FR2721370A1 - Automatic shut=off valve for excess flow - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif automatique de protection de canalisation secondaire de fluide.Automatic protection device for secondary fluid piping.
L'invention est relative à un dispositif automatique de protection de canalisation secondaire de fluide, notamment de gaz. The invention relates to an automatic device for protecting a secondary fluid, in particular gas, pipeline.
La distribution de gaz naturel est effectuée de manière connue au moyen d'une structure arborescente comportant des conduites principales de gros calibre en polyéthylène, sur lesquelles sont raccordées des canalisations secondaires également en polyéthylène. The distribution of natural gas is carried out in a known manner by means of a tree structure comprising large gauge main pipes made of polyethylene, to which secondary pipes are also connected, made of polyethylene.
Le raccordement des canalisations secondaires sur les conduites principales s'effectue au moyen de dispositifs connus sous l'appellation "selles de branchement". The secondary pipes are connected to the main pipes by means of devices known under the name "branching saddles".
Alors que les conduites principales, enterrées et protégées parallèlement à l'axe de la chaussée, ne subissent habituellement aucun dommage, les canalisations secondaires enterrées perpendiculairement à l'axe de la chaussée sous des ouvrages du genre caniveau ou trottoir sont particulièrement vulnérables lors des travaux de voirie, de terrassement, ou d'aménagement du terrain. While the main pipes, buried and protected parallel to the axis of the roadway, usually do not suffer any damage, the secondary pipes buried perpendicular to the axis of the roadway under works of the gutter or sidewalk type are particularly vulnerable during work roads, earthworks, or land development.
Dans le cas d'une rupture de canalisation secondaire, il est nécessaire de couper l'alimentation de la conduite principale et d'isoler tout un secteur d'habitations pendant la durée des réparations. In the event of a secondary pipe rupture, it is necessary to cut off the supply to the main pipe and to isolate an entire housing sector during the repair period.
L'invention a pour but de pallier ces inconvénients, en fournissant un dispositif permettant d'isoler une canalisation secondaire partiellement arrachée et évitant l'apparition de fuites de gaz importantes sur cette canalisation secondaire, tout en laissant la conduite principale d'alimentation du secteur d'habitations en service. The invention aims to overcome these drawbacks, by providing a device for isolating a partially torn secondary pipe and avoiding the appearance of significant gas leaks on this secondary pipe, while leaving the main supply line of the sector dwellings in service.
L'invention a pour objet un dispositif automatique de protection de canalisation secondaire de fluide, comportant en combinaison : un corps positionné de manière étanche dans une tubulure, un guide de centrage permettant le passage du fluide et un ensemble d'obturation déplaçable entre deux positions, dont la première est une position d'obturation dans laquelle l'ensemble d'obturation est aspiré dans une conformation du type venturi sur dépassement d'un débit prédéterminé de fluide, et dont la deuxième est une position d'ouverture dans laquelle l'ensemble d'obturation est rappelé élastiquement par un moyen formant ressort de compression lorsque le débit de fluide reste inférieur audit débit prédéterminé. The subject of the invention is an automatic device for protecting a secondary fluid pipe, comprising in combination: a body positioned in leaktight manner in a pipe, a centering guide allowing the passage of the fluid and a closure assembly movable between two positions , the first of which is a shutter position in which the shutter assembly is sucked into a venturi-type conformation on exceeding a predetermined flow rate of fluid, and the second of which is an open position in which the obturation assembly is resiliently recalled by means forming a compression spring when the fluid flow rate remains below said predetermined flow rate.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention:
- le corps est positionné par un moyen de retenue disposé à l'interface de la canalisation secondaire et de ladite tubulure;
- le corps est cylindrique et évidé intérieurement pour recevoir ledit guide de centrage, qui comporte des ailettes de centrage coaxial et de solidarisation avec ledit corps cylindrique;
- l'ensemble d'obturation comporte une tête d'étanchéité et une tige de guidage soumise à l'action du moyen formant ressort de compression.According to other characteristics of the invention:
- The body is positioned by a retaining means disposed at the interface of the secondary pipe and said tubing;
- The body is cylindrical and internally hollowed out to receive said centering guide, which comprises coaxial centering fins and for securing with said cylindrical body;
- The shutter assembly comprises a sealing head and a guide rod subjected to the action of the means forming a compression spring.
