Brevet FR2301046A1 — publié le 19760910

La présente invention concerne un régulateur de pression pour une installation à air comprimé dont le réservoir d'alimentation est mis sous pression au travers d'une soupape antiretour par un compresseur tournant en permanence, le régulateur comportant un piston de commande mobile dans un cylindre de travail, pouvant être sollicité par la pression d'alimentation au travers d'un canal de liaison et destiné à une soupape d'écoulement qui se trouve devant la soupape antiretour et qui est ouverte dès qu'on atteint la pression de consigne dans le réservoir pour décharger le compresseur, et qui est refermée après la chute de la pression d'alimentation à une valeur minimale, une tige de commande étant guidée au travers d'une membrane comparant la pression d'alimentation a l'action d'un ressort de réglage de la valeur de consigne, cette tige de commande ayant une extrémité dépassant dans la chambre membrane contenant le ressort de réglage et reliée 1' atmosphère et son autre extrémité se trouvant au niveau d'une soupape double dont le siège de soupape plus grand est disposé au début d'un alésage de liaison du corps vers le cylindre de travail. Un régulateur de pression de ce type est connu (brevet de la République Fédérale d'Allemagne n" 1 248 987). Ce régulateur connu possède une tige de commande avec une extrémité épaissie qui est introduite de façon glissante dans l'alésage de liaison vers le cylindre de travail et qui guide la tige de commande. Sur la tige de commande glisse une garniture à manchette avec des surfaces d'étanchéité axiale et radiale. Un tel montage de tige de commande et une telle disposition de la garniture ont l'inconvénient que les forces de frottement de la garniture à manchette, en se modifiant au cours du temps, agissent sur les valeurs de commutation du régulateur de pression. En outre, les particules de poussière entraînées dans l'air en écoulement peuvent modifier les surfaces d'étanchéité. Le but de l'invention est d'éliminer ces inconvénients et de réaliser un régulateur de pression du type indiqué au début, dont les pressions de commutation restent inchangées, même après une assez longue période, et dans lequel des particules de poussière entraînées par l'air ne gênent pas le mode de fonctionnement du régulateur de pression. Le moyen conforme à l'invention d'atteindre ce but consiste en ce qu'une cuvette cylindrique, qui est enfoncée avec un jeu radial dans l'alésage de liaison vers le cylindre de travail, coopère avec l'extrémité côté soupape de la tige de commande et se trouve sous l'action d'un ressort de cuvette s'appuyant contre la tige de commande, en ce que de plus la surface radiale supérieure de la cuvette représente le siège intérieur de la soupape double et en ce qu'un clapet de fermeture pour les deux sièges de soupape est constitué par le flanc d'une douille qui est guidée métalliquement dans un embout cylindrique d'une cuvette de membrane et qui est étanchée par une garniture annulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tige de commande porte une rondelle de butée qui est prévue pour coopérer avec un épaulement annulaire dans la douille. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ressort de cuvette possède au moins sur son extrémité s'appuyant sur la cuvette une coupe se terminant de façon aiguë et une surface d'appui de la tige de commande contre la cuvette est réduite par rapport au reste de sa section droite. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité du ressort de cuvette placée contre celle-ci est obtenue par une coupe des spires du ressort en direction axiale de celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement titre d'exemple non limitatif, ainsi que les dessins annexées, sur lesquels - la figure 1 représente en coupe le régulateur de pression; - la figure 2 représente à une échelle agrandie un détail de régulateur; et - la figure 3 représente une variante de montage de la figure 2. A l'intérieur du corps 1, on a prévu une chambre principale 2 qui contient le piston de commande décrit plus loin. Dans la chambre 2 débouche le raccordement d'air