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Dispositif de sécurité contre les retours de flamme dans les canalisations de mélanges explosifs de gaz, et oontre les explosions qui en résultent.
La présente invention concerne un dispositif de sécurité oontre les retours de flamme dans les canalisations de mélanges explosifs de gaz, et contre les explosions qui en ré-' sultent. Ce dispositif comporte un organe d'arrêt et un organe de commande mobile influencé par la pression de l'explosion.
Les dispositions connues de ce genre nécessitent, de plus, des cuves IL eau ou similaires, qui, si l'on n'assure pas leur remplissage suffisant et constant en liquide, constituent une cause importante de risques d'accidents.
L'invention a pour but de réaliser un dispositif de sécurité fonctionnant sans liquide, qui entre en action même dans le cas de l'arrêt d'alimentation en gaz combustible en amorçant la fermeture de l'organe d'arrêt puis en le fermant et en le maintenant, lors de la nouvelle arrivée du mélange combustible, entièrement fermé, de manière à assurer, dans la
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mesure du possible, avant même la production de l'explosion, la fermeture du dit organe d'arrêt, en empêchant tout retour de celui-ci à la position d'ouverture.
Ce but est atteint par le fait que l'organe d'arrêt est disposé dans la canalisation de gaz entre deux organes de commande mobiles qui agissent sur lui dans des directions opposées, l'un des dits organes de commande étant soumis à la pression d'écoulement en avant de la canalisation de gaz de manière à produire l'ouverture de l'organe d'arrêt. En utilisant pour les organes de commande, des membranes flexibles, la membrane située entre le côté de sortie de la canalisation de gaz et l'organe d'arrêt est établie avec une surface plus grande que la membrane située entre le côté d'entrée de la canalisation et l'organe d'arrêt.
Aux dessins annexés, à titre d'exemple seulement, on a représenté un exemple de réalisation de l'objet de l'invention
La figure 1 représente le dispositif en coupe, partiellement en vue de face, à l'état de repos.
La figure 2 représente le même dispositif en coupe, dans la position de fonctionnement normal, c'est-à-dire en position de contrôle, et
La figure 3 montre le même dispositif avec organe d'arrêt fermé et convenablement verrouillé, avant ou pendant une explosion.
Le carter du dispositif est réalisé, dans l'exemple représenté, en quatre parties, La canalisation de gaz combustible est reliée au raccord 2 de la partie 3 du carter, tandis que la canalisation de gaz qui aboutit au brûleur de chalumeau à souder ou à couper est reliée au raccord 4 de la partie 5 du carter. Les parties 6 et 7 du carter sont disposées entre les parties 3 et 5. Entre les rebords ou brides 8 et 9 des parties 5 et 7 du carter est disposée une membrane mobi-
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le 10 servant d'organe de .commande. Les brides 8 et 9 sont reliées entre elles au moyen de vis 11 qui servent également à maintenir la membrane 10.
Entre les brides 12 et 13 des parties 3 et 6 du carter, est disposée une membrane 14 ou organe de commande qui agit dans le sens contraire à celui de l'organe de commande 10, des vis 15 reliant les brides en- @ tre celles et servent en. marne temps à maintenir convenablement. la membrane 14. Entre les brides 16 et 17 des parties 6 et 7 du carter est disposée une membrane mobile 18 qui constitue paroi séparatrice étanche. Les brides 16 et 17, ainsi que la membrane 18 sont convenablement maintenues assemblées par des vis 19.
A l'extrémité inférieure de la @ partie 6 du carter, est aussi disposée une membrane mobile 21 ou paroi séparatrice étanche et fixée, au moyen de la rondelle 22 et des vis 23 IL la partie 6 du carter, Cette partie 6 du carter contient l'organe d'arrêt 24 avec sa tige de guidage et de commance 25, qui peut coulisser dans le conduit 26 et venir s'appuyer contre la membrane 21. L'organe d'arrêt 24 s'appuie élastiquement par une rondelle d'étan- chéité 27 en caoutchouc ou analogue, et sous l'influence d'un ressort 28, contre le siège de soupape 29. Le ressort 28 est disposé dans une capsule de protection 30 dont le fond s'appuie contre la membrane 18.
Une tige 31 s'appuie contre la face inférieure de la membrane de commande 10 par sa partie supérieure en forme de disque 32, et s'appuie par son extrémité inférieure sur la membrane 18. La tige 31, guidée dans le sens longitudinal dans un conduit 33 de la partie 7 du carter, comporte une gorge 34 dans laquelle peut venir s'engager un doigt de verrouillage 35 guidé per- pendiculairement à la tige 31, dans la partie 7 du carter, l'engagement ayant lieu sous l'effet d'un ressort 36. Le @
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doigt de verrouillage 35 engagé dans la gorge 34 peut être ramené dans la position de contrôle,
ou dégagé de la dit@ gorge au moyen d'une poignée ou bouton 37. Entre la membrane de commande 14 et la membrane séparatrice 21 est disposée une tige 38 pourvue d'une tète ou disque 39, l'extrémité supérieure de cette tige traversant la rondelle 22 et venant s'appuyer contre la membrane 21, tandis que le disque 39 repose sur la membrane 14.
L'espace 40 au-dessous de la membrane de commande 10 est relié à l'air libre par des trous 41, l'espace 42 au-dessus de la membrane 14 étant de même relié à l'air libre par des ouvertures 43. ntre un raccord latéral 44 de la partie 3 du carter et un raccord 45 de la partie 6 de ce même carter, est disposée, de manière amovible, une conduite de liaison 46, qui relie l'espace 47 sous la membrane de commande 14 au canal 48 pratiqué dans le raccord 45 et au canal 26 qui contient la tige 25 de la soupape. Cette tige 25 présente dans la région du canal 48 une gorge 49 et, le cas échéant, des rainures longitudinales pour établir la liaison avec l'espace 50 de la chambre de soupape, à travers le siège 29, lorsque l'organe d'arrêt 24 est ouvert.
De la chambre 50, un canal 51 dans le raccord 52 et une canalisation de retardement 53 avantageusement réalisée sous la forme d'un serpentin avec changements fréquents de direction et ayant une longueur d'au moins,6 mètres environ, conduisent à un raccord 54 de la partie 5 du carter au canal 55 auquel aboutir un canal ou tube 56 comminiquant avec l'espace 57 au-dessus de la membrane de commande 10. Cet espace 57 se prolonge jusqu'à la hauteur du raccord latéral 4 auquel est relié le tube ou la canalisation qui aboutit au brûleur. La nanalisation de retardement 53 est de préférence disposée dans un même plan et, pour atteindre la longueur minima désirée, elle présente plusieurs
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spires, de manière qu'elle puisse, avec le dispositif, être fixée sur une plaque.
Les brides 8,16, 12 sont convenablement prolongées pour entourer extérieurement les bords externes des brides 9, 17, 13 qui leur font respectivement face.
Le fontionnement du dispositif de sécurité est le suivant :
A l'état de repos, les diverses parties nooupent les positions représentées à la figure 1, l'organe d'arrêt ou soupape 24 étant appliqué, sous l'action du ressort 28, sur le siège 29 qui est ainsi fermé.
Si l'on ouvre le robinet, sur la canalisation d'alimentation de gaz reliée au raccord 2, ou sur le brûleur ou le chalumeau relié au raccord 4, le gaz combustible s'écoule depuis le générateur ou le réservoir, par le raccord 2, dans la chambre 47, soulève légèrement la membrane 14, de sorte que la tige de commande 38, avec le disque 39, la membrane 21, la tige 25 et la soupape ou organe d'arrêt 24 sont aussi légèrement soulevés; le siège ou orifice 29 étant ainsi ouvert, le gaz peut alors traverser le raccord 44, la canalisation 46, le raccord 45, le canal 48 de celui-ci, la gorge 49 de la tige 25 de la soupape et l'espace entre cette tige et le canal 26, et pénétrer dans la chambre 50 de la soupape.
De cette chambre, le gaz s'écoule à travers le canal 51 du raccord 52, la canalisation de retardement 53, le raccord 54 aveo le canal 55, le tube 56 dans l'espace 57, audessus de la membrane 10, et de là, à travers le raccord 4 et la canalisation raccordée au brûleur. Les diverses partiel du dispositif de sécurité viennent occuper, pendant la marche normale, la position représentée à la figure 2, et le gaz s'écoule dans le sens de la flache.
Si, par suite d'un engorgement du brûleur, de la buse du brûleur ou pour toutes autres causes accidentelles, l'écou-
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lement du gaz se trouve freiné ou même entièrement arrêté, la membrane de commande 10, réalisée avec des dimensions légèrement supérieures à celles de la membrane de commande 14, est déprimée par la pression du gaz et s'infléchit légèrement vers le bas, La tige 31 et son disque 32 sont alors, ainsi que la membrane 18, légèrement déplacés vers le bas et s'appuient contre la capsule 30 en agissant sur l'organe d'arrêt 24.
