WO1997015782A1 - Appareil, ensemble et procede pour interrompre la circulation d'un fluide dans une conduite - Google Patents

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WO1997015782A1
WO1997015782A1 PCT/FR1996/001554 FR9601554W WO9715782A1 WO 1997015782 A1 WO1997015782 A1 WO 1997015782A1 FR 9601554 W FR9601554 W FR 9601554W WO 9715782 A1 WO9715782 A1 WO 9715782A1
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fluid
membrane
pressure
valve
chamber
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PCT/FR1996/001554
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Inventor
Maurice Adrien
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Gaz De France
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations
    • F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
    • F17D5/04—Preventing, monitoring, or locating loss by means of a signalling fluid enclosed in a double wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/042—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with locking or disconnecting arrangements

Definitions

  • the invention relates to an apparatus, an assembly and a method for selectively interrupting the circulation of a fluid in a fluid distribution pipe.
  • the invention is in particular intended to be used on plastic pipes in which a compressible fluid and in particular a combustible gas circulates.
  • the object of the invention is to ensure an "automatic" interruption (that is to say, carried out automatically, without human intervention) of the circulation of the fluid, in the event that a fluid leak would be triggered.
  • This automatic interruption must be reliable, not occur inadvertently; the device provided for this must, moreover, be of a limited cost price and be adaptable both on metal pipes and on plastic pipes.
  • the device must also be able to be connected to a plastic pipe made up of two concentric tubes and then allow the detection of small leaks compared to the flow of fluid in the pipe and possibly located at a distance from the device, for example several meters.
  • the solution of the invention consists of an apparatus for selective interruption of the circulation of a fluid in a pipe comprising:
  • first upstream means for connecting the body to an upstream pipe, to allow the arrival of the fluid in the body
  • second downstream means for connecting the body to a downstream pipe, for the circulation of the fluid downstream of the device
  • said second downstream connection means comprising two concentric channels comprising a central channel communicating with the main chamber and a peripheral channel communicating with the control chamber
  • first membrane disposed inside the body and subjected to the action of first pressure means opposing the pressure exerted on said first membrane by the fluid contained in the control chamber
  • second closable orifice disposed between the main chamber and the first connection means, and through which the circulation of the fluid from upstream to downstream takes place
  • a movable shutter valve whose movement is functionally linked to that of the first membrane, this valve leaving the second orifice open in a range of fluid pressure and closing it when the fluid pressure is outside this range pressure.
  • this solution is particularly advantageous if the channels of the second downstream connection means are connected to a plastic pipe itself consisting of two concentric tubes.
  • the combined use of the solution in question of the invention and such plastic pipes should allow plastic pipes to be used (and approved) inside dwellings, an area which has hitherto been prohibited.
  • another characteristic of the invention provides that the movement of the shutter valve can be linked to that of the first membrane via:
  • the invention also proposes a method in which:
  • a distribution pipe for this fluid is used downstream with respect to the circulation of the fluid, comprising a central channel in which said fluid circulates and a peripheral channel isolated from said central channel,
  • a movable membrane is interposed in a sealed manner, between a first part and a second part of a chamber of an apparatus for selective interruption of the circulation of a fluid of which one makes communicating said first part with the circulating fluid, so that this membrane is subjected on the side of said first chamber part to a pressure less than or equal to the pressure of the fluid and, on the side of the second part of the chamber, to a back pressure, - said first part of the chamber is divided into a main chamber and a control chamber,
  • the central channel of the pipe is made to communicate with the main chamber where there is a valve for authorizing or prohibiting the circulation of the fluid, and the peripheral channel of the pipe with the control chamber where the membrane is arranged,
  • the opening or closing of the valve is controlled by displacement of the membrane in the control chamber, and - a calibrated orifice is produced between the main chamber and the control chamber so that a variation in the pressure of the fluid in circulation or the presence of a hole with a cross section greater than that of the calibrated orifice produced between the peripheral channel and the outside induces said closing of the valve with interruption of the circulation of the fluid, following the displacement of the membrane.
  • the shaft may have a second notch for controlling the closure of the second orifice by the valve when the pressure of the fluid in the control chamber exceeds a determined value. This completes the safety of the installation at a modest cost.
  • a regulator can be interposed between the main chamber and the first calibrated orifice, said regulator then advantageously comprising:
  • a first valve operatively linked to the membrane by a second rod to close more or less the third orifice calibrated according to the position of the second membrane.
