Brevet FR2714137A1 — publié le 19950623

DISPOSITIF DE SECURITE AUTOMATIQUE FORMANT ROBINET D'ARRET L'invention est relative à un dispositif de sécurité automatique formant robinet d'arrêt, notamment pour installations industrielles ou domestiques de gaz. Le document FR 2 689 607 décrit un dispositif de sécurité automatique pour installations industrielles ou domestiques de gaz qui comporte un corps apte à être rendu indissociable d'une canalisation de gaz en matériau rigide. Le corps présente un logement pour un ensemble obturateur muni d'un moyen de retenue en position ouverte. Ledit ensemble obturateur se déplace dans le sens de circulation du gaz en cas de dépassement d'une valeur prédéterminée du débit de gaz, est maintenu en position fermée sur un siège solidaire du corps par la force exercée par la pression relative du gaz, et est rappelé en position ouverte par ledit moyen de retenue en l'absence de pression relative de gaz. Le moyen de retenue est constitué au moins partiellement en un matériau présentant une élasticité importante, du type élastomère ou analogue ; le moyen de retenue comporte un anneau sensiblement torique portant trois bras réunis entre eux par un anneau de fixation. Les trois bras présentent une section droite sensiblement constante et un profil de courbure sensiblement sphérique. Ce dispositif de sécurité automatique donne satisfaction lorsque son axe de travail et de déplacement est aligné avec l'axe de la canalisation dont il est rendu indissociable : cette disposition géométrique permet en particulier le rappel en position ouverte ou "réarmement" après coupure de l'alimentation en gaz de la canalisation au moyen de robinets d'arrêt. On connaît des robinets d'arrêt d'alimentation en gaz, notamment des robinets à tournant conique ou des robinets à tournant sphérique. De tels robinets d'arrêt, à entrée et sortie filetées, à actionnement de type quart de tour, sont décrits dans les normes françaises AFNOR (ASSOCIATION FRANCAISE DE NORMALISATION) par exemple sous les normes référencées NF E 29-135, NF E 29-124 ou NF E 29127. Par conséquent, jusqu'à présent, l'installation d'un dispositif de sécurité automatique du type décrit dans le document FR 2.689.607 imposait également l'installation d'un robinet d'arrêt permettant le réarmement du dispositif de sécurité automatique. L'invention a pour but de simplifier les dispositions de l'art antérieur, en créant un nouveau dispositif assurant simultanément la sécurité automatique en cas de dépassement de débit, la coupure de l'alimentation et le réarmement automatique ou instantané de la sécurité automatique après coupure de l'alimentation. L'invention a pour objet un dispositif de sécurité automatique formant robinet d'arrêt, du type présentant une conformation générale en robinet d'arrêt à tournant, caractérisé en ce que le tournant reçoit directement un ensemble obturateur, qui lui est solidarisé de manière à interrompre la circulation de gaz sur dépassement d'un débit prédéterminé et de manière à se réarmer automatiquement lors de la fermeture du tournant. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le tournant présente un passage, dans lequel est pratiquée une gorge annulaire de diamètre supérieur à celui du passage - le passage présente en outre un évidement correspondant au débattement d'un moyen de retenue d'un ensemble-clapet mobile - le tournant comporte un passage de communication entre la pression aval et le volume situé en amont de ltensemble-obturateur ; - le passage de communication comporte un chambrage évasé de dimensions déterminées pour éviter une obturation du passage par la graisse de lubrification du tournant - l'ensemble-clapet présente une conformation d'appui et d'étanchéité sensiblement torique - ladite conformation torique est en relief par rapport à une gorge annulaire - le cylindre limitant intérieurement ladite gorge annulaire comporte des moyens de guidage de l'ensembleclapet dans le passage du tournant - les moyens de guidage présentent une structure mécanique correspondant à celle d'un empennage - les moyens de guidage comportent au moins trois ailettes disposées symétriquement par rapport à un axe central de symétrie. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente schématiquement en coupe un dispositif selon l'invention, selon un assemblage de deux demi-vues schématiques en coupe axiale accolées, représentant le dispositif selon l'invention dans deux positions différentes. La figure 2 représente schématiquement en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 d'un dispositif selon l'invention, selon un assemblage de deux demi-vues schématiques en coupe accolées. La figure 3 représente schématiquement un clapet d'obturation d'un dispositif selon l'invention selon un assemblage de deux demi-vues accolées, avec une demi-vue schématique en coupe axiale. En référence à la figure 1, un dispositif selon l'invention est représenté en position ouverte dans la demi-vue supérieure A et en position de sécurité dans la demi-vue inférieure B. Le dispositif présente extérieurement une conformation générale de robinet d'arrêt, par exemple à tournant sphérique ou à tournant conique 1 monté dans un corps 2 usiné en laiton matricé ou métal équivalent et comportant des extrémités filetées de raccordement 3 et 4 permettant le montage du dispositif sur une canalisation de gaz en respectant le sens de passage et de circulation du gaz repéré par la flèche P. De manière connue, le robinet comporte une manette 5 d'actionnement en matière plastique, coopérant avec une plaquette d'arrêt 6 réalisée par emboutissage et un ressort de compensation 7 en acier inoxydable ou analogue, et le tournant 1 comporte des nervures 8 d'arrêt quart de tour. Selon l'invention, on prévoit dans le passage 10 du tournant 1 une gorge annulaire 11 et un évidement lia usinés directement selon un diamètre supérieur à celui du passage 10 et un siège 12 de diamètre légèrement supérieur à celui du passage 10, de manière à retenir un ensemble obturateur 13 comportant un moyen de retenue 14 de type connu décrit dans le document 2.689.607 et un clapet mobile 15 coopérant avec le siège 12 et coulissant à l'intérieur du passage 10 en étant guidé par des ailettes 16. Le fonctionnement du dispositif est analogue à celui décrit dans le document FR 2.689.607 : au-dessus d'une valeur prédéterminée de débit de gaz entrant par l'entrée 3, l'ensemble obturateur se déplace de la position A à la position B dans le sens de passage P du gaz jusqu'à appui du clapet 15 sur le siège 12 et maintien en position par la force exercée par la pression relative du gaz sur la surface extérieure du clapet 15. Après cette mise en sécurité automatique, il suffit ensuite d'actionner le tournant 1 d'un quart de tour au moyen de la manette 5 pour permettre l'équilibrage des pressions de part et d'autre du clapet 15 et le rappel en position du clapet 15 par le moyen de retenue 14 : le dispositif selon l'invention se réarme par conséquent de manière automatique grâce aux fuites minimes entre le siège 12 et le clapet 15 qui équilibrent les pressions de part et d'autre du clapet 15. En référence à la figure 2, les éléments repérés par des chiffres identiques à ceux de la figure 1 désignent des éléments identiques ou similaires à ceux de la figure 1. Le dispositif selon l'invention est représenté en position fermée, position dans laquelle il interrompt la circulation de gaz dans le sens de passage P allant de l'amont 3 vers l'aval 4 et dans laquelle l'aval 4 n'est soumis à aucune pression relative. Selon une variante avantageuse de l'invention, on prévoit dans le tournant 1 un passage 20 de communication avec l'aval 4 lorsque le robinet est fermé. Le passage 20 comporte un chambrage 21 évasé et de préférence conique et un perçage cylindrique situé dans le prolongement de ce chambrage 21 ; les dimensions du chambrage 21 sont déterminées de manière que la graisse appliquée sur le tournant 1 ne puisse pas obturer le passage 20 et empêcher l'équilibrage de pression entre l'aval 4 et le volume situé à l'arrière du clapet 15. Dans cette variante avantageuse de l'invention, on obtient instantanément le réarmement du dispositif en fermant le robinet, c'est-à-dire en passant de la position B de la figure 1 à la position de la figure 2, en raison du fait que la pression aval en aval du clapet 15 est immédiatement équilibrée par l'intermédiaire du passage 20 avec la pression amont du volume situé à l'arrière du clapet 15. Pour distinguer le dispositif selon l'invention des robinets normalisés de type connu, on prévoit avantageusement de pratiquer sur le corps 2 et/ou sur la manette 5 des usinages ou conformations indicatrices telles que, par exemple, une gravure du corps de robinet et/ou une insertion d'une pastille de couleur ou un marquage analogue sur la matière plastique de la manette. Ces indications prévues dans les deux variantes mais plus particulièrement sur la variante avantageuse de l'invention, spécifient le sens de passage P de la circulation de gaz qui doit être respecté pour que le passage 20 soit en communication avec l'aval lors de la fermeture du robinet. En référence à la figure 3, un ensemble-clapet 15 apte à être monté sur un moyen de retenue du type décrit dans le document FR 2.689.607 comporte de manière connue une partie supérieure 30 sensiblement