Brevet FR2373094A1 — publié le 19780630

On connaît un détendeur de gaz formé par un boîtier ayant une cloison intérieure y définissant un couloir et un compartiment. Le couloir va d'un raccord d'entrée pour le branchement d'une source de gaz sous pression, à un raccord de sortie pour le branchement d'un appareil utilisateur du gaz détendu. Le couloir peut être fermé par le clapet d'un mécanisme, dit de sécurité. Le compartiment est subdivisé en une chapelle et en une chambre par une membrane élastique étanche actionnant le mécanisme de sécurité selon qu'elle est soumise aux actions antagonistes d'un ressort se trouvant dans la chapelle et de la pression régnant dans la chambre. Celle-ci ne communique avec le couloir que par un orifice y débouchant en aval du clapet.Le mécanisme de sécurité ferme le clapet, et donc interrompt l'écoulement du gaz dans le couloir, quand la pression dans la chambre est en dehors d'une plage délimitée par des limites inférieure , dite pression de sécurité,et supérieure, dite pression de fermeture. Quand la pression croit à partir d'une valeur très faible, le clapet est successivement fermé, ouvert entre les pressions de sécurité et de fermeture, puis fermé à nouveau au delà de la pression de fermeture. Des variantes de mécanisme de sécurité.à double clapets, à double levier, à levier à double talon, à came et autres sont décrites aux brevets français 908.896, 1.038.442, 1.060.713, 1.324.992, 1.393.971, 1.407.713, 1.473.216, 1.451.490 et 1.523.353. A une pression P1 du gaz d'alimentation issu de la source correspond un débit Q1 maximum, dit débit critique, de sortie de gaz détendu à une pression p1 de sortie. Si, en raison d'une anomalie, le débit demandé par l'appareil utilisateur dépasse Q1, la pression diminue dans la chambre. La membrane s'abaisse. Le mécanisme de sécurité interrompt l'alimentation. A une pression P2 différente de P1 correspond un débit critique Q2 différent de Q1. Le seuil de débit, à partir duquel intervient le mécanisme de sécurité,dépend donc de la pression P du gaz issu de la source. Cette pression varie. Il est souhaitable que le débit critique soit indépendant ou ne dépende que très peu de la pression P du gaz à l'entrée. Le certificat d'addition 74 585 au brevet 1.038.442 décrit un détendeur à chambre et chapelle ayant un système déprimogène essentiellement constitué d'une bille montée en amont de l'orifice d'entrée du fluide, dans le conduit d'ar rivée, de manière à être repoussée, généralement à l'encontre de la force d'un ressort, par le fluide entrant lorsque la pression de ce dernier, donc la dépression dans la chambre de détente, dépasse une certaine valeur,et à venir s' appliquer sur un siège monté dans le conduit en ménageant avec ce siège un orifice calibré pour le passage du fluide. Le passage du gaz d'une grande section correspondant à celle de la bille à la petite section de passage entre la bille et son alésage crée une pression différentielle entre l'amont et l'aval de la bille.Comme la pression en aval de la bille est inférieure à celle en amont, la bille tend à se déplacer dans le sens du courant de fluide à l'encontre de la force exercée par le ressort. La course de la bille dépend de la pression P d'alimentation. Un détendeur de ce type a donc des débits critiques différents suivant les pressions P du gaz de la source. L'invention pallie cet inconvénient et permet d'obtenir un même débit critique de sortie quelle que soit la pression P du gaz à l'entrée. L'invention a donc pour objet un détendeur de gaz formé par un boîtier ayant une cloison intérieure y définissant d'une part un couloir, menant d'un raccord d'entrée un raccord de sortie et pouvant être fermé par un clapet d'un mécanisme de sécurité, et d'autre part un compartiment subdivisé en une chapelle et en une chambre par une membrane étanche actionnant le mécanisme de sécurité selon qu'elle est soumise aux actions antagonistes d'un ressort se trouvant dans la chapelle et de la pression régnant dans la chambre, celle-ci ne communiquant avec le couloir que par un orifice y débouchant en aval du clapet, caractérisé par un système déprimogène intercalé dans le couloir entre le clapet et l'orifice. Comme le système déprimogène est en aval du clapet, la course de sa bille, ou autre organe mobile de moindre dimension que le couloir pour obtenir le laminage souhaité, dépend essentiellement de la pression de détente qui règne dans la chambre et qui est sensiblement constante, quelle que soit la pression P d'arrivée du gaz. Le débit critique est donc constant quelle que soit cette pression P. La figure unique au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, est une vue en coupe longitudinale d'un détendeur suivant l'invention. Le detendeur est formé d'un boîtier 1 constitué de deux demi-coquilles 2, 3 coinçant entre elles le