ouverte et on remet en place l'organe entraîneur 25 pour rétablir la liaison en rotation entre l'arbre 6 et le crabot 27. Une deuxième opération de maintenance consiste à contrôler le dispositif de sécurité et plus particulièrement le couple de rappel exercé par le ressort 33. Toujours après démontage de la plaque 41 et du disque 39, on met en prise une clé dynamométrique avec l'extrémité carrée de l'arbre 6. On dévisse et on retire les vis de fixation 22 du flasque 21, en retenant l'arbre 6, à l'aide de la clé dynamométrique, contre le couple de rappel exercé par le ressort 33. On relâche progressivement, à l'aide de la clé dynamométrique, l'arbre 6 et le ressort 33 jusqu'à la position de fermeture de l'obturateur 7. Au cours de cette manoeuvre, on vérifie que le couple de rappel exercé par le ressort 33 reste égal ou inférieur au couple annoncé. Toujours à l'aide de la clé dynamométrique, en agissant sur l'extrémité de l'arbre 6, on repositionne le battant 7 en position ouverte, en contrôlant le couple développé au cours de cette manoeuvre. On répète une deuxième fois ces opérations fermeture/ouverture en vérifiant le couple exercé. Après avoir ramené l'obturateur 7 en position ouverte, on immobilise à nouveau le flasque 21, relativement à la couronne 20, à l'aide des quatre vis 22 remises en place. On peut alors retirer la clé dynamométrique et remettre en place le disque indicateur 39 dans une position telle que la zone, par exemple verte et affectée éventuellement de la lettre O, apparaisse à travers la fenêtre 42 de la plaque couvercle 41 lorsqu'elle est remise en place. Le dispositif de l'invention est particulièrement compact avec la disposition coaxiale du ressort 33 et du boîtier 17. Il offre une grande fiabilité et une bonne sécurité car le ressort 33 est à l'abri, complètement enfermé dans un boîtier qui peut être plombé de sorte que le tarage de ce ressort 33 ne peut être modifié par une personne non autorisée, sans que l'on s'en aperçoive. Les opérations de maintenace et de contrôle sont simples et rapides à effectuer. L'application de l'obturateur 7 sur son siège 8 s'effectue sous une pression contrôlée. Le travail en cisaillement des éléments fusibles 38 permet, sous un encombrement réduit, de bénéficier d'une grande sécurité de fonctionnement. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour couper un circuit de fluide en cas d'incendie, comportant un clapet (1) à battant rotatif (2), ce clapet comprenant un corps de clapet (3) dans lequel est monté rotatif un arbre (6) faisant saillie à l'extérieur du corps, l'ensemble étant tel que lorsque le battant (2) est en position ouverte la veine de fluide est entièrement libérée, le dispositif comportant en outre un système mécanique (S) pour la commande de la fermeture du clapet (1), ce système mécanique (S) étant propre à agir sur la partie de l'arbre (6) extérieure au corps de clapet (3), le système mécanique (S) étant déclenché par des moyens fusibles (M) sensibles à la température extérieure, caractérisé par le fait que le système mécanique (S) comprend, d'une part, un moyen élastique de torsion (T) situé à l'extérieur du corps de clapet (3) et tendu de manière à solliciter l'arbre (6) et le battant (2) en rotation dans le sens de la fermeture, et d'autre part, un organe de liaison (27) calé en rotation sur l'arbre (6) et comportant des trous (27fui) propres à être amenés en regard de trous correspondants (23) prévus dans une pièce (21) solidaire du corps de clapet (3), les moyens fusibles (M) étant constitués par au moins un organe (38) de blocage en rotation, engagé dans un trou (27a) de l'organe de liaison et dans un trou (23) de la pièce (21). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen élastique de torsion (T) est logé dans un boîtier (17) solidaire du corps de clapet (3). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le moyen élastique de torsion CT) est constitué par un ressort hélicoïdal de torsion (33), disposé coaxialement à l'arbre (6), une extrémité du ressort (33) étant bloquée en rotation relativement au corps de clapet (3) tandis que l'autre extrémité du ressort (33) est liée en rotation à l'extrémité de l'arbre (6). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'organe de liaison est constitué par une pièce intermédiaire ou crabot (27) lié en rotation à l'extrémité (24) du prolongement de l'arbre (6) par un organe entraîneur (25) démontable, tandis que la pièce solidaire du corps de clapet est constituée par un flasque (21) fixé de manière démontable sur une couronne (20) solidaire d'une partie tubulaire du boîtier (17), la dernière spire intérieure du ressort de torsion (33) se prolongeant radialement par une extension (34) engagée dans un trou (35) du boîtier (17), tandis que l'autre spire extrême du ressort (33) se prolonge par une extension radiale (36) engagée et bloquée dans un logement d'un pion (37) solidaire du crabot (27). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'extrémité (24) de l'arbre (6) a un contour polygonal, en particulier carré, et l'organe entraîneur (25) est constitué par une douille présentant un logement intérieur de section conjuguée de celle de l'extrémité (24) de l'arbre. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que le crabot (27) comporte, du côté intérieur, une collerette (29) sur laquelle est fixé un tube (30) autour duquel est disposé le ressort (33). 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le boîtier (17) comporte, au voisinage de sa fixation sur un manchon (14), fixé sur le corps (3) de clapet, deux fenêtres (18) diamétralement opposées, tandis que l'arbre (6) comporte deux méplats (19) diamétralement opposés auxquels les fenêtres (18) permettent d'accéder de l'extérieur, avec une clé appropriée. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les organes (38) de blocage en rotation sont constitués par des pions cylindriques en métal ou en alliage fusible à basse température. 9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait qu'un disque indicateur (39) est monté en bout d'arbre (6), calé en rotation sur cet arbre, ce disque indicateur comportant des zones d'indication, en particulier de couleurs différentes, tandis qu'une plaque (41) munie d'une fenêtre (42) est fixée en bout de la couronne (20), la fenêtre (42) permettant de voir de l'extérieur une zone du disque indicateur (39) et de savoir si le clapet (1) est ouvert ou fermé. 10.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen élastique de torsion (T) est taré pour appliquer le battant (2) du clapet sur son siège suivant une pression prédéterminée.