- le moyen formant ressort de compression est logé à l'intérieur du guide de centrage dans un corps tubulaire obturé par un bouchon du côté amont par rapport au sens de circulation de gaz;
- le contour extérieur du bouchon présente une forme aérodynamique;
- le moyen formant ressort de compression est comprimé entre une face solidaire du guide de centrage et une bague de coulissement;
- la bague de coulissement reprenant l'effort élastique du moyen formant ressort de compression est encliquetée de manière irréversible avec l'ensemble d'obturation;
- l'ensemble d'obturation comporte des organes d'encliquetage irréversible aptes à être contraints élastiquement radialement intérieurement à travers ladite bague;
- au moins un organe d'encliquetage présente une conformation en redent. - The compression spring means is housed inside the centering guide in a tubular body closed by a plug on the upstream side with respect to the direction of gas flow;
- The outer contour of the plug has an aerodynamic shape;
- The compression spring means is compressed between a face integral with the centering guide and a sliding ring;
- The sliding ring taking up the elastic force of the means forming a compression spring is snapped in irreversibly with the shutter assembly;
- the shutter assembly comprises irreversible snap-fit members capable of being elastically constrained radially internally through said ring;
- At least one latching member has a redent conformation.
L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels:
La figure 1 représente schématiquement une vue avec coupes partielles d'un branchement de canalisation secondaire sur une conduite principale équipé conformément à l'invention.The invention will be better understood from the description which follows, given by way of nonlimiting example with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 schematically represents a view with partial sections of a branch of secondary pipe on a main pipe equipped in accordance with the invention.
La figure 2 représente schématiquement un assemblage de deux demi-vues en coupe axiale, accolées, d'un dispositif selon l'invention en deux positions différentes A et B. FIG. 2 schematically represents an assembly of two half-views in axial section, joined together, of a device according to the invention in two different positions A and B.
En référence à la figure 1, une conduite principale 1 comporte un orifice la à travers lequel est établie une circulation de gaz alimentant une canalisation secondaire 2. With reference to FIG. 1, a main pipe 1 comprises an orifice 1a through which a circulation of gas supplying a secondary pipe 2 is established.
De manière connue, dans le cas où la conduite principale et la canalisation secondaire sont en polyéthylène, le branchement est effectué à l'aide d'une selle de branchement 3 coiffant de manière étanche l'orifice la de la conduite principale 1 et comportant une tubulure de sortie 3a. Le raccordement étanche de la tubulure de sortie 3a à la canalisation secondaire 2 est effectué à l'aide d'un raccord électrosoudable 4 de type connu : ainsi, le gaz naturel provenant de la conduite principale 1 et passant à travers l'orifice la circule dans le sens des flèches repérées G à l'intérieur de la tubulure 3a de la selle de branchement 3, puis à l'intérieur de la canalisation secondaire 2 Jusqu'à l'emplacement d'utilisation. In known manner, in the case where the main pipe and the secondary pipe are made of polyethylene, the connection is made using a connection saddle 3 sealingly covering the orifice 1a of the main pipe 1 and comprising a outlet pipe 3a. The sealed connection of the outlet pipe 3a to the secondary pipe 2 is carried out using an electrofusion fitting 4 of known type: thus, the natural gas coming from the main pipe 1 and passing through the orifice circulates it in the direction of the arrows marked G inside the tube 3a of the connection saddle 3, then inside the secondary pipe 2 Up to the place of use.