  • the set also includes:
  • FIG. 1 represents an embodiment of a pressure control assembly according to the invention in the position interrupting the circulation of the fluid
  • FIG. 2 represents on an enlarged scale the detail marked II in FIG. 1,
  • FIG. 3 represents the assembly of FIG. 1 in the circulation position of the fluid
  • FIG. 4 represents on an enlarged scale the detail marked IV in FIG. 3,
  • FIG. 5 shows another embodiment of a pressure control assembly according to the invention in the fluid circulation position
  • - Figure 6 shows on an enlarged scale the detail marked VI in Figure 5.
  • FIG. 1 to 5 there is illustrated an assembly comprising a body 10, comprising first connection means 2 and second connection means 3.
  • the first connection means 2 located in an upstream part of said body 10 allow the arrival of the fluid in said body 10 via a supply pipe (not shown) mechanically connected (for example screwed with interposition of a seal) or welded to the first connection means 2.
  • the second connection means 3 located downstream with respect to said body 10 are linked in the same way to a distribution pipe 6 in this case made of plastic.
  • These second connection means 3 and the distribution pipe 6 have a central channel 3a, 6a and a peripheral channel 3b, 6b arranged concentrically.
  • the interior of the body 10 forms a chamber 32, 33, 34.
  • This chamber 32, 33, 34 is split into a first (32, 34) and a second part 33 between which a movable membrane 12 is interposed in leaktight manner against which the first pressure means 14 arranged in the second part of the chamber 33 come to bear.
  • the first chamber part 32, 34 comprises a main chamber 32 and a control chamber 34 separated by a first partition wall 58 and communicating with each other by means of a first calibrated orifice 8.
  • the main chamber 32 communicates directly with the main channel 6a of the distribution pipe 6 and, via a second orifice 4 with the arrival of fluid.
  • the first pressure means here constituted by a first spring 14 exert on the membrane 12 a force (or a back pressure) opposing the pressure exerted by the fluid present in the control chamber 34.
  • a shaft 20 linked to the membrane 12 has first and second notches 22, 56 intended to come into contact with a ball 24 sliding in a groove 26, advantageously produced in the first partition wall 58.
  • a movable valve 16 has a first rod 18 comprising a flat 28 also intended to come into contact with the ball 24.
  • the groove 26 communicates on one side with the shaft 20 and on the other with the rod 18.
  • the valve 16 is subjected to a force exerted by second pressure means here constituted by a second spring 30. This force tends to apply the valve 16 against the second orifice 4 and thus to close it.
  • a first vent 66 allows the second chamber part 33 to be brought to the open air, while a tester 70 disposed between the control chamber 34 and the external medium allows the fluid contained in the control chamber to be escaped when 'it is activated.
  • the assembly is first of all in the closed position illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • the fluid circulating in the supply line cannot enter the main chamber 32, the second inlet port 4 of which is closed. by the valve 16.
  • the second orifice 4 is then opened by actuating the first rod 18 of the valve 16 via a cocking lever 60.
  • the fluid then enters the main chamber 32 and flows downstream in the central channel 6a of the distribution pipe 6.
  • the fluid also enters the control chamber 34 via the first orifice 8.
  • the pressure exerted on the first membrane 12 tends to constrain the spring 14 and thus to move said membrane 12 and the shaft 20 to which it is linked.
  • the action on the cocking lever 60 brought the flat 28 of the first rod 18 of the valve 16 to the level of the ball 24. This ball 24 can then move to come to bear against this flat 28 and thus allow movement of the shaft 20.
  • the cocking lever 60 can then be released, the ball 24 held in abutment against the flat 28 of the first rod 18 by the shaft 20 prevents said first rod 18 from moving.
  • the valve 16 is thus kept in the open position, released from the second orifice 4.
  • this leak creates a drop in pressure in the control chamber 34 all the more important as the section of the first calibrated orifice 8 is small. For this reason this first orifice 8 will have a cross section less than a few square millimeters and preferably between one tenth and two square millimeters (diameter between 0.35 and 1.6 mm).
  • the pressure drop in the control chamber 34 generates a displacement of the shaft 20.
  • the shaft 20 comes opposite the ball 24 which engages in said first notch 22 thus releasing the first rod 18 from the valve 16 which closes the second orifice 4 under the action of the second pressure means 30 and interrupts the circulation of the fluid.
  • the valve 16 is closed when the section of the hole through which the leakage takes place is greater than that of the first calibrated orifice 8.
  • the tester button 70 can be actuated, which makes it possible to create a leakage flow rate greater than the flow rate of fluid supplied by the first calibrated orifice 8 and thus verify that the supply of fluid is interrupted in the event of a fluid leak.
