Brevet FR2440579A1 — publié le 19800530

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux détendeurs pour gaz sous pression, notamment ceux qu'on utilise pour alimenter en gaz combustible (butane ou propane par exemple) des appareils de cuisson, chauffage, etc..., à partir de réservoirs ou analogues. Les détendeurs envisagés par la présente invention comprennent d'une manière générale - un bottier pourvu d'une entre de gaz sous haute pression et d'une sortie de gaz sous basse pression ; - une cloison mobile disposée dans le bottier et délimitant avec ce dernier une chambre de détente en communication avec la sortie de gaz ; - un moyen élastique agissant sur la face de la cloison mobile disposée à l'opposé de la chambre de détente - une soupape d'admission du gaz sous haute pression placée entre llentree de gaz et la chambre de détente ; - un équipage mobile de liaison mécanique entre la cloison mobile et la soupape d'admission, agencé de façon a owrir et fermer cette dernière lorsque ladite cloison se déplace respectivement sous l'effet et à l'encontre de la poussée du moyen élastique. Les détendeurs en question comportent quelquefois a leur sortie un système destiné, soit à limiter le débit du gaz détendu, soit A fermer la sortie précitée lorsque la pression en aval du détendeur chute brusquement, par exemple en cas de rupture accidentelle du tuyau d'alimentation entre le détendeur et l'appareil d'utilisation. C'est ainsi que l'on connatt des détendeurs comportant une valve de sécurité située entre la chambre de détente et la sortie de gaz, laquelle valve se trouve ouverte pendant l'utilisation normale du détendeur et se ferme dès que le débit gazeux détendu atteint un certain seuil, cette valve comportant - un siège - une cage située en amont du siège - un organe de fermeture susceptible de se déplacer librement dans la cage, et de venir en contact étanche avec le siège sous l'effet du débit gazeux détendu. Dans ce dernier cas, pour réouvrir et donc réarmer la valve de sécurité, on n' a pas encore proposé de moyens pratiques, ne gre- vant pas le prix de revient du détendeur, hormis le fait de dEmon- ter le détendeur du réservoir et de le soumettre manuellement a des secousses répétées plus ou moins aléatoires, ou de repousser par la sortie du détendeur l'organe de fermeture de la valve de sécurité, par tout moyen approprié, avec le risque d'endommager définitivement la valve en question. Dans le cas d'un détendeur avec valve de sécurité, la présente invention a pour objet des moyens simples, intégrés dans le détendeur, permettant de réarmer la valve en question. Selon la présente invention, on prévoit des moyens permettant de créer directement ou indirectement dans la chambre de détent, une fois fermées la soupape d'admission et la valve de sécurité, une dépression permettant d'éloigner l'organe de fermeture de la valve de sécurité par rapport à son siège en vue de provoquer l'ouverture de ladite valve. Ainsi avec un moyen simple, on peut provoquer le réarmement du dispositif de sécurité du détendeur. En effet suivant l'invention, il suffit de laisser se soulever ou de soulever la cloison mobile u détendeur par tout moyen approprié pour entraîner dans la chambre e détente une dépression propre à ouvrir d'elle-meme, ou avec l'mode d'un léger mouvement appliqué au détendeur, la valve de sécurité. Le aessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe transversale d'un détendeur à gaz établi conformément à l'invention, montré avec sa valve de sécurité fermée. Fig. 2 en est une coupe partielle à plus grande échelle montrant la soupape d'admission dans la chambre de détente. Fig. 3 est une vue semblable à celle de fig. 1, mais illustrant les différentes pièces du détendeur dans leurs positions correspondant à la réouverture, donc au réarmement de la valve de sécurité. Fig. 4 est une vue éclatée en perspective à plus grande échelle du mécanisme destiné au rappel du ressort agissant sur la membrane du détendeur. Fig. 5 est une vue semblable à celle de fig. 3, mais illustrant une première variante de réalisation. Fig. 6 illustre en coupe une seconde variante de réalisation où la position des différentes pièces correspond à celle illustrée en fig. 3. On a représenté en fig. 1 un détendeur suivant l'invention comprenant à la manière