Brevet FR2257944A1 — publié le 19750808

La présente invention se rapporte d'une manière générale aux: détendeurs équipant des installations de gaz sous pression, et concerne plus particulièrement un détendeur régulateur équipé d'une sécurité spéciale permettant dé fermer définitivement l'arrivée de gaz alldétendeur lorsque celui-ci subit une pression interne de gaz qui est anormalement élevée. On connaît depuis longtemps les détendeur -régùlateurs de pression de gaz du type concerné par la présente invention et comprenant une chambre de détente formée entre deux membranes respectivement sollicitées par des ressorts et commandant une soupape de régulation permettant l'évacuation du gaz du détendeur sous une pression déterminée et constante quelle que soit la pression du gaz arrivant au détendeur. Il est également connu d'équiper ce genre d'appareil d'un clapet agencé dans le trajet d'admission du gaz au détendeur, ce clapet étant destiné à réduire ou môme à arrêter l'arrivée de gaz au détendeur en cas de pression anormalement élevée dans le corps dudit détendeur. Toutefois, un tel clapet ne réalisait pas une sécurité absolue répondant aux normes actuelles qui sont très sévères pour ce.type d'appareil . En effet, jusqu 'à présents un tel clapet ne fonctionnait que dans les cas extrêmes sans participer à la détente proprement dite , et constituait un dispositif de séoarite quelque peu à part du-détendeur. Autrement dit, -il arrivait qu'un tel clapet ne fonctionne pas au moment ou in -le faudrait ,?puisqu'il ne participe pas à la détente proprement dite réalisée par les membr soet ne sert pas habituellement.De plus, un tel clapet ne fonctionnait pas de maniere irréversible et pouvait s' ouvrir à nouveau en laissant toujours passer le gaz parvenant au détendeur, ce qui pouvait être dangereux . I1 y a aussi le fait que la soupape de régulation même en position de fermeture peut toujours laisser passer une faible quantité de gaz si elle présente un défaut quelconque . On ne peut donc pas être sur avec un tel clapet de fermer d'une manière absolument étancBe. I'arrivée de gaz au détendeur , et ce notamment en cas de surpression anormale dans la chambre de détente. a présente invention a précisément pour but de résoudre ce problème en proposant un détendeur-régulateur particulièrement compact , comportant une securité qui n'est pas rapportée comme dans le cas des détendeurs habituels mais est intégrale au détendeur, et assurant une fermeture définitive à l'amont du détendeur lorsqu'il se produit une élévation anormale de pression dans la chaire de détente ladite fermeture étant irréversible et sans réarmement possible. Autrementdit, un détendeur conforme à l'invention présente une sécurité absolue qui , lorsqu'elle a fonctionné, est totalement hermétique au passage du gaz et exige le démontage de l'appareil en usine ou son remplacement. Plus précisément, l'invention a pour objet un détendeur-régulateur de pression de gaz du type comprenant une chambre de détente formée entre deux membranes respectivement sollicitées par des ressorts et dont l'une au moins commande une soupape de régulation permettant l'évacuation du gaz sous une pression déterminée et constante quelle que soit la pression du gaz arrivant au détendeur, et dont l'autre est susceptible d'agir sur un clapet agencé dans le bajet d' admission du gaz au détendeur , caractérisé en ce que ledit clapet est un élément de fermeture à action irréversible qui, sous l'action d'au moins un levier commandé par ladite autre membrane , ferme définitivement l'arrivée de gaz à l'amont du détendeur en cas de surpression anormale dans la chambre de détente. On comprend donc déjà qu'en cas de surpression aval dans le détendeur , celui ciste ferme définitivement et sans réarmement possible à l'amont. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'autre membrane précitée comporte une plaque formant un logement pour une tige coulissante sollicitée par un ressort taré et commandant ladite soupape de régulation, tandis que le ressort précité sollicitant ladite autre membrane entoure ce logement. Ainsi, la sécurité , constituée par le clapet ou élément de fermeture précité participe ou coopére réellement avec la détente réalisée par les deux membranes. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'autre membrane précitée comporte à l'opposé du logement précité une chape ou analogue commandant le basculement du levier agissant sur l'élément de fermeture pour le fermer définitivement. Il faut encore noter que , suivant l'invention, ce levier présente en section transversale la forme d'un L dont l'une des branches est actionnée par des ergots prévus sur la chape, et dont l'autre branche forme une fourche pouvant se débattre le long d'une tige solidaire de l'élément de fermeture tant que la pression dans la chambre de détente n'est pas anormalement élevée. L'extrémité libre de la tige solidaire de l'élément de fermeture porte évidemment un têton ou analogue formant butée de façon à pouvoir être entraînée par la branche du L formant fourche. Cette tige coulisse dans un joint d'étanchéité prévu dans une petite chambre contenant la soupape de régulation Cette soupape de régulation, du type connu en soi, est eommandée par l'intermédiaire de biellettes articulées et commandées par les deux membranes. D'adrets buts et avantages de l t invention apparaitront mieux dans la description détaillée qui suit et se référe aux dessins annexés , donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe trans versale d t un d'un détendeur-régulateur conforme à-l'invention en position normale et ouverte de fonctionnement, et - la figure 2 est une vue du détendeur-régulateur de la figure 1 en position définitivement fermée En se reportant aux dessins annexés, et suivant un exemple de réalisation, on voit qu'un détendeur-régulateur conforme à l'invention comprend deux membranes en vis-à 1 ea 2 montées dans un corps 3 comportant un orifice d'admission de gag 4 pouvant être par exemple du gaz naturel , et un orifice d'échappement 5 , ces deux orifices formant un raccord comme cela est bien connu dans la technique. Les membranes 1 et 2 délimitent une chambre de détente 6 et sont respectivement sollicitées pàr des ressorts 7 et 8 prenant appui sur le fond du corps de détendeur 3. le corps 3 renferme une petite chambre 9 qui peut être intégrale au corps 3 suivant le mode de réalisation représenté, et dans laquelle est agencée une soupape de régulation reprée d'une manière générale en 10. Cette soupape est constituée par une tige 11 munie de deux clapets 12 et 13 en matériau souple pouvant s'appliquer contre le siège formé par les bords d'un orifice 14 prévu dans la petite chambre 9. On a montré en 15 une membrane montée sur la petite chambre 9, ayant une surface sensiblement égale à celle des clapets 12 et 13)et servant à équilibrer la pression amont avant détente. Toutes les dispositions ci-dessus sont d'une manière générale connues et dont pas besoin d'être décrites plus en détail Conformément à l'invention , un élément de fermeture définitive 16 du détendeur sous l'effet d'une pression anormalement élevée dans la chambre de détente 6 est monté coulissant dans le raccord formant orifice d'admission 4. L'élément 16 comporte des rainures ou analogues 17 pour permettre l'entrée du gaz dans la chambre de détente 6 par l'intermédiaire des orifices 18 et 14 prévus dans la petite chambre 9. L'élément de fermeture 16 ferme le détendeur en s'appliquant contre les bords de l'orifice 18 formant siège comme on le voit bien sur la figure 2. L'élément 16 est solidaire d' une tige 19 montée coulissante en 20 dans la petite chambre 9 où est prévu un joint d'étanchéité 21. Un orifice de débattement 22 est évidemment prévu dans la tige 11 de la soupape de régulation 10. A la membrane 2) est associée une plaque 23 formant vers le bas un logement 24. A l'opposé de ce logement est montée une chape ou analogue 25 comportant à son extrémité des ergots 26 pour actionner un levier 27 pouvant pivoter en 28 afin d'actionner l'élément de fermeture 16. Plus précisément, le levier 27 présente la forme générale d'un L dont une branche 29 coopére avec les ergots 26,et dont l'autre branche 30 présente unefourdie ou analogue à son extrémité de telle sorte que ladite fourche peut se débattre tant que la pression dansla chambre de détente 6 n'est pas anormalement élevée . Si détait le cas, comme on le voit clairement sur la figure 2, la branche 30 du levier 27 tirerait la tige 19 vers la droite en venant buter sur un têton ou analogue 31 prévu à l'extrémité de ladite tige.L'élément de fermeture 16 serait alors appliqué contre son siège. le logement 24 intégra à la plaque 23 contient une tige coulissante 32 sollicitée par un ressort convenabinent taré 33 prenant appui entre le fond dudit logement et une partie annulaire 34 de la tige 32. Comme il apparaît clairement sur les dessins, le ressort 8 entoure le logement 24. la tige 32 , sous l'effet des mouvements de la membrane en fonction de la pression dans la chambre de détente 6, commande la soupape de régulation 10 par l'intermédiaire d'une biellette 35 montée pivotante en 36. Une plaque 37est , comme connu en soi , associée à la membrane 1 qui agit aussi sur la soupape de régulation 10 par l'intermédiaire d'une autre biellette 38 montée articulée en 39 sur le corps de détendeur 3. Le fonctionnement de ce détendeur se déduit immédiatement de la description qui précède et sera très briévement expliquez ci-après. En fonctionnement normal, c'est-à-dire comme représenté sur la figure 1, on obtient à la sortie 5 du détendeur une pression constante et déterminée en fonction du tarage des ressorts , quelle que soit la variation de pression à l'amont 4 du détendeur. Autrement dit, les oscillations des