Selon l'invention, on place à l'intérieur de la tubulure 3a de sortie de la selle de branchement 3 un dispositif de protection 5 qui est traversé dans le sens des flèches G par le flux de gaz en provoquant une faible perte de charge et qui, en cas de rupture de la canalisation secondaire 2, obture automatiquement et de manière étanche le passage de circulation du gaz. According to the invention, a protective device 5 which is traversed in the direction of the arrows G by the flow of gas is placed inside the outlet pipe 3a of the outlet of the connection saddle 3, causing a low pressure drop and which, in the event of a break in the secondary pipe 2, automatically and sealingly blocks the gas circulation passage.
Après réparation de la canalisation secondaire 2, on produit une contre-pression en aval pour ouvrir et réarmer le dispositif selon l'invention ; cette contre pression est par exemple produite par l'injection d'un fluide dans le sens opposé aux flèches G de la figure 1. After repair of the secondary pipe 2, a back pressure is produced downstream to open and reset the device according to the invention; this back pressure is for example produced by the injection of a fluid in the direction opposite to the arrows G in FIG. 1.
En référence à la figure 2, un dispositif selon l'invention est représenté en position d'obturation sur la demi-vue supérieure A et en position d'ouverture sur la demi-vue inférieure B. Referring to Figure 2, a device according to the invention is shown in the closed position on the upper half-view A and in the open position on the lower half-view B.
Le dispositif 5 comporte un moyen 6 de retenue et de positionnement à l'interface de la tubulure 3a et de la canalisation secondaire 2 ; le moyen de retenue 6 est par exemple constitué par une rondelle indémontable 6 montée à force dans une gorge 7 annulaire pratiquée radialement extérieurement sur le corps 8 du dispositif 5.Le corps 8 est réalisé par exemple en laiton nickelé ou autre alliage métallique inoxydable ou autre matériel synthétique résistant à la chaleur produite par l'électrosoudage du raccord 4 sur la tubulure 3a et la canalisation secondaire 2; et la rondelle indémontable 6 située dans la zone froide d'électrosoudage est avantageusement réalisée en polyamide : ainsi, lors de l'électrosoudage du raccord 4 en polyéthylène avec la tubulure 3a en polyéthylène et la canalisation secondaire 2 en polyéthylène, le corps métallique 8 inséré dans la tubulure 3a reste indéformable, tandis que la rondelle 6 d'immobilisation placée à l'interface de la tubulure 3a et de la canalisation secondaire 2 n'est pas soumise à une chaleur excessive susceptible d'entraîner sa déformation. The device 5 comprises a means 6 for retaining and positioning at the interface of the pipe 3a and the secondary pipe 2; the retaining means 6 is for example constituted by a non-removable washer 6 forcibly mounted in an annular groove 7 made radially outwardly on the body 8 of the device 5. The body 8 is made for example of nickel-plated brass or other stainless metal alloy or other synthetic material resistant to heat produced by electrofusion of the connector 4 on the pipe 3a and the secondary pipe 2; and the non-removable washer 6 located in the cold electrofusion zone is advantageously made of polyamide: thus, during the electrofusion of the connector 4 in polyethylene with the tubing 3a in polyethylene and the secondary pipe 2 in polyethylene, the metal body 8 inserted in the pipe 3a remains undeformable, while the immobilizing washer 6 placed at the interface of the pipe 3a and the secondary pipe 2 is not subjected to excessive heat liable to cause its deformation.
Le corps cylindrique 8 comporte une deuxième gorge annulaire 9 radialement extérieure recevant un joint d'étanchéité 10. Le joint 10 est de préférence un joint torique réalisé en une matière apte à résister à la chaleur dégagée par l'opération d'électrosoudage et dont la section est suffisante pour compenser les variations importantes des diamètres intérieurs de tubulures 3a de sortie des selles 3 de branchement d'usage courant. The cylindrical body 8 has a second annular groove 9 radially outside receiving a seal 10. The seal 10 is preferably an O-ring made of a material capable of withstanding the heat given off by the electroweld operation and the section is sufficient to compensate for the large variations in the internal diameters of pipes 3a for exit from saddles 3 for connection in common use.