connue un bottier B fermé, composé d'une cuve 1 et d'un couvercle 2, de manière à enserrer entre eux une cloi son mobile ou membrane 3, un moyen élastique ou ressort 19 destiné à charger élastiquement la membrane 3, et une soupape d'admission de gaz 5 placée dans le boiter. Le cuve 1 est pourvue d'une tubulure oblique 6, pour la sortie de gaz sous basse pression, constituant une tétine destinée à recevoir l'une des extrémités d'un tuyau souple 7 dont l'autre extrémité est associée à un appareil à gaz. Le couvercle 2 comprend une portion tronconique 2a dont le rebord emprisonne, par rapport à une gorge la de la cuve 1, un bourrelet périphérique 3a ménagé sur le pourtour de la membrane 3. Cette membrane détermine donc dans le boitier du détendeur, constitué par sa cuve 1 et son couvercle 2, une chambre de détente 8 dont le centre est occupé par la soupape d'admission 5 autour de laquelle est prévu un bossage extérieur lb de la cuve en question, destiné au montage du détendeur sur un réservoir 9, et pour l'entrée du gaz sous haute pression. La soupape 5 représentée en fig. 2 comprend un corps métallique 10 vissé dans un alésage taraudé correspondant de la cuve 1 et dont le rebord en biseau 10a prend appui contre la collerette 11d d'un manchon intérieur 11 destiné à guider, à l'aide de son croisil- lon intérieur llb, une bille 12 repoussée en direction du fond su périeur du corps 10 par un ressort de compression 13. Entre l'ex trémité supérieure du manchon 11 et le fond du corps 10 on dispose un siège 14 constitué par une rondelle dont l'alésage central 14a peut être fermé par la bille 12.Au-dessus de celle-ci est placée une tige 15 qui traverse avec jeu l'alésage 14a et le fond du corps 10 pour venir coulisser dans une lunette de guidage 10b prolongeant ce corps vers le haut. La tige 15 prend appui sous le dessous de la membrane 3, directement ou par l'intermédiaire d'une pastille d'appui non représentée, pour servir d'equipage mobile de liaison mécanique entre la membrane 3 et la soupape 5, de façon à ouvrir et fermer cette dernière lorsque la membrane précitée se déplace respectivement sous l'effet et à l'encontre de la poussée du ressort 19. On notera la présence d'un filtre 16 maintenu contre un épaulement lc déterminé par 1' alésage étagé ld de la cuve 1 dans lequel est placée la soupape 5. On observera que la collerette lla du manchon 11 est appliquée contre un second épaulement le de l'alésage central ld par l'action du rebord îOa du corps 10. Comme le manchon 11 est prévu en matière plastique on obtient ainsi l'étanchéité entre la soupape 5 et la cuve 1. On décrit maintenant le mécanisme de rappel 4 du ressort 19, composé essentiellement par un plateau ou cuvette 18 et un volant de commande 21. Comme montré en fig. 1 et 3, la face supérieure de la membrane 3 est associée à une plaquette 17 contre laquelle vient s'appliquer la base 18a de la cuvette 18 qui constitue appui pour l'extrémité inférieure du ressort de compression 19 dont l'autre extrémité repose contre une coupelle 20 emmanchée à force dans l'alésage 2b du col du couvercle 2. La cuvette 18 comporte autour de sa base 18a (fig. 4) une collerette 18b pourvue d'encoches 18c dans chacune desquelles s'engage un pion 2c (fig. 1 et 3) du couvercle 2, moyennant quoi la cuvette 18 est mobile uniquement en translation selon la direction de poussée du ressort 19. La cuvette 18 comprend en outre une cheminée 18d (fig. 4) pourvue sur sa face intérieure de trois rampes 18e, régulièrement espacées les unes des autres. L'ouverture supérieure 2b du couvercle 2 est fermée par le volant 21 (fig. 1 et 4), formant organe de déplacement du plateau ou cuvette 18, dont la partie externe ou jupe 21i comporte une dépression 21a dans laquelle s'encliquette un cordon périphérique 2d du couvercle 2 de telle sorte que le volant 21 peut tourner par rapport au couvercle sans possibilité de se déplacer axialement. La commande manuelle du volant 21 s'effectue par sa partie externe ou jupe 21i.Le fond transversal 21b du volant est solidaire d'une partie intérieure ou manchon 21c, dont la périphérie est pourvue de trois tétons ou contre-rampes 21d destinées à venir coopérer avec les rampes 18e de la cuvette 18 on note que le fond 21b du volant 21 est pourvu d'une dépression centrale 21e qui est fermée par une pastille 22 dont l'orientation est déterminée par la coopération d'une petite entaille 22a de cette pastille et d'un ergot 21f du volant. Dans la dépression sont prévues des ouvertures 212 permettant d'assurer (au moyen d'un outil à trois dents) le réglage en hauteur de la coupelle 20. On remarquera que le bas de chaque rampe 18 comporte un méplat 18f assurant un verrouillage du volant 21 à la position de fermeture du détendeur, comme expliqué ciaprès. Le débouche de la tétine 6 (fig. 1) forme valve de sécurité 23 et comporte un alésage étagé 6a ainsi que des nervures 6b propres à former une cage et retenir une bille ou organe de fermeture 24 destiné à venir s'appliquer contre un siège 25 réalisé préférablement sous la forme d'un joint torique maintenu en place par une bague annulaire 26 emmanchée à force dans l'alésage 6a. Le fonctionnement découle de la description précédente. On ne reviendra pas en détail sur la manière dont fonctionne un détendeur à gaz, tel que ses différents organes et pièces sont représentés à la figure 1. On rappellera seulement pour mémoire que le ressort 19 agit sur la face supérieure de la membrane 3 par l'intermédiaire de la cuvette 18 et de la plaquette 17 pour provoquer l'enfoncement de la tige 15 de la soupape 5 ; de cette manière le gaz pénètre dans la chambre de détente 8, la face supérieure de la membrane étant mise à l'air libre de toute manière appropriée (défaut d'étanchéité du volant 21 sur le couvercle 2, perforation de ce dernier, etc...). Quand la pression dans la chambre atteint un seuil prédéterminé, le ressort 19 se comprime de sorte que la sou- pape 5 se ferme.Bien entendu, dans la position de fonctionnement et ouverture du détendeur représentée à la figure 1 les trois tétons ou contre-rampes 21d sont amenés par.rotation du volant 21 entre les trois rampes 18e de la cuvette 18, de telle sorte que le débattement vertical de cette dernière n'est pas contrecarré par la présence des contre-rampes 21d. il est a noter a cet égard que chaque rampe 18e est séparée de la suivante par un espace de largeur plus importante que celle de chaque contre-rampe 21d du volant 21. Quant à la valve de sécurité 23, son fonctionnement peut être décrit comme suit. Lorsque la pression en aval de la sortie du détendeur chute brusquement, par exemple a cause de l'arrachement du tuyau 7, le débit détendu devient brusquement important, et la bille 24 vient s'appliquer contre son siège 25 fermant ainsi totalement la tubulu- re 6. Dès cet instant la pression dans la chambre 8 demeure sensiblement égale à celle du gaz sous basse pression. Conformément à l'invention pour provoquer le décollement de la bille 24 par rapport à son siège 25 et donc réouvrir ou réarmer la valve 23, on tourne le volant 21 de manière que les contrerampes 21d agissent sous les rampes 18e de la cuvette 18, en vue de relever celle-ci à l'encontre de l'action du ressort 19 (fig. 3). Les contre-rampes 21d viennent finalement se loger sous les méplats 18f. Par suite de la pression régnant dans la chambre 8, plus im portante que la pression atmosphérique, la membrane 3 se déplace librement vers le haut, ce qui entrain une diminution notable de ladite pression qui devient alors voisine de la pression atmosphérique, de sorte que la bille 24, sous l'effet de la dépression ainsi engendrée, vient reposer d'elle-même ou avec l'aide d'un léger mouvement appliqué au détendeur contre les nervures 6b. Ce déplacement libre de la membrane 3 a bien entendu provoqué tout d'abord la fermeture de la soupape 5 (bille 12 en fig. 2), condition préalable indispensable à la création de la dépression précitée.On note que le déplacement en arrière de la membrane, au-delà de la position de fermeture de la soupape 5 est obtenu par la présence d'un soufflet annulaire 3b en forme de V qui réunit la membrane proprement dite à son bourrelet 3a et qui présente une très faible épaisseur, c'està-dire de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres. Fig. 3 montre au moment de la réouverture de la valve de sécurité 23 la position des pièces une fois la membrane 3 soulevée et la tige 15 mécaniquement déliée de cette dernière, la membrane 3 ayant dépassé vers le haut la position correspondant à la fermeture de la soupape 5. Dans le mode d'exécution préféré illustré en fig. 5 la base 18a de la cuvette 18 est monobloc avec la plaquette 17. Un écrou 27 solidarise la membrane 3 avec la cuvette 18, et forme du cbté de la chambre 8 pièce d'appui pour la tige 15. Ainsi, lors de la manoeuvre du volant 21 en vue de rappeler le ressort 19, par sa partie inférieure agissant contre la membrane 3, en arrière et audelà de la position de cette dernière correspondant à la fermeture de la soupape 5, on provoque positivement le déplacement vers le haut de la membrane 3 et on augmente le volume de la chambre 8 pour faire apparaître une forte dépression propre à décoller la bille 24 de son siège, après que la soupape 5 se soit fermée. Dans le mode d'exécution représenté le bout de la tige 15 pénètre dans l'écrou 27 en position de fonctionnement normal du détendeur. La course en rotation du volant de commande 21 entre la position d'ouverture illustrée à la figure 1, où les têtons 21d sont entre les rampes 18e, et la position de fermeture illustrée à la figure 3 qui correspond également au réarmement de la valve de sécurité où les totons 21d sont sous les méplats 18f des rampes 18e, est limitée grace à trois dents 2i prévues à la partie supérieure du col du couvercle 2, coopérant avec trois rainures 21h du volant 21. Suivant la variante de fig. 6, la plaquette 17 et l'écrou 27 sont asemblés à une tige centrale 28, tandis que le ressort 19 prend appui contre ltélément 17 autour de bras radiaux 28a. La coupelle 20 est remplacée par une rondelle d'appui 29 dont la périphérie affecte une forme hélicoidale propre à lui permettre de coopérer avec un taraudage 2e du col du couvercle 2. Ce col se prolonge par une manchette 2f pourvue de trois fentes verticales 2 à 1200 les unes des autres, dans lesquelles sont engagés les trois doigts radiaux 30a d'un disque 30 susceptible de coulisser axialement le long de la tige 27, à l'intérieur de la manchette, son débattement étant limité vers le haut par une butée réalisée sous la forme d'un circlips 31 engagé dans une gorge de ladite tige. Les trois doigts 30a prennent appui contre l'une des extrémités d'un ressort de compression 32, dont l'autre extrémité repose contre le couvercle 2, ce ressort entourant son col. Un volant de commande 33, réalise en matière plastique, est encliqueté par des crochets centraux 33a sous une retenue 2h située à l'extré- mité supérieure de la manchette 2f.La jupe 33b du volant se termine au niveau du couvercle 2 de manière à masquer le ressort 32. Son fond 33c est pourvu de trois rampes 33d prenant chacune appui contre l'un des doigts 30a du disque 30. Le fonctionnement du détendeur ainsi établi est assimilable a celui de l'appareil représenté en fig. 5 ; toutefois le déplacement de la membrane, au-delà de sa position de fermeture de la soupape 5, à partir de laquelle la tige 15 de ladite soupape est libérée, s'effectue non pas de manière positive, mais grace à la réaction du ressort 32 contre le disque 30. Cette réaction est mise en action par la rotation du volant 33 dont les trois rampes 33d permettent le déplacement progressif vers le haut du disque 30 en vue de provoquer une dépression dans la chambre 8 si la bille 24 a été appliquée contre son siège 25 à la suite d'un incident.Pour réarmer le détendeur, il suffit de faire tourner le volant en sens inverse de manière à déplacer le disque 30 vers le bas jusqu'a ce qu'il ne contrecarre plus les déplacements axiaux de la tige 28 qui peut alors s'effectuer librement pendant le fonctionnement de l'appareil. A cet effet le volant est verrouillable angulairement par l'inter- médiaire des doigts 30a qui coopèrent alors avec un méplat 33e situé au bas de chacune des rampes 33d du volant. Selon les trois modes d'exécution de la présente invention, précédemment décrits, lorsque grâce au mécanisme de rappel 4, le ressort 19 est rappelé en arrière par sa partie agissant sur la plaquette 17, le ressort 13 de la soupape d'admission 5 est alors à même de repousser la bille 12 et la tige 15 de liaison avec la membrane 3, laquelle est soit repoussée vers le haut par la tige 15 (fig. 1 à 4), soit tirée vers le haut sous l'effet du mécanisme 4 (fig. 5 et 6). Dans ces conditions la soupape 5 se ferme d'elle-meme, c'està-dire indépendamment de la membrane 3, dès que le ressort 19 est rappelé en arrière, moyennant quoi le mécanisme de rappel 4 peut assurer également l'ouverture et la fermeture du détendeur. il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention, dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1. Détendeur à sécurité du genre comprenant - un boitier pourvu d'une entrée de gaz sous haute pression et d'une sortie de gaz sous basse pression - une cloison mobile disposée dans le bottier et délimitant avec ce dernier une chambre de détente en communication avec la sortie de gaz - un moyen élastique agissant sur la face de la cloison mobile disposée à l'oppose de la chambre de détente - une soupape d'admission du gaz sous haute pression placée entre l'entrée de gaz et la chambre de détente ;; - un équipage mobile de liaison mécanique entre la cloison mobile et la soupape d'admission, agencé de façon à ouvrir et fermer cette dernière lorsque la cloison mobile se déplace respectivement sous l'effet et à l'encontre de la poussée du moyen élastique - et une valve de sécurité située entre la chambre de détente et la sortie de gaz, qui se trouve ouverte pendant l'utilisation normale du détendeur et se ferme des que le débit gaz-eux détendu atteint un certain seuil, ladite valve comportant - un siège ; - une cage située en amont du siège ;; - un organe de fermeture susceptible de se déplacer librement dans la cage, et de venir au contact du siège sous l'effet du débit gazeux détendu, caractérisé en ce que, une fois fermée de façon étanche la valve de sécurité, des moyens sont prévus pour créer dans la chambre de détente, après fermeture de la soupape d'admission, une dépression susceptible d'éloigner l'organe de fermeture de la valve de sécurité de son siège, en vue de provoquer la réouverture de ladite valve. 2. Détendeur selon la revendication 1, comprenant un moyen pour rappeler le moyen élastique par sa partie agissant contre la cloison mobile dans une position correspondant à la fermeture de la soupape d'admission, caractérisé en ce que, d'une part le moyen de rappel est agencé pour amener la partie agissante du moyen élastique en arrière et au-delà de sa position de fermeture du clapet et d'autre part la cloison mobile est susceptible de se déplacer en ar rière et au-delà de sa position correspondant a la fermeture de la soupape d'admission, l'amplitude du déplacement en arrière du moyen de rappel et de la cloison mobile étant suffisante pour creer dans la chambre de détente une dépression permettant de réouvrir la valve de sécurité. 3. Détendeur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la cloison mobile est susceptible de se déplacer librement audelà de sa position de fermeture de la soupape d'admission, sous le seul effet de la pression existant dans la chambre de détente une fois fermées ladite soupape d'admission et la valve de sécurité. 4. Détendeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cloison mobile est liée mécaniquement au moyen de rappel du moyen élastique, de manière à pouvoir être déplacée au-delA de sa position de fermeture de la soupape d'admission, sous l'effet dudit moyen de rappel. 5. Détendeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cloison mobile est solidaire du moyen de rappel du moyen élastique. 6. Détendeur selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'équipage mobile est susceptible d'tre mécaniquement délié de la cloison mobile, lorsque cette dernière se déplace au-delà de sa position de fermeture de la soupape d'admission. 7. Détendeur selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, caractérisé en ce que le moyen de rappel élastique comprend un ressort de compression engagé autour d'une partie en forme de col du bottier, dont l'extrémité inférieure repose contre ledit bottier tandis que son extrémité supérieure prend appui contre trois doigts radiaux prévus à la périphérie d'un disque propre à coulisser autour d'une tige centrale solidaire de la cloison mobile, lesdits doigts coopérant chacun avec une rampe solidaire d'un volant de commande. 8. Détendeur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les doigts traversent des fentes pratiquées dans le bottier. 9. Détendeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cloison mobile est réalisée sous la forme d'une membrane a bourrelet périphérique relié par un soufflet annulaire a la partie centrale de ladire membrane.