En même temps, le ressort antagoniste 28 entre également en action et d'une part, par suite de la diminution de la pression du gaz agissant en sens contraire, et d'autre par du fait de la poussée exercée par la membrane 18, appuie sur la soupape 24 en la fermant de plus en plus. S'il se produit alors, sous l'effet d'un engorgement du brûleur ou d'accidents analogues, un retour d'oxygène dans la canalisation de gaz et dans l'espace 57 au-dessus de la membrane de commande 10, la flexion de la membrane 10 vers le bas augmente, entraînant une augmentation correspondante de la poussée exercée sur la soupape 24 pour la fermer.
Si la tige de commande 31 descend suffisamwent pour que se gorge 34 vienne se placer en regard de la tige de verrouillage 35, cette tige 35 est'pous- sée par le ressort 36 dans la dite gorge 34 et maintient la tige 31 verrouilliée dans la position correspondant à la fermeture de la soupape 24. L'oxygène ou le mélange gazeux expbsif ne peut donc parvenir que jusqu'à la chambre 50 (le'la soupape, celle-ci étant convenablement separée, par la fermeture de la soupape 24, de la canalisation de gaz conduisant au géné rataur ou au réservoir de gaz. Si après extinction de la flamme à la buse du brûleur et après un nouvel'allumage, le mélange gazeux situé dans la conduite d'alimentation étant enflamma la.
Dans cette chambre 50, le ressort antagoniste et la soupape 24 se trouvent protégés par le capuchon 30 contrera dite
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flamme. La fermeture et le verrouillage de la soupape 24 s'effectuent ici non pas seulement à la suite de la pression d'explosion produite par un retour de flamme, mais bien avant, sous l'effet de la diminution ou de l'arrêt du débit de gaz vers le brûleur. Si cette diminution d'était pas suffisante pour produire la fermeture et le verrouillage de la soupape 2 l'oxygène arrivant en sens contraire assurerait, par l'augmen- tation de la pression dans la chambre 57, cette mesure de sé- curité.
L'enclenchement de la tige de verrouillage 35 dans la gorge 34 de la tige 31, est avantageusement visible de l'ex- térieur pour fournir l'alarme nécessaire à l'ouvrier qui utili-, se la brûleur, et lui indiquer qu'il ne doit pas allumer de nouveau la flamme éteinte, afin de ne pas produire un retour de flamme.
En donnant à la canalisation de retardement 53 une longueur suffisante, on peut encore accroître convenablement la sécurité de la fermeture et du verrouillage de la soupape 24 avant l'arrivée de la flamme dans la chambre 50 de la sou- pape. Apres contrôle convenable du brûleur, de la canalisa- tion entre le brûleur et le dispositif de sécurité, ou bien dans le cas où il se serait produit une chute de pression dans le générateur de gas ou dans l'ensemble de l'installation on peut, avant une nouvelle mise en route de l'installation, tirer la tige de verrouillage 35 hors de la position de ver- rouillage et la ramener la position de contrôle, ramenant ainsi l'ensemble du dispositif à l'état de contrôle représenté à la figure 2.
L'exemple de réalisation représenté et décrit est susceptible de nombreuses modifications pour l'adapter aux divers cas de la pratique, sans sortir du cadre de la pré- sente invention. Les organes de commande et de séparation étanche 10, 18, 21, 14 peuvent aussi être réalisés sous la forme de membranes tubulaires, de pistons ou analogues. L'or- gane d'arrêt 24 peut présenter, sur le côté tourné vers
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l'arrivée du gaz, une surface plus grande que sur le côté opposé, en vue de permettre d'établir le ressort antagoniste 28 d'une manière plus robuste et de rendre le dispositif plus sensible pour produire une fermeture sans retard de la soupape 24.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif de sécurité contre les retours de flamme dans les canalisations de mélanges explosifs de gaz, et contre les explosions. qui en résultent, au moyen d'un organe d'arrêt et d'un organe de commande mobile influencé par la pression de l'explosion, caractérisé par le fait que l'organe d'arrêt est disposé dans la canalisation de gaz entre deux organes de commande mobiles qui agissent sur lui dans des directions opposées, l'un des dits organes de commande étant soumis à la pression d'écoulement en avant de la canalisation de gaz de manière à produire l'ouverture de l'organe d'arrêt.