membranes 1 et 2 en fonction de la pression, cgest-à-dire leur rapprochement l'une vers l'autre ou leur écartement, se répercuteront sur la soupape de régulation 10 par l'intermédiaire des biellettes 35 et 38. il faut remarquer qu'en fonctionnement normal ltélément de fermeture 1 6 restera immobile, la branche 30 du levier 27 pouvant osciller tout en restant sans action sur ledit élément de fermeture 16. Par contre, lorsqu'une pression anormalement élevée se produit en aval , c'est-à-dire dans la chambre de détente 6 (par exemple dans le cas d'une détérioration du clapet 1 2 ), la membrane 2 s'écartera fortement de la membrane 1, comme représenté sur la figure 2, et la branche 30 du levier 27 agira alors sur le têton 31 de la tige 19 pour appliquer l'élément de fermeture 16 contre son siège, et ce d'une manière définitive et irréversible. En effet, on comprend que l'élément de fermeture 16 ne puisse pas s'écarter du siège sur lequel il s'applique, puisqu'un basculement éventuel de la branche 30 du levier 27 vers la gauche serait sans action sur ledit élément 16. Autrement dit, la sécurité à la fermeture en amont du détendeur est définitive. On peut expliquer le fonctionnement décrit ci-dessus d'une autre manière. Si par exemple , il existe des saletés entre le clapet 12 et le siège sur lequel il s'applique, le gaz passera toujours par orifice 14 dans la chambre de détente 6, et cela peut ne pas croee'de surpression notable dans ladite chambre. Si on ferme à ce moment là l'orifice 5 de sortie du détendeur, la surpression dans la chambre de détente 6 devient effective, ce qui veut dire que la membrane 2 prend la position représentée sur la figure 2, c'est-à-dire que l'élément de fermeture 16 agit pour interrompre définitivement l'admission de gaz.Si on ouvre à nouveau la sortie 5, les deux membranes t et 2 s'affaissent en se rapprochant l'une de l'autre, et malgré cela, l'élément de fermeture 16 restera toujours appliqué sur son siège , ctest-à-dire que le détendeur - régulateur sera toujours fermé. On a donc réalisé suivant la présente invention un détendeur - régulateur pouvant être utilisé notamment pour le gaz naturel et répondant tout à fait aux normes de sécurité très sévères qui sont actuellement requises, et étant de plus d'un encombrement minimal. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n' a été donné qu'à titre d'exemple. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S. 1. Détendeur-régulateur de pression de gaz, particulièrement destiné à équiper des installations de gaz sous pression, et du type comprenant une chambre de détente formée entre deux membranes respectivement sollicitées par des ressorts et dont l'une au moins commande une soupape de régulation permettant lteacuation du gaz sous une pression déterminée et constante quelle que soit la pression de gaz arrivant au détendeur, et dont l'autre est susceptible d'agir sur un.clapet agencé dans le trajet d'admission du gaz au détendeur, caractérisé en ce que ledit clapet est un élément de fermeture à action irréversible qui, sous l'action d'au moins un levier commandé par ladite autre membrane ferme définitivement l'arrivée de gaz à l'amont du détendeur en cas de surpression anormale dans la chambre de détente 2.Détendeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre membrane précitée comporte une plaque formant un logement pour une tige coulissante sollicitée par un ressort taré et commandant ladite soupape de régulation, tandis que le ressort précité sollicitant ladite autre membrane entoure ce logement. 3. Détendeur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'autre membrane précitée comporte à l'opposé du logement précité une chape ou analogue commandant le basculement du levier précité susceptible d'agir sur l'élément de fermeture. 4.Détendeur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le levier précité présente en section transversale la forme d'un L dont l'une des branches est actionnée par des ergots prévus sur la chape précitée, et dont l'autre branche forme une fourche pouvant se débattre le long d'une tige solidaire de I'élément de fermeture tant que la pression dans la chambre de détente n'est pas anormalement élevée. 5. Détendeur suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 1' extrémité libre de la tige précitée solidaire de l'élément de fermeture porte un têton ou analogue permettant son entraînement par la branche formant fourche du levier. 6. Détendeur suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige précitée solidaire de l'élément de fermeture coulisse dans un joint d'étanchéité prévu dans une petite chambre contenant la soupape de régulation. 7. Détendeur suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la membrane citée en premier lieu commande la soupape de régulation du type connu en soi, par l'intermédiaire d'une biellette montée articulée sur le corps du détendeur.