Brevet FR2266213A1 — publié le 19751024

L'invention concerne les détendeurs à paroi déformable, que pour simplifier nous appellerons par la suite "membrane", par exemple ceux utilisés dans les régulateurs d'oxyne dits nà la demande" pour masques respiratoires, dans lesquels l'alimentation en oxygène se fait au rythme de la respiration de l'utilisateur. Les détendeurs à membrane connus comprennent une paroi déformable soumise sur une première face à la pression détendue et sur la seconde face à des moyens antagonistes (par exemple, ressort, pression modulée, etc.), ladite membrane coopérant avec un clapet rappelé vers son siège et mettant en communication la source de pression d'alimentation avec la chambre de détente qui est délimitée paatiellent par la première face de la membrane. Dans de tels détendeurs, la fermeture du clapet se produit sous l'effet dtune surpression dans la chambre de détente (par exemple la surpression produite à 1' expiration du fait du clapet d'expiration d'un masque à oxygène). Cette surpression agit sur la membrane et diminue l'action du moyen antagoniste sur le clapet, de sorte que celui-ci, essentiellement EQUmiS à l'action de ses propres moyens de rappel, s'applique sur son siège. L'ouverture du clapet, qui produit l'introduction dans la chambre de détente du fluide provenant de la source de pression d'alimentation, est provoquée au contraire par l'apparition d'une diminution de la pression détendue (par exemple celle due à l'inspiration dans un masque à oxygène) qui attire la membrane et rend prépondérante l'action du moyen antagoniste. Pour augmenter le débit, il faut augmenter la levée du clapet, donc donner une course importante à la membrane. Cette course en tratne une diminution de la charge du moyen antagoniste, donc une baisse de la pression détendue, dlautant plus accentuée que la charge sur le clapet due à la pression d'alimentation, diminue elle aussi. La pression détendue baisse donc en fonction du débit, ce qui va à l'encontre du but recherché qui est une pression détendue stable. Mn l'absence de variation de la pression détendue, le clapet reste appliqué sur son siège, mais il est dans une position d'qui libre instable facilement rompu par de légères variations de température ou de pression, des vibrations, des accélérations, etc., de sorte que le clapet est suet à des fuites avec les inconvénient8 que cela comporte. L'invention vise à éliminer ces inconvénients des détendeurs à membrane connus. À cet effet, l'un au moins des deux organes, membrane et clapet, est soumis à l'action d'un champ magnétique. Ce champ magnétique permet, lorsqu'un mouvement de l'organe assujetti (membrane ou clapet) est amorcé par l'apparition d'une variation de la pression détendue, de faciliter et d'accélérer le mouvement de l'organe assujetti dans le sens amorcé. Grace à l'invention, on assure donc des couvertures et permet tures de clapet franones et faciles avec une pression détendue pratiquement constante ; on peut aussi prévoir un ressort de membrane plus fort que dans les détendeurs classiques sans risque de fuite. Cette dernière possibilité est précieusse,notamment pour les régulateurs d'oxygène, ear elle améliore le cycle respiratoire. Dans une forme de réalisation, la membrane est solidaire d'une pièce de fer doux coopérant avec au moins un aimant permanent solidaire du corps du détendeur. bu contraire, la membrane peut Strie solidaire d'un aimant permanent coopérant avec au moine une pièce de fer doux solidaire du corps du détendeur. Dans une autre forme de réalisation, les moyens de rappel du clapet sur son siège comprennent des moyens magnétiques. Par exemple, le clapet peut être solidaire d'une pièce en fer doux coopérant avec au moins un aimant permanent solidaire du corps du détendeur, ou bien le clapet est muni d'un noyau de fer doux qui se déplace dans le champ d'un aimant creux. On obtient ainsi, se Ion la position du clapet, une attraction ou une répulsion qui permet d'obtenir le résultat souhaité. Pour éliminer les variations de la pression détendue dues aux variations de la pression d'alimentation, on peut prévoir que l'un des organes créateumsdu champ magnétique est solidaire d'une seconde paroi déformable soumise à l'action de la pression dtali- tentation. Les variations de cette pression déplacent les moyens magnétiques et provoquent la correction désirée. Pour permettre des réglages, on peut prévoir qu'au moins un des organes créateurs du champ magnétique est mobile et réglable par rapport à son support, éventuellement de l'extérieur de l'appareil, ce qui les facilite. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en se référant au dessin annexé dans lequel : - les fige. 1 à 3 sont des vues schématiques en coupe d'un détendeur à membrane selon diverses formes de réalisation de ltinvention. les détendeurs représentés sont constitués, de manière clas sique, d'un corps creux i dans lequel une cloison 2 sépare une chambre 3, reliée à la pression d1alimentation d'une chambre de détente 4. La chambre 3 communique avec une source de pression d'alimentation par une admission 5 et la chambre de détente 4 communique avec le eircuit d'utilisation par un conduit 6. Un ori- fice 7 ménagé dans la cloison 2 et muni d'un siège 6 fait commu- niquer les chambres 3 et 4 et peut entre fermé par un clapet 9 coopérant avec le siège 8 et dont la tige 10 s'étend dans la cham, bre 4 à travers l'orifice 7. Dans la chambre de détente, est logée une membrane 11 délimitant dans la chambre 4 une chambre 12 pouvant entre mise en com munication avec l'atmosphère extérieure par un orifice 13. Un ressort antagoniste 14 appuie normalement sur la tige 10 du clapet 9 pour 1'8carter de son siège 8. Le clapet 9 est soumis à un ressort de rappel 15 tendant à le rappeler sur son siège. Dans la forme de réalisation représentée à la figure t et conformément à l'invention, la membrane 11 est solidaire d'une tige 16 terminée par un disque en fer doux 17. Le corps t du détendeur porte un aimant permanent 18 disposé en regard du disque 17. Dans la position de fermeture représentée, le disque 17 est proche de l'aimant 18,fortement attiré par luit et la longueur de la tige t6 est telle que le diaphragme 1l i et donc, le ressort 14 ne sont plus en contact avec la tige 10 du clapet 9, de sorte que celui-ci, soumis à la force prépondérante de son ressort de rappel 15, est appuyé de manière stable sur son siège 8. La paroi i est en matériau amagnétique, ce qui permet l'action de l'aimant à travers la paroi d'épaisseur convenable,tout en évitant le ollage" de l'aimant qui conduirait à des charges excessives. L'aimant 18 est, ici, protégé par un blindage 27 qui évite une action gênante de son champ magnétique. La diminution, dans le circuit d'utilisation, de la pression détendue qui s'exerce par le conduit 6,a d'abord pour effet d'é 18 loigner le disque 17 de l'aimant/,son action et celle du ressort étant alors prépondérantes et, dès que ce déplacement se produit, le ressort antagoniste 14 agit pour augmenter l'écartement de la membrane, ce qui a pour effet de diminuertrès rapidement l'attraction de l'aimant 18 sur le disque 17. Le diaphragme 1t ,libêré pra tiquez en de l'attraction de l'aimant 18, se déplace franchement et provoque l'ouverture du clapet 9 sous l'action du ressort antagoniste 14. bans le dispositif selon l'invention, le ressort antagoniste 14 peut être plus puissant que dans le cas classique, ce qui permet encore de rendre l'ouverture et la fermeture du clapet plus franches. Lorsque la variation de la pression détendue est transmise dans la chambre 4 par le conduit 6, la membrane 1 i est repoussée et, dès que le disque 17 arrive dans le champ d'attraction de l'aimant 18, il est attiré par lui très fortement et la tige 10 du clapet n'est plus soumise à l'action du ressort antagoniste 14, ce qui provoque une fermeture franche sous l'effet du ressort 15. Comme on l'a expliqué précédemment, cette position de fermeture est stable, de sorte que les fuites sont évitées, même en cas de variations de pression, de vibrations, etc. Dans l'exemple représenté à la figure 2, la membrane porte un disque de fer doux 20 coopérant avec un aimant 21 porté par la cloison 20 Une paroi 26 en matériau amagnétique empoche l'aimant de venir au contact du disque 20, ce qui évite le "collage" de l'aimant qui conduirait à des charges excessives. Cet aimant 21 agit lorsque le diaphragme 1 j tend à se rapprocher de la paroi 2, c 'est-à-dire lorsque se produit dans la chambre 4 une diminution de la pression