cylindrique de diamètre correspondant à celui de l'anneau de fixation du moyen de retenue, une partie élargie 31 sensiblement conique et élastiquement déformable, une tige de fixation 32 cylindrique sur laquelle se monte l'anneau du moyen de retenue, un rebord 33 constituant une butée d'arrêt pour ledit anneau auquel se raccorde une surface 34 présentant un profil de forme aérodynamique adaptée à l'écoulement de gaz. Selon l'invention, l'ensemble clapet 15 présente une conformation d'appui et d'étanchéité 35 sensiblement torique en relief par rapport à une gorge annulaire 36, et l'ensemble 15 évidé intérieurement comporte au moins trois ailettes de guidage disposées symétriquement par rapport à l'axe C-C de symétrie de l'ensemble clapet et à l'intérieur du cylindre géométrique limitant radialement intérieurement la gorge annulaire 36. Dans l'exemple représenté comportant trois ailettes, ces trois ailettes 16 sont disposées à 120 l'une de l'autre autour de l'axe C-C. Chaque ailette 16 présente un contour 37 cylindrique rayonné de manière que, lors du guidage de l'ensemble-clapet 15 dans le passage 10, le contact éventuel entre le passage 10 et l'ailette 16 s'établisse sensiblement suivant une génératrice en réduisant notablement le frottement entre l'ailette 16 et le passage 10. Pour éviter tout effet d'arc-boutement d'extrémité lors du guidage, on prévoit de pratiquer à l'extrémité de chaque ailette 16 un pan coupé ou chanfrein 38 selon un angle A de l'ordre de 30 par rapport à la direction de l'axe de symétrie C-C. De préférence, pour faciliter la fabrication et pour alléger l'ensemble-clapet, on prévoit de réduire la surface non fonctionnelle des ailettes 16 en pratiquant radialement intérieurement un deuxième pan coupé 39. L'ensemble des ailettes 16 se rejoignant selon l'axe C-C de symétrie présente alors une structure mécanique analogue à celle d'un empennage de flèche, c'està-dire présentant une bonne rigidité centrale et une flexibilité aux extrémités 38 favorisant le guidage et le coulissement de l'ensemble-clapet 15 à l'intérieur du passage 10 du tournant 1. L'ensemble-clapet 15 évidé et de masse réduite est de préférence réalisé d'une seule pièce, par moulage ou un procédé analogue procurant une continuité de matière entre les éléments 30 à 39 précités d'un matériau du genre caoutchouc nitrile, élastomère ou matière plastique analogue. L'invention, bien que décrite en référence à des modes de réalisation particuliers n'y est nullement limitée mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de réalisation dans le cadre et l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de sécurité automatique formant robinet d'arrêt, du type présentant une conformation générale en robinet d'arrêt à tournant, caractérisé en ce que le tournant (1) reçoit directement un ensemble obturateur (13), qui lui est solidarisé de manière à interrompre la circulation de gaz sur dépassement d'un débit prédéterminé et de manière à se réarmer automatiquement lors de la fermeture du tournant (1). 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tournant (1) présente un passage (10), dans lequel est pratiquée une gorge annulaire (11) de diamètre supérieur à celui du passage (10). 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le passage (10) présente en outre un évidement (lla) correspondant au débattement d'un moyen de retenue (14) d'un ensemble-clapet (15) mobile. 4. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tournant (1) comporte un passage (20) de communication entre la pression aval et le volume situé en amont de l'ensemble-obturateur (13). 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit passage (20) de communication comporte un chambrage (21) évasé de dimensions déterminées pour éviter une obturation du passage (20) par la graisse de lubrification du tournant (1). 6. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble-clapet (13) présente une conformation d'appui et d'étanchéité (35) sensiblement torique. 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite conformation torique (35) est en relief par rapport à une gorge annulaire (36). 8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cylindre limitant intérieurement ladite gorge annulaire (36) comporte des moyens de guidage (16) de l'ensemble-clapet (13) dans le passage (10) du tournant (1). 9. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de guidage (16) présentent une structure mécanique correspondant à celle d'un empennage. 10. - Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de guidage (16) comportent au moins trois ailettes disposées symétriquement par rapport à un axe central (C-C) de symétrie.