comprimé 3 auquel est reliée la tubulure venant du compresseur. D'autre part, sur le ctté opposé du corps 1 se trouve le manchon de raccordement 4 d'où une tubulure 5 représentée schématiquement mène au réservoir d'alimentation 6, Dans le manchon 4 se trouve une soupape antiretour 7 soumise à l'action d'un ressort. Le manchon 4 est en liaison avec la chambre 2 par des perçages 8 et 9. Le fond du corps 1 est constitué par un capuchon 10 qui présente un manchon d'écoulement 11. Dans la chambre 2 se trouve, dans une pièce rapportée 18, une paroi de séparation 12 avec un siège de soupape 13 qui peut être fermé à l'aide d'un plateau de soupape 14 soumis à l'action d'un ressort.Le plateau 14 repose sur une tige 15 dont la tête 16 est emmanchée sur le piston de commande 17 destiné à la soupape d'écoulement 13, 14. Le piston 17 est guidé dans un cylindre de travail 19 prévu dans la pièce 18. Dans la chambre 2 se trouve en outre un filtre double 20/21. Sur un collet de la partie supérieure 25 du corps est serrée une membrane 26 a l'aide d'un chapeau antipoussière 27. Un ressort de compression 28, qui est réglable sur la pression de consigne à l'aide d'une vis de réglage 29, appuie par en haut sur la membrane 26. La membrane 26 partage l'espace interne du corps en une chambre 30 se trouvant au-dessus de la membrane et en liaison par un perçage 31 avec l'atmosphère, et en une chambre 32 se trouvant sous la membrane 26 et reliée avec le cylindre de travail 19 du piston 17 au travers d'un alésage cylindrique de liaison 33. Sur le fond de la chambre32, on a prévu à ltextrémité supérieure de l'alésage 33, et entourant celui-ci, un siège annulaire 34 pour le clapet de fermeture annulaire 35 qui sera décrit plus loin. Une tige de commande 36 est fixée à la membrane 26 à l'aide de deux cuvettes de membrane 37 et 38. Le mode de fixation se voit mieux sur la figure 2. Sur celle-ci, il apparaît que les deux cuvettes 37 et 38 laissent par rapport à la tige 36 qui les traverse une fente annulaire cylindrique 39, 40. La cuvette inférieure 38 possède un embout 41 cylindrique dans la surface latérale duquel est introduite une garniture 42 a joint torique. Un écrou d'arrêt 42 de la tige 36 possède un fraisage axial 44 qui est destiné, exactement comme les fentes 39 et 40, au passage de l'air. Un collet 45 de la tige 36 sert de contre-butée à l'écrou 43 et s'appuie à l'extrémité de la surface frontale de l'embout 41 qui possède un fraisage 45' en vue du passage de l'air. Sur l'embout 41 est enfilée une douille 46 qui porte, à son extrémité tournée vers le siège 34, le clapet de fermeture 35 qui est soudé à la douille 46 à la manièred'une bride, ou qui en fait partie. Un ressort 47 placé entre le clapet 35 et la cuvette 38 est destiné à maintenir le clapet 35 sur le siège 34. A l'intérieur de la douille 46 un épaulement annulaire 48 est constitué par une rondelle d'arrêt encastrée qui est destinée à coopérer avec un anneau de butée 49 placé sur la tige 36 et servant également de rondelle d'arrêt. La tige 36 possède une surface terminale 22 qui est diminuée par rapport au reste de sa surface de section droite et qui lui permet de s'appuyer à une cuvette métallique cylindrique 50 qui est placée dans l'alésage 33 et dont le diamètre est plus petit que le diamètre de l'alésage 33. Par suite du diamètre plus petit de la cuvette 50, il existe entre la surface latérale de celle-ci et la paroi de l'alésage 33 un jeu annulaire cylindrique 50'.La cuvette 50 est poussée contre la tige 36 par un ressort de cuvette 51. Celui-ci possède au moins à son extrémité reposant sur la cuvette une coupe 52 se terminant de façon aigue et dont l'utilité sera expliquée plus tard. Le ressort 51 est fabriqué par découpage à partir d'une pièce plus grande d'un ressort de compression héîic idal. La coupe du ressort 51 en direction axiale est faite de façon que les extrémités du ressort présentent une arête aigu. Un canal 53, qui mène à la chambre 32, est dérivé derrière la soupape 8. Le mode de fonctionnement du dispositif est le suivant A l'aide de la vis 29, on règle le niveau de pression désiré dans le réservoir 6 par l'intermédiaire du