Le corps cylindrique 8 est évidé intérieurement et présente successivement, dans le sens G d'écoulement normal du gaz, une gorge d'encliquetage 11, un alésage 12 et une conformation en venturi comportant deux surfaces tronconiques 13 et 14 opposées par leurs petites bases reliées par une section 15 de passage minimale. The cylindrical body 8 is hollowed out internally and successively has, in the direction G of normal flow of gas, a latching groove 11, a bore 12 and a venturi conformation comprising two frustoconical surfaces 13 and 14 opposite by their small connected bases by a minimum passage section 15.
La surface tronconique 13 est raccordée par un congé circulaire 16 au contour cylindrique intérieur du corps 8. The frustoconical surface 13 is connected by a circular fillet 16 to the internal cylindrical contour of the body 8.
A l'intérieur du corps cylindrique 8, un guide 17 de centrage comportant trois ailettes 18a, 18b,18c de centrage et d'encliquetage dans la gorge 11 est solidarisé de manière indémontable au corps cylindrique 8, la mise en place s'effectuant par simple poussée jusqu'à encliquetage irréversible des extrémités 19a, 19b,19c des ailettes 18a, 18b, 18c à l'intérieur de la gorge 11. Inside the cylindrical body 8, a centering guide 17 comprising three fins 18a, 18b, 18c for centering and snap-fastening in the groove 11 is secured in a non-removable manner to the cylindrical body 8, the positioning being effected by simple push until irreversible snap-fastening of the ends 19a, 19b, 19c of the fins 18a, 18b, 18c inside the groove 11.
Les ailettes 18a, 18b et 18c permettent le passage du gaz et guident la veine gazeuse issue du conduit principal 1, et assurent également le centrage coaxial du guide 17 lui-même à l'intérieur du corps cylindrique 8. The fins 18a, 18b and 18c allow the passage of gas and guide the gas stream coming from the main duct 1, and also ensure the coaxial centering of the guide 17 itself inside the cylindrical body 8.
Les extrémités 19a, 19b et 19c des ailettes 18a, 18b et 18c sont flexibles radialement en raison de la présence de rainures procurant une flexibilité suffisant à l'encliquetage irréversible dans la gorge 11. The ends 19a, 19b and 19c of the fins 18a, 18b and 18c are radially flexible due to the presence of grooves providing sufficient flexibility for irreversible snap-fitting in the groove 11.
De préférence, le guide 17 de centrage est réalisé en un ensemble monobloc d'un matériau présentant à la fois une charge de rupture et un module de flexion élevés, une bonne tenue au fluage, une bonne résistance chimique au gaz véhiculé, une faible reprise d'humidité, une bonne stabilité dimensionnelle et une bonne résistance à la chaleur. Un guide de centrage 17 est réalisé par exemple par injection de résine polyoxyméthylène (POM) ou résine polyacétal, avec les ailettes 18a, 18b, 18c venant directement de matière lors de l'injection. Preferably, the centering guide 17 is produced in a one-piece assembly of a material having both a high breaking load and a flexural modulus, good creep resistance, good chemical resistance to the transported gas, low recovery humidity, good dimensional stability and good heat resistance. A centering guide 17 is produced for example by injection of polyoxymethylene resin (POM) or polyacetal resin, with the fins 18a, 18b, 18c coming directly from the material during the injection.
