Brevet FR2731494A1 — publié le 19960913

CLAPET DE SECURITE. DE SORTIE DE CUVE La présente invention concerne un clapet de sécurité contre un incendie des conduits d'entrée ou de sortie de cuve, ou réservoir, ou bac, ou de tout autre moyen de stockage de liquide inflammable. La fermeture autonome du clapet peut être provoquée de 3 façons différentes et qui suffisent, chacune d'elles, à couper le débit du fluide dans la conduite d'entrée ou de sortie de cuve. Dans les dispositifs connus de ce genre, des clapets de sécurité incendie, se fixant sur des conduites de liquide inflammable, et munis d'une fermeture autonome déclenchée automatiquement ou par commande à distance lorsqu'un incendie se déclare, existent. Sont connus les électro-aimants actionnant une tige de clavetage, et les goupilles thermocassantes débrayant directement un moyeu. Mais ces dispositifs présentent les inconvénients d'être continuellement sous tension électrique, ou sous pression pneumatique ou hydraulique, en position normale ouverte. Ce qui peut entraîner une fermeture intempestive lors d'une coupure de courant, ou d'une panne quelconque, sur les systèmes de pression pneumatique, ou hydraulique. D'autre part, la fermeture de ces dispositifs, après déclenchement du système de sécurité, est dûe à l'action du propre poids du battant et de la poussée du liquide inflammable dans la conduite. Ceci rend le système moins efficace si la pression du liquide inflammable est faible, car la fermeture sera plus lente et l'étanchéité moins parfaite si le battant n'est pas bien bloqué. Le dispositif objet de l'invention permet d'éviter ces inconvénients. I1 présente l'avantage de protéger d'un incendie une cuve, ou un bac, ou un réservoir, ou tout autre moyen de stockage de liquide inflammable. En effet, le dispositif est conçu pour obturer une conduite de sortie ou d'entrée de cuve, afin d'arrêter le débit du fluide, dès qu'il y a augmentation de la température jusqu'à une valeur fixée, provoquée par un incendie. La fermeture du clapet peut être provoquée de trois façons différentes et qui suffisent, chacune d'elles, à couper le débit du fluide dans la conduite d'entrée ou de sortie de cuve. Cette fermeture peut être volontairement déclenchée à distance, électriquement, pneumatiquement, ou hydrauliquement, en pilotant le débrayage du frein du clapet. Cette sécurité s intègre totalement dans les installations sous télésurveillance. Dans cette version, une partie électromagnétique dite bobine du frein-embrayage n'est pas sous tension lorsque le clapet est en position normale ouverte, ce qui empêche toute fermeture intempestive du clapet si une coupure de courant venait à se produire.La fermeture peut également être déclenchée par l'augmentation de la température provoquée par un incendie, entraînant la fusion d'une goupille thermo-cassante, qui libère ainsi de sa position ouverte, le battant du clapet, qui, instantanément, se ferme. La fermeture peut aussi être provoquée par une série de capteurs à distance qui agissent sur le circuit d'une bobine du frein-embrayage, entraînant ainsi la fermeture du battant. La sécurité du dispositif lors du déclenchement de fermeture est accentuée grâce à la fonction d'une boîte révolver qui accélère la fermeture du battant. La fermeture est donc immédiate mais également étanche grâce aux ressorts qui sont dans la boîte révolver, qui, après avoir accéléré la fermeture du battant, le rendent parfaitement fermé. De plus, le profil du battant, le diamètre de passage, la portée conique du clapet, ainsi que la position déportée de l'axe du battant, ont fait l'objet d'une étude particulière pour optimiser au maximum le coëfficient de débit du liquide dans le sens de vidange et de remplissage. Cet axe de battant est intégré dans le battant mais toutefois déporté par rapport à l'axe de symètrie du battant.Par rapport à l'axe de symètrie du battant et parallèle à l'axe du battant, ce dernier est muni d'une importante surépaisseur formant contre-poids permettant d'accélèrer encore la fermeture. De plus, la face supérieure de ce contre-poids est parallèle aux lignes d'écoulement du fluide pour réduire les traînées. La face supérieure du battant est formée de deux surépaisseurs formant un contrepoids, symétriques et placées de part et d'autre d'un axe fictif vertical du battant, afin de former une large rainure. La face intérieure, de chaque contrepoids forme la rainure, et est de forme plane, suivant la direction de l'écoulement du liquide et de surface légèrement trapézoïdale. Les contrepoids sont donc plus étroits contre l'axe déporté du battant, et plus épais à leur autre extrémité. La face du dessous de chaque contrepoids forme un segment dont la corde est du côté de la rainure. Les faibles pertes de charges qui en résultent ne contrarient pas l'installation en service. Le dispositif objet de l'invention comporte un clapet de sécurité incendie en entrée ou en sortie de cuve, réservoir, bac, ou tout autre moyen de stockage de liquide inflammable. I1 est composé d'un corps de clapet à portée conique, muni d'un anneau de levage, dans lequel se trouve un battant. Le battant est solidaire, par une clavette à bouts ronds, d'un axe déporté qui permet le pivotement pour l'ouverture ou la fermeture de ce système de sécurité. Cet axe de battant est intégré dans le battant mais toutefois déporté par rapport à l'axe de symétrie du battant. De plus, le battant est muni d'une ou plusieurs rainures ouvertes à leurs extrémités et d'une importante surépaisseur formant un contre-poids, située sur la face supérieure du battant, à son axe de symètrie et parallèle à l'axe déporté du battant. La face supérieure du contre-poids est parallèle à l'axe de la conduite pour rendre maximum le débit de la conduite. Le contre-poids du battant peut être muni d'une ou plusieurs rainures parallèles à l'axe de la conduite pour favoriser au maximum l'écoulement et améliorer les caractéristiques aérodynamiques du battant. L'axe du battant est lié à une de ses extrémités à une came par une clavette à bouts ronds. La came munie d'une saillie qui vient se loger dans l'encoche d'un chien lié à un porte-crabot est maintenue en position par une goupille thermo-cassante. L'extrémité de la saillie est formée par la portion d'un arc de cercle, inscrit dans celui de l'extérieur de la came. De chaque côté de la saillie, la came est ajourée pour former deux plats parallèles à la face supérieure du chien, avec un jeu nécessaire. Quant au chien, de la forme d'un demi-disque, possède à l'une de ses extrémités un orifice pour permettre le passage d'un axe à extrémité filetée, sur lequel le chien est maintenu par un circlips. A son autre extrémité, et sur la tranche supérieure, le chien possède une surface plane qui permet le contact et la poussée d'un ressort de compression. Un deuxième orifice, situé au milieu du demi-disque du chien, permet le passage d'une goupille thermo-cassante. Lorsque la fermeture est déclenchée par la rupture de la goupille thermo-cassante, le chien pivote sur l'axe à extrémité filetée. Ce pivotement est rendu possible à l'aide d'un ressort de compression qui pousse le chien, et permet ainsi de libérer la came, liée à l'axe du battant, pour permettre la fermeture de ce battant. Cette fermeture est accélérée par un dispositif contenu dans une partie boîte à ressorts appelée boîte révolver dont la fonction est d'accélérer la fermeture du battant. Dans cette boîte révolver, une fourchette, liée à l'axe du battant, comprime deux ressorts des cartouches ressorts. La fermeture du battant est donc accélérée par la rotation de la fourchette, liée à l'axe du battant, et lancée par les cartouches à ressorts. La fourchette est constituée de deux pattes décalées l'une de l'autre par rapport à l'axe déporté du battant.A chaque extrémité de la fourchette, se trouve un trou oblong ouvert où s'appuie un patin de glissement, qui permet le passage d'une vis servant de butée à un ressort de compression, à l'intérieur duquel se trouve une vis de ressort. Ces deux derniers constituent ainsi une cartouche à ressort. Une vis sert de butée au patin de glissement, maintenant le ressort lors de la fermeture du battant. Un autre déclenchement est rendu possible grâce à un frein-embrayage composé d'une bobine électro-magnétique, engrenée sur une partie crabot vissée sur le porte-crabot, lui-même lié à la came par l'intermédiaire du chien, à l'aide de la goupille thermo-cassante. La rotation de l'axe déporté et donc la fermeture du battant, est réalisée. La partie électro-magnétique dite bobine de forme circulaire, entoure l'axe du battant. Cette bobine est vissée à l'intérieur du corps contre la boîte révolver. En position normale ouverte, la bobine n'est pas sous tension et s'engrène sur la partie crabot par l'intermédiaire de ressorts qui la maintiennent sur celle-ci maintenant, l'ensemble bloqué en position ouverte. Lorsque l'alimentation de la bobine du frein-embrayage est réalisée, la bobine est excitée, les ressorts sont repoussés, ils ne bloquent plus la bobine sur la partie crabot. Le système est donc débrayé. Et comme précédemment la rotation pour la fermeture du battant est accélérée. La position ouverte ou fermée du battant est indiquée par un indicateur de position muni d'une clavette d'indicateur fixée par un écrou, sur l'axe déporté, fileté à cette extrémité. L'indicateur de position est visible au travers d'une lumière d'un couvercle qui est fixé sur un tube lui-même fixé à l'axe déporté par un écrou qui vient se visser contre celui du maintien du bloc du dispositif sur l'axe déporté du battant. Selon une autre réalisation de l'invention, en position normale ouverte, la porte électro-magnétique dite bobine est sous tension et attire la partie crabot. L'ensemble battant et axe est ainsi maintenu en position ouverte. La fermeture peut être volontairement déclenchée à distance en coupant l'alimentation électrique du frein embrayage du clapet. Ce frein-embrayage du clapet peut être également composé d'un vérin hydraulique ou pneumatique, à déclenchement automatique et autonome comme décrit ci-dessus. Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté sur les planches 1/5, 2/5, 3/5, 4/5 et 5/5, le clapet de sécurité comporte un corps de clapet à portée conique (4) muni d'un anneau-de levage (6), d'un pivot (5) et d'un battant (24), constitué d'un profil formant un contre-poids (46). Le battant est lié à un axe déporté muni de plusieurs clavettes à bouts ronds (13), (28), (23), de plusieurs joints graphite (2), (10), d'une rondelle (3), d'un bouchon (1), d'un joint (8), d'un indicateur de position (25) muni d'une clavette d'indicateur (26) et d'un écrou (27) et (48). L'axe est lié à une came (29) par une clavette à bouts ronds (28). La came (29) est munie d'une sallie (44) qui vient se loger dans une encoche (45) d'un chien (40) qui est luimême lié à un porte-crabot (18) par une goupille thermocassante (41).Le chien (40) pivote sur un axe à extrémité filetée (43), et est maintenu à celui-ci par un circlips (42). Le pivotement du chien (40) est aidé par un ressort de compression (39) et une vis de ressort (38). Le porte-crabot (18) est en butée contre une entretoise (16) et est vissé sur un crabot (17) où est engrenée une partie électro-magnétique dite bobine (15) fixée sur un porte-bobine (14). Dans la partie boîte à ressort dite boîte révolver (11), une fourchette (12) munie de trous oblongs (47) et de patins de glissement (36) est liée à l'axe déporté (7) par la clavette à bout rond (13) comprimant des ressorts de compression (35) munis de vis de ressort (34) et vis de butée (37) des cartouches ressorts. Lors de la rupture de la goupille thermo-cassante (41) le chien (40) pivote sur un axe à extrémité filetée (43) à l'aide d'un ressort de compression (39). Le dispositif frein-embrayage est fixé par plusieurs vis (30), et placé à l'intérieur d'un tube (33) qui reçoit un couvercle (20) fixé par plusieurs vis (22) munis de rondelles frein (21) et de goujons (19). La boîte révolver, quant à elle, est fixée par plusieurs vis (9) au corps du clapet (4). La face supérieure du battant (24) est formée de deux surépaisseurs formant un contrepoids (46), symétriques et placées de part et d'autre d'un axe fictif vertical (50) du battant (24), afin de former une large rainure (51). La face intérieure (52), de chaque contrepoids (46), forme la rainure (51), et est de forme plane, suivant la direction de l'écoulement du liquide et de surface légèrement trapézoïdale. Les contrepoids (46) sont donc plus étroits contre l'axe déporté (7) du battant (24), et plus épais à leur autre extrémité. La face (49) du dessus de chaque contrepoids (46) forme un segment dont la corde est du côté de la rainure (51). Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où la protection contre un incendie des conduites d'entrée ou de sortie de cuve, réservoir, bac, ou de tout autre moyen de stockage de liquide inflammable doit être assurée, de façon autonome et automatique. Il peut être utilisé dans l'industrie chimique, pétrolière ou autre. REVENDICATIONS 1/ Dispositif permettant de protéger contre un incendie, une cuve, ou tout autre moyen de stockage de liquide inflammable, composé d'un corps de clapet à portée conique, dans lequel se trouve un battant, solidaire d'un axe, qui permet son pivotement, pour l'ouverture ou la fermeture, autonome, déclenchée automatiquement ou volontairement, par la fusion d'une goupille thermo-cassante, ou par une série de capteurs de chaleur à distance, ou par une partie électro-magnétique, caractérisé par le fait qu'il comporte un axe de battant déporté (7), lié par une clavette à bouts ronds (28), à une came (29), munie d'une saillie (44), qui vient se loger dans une encoche (45) d'un chien (40), qui pivote sur un axe à extrémité filetée (43), à l'aide d'un ressort de compression (39), et qui est lié à un porte-crabot (18), vissé sur un crabot (17), formant un frein embrayage sur lequel s'engrène une partie circulaire électro-magnétique (15), permettant ainsi la fermeture du battant (24) qui est accélérée par un dispositif de fourchette (12) liée à l'axe (7) par la clavette (13) et ressorts de compression (35) de la boîte révolver (11) . 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la came (29) est munie d'une saillie (44) qui est formée par la portion d'un arc de cercle inscrit dans celui de l'extérieur de la came (29) et de chaque côté de la saillie (44), la came (29) est ajourée pour former deux plats parallèles à la face supérieure du chien (40) avec un jeu nécessaire. 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le chien (40) a la forme d'un demi-disque, avec à l'une de ses extrémités, un orifice, pour~permettre le passage d'un axe à extrémité filetée (43), sur lequel le chien (40) est maintenu par un circlips (42), et à son autre extrémité, sur la tranche supérieure du chien (40), une surface plane qui est en contact avec le ressort de compression (39) ; de plus, un deuxième orifice est situé dans le milieu du demi-disque du chien (40) pour permettre le passage de la goupille thermocassante (41). 4/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie circulaire de l'électro-aimant (15) dite bobine, entoure l'axe déporté (7) du battant (24), et est vissée contre la boîte révolver (11). 5/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la boîte révolver (11) contient une fourchette (12), qui est liée à l'axe déporté (7), par une clavette à bouts ronds (13), et constituée de deux pattes décalées l'une de l'autre par rapport à l'axe (7), avec à chaque extrémité, un trou oblong ouvert (47) où s'appuie un patin de glissement (36), permettant le passage d'une vis à ressort (34) servant de butée au ressort de compression (35), à l'intérieur duquel se trouve la vis de ressort (34), à l'extrémité de laquelle est vissée une vis (37) servant de butée au patin de glissement (36) maintenant ainsi le ressort (35) lors de la fermeture de battant (24). 6/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe du battant déporté (7) est intégré dans le battant (24) par une clavette à bouts ronds (23) mais déporté par rapport à l'axe de symètrie du battant (24). 7/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le battant (24) est muni d'une importante surépaisseur appelée un contre-poids (46), située sur la face supérieure du battant (24), à son axe de symétrie, et parallèle à l'axe déporté du battant (24), afin de former une rainure (51) ; la face supérieure du contre-poids (46) est parallèle à l'axe de la conduite. 8/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à l'une de ses extrémités, l'axe déporté (7) est muni d'un filetage qui permet la fixation par un écrou (27) d'un tube (33) ainsi que d'une clavette d'indication (26) et d'un indicateur de position (25), visibles au travers d'une lumière (48) d'un couvercle (20) fixé sur un tube (33). 9/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le frein embrayage peut être composé d'un vérin hydraulique ou pneumatique, s'engrénant sur le crabot (17).