ressort28 et de la membrane 26. Dès que le compresseur envoie l'air comprimé par le raccordement 3 dans la chambre principale 2, l'air peut passer d'abord au travers du filtre 20/21 et s'écouler par les canaux 8 et 9 dans le manchon 4, soulever la soupape 7 de son siège et parvenir ensuite au réservoir 6. En même temps, l'air s'écoule également par le canal 53 dans la chambre 32 en dessous de la membrane 26. Dès que le niveau de pression désiré est atteint, la membrane 26 est soulevée contre l'action du ressort 28. La tige 36 est donc également soulevée. Sous l'action du ressort 51, la cuvette 50 atteint le clapet 35 qui ferme par sa surface radiale la soupape 35/50. La liaison vers l'air extérieur du cylindre 19 au travers des fentes 39 et 40 et des fraisages 44 et 45' est interrompue. Quand la tige 36 continue à se soulever, la rondelle 49 s'appuie à l'épaulement 48 de la douille 46 et elle entraîne celle-ci. Le clapet 35 se sépare alors de son siège 34 et l'air comprimé venant de la chambre 32 peut pénétrer dans le cylindre 19 au travers de la fente 50' sur le diamètre extérieur de la cuvette 50. Le piston 17 est poussé vers le bas et le plateau 14 se soulève de son siège 13. L'air comprimé venant du compresseur peut alors, après un court trajet, s'échapper de la chambre 2 vers l'extérieur au travers du manchon 11. Quand l'air comprimé accumulé dans le réservoir 6 est utilisé et que la pression y diminue, la membrane 26 revient vers le bas. La tige 36 prend part à ce mouvement et fait revenir d'abord le clapet 35 sur son siège 34. La liaison entre l'air comprimé et le cylindre 19 est interrompue. Quand la pression du réservoir continue à descendre, la tige 36 pousse la cuvette 50 vers le bas contre la force du ressort 51, de sorte que celle-ci peut s'appuyer contre le clapet 35. La liaison du cylindre 19 avec l'air extérieur est rétablie. Au cours du mouvement de va-et-vient de la cuvette 50, le ressort 51 subit une alternance continuelle de tension et de relâchement. Comme au moins l'extrémité 52 appuyant sur la cuvette 50 est à arête aig e, et comme le frottement entre la cuvette 50 et la tige 36 est très faible par suite de la surface terminale rétrécie 22 de celle-ci, la compression et la décompression du ressort 51 provoquent une rotation de la cuvette 50. I1 s'ensuit que la soupape 35/50 est maintenue perpétuellement a l'abri de tout encrassement sur sa surface de siège et qu'elle conserve de bonnes propriétés de fermeture. Le guidage métallique et l'étanchéité de la douille 46 sur l'embout 41 possèdent, en liaison avec le diamètre de garniture relativement grand, l'avantage que la participation du frottement aux forces de commutation du régulateur de pression est très faible. Comme les forces de frottement peuvent à peine se modifier, les valeurs de commutation du régulateur de pression, une fois réglées,restent constantes pendant longtemps. La figure 3 représente une variante de construction de la figure 2. Sur une membrane de commande 26' qui sépare une chambre 30r à l'air extérieur d'une chambre de commande 32', on a fixé une tige de commande 36' à l'aide de deux cuvettes de membranes 37' et 38'. Les deux cuvettes 37' et 38' laissent chacune par rapport à la tige 36' qui les traverse une fente hydraulique annulaire 39' et 40'. Un écrou d'arrêt 43' de la tige 36' possède un fraisage axial 44' qui est prévu pour le passage de l'air, exactement comme les fentes 39' et 40'. La cuvette inférieure 38' possède un embout cylindrique 41' dans la surface latérale duquel est incorporée une garniture 42' à joint torique. Un collet 54 de la tige 36' sert de contre butée pour l'écrou 43' et s'appuie à une extrémité plane 53 de la surface frontale de l'embout 41'. Sur l'embout 41 r est enfilée une douille 46' qui porte å une extrémité tournée vers le siège de soupape 34' un clapet de fermeture 35' qui est soudé ou d'une seule pièce avec la douille 46'. Un ressort 47' placé entre le clapet 35' et la cuvette 38' est destiné à maintenir le clapet 35' sur le siège 34'. A l'intérieur de la douille 46' est formé un épaulement annulaire 48 qui est destiné à coopérer avec un collet 55 de