Brevet FR2135500A1 — publié le 19721222

I1 existe de nombreux détendeurs de fluide comportant d'une façon générale, dans la partie haute pression, un organe de fermeture s'appuyant sur un siège et, dans la partie basse pression, un organe de commande de l'organe de fermeture, organe de commande qui est soumis à l'action d'un ressort de détente. Dans la plupart de ces détendeurs, l'organe de fermeture est commandé par un diaphragme, ce qui présente un certain nombre d'inconvénients. Le premier inconvénient est que ce diaphragme doit être d'assez grande dimension, ce qui augmente considérablement l'encombrement du détendeur. Un deuxième inconvénient est que la course de l'organe de fermeture relié à ce diaphragme est nécessairement assez faible, ce qui ne permet pas d'obtenir de très forts débits de fluide et d'atteindre dans la partie basse pression des pressions élevées pouvant aller même jusqu'au voisinage de la pression d'origine. Le troisième inconvénient réside dans la fragilité du diaphragme et du fait que, dans certains cas, la membrane caoutchoutée formant diaphragme pollue sérieusement le gaz débité. I1 existe bien des détendeurs dans lesquels le diaphragme est remplacé per une pièce métallique agissant sur un clapet. Mais ce type connu de détendeur présente par ailleurs d'autres défauts, en particulier la veine gazeuse est perturbée, n'étant pas absolument rectiligne dans la partie haute pression du détendeur, cette distorsion de la veine gazeuse risquant de provoquer des accidents (par exemple, coup de feu particulièrement dangereux lorsque le fluide est un gaz carburant tel que l'oxygène et l'hydrogène). En outre, ils ne permettent pas de les utiliser à double usage : purge de la basse pression par une simple manoeuvre et soupape de sécurité en cas d'incident de fonctionnement de l'organe de fermeture entre haute et basse pression. La présente invention a pour objet un détendeur évitant ces divers inconvénients des détendeurs an,térieurs. Comparé à ceux-ci, le détendeur faisant l'objet de l'invention est, par ses dimensions réduites, d'un prix de revient avantageux, il permet le passage de forts débits et il présente toutes les facilités d'usage, ainsi qu'une parfaite sécurité. Selon une première caractéristique de l'invention, l'organe de commande de l'élément de fermeture placé entre la partie haute pression du détendeur et la partie basse pression se déplace dans un logement dont la partie amont est reliée à un canal aboutissant à la sortie basse pression et est reliée librement à l'élément de fermeture de l'orifice d'évacuation-du fluide, ledit organe de commande comportant des canaux longitudinaux parallèles à l'axe du détendeur et communiquant avec des orifices radiaux susceptibles de venir déboucher dans une chambre étanche reliée à une tubulure de sortie du fluide basse pression. Selon une autre caractéristique de l'invention, le canal d'entrée du fluide haute pression est disposé dans l'axe de l'orifice d'évacuation dudit fluide vers la partie basse pression du détendeur. Selon une troisième caractéristique de l'invention, l'élément de fermeture précité est constitué par un pointeau métallique à section polygonale, de préférence carrée, terminée par une partie conique, cet organe de fermeture s'appuyant sur un siège en matière plastique. Sur le dessin annexé, on a représenté, à titre d'exemple seulement, un mode de réalisation de l'invention. Sur ce dessin - la figure 1 est une vue en bout d'un détendeur conforme à l'invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale du détendeur suivant II-II de la figure 1; - la figure 3 est une coupe orthogonale partielle du détendeur suivant III-III de la figure 1. L'essentiel du mécanisme du détendeur est contenu dans un bottier formé, de préférence pour sa facilité d'usinage, de deux éléments 1 et 2 qui se vissent l'un sur l'autre (voir figure 2). Dans ce boîtier l-2,sOnt prévus des logements correspondant respectivement à la partie haute pression (partie amont) et à la partie basse pression (partie aval). Ces deux parties vont être décrites maintenant en détail. La partie haute pression comporte une tubulure d'entrée 3 pour le fluide à forte pression, cette tubulure 3 se