détendue.Cette action de l'aimant 21 facilite la pleine ouverture du clapet 9, ce qui a pour effet de maintenir pratiquement constante la valeur de la pression détendue Lors- qu"il y a surpression dans la chambre 4, le diaphragme il s'e'carte de la cloison 2 en commençant par éloigner le disque 20 de l'aimant 21. Dès que lfattraction de l'aimant 21 ne s'exerce plus efficacement, le ressort de rappel 15 ramène franchement le clapet 9 sur son siège 8. Avec cette disposition de l'aimant, le ressort de clapet 15 peut être supprimé et remplacé par un disque de fer doux 22 (représenté en pointillés à la figure 2) soumis à l'attraction de l'aimant 21. On a représenté à la figure 3 une forme de réalisation destinée à comprenser les variations de la pression d'alimentation régnant dans la chambre 3. A cet effet, l'aimant 21 agissant sur le disque 20 solidaire de la membrane Il est monté sur une se conde paroi déformable 23 délimitant une chambre 24 qui communique avec la chambre de pression d'alimentation par un trou 25. Lorsque la pression augmente dans la chambre 3, la membrane 23 se rapproche de la membrane Il et l'aimant 21 se rapproche donc du disque 20. L'attraction de ce disque 20 par l'aimant 21 est donc augmentée, ce qui compense l'augmentation de pression de fermeture sur le clapet 9. Si la pression d'alimentation diminue, on obtient l'effet contraire. Comme on l'a indiqué, la tige 10 du clapet 9 pourrait porter un noyau de fer doux entouré d1un aimant creux de sorte que, suivant leur position relative, la tige serait attirée ou repoussée. Dans tous les cas, les moyens magnétiques utilisés, qui peuvent d'ailleurs entre combinés, produisent une assistance au mouvement des pièces mobiles dès que leur mouvement est amorcé par la variation de la pression détendue dans le circuit d'utilisation. En choisissant judicieusement les puissances des aimants, les distances aux pièces de fer doux et les tarages des divers ressorts, on peut obtenir un détendeur dans lequel des variations très minimes de la pression détendue provoquent un gros débit ou au contraire l'arrtt immédiat de cette alimentation. Le dispositif selon l'invention permet également de faire varier très faci- lement et très précisément les conditions de fonctionnement, par exemple en rendant un des organes magnétiques mobile par rapport à son support, au moyen dune vis par exemple, de manier à pouvoir faire varier sa distance à l'organe magnétique conugué, et cela, de l'extérieur de l'appareil éventuellement. tLj'T CADRONS i.- Détendeur à paroi déformable, appelée par la suite membrane, du type comprenant une paroi déformable soumise sur une première face à la pression détendue et sur la seconde face, à des moyens antagonistes, ladite membrane coopérant avec un clapet rappelé vers son siège et mettant en communication la source de pres Sion d'alimentation avec la chambre de détente qui est délimitée partiellement par la première face de. la membrane, caractérisé pat le fait qu'au moins l'un des deux organes, membrane et clapet, est soumis à l'action d'un champ magnétique. 2.- Détendeur selon la revendication 1, dans lequel la menv brane est solidaire d'une piece en fer doux coopérant avec au moins un aimant permanent solidaire du corps du détendeur. 3.- Détendeur selon la revendication 1, dans lequel la membrane est solidaire d'un aimant permanent coopérant avec au moins une pièce de fer doux solidaire du corps du détendeur. 4± Détendeur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de rappel du clapet sur son siège comprennent des moyens magnétiques. 5.- Détendeur selon la revendication 4, dans lequel le clapet est solidaire d'une pièce en fer doux coopérant avec au moins un aimant permanent solidaire du corps du détendeur. 6.- Détendeur selon la revendication 4, dans lequel le clapet est muni d'un noyau de fer doux qui se déplace dans le champ d'un aimant creux. 7.- Détendeur selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'un des organes créateurs du champ magnétique est solidaire d'une paroi déformable soumise à l'action de la pression d'ali tentation. 8.- Détendeur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel au moins un des organes créateurs du champ magnétique est mobile et réglable par rapport à son support.