Brevet FR2380587A1 — publié le 19780908

La présente invention se rapporte à la régulation de la pression dans une enceinte contenant un gaz dont la pression doit etre maintenue à une valeur déterminée par rapport à une pression da référence. S;le tro-ave une application particulière- ment intéressante à des ballons dans l'enveloppe desquels on désire maintenir une surpression contenue dans des limites pr6- cises, par exemple entre 50 et 57 millibars et, de manière plus générale, comme soupape de sureté. Invention a pour objectif principal de créer un dispositif régulateur assurant une bonne dynamique, c 'est-à-dire une ouverture et une fermeture franches, ainsi qu'une bonne étanchéité. Il faut en effet qu'en fonctionnement normal du ballon, c'est-à-dire tant que la surpression na pas atteint la limite supérieure, le dispositif régulateur soit fermé tout en maintenant une étanchéité correcte, mais gue, dès que la surpression atteint la valeur maximale spécifiée, il permette l'éva- cuation du gaz (en général de l'hélium) dans des conditions telles que la surpression n, augmente plus et tende à nouveau vers la limite inférieure. Lorsque celle-ci est atteinte, le dispositif doit rapidement se refermer en assurant l'étanchéi- té requise. Selon l'invention, le dispositif régulateur comporte un clapet soumis à la pression à réguler et à la pression de référence et rappelé élastiquement sur son siège; ledit clapet est muni d'au moins un dispositif de verrouillage magnétique, éventuellement de deux dispositifs de verrouillage magnétiques fonctionnant l'un à la fermeture et l'autre à l'ouverture. Avantageusement, le clapet est combiné à un dispositif de soufflet également soumis à l'action des deux pressions. On peut ainsi obtenir un fonctionnement franc et défini et maitriser L'effort; de contact au niveau du siège. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une coupe schématique d'un exemple de clapet conforme à l'invention et comportant un dispositif de soufflet latéral. La figure 2 est une vue analogue d'un mode de réalisation simplifié. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le dispositif régulateur comprend un boitier 1 très schématiquement dessiné) percé d'un orifice d'entrée 2 permettant de le faire communiquer avec l'enveloppe du ballon ou autre enceinte dont la pression doit etre réglée, et d'un orifice de sortie 3 s'ou vrant sur 1 atmosphère ou autre milieu soumis à la pression de référence. Entre ces deux orifices est interposée une cloison 4 comportant une ouverture 5 entourée d'un siège 6, dirigé vers l'orifice d'entrée et sur lequel s'applique normalement la garniture 7 d'un clapet 8. Dans l'exemple représenté, le siège est plan à bord circulaire b la garniture en élastomère. D'autres solutions pourraient ee envisagées, par exemple un clapet à bille ou un clapet de forme sphérique ou conique, avec contact métal-métal ou métal-élastomère. Le clapet 8 comporte une tige qui est maintenue dans l'axe de l'ouverture 5 par des rondelles de centrage ajourées 9 coaxiales à la tige et situées ltune dans une chambre 10 ménagó@ sous ia cloison 4 et d'où part l'orifice de sortie 3; l'autre dans un chambrage Il dans lequel débouche l'orifice d'entrée 2. Ce chambrago contient un ressort 12 qui s'appuie, d'une part sur une cuvette de réglage 121 et d'autre part sur un plateau 13 solidaire de la tige du clapet, de fagon à rappeler celuici vers son siège. Le plateau 13 est logé avec jeu dans le chambrage 11. La cuvette 121 bute sur une bille centrale 122 logée dans-l'extrémité interne d'une vis de réglage 123, vissée dans le fond du chambrage Il et bloquée par un contreécrou 124. Un capuchon d'étanchéité 125, fixé à l'extérieur du boitier à l-aide de vis 126, empêche les fuites de gaz. La garniture d'étanchéité 7 est montée dans une rainure circulaire 14 du disque 15 du clapet, autour de la tige et ce disque est logé dans une chambre intermédiaire 16 à faces parallèles ménagée dans le boitier 1 entre la cloison 4 et une autre cloison 17 que la tige traverse par une large ouverture 18. Le disque 15 est percé, autour de la garniture 7, de canaux 19 d'équilibrage de pression. Il porte en outre, autour desdits canaux, des éléments de verrouillage magnétiques 20 et 21 auxquels correspondent respectivement des éléments complémentaires 22 et 23 montés dans les faces en regard des cloisons 4 et 17. Latéralement aux chambres 10 et 16 est prévue une cavité 24 qui communique à une extrémité, par un passage latéral 25, avec le chambrage îl et, à l'autre extrémité, avec l4atmosphè- re, par un canal 26. La cavité 24 contient deux soufflets opposés 27 et 28 s'ouvrant 1 un vers le passage 25 et l'autre vers le canal 26. Ces soufflets sont fixés par leurs bords à des épaulements terminaux de ladite cavité. Les fonds desdits soufflets sont solidaires d'une tige 29, guidée par ailleurs dans des alésages 30 du boitier I et qui est articulée en 31 à un levier 32, pivotant en 33 dans une chape de la cloison 17 et articulé par ailleurs en 34 à la tige du clapet 8 ; le bras 31, 33 est plus long que le bras 33, 34. Le dispositif de réglage de la tension du ressort 12 pourrait entre agencé de façon (non représentée) à agir sur la tige 29 dans le soufflet 28, du coté de l'atmosphère, ce qui supprimerait les problèmes d'étanchéité. Le dispositif qui vient d'etre décrit fonctionne comme suit hcrsaue le clapet est fermé, il est soumis a) à la pression extérieure qui agit par 1 orifice 3 dans le sens de l'ouverture, b) à la force du ressort de rappel 12, agissant dans le sens