Brevet FR2711763A1 — publié le 19950505

TITRE DE L'INVENTION: DISPOSlTIF DE SECURITE INTéGRABLE A DES PRISES DE BRANCHEMENT Domaine Technique Do L'invention Les domaines techniques concernés par la présente invention, sont ceux de la sécurité publique, suite à la mise en place et à l'exploitation d'un organe de branchement sur une conduite de distribution, afin d'alimenter une ou des installations intérieures privées. Ce type de composant qui peut être une prise de branchement élcctrle par exemple, ou tout autre système, fixé mécaniquement sur la canalisation permet d'alimenter l'installation intérieure par l'intermédiaire d'une conduite de branchement, qui relie ladite prise de branchement aux équipements qu'il faut approvisionna, par l'intermédiaire d'un organe de coupure générale. La prise de branchement, ainsi que la conduite de branchement doivent garantir toute impossibilité de fuite du fluide distribué, de même la procédure mise en oeuvre pour mettre ces éléments en place doit également satisfairc à cette condition. État De La Technique La pose d'une prise de branchement sur une canalisation de distribution, dépend principalement de la nature du matériau constituant la conduite, de la nature et de la pression du fluide véhiculé. D'une manière générale, cette opération s'effectue conduite en charge sans interrompre l'écoulement du fluide. Des moyens adéquates et spécifiques sont utilisés pour: - fixer définitivement la prise sur la canalisation; - relier cet organe à l'installation que l'on veut alimenter; - percer la conduite au travers de la prise, de manière à permettre la desserte de l'installation; - procéder aux essais nécessaires à la validation de cet ouvrage. Ces différentes opérations sont effectuées après avoir confectionné une fouille de travail, qui est ensuite remblayée lorsque les opérations mentionnées ci-dessus ont été validées. Ensuite commence l'exploitation de l'ouvrage ainsi constitué par : la prise de branchement, la conduite de branchement, l'organe de coupure générale et finalement l'installation raccordée. Au cours de la vie de cet ouvrage, il se peut que des dysfonctionnements surviennent, suite à des actions extérieures telles que des travaux tirs par exemple, qui peuvent entraîneur des conséquences graves pouvant aller jusqu'à mettre en péril la sécurité publique. Ces situations se produisent quelquefois, dans le cadre d'interventions sur d'autres concessions situées dans le sol au voisinage de l'ouvrage cité cidessus, lorsque des manoeuvres intempestives surviennent provoquant une détérioration importante dudit ouvrage. Cette détérioration peut devenir critique et être la cause dans le temps d'une fuite importante située sur la conduite de branchement, et créer un climat d'insécurité si le fluide distribué est dangereux tel que certains gaz par exemple. Un autre cas de situation critique, est celui où survient par inadvertance l'arrachement de la conduite de branchement, provoquant de la même façon une fuite importante, située au niveau de la conduite de branchement, pouvant avoir des conséquences dangereuses, selon la nature du fluide ou sa pression de distribution. Pour remédier à ces situations il faut d'une manière urgente supprimer tous risques d'accidents et circonscrire provisoirement la fuite, avant d'engager des actions plus conséquentes de réparation définitive. Pour se faire il faut accéder: - soit à la conduite de branchement pour stopper la frite, en écrasant la conduite par exemple; - soit à la prise de branchement pour l'obturer afin de supprimer tout débit de fluide à son aval. Cela nécessite de pouvoir atteindre ces organes, ce qui peut exiger l'excavation de fouilles d'accès si cette condition n'est pas remplie. Si c'est le cas, la réalisation de ces fouilles est souvent longue et quelquefois aléatoire, ce qui augmente les risques cidessus mentionnés, de situation catastrophique. Dans l'état actuel de la technique aucune autre procédure ne peut être mise en oeuvre, pour remédier à de tels incidents. Exposé De L'invention L'invention vise à interrompre automatiquement et pratiquement instantanément le débit du fluide, au niveau de la prise de branchement, dans le cas où se produit une fuite involontaire dudit fluide dans l'atmosphère, suite à l'arrachement ou aupercement de la conduite de branchement L'invention s'utilise d'une manière autonome, sans source extérieure d'énergie, avec une prise de branchement classique. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente en coupe, le dispositif intégré à une prise de branchement, selon l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe axiale du disposition La figure 3 représente le dispositif après son déclenchement. La figure 4 représente une vue générale du dispositif alimentant une installation à desservir (14) à partir d'une conduite de distribution (15). En référence à ces dessins, l'invention est principalement composée des éléments suivants: - un clapet (1) normalement ouvert suivant le ressort (7) et la butée (13); - une butée escamotable (4) limitant la course du clapet (1); - un organe déprimogène (5) permettant de commander la butée (4) suivant l'état de la pression aval (r), comprenant un ressort taré (8) et une membrane souple (9); - un conduit souple (6) contrôlant la pression aval (r) au niveau de l'installation alimentée; - un bâti (3) supportant l'ensemble des éléments décrits cidessus, et intégré à la prise de branchement (11) au moyen du raccord (10) supportant lui-même laconduite de branchement (12). L'ensemble des éléments cités cidessus sont tous solidaires entre eux, et forment une entité unique. Fonctionnement L'invention est illustrée à l'aide des descriptions jointes, et les modes et les matériaux de réalisation ne sont pas limitatifs. L'ensemble décrit cidessus, est mis en place et relié à l'installation devant être alimentée, par des moyens et des procédés qui ne font pas partie de la présente invention Dans ce qui suit la pression est toujours exprimée en pression relative (pression absolue = pression relative + 1) mesurée en bar. En situation normale de distribution du fluide, la pression (P) au niveau de la prise de branchement (11) est égale à la pression avale (r) située au niveau du robinet de barrage (14) constituant le début de l'installation à desservir. L'organe déprimogène (5) est alors sous une pression (P=r) maintenant la butée (4) entièrement sortie, et rendant ainsi impossible tout mouvement latéral du clapet (1). L'installation est donc alimentée normalement quelque soit les variations de pression amont ou de débit souhaité par le client. Par contre dans le cas par exemple, où des travaux seraient entrepris à proximité de cette conduite de branchement (12), ou pour toutes autres raisons, et qu'une manoeuvre intempestive fasse que la dite conduite soit percée voire arrachée, la présente invention aura pour effet de provoquer ce qui suit: - dans un premier temps le fluide venant de la conduite de distribution va s'écouler dans l'atmosphère, et le fluide situé au niveau de l'installation (14) aura tendance également à faire de même; - ce qui aura pour effet d'augmenter le débit du fluide entre la conduite et le point de rupture, provoquant une poussée plus importante sur le clapet (1) immobilisé parla butée (4); - la pression (P) située en amont du point de rupture va rester constante; - I'installation intérieure n'étant plus alimentée, la pression aval (r), située au niveau de l'organe (14) et à l'interieur de l'organe déprimogène (5), va tendre vers 0; - cela entraîne la rentrée totale de la butée (4) par l'intermédiaire du ressort (8) et de la membrane souple (9); - La poussée du fluide sur le clapet (1) peut alors provoquer son déplacement jusqu'à la fermeture complète de l'orifice (2); - ce qui rend impossible alors tout débit du fluide distribué, et permet de rétablir automatiquement et pratiquement instantanément la sécurité publique, dans le cas d'un fluide dangereux. Après réparation de la conduite de branchement (12) et éventuellement du conduit (6), la situation de distribution peut à nouveau redevenir normale. Dispositions Particulières De L'invention Une première disposition particulière de l'invention concerne l'organe déprimogène (5) qui peut avoir la configuration d'un tube de Bourdon, dont une forme "en accordéon" est schématisé par la figure 5. Néanmoins la forme de cet élément déprimogène (5) peut être différent de celle schématisée par la figure 5. Cet élément ainsi constitué, outre une grande facilité de fabrication, permet d'obtenir une amplitude de déplacement importante, et facilite ainsi le déclenchement de la butée escamotable (4). La figure 6 représente une vue en coupe axiale de cette disposition particulière. Le