Brevet FR2233656A1 — publié le 19750110

La présente invention a trait à un régulateur de pression pour installations pneumatiques en général et qui contrôle la liaison du conduit de refoulement dbn compresseur avec les utilisateurs et la décharge. Les régulateurs dépression connus de ce type, dans leurs généralités, permettent de régler à volonté et entre des limites déterminées, la pression de déclenchement c'est-à-dire la pression en correspondance pour laquelle le conduit de refoulement du compresseur se trouve relié à la décharge ou à l'atmosphère. La régulation de la pression de déclenchement dans les régulateurs de pression connus influe directement sur la différence entre la pression de déclenchement et la pression de fermeture ou de réactivation à savoir la pression correspondante pour laquelle se trouve restaurée la communication du refoulement du compresseur avec l'utilisateur. Ces conditions provoquent des inconvénients dans la mesure ou le saut de pression qui se produit dans les régulateurs connus entrel'ouverture et la fermeture de l'organe d'interception qui commute le refoulement du compresseur, est une fonction directe et croissante de la pression de déclenchement t de ce fait ces régulateurs ne peuvent pas être réglés selon les exigences requises par l'installation pneumatique. I1 existe quelques régulateurs de pression qui permettent uneadouble régulation ; cependant cette double régulation ( le régulateur ne disposant pas de commandes indépendantes pour l'ouverture et la fermeture) est d'une importance limitée et, dans certaines conditions particulières ne donne aucune sécurité. Le but de-la présente invention est de réaliser un régulateur de pression pourvu de moyens pour effectuer une double régulation, en désaccouplant et en rendant indépendantes les commandes d'ouverture d'avec celles de fermeture, réalisant ainsi un régulateur dont la fiabilité et la sécurité sont pratiquement absolues dans toutes les conditions de fonctionnement. Un autre but de l'invention est de réunir en un unique élément les fonctions de certains organes du régulateur à double régulation, réalisant un dispositif simple, qui évite l'utilisation de valves pilotes de décharge qui, en raison de leurs dimensions réduites, sont normalement d'un fonctionnement critique et incertain. Le régulateur de pression selon l'invention, comprenant un piston rappelé par ressort sensible aux pressions du compresseur et de l'utilisateur alimenté par ce compresseur, relié de façon opérative avec un organe d'interception qui contrôle la communication du refoulement du compresseur, respectivement avec la décharge et avec ledit utilisateur, se caractérise par un piston différentiel, influencé par des moyens élastiques régla- bleus et qui délimitent un triplet de chambres pneumatiques, la première desquelles est interesMe par le piston de plus petite surface dudit piston différentiel et est reliée directement au raccord pour l'utilisateur; par des moyens d'interception réglables indépendamment de ceux pour les moyens élastiques agissant sur le piston différentiel et qui contrôlent la communication entre les deux premières chambres de ce triplet de chambres, de façon à appliquer à la plus grande surface du piston différentiel, la pression existant dans cette première chambre ; par d'autres moyens d'interception qui contrôlent la communication entre ladite seconde chambre et la décharge relies opérativement audit piston différentiel pour être actionnés pendant les déplacements de ce dernier, de façon à établir rapidement dans cette seconde. chambre les pressions répondant aux pressions réglées maximum et minimum agissant sur l'utilisateur et qui, en actionnant ledit second organe d'interception, relie ou non par action à déclenchement le refoulément du compresseur ou bien à l'utilisateur ou bien à la décharge. L'invention sera maintenant décrite selon la description suivante qui se réfère au dessin annexé dans lequel la figure unique représente, à titre d'exemple, en section verticale une forme avantageuse de réalisation du régulateur de pression selon l'invention. Le régulateur de pression représenté comporte une enveloppe 10 pourvu en des emplacements opposés, de raccords 12 et 14 respectivement pour le refoulement du compresseur et pour l'utilisateur. En condition de fonctionnement normal du régulateur de pression la communication entre les raccords 12 et 14 est ouverte et de ce fait l'air sou pression, provenant du compresseur, passe dans la chambre 6 à travers.un filtre 16, arrive dans un conduit 18 dans lequel est inserEe une valve élastiquement rappelée de retenue 20 (qui évite à la pression de l'installation pneumatique de se décharger sur le compresseur) et de là au raccord 14 pourvu d'une valve de sécurité B. Le raccord 14, en aval dela valve de retenue 20, est relié, au moyen d'un conduit 22, à une chambre C de section cylindrique disposée sensiblement sur l'axe de l'enveloppe 10 et dans -uurrÙat: -- laquelle/un double piston ou piston différentiel D lequel, vers son extrémité supérieure est muni d'une couronne 24 qui vient en contact avec une contre-couronne 25 prévue à l'intérieur de cette enveloppe 10 pour former ainsi un arrêt pour ce piston différentiel n. Un ressort 26 est maintenu par la couronne 24 et par une coupelle 28 à son tour maintenue au moyen d'une douille filetée 30 sur un chapeau 32 fixé sur le corps 10.