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VANNE DE SECURITE A FERMETURE ET BLOCAGE AUTOMATIQUES POUR LE GAZ
DE VILLE.
La présente invention est relative à une vanne de sécurité empê-
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chant le retour du Gaz de Ville jumqu9axOE appareils-dPutili5ation lorsque, à la suite daune panne ou d9une coupure, la baisse de pression a amené 1?extinc- tion des appareils en service.
Le fonctionnement de cette vanne est base essentiellement sur l'u-
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tilisation rationnelle, d9une par+., de la pression du Gaz de Ville et, d9au- tre part, de 1,aetîon de la peaanteur sur la masse judicieusement calculée de 1?organe-obturateur, la pression L3us=évoquée dégageant les orifices d,9admis- sion et de sortie du Gaz pendant la période de distribution normale) tandis que la pesanteurp agissant en àenil inverse!) ferme et bloque ces mêmes orifi- ces pendant la période de panne de distributions ceest-à-dire en l'absence de toute pression de gaz.
Il est brièvement rappelé à titre d9élaircissement!) que le re- tour du Gaz de Ville dans des appareils d9utilisation dont 1?extinction a été provoquée par une coupure ou une baisse de pression fortuites se trouve être la cause de nombreux et fréquents aecid(ents9 souvent mortels.
La présente invention obvie à ces graves incpnvénients en prévoy- ant une vanne de sécurité à fermeture et blocage automatiques constituée par un corps creux, de préférence cylindrique, intercalé en position verticale
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dans le circuit du fluideg à 1-lîntérîeur duquel un piston, faisant office de soupape de fermeture, a la faculté de se mouvoir soit dans le sens ascension- nel sous Inaction de la pression du Gaz, soit en direction inverse sous celle de sa propre pesanteur, son maintien en position de remontée assurant le libre passage du gaz en cas de fonctionnement normal du réseau de distribution, alors que son retombements, consécutif à une interruption de 1?arrivée du fluide,
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casionne 1?occlusion de 1?orifice d9amenee et le bloeage de l'appareil dans cette position de façon telle que la reprise de la distribution du Gaz ne puis- se en provoquer le déverrouillage subordonne à une manoeuvre distincte effec-
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tuée par 19usager.
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Il est aisé de concevoir que le verrouillage et le déblocage du dispositif peuvent, sans sortir du cadre de la présente invention, être ob- tenus par les moyens mécaniques les plus variés, parmi lesquels on peut ci- ter, d'une manière nullement limitative : - came pivotantes bloquant ou libérant une masse de blocage soli- daire de la tige de manoeuvre ; - piston supportant une crémaillère combiné avec un pignon muni d9une encoche et un pointeau; - masselottes suspendues se rapprochant ou a-écartant sous l'ac- tion d'une tige verticale fixée sur le piston;
- billes engagées dans un logement vertical ou incliné ménagé dans le piston, etc... le choix de l'un ou de 1-'autre de ces dispositifs étant., en pratique., condi- tionné par des considérations d'ordre technique ou financière
Les avantages que procure la présente invention découlent de la descriptionqui va suivre, de deux modes de réalisation? choisis entre autres, du dispositif préconisé, lesquels ne sont, ci-après, relatés qu'à titre d'in-
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dication ou d'exemple à leaide des dessins ci-annexés, parmi lesquels s
Les Figures 1 à 4 se rapportent à une réalisation préférée de la vanne de sécurité et sont, respectivement : - la Fig.l - une coupe verticale de l'appareil en fonctionnement sous pression normale du Gaz;
- la Fig.2 - une coupe analogue en position de fermeture et de blo- cage à la suite d'une panne de distribution;
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la Fig-3 - une vue de dessus de la masse de blocage ; - la Fig 04 - une vue analogue de la soupape guidée.