mécanisme de déclenchement de la butée escamotable (4) dont la configuration est schématisée sur les figures 5 et 6 comprend: - la butée escamotable (4) solidaire de l'axe supportant le clapet d'obturation (1); - un axe (21) réunissant l'axe du clapet d'obturation (1) à la butée escamotable (4); - un resson (22) permettant le rappel horizontal de la butée escamotable (4) sur l'axe (1); - I'appui fixe (20) solidaire du bâti (3); - L'organe déprimogène (5) relié d'une part à une came de commande (23) qui permet l'échappement de la butée (4) de l'appui fixe (20), et d'autre part au bâti (3); - un conduit souple (6) reliant l'intérieur de l'organe déprimogène (5) au début de l'installation à desservir (14). Fonctionnement: en situation de fonctionnement normal, la butée escamotable (4) se trouve bloquée par l'appui fixe (20) qui interdit ainsi tous mouvements latéraux du clapet d'obturation (1). Lorsqu'une rupture ou une fuite importante se produit sur la canalisation de branchement (12), l'intérieur et l'extérieur de l'organe déprimogène (5) ne sont plus soumis à la même pression se qui à pour effet de produire un rétreint de cet organe (5). Cela provoque le déplacement de la came (23) qui relève la butée (4), libérant ainsi le clapet d'obturation (1) qui se ferme sous l'effet de la pression amont du fluide. Une deuxième disposition particulière de l'invention, concerne une configuration qui peut être adoptée pour disposer l'invention dans le fit (11) du corps de la prise de branchement, telle que le montre la figure 7. Le conduit souple (6) alimentant l'organe déprimogène (5) peut être raccordé à un canal (24) qui peut être soit à l'intérieur à l'extérieur ou dans la matière constituant le corps de la prise de branchement (11). Cette disposition particulière de l'invention se substitue à l'organe de perçage manuel habituellement utilisé pour percer la conduite (15) de distribution. La substitution de ces deux éléments est obtenue en utilisant un sas étanche ne faisant pas partie de la présente invention. Fonctionnement : la particularité de cette disposition ne change rien au fonctionnement général du dispositif décrit précddemment Une troisième disposition particulière de l'invention, vise à disposer dans le fût du corps de la prise de branchement (11) un organe obturateur (25) qui réalise également la fonction manuelle de perçage de la conduite de distribution (in), pour mettre en service l'installation devant être alimentée par la dite prise. La figure 8 schématise cette disposition. Cette disposition est constituée principalement d'une coupelle d'obturation (25), d'un vérin (27) et d'un outil de perçage (31). Les alimentations du vérin (27) sont obtenues par l'orifice central (26), par le conduit souple (6) et le canal (24) qui ramènent la pression existante au niveau de l'installation intérieure dans le vérin (27). Le conduit souple (6) le vérin (27) peut être raccordé à un canal (24) qui peut être soit à l'intérieur à l'extérieur ou dans la matière constituant le corps de la prise de branchement (11). Cette disposition particulière de l'invention évite l'obligation d'utiliser un sas étanche de substitution, afin de percer la conduite de distribution (15), comme indiqué dans la disposition précédente. Fonctionnement: le vérin (27) à double effet est utilisé pour obturer la conduite de distribution (15), dans le cadre d'un dysfonctionnement. Le ressort (28) permet à la tige du vérin (29) de toujours être rentrée en situation normale. En situation anomale, la pression aval chute et tend vers 0 comme déjà expliquée plus avant, ce qui entraîne une différence de pression entre les deux chambres du vérin (27), provoquant de ce fait la sortie totale de la tige du vérin (29) obturant ainsi la conduite de distribution(l5). Préalablement avant toute utilisation, les entretoises (30) situées dans le corps du vérin permettent d'entraîner celuici en rotation pour percer la conduite au moyen d'une fraise scie (31). Un filetage (32) sur l'extérieur du corps de vérin (27) et le taraudage correspondant dans le fût du corps de la prise (11) permettent cette opération de perçage. La figure 9 schématise une quatrième disposition particulière de l'invention, qui vise à disposer dans le corps de la prise de branchement (11) un organe d'obturation (40) constitué principalement d'un vérin (42), disposé en regard à la dérivation (41) de la prise de branchement (11). Les alimentations du vérin sont obtenues par les canaux (43) et (44), ainsi que par le conduit souple (6) qui ramène la pression existante au niveau de l'installation intérieure. Le conduit souple (6) alimentant le corps de vérin (42) peut être raccordé à un canal (44) qui peut être soit à l'intérieur à l'extérieur ou dans la matière constituant le corps de la prise de branchement (11). Cette disposition particulière de l'invention évite l'obligation d'utiliser un sas étanche de substitution, afin de percer la conduite de distribution (15). Cette opération est habituellement effectué, en utilisant un perforateur (47) tournant manuel situé dans le fût du corps de la prise. Fonctionnement: le vérin (42) à double effet est utilisé pour obturer la dérivation de la prise de branchement (41), dans le cadre d'un dysfonctionnement. Le ressort (45) permet â la tige du vérin de toujours être normalement rentrée en situation normale. En situation anormale, la pression aval chute et tend vers 0 comme déjà expliquée plus avant, ce qui entraîne une différence de pression entre les deux chambres du vérin (42), provoquant de ce fait la sortie totale de la tige du vérin (46) obturant ainsi totalement la dérivation de la prise de branchement (41) au moyen de l'obturateur (40). Préalablement avant toute utilisation, le perforateur (47) est entraîner en rotation, pour percer la conduite au moyen d'une fraise scie (48), ne faisant pas partie de l'invention. ADplications Possibles Différentes applications peuvent être envisagées, dans le domaine de la sécurité de distribution d'un fluide gazeux ou liquide: - pour toutes installations nouvelles, nécessitant la mise en place d'une prise de branchement sur une conduite distribuant un fluide sous pression; - pour ajouter à toutes anciennes installations, ayant nécessité la mise en place d'une prise de branchement sur une conduite distribuant un fluide sous pression Les Revendications 1 - Dispositif de prise de branchement (11) à un réseau de distribution (15), susceptible de réaliser une fonction de sécurité par autoobturation provisoire supprimant toute alimentation en aval de la prise (11), caractérisé en ce que ledit dispositif réagit d'une manière autonome et sans aucune source d'énergie extérieure, suite à un dysfonctionnement ayant provoqué une détérioration ou une rupture de la conduite de branchement (12) située à l'aval de ladite prise de branchement (11). 2 - Dispositif automatique de coupure (1) suceptible de réaliser une fonction de sécurité par autoobturation provisoire supprimant toute alimentation en aval de la prise (11) dans laquelle il est installé, caractérisé en ce que ledit dispositif réagit d'une manière autonome et sans aucune source d'énergie extérieure, suite à un dysfonctionnement ayant provoqué une détérioration ou une rupture de la conduite de branchement (12) située à l'aval de ladite prise de branchement (11), tel que schématisé par la figure 1. 3 - Dispositif automatique de coupure selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le déclenchement du clapet obturant (1) est commander par un organe déprimogène (5) constitué principalement d'un tube de Bourdon (5) de forme "accordéon" tel que montré par les figures 5 et 6, ou ayant une toute autre forme. 4 - Dispositif automatique de coupure selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'assemblage de l'ensemble des composants faisant partie de ce dispositif, est réalisé en lieu et place du perforateur se trouvant dans le fût du corps de la prise (11) de branchement tel que schématise par la figure 7. 5 - Dispositif automatique de coupure selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ensemble obturateur (25) comporte un dispositif (31) de perçage de la conduite de distribution (15), tel que montré par la figure 8. 6 - Dispositif automatique de coupure selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ensemble obturateur (40) se trouve implanté dans la prise de branchement (11) en regard de la dérivation (41) supportant la conduite de branchement (12), tel que décrit par la figure 9. 7 - Dispositif automatique de coupure selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ensemble obturateur réagit de façon autonome, sans l'intermédiaire d'un organe de commande tel que l'organe déprimogène décrit dans la revendication 3.