  • this button 70 is released, the communication between the control chamber and the external environment is suppressed.
  • FIGS. 5 and 6 an assembly intended to be used for a higher fluid pressure has been illustrated. This differs from that of FIGS. 1 to 4 in that it further comprises a regulator 36 interposed between the main chamber 32 and the control chamber 34.
  • This regulator 36 includes an expansion chamber 38 communicating with the outside environment via a second vent 68, and a second partition wall 62 which has a third orifice 44 capable of being more or less partially closed by a first valve 46.
  • This valve 46 is linked to a second diaphragm 40 disposed in the expansion chamber 38, bearing against third pressure means here constituted by a third spring 42.
  • third pressure means here constituted by a third spring 42.
  • the second membrane 40 has a fourth orifice 50 closed by a second valve 52 of the second rod 48 when the latter is pressed against the second membrane 40 by means of fourth pressure means here constituted by a fourth spring 54.
  • the pressure exerted by the fluid on the second membrane 40 will cause detachment of said second membrane 40 relative to the second valve 52.
  • the fourth orifice 50 will then be uncovered and will allow the evacuation of this excess fluid towards the external medium via the second vent 68.
  • said second membrane 40 will advantageously be stiffened by a washer 64.

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Abstract

L'invention concerne un appareil, un ensemble et un procédé pour interrompre de manière sélective la circulation d'un fluide dans une conduite. Selon l'invention, l'ensemble comprend: un corps creux (10) comportant une chambre principale (32), une chambre de contrôle (34), communiquant entre elles par l'intermédiaire d'un premier orifice calibré (8) et des premiers moyens de raccordement (2); une conduite de distribution de fluide (6) comportant deux canaux concentriques (6a, 6b) communiquant avec les chambres principale (32) et de contrôle (34); une membrane (12) disposée dans la chambre de contrôle (34) et soumise à l'action de moyens de pression (14); un deuxième orifice obturable (4) à travers lequel s'effectue la circulation du fluide; et un clapet d'obturation (16) liée fonctionnellement à la membrane (12) obturant le deuxième orifice (4) lorsque la pression du fluide dans la chambre de contrôle (34) sort d'une gamme préétablie.

Description

APPAREIL, ENSEMBLE ET PROCÉDÉ POUR INTERROMPRE LA CIRCULATION D'UN FLUIDE DANS UNE CONDUITE L'invention concerne un appareil, un ensemble et un procédé pour interrompre de manière sélective la circulation d'un fluide dans une conduite de distribution de fluide.
L'invention est en particulier destinée à être utilisée sur des conduites plastiques dans lesquelles circule un fluide compressible et en particulier un gaz combustible.
A toutes fins utiles, il est précisé que dans la suite, les termes encoche et méplat, de même que les termes clapet et soupape seront différenciés dans un but de clarté de la description, de manière à mieux distinguer les éléments ainsi dénommés bien que ces termes désignent des caractéristiques analogues.
Le but de l'invention est d'assurer une interruption "automatique" (c'est-à-dire effectuée d'office, sans intervention humaine) de la circulation du fluide, dans l'hypothèse où une fuite de fluide se déclencherait. Cette interruption automatique devra être fiable, ne pas se produire de manière intempestive ; l'appareil prévu pour cela devra, en outre, être d'un coût de revient limité et être adaptable tant sur des conduites métalliques que sur des conduites plastiques.
L'appareil devra, en outre, pouvoir être raccordé à une conduite plastique constituée de deux tubes concentriques et permettre alors la détection de fuites faibles par rapport au débit de fluide dans la conduite et éventuellement situées à distance de l'appareil, par exemple plusieurs mètres.
La solution de l'invention consiste en un appareil d'interruption sélective de la circulation d'un fluide dans une conduite comprenant :
- un corps creux dont l'intérieur est divisé en une chambre principale et une chambre de contrôle communiquant entre elles par l'intermédiaire d'un premier orifice calibré d'un diamètre inférieur ou égal à quelques millimètres,
- des premiers moyens amont de raccordement du corps à une conduite amont, pour permettre l'arrivée du fluide dans le corps, - des seconds moyens aval de raccordement du corps à une conduite aval, pour la circulation du fluide en aval de l'appareil, lesdits seconds moyens aval de raccordement comportant deux canaux concentriques comprenant un canal central communiquant avec la chambre principale et un canal périphérique communiquant avec la chambre de contrôle,
- une première membrane disposée à l'intérieur du corps et soumise à l'action de premiers moyens de pression s'opposant à la pression exercée sur ladite première membrane par le fluide contenu dans la chambre de contrôle, - un deuxième orifice obturable disposé entre la chambre principale et les premiers moyens de raccordement, et à travers lequel s'effectue la circulation du fluide d'amont en aval, et
- un clapet mobile d'obturation dont le mouvement est lié fonctionnellement à celui de la première membrane, ce clapet laissant le deuxième orifice ouvert dans une gamme de pression du fluide et venant l'obturer lorsque la pression du fluide est en dehors de cette gamme de pression.