Les Figures 5 à 10 ont trait à une autre variante d'exécution de l'appareil conforme à l'esprit de l'invention et montrent :
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- la FigoS une coupe verticale de la vanne dans l'axe de l'ori- fice de sortie du Gaz ; - la Fig.6 - une coupe analogue dans l'axe du pignon denté ;
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- la Fig o 7 m une vue d'ensemble de la vanne en élévation; - la Fig.8 - le pointeau avec ses accessoires vu en élévation;
- la Fig.9 - une coupe partielle du piston-obturateur et, enfin, - la Fig.10 - une coupe partielle du pignon dentée
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Suivant les quatre premières d9entr9elles9 on voit que la vanne comporte une partie inférieure creuse de forme cylindrique., 1 munie? à sa base,d'un ajutage d'amenée de fluide 2 se terminant par le siège 3 et,laté- ralement d'un ajutage d'écoulement 4, la partie supérieure dudit cylindre 1, constituée par un tuyau de plus faible épaisseur 5 comportant, à une certaine distance de son orificeun épaulement fileté 6 sur lequel vient se visser le cylindre convenablement taraudé 7 formant la partie supérieure de la vanne.
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L-qouverture supérieure du cylindre 7 est également munie d'un taraudage dans lequel vient se visser le couvercle 8 qui porte, intérieurementdeux chapes
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9 - 9' maintenues par les vis de fixation 10-loeg disposées symétriquement . par rapport à son centre et traversées par les axes horizontaux 11 - 119 sur lesquels pivotent des doigts de suspension l2=l2ZJ d'un profil judicieusement étudié et comportant les crans de relevage 13-b13'p les crans d'arrêt 1414 et les bossages 15 - 15'.
Le couvercle 8 est,au surplus, percé en son milieu pour livrer passage à une tige de manoeuvre 16 se terminant extérieurement par un bouton de préhension moleté 17 et prolongée, à l'intérieur de la vanne., par une por- tion cylindrique de plus fort diamètre formant épaulement 18, munie, à son
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tours, d-lun épaulement se continuant par une partie conique 19 et, enfin, par une tige d'un diamètre approprié 20.
La partie cylindrique 18 est traversée par une tige horizontale
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21 la rendant solidaire d9une masse de blocage 22 de forme approximativement tronconique munie, verticalement, d9un perçage central 23 dont la forme per- met 19introduction de l'épaulement 19 ainsi que le passage et 1?écartement des doigts de suspension 12 - 12'.
Dans la partie inférieure de la vanne peut coulisser une soupape
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guidée 24-9 allégée par des gorges circulaires 25 et comportant une ehambrure centrale cylindrique 26 terminée, sur la face supérieure de la soupape, par l'évasement 27. Le pourtour supérieur de la soupape sus-évoquée, est creusée au surplus, d'un dégagement 28 sur lequel se trouve hermétiquement fixée, à l'aide de la bague 29, Puna des extrémités d'une membrane tronconique étan- che 30, 1-'autre extrémité de ladite membrane se trouvant assujettie dune fa-
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çon similaire, par l'intermédiaire de la bague 31, sur le tuyau 5.
La partie supérieure de la vanne, dans laquelle évolue 190ensemble tige de manoeuvre = masse de blocage, se trouve ainsi hermétiquement isolée de la partie infé- rieure où règne la pression du Gaz de Ville,
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Ceci posé9 le fonctionnement de la vanne est le suivant s a) Période d?ouverture - Figure 1 -
En période de distribution normale dafluide,, la pression du gaz qui arrive par l'ajutage d'entrée 2, sexerce sur le fond de la soupape gui- dée 24, dont le poids a été judicieusement calculé pour être contrebalancé par la pression du fluideet la soulève verticalement dans le cylindre in-
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férieur 1.
Ce mouvement ascensionnel de la soupape guidée 24 a pour effet 1 e - de dégager le siège 3. permettant ainsi au gaz de circuler librement vers l'ajutage d3écoul6melnt 4 ; 210. - dgengager la partie inférieure des doigts de suspension 12 - 12 dans la chambrure 26 de la soupape 24 dont le diamètre est prévu de façon à les maintenir dans une position parallèle à la tige de manoeuvre et étroitement appliqués contre sa partie terminale 20.Ce mouvement ne peut
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s9effectuer que lorsque la vanne a été armée en opérant une traction sur le bouton de déblocage 17 qui entraîne la tige de manoeuvre 16-20 et la masse de blocage dont elle est solidaire,permettant ainsi le pivotement des doigts
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de suspension 12-12 dont les crans d9ar.at 144149 viennent, en fin de course.,
s9encastrer sous 19épau1ment 199 empêchant ainsi efficacement toute descente de 1?enù#emble formé par la tige 16 et la masse 22 sous 1?influence de la pe- santeur., L9ensemble demeure dans cette position, dégageant l'orifice d9écou- lement 4, tant que l'arrivée du gaz est régulièrement assurée, la pression de ce fluide maintenant la soupape 24 dans sa situation de relèvement et blo-
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quant ainsi les doigts 12 - 125 dans la chambrure 26c
La membrane de toile caoutchoutée 30 dont les extrémités sont fi- zées respectivement sur le pourtour 28 de la soupape 24 et le bord 5 du cylin- dre 1 accompagne la soupape dans tous ses mouvements de montée et de descente; sa forme tronconique lui permet de se dérouler sur elle-même sans exercer le moindre freinage sur lesdits mouvements.