visse sur le corps 1 du boîtier. Dans cette tubulure est logé un filtre 4 maintenu en place contre un épaulement par un jonc 5. Au-delà de ce filtre est logé un ressort 6 s'appuyant à une extrémité sur une rondelle 7. Ce ressort est centré par un organe de centrage 8, lequel porte sur un pointeau métallique 9 dont la partie amont a une section polygonale, de préférence carrée, et dont la partie aval est conique. Cette partie conique vient s'appuyer sur un siège 10 en matière plastique, une rondelle intermédiaire 11 évitant I'écrasement du siège par le vissage de la tubulure d'entrée 3.La tubulure d'entrée 3 comporte vers son extrémité aval un conduit 12 aboutissant à une chambre annulaire 13 sur laquelle est branché un canal 14 (voir figure 3), muni d'un filtre 15, ledit canal aboutissant à un raccord 16 sur lequel est branché le manomètre haute pression 17 (voir figure 1). Une bague torique 18 montée sur la tubulure d'entrée 3 extérieurement à la veine de fluide haute pression pénétrant par cette tubulure assure une double étanchéité avec le siège 10 et permet l'alimentation du canal 14 aboutissant, par le raccord 16, au manomètre haute pression 17. La partie basse pression comporte un piston 19 qui peut se déplacer dans un alésage 20 du corps 1 du boîtier. Ce piston est relié librement au pointeau 9 par un poussoir 21 passant à travers ltouverture du siège 10 en laissant autour de lui un espace annulaire 22 pour le passage du fluide sous pression lorsque le pointeau 9 a été éloigné de son siège, comme on le verra plus loin. Ce piston 19 coulisse également dans un écrou 23 dont l'étanchéité est assurée par un joint torique 23a et qui est vissé sur le corps 1 du boîtier, l'étanchéité entre l'écrou 23 et le piston 19 étant assurée par un joint torique 24.Le piston 19, dans son déplacement, frotte sur un joint torique 25 maintenu en place par un plateau d'appui 26 qui ménage sursa droite une chambre étanche 27, laquelle communique par un évidement 28 avec lequel communique un canal 29 av e c u n e tubulure 30 munie d'un raccord de sortie ou tétine de purge 31, ce raccord étant muni d'un joint 32 (voir figure 3). Le piston central 19 est muni de canaux 33 parallèles à l'axe du piston 14 communiquant avec des trous radiaux 34 situés, dans la position représentée sur le dessin, en amont du joint torique 25. L'extrémité aval du piston 19 prend appui sur un étrier 35 qui est soumis à l'action d'un ressort de détente 36 et qui le centre, ce ressort s'appuyant en outre à une rondelle 37. Cette dernière peut être déplacée suivant l'axe du détendeur par l'intermédiaire d'une barrette de commande 38 qui est reliée à une vis de réglage 39, une bille 40 encastrée dans cette vis venant porter sur la rondelle d'appui 37 du ressort 36. Le fonctionnement du détendeur ci-dessus décrit est le suivant On ouvre le robinet du récipient contenant le fluide sous forte pression pour introduire celui-ci par la tubulure 3. La pression du fluide a pour effet d'appliquer fortement le pointeau 9 sur son siège 10. Le fluide passant dans l'intervalle existant entre le pointeau 9 et la tubulure 3 passe par le conduit 12 et la chambre annulaire 13 pour aller par le canal 14 et le raccord 16 au manomètre haute pression 17. On manoeuvre alors la barrette de commande 38 pour comprimer le ressort 36, ce qui a pour effet de pousser vers l'amont l'étrier 35. Celui-ci agit alors sur le piston 19 qui, par l'intermédiaire du poussoir 21, entrain vers l'amont le pointeau 9. L'orifice du siège 10 s'ouvre alors et le fluide passant entre la périphérie dudit orifice et le poussoir pénètre, détendu, dans la chambre qui se trouve en amont du piston 19, puis, d'une part, par une canalisation 41 partant de cette chambre pour s'écouler par la sortie basse pression reliée à l'appareil d'utilisation et, d'autre part, par une canalisation 42 à un raccord relié à un manomètre basse pression 43. Plus on tourne la barrette de commande 38, plus l'ouverture du siège du pointeau 9 s'agrandit et plus la basse pression s'élève et plus le débit s'élève. En réglant la position de cette barrette de commande, on peut ainsi régler la valeur de la basse pression. I1 est à remarquer qu'avec le détendeur conforme