- La manoeuvre de la douille 30 permet de régler la charge du ressort 26 agissant sur le piston différentiel D. Le piston différentiel D est constitué d'un corps cylindrique 34 troué axialement qui, à sa partie inférieure présente une garniture d'étanchéité 36 constituant le piston de plus faible diamètre et sur lequel agit la pression de la chambre C. Une seconde garniture 38 est présentée par le corps 34 et elle forme le second piston de diamètre plus grand par rapport au premier. Cette garniture 38 possède sa surface externe de forme tronconique convergente vers le haut et vient en contact étanche avec un siège correspondant prévu à la base de la contrecouronne 25. Les deux pistons 36, 38 limitent dans l'enveloppe 10, outre la chambre C, deux chambres annulaires F et G. Cette dernière, en pratique, peut être constituée par une cannelure pratiquée axialement sur le corps cylindrique 34 et est reliée au moyen d'un conduit 40, avec une chambre supérieure H reliée au milieu ambiant à travers des orifices 42 prévus dans l'enveloppe 10. La chambre annulaire F est reliée à la chambre C à travers des orifices pratiqués dans le corps cylindrique 34, parmi lesquels celui qui est axial, 44, forme une butée constituant le siège d'étanchéité pour une valve 46 rappelée par ressort maintenue contre ce corps 34 par une coupelle perforée 48. La valve 46 qui permet la communication entre les chambres F et C est actionnée par une tige 50 prévue à l'extrémité inférieure d'un petit piston 52 qui coulisse en étant guidé de façon étanche dans la partie supérieure de l'orifice 44 du corps cylindrique 34. Avec l'extrémité libre du petit piston 52 vient en contact une tige filetée 54 maintenue par l'orifice fileté de la douille 30 précitée ce qui constitue un arrêt réglable pour la valve 46. La chambre -F est également reliée pneumatiquement avec une chambre K située en dessous, au moyen d'un conduit 56 et dans cette dernière coulisse de façon étanche un piston 58 qui sépare cette chambre K d'avec la chambre A déjà considérée. La tige 60 du piston 58 maintien un organe d'obturation 62 coopérant avec le siège d'étanchéité 64 moyennant l'action d'un ressort 65 maintenu par une coupelle 66 solidaire de l'extrémité inférieure de l'enveloppe 10. L'organe d'obturation 62 contrôle la communication entre la chambre A et une chambre L située dessous et reliée de façon permanente au milieu ambiant à travers un évent 68 prévu sur le capuchon 66. D'après ce qui a été exposé le fonctionnement du régulateur de pression selon l'invention apparaîtra clairement. L'air comprimé, depuis le raccord 12, passe d-l'utilisateur, à travers la chambre A, le conduit 18 et passe également, à travers le conduit 22, dans la chambre C. De ce fait le piston différentiel D est repoussé, à l'encontre de l'action du ressort 26 par la pression de l'air présent dans la chambre C et-qui agit sur le premier des-deux pistons (à savoir sur la garniture 36)de plus petit diamètre. La valve 46 comportée par le piston différentiel D est fermée du' fait qu'elle.est pressée contre son siège par l'action du ressort correspondant et de la pression présente-dans la chambre C-. Au fur et à mesure que la pression dans l'installation reliée au raccord I4 augmente, la pression agissant sur le piston 36 du piston différentiel D augmente et ce double piston, surmontant l'action du ressort 26, se déplace vers le haut. Il en résulte que la garniture 38 se trouve également soulevée et sa lèvre conique va assurer l'étanchéité contre son siège présenté inférieurement par la contre-couronne 25, étranglant et fermant ainsi la communication entre les chambres F et H et par là avec la décharge 42. Pendant le déplacement vers le haut du piston différentiel D, la valve 46 est également soulevée et elle vient en contact avec la tige 50 et de ce fait elle s'ouvre. Ace moment l'air sous pression de la chambre C passe dans la chambre F et déplace très rapidement par déclenchement le piston différentiel D du fait que cet air sous pression va agir sur le second piston 38 dont la surface est supérieure à celle du premier piston 36, fermant ainsi la communication avec les chambres F et H. La pression dans la chambre F (qui rejoint immédiatement celle du raccord 14 du fait que la valve 46 est ultérieurement ouverte) se transmet à travers le conduit 56 dans la chambre K pour agir sur