Ainsi, lorsque la conduite sera percée ou rompue, la pression viendra à baisser dans le corps. Et l'appareil interrompra automatiquement la circulation du fluide dans la conduite.
De plus, cette solution est particulièrement intéressante si l'on raccorde les canaux des seconds moyens aval de raccordement à une conduite plastique constituée elle-même de deux tubes concentriques. En particulier, l'emploi combiné de la solution en question de l'invention et d'une telle conduite plastique devrait permettre que des conduites plastiques puissent être employées (et agréées) à l'intérieur d'habitations, domaine jusqu'à présent interdit.
Pour améliorer encore la fiabilité d'utilisation, notamment lorsque la pression du fluide est faible (quelques mbar à quelques dizaines de mbar, par exemple de gaz), une autre caractéristique de l'invention prévoit que le mouvement du clapet d'obturation puisse être lié à celui de la première membrane par l'intermédiaire :
- d'un arbre lié à la première membrane et possédant une première encoche,
- d'une première tige liée au clapet et possédant un méplat,
- de deuxièmes moyens de pression tendant à appliquer le clapet contre le deuxième orifice d'alimentation pour le fermer, et
- d'une bille se déplaçant dans une rainure communiquant d'un côté avec l'arbre et de l'autre côté avec la première tige, de telle manière que la bille occupe soit une première position en appui contre le méplat où elle empêche le déplacement de la tige et maintient le clapet ouvert, soit une deuxième position engagée dans la première encoche où elle autorise le déplacement, avec fermeture du clapet sous l'action des deuxièmes moyens de pression.
Pour répondre à l'exigence d'une fermeture automatique fiable, y compris lorsque la pression du fluide est faible et que les fuites sont faibles, l'invention propose également un procédé dans lequel :
- on utilise en aval par rapport à la circulation du fluide, une conduite de distribution de ce fluide comprenant un canal central dans lequel circule ledit fluide et un canal périphérique isolé dudit canal central,
- on interpose de façon étanche une membrane mobile, entre une première partie et une seconde partie d'une chambre d'un appareil d'interruption sélective de la circulation d'un fluide dont on fait communiquer ladite première partie avec le fluide en circulation, de telle sorte que cette membrane soit soumise du côté de ladite première partie de chambre à une pression inférieure ou égale à la pression du fluide et, du côté de la seconde partie de la chambre, à une contre-pression, - on scinde ladite première partie de chambre en une chambre principale et une chambre de contrôle,
- on fait communiquer le canal central de la conduite avec la chambre principale où est disposé un clapet d'autorisation ou d'interdiction de la circulation du fluide, et le canal périphérique de la conduite avec la chambre de contrôle où est disposée la membrane,
- on relie le déplacement de la membrane dans la chambre de contrôle au déplacement du clapet,
- on commande l'ouverture ou la fermeture du clapet par déplacement de la membrane dans la chambre de contrôle, et - on réalise un orifice calibré entre la chambre principale et la chambre de contrôle de telle sorte qu'une variation de la pression du fluide en circulation ou la présence d'un trou de section supérieure à celle de l'orifice calibré réalisé entre le canal périphérique et l'extérieur induise ladite fermeture du clapet avec interruption de la circulation du fluide, consécutivement au déplacement de la membrane.
Pour obtenir, dans un même appareil, une sécurité active en cas de chute et en cas d'excès de pression, l'arbre peut posséder une deuxième encoche pour commander l'obturation du deuxième orifice par le clapet lorsque la pression du fluide dans la chambre de contrôle dépasse une valeur déterminée. Cela permet de compléter la sûreté de l'installation pour un coût modeste.
Il peut également apparaître intéressant d'utiliser un même appareil pour des pressions différentes de fluide circulant dans la conduite. Pour cela, un détendeur peut être interposé entre la chambre principale et le premier orifice calibré, ledit détendeur comprenant alors avantageusement :
- une chambre de détente communiquant avec la chambre de contrôle via le premier orifice calibré, - une seconde membrane disposée dans la chambre de détente, en appui contre des troisièmes moyens de pression,
- un troisième orifice calibré pour la communication entre la chambre de détente et la chambre principale, et
- une première soupape liée fonctionnellement à la membrane par une seconde tige pour obturer plus ou moins le troisième orifice calibré en fonction de la position de la seconde membrane.
