Brevet FR2564176A1 — publié le 19851115

Détendeur de pression ajustable dans une plage étendue et application. La présente invention a pour objet des détendeurs de pression ajustables dans une plage de pression étendue et une application à l'arrosage goutte à goutte ou par tubes exsudants. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des détendeurs de pression destines notamment à l'irrigation goutte à goutte ou par tubes exsudants. On connaît des détendeurs et des régulateurs de pression qui comportent un clapet qui est relié par une tige à une membrane déformable et la haute pression s'exerce à la fois contre le clapet et contre la face interne de la membrane deformable. En réglant la contre-pression qui s'exerce contre la face externe de la membrane déformable, on règle la différence de pression entre l'amont et l'aval du clapet qui correspond à l'ouverture du clapet et on règle donc ainsi la pression aval. A ce jour, on connaît des détendeurs de ce type dans lesquels la contre-pression est obtenue par un ressort et on peut ajuster la pression aval en faisant varier la précontrainte du ressort. Ce type de détendeurs à ressort convient pour des détendeurs de petit diamètre, mais il convient mal pour construire des détendeurs de grand diamètre, car ceux-ci nécessitent des ressorts puissants qui ne permettent pas de faire varier la pression aval sur une plage de pression étendue. De plus, si la pression amont varie, la pression aval varie également. Un objectif de la présente invention est de procurer des détendeurs qui peuvent être ajustés facilement dans une plage de pression étendue, par exemple des détendeurs qui peuvent donner une pression aval ajustable entre 50 mb et 3 bars. Un autre objectif de la présente invention est de procurer des détendeurs stabilisateurs, c'est-à-dire des détendeurs qui donnent une pression aval sensiblement constante lorsque la pression amont varie dans des limites réduites. Un autre objectif de la présente invention est de procurer des détendeurs de pression destinés plus particulièrement à l'équipe- ment de réseaux d'irrigation goutte à goutte ou par tubes exsudants où ces détendeurs sont placés en amont d'ajutages calibrés, situés à l'extrémité amont des canalisations d'arrosage, de sorte qu'en ajustant la pression délivrée par les détendeurs, on peut ajuster le débit qui traverse les ajutages calibrés et donc on peut faire varier la quantité d'eau distribuée. L'invention a pour objet des détendeurs du type connu comportant un clapet qui est relié par une tige à une membrane déformable, contre la face interne de laquelle la haute pression exerce une poussée antagoniste de la poussée qu'elle exerce sur le clapet, dans le sens d'ouverture de celui-ci. Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen de détendeurs qui comportent, en outre, une chambre close, remplie de gaz, qui est comprise entre la face externe de ladite membrane déformable et la face interne d'une deuxième membrane déformable et il comporte, en outre, des moyens pour exercer une poussée ajustable contre la face externe de ladite deuxième membrane, afin de déformer celle-ci et de faire varier la pression de l'air contenu dans ladite chambre. Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens pour exercer une poussée ajustable contre la face externe de la deuxième membrane comportent une canalisation qui est connectée sur la canalisation haute-pression en amont dudit détendeur et qui comporte un robinet. Les moyens pour exercer une poussée ajustable contre la face externe de la deuxième membrane comportent, en outre, un orifice de fuite qui est placé en aval dudit robinet et qui est équipé d'un clapet muni d'une tige de manoeuvre qui sort à l'extérieur dudit détendeur. Selon une variante, les moyens pour exercer une poussée ajustant ble contre la face externe de la deuxième membrane, comportent un vérin à vis qui s appuie au centre de ladite deuxième membrane et qui est manoeuvrable de l'extérieur du detendeur. L'invention a pour résultat de nouveaux détendeurs ajustables sur une plage étendue. Un détendeur selon l'invention peut être réglé par exemple pour délivrer à l'aval une pression constante qui peut être ajustée entre 50 m bars et 3 bars De plus, si la pression amont varie dans des limites étroites, la variation relative de la pression aval est moindre. Par exemple, pour une variation de pression amont de l'ordre de 10 %, on obtient une variation de pression aval de quelques pour cent. Un détendeur selon l'invention est donc stabilisateur en cas de variation de pression amont. La description suivante se réfère au dessin annexé qui représente, sans aucun caractère limitatif, une coupe axiale d'un détendeur selon l'invention. La figure unique représente un détendeur d'axe z zl. Ce détendeur comporte un corps 1, dans lequel un fluide, par exemple de l'eau entre par un conduit 2 et sort par un conduit 3. Un siège 4, de préférence un siège conique, est intercalé entre 11 entrée 2 et la sortie 3. Un clapet conique ; coopère avec le siège 4. Ce clapet conique 5 est relié par une tige é à une membrane déformable 7 qui est par exemple une membrane en caoutchouc naturel ou en néoprène. La haute pression, c'est-à-dire la pression du fluide entrant par le conduit 2,exerce un poussee sur le clapet 5 dans le sens d'ouverture de celui-ci et elle exerce contre la face interne de la membrane 7 une poussée antagoniste qui tend à fermer le clapet. Comme la surface de la membrane 7 est plus grande que celle du clapet, en l'absence d'autres dispositions, le clapet 5 rst maintenu ferme. Un détendeur selon l'invention c comporte, en outre, une chambre close 8 qui est remplie d'un gaz, par exemple d'air, et qui est délimitée par un corps cylindrique 9, fix sur le dessus du corps 1, par la membrane 7 et par une deuxième membrane déformable 10, qui est également un caoutchouc naturel ou en néoprène. Le détendeur comporte en outre, des moyens pour faire varier la pression du gaz contenu dans la chambra 8, afin d'exercer sur la face externe de la membrane 7, une contre-pression qui détermine la différence de pression entre l'amont et l'aval du ciQet 5 qui entraî- ne l'ouverture de celui-ci. Pour faire varier la pression da-- la chambre 8, on exerce contre la face externe de la deuxième membrane 10, une poussée qui déforme celle-ci et qui l'amène par exemple dans la position représentée en pointillés en comprimant le matelas d'air emprisonné dans la chambre 8. La figure unique représente un mode de réalisation préférentiel, dans lequel le corps 9 comprite un couvercle 11, qui est percé d'un orifice 12, @ui est counecte par une canalisation 13 sur la @a@alisation haute-pression 2 en amont du détendeur. La canalisation 13 est équipée d'un robinet 14, De plus, l'orifice 12 communique avec un orifice de fuite 15 qui est équipé d'un clapet 16 maintenu fermé par un ressort 17 et muni d'une tige 18 qui dépasse à l'ex térieur et qui permet d'ouvrir temporairement l'orifice de fuite. Le conduit de sortie 3 est branché sur un manomètre 19 qui permet de mesurer la basse pression. Pour obtenir une pression aval déterminée, on ouvre le robinet 14, de sorte que la membrane 10 se déforme et comprime progressivement le matelas d'air contenu dans la chambre 8, jusqu' ce que le clapet 5 s'ouvre et qu'on commence à lire une pression aval sur le manomètre. On ferme alors le robinet 14 et on laisse se stabiliser la pression aval. Si elle se stabilise à une valeur trop faible, on ouvre à nouveau le robinet 14, ce qui a pour effet d'augmenter la contrepression qui règne dans la chambre 8, de réduire la différence de pression à exercer sur le clapet pour ouvrir celui-ci et donc d'augmenter la pression aval. Si, au contraire, la pression aval se stabilise à une valeur trop élevée, on appuie sur la tige 18 pour ouvrir le clapet 16, ce qui a pour effet de diminuer la contre-pression qui règne dans la chambre 8 et par voie de conséquence, d'augmenter la différence de pression sur les deux faces du clapet 5 nécessaire pour ouvrir celui-ci et donc de diminuer la pression aval. On voit que l'air comprimé eontenu dans la chambre 8 fait fonction de ressort dont on peut faire varier la compression facilement et dans une plage étendue. Un détendeur selon l'invention a un effet stabilisateur de la pression aval lorsque la pression amont varie. Une variation importante de la température du gaz contenu dans la chambre 8 risque d'amener une variation de la contre-pression et donc de la pression aval. Pour y remédier, on enterre le détendeur dans les applications à l'irrigation. Si le détendeur doit être utilisé dans des pays chauds sans être enterré, le corps 9 comporte une double enveloppe formant une chemise dans laquelle on fait circuler de l'eau d'irrigation qui maintient la chambre 8 à température sensiblement constante. Selon une variante, les moyens pour exercer une poussée ajustable contre la face externe de la membrane 10 peuvent être constitués par un vérin à vis constitué par une tige filetée vissée dans le couvercle li qui prend appui au centre de la membrane 10 et qui est munie d'une tête qui permet de la manoeuvrer de l'extérieur. Les détendeurs selon l'invention sont particulièrement adaptés pour être utilisés dans des installations d'irrigation de type goutte à goutte ou par tubes exsudants. De telles installations d'irrigation nécessitent d'être pourvues de moyens permettant de faire varier périodiquement le débit en fonction des conditions climatiques ou des stades auxquels se trouve une culture. Pour cela, on équipe l'extrémité amont de chaque conduite d'arrosage d'un ajutage calibré dont on eonnait parfaitement la loi de débit en fonction de la pression, n place, en amont des ajutages calibrés, un détendeur selon l'invention et on ajuste périodiquement la pression aval délivrée par ce détendeur en ajustant la contrepression qui règne dans la chambre 8. Un détendeur selon l'invention peut etre utilisé comme régulateur de pression. Par exemple, le robinet 14 peut etre remplace par une électrovanne et le clapet 16 être associe à un électro-aimant. Dans ce cas, des capteurs mesurent l'humidité du sol et les paramètres climatiques et transmettent des informations à un ordinateur ou à un microprocesseur qui reçoit également la mesure de la pression aval. L'ordinateur agit sur ltelectrovanne 14 et sur l'electro-aimant commandant le clapet 16 pour maintenir la pression aval égale à une valeur de consigne qui dépend de l'humidité du sol et des conditions climatiques. R E V E N D I C A T I O N S I. Détendeur de pression ajustable dans une plage étendue du type comportant un clapet (5) qui est relié à une tige (6) à une membrane déformable (7), contre la face interne de laquelle la haute pression exerce une poussée antagoniste de la poussée exercée sur le clapet, dans le sens d'ouverture de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre close (8) remplie de gaz qui est comprise entre la face externe de ladite membrane deformable (7) et la face interne d'une deuxième membrane déformable (10) et il comporte > en outre, des moyens pour exercer une poussée ajustable contre la face externe de ladite deuxième membrane afin de la deformer et de faire varier la pression de l'air contenu dans ladite chambre. 2. Détendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour exercer une poussée ajustable contre la face externe de la deuxième membrane (10) comportent une canalisation (13), qui est connectée sur la canalisation haute pression (2), en amont dudit détendeur et qui comporte un robinet (14). 3. Détendeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens pour exercer une poussée ajustable sur la face externe de la deuxième membrane comportent, en outre, un orifice de fuite (15) qui est placé en aval dudit robinet (14) et qui est équipé d'un clapet (16) muni d'une tige de manoeuvre (18) qui sort à l'extérieur dudit détendeur et d'un ressort (17) qui maintient le clapet fermé. 4. Détendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour exercer une poussée ajustable contre la face externe de ladite deuxième membrane comportent un vérin à vis qui s'appuie au centre de ladite deuxième membrane et qui est manoeuvrable de l'ex- térieur, 5, Application d'un détendeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans une installation d'irrigation goutte à goutte ou par tubes exsudants, caractérisée en ce que l'extrémité amont de chaque canalisation d'arrosage est équipée d'un ajutage calibré dont on connaît la loi de débit en fonction de la pression et ledit détendeur est placé en amont desdits ajutages calibrés et on ajuste périodiquement le débit d'eau en ajustant la contre-pression dans ladite chambre (8) dudit détendeur.