La fonction de cet organe est double-. d'Une part, elle isole le cylindre 7 du cylindre 1, permettant à la soupape
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24 de 9 élv^ dans le cylindre supérieur 7 sous pression atmosphérique, la pression du gaz ne sexerçant que dans le cylindre inférieur 1; cette dispo- sition est nécessaire, caren son absence et les robinets des appareils d'u-
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tilisation étant fermés,, la soupape 24 serait soumise en vase clos à une pres- sion uniforme agissant en tous sens et retemberait par pesanteur sur le siège 3 de 1?ajutage 2.
D-'autre part, la membrane 30 assure 1?étanchéité de 19appareil le cylindre 7 étant en communication avec l'air libre par 19orifice prévu dans le couvercle 8 pour 19introduction de la tige 16. b) Période de fermeture - Figure 2 -
Il est aisé de concevoir que lorsque,par suite dinterruption
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dans la distribution du gaza la pression ne s'exerce plus sur la soupape 24, cette dernière descend sous l'effet de la pesanteur sur le siège 3, obturant ainsi le passage du gaz.
La descente de la soupape 24 a simultanément pour ef- fet de libérer les doigts de suspension 12-12' jusque là emprisonnés dans la chambrure 26, lesquels., sollicités par la pression exercée sur les crans d'ar- rêt 14-14'par l'épaulement 19 solidaire de la masse 22, s'écartent de la ver- ticale, y autorisés par la largeur de l'orifice 23 ménagé dans la masse 22 (Fig.3) Jusque pénétration des bossages 15-15' dans l'évasement 27 de la sou- pape, cette position des doigts de suspension coïncidant avec le retombement total de la soupape.
Il est facile de constater que la masse de blocage 24, ainsi li- bérée et abandonnée à l'effet de la pesanteur., descende entraînant les organes de manoeuvre dont elle est solidaire jusqu'au moment où l'extrémité de la ti- ge 20 parvient au contact du fond de la chambrure 26, bloquant ainsi la sou- pape 24 et rendant impossible toute:remontée de cette dernière lors(du retour de la pression du gaz.
Le poids judicieusement calculé de la masse de blocage ménage un coefficient de sécurité suffisant interdisant la. remontée de la soupape; tou- tefois, l'encastrement des bossages 15-15' dans l'évasement¯27 procure une marge de sécurité supplémentaire en provoquant le blocage de la soupape 24 dans la position de fermeture.
Le déblocage de la vanne avant la remise en service des appareils d'utilisation s'opère, ainsi qu'il a été dit, en exerçant manuellement une trac- tion verticale sur le bouton de déblocage 17.
La variante d'exécution de la vanne montrée en Figures 5 à 10 s' inspire du même principe et comporte les mêmes parties constitutives essentiel- les, à savoir g un corps cylindrique muni des ajutages d'amenée et d'écoule- ment du fluide, fermé par un couvercle convenablement percé en son milieu pour permettre le passage d'une tige de manoeuvre, ainsi qu'un piston-soupape coulissant à l'intérieur du cylindre précité, le verrouillage de la vanne étant obtenu grâce à des organes différents qui seront définis dans la des- cription de fonctionnement qui va suivre.
Ainsi que dit plus haut,cette vanne est constituée par un cylin- dre 32 à l'intérieur duquel un piston 33 peut se mouvoir de bas en haut sous l'effet de la pression du gaz et de haut en bas par pesanteur. Le piston 33;, qui est creux,, est ouvert à sa partie supérieure; il renferme une crémaillère verticale 34,, fixée latéralement sur sa cloison interne par les vis 35.