Cette solution permet de réduire le coût d'installation en utilisant une proportion importante de pièces identiques pour des pressions de fluide différentes. Toutefois, en condition d'utilisation, le troisième orifice est obturé en permanence par la seconde soupape de la seconde tige. Le volume de fluide contenu dans le canal périphérique de la conduite de distribution, dans la chambre de contrôle et dans la chambre de détente étant constant, en cas d'augmentation naturelle et lente de la température du fluide, sa pression va monter et l'appareil risque d'interrompre la circulation en raison d'une pression de fluide dans la chambre de contrôle paraissant anormalement élevée. Pour résoudre ce problème, l'ensemble comprend en outre :
- un quatrième orifice ménagé dans la seconde membrane,
- une deuxième soupape liée à la seconde tige pour obturer ou découvrir le quatrième orifice en fonction de la pression du fluide dans la chambre de détente, et
- des quatrièmes moyens de pression en appui à une extrémité contre la seconde tige et à une autre extrémité contre la seconde membrane, ces quatrièmes moyens tendant à presser la deuxième soupape contre le quatrième orifice.
Toute surpression due à un phénomène d'échauff ement lent du fluide (phénomène normal) dans la chambre de contrôle ne provoquera pas de coupure d'alimentation intempestive. En cas d'échauff ement rapide du fluide, caractéristique d'un phénomène anormal généralement annonciateur d'une rupture de la conduite par incendie, la faible section du premier orifice ne permettra qu'un faible débit d'évacuation du fluide à travers le quatrième orifice. Il y aura donc une augmentation de la pression dans la chambre de contrôle, ce qui interrompra la circulation du fluide en aval de l'ensemble.
Les différents avantages et caractéristiques de l'appareil et de l'ensemble selon l'invention apparaîtront encore plus clairement de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente une réalisation d'un ensemble de contrôle de pression selon l'invention en position interruption de la circulation du fluide,
- la figure 2 représente à échelle agrandie le détail repéré II à la figure 1,
- la figure 3 représente l'ensemble de la figure 1 en position circulation du fluide,
- la figure 4 représente à échelle agrandie le détail repéré IV à la figure 3,
- la figure 5 représente une autre réalisation d'un ensemble de contrôle de pression selon l'invention en position circulation du fluide, - la figure 6 représente à échelle agrandie le détail repéré VI à la figure 5.
En figures 1 à 5, on voit illustré un ensemble comprenant un corps 10, comportant des premiers moyens de raccordement 2 et des seconds moyens de raccordement 3. Les premiers moyens de raccordement 2 situés en une partie amont dudit corps 10 permettent l'arrivée du fluide dans ledit corps 10 par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée (non représentée) raccordée mécaniquement (par exemple vissée avec interposition d'un joint) ou soudée sur les premiers moyens de raccordement 2. Les seconds moyens de raccordement 3 situés en aval par rapport audit corps 10 sont liés de la même manière à une conduite de distribution 6 en l'espèce en matière plastique. Ces seconds moyens de raccordement 3 et la conduite de distribution 6 possèdent un canal central 3a, 6a et un canal périphérique 3b, 6b disposés concentriquement. L'intérieur du corps 10, forme une chambre 32, 33, 34. Cette chambre 32, 33, 34 est scindée en une première (32, 34) et une seconde partie 33 entre lesquelles s'interpose de façon étanche une membrane mobile 12 contre laquelle des premiers moyens de pression 14 disposés dans la seconde partie de chambre 33 viennent en appui. La première partie de chambre 32, 34 comporte une chambre principale 32 et une chambre de contrôle 34 séparées par une première paroi de séparation 58 et communiquant entre elles par l'intermédiaire d'un premier orifice calibrée 8. La chambre principale 32 communique directement avec le canal principal 6a de la conduite de distribution 6 et, par l'intermédiaire d'un deuxième orifice 4 avec l'arrivée de fluide. Les premiers moyens de pression, ici constitués par un premier ressort 14 exercent sur la membrane 12 un effort (ou une contre- pression) s'opposant à la pression exercée par le fluide présent dans la chambre de contrôle 34.
