Brevet FR2566549A2 — publié le 19851227

FR 2566549 A2 19851227 FR 8410413 A 19840622 La présente addition a po-ur objet un détendeur à mise sous pression progressive.Le brevet principal a pour objet un tel dispositif recevant la pression variable du réseau et permettant le remplissage à pression progressivement croissante dlune installation pneumatique jusqu'à une pression Qe consigne obtenue par rè- glage,l'emission d'un signal quand cette pression est atteinte, la régulation de cette pression détendue pendant le fonctionce- ment de l'installation en aval,et sa purge,que la pression du réseau soit ou non présente à l'entrée. La présente addition concerne plusieurs modes de réalisation du dispositif qui permettent de réaliser la caracteristique principale de l'invention et visent principalement à inhiber la propression du piston de l'appareil,ou ses effets,par la baisse de pression due à la course d'un vérin de l'installtion regagnant sa position pendant la phase de mise en pression. Suivant une caractèristique,l'installation est remplie,pendant la phase de mise en pression progressive,par un débit réduit de fluide détendu,controlé par un limiteur placé en dérivation d'une soupape auxilliaire normalement fermée et 81 ouvrant à plein débit pendant ou en fin de cette phase. Suivant une autre caractèristique,cette soupape de plein débit est située en amont de la soupape régulatrice. Suivant une autre caractêristique,elle est située en aval de la soupape régulatrice. Suivant une autre caractaristique,elle ouvre par une action pneumatique Suivant une autre caractèristique,elle s'ouvre par une action mécanique. D'autre caractèristiques et avantages de 1'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés,dans lesquels; La Fig I est une vue en coupé axiale verticale d'un détendeur à mise sous pression progressive conforme à l'invention,à soupape auxilliaire montée en amont de la soupape régulatrice et commandée en ouverture pneumatiquement. La Fig 2 est une vue en coupe axiale horizontale de ce même appa- reil suivant Fie I,montrant la soupape auxilliaire et sa commande d'ouverture pneumatique. La Pig 3 est une vue en coupe axiale verticale d' autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la soupape auxilliaire de plein débit,placée en amont de la soupape régulatrice, est commandée en ouverture de facon mécanique. La Pig 4 est une vue en coupe axiale verticale d'un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la soupape auxilllaire est montée en aval de la soupape régulatrice. La Fig 5 est une vue en plan de la partie inférieure de ce mème appareil suivant la Fig 4. La rig 6 est une vue en coupe axiale horizontale de ce même appa- reil suivant les Fig 4 et 5,montrant la soupape auxilliaire et sa commande d'ouverture pneumatique. La Fig 7 est une vue d'un appareil conforme à l'invention montrant les graduations en Bars gravées sur son volant de réglage permettant un préréglage de la pression détendue avent -la mise en marche. Suivant toutes les figures,le corps de l'appareil est constitué de deux parties s 1s partie supérieure 3 qui comporte principalement le piston 2 de mise en pression progressive dont la tige 9 recoit le volant 8de réglage, le ressort 30un dispositif 23-24 anti-rotation du piston 2,un silencieux de purge 63,un clapet anti-retour 50,et sur laquelle se monte un composant de commande 13::la partie inférieure 25 qui comporte prinoipalement la soupape régulatrice 29,la soupape auxilliaire 29a/6et sa commande,le dispositif de rb- glane de la durée de mise en pression.La membrane 28est serre ,par sa bordure entre les plans de joint des parties 3 et 25 à l'ai de de vis;suivant une caractéristique de 1'invention la membrane 28 assure dans sa bordure le passage étanche des différents canaux d'une partie aux canaux correspondants de l'autre. Suivant les Fig I et 2,l'appareil est représenté au repos,l'installation vidée de sa pression et raccordée à son orifice 27,la pression du réseau est présente à l'orifice d'entrée 26.La comman- de I3 est négative,et comme décrit dans le brevet principal, le piston 2 est en fin de course repos,ayant été repoussé dans cette position par le ressort 30 et la pression dans l'installation s' étant évacuée à l'atmosphère par le canal 31 et le silencieux 63 traversant la paroi de l'appareil.La membrane 28 recoit de bas en haut la poussée d'un faible ressort 68 ayant pour but de la soulever légèrement jusqu'à buter contre le ressort 30 et d'éviter ainsi que la tige de guidage 3Ia ne puisse toucher le joint de passage de la soupape régulatrice 29;;le libre passage de Iair dans les deux sens entre l'atmosphère et l'installation est donc toujours assuré par l'ouverture du canal de purge 3I,notamment dans le cas de l'aspiration provoquée par le déplacement manuel d'un vérin. Suivant la Fig 2 l'appareil comporte une soupape auxilliaire 29a axée orthogonalement par rapport à la soupape régulatrice 29 iermée par son ressort 67,et apte à s'ouvrir par la poussée d'un piston pneumatique 52 et de sa tige 53.La pression du réseau est présente également entre les soupapes 29a et 29 par l'intermédiaire du règleur de débit 5,dans la chambre 58 et les canaux 51b et Sia conduisant à l'entrée de la commande I3 de mise en pression La soupape 29,fermée,interrompt le passage de cette pression en direction de la sortie 27. Au moment de l'action positive de la commande 13,le débit réduit par le régleur 5 de la pression amont est d'abord intégralement dirigé par le canal 73 sur le piston 2,qui,démarrant,appuie par l'intermédiaire du ressort 30 sur la membrane 28 et le canal 31 est obtùré à l'extrémité libre de la tige de guidage 3Ia en contact du joint de fermeture de la soupape 29;par son ouverture, le débit traversant le règleur 5 est alors conduit également vers 1'installation dont le volume provoque une baisse soudaine de pression et entraîne l'inhibition de la progression du piston 2. La position du piston 2 est donc liée à chaque instant à la valeur de la pression en aval qui, par l'action régulatrice de la soupape 29,ne saurait en aucun cas etre supérieure à celle qui agit sur lui.Tout départ d'un vérin entraine,par demande de débit, l'arrêt du piston 2 jusqu'à ce que son arrivée en fin de course permette une montée en pression.Tous les vérinsde l'installation ayant regagné leur position normale,la course travail du piston 2 se fait alors à vitesse constante et ininterrompue jusque ar- rivée en butée sur le corps 3 du volant 8 dont le réglage sur la tige 9,conditionnent la force du ressort 30,détermine,comme dans un détendeur classique,la valeur de la pression détendue.L'arrivée en butée du volant 8 a pour effet d'obturer l'orifice de fuite 71 qui,dans la phase de mise en pression progressîve,permettait l'é- chappement à l'atmosphère d'un léger débit de pression aval réglé par l'étroit canal 60 et lui arrivant par le canal 6I.Un signal pneumatique apparaît alors,d'une part à l'orifice 7 pour être dirigé vers un composant pneumatique comme signal indiquant que la pression détendue règlée est atteinte,et d'autre part,par l'inter médiaire d'un canal semi-ciroulaire 64 pratiqué dans le corps 25 dans le plan de joint de la membrane 28 qui en ferme la paroi supérieure et du canal 65 qui lui fait suite,dans la chambre 57a du piston 52.Le piston 52,par sa tige 53 ouvre la soupape 29a qui libère le plein débit.La pression du réseau continue à s'accumuler sur le piston 2 et le maintient fermement en position de fin de course travail;un clapet anti-retour 50,constitué d'une pastille de caoutchouc apte à obturer le canal Sia sous l'effet d'un débit inverse,-évite que pendant le fonctionnement de l'installation,une chute de pression provoquée par une forte demande de débit instant tané ne se répercute jusque dans la chambre du piston 2 et assure ainsi son verrouillage en position Une action négative de la commande 13 purge la chambre du piston 2 qui remonte,annule la force du ressort 30,ouvre le canal de purge 31,vidant l'installation de sa pression;;simultanément,la soupape 29 se ferme par son ressort 66 et se verrouille en fermeture par la pression du réseau agissant sur sa differentielle de section ; la chambre 57a du piston 52 se vide par les canaux 65,64,6I et 11 orifice 71 à l'atmosphère.Le piston 52 est repoussé par le..res- sort 67 de la soupape 29a qui se ferme,replacant l'appareil dans la position de débit réduit pour une mise en pression ultérieure. On constate que l'égalité des sections utiles du piston 2 et de la membrane 28 conduit à une simultanéité du moment de l'ouverture de la soupape 29a et de celui ou est établie dans l'installation la pression détendue réglée par le volant 8.L'inégalité des sections en faveur du piston 2 ,la m8me pression agissant sur ces deux éléments,conduirait à une differentielle de force au profit du piston 2 qui arriverait en fin de travail et ouvrirait la sou- pape de plein débit avant que la pression règlée n'aie pu s'établir en aval par le débit réduit.Cette caractéristique interse sante peut etre utilisée dans le cas ou l'on désire limiter la mise en pression progressive jusqu'à un niveau fractionnaire fixe de la pression réglée qui sera celle du rapport entre les sections utiles du piston 2 et de la membrane 28. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention illustre par la Fig 3 il est possible d'anticiper,à volonté, sur le moment d' arrivée en fin de course du piston 2 pour ouvrir la soupape 29a de plein débit,dans la mesure ôu la plage de pression parcourue par le remplissage à débit réduit a permis le retour en position de tous les vérins de l'installation;après quoi le piston 2 arrive en fin de course travail à très grande vitesse.Suivant la Fig 3 l'appareil est montré en coupe axiale verticale.La soupape 29a est montée en amont de la soupape 29,leurs axes étant paralleles. La soupape 29a de plein débit est apte à recevoir la poussée d'une tige 74 provoquant son ouverture et coulissant dans un canal de guidage 5Ia servant également à cenduire la pression du réseau à débit réduit à travers le clapet anti-retour 50 vers la comman- de I3.Dans le corps 3 de l'appareil, un logement 75a dans lequel débouche le canal 5Ia recoit un coulisseau 75 portant un joint torique isolant le canal 5Ia de l'atmosphère.La longueur effecti- ve de l'ensemble coulisseau 75 et tige 74 est modifiable à volonté par la vis de réglage 76 saillant à l'extérieur de l'appareil de telle facon que le volant 8 puisse venir appuyer sur cette via et ouvrir la soupape 29a à plein débit à un moment de la course du piston 2pet donc à une valeur de la pression déja admise en aval déterminée par son réglage.La coulisseau 75 est repoussé jusqu'en butée sur une vis annulaire 76a se vissant dans le corps 3 de l'appareil;suîvant le réglage de cette vis 76a la soupape 29a ne peut se fermer de facon étanche sur son siège et laisse passer un débit réduit en direction du piston 2 et de l'installa- tion à travers la soupape régulatrice 29eLe fonctionnement de cette réalisation est par ailleurs identique à celui du modèle décrit précédement suivant les Pig I et 2 Suivant un autre mode de réalisation illustré par les Fig 4,5 et6 le temps de course travail du piston 2 et donc la durée de la mise en pression,peut etre réglée séparément du temps de remplis- sage de l'installation à débit réduit.La soupape de plein débit 29b occupe une position axialement orthogonale par rapport à la soupape 29 et en aval de celle-ci;elle s'ouvre par l'action d'un piston pneumatique 52 et de sa tige 53 par le signal de pression émis par l'arrivée en fin de course travail du piston 2.La soupape 29b est percée axialement d'un canal dans lequel s'engage 1' extrémité en forme de pointeau de la tige 53 du piston 52;celuî- ei,repoussé en position repos par le ressort 67 de la soupape 29b vient buter sur le bouchon étanche 57 qui se visse dans le corps 25 par une commande extérieure;;son réglage permet donc d'obturer plus ou moins fortement le canal axial de la soupape 29b qui communique par des canaux radiaux 29c,la chambre 58b,le percale 77, la chambre 70a et les trous 72a,àla chambre 72a de la soupape régulatrice 29.Tel que représenté,l'appareil étant en position purge,la libre circulation de l'air dans les deux sens entre l'installation et l'atmosphère est assurée par le fait que la face d'appui de l'extrémité libre de la tige de guidage 31a de la soupape régulatrice 29 n'est pas en contact avec la collerette caou#choutée 3Ib sertie dans l'axe de la membrane 28 et axialement percée du trou de purge 3I.Pour concourir au maintien en ouverture du trou de purge 3I.le ressort 30 est rendu solidaire du piston 2 par vissage de sa spire d'extrèmité,permettant ainsi à la membrane 28 de rester dans son plan de fixation.La purge se fait donc de l'installation à l'atmosphère par,l'orifice 27,chambre 58,chambre 58b,trou 77,trou de purge 3I et silencieux 63. Fendant la plus grande partie de la purge,la pression d'éohappe- ment,plus forte que le ressort 67 ouvre la soupape 29b et repousse sur sa butée 57 le piston 52 par action sur la section de sa tige 53;elle achève de s'évacuer par le canal axial 29c.La pression du réseau est conduite à la commande I3 par les canaux 5Ib et 5Ia aboutissant à un pointeau de réglage de débit 55 dont la pointe conique pénétrant dans le canal 51a est apte à l'obturer de tacon étanche par un joint torique monté à sa base.Le pointeau 55 est constamment so@icité en fermeture par un léger ressort 5a prenant appui sur le fond d'une cavité dans la vis de réglage 5 se vissant dans le corps 3 Re facon étanche par un joint torique. Sous l'effet d'une demande de débit provoquée par l'action positive sur la commande I3,le pointeau 55 se soulève jusqu'à buter sur l'extrémité interne de la vis 5 dont la position règle ainsi finement le débit.En cas de baisse de pression dans le canal 5Ia par rapport à celle établie dans la chambre du piston 2,le pointeau 55 agit en clapet anti-retour.La commande 13 étant positive, la pression du réseau limitée en débit suivant le réglage de la vis 5,fait démarrer le piston 2 qui obture le trou de purge 31 sur le guide 3Ia,puis ouvre la soupape 29.L'installation commence alors à se remplir par le cheminement suivant/orifice d'entrée 26 chambres 59 et 72 de la soupape régulatrice 29,trous 72a,ohambre 70a de la membrane 28,trou 77 9 chambre 58b,canaux 29c et passage à travers le canal axial de la soupape 29b en fontion du réglage du bouchon 57,chambre 58,orifice 27,installation.En iin de course travail du piston 2,1'obturation de la fuite à l'orifice 71 par la rondelle en plastique 46 du volant 8,provoque l'apparition d'un signal de pression dans le canal 61 qui est conduit par une gorge semi-circulaire 64b,fermée pour former canal par la membrane 28,et par le canal 65b,dans la chambre 57a derrière le piston 52 qui ouvre à pleine ouverture la soupape auxilliaire 29b.La vi- tesse de progression du piston 2 rèelée par la vis 5 est ainsi indépendante de la vitesse de remplissage de l'installation rd- glée par la vis-bouchon 57. Une lumière 23 est pratiquée dans le piston 2 suivant une généra- trice,dans laquelle pénètre l'extrèmité cylindrique à méplats d' une vis 63;l'ensemble interdisant la rotation du piston 2 pendant le réglage du volant 8,tout en permettant son libre coulissement. Suivant tous les modes de réalisation de l'invention précédemment décrits, on constate que la valeur de la pression détendue est directement fonction de la course du piston 2 et du volant 8;dans ces conditions il est interessant de pouvoir effectuer le réglage de la pression détendue préalablement à toute mise en marche.La Fig 7 est une vue d'un appareil réalisant cet avantage.La partie cylindrique 88 du volant 8 porte des repères chiffrée en Bars, gravés en fontion-de la courbe de la force du ressort 30 en fonce tion de sa flèche.Le repère choisi est amené par rotation du to- lant 8 en face d'un repère de référence gravé sur le tube protecteur 89 solidaire du corps 3.La pression détendue dans l'installa- tion sera celle correspondant au repère préalablement choisi. Le détendeur à mise sous pression progressive trouve son application dans toutes les installations fonctionnant par'un fluide sous pression. Bien entendu9 l'invention n'est pas limitative et l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir pour cela du do'- maine de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S I. Dispositif permettant la mise sous pression progressive d'une installation pneumatique,la régulation de la pression détendue,et sa purge,suivant les revendications I et 2 du hrevet principal-lequel dispositif comporte notamment un piston pneumatique effectuant,àvitesse controlée par un règleur de débit,la mise en compression dà ressort comparateur jusqu'à lui donner une Blèche correspondant au réglage de la course duit pistons carac- tèrisé en ce qu'i comporte deux soupapes montées en série sur le trajet du fluide moteur traversant l'appareil;;l'une étant la soupape régulatrice(29).l'autre une soupape auxilliaire (29a) ou( 29b) fermée au plein débit pendant 1a phase de remplissage progressif et s'ouvrant pour l'établir pendant ou en fin de cette phase durant laquelle l'installation se remplit à pression croissante et à débit réduit au travers d'une rédution de passage établie en d6- rivation de cette soupape auxilliaire(29a)ou(29b). 2. Dispositif suivant la revendication I,caractèrisé en ce que la soupape auxilliaire(29a)@permettant d'établir le plein débit est placée entre l'entrée(26) de l'appareil et la soupape régulatrice(29),et que la mise en pression progressive s'éffectue à l'ouverture de la eommande(13) par un débit réduit de la pression du réseau prélevée à l'entrée(26)dirigé à la fois sur le piston(2) de compression du ressort comparateur(30) et au travers de la soupape régulatrice(29)dès son ouverture,vers l'installation. 3. Dispositif suivant la revendication I,caractèrisé en ce que la soupape auxilliaire(29b)permettant d'établire plein débit est placée entre la soupape régulatrice(29) et la sortie(27) de l'appareil, et qu'un débit réduit dG pression du réseau prélevée à l'entrée(26) est dirigé,à l'ouverture de la commande(I3), sur le piston(2) de compression du ressort comparateur(30),et qu' un débit réduit de pression détendue prélevée en aval de la soupape régulatrice(29) est dirigé dès son ouverture,vers l'instal lation. 4. Dispositif suivant les revendications 1,2 et 3,carac- tèrisé en ce que l'ouverture à plein débit de la soupape auxilliaire(29a)ou(29b) se fait par la poussée de la tige(53)d'un pis- ton(52) reoevant un signal de pression émis à l'arrivée en fin de course tavail du piston(2) de compression du ressort(30). 5. Dispositif suivant les revendications I,2,3 et 4,caractèrisé en ce que l'extrèmité libre de la tige(53) du piston(52) de commande en pleine ouverture de la soupape auxilliaire(29a)ou (29b) est Conique et et apte à réduire par la position qui lui est donnée,l'ouverture,en aval,d'un canal axial de cette soupape en communication avec des canaux radiaux(29c)débouchant sur sa face amont.Par le réglage qui est fait du bouchon étanche(57) se vissant dans le corps(25) de l'appareil, et servent de butée de fin de course repos au piston(52),l'extrèmité conique de la tige(53) laisse passer par ces canaux un débit réduit de fluide au travers de la soupape(29a) ou(29b) fermée au plein débit par appui sur son siège. 6. Dispositif suivant les revendications I,2,et 3 caractè risé en ce que l'ouverture de la soupape auxilliaire (29a)ou(29b@) à plein débit se fait pendant ou en fin de course travail du piston(2) de eompression-du ressort(30),par la poussée du volant de règlage(8)sur un ensemble transmetteur d'effort constitué d'une tige(74) et d1un eoulisseau étanche(75) portant une vis(76);le réglage de la vis(76) modifie la longueur de l'ensemble( 74-75-76) et permet de choisir le moment de 10 ouverture de la soupape auxil- liaire(29a)ou(29b) par le volant(8) en fonction du niveau de pression déja atteint dans l'installation. 7. Dispositif suivant les revendications I,2,3,et 6 caractèrisé en ce que le coulisseau étanche(75) transmettant 10 effort d'ouverture de la soupape auxilliaire(29a)ou(29b)à plein débit par l'intermédiaire de la tige(74),est repoussé en butée par la pression sur une vis annulaire(763) réglable extérieurement,et qu'en fonction de ce règlage,la soupape auxilliaire n' étant pas en contact de son siège laisse passer un débit réduit de fluide 8.Dispositif suivant les revendications I,2,3,4,5,6,et7 caractèrisé en ce qu'un clapet anti-retour(50) est monté en amont de la commande de mise en marche(I3);il est constitué d'une pastille de caoutchouc apte à obturer la canal d'alimentation(5Ia) du piston(2),et à s'opposer à toute baisse de pression sur ee piston due à une baisse de pression à l'entrée(26) de l'appareil. 9. Dispositif suivant les revendications I,3,et 8 caractèrisé en ce que le règleur(5) controlant le débit réduit vers le piston(2)et placé en amont de la commande de mise en marche(I3), remplit.également la fonction de clapet anti-retourvil est constitué d'un coulisseau(55) dont la pointe conique pénétrant dans le canal d'alimentation(5Ia)qui lui est coaxial,porte à sa base un joint de caoutchouc torique apte à l'obturer sous l'effet d'un léger ressort(5a)contenu dans une vis de règlage(5)qui se visse de facon étanche dans le corps(3) de l'appareil.Sous l'effet de la pression se dirigeant vers le piston(2),le coulisseau(55)se soulève jusqu'à buter sur l'extrèmité interne de la vis(5)dont le réglage détermine le débit du fluide.Une baisse de pression en amont du coulisseau-pointeau(55)par rapport à celle établie en aval en provoque la fermeture par l'action du ressort(5a)et de la difference de pression. IO. Dispositif suivantla revendication I,caractèrisé en ce que la membrane(28)recoit la poussée permanente d'un léger ressort(68)et que l'ensemble constitué de la membrane(28),du ressort(30),et du piston(2)garde une position telle que,l'appareil étant en position repos,le canal de purge(3I) pratiqué dans l'axe de la tice de guidage(3Ia) solidaire de la membrane(28)ne soit pas obturé par le joint du siège de la soupape(29),et que la libre circulation de l'air entre l'installation et l'atmosphère puisse s' opèrer dans les deux sens. Il Dispositif suivant les revendications I,à,IO,caractè- risé en ce que la membrane(28)est sérrée par sa bordure dans le plan de joint des deux parties(25)et(3)du corps et qu'elle assure par des trous qui y sont pratiqués le passage étanche des canaux (5Ib,60,64b)de la partie(25) aux canaux correspondants (5Ia)et(6I) de la partie(3),et qu'elle permet d'utiliser sous forne de canaux des rainures semi-circulaire(64,64b)pratiquées dans le plan de joint de la partie du corps(25) de l'appareil. I2. Dispositif suivant les revendications I à II,caractèrisé en ce que le volant(8) comporte une partie cylindrique(88) gravée de repères gradués et chiffrés en Bars,et que l'appareil étant au repos,la mise en correspondance de l'un de ces repères chiffrés du volant(8) avec un repère fi2e de référence gravé sur la partie (89) du corps(3),permet de régler la pression détendue préalablement à la mise en pression progressive0