La montée ou la descente du piston 33 et, partant, de la crémail- lère 34 provoque la rotation d'un pignon denté 36 engrenant avec cette der- nière autour de l'axe horizontal 37 dont les extrémités se trouvent fixées dans les cloisons du cylindre 32. Deux lumières verticales diamétralement op- posées 38-38 pratiquées dans les cloisons du piston 33 (dont une seule visi- ble en Figure 1) permettant à ce dernier de se mouvoir dans le cylindre 32 tout en lui assurant., au moyen de 1-'axe 37, un guidage qui maintient la cré- maillère 34 dans l'axe vertical du pignon 36.
Lorsque le pointeau 39 est relevé en opérant une traction manuel- le verticale sur le bouton de préhension 40, la pression du gaz qui arrive par 1-'ajutage d'amenée 41 soulève le piston 33 qui découvre, dans ce mouvement, l'orifice de sortie 42 menant vers les appareils d'utilisation.
La crémaillè- re 34, solidaire du piston 33 et engrenant avec le pignon 36,provoque alors la rotation de ce dernier, écartant ainsi 1?encoche 43 dudit pignon de l'axe de chute du pointeau 39 qui reste donc relevé, appuyé seulement sous l'effet de son propre poids dans la gorge circulaire 44 ménagée sur la partie cen- trale du pignon 36, Le pointeau 39 est maintenu dans l'axe vertical de la van- ne par le tube-guide 44 solidaire du chapeau 45 et est limité dans sa course ascendante par la butée d'arrêt 46 prévue sur la tige 47.
Quand il se produit une panne, une coupure, ou toute autre éven- tualité causant l'arrêt de la distribution,, la pression du fluide ne soutenant plus le piston 33, l'inertie intervient, provoquant le mouvement de descente
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dudit piston;
la crémaillère 34, suivant le mouvement du piston 33 dont elle est solidaire,entraîne la rotation du pignon 36 dont le diamètre est calcu- lé de telle sorte que,lorsque la partie inférieure du piston 33 définitive- ment descendu obture hermétiquement 1?ajutage 41, le pignon 36 présente son encoche de blocage 43 à l'aplomb du pointeau 39 qui s'y enfonce, par pesan- teur également (Fig.1 ).Ainsi est rendue impossible toute remontée du pis- ton 33 qui ne peut plus, dès lors, quelle que soit la pression exercée sur
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sa partie inférieure, découvrir 9siice de sortie loze La remise en service des appareils d>utilisation ne pourra se faire que lorsque l'usager, en tirant sur le bouton 40,
aura libéré l'orifice d'amenée du Gaza
La hauteur de course de la crémaillère 34 est limitée de manière que le pignon 36 ne fasse pas une révolution complète,évitant ainsi que l'en- coche 43 ne vienne se placer à l'aplomb du pointeau 39 tant que le piston 33
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noest pas encore parvenu à sa position extrême de descente, c'est-à-dire lors- qu'il permet encore le libre passage du Gaz
La forme en cône renversé de 19 ajutage 41 permet à une très faible
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pression de soulever le piston 33a de sorte que le blocage de 1,9appareil n'a lieu quau moment où il n'est plus possible à?utiliser le.Gaz, la carence de la pression étant totale.
Le filetage dont cet ajutage 41 est muni permet, en outre, de régler avec précision-la position du piston 33 par rapport à 1' encoche 43 du pignon 36; le serrage du contre-écrou 48 rend cette position dé- finitive.
Il va sans dire que, le fonctionnement de cet appareil étant, comme dans le cas précédemment décrite basé sur l'action de la pesanteur, il convient, lors de sa mise en place, de le poser verticalement à l'exclusion de toute autre position,, D'une façon générale, une vanne de sécurité conforme à 1?esprit de l'invention doit être branchée à la sortie du compteur, de ma-
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nière à protéger toute III installation de 19usager.
La description qui précède n'est nullement limitative, tant en ce qui concerne la nature des matériaux employés dans Inexécution du dispositif
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que les nombres, formes, dimeninapcp tin et positions relatives de ses parties ou éléments constitutifs.
Il pourra, au contraire, 9 être fait usage de toutes matières et ap-
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pel à tous moyens ou procédés industriels d'ordre constructif non-exprèssé- ment désignés basés sur 1?utiliaation rationnelle de la pression du fluide et de la pesanteur judicieusement calculée d'un organe-obturateur, sans que se