Un arbre 20 lié à la membrane 12 possède des première et deuxième encoches 22, 56 destinées à venir en contact avec une bille 24 coulissant dans une rainure 26, avantageusement réalisée dans la première paroi de séparation 58. Un clapet mobile 16 possède une première tige 18 comprenant un méplat 28 également destiné à venir en contact avec la bille 24. La rainure 26 communique d'un côté avec l'arbre 20 et de l'autre avec la tige 18.
Le clapet 16 est soumis à une force exercée par des deuxièmes moyens de pression ici constitués par un deuxième ressort 30. Cette force tend à appliquer le clapet 16 contre le deuxième orifice 4 et ainsi à l'obturer.
Un premier évent 66 permet la mise à l'air libre de la seconde partie de chambre 33, tandis qu'un testeur 70 disposé entre la chambre de contrôle 34 et le milieu extérieur permet l'échappement du fluide contenu dans la chambre de contrôle lorsqu'il est actionné. En utilisation, l'ensemble est tout d'abord en situation d'obturation illustrée aux figures 1 et 2. Le fluide circulant dans la conduite d'amenée ne peut pénétrer dans la chambre principale 32 dont le deuxième orifice d'entrée 4 est obturé par le clapet 16.
On ouvre alors le deuxième orifice 4 en actionnant la première tige 18 du clapet 16 par l'intermédiaire d'un levier d'armement 60. Le fluide entre alors dans la chambre principale 32 et s'écoule en aval dans le canal central 6a de la conduite de distribution 6. Le fluide pénètre également dans la chambre de contrôle 34 par l'intermédiaire du premier orifice 8. La pression exercée sur la première membrane 12 tend à contraindre le ressort 14 et ainsi à déplacer ladite membrane 12 et l'arbre 20 auquel elle est liée.
L'action sur le levier d'armement 60 a amené le méplat 28 de la première tige 18 du clapet 16 au niveau de la bille 24. Cette bille 24 peut alors se déplacer pour venir en appui contre ce méplat 28 et permettre ainsi le déplacement de l'arbre 20. On peut ensuite relâcher le levier d'armement 60, la bille 24 maintenue en appui contre le méplat 28 de la première tige 18 par l'arbre 20 empêche ladite première tige 18 de se déplacer. Le clapet 16 est ainsi maintenu en position ouverte, dégagé du deuxième orifice 4.
Lorsqu'il se produit une fuite dans le canal 6b, lequel est le premier exposé aux agressions, cette fuite crée une baisse de pression dans la chambre de contrôle 34 d'autant plus importante que la section du premier orifice calibré 8 est faible. Pour cette raison ce premier orifice 8 aura une section inférieure à quelques millimètres carré et de préférence comprise entre un dixième et deux millimètres carré (diamètre compris entre 0,35 et 1,6 mm). La baisse de pression dans la chambre de contrôle 34 engendre un déplacement de l'arbre 20. Lorsque l'on sort d'une gamme de pression préétablie, l'arbre 20 vient en regard de la bille 24 laquelle s'engage dans ladite première encoche 22 libérant ainsi la première tige 18 du clapet 16 lequel vient obturer le deuxième orifice 4 sous l'action des deuxièmes moyens de pression 30 et interrompt la circulation du fluide. En pratique, la fermeture du clapet 16 interviendra lorsque la section du trou par lequel s'opère la fuite est supérieure à celle du premier orifice calibré 8.
De même, lorsque la pression vient à baisser dans la chambre principale 32 consécutivement à la baisse de la pression d'alimentation en fluide, celle-ci baisse ensuite dans la chambre de contrôle 34, ce qui interrompt la circulation du fluide.
Lorsque inversement la pression augmente dans la chambre principale 32 jusqu'à atteindre un seuil prédéterminé, le déplacement de l'arbre 20 amène la deuxième encoche 56 de l'arbre 20 en regard de la bille 24 laquelle libère la première tige 18 du clapet 16 qui interrompt la circulation du fluide.
Afin de s'assurer du bon fonctionnement de l'ensemble, on pourra actionner le bouton testeur 70, lequel permet de créer un débit de fuite supérieur au débit de fluide fourni par le premier orifice calibré 8 et de vérifier ainsi que l'alimentation en fluide est interrompue en cas de fuite de fluide. Lorsque ce bouton 70 est relâché la communication entre la chambre de contrôle et le milieu extérieur est supprimée.
En figure 5 et 6, un ensemble destiné à être utilisé pour une pression de fluide plus élevée a été illustré. Celui-ci se distingue de celui des figures 1 à 4 en ce qu'il comprend, en outre, un détendeur 36 interposé entre la chambre principale 32 et la chambre de contrôle 34.