de la fermeture, c) à la force du dispositif de verrouillage magnétique 20, 22 qui agit aussi dans le sens de la fermeture, d) à la force du dispositif de verrouillage magnétique 21, 23 agissant dans le sens de l'ouverture, mais beaucoup moins importante que celle du dispositif 20, .22, e) à la pression interne, qui agit par l'orifice 2, dans le sens de la fermeture, f) à l'action du dispositif de soufflets 27, 28 soumis d'un coté à la pression extérieure, du fait du canal 26 et de l'autre à la pression intérieure, la résultante des pressions étant transmise au clapet par le levier multiplicateur 32. L'ensemble est conçu de telle sorte que, dès que la différence entre la pression intérieure et la pression extérieure atteint une valeur donnée A PO, par exemple 57 millibars, le clapet s'ouvre laissant échapper du gaz par l'orifice 3r il se referme lorsque la différence a été ramenée à une valeur également donnée #PF, par exemple 50 millibars. Le dispositif régulateur fonctionne grace à ses propres organes de détection et ne fait appel à aucun autre équipement. Ses interfaces sont purement mécaniques. Le clapet plan avec garniture en élastomère et siège plan dur offre llavantage de ne pas nécessiter d'efforts importants (tout en étant capable de les supporter) ni des états de surface rigoureux pour assurer une bonne étanchéité. Les probl*- mes de centrage peuvent être résolus aisément, dans le présent exemple, grâce à de simples rondelles. L'invention offre le grand avantage de permettre d' assu- rer une bonne étanchéité même au voisinage de la surpression maximale dans le ballon. Le dispositif de verrouillage magnétique 20, 22 donne une raideur négative en combinaison avec le ressort de rappel, et favorise la dynamique à la fermeture, le dispositif de verrouillage 211 23 améliorant de même la dunamique A l'ouverture. Le dispositif de soufflets qui agit en multiplicateur d'efforts, permet de limiter les dimensions du clapet dont la section, on le sait, devrait être d'une part proportionnelle à l'effort et vautre part inversement proportionnelle à #PO - #PF pour donner une bonne étanchéité, si ce clapet était seul soumis aux pressions extérieure et intérieure. La présence de deux soufflets assure une sécurité en cas de crevaison de l'un ou de l'autre et évite la perte de gaz, le levier 32 permettant de réduire la section utile des soufflets. il faut noter que la pression qui règne dans la cavité 24 hors des soufflets peut autre quelconque. En cas de crevaison de l'un ou l'autre desdits soufflets, la connaissance de cette pression permet de déterminer quel est le soufflet défaillant. Le mode de réalisation de la figure 2 offre les mêmes avantages essentiels que celui que l'on vient de décrire, L'arifice d'entrée 2 débouche directement dans la cham bre 16 qui continent le disque 15 du clapet portant les élémente de verrouillage magnétique 20 et 21, ainsi que les élé- mente de verrouillage 22 et 23. Par mesure de simplification; les soufflets 27 et 28 sont directement fixés par leur fond à la tige du clapet 8, la cham- Ure 24 étant coaxiale à ladite tige et ménagée entre la cloison 17 et le c@ambrage 11 qui contient le ressort 12, C'est au fond dudit chambrage qu'est percé le canal 26 qui fait communiquer le soufflet 28 aveo l'atmosphère, A l'absence près de la démultiplioation, le fonotionnement est le même que celui que l'on a décrit en regard de la figure va va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'il serait possible de le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sants sortir pour cela du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Dospositif de régulation de pression permettant de maintenir la pression d'une enceinte entre des limites déterminées par rapport à une pression de référence, par utilisation d'un clapet soumis à ces deux pressions et rappelé lastiquement sur son siège, caractérisé en ce que le clapet est muni d'au moins un dispositif de verrouillage magnétique. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif de verrouillage agencé de façon à agir à la fermeture. 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par un dispositif de verrouillage agencé de façon à agir à l'ouverture. 4.- - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 3, caractérisé en ce que le clapet est combiné à un dispositif d soufflet soumis- à 1 action des deux pressions 5 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le- dispositif de soufflet comporte deux soufflets accouplés s et soumis l'un à la pression de l'enceinte et l'autre à la pres sion de référence. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, carae térisé an ce que le dispositif de soufflet agit sur le clapet par l'into@médiaire d'une t@ansmission multiplicatrice. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérlsé en ce que la. transmission comporte un levier articulé d'une part au dispositif de soufflet et d'autre part au clapet. 8.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que. les soufflets sont directement fixés au clapet. 9,- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,. caractérisé en ce que le clapet comporte un disque monté dans une chambre, les deux faces du disque portant des éléments de- verrouilla-ge magnétiques correspondant à de-s éléments com- plamentaires prévus sur les parois de la chambre situées en regard des-faces respectives du disque. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la clapet est guidé de façon à pouvoir se déplacer parallèlement à lui-même en direction du siège. set blankcompress on