Le guide de centrage 17 comporte un corps tubulaire 20 recevant l'équipage mobile du dispositif selon l'invention. Le corps tubulaire 20 est obturé par un bouchon 20a emmanché en force. Le bouchon 20a réalisé par exemple en polypropylène présente un contour extérieur de forme aérodynamique, de manière à dévier le flux de gaz circulant dans le sens de la flèche G de manière uniforme en n'occasionnant qu'une perte de charge négligeable et évite toute pénétration de matière indésirable à l'intérieur du corps tubulaire 20. The centering guide 17 comprises a tubular body 20 receiving the mobile assembly of the device according to the invention. The tubular body 20 is closed by a plug 20a force-fitted. The plug 20a made for example of polypropylene has an outer contour of aerodynamic shape, so as to deflect the flow of gas circulating in the direction of the arrow G in a uniform manner while causing only a negligible pressure drop and prevents any penetration of unwanted material inside the tubular body 20.
Le corps tubulaire 20 reçoit un ressort 21 cylindrique de compression comprimé entre une face d'appui 22 du corps tubulaire 20 et une bague 23 de coulissement et de reprise d'effort. Le ressort 21 est réalisé de préférence en acier inoxydable et la bague 23 est réalisée de préférence en polyamide ou matériau équivalent. The tubular body 20 receives a cylindrical compression spring 21 compressed between a bearing face 22 of the tubular body 20 and a ring 23 for sliding and resumption of force. The spring 21 is preferably made of stainless steel and the ring 23 is preferably made of polyamide or equivalent material.
Un ensemble d'obturation 24 de faible masse comporte une tête 24a formant clapet d'étanchéité, un joint d'étanchéité torique 24b et une tige 24c de guidage est monté de manière à obturer la section de passage du gaz dans la position supérieure correspondant à la demi-vue A et de manière à être rappelé par le ressort 21 en position d'ouverture correspondant à la demi-vue B. A shutter assembly 24 of low mass comprises a head 24a forming a sealing valve, an O-ring seal 24b and a guide rod 24c is mounted so as to close the gas passage section in the upper position corresponding to the half view A and so as to be returned by the spring 21 in the open position corresponding to the half view B.
A cet effet, la tige de guidage 24c comporte, à son extrémité éloignée de la tête 24a, deux organes 25 et 26 d'encliquetage irréversible et de solidarisation avec la bague 23 : lorsque les redents 25 et 26 sont poussés à l'intérieur de l'anneau 23, ils sont contraints radialement intérieurement dans l'anneau 23 jusqu'à traversée complète et verrouillage derrière cet anneau 23 en comprimant le ressort 21 à une longueur prédéterminée en fonction de la distance séparant les redents 25 et 26 de la face d'appui 27 de la tête 24a. To this end, the guide rod 24c comprises, at its end remote from the head 24a, two members 25 and 26 for irreversible snap-fastening and for attachment to the ring 23: when the teeth 25 and 26 are pushed inside the ring 23, they are internally constrained radially in the ring 23 until complete crossing and locking behind this ring 23 by compressing the spring 21 to a predetermined length as a function of the distance separating the redents 25 and 26 from the face d 'support 27 of the head 24a.
L'ensemble d'obturation 24 est réalisé par montage d'un joint torique 24b en élastomère résistant à la chaleur dégagée lors de l'électrosoudage, sur une pièce monobloc comprenant la tête 24a et la tige 24b avec ses redents 25 et 26. Ladite pièce monobloc est par exemple fabriquée par injection de résine polyoxyméthylène (POM) ou résine polyacétal. The shutter assembly 24 is produced by mounting an O-ring 24b made of elastomer resistant to the heat released during electrofusion, on a single piece comprising the head 24a and the rod 24b with its redents 25 and 26. Said Monobloc piece is for example manufactured by injection of polyoxymethylene resin (POM) or polyacetal resin.