Ce détendeur 36 comprend une chambre de détente 38 communiquant avec le milieu extérieur par l'intermédiare d'un deuxième évent 68, et une seconde paroi de séparation 62 laquelle présente un troisième orifice 44 susceptible d'être plus ou moins partiellement obturé par une première soupape 46. Cette soupape 46 est liée à une seconde membrane 40 disposée dans la chambre de détente 38, en appui contre des troisièmes moyens de pression ici constitués par un troisième ressort 42. Tant que la pression dans la chambre de détente 38 est inférieure à une pression prédéterminée fonction de la raideur du ressort 42, la première soupape 46 laisse pénétrer le fluide dans la chambre de détente 38. Ceci permet donc bien d'obtenir dans la chambre de contrôle 34 une pression prédéterminée pour un fonctionnement normal. Mais si la pression vient à monter lentement dans la chambre de contrôle 34, consécutivement à une augmentation naturelle et progressive de la température et sans qu'il y ait un fonctionnement anormal, il est souhaitable d'évacuer une partie du fluide. C'est pourquoi, la seconde membrane 40 possède un quatrième orifice 50 obturé par une seconde soupape 52 de la seconde tige 48 lorsque celle-ci est pressée contre la seconde membrane 40 par l'intermédiaire de quatrièmes moyens de pression ici constitués par un quatrième ressort 54.
Ainsi, pour une pression dans la chambre de détente comprise entre la pression en fonctionnement normal et la pression amenant la deuxième encoche 56 de l'arbre en regard de la bille 24, la pression exercée par le fluide sur la seconde membrane 40 provoquera un décollement de ladite seconde membrane 40 par rapport à la seconde soupape 52. Le quatrième orifice 50 sera alors découvert et permettra l'évacuation de cet excédent de fluide vers le milieu extérieur par l'intermédiaire du deuxième évent 68. Afin de fiabiliser le décollement de la seconde membrane 40 par rapport à la seconde soupape, ladite seconde membrane 40 sera avantageusement rigidifiée par une rondelle 64.
Les illustrations sont données à titre d'exemple et ne sauraient limiter l'invention, on aurait pu prévoir, par exemple, pour chacune des réalisations illustrées, une vis de tarage des ressorts pour faire varier les pressions de déclenchement.

Claims

Revendications
1. Appareil d'interruption sélective de la circulation d'un fluide comprenant :
- un corps creux (10) dont l'intérieur est divisé en une chambre principale (32) et une chambre de contrôle (34) communiquant entre elles par l'intermédiaire d'un premier orifice calibré (8) d'un diamètre inférieur ou égal à quelques millirnètres,
- des premiers moyens amont de raccordement (2) du corps (10) à une conduite amont, pour permettre l'arrivée du fluide dans le corps (10), - des seconds moyens aval de raccordement (3) du corps (10) à une conduite aval (6) pour la circulation du fluide en aval de l'appareil, lesdits seconds moyens aval de raccordement (3) comportant deux canaux concentriques comprenant un canal central (3a) communiquant avec la chambre principale (32) et un canal périphérique (3b) communiquant avec la chambre de contrôle (34),
- une première membrane (12) disposée à l'intérieur du corps (10) et soumise à l'action de premiers moyens de pression (14) s'opposant à la pression exercée sur ladite première membrane (12) par le fluide contenu dans la chambre de contrôle (34), - un deuxième orifice obturable (4) disposé entre la chambre principale (32) et les premiers moyens de raccordement (2) et à travers lequel s'effectue la circulation du fluide d'amont en aval, et
- un clapet mobile d'obturation (16) dont le mouvement est lié fonctionnellement à celui de la première membrane (12), ce clapet (16) laissant le deuxième orifice (4) ouvert dans une gamme de pression du fluide et venant l'obturer, lorsque la pression du fluide est en dehors de cette gamme de pression.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement du clapet d'obturation (16) est lié à celui de la première membrane (12) par l'intermédiaire :
- d'un arbre (20) lié à la première membrane (12) et possédant une première encoche (22),
- d'une première tige (18) lié au clapet (16) et possédant un méplat (28),
- de deuxièmes moyens de pression (30) tendant à appliquer le clapet (16) contre le deuxième orifice d'alimentation (4) pour le fermer, et - d'une bille (24) se déplaçant dans une rainure (26) communiquant d'un côté avec l'arbre (20) et de l'autre côté avec la première tige (18), de telle manière que la bille (24) occupe soit une première position en appui contre le méplat (28) où elle empêche le déplacement de la tige (18) et maintient le clapet (16) ouvert, soit une deuxième position engagée dans la première encoche (22) où elle autorise ce déplacement, avec fermeture du clapet (16) sous l'action des deuxièmes moyens de pression (30).
3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'arbre (20) possède une deuxième encoche (56) pour commander l'obturation du deuxième orifice (4) par le clapet (16) lorsque la pression du fluide dans la chambre de contrôle (34) dépasse une valeur déterminée.
4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un détendeur (36) est interposé entre la chambre principale (32) et le premier orifice calibré (8).
5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le détendeur (36) comprend :
- une chambre de détente (38) communiquant avec la chambre de contrôle (34) via le premier orifice calibré (8), - une seconde membrane (40) disposée dans la chambre de détente (38), en appui contre des troisièmes moyens de pression (42),
- un troisième orifice calibré (44) pour la communication entre la chambre de détente (38) et la chambre principale (32), et - une première soupape (46) liée fonctionnellement à la seconde membrane (40) par une seconde tige (48) pour obturer plus ou moins le troisième orifice calibré (44) en fonction de la position de la seconde membrane (40).
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
- un quatrième orifice (50) ménagé dans la seconde membrane (40),
- une deuxième soupape (52) liée à la seconde tige (48) pour obturer ou découvrir le quatrième orifice (50) en fonction de la pression du fluide dans la chambre de détente (38), et
- des quatrièmes moyens de pression (54) en appui à une extrémité contre la seconde tige (48) et à une autre extrémité contre la seconde membrane (40), ces quatrièmes moyens (54) tendant à presser la deuxième soupape (52) contre le quatrième orifice (50).
7. Ensemble comprenant un appareil, selon l'une des revendications 1 à 6, et ladite conduite aval de circulation du fluide (6), laquelle comprend deux canaux plastiques concentriques (6a, 6b) raccordés respectivement auxdits canaux concentriques (3a, 3b) desdits moyens aval de raccordement (3) de l'appareil.
8. Procédé pour interrompre de manière sélective la circulation d'un fluide dans une conduite (6) de distribution de fluide, dans lequel :
- on utilise en aval par rapport à la circulation du fluide, une conduite de distribution de ce fluide (6) comprenant un canal central (6a) dans lequel circule ledit fluide et un canal périphérique (6b) isolé dudit canal central (6a),
- on interpose de façon étanche au fluide une membrane mobile (12), entre une première partie (32, 34) et une seconde partie (33) d'une chambre (32, 33, 34) d'un appareil d'interruption sélective de la circulation d'un fluide, dont on fait communiquer ladite première partie (32, 34) avec le fluide en circulation, de telle sorte que cette membrane (12) soit soumise du côté de ladite première partie de chambre (32, 34) à une pression inférieure ou égale à la pression du fluide et, du côté de la seconde partie (33) de la chambre, à une contre-pression,
- on scinde ladite première partie de chambre (32, 34) en une chambre principale (32) et une chambre de contrôle (34),
- on fait communiquer le canal central (6a) avec la chambre principale (32) où est disposé un clapet (16) d'autorisation ou d'interdiction de la circulation du fluide, et le canal périphérique (6b) avec la chambre de contrôle (34) où est disposée la membrane (12),
- on relie le déplacement de la membrane (12) dans la chambre de contrôle (34) au déplacement du clapet (16),
- on commande l'ouverture ou la fermeture du clapet (16) par déplacement de la membrane dans la chambre de contrôle (34), et
- on réalise un orifice calibré (8) entre la chambre principale (32) et la chambre de contrôle (34) de telle sorte qu'une variation de la pression du fluide en circulation ou la présence d'un trou de section supérieure à celle de l'orifice calibré réalisé entre le canal périphérique (6b) et l'extérieur induise ladite fermeture du clapet (16) avec interruption de la circulation du fluide, consécutivement au déplacement de la membrane (12).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2847956A1 (de) * 1978-11-04 1980-05-14 Regel Messtechnik Gmbh Sicherheits-absperrventil, insbesondere fuer gas-druckregelanlagen
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DE3700035A1 (de) * 1987-01-02 1988-07-14 Bernhard Elsner Hermetisch abgeschlossene sicherheitsgaszufuehrung mit automatisch ausloesendem sperrventil bei dichtigkeitsdefekten
EP0458143A2 (fr) * 1990-05-25 1991-11-27 Regel + Messtechnik GmbH Regler- und Anlagenbau für Gas-Druckreglung Soupape d'arrêt de sûreté, notamment pour installations de réglage de la pression de gaz

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