la tige 36'. Les deux collets 54 et 55 sont à peu près de même largeur et ont également à peu près le même diamètre extérieur. En dessous du clapet 35' se trouve une chambre 57 dans laquelle est placée une cuvette 50' qui est soumise à l'action d'un ressort et constitue dans le siège fixe 34' un siège de soupape intérieur mobile. La tige 36' possède un fraisage longitudinal 56 qui ramène le diamètre du collet 54 s'appuyant à 1 r extrémité 53, ainsi que le diamètre du collet 55, au diamètre du reste de la tige 36'. Au travers du fraisage longitudinal, il se produit un passage d'air dirigé axialement entre la chambre 57 et la chambre 30'. Le mode de fonctionnement de ce dispositif est largement comparable à celui du montage de la figure 1, sauf qu'ici la liaison vers l'air extérieur se fait le long de la tige 36r sur son coté gauche sans décrochement et qu'elle est dirigée plus nettement dans le sens axial que sur le montage décrit auparavant. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par lthomme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Régulateur de pression pour une installation à air comprimé dont le réservoir d'alimentation est mis sous pression au travers d'une soupape antiretour par un compresseur tournant en permanence, le régu laveur comportant un piston de commande mobile dans un cylindre de travail, pouvant être sollicité par la pression d'alimentation au travers d'un canal de liaison et destiné à une soupape d'écoulement qui se trouve devant la soupape antiretour et qui est ouverte dès qu'on atteint la pression de consigne dans le réservoir pour décharger le compresseur, et qui est refermée après la chute de la pression d'alimentation & une valeur minimale, une tige de commande étant guidée au travers d'une membrane comparant la pression d'alimentation à l'action d'un ressort de réglage de la valeur de consigne, cette tige de commande ayant une extrémité dépassant dans la chambre membrane contenant le ressort de réglage et reliée à l'atmosphère et son autre extrémité se trouvant au niveau d'une soupape double dont le siège de soupape plus grand est disposé au début d'un alésage de liaison du corps vers le cylindre de travail, caractérisé en ce qu'unie cuvette cylindrique, qui est enfoncée avec un jeu radial dans l'alésage de liaison vers le cylindre de travail, coopère avec l'extrémité côté soupape de la tige de commande et se trouve sous l'action d'un ressort de cuvette s'appuyant contre la tige de commande, en ce que de plus la surface radiale supérieure de la cuvette représente le siege intérieur de la soupape double et en ce qu'un clapet de fermeture pour les deux sièges de soupape est constitué par le flanc d'une douille qui est guidée métalliquement dans un embout cylindrique d'une cuvette de membrane et qui est étanchée par une garniture annulaire. 2 Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en irr t e la la tige de commande porte une rondelle de butée qui est prévue lt coopérer avec un épaulement annulaire dans la douille. 3. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 o'i 2, caractérisé en ce que le ressort agissant sur la cuvette possède au moins sur son extrémité s'appuyant sur la cuvette une coupe se terminant de façon aiguë et en ce qu'une surface d'appui de la tige de commande contre la cuvette est réduite par rapport au reste de sa section droite. 4. Régulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce quel'extrémité du ressort de cuvette placée contre celle-ci est obtenue par une coupe des spires du ressort en direction axiale de celui-ci. 5. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'embout de la cuvette de membrane comporte à son extrémité une surface frontale plane, en ce qu'un collet réalisé sur la tige de commande s'appuie à ladite surface frontale plane et en ce que ce collet est découpé par un fraisage longitudinal de la tige de commande. 6. Régulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige de commande comporte un deuxième collet qui est destiné à la manoeuvre du clapet de fermeture et en ce que les deux collets sont découpés par le fraisage longitudinal de la tige de commande.