La conformation générale de la tête 24a et les caractéristiques du ressort 21 sont déterminées pour que, dans la position B, la perte de charge soit minimale et pour que l'apparition d'un débit important de gaz provoque le déplacement par aspiration de la tête 24a et de l'ensemble d'obturation 24 jusqu'à la position A malgré la résistance du ressort 21. The general conformation of the head 24a and the characteristics of the spring 21 are determined so that, in position B, the pressure drop is minimal and so that the appearance of a large flow of gas causes displacement by suction of the head 24a and of the shutter assembly 24 to position A despite the resistance of the spring 21.
A cet effet, la tête 24a présente une conformation sensiblement en tête de champignon, présentant deux surfaces tronconiques opposées l'une à l'autre par leur grande base. To this end, the head 24a has a conformation substantially at the head of the mushroom, having two frustoconical surfaces opposite one another by their large base.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant dans les conditions normales de distribution, le débit de gaz à une pression d'utilisation d'environ 4 bar relatif est inférieur à un débit maximal par exemple de 40 m3/h, et la position de la tête 24a de l'ensemble d'obturation 24 correspond à la position B d'ouverture, dans laquelle le ressort 21 agit sur l'anneau 23 de reprise d'effort pour repousser la tige 24b à l'intérieur du corps tubulaire 20; en cas de rupture ou d'endommagement de la canalisation secondaire 2, le débit de fuite augmente rapidement jusqu'à un débit prédéterminé, par exemple de 50 m3/h, et la tête 24a est aspirée par ce débit excessif à l'intérieur de la conformation en venturi jusqu'à la position A d'obturation. The operation of the device is as follows under normal distribution conditions, the gas flow at a working pressure of approximately 4 bar relative is less than a maximum flow for example of 40 m3 / h, and the position of the head 24a of the shutter assembly 24 corresponds to the open position B, in which the spring 21 acts on the force recovery ring 23 to push the rod 24b inside the tubular body 20; in the event of rupture or damage to the secondary pipe 2, the leakage rate increases rapidly to a predetermined rate, for example of 50 m3 / h, and the head 24a is sucked up by this excessive flow inside the venturi conformation up to the closed position A.
Lorsque la position A d'obturation est atteinte, la pression de gaz en amont maintient l'ensemble d'obturation dans cette position. Pour rappeler l'ensemble d'obturation 24 en position d'ouverture, il est alors nécessaire d'exercer un effort de rappel dans le sens opposé à la flèche G : à cet effet, on envoie avantageusement dans la canalisation secondaire un fluide à une pression supérieure à la pression amont ou, selon le langage de l'homme de l'art, on exerce une "contrepression de réarmement" en aval, du côté de la canalisation secondaire 2. When the shutter position A is reached, the upstream gas pressure maintains the shutter assembly in this position. To recall the shutter assembly 24 in the open position, it is then necessary to exert a return force in the direction opposite to the arrow G: for this purpose, a fluid is advantageously sent to the secondary pipe. pressure higher than the upstream pressure or, in the language of a person skilled in the art, there is a "rearming backpressure" downstream, on the side of the secondary pipe 2.
L'invention procure ainsi une sécurité absolue en cas de fuite notable de la canalisation secondaire 2, sans qu'il soit nécessaire de purger le conduit principal 1 ou de baisser la pression de distribution dans le conduit principal 1. The invention thus provides absolute security in the event of a significant leak in the secondary pipe 2, without it being necessary to purge the main pipe 1 or lower the distribution pressure in the main pipe 1.
L'invention décrite en référence à un dispositif de distribution de gaz s'applique bien entendu au cas de combustibles gazeux, eaux, irrigations et autres fluides quelconques. The invention described with reference to a gas distribution device obviously applies to gaseous fuels, water, irrigations and any other fluids.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9407420A FR2721370B1 (en) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Automatic protection device for secondary fluid piping. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9407420A FR2721370B1 (en) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Automatic protection device for secondary fluid piping. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2721370A1 true FR2721370A1 (en) | 1995-12-22 |
| FR2721370B1 FR2721370B1 (en) | 1996-09-13 |
Family
ID=9464322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |