Brevet FR2482212A1 — publié le 19811113

Dispositif économiseur de gaz comprime. Les besoins d'un appareil pneumatique utilisateur, par exemple un verin double effet, en gaz comprimé donc en niveaux de pression, sont différents selon qu'il est actionne dans un sens travail ou dans un sens retour (presque " vide"). Or, alimenter un appareil utilisateur a un mome niveau de pression qui est nécessairement le niveau maximal- conduit à perdre du gaz comprime en détente inutile lors de lté- chappement. Par ailleurs, chaque appareil utilisateur d'une installation pneumatique a des besoins spécifiques différents des autres. Ceci exclut de prévoir pour une installation plusieurs niveaux de pression à la source d'autant que la distribution serait rendue extremement complexe. L'idée directrice de l'invention est de réaliser une économie de gaz comprimé en réalisant une détente du gaz à la sortie des appareils de distribution, c'est-a-dire sur les canalisations reliant lesdits distributeurs aux utilisateurs. Comme ces canalisations sont normalement parcourues dans les deux sens par du gaz comprimé, il faut que cette détente soit réalisée de manière unidirectionnelle. te dispositif selon l'invention permet d'atteindre cet objectif sans pour autant compliquer l'installation en multipliant le nombre de ses composants.En outre, avec le dispositif selon l'invention, on peut régler les niveaux de pression en fonction des besoins spécifiques de l'appareil utilisateur. i?nfii', l'inventioll permet un contrôle rapide et efficace de la réalité de sa mise en service et de son fonctionnement donnant ainsi une information par laquelle on peut savoir si le souci de réaliser des économies de gaz est présent dans une unité de fabrication et si cette économie est effectivement réalisée. A cet effet l'invention a donc pour objet un dispositif économiseur de gaz comprimé destiné à être implanté sur une canalisation reliant la sortie d'un distributeur à l'entrée d'un appareil utilisateur. Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention, ce dispositif est constitué par un corps sensiblement longitudinal dans lequel un premier canal est menagé depuis une premiere extrémité du corps pourvue de moyens de raccordement audit distributeur vers une seconde extrémite du corps pourvue de moyens de raccordement à ladite canalisation, ce premier canal traversant un siege ménage dans ledit corps susceptible d'être obturé par un clapet rappelé sur ledit siège par un organe elastique de rappel dont l'effet est d'intensité ajustable au moyen d'un organe de réglage commandé manuellement et tend å laminer entre le siège et le clapet donc détendre en aval le gaz issu du distributeur, tandis qu'un second canal est ménagé dans le corps et constitue une dérivation dudit premier canal courtcircuitant le clapet susdit pourvue d'un clapet unidirectionnel dont le sens passant est celui du gaz provenant de l'appareil utilisateur, ledit organe de réglage commandant un moyen indicateur en forme de témoin visuel immédiatement repérable par rapport a la surface externe du corps susdit. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif susdit est conformé en un raccord en ligne comportant à chacune de ses extrémités un embout de raccordement monté à rotation aux extrémités d'un manchon central, ledit manchon portant intérieurement et solidairement un premier élément tubulaire dont une extrémité voisine de l'embout de raccordement tourné vers le distributeur porte radialement le siège susdit et est pourvue d'au moins une ouverture latérale reliant l'espace intérieur de cet élément à l'espace extérieur délimité par sa surface extérieure et la surface interieure du manchon, tandis qu'un second élément tubulaire monté à coulisse- ment axial dans le premier élément tubulaire et solidaire en rotation de ce dernier est conformé en une vis coopérant avec un taraudage interne de l'embout de raccordement tourné vers l'appareil utilisateur pour constituer l'organe de réglage susdit, le clapet étant disposé mobile axialement entre les premier et second éléments tubulaires susdits à l'encontre d'un ressort de rappel s'étendant entre ledit clapet et le second élément tubulaire à l'intérieur de ce dernier, le clapet unidirectionnel étant disposé entre l'embout de raccordement tourné vers le distributeur et la surface externe de l'extrémité susdite du premier élément tubulaire. Dans une variante de réalisation, ledit clapet unidirectionnel est constitué par un élément annulaire déformable placé au droit de l'ouverture latérale du premier élément tubulaire a l'ex- térieur de ce dernier. Dans une autre variante, ledit clapet tmidirection- nel est constitué par au moins un élément annulaire torique déplaçable vers un siège dont les parois sont définies par une partie extrême conique convergente cn direction du distributeur du premier élément tubulaire et par une surface conique ménagée de manière divergente sur le manchon. Avantageusement, le second élément tubulaire est pourvu extérieurement d'une marque graduée constituant le témoin visuel susdit susceptible de se déplacer axialement par rapport à une entre ménagée dans l'embout tourné vers l'appareil utilisateur. En variante, le second élément tubulaire susdit est pourvu son extrémité située dans l'embout de raccordement tourné du côté de l'appareil utilisateur d'un doigt à pente coopérant avec un élément de contact porté par un tiroir monté à coulissement radial dans l'embout et susceptible de faire saillie hors de l'embout susdit pour constituer ledit témoin visuel. Enfin, le manchon extérieur susdit constitue un organe d'entrainement en rotation du second élément tubulaire par l'intermédiaire d'un accouplement polygonal prévu entre les deux éléments tubulaires et est pourvu à cet effet d'une portion de surface exterieure moletée. L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure t est une vue an coupe d'un mode de réalisation de l'invention - la figure LA est une vue suivant f de la figure 1 ; - la figure 1B est une coupe au niveau .I-I de la figure 1 d'une variante du dispositif selon l'invention - la figure la est une coupe selon la ligne Il-Il de la figure 1B ; - la figure 2 illustre une première variante de réa- lisation de l'invention - la figure 3 illustre une seconde variante de l'invention ; et - la figure 4 illustre une troisième variante de 1' invention. En se reportant tout d'abord å la figure 1, on voit que ie dispositif selon l'invention,icí ici représenté sous la forme d'un raccord droit, possède un premier embout 1 équipe de moyens pour sa fixation à un distributeur ou à une portion de canalisation issue d'un distributeur (ici un filetage interne) et un second embout 2 équipé également de moyens pour sa fixation ou connexion à une portion de canalisation conduisant vers un appareil utilisateur. Les canalisatisons, le distributeur et l'appareil utilisateur ne sont pas repre- senties. A leur extrémité opposée à celle de fixation, chacun de ces embouts est solidaire longitudinalement d'un manchon exterieur 3 qui les relie, ce manchon pouvant tourner par rapport auxdits embouts. L'arrêt axial des embouts sur le manchon est realisé au moyen de circlips 4 et 5 et d'épaulements conjugués. Le manchon 3 est solidaire d'un premier élément tubulaire 6 s'étendant entre les deux embouts. Du c8té de l'embout 1, qui possède un alésage d'entrée la l'élément 6 définit avec le manchon 3 une chambre annulaire 7 communiquant en permanence avec l'alésage la. De ce meme cotez l'élé- ment 6 est pourvu d'un siège 8 disposé concentriquement à un passage 9 de communication de la chambre 7 et de l'alésage la avec l'évidement intérieur dudit élément 6.Cet évidement intérieur comporte une première partie cylindrique 10, lOa voisine du siege 8 qui est susceptible d'être mis en communication avec la chambre 7 au travers d'orifices 11. Un élément annulaire déformable 12 conformé sur cette figure en forme de jupe est placé en regard de ces orifices 11 de manière à interdire le passage du gaz depuis la chambre 7 vers la partie 10 et à l'autoriser dans le sens contraire. Au-dessus de l'alésage loua, l'évidement interne de l'élément 6 est en 13 de section polygonale (ici hexùgonale), représente rabattue par la ligne 13a. Entre les deux sections 10a et 13, une gorge 14 est équipée d'un joint torique 15. Un second élément tubulaire 16 est logé dans l'ele- ment 6. Extérieurement, il est conformé en une première section cylindrique 16a formant une portée pour le joint 15, en une seconde section 16b a contour polygonal correspondant à la partie 13 susdite, en une troisième section 16c filetée et en une quatrième section cylindrique 16d. Le second élément tubulaire 16 pénètre au-delà du premier élément 6 dans l'embout 2 dont l'évidement interne comporte un taraudage 17 susceptible de coopérer avec la partie filetée 16c et un alésage cylindrique 18 pourvu, dans une gorge, d'un joint torique 19 portant de manière etanche sur la partie cylindrique 16d susdite. On notera qu'en regard d'une certaine hauteur de la partie cylindrique 16d susdite l'embout 2 est pourvu d'une ouverture 20 au travers de laquelle on peut apercevoir une marque 21 portée par l'élément 16. I1 faut déjà noter qu'en faisant tourner le manchon 3, par rapport aux embouts 1 et 2, on entraine en rotation le premier élément tubulaire 6 - emmanché à force dans le manchon 3 - qui, par sa section 13, entraîne le second élément 16 par sa section 16b. Dans ce mouvement, l'élément 16 et l'embout 2 coopèrent comme un système vis-écrou, c'est-A-dire que la rotation du manchon 3 a pour conséquence le déplacement axial de l'élément 16 par rapport à l'élément 6 et à l'embout 2. L'entraînement en rotation de l'élément 3 sera facilité par une surface extérieure moletée 3a.Le verrouillage du manchon 3 et du premier élément 6 sur le second élément 16 sera assuré par une vis radiale 22 qui, au travers d'un orifice fileté 22a, prendra appui sur l'une des faces de la partie à six pans de l'élément 16. Interieurement, l'élément 16 comporte un alésage 23 prolongé par un conduit 24, lequel, axial, constitue une continuité au passage 2a ménage à l'intérieur de l'embout 2. Dans l'alésage 23 est montera coulissement une tige 25 évidée intérieurement portant à son extrémité axiale tournée vers le siège de clapet 8 une tête de soupape 26 équipée d'un joint torique 27 extérieur susceptible de porter sur le siège 8. Des orifices radiaux 28 ménagés dans la tige de soupape 25 mettent en communication ltevidee ment 29 de cette dernière avec l'alésage 10, lOa susdit. L'autre extrémité de l'évidement 29 communique en permanence avec le passage 24 susdit. Enfin, dans l'évidement 29 et prenant appui sur un épaulement de raccordement de l'alésage 23 au passage 24, un ressort 30 est disposé de manière que son effet tende à appliquer la tette de sou- pape 26 sur le siège 8. Le fonctionnement du dispositif selon llinvention, tel-que représenté sur la figure 1, est le suivant. Lorsque les embouts 1 et 2 sont respectivement connectés au distributeur (ou une portion de canalisation en provenant) et 9 la canalisation conduisant à l'appareil utilisateur, le gaz y circule soit depuis le distributeur vers l'appareil utilisateur, soit dans le sens inverse. Dans le premier sens, le gaZ provenant de l'alésage d'entrée la emplit la chambre 7 en plaquant la jupe 12 contre le débouché des orifices 11. Le gaz est contraint, pour atteindre l'alésage 10 de repousser la tte de soupape 26. La section de passage du gaz déterminée entre le siège 8 et la tête 26 dépend, pour une pression d'admission donnée, du bandage du ressort 30. Cette section de passage sera d'autant plus petite que l'effet du ressort sera plus important. Cette restriction entraîne une détente du gaz qui passe à son niveau, détente d'autant plus importante que la section de la restriction est petite. Le gaz détendu pénétrant dans l'alésage 10 traverse les orifices 28 et; par l'évidement 29, l'extrémité de l'alésage 23, les passages 24 et 2a, parvient à la canalisation branchée sur l'appareil utilisateur. Il y aura économie de gaz comprimé si une détente importante est créée entre la sortie du distributeur et l'appareil utilisateur. Pour créer cette détente importante, il convient donc de raidir le ressort 30. Ce raidissement est obtenu en manoeuvrant à rotation le manchon 3 dans le sens provoquant le rapprochement de la partie 16a du second élément tubulaire 16 du siège 8. Ce deplace- ment a pour conséquence que le marquage 21 porté par l'élément 16 à sa partie 16d est situé, sinon en totalité au moins, en grande partie en deçà de la fenêtre 20. On voit donc que ce marquage 21 porté dans le cas de la figure 1 par le second élément tubulaire constitue avec la fenêtre 20 un témoin visuel immédiatement repérable par rapport à la surface externe du dispositif si les marques sont réalisées avec une couleur très vive et très contrastée par rapport au reste du dispositif. Ce témoin est notamment facilement repérable et vérifiable par un contr8- leur chargé au sein d'une unité de fabrication de surveiller la consommation de gaz comprimé. Le fait même de la conception de l'appareil qui met en oeuvre un témoin visuel non de la détente realisée, mais de la position d'un organe de réglage (le second élément tubulaire 16) de 11 intensité du ressort de rappel 30, permet une vérification permanente que l'installation soit ou non en service et que la canalisa tion soit ou non en pression. Ces dispositions sont très avantageuses car elles permettent un contrôle n'ayant aucune incidence sur le fonctionnement propre de l'installation. Il faut noter en outre que la vis 22 de terrouillage du reglage réalisé, donc de l'économie de gaz comprimé possible en fonction de la demande de l'appareil utilisateur, n'est pas rnanoeuvrable manuellement. Ce verrouillage, outre qu'il empoche une manoeuvre intempestive du manchon 3, nécessite une intervention intentionnelle d'un opétateur dans le fait meme que sa manoeuvre impose l'utilisation d'un outil, qui coopère à la réduction de la négligence ou de l'opposition des opérateurs dans la mise en pratique d'une politique d'économie de gaz comprimé. Lorsque le gaz en revanche est issu de l'appareil utilisateur, il pénètre dans le dispositif par les passages 2a et 24, puis dans l'évidement 29, les orifices 28 pour atteindre la chambre 10 et, le clapet 26, 8 étant fermé par le ressort 30, par les orifices ll en soulevant la jupe 12 pour pénétrer dans la chambre 7.d'où il atteindra le distributeur qui aura été placé en communication avec l'echap- pement. On voit que, dans ce sans, aucune restriction n'est imposée au passage du fluide. Du point de vue circulation du gaz, on voit donc que le dispositif selon l'invention comporte un premier canal la, 9, 10, 28, 29, 24, 2a pourvu d'un clapet taré ajustable 3, 26 et un second canal 10, 11, 7 an dérivation du premier canal pour court circuiter ledit clapet tard, équipé d'un clapet unidirectionnel 12 dont le sens passant est celui du gaz circulant dans le sens appareil utilisa teur-distributeurO La figure 14 qui est une vue suivant f de la figure 1 illustre par une vue extérieure le témoin visuel 21, 22 qui équipe le raccord selon l'invention.Dans le cas représenté, on voit que les marques emplissent complètement la fenêtre et sont ainsi le signe que le ressort 30 est peu comprime, donc que l'économie d'air réalisée est nulle. Sur les figures 113 et 1 C on retrouve des éléments ci-dessus décrits avec les mimes références. On y a représenté une variante de réalisation dans laquelle la BenEtre 20 représentée plus largement ouverte dans le sens circonférentiel et une fenêtre syme- trique 20a sont extérieurement pourvues d'un dispositif grossissant 31 faisant loupe et fixé à l'embout 2 au moyen de goupilles ou pions 32. La figure 2 est une vue partielle d'une première variante de réalisation du clapet unidirectionnel mis en oeuvre dans l'invention. On retrouve également sur cette figure certains des éléments déjà décrits avec les mêmes références. C'est ainsi que les orifices 11 susdits débouchent dans la chambre 7 au fond d'une gorge de section trapézoldale ménagée a la périphérie extérieure du premier élément tubulaire 6. Les parois coniques 33 et 34 de cette gorge qui divergent vers l'extérieur constituent des faces d'appui pour un élément torique déformable 35 qui découvre les orifices 1l quand le gaz provient de la chambre 10 et les obture quand le gaz arrive de la chambre 7. On peut doubler cette disposition et prévoir deux gorges et deux éléments toriques.Alors que, dans la figure 1, le talon de la jupe 12 formait joint d'étanchéité entre le manchon 3 et l'élément 6, dans le cas de la figure 2, cette étanchéité est assurée par un joint torique 36. La figure 3 illustre une autre variante de réalisation de ce clapet unidirectionnel. I1 est ici constitué par un élément torique de joint 37 flottant et susceptible d'obturer un passage annulaire 38 délimitépar le bord extérieur d'une couronne conique 39 convergente vers le haut et celui d'une couronne conique 40 convergente vers le bas, la surface 39 étant ménagée dans le manchon 3 tandis que la surface 40 est portée par la partie terminale de l'élément 6 côté distributeur. Le passage 38 est ainsi réalisé entre l'alésage d'entrée la de l'embout 1 et la chambre 7. Lorsque le gaz arrive de l'alésage la, il force l'élément de joint 37 è être appliqué sur les surfaces 39 et 40 et à fermer le passage 38. Le fluide est donc contraint de lever la tête de soupape 26.En revanche, lorsque le fluide atteint la chambre 7 par les orifices 11, le joint 37 est décollé de son siège (39, 40) et retenu par le manchon 3 et le fluide traverse le passage 38. On voit que le clapet unidirectionnel ainsi réalisé a exactement les mêmes fonctions que celles décrites précedemment. Enfin, sur la figure 4, est illustrée une variante de réalisation du témoin visuel selon l'invention. Les éléments dcjà décrits et apparaissant sur cette figure portent les mêmes références. L'extrémité 16d du second élément tubulaire 16 est fraisée pour comporter un doigt 41 avec une pente 42. La pente 42 ainsi définie constitue une surface de came sur laquelle porte en permanence une goupille 43 pourvue transversalement dans l'évidement 44a d'un tiroir radial 44 monté a coulissement étanche dans une portée cylindrique radiale 45 de l'embout 2. Un ressort 46 rappelle constamment la goupille 43 au contact de la pente 42, le doigt 41 etant constamment logé dans l'évi- dement 44a .Une extrémité 44b du tiroir 44 est pourvue d'un marquage 47 très voyant et peut soit être complètement rentrée dans l'élément 2, soit saillir hors de lui comme illustré par la figure Dans ce cas, on reconnaît a l'instar de la figure 1, qu'aucune économie de gaz comprimé n'est réalisée. On signalera que le marquage réalisé sur les organes du témoin visuel peut représenter une échelle, par exemple au moyen de zébrures, dont la lecture peut quantifier approximativement le degré d'économie de gaz comprimé réalisé. I1 faut également noter qu'il est avantageux dtim- planter le raccord selon l'invention au plus près du distributeur. En effet, lors de la mise à l'échappement de la canalisation par le distributeur, il y aura détente inutile et perdue de tout le gaz contenu à haute pression entre le distributeur et le raccord. L'invention trouve une application intéressante dans le domaine des raccords. Elle n'est pas limitée a la description qui vient d'en être donnée, mais couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre ni de son esprit. Ainsi, on pourra prévoir comme moyens de connexion aux embouts 1 et 2, tous les systèmes connus mâles ou femelles et leur combinaison. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif économiseur de gaz comprimé destiné à etre implanté sur une canalisation reliant la sortie d'un-distributeur à l'entrée d'un appareil utilisateur, caractérise en ce qu'il est cons titué par un corps (1, 2, 3) sensiblement longitudinal dans lequel un premier canal (la, 9 10, 28, 29, 24, 2a) est ménagé depuis une pre mièvre extrémité (1) du corps, pourvue de moyens de raccordement audit distributeur, vers une seconde extrémité (2) du corps, pourvue de moyens de raccordement à ladite canalisation, ce premier canal traversant un siège (8) menage dans ledit corps susceptible autre obturé par un clapet (26) rappelé sur ledit siège par un organe elastique de rappel (30) dont l'effet est dtintensite ajustable au moyen d'un organe de réglage commande manuellement et tend à s'opposer à l'effort de soulèvement du clapet engendré par le gaz issu du distributeur, tandis qu'un second canal (li); ménage dans le corps, constitue une dérivation dudit premier canal court-circuitant le clapet susdit pourvu d'un clapet (12) unidirectionnel dont le sens passant est celui du gaz provenant de l'appareil utilissteur, ledit organe de réglage commandant un moyen indicateur (21) en forme de témoin visuel immédiatement repérable par rapport à la surface externe du corps susdit. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est conformé énun raccord en ligne comportant à chacune de ses extrémités un embout (1, 2) de raccordement monté à rotation aux extrémités d'un manchon (3) central, ledit manchon portant intérieurement et solidairement un premier élément tubulaire 6 dont une extrémité voisine de l'embout de raccordement tourné vers le distributeur porte radialement le siege (8) susdit et est pourvue d'au moins une ouverture latérale (11) reliant l'espace (10) intérieur de cet elé- ment à l'espace (7) extérieur délimité par sa surface extérieure ep la surface intérieure du manchon (3), tandis qu'un second élément tubulaire (16) monté à coulissement axial dans le premier élément tubulaire (6) et solidaire en rotation de ce dernier est conformé en une vis coopérant avec un taraudage interne (17) de l'embout (2) de raccordement tourné vers l'appareil utilisateur pour constituer l'organe de réglage susdit, le clapet (25, 26) étant disposé mobile axialement entre les premier et second éléments tubulaires susdits à l'encontre d'un ressort de rappel (30)s'étendant entre ledit clapet et le second élément tubulaire b l'intérieur de ce dernier, le clapet unidirectionnel (12) étant disposé entre l'embout (l) de raccordement tourné vers le distributeur et la surface externe de l'extrémité susdite du premier élément tubulaire (6). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit clapet unidirectionnel est constitué par un élément anaux laire déformable (12, 35) placé au droit de l'ouverture (11) latérale du premier élément tubulaire à l'extérieur de ce dernier. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit clapet unidirectionnel est constitué par au moins un 6 ment annulaire torique flottant (37.) placé sur un siège en forme de gorge dont les parois (395 40) soht définies par une partie extérieure extrême conique du premier élément tubulaire et par une surface conique ménagée de manière inversée sur la surface interne du manchon (3) coté distributeur. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le clapet est conformé en une soupape dont la tette (26) porte, dans une gorge, un joint torique (27) susceptible de coopérer avec le siège (8) susdit et dont la tige (2D) est montée coulissante dans le second élément tubulaire (16) susdit, est creuse et dont l'espace intérieur (29), communiquent avec l'espace intérieur (10) du premier élément tubulaire constitue une portion du premier canal susdit et un logement pour la ressort de rappel (30). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second élément tubulaire (16) est pourvu extérieurement d'une marque graduée (21) constituant le témoin visuel susdit susceptible de se ddplacer axialement par rap- port à une fenêtre (22) ménagée dans l'embout (2) tourné vers l'appareil utilisateur. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite fenêtre est équipée dune loupe (31). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le second élément tubulaire (16) susdit est pourvu d'un doigt (41) à pente son extrémité située dans l'embout (2) de raccordement tourné du côté de l'appareil utilisateur coopérant avec un élément de contact (43) porté par un tiroir (44) monté å coulissement radial dans 1?embout (2) et susceptible de faire saillie hors de l'embout (2) susdit pour constituer ledit témoin visuel. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 a 8, caractérisé en ce que le manchon extérieur (3) susdit constitue un organe d'entraînement en rotation du second élément tubulaire (16) par l'intermédiaire d'un accouplement polygonal (13a) prévu entre les deux éléments tubulaires (6 et 16) et est pourvu d cet effet, d'une portion de surface extérieure moletee (3a). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit manchon est immobilisable en translation par rapport audit second élément tubulaire au moyen d'un organe de verrouillage (22) non actionnable manuellement.