le piston 58 qui est déplacé à l'encontre de l'action du ressort 65 pour ouvrir la valve 62. De ce fait le raccord 12 et donc le refoulement du compresseur, se trouve relié directement à la décharge. Les prélèvements d'air faits par l'utilisateur font descendre la pression en correspondance du raccord 14 et de ce fait dans la chambre C et également dans la chambre F, de sorte que le piston différentiel D est repoussé vers le bas par l'action du ressort 26 et tout d'abord se produit le désengagement de la tige 50 d'avec la valve 46 laquelle se ferme et ensuite la lèvre conique du second piston 38 se dégage d'avec la surface correspondante d'écoulement, laquelle, étant conique, délimite une ouverture de passage qui s'élargit de plus en plus au fur et à mesure que le piston différentiel D s'abaisse. De cette façon la pression dans la chambre F après la fermeture de la valve 46, descend rapidement du fait que cette chambre est reliée à la chambre H et par là avec l'air ambiant. En conséquence la pression dans la chambre K est également déchargée et le ressort 65 déplace la valve 62 contre son siège, interceptant la communication entre les chambres K et L et rétablissant la communication entre les raccord 12 et 14. On a ainsi démontré et confirmé l'indépendance des événements qui déterminent l'ouverture et la fermeture à déclenchement des communications entre raccords 12 et 14 et le régulateur selon l'invention présente de grandes plages de réglage en même temps qu'une grande sécurité et fiabilité de fonctionnement. Le second piston du piston différentiel D (présentant un siège d'écoulement qui délimite une lumière calibrée de section variable avec des critères désirés susceptibles d'etre obtenus en variant la conicité de la valve de la garniture 38) permet la fermeture et l'ouverture rapide de la valve 62 et de ce fait la réponse du régulateur aux pressions différentielles qui se produisent entre ses raccords 12 et 14. Ce piston différentiel D constitue l'élément qui, simultanément accomplit les fonctions de piston et de valve des régulateurs usuels de pression et sa structure, outre qu'elle constitue une importante simplification constructive (suppression de la valve), permet également d'obtenir qu en condition de repos il n'existe pas de valve maintenue sous contrainte par des ressorts tarés en fonction de la pression maximum qu'elles doivent contenir.Dans le cas présent l'action du ressort 26, quand le régulateur est dans les conditions de repos, se trouve maintenue par les couronnes 24 et 25. En considérant le fonctionnement du régulateur selon l'invention on obtient toujours les phases suivantes I) Déplacement du piston différentiel D à l'encontre de l'action du ressort 26 pour fermer la communication entre les chambres F et H. II) Ouverture de la valve 46 par la tige 50 pour relier entre elles les chambres C et F et pour l'ouverture brusque de la valve 62. III) Déplacement du double piston D par l'action du ressort 26 pour dégager la valve 46 d'avec la tige 50 et obtenir une refermeture consécutive de cette valve. IV) Dégagement de la lèvre conique du second piston 38 d'avec la surface correspondante d'écoulement qui permet la décharge rapide et l'augmentation de la pression dans les chambres F et K et par là la fermeture rapide de la valve 62. I1 faut relever que la garniture 38 constituant le second piston du piston différentiel D accomplit une double fonction. En effet, elle constitue le piston moteur ou bien la valve de décharge du régulateur. Des modifications et des variantes peuvent être apportées au régulateur de pression décrit et représenté en fonction des conditions spécifiques d'usage et des conditions d'intervention chaque fois désirées. Les détails de réalisation et d'application du régulateur de pression décrits peuvent également varier sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Régulateur de pression pour installations pneumatiques en général, avec piston élastiquement rappelé sensible aux pressions du compresseur et de l'utilisateur alimenté par ledit compresseur et relié opérativement avec un organe d'interception qui contrôle la communication du refoulement de ce compresseur respectivement avec la décharge et avec ledit utilisateur, carac térisé par un piston différentiel (D), influencé par des moyens élastiques (26) réglables et qui délimite un triplet de chambres pneumatiques ,FtG), la première desquelles(C) est intéressée par le piston de plus faible diamètre (36) dudit piston différentiel (D) et est reliéedirectement avec le raccord (14) de l'utilisa teur;; par des moyens d'interception (46, 50, 54) réglables indépendamment de ceux (30) pour les moyens élastiques (26) dudit piston différentiel, et qui contrôlent la communication entre les deux premières chambres (C,F) de ce triplet de chambres, afin d'appliquer sur la face de plus grandes surfaces (38) dudit piston différentiel la pression existant dans la première chambre (C); par d'autres moyens d'iffterception (38, G,) pour contrôler la communication entre ladite seconde chambre (F) et la décharge (H) et reliés opérativement audit piston différentiel pour être actionné pendant les déplacements de ce dernier, de façon à établir rapidement dans ladite seconde chambre (F) des pressions répondant aux pressions réglées maximum et minimum agissant sur l'utilisateur il4), et qui, en actionnant ledit second organe d'interception (62), relie ou non, avec commande à déclic le refoulement (12) du compresseur ou bien avec l'utilisateur (14) ou bien avec la-décharge (68). 2. Régulateur de pression selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le piston différentiel (D) est creux axialement pour recevoir le premier organe d'interception (46) qui contrôle les communications entre la première chambre (C) et la seconde chambre (F) dudit triplet de chambres pneumatiques et qui est actionné par les organes de commandes réglables (50, 54) maintenus par des moyens de supports (10) relativement fixes par rapport au piston différentiel. 3. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le second organe dtinterceptión possède un équipage mobile (38) solidaire du piston différentiel (D) et coopère avec les parois du cylindre (28) pour ledit piston différentiel. 4. Régulateur de pression selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le second organe d'interception (38, G,) présente des surfaces d'étanchéité à allure inclinée par rapport au déplacement du piston différentiel (D). 5. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait qu'au moins une des surfaces d'étanchéité du second piston 28)du piston différentiel (D) est commune à celle du second organe d'interception. 6. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé. par le fait que la surface d'étanchéité du second piston (38) est conique de façon convergente vers ie haut et est élastiquement déformable et collabore avec une surface correspondante d'étanchéité fixe pour former entre les deux dernières chambres (F, G) des trois chambres pneumatiques un passage calibré variable convenablement durant le déplacement du piston différen-tiel (D). 7. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les moyens élastiques é6) agissant sur les pistons différentiels se relient à ce dernier à travers des organes d'arrêt (24, 25) qui neutralisent l'action desdits moyens élastiques quand ledit piston différentiel est dans la position de repos. 8. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé par le fait que le piston différentiel (D) est pourvu d'un orifice axial traversant (44) avec butée d'étanchéité pour une valve élastiquement rappelée (46) qui contrôle la communication entre les deux premières chambres (C, F) du triplet de chambres pneumatiques et qui loge à son autre extrémité un petit piston d'étanchéité (52) avec une tige (50) coopérant avec ladite valve (46) pour la déplacer à l'encontre de l'action des moyens élastiques pour ladite valve, tandis qu'une tige filetée (54) est maintenue coaxialement audit petit piston (52) par des moyens de support (32) relativement fixes par rapport audit piston différentiel, de façon qu'en réglant ladite tige filetée on règle l'ouverture de ladite valve indépendemment des moyens (30) qui règlent l'action des moyens élastiques (28) pour le piston différentiel. 9. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par une enveloppe (10) pourvue sensiblement dans sa partie centrale d'un logement ouvert à sa partie supérieure pour le piston différentiel (D) lequel est pourvu vers son sommet d'une couronne (24) coopérant avec une contre-couronne (25) constituée par le bord de l'ouverture du logement pour le piston différentiel, laquelle contre-couronne maintient une des extrémités des moyens élastiques (26) pour ledit piston différentiel, dont l'autre extrémité est fixée par l'in termédiaire des moyens réglables (30) sur le fond d'un capuchon (32) fixé sur ladite enveloppe. 10. Régulateur de pression selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le fond du capuchon (32) maintien une douille filetée (30) agissant sur les moyens élastiques 26 pour le piston différentiel et dans l'orifice duquel est introduit l'axe fileté 54 agissant sur la valve 46, rappelée par ressort,disposée entre les dieux premières chambres (C, F) du triplet de chambres pneumatiques. Il. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que son enveloppe présente à sa partie inférieure un piston 58 sensiblement coaxial au piston différentiel (D) qui maintient l'organe d'interception (62) pour la communication du refoulement CL2) du compresseur ou avec la décharge (68) ou avec l'utilisateur (14) et qui délimite dans cette enveloppe une chambre K reliée à la seconde chambre F du triplet de chambres pneumatiques.