pourtour d'une membrane 4 étanche qui définit à l'intérieur du boîtier 1, une chapelle 5 supérieure et un compartiment inférieur. Une cloison 6 parallèle à la membrane 4 subdivise le compartiment en une chambre 7 de détente, dont une paroi est constituée par la membrane 4, et en un couloir 8 menant d'un raccord 9 d'entrée à un raccord 10 de sortie. Un ressort 11 est appuyé par l'une de ses extrémités sur le sommet 12 de la chapelle 5 et par l'autre sur une coupelle 13 solidaire de la membrane 4.Une tige 14, solidaire de la coupelle 13 s'étend dans la chapelle 5, et en traverse le sommet 12. Elle se termine à l'extérieur du boîtier 1 par une manette 15. A l'intérieur de la chambre 7 s'étend un levier 16 articulé par l'une de ses extrémités à la queue 17 d'une chape 18 solidaire par les ailes de la coupelle 13 et par l'autre extrémité à une tringle 19. Le levier 16 pivote autour d'un axe 20 monté sur des paliers issus de la cloison 6. La tringle 19 traverse, avec étanchéité, la paroi 6 et porte, sur le tronçon s'étendant dans le couloir 8, deux obturateurs 21, 22 de clapet, dont les sièges 23, 24 respectifs sont constitués par les faces opposées d'une couronne fixée à la paroi intérieure du couloir 8. Un système déprimogène est monté dans le couloir 8 en aval du clapet. Il comprend un ressort 25 appuyé sur un épaulement 26 d'un siège 27 tubulaire et repoussant vers l'amont une bille 28 venant buter sur un croisillon 29 monté dans le couloir 8. Les dimensions et positions relatives de la bille 28 et du siège 27 sont telles qu'elles assurent l'obtention d'un effet déprimogène par laminage du gaz lorsque la bille 28 est éloignée de son siège 27 par le ressort 25 à l'encontre de la pression du gaz en amont du croisillon 29 à maille suffisamment large pour ne pas créer pratiquement de perte de charge. Le siège 27 se prolonge vers l'aval par un venturi 30. Un orifice~31 31 de mise en communication de la chambre 7 et du couloir 8 est ménagé dans la cloison 6 et débouche dans le couloir 8 perpendiculairement au col créé dans la veine gazeuse par le venturi 30. En fonctionnement normal, le détendeur est en la position illustrée à la figure Une fuite survient en aval du raccord 10. Le débit de sortie dépasse le débit critique. La dépression qui se crée en aval de la bille 28 amène celle-ci sur le siège 27 à l'encontre de la force du ressort 25. Le gaz contenu dans la chambre 7 de détente s'échappe par l'orifice 31. La membrane 4 descend sous l'action du ressort 11. Elle fait pivoter le levier 16 autour de l'axe 20 dans le sens des aiguilles d'une montre. La tringle 19 s'élève. L'obturateur 22 vient au contact du siège 24.. L'arrivée de gaz est interrompu. La pression en amont de la bille 28 diminue. Celleci revient à la position initiale sous l'action du ressort 25. Pour remettre le détendeur en service, on le réarme en tirant sur la manette 15. Du gaz issu de la source pénètre dans le couloir 8 et dans la chambre 7. Lorsque la pression de détente est rétablie dans la chambre 7, la membrane 4 vient en la position où l'obturateur 21 est appliqué sur le siège 23. Le détendeur est prêt pour une utilisation normale. On l'utilise à nouveau. La pression P du gaz d'arrivée est différente de celle qui existait précédemment. Une fuite survient. Le système déprimogène, essentiellement la bille 28, agit pour le même débit critique qu'auparavant car les forces qui s'exercent sur la bille sont celles du ressort 25 et celles correspondant à la pression p de détente-qui règne dans la chambre 7. Ces forces de pression sont régulées, par définition même du détendeur, et restent pratiquement les mêmes, bien que la pression P d'arrivée ne soit plus la même. Pour une section droite donnée du passage laissé libre dans le couloir 8 par la bille 28 et pour un ressort 25 donné, la dispersion des débits critiques est très réduite. REVENDICATIONS 1. Détendeur de gaz formé par un boîtier ayant une cloison intérieure y définissant d'une part un couloir, menant d'un raccord d'entrée à un raccord de sortie et pouvant être fermé par un clapet d'un mécanisme de sécurité, et d'autre part un compartiment subdivisé en une chapelle et en une chambre par une membrane étanche actionnant le mécanisme de sécurité selon qu'elle est soumise aux actions antagonistes d'un ressort se trouvant dans la chapelle et de la pression règnant dans la chambre, celle-ci ne communiquant avec le couloir que par un orifice y débouchant en aval du clapet, caractérisé par un système déprimogène intercalé dans le couloir entre le clapet et l'orifice. 2. Détendeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système déprimogène comprend une bille éloignée de son siège par un ressort. 3. Détendeur suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par un organe, accessible à l'extérieur du boîtier, de réarmement de la membrane.