à l'invention, étant donné la course importante que peut réaliser le piston 19, on peut obtenir en basse pression une valeur pouvant aller jusqu'à la valeur de la haute pression et réaliser même un équilibre entre la pression amont et la pression aval. Autrement dit, le détendeur fonctionne à toutes les pressions et à tous les débits par l'action du seul ressort 36, celui-ci pouvant d'ailleurs, si on le désire, être remplacé par deux ou plusieurs ressorts en parallèle. I1 est à remarquer également que le trajet du fluide dans la partie haute pression est rigoureusement rectiligne, ce qui évite la distorsion de la veine gazeuse, ce qui est important dans le cas de gaz carburants inflammables. On évite ainsi des accidents tels, par exemple, que les coups de feu particulièrement dangereux. On voit, d'après la description détaillée du détendeur objet de l'invention telle qu'elle a été donnée ci-dessus, qu'on peut réaliser une purge rapide du détendeur. Pour cela, on ramène, à l'aide de la barrette de commande 38, le ressort 36 à sa position de départ de tension nulle. La pression s'exerçant sur la face amont du piston 19 pousse alors ce piston vers l'aval, ce qui permet au pointeau 9 de venir s'appliquer sur son siège sous l'effet de son ressort 6 et de la haute pression. Au cours de ce mouvement du piston 19 vers l'aval, les trous radiaux 34 passent sous le joint torique 25 et viennent déboucher dans la chambre étanche 27. De 1à, le fluide basse pression passe dans l'évidement 28, puis dans le canal 29 aboutissant à la tétine de purge 31 par laquelle le fluide est éjecté.Cette opération peut être indispensable dans le cas de fluides nocifs ou dangereux. Le détendeur qui fait l'objet de l'invention permet, par son organisation même, non seulement de réaliser la purge du fluide basse pression telle qu'elle a été exposée ci-dessus, mais d'être utilisé comme soupape de sécurité, grâce aux trous radiaux 34 du piston 19. Cette fonction peut se déclencher automatiquement sans qu'il soit nécessaire de manoeuvrer la barrette de commande 38. En effet si, par suite d'un incident de fonctionnement (fuite du pointeau 9 et du siège 10 par interposition d'une particule étrangère par exemple), la remontée en pression qui se produit agit en poussant le piston 19 vers l'aval, amène les trous radiaux 34 dans la chambre annulaire 27 et assure l'évacuation du fluide en surpression seulement, la pression réglée au préalable ne subit pas de variation. Ceci permet de protéger les appareils d'utilisation branchés à la sortie du détendeur, ce qui n'est pas réalisé dans les détendeurs actuels. REVENDICATIONS 1. Détendeur de fluides de toute nature susceptible de fonctionner sous de très hautes pressions, détendeur qui comporte comme connu dans la partie haute pression un élément de fermeture s'appuyant sur un siège et dans la partie basse pression un organe de commande de l'élément de fermeture, organe de commande qui est soumis à l'action d'un ressort de détente, ce détendeur étant caractérisé par le fait que l'organe de commande précité se déplace dans un logement dont la partie amont est reliée à un canal aboutissant à la sortie basse pression et est reliée librement à 11 élément de fermeture de l'orifice d'évacuation du fluide, ledit organe de commande comportant des canaux longitudinaux parallèles à l'axe du détendeur et communiquant avec des orifices radiaux susceptibles de venir déboucher dans une chambre étanche reliée à une tubulure de sortie du fluide basse pression, en sorte que cet ensemble permet un double usage, à savoir la vidange éventuelle du fluide basse pression et de soupape de sécurité en cas de défaut accidentel de l'étanchéité de l'organe de fermeture précité. 2. Détendeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le canal d'entrée du fluide haute pression est disposé dans l'axe de orifice d'évacuation dudit fluide vers la partie basse pression du détendeur. 3. Détendeur selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'élément de fermeture précité est consistué par un pointeau métallique à section polygonale, de préférence carrée, terminée par une partie conique, cet organe de fermeture s'appuyant sur un siège en matière plastique.