Brevet FR2787858A1 — publié le 20000630

-1 - Les vannes du type " papillon " sont contituées d'un volet articulé sur un axe de façon à ce qu'une rotation de 90 degrés de cet axe assure le passage d'une position (" totalement ouverte " de la vanne à une position " totalement fermée " et inversement. Dans le cas d'une vanne de sécurité, le volet est maintenu ouvert par un système qui, le moment venu, sera libéré par une action extérieure manuelle ou automatique. L'énergie nécessaire à la fermeture de la vanne est emmagasinée dans un ressort qui est bandé lors de l'opération d'ouverture de la vanne. Ce ressort a également pour rôle de maintenir le volet de la vanne sur son siège en position de fermeture. Pour être sûr que la vanne se refermera sans problème, le couple communiqué par le ressort à l'axe de la vanne doit pouvoir atteindre 10 fois la valeur du couple résistant dû aux frottements de l'axe. Pour éviter un dispostif de verrouillage en position de fermeture, dispositif qui peut être néfaste dans certaines applications, ce coefficient doit être respecté même quand la vanne est en position fermée. Dans ces conditions, on imagine que pendant l'opération d'ouverture, le ressort allant vers sa tension maximum va exercer une résistance de plus en plus importante. Inversement, au moment de la fermeture, le ressort va communiquer à la vanne une accélération telle que le choc du volet de la vanne sur son siège20 risque de déteriorer celle-ci. Le dispositif faisant l'objet de la présente demande de brevet permet d'une part de limiter l'effort à l'ouverture de la vanne et d'autre part de contrôler la course de fermeture sans limiter l'action du ressort de maintien en position fermée de la vanne. En outre, le dispostif permet de faciliter la fixation de l'appareil sur le corps de la vanne25 en évitant les points de fixation situés à proximité immédiate de l'axe de celle-ci. Solidaire de l'axe, le bras qui assure le blocage de la vanne en position ouverte est muni d'un axe autour duquel pivote une biellette qui lui transmettra l'effort du ressort de rappel. La vanne étant fermée, cette biellette est à peu près perpendiculaire au bras de30 retenue. Lors de l'opération d'ouverture, l'angle d'attaque du bras par la biellette passera progressivement d'environ 90 degrés à environ 30 degrés. Ceci aura pour effet, toutes choses égales par ailleurs, de diminuer dans des proportions très importantes le couple transmis par le ressort de rappel à l'axe de la -2- vanne tout en maintenant à son maximum, ce couple en position de fermeture. A son autre extrémité cette biellette est articulée, au moyen d'un étrier, sur l'axe d'un verin, pneumatique ou hydraulique suivant la taille de la vanne. La forme de cette biellette est choisie pour éviter le vis de fixation de l'appareil. 5 Le vérin est fixé au bati du dispositif Le piston de ce verin est percé d'un trou dont la taille dépend du fluide utilisé, trou qui, pendant la fermeture de la vanne, limitera le débit de fluide d'un coté à l'autre du piston du vérin. Le piston est également muni d'un clapet de non retour qui s'ouvrira naturellement pendant l'opération d'ouverture de la vanne, ce qui10 permettra de n'opposer à cette ouverture qu'une très faible résistance. Un ressort à boudin, enfilé sur le vérin à l'extérieur de celui-ci, prend appui d'une part sur un épaulement du vérin et d'autre part sur de l'axe du vérin à son extrémité opposée à l'étrier d'articulation de la biellette, au moyen d'une pièce circulaire fixée à l'axe. Dans ces conditions, ce ressort est bandé pendant15 l'opération d'ouverture de la vanne et, quand le bras de retenue de celle-ci est libéré, il assure sa refermeture dans des conditions de fonctionnement qui évitent le choc du volet de la vanne sur son siège. La figure I représente le dispositif dans la position " vanne fermée ". La figure 2 représente le dispositif dans la position vanne ouverte.20 Le bras 1 est solidaire de l'axe 2 de la vanne. Sur l'axe 3, solidaire du bras 1, est articulée la biellette 4, qui épouse approximativement la forme d'un C allongé pour éviter, lors de son déplacement la vis de fixation 5. L'autre extrémité de la biellette 4 est articulée sur l'axe 6 du vérin 7 au moyen de l'étrier 8.25 Le piston 9 du vérin 7 est muni du trou de décharge 10 et du clapet de non retour de gavagel 1. Le ressort à boudin 12 est placé, avec une tension initiale, entre l'épaulement 13 du vérin 7 et la pièce circulaire 14 solidaire de l'axe 6 du vérin 7 à l'extrémité opposée 30 à l'étrier 8.30 Si le fluide utilisé est l'air, l'axe 6 n'est étanché par rapport au vérin 7 que d'un coté du piston 9; si le fluide est un liquide, l'axe doit être étanche des 2 cotés du -3- piston 9 par rapport au vérin 7. La cornière 15, solidaire du bati de l'appareil, sur l'aile de laquelle glisse une partie arrondie de la biellette 4, est destinée à neutraliser la composante transversale de l'effort appliqué sur l'arbre 6 per le biellette 4 sans blesser l'arbre 6. 5 Dans ces conditions, le fonctionnement est le suivant: En partant de la position " vanne fermée ", on met en rotation l'axe 2 de la vanne, ce qui a pour effet de déplacer le bras de retenue 1. L'axe 3, dans sa rotation, entraine le déplacement de la biellette 4 et de l'axe 6 du vérin 7 par l'intermédiaire de l'étrier 8.10 Le clapet de non retour 11 s'ouvre, et le piston 9 peut se déplacer librement dans le vérin 7. Entrainée par l'axe 6, la pièce 14 assure la mise en tension du ressort 12. Une fois maintenu par le dispositif de retenue " vanne ouverte ", le bras 1 est immobilisé à 90 degrés environ de sa position initiale. La biellette 4 fait alors avec le bras 1 un angle d'environ 30 degrés.15 A la libération du bras, la tension du ressort 12 se transmet à l'axe 2 de la vanne par l'intermédiaire de la pièce 14, de l'axe 6, de l'étrier 8, de la biellette 4, de l'axe 3 et du bras de retenue 1. L'ensemble se met en mouvement mais le clapet de non retour 11 se ferme forçant le fluide à passer par le trou de décharge 10, ce qui a pour effet de retenir le piston20 9 et l'ensemble des pièces en mouvement dans leur déplacement. Dans le cas d'utilisation d'un fluide liquide, la retenue est immédiate. Dans le cas d'un vérin pneumatique, la retenue ne commence que quand la pression a assez monté dans le vérin 7. Le volume du vérin 7 doit alors être suffisant pour que, compte tenue de l'inertie des pièce en mouvement, le volet de la25 vanne n'ait pas encore atteint son siège au moment o le contrôle de la vitesse commence à être efficace. Une fois la vanne fermée, la tension initiale du ressort 12 s'applique en permanece à l'axe 6 du vérin 7 et, par son intermédiaire, maintient le volet de la vanne sur son siège. -4- REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à contrôler le retour en position fermée d'une vanne de sécurité du type " papillon " caractérisé par le fait que le bras de retenue 1 solidaire de l'axe de la vanne 2 est muni de l'axe 3 sur lequel est articulé la biellette 4, ladite biellette 4 étant, à son autre extrémité, articulée, au moyen de l'étrier 8, sur l'axe 6 5 du vérin 7 lequel est fixé au corps de l'appareil, le piston 9 dudit vérin 7 étant muni du trou de décharge 10 et du clapet de non retour de gavage 11 si bien qu'à la fermeture de la vanne le piston 6 du vérin 7 a un effet de retenue alors qu'il n'en a pas à l'ouverture de la vanne. 2. Dispositif selon la revendication I caractérisé par le fait que le ressort à boudin 12 est placé, avec une tension initiale, entre l'épaulement 13 du vérin 7 et la pièce circulaire 14 solidaire de l'axe 6 du vérin pour assurer d'une part le retour en position " fermée " de la vanne quand, partant de la position " ouverte ", le bras de retenuel est libéré, et d'autre part le maintien du volet de la vanne sur son siège, une fois la vanne refermée. 3. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que, quand la vanne est fermée, la biellette 4 est perpendiculaire au bras 1 et qu'elle fait un angle d'environ 30 degrés avec le bras 1, quand la vanne est ouverte limitant ainsi l'effort du ressort 12 sur l'axe 2 de la vanne. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3 caractérisé par le fait que la biellette 4 épouse la forme d'un C allongé pour permettre d'éviter, dans son déplacement, la vis de fixation 5.20 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé par le fait que la cornière 15 sur l'aile de laquelle glisse une partie arrondie de la biellette 4, cornière qui est solidaire du bati de l'appareil, neutralise la composante transversale de l'effort transmis par la biellette 4 à l'axe 6 de façon à ne pas blesser ce dernier.