Brevet FR2567235A1 — publié le 19860110

Détendeur perfectionné, notamment pour petits débits. La présente invention a pour objet un détendeur, notamment pour petits débits, comprenant un clapet guidé en translation axiale et commandé par une membrane sollicitée dans un sens par un ressort de chargement et dans l'autre sens par la pression en aval du clapet, ledit clapet étant également soumis à l'action d'un ressort de fermeture agissant à l'encontre du ressort de chargement. Dans un détendeur connu de ce type, le clapet comporte un prolongement en forme de tige prenant appui contre la membrane. Ce prolongement relativement long, solidaire du clapet, doit être guidé pour éviter des déformations. Ce guidage provoque des frottements supplémentaires réduisant la sensibilité du détendeur. La présente invention a pour objet un détendeur du type défini ci-dessus, dont la sensibilité soit plus élevée que celle des détendeurs connus. Dans le détendeur conforme à l'invention, notamment pour petits débits, comprenant un clapet guidé en translation axiale et commandé par une membrane sollicitée dans un sens par un ressort de chargement et dans 11 autre sens par la pression en aval du clapet, le clapet étant également soumis l'action d'un ressort de fermeture agissant à l'encontre du ressort de chargement, la membrane est une membrane du type à grande rigidité radiale et entre la membrane et le clapet est intercalé un poussoir non guidé dont une première extrémité prend appui de façon articulée, avec effet de centrage, sur la membrane et la seconde extrémité prend appui de façon articulée, avec effet de centrage, sur le clapet. Ce poussoir non guidé se trouve centré d'une part sur la membrane et d'autre part sur le clapet et transmet, sans aucun frottement, donc sans aucune perte, les mouvements axiaux de la membrane sur le clapet, sans que cette transmission des mouvements axiaux ne soit perturbée par d'éventuels mouvements d'inclinaison ou mouvements radiaux de la membrane. De toutes manières, de tels mouvements perturbateurs de la membrane sont tres réduits grâce à l'utilisation d'une membrane à grande rigidité radiale. De préférence, la première extrémité du poussoir porte à la maniere d'une rotule contre le fond bombé d'un évidement d'un élément solidaire de la membrane, alors que la seconde extrémité du poussoir peut etre emboitée avec du jeu radial sur un prolongement de faible longueur du clapet. Toujours pour réduire les effets des mouvements perturbateurs éventuels de la membrane sur le poussoir, il-est avantageux que le fond bombé dudit évidement de l'élément solidaire de la membrane se trouve sensiblement dans le plan de la membrane. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le clapet et le siège avec lequel coopère le clapet sont, l'un guidé et l'autre centré par une même pièce. Cela améliore également le centrage du poussoir et réduit le frot tement du clapet. On va décrire ci-après plus en détail un mode de réali sation illustratif et non limitatif d'un détendeur conforme à l'invention en se référant à la figure unique du dessin annexé qui est une vue en élévation, partiellement en coupe axiale, d'un détendeur conforme à l'invention. Le détendeur illustré par le dessin comprend un corps 1 muni dans sa partie supérieure d'un trou borgne comportant trois tronçons étagés 2, 3 et 4. Deux autres trous 5 et 6 taraudés, servant de raccords, sont ménagés dans le corps 1 pour déboucher, l'un dans le tronçon inférieur 4 et l'autre dans le tronçon supérieur 2 du trou étagé. Dans le tronçon inférieur 4 du trou étagé est placé un guide de clapet 7 en forme de godet, ouvert vers le haut et entouré d'un filtre 8. Le guide 7 présente des ouvertures de passage 9 radiales dans sa paroi latérale cylindrique, à la hauteur à laquelle le trou taraudé 5 débouche dans le -tronçon 4 du trou borgne du corps 1. Le guide 7 reçoit un clapet 10 sollicité vers le haut par un ressort de compression 11 entourant le clapet 10 en dessous de la tête de clapet 12. La tette de clapet 12 qui est guidée à l'intérieur du guide 7 de section circulaire présente la forme d'un carré dont les quatre angles sont arrondis pour former quatre zones de guidage 13 en contact avec le guide 7 et séparées par quatre zones non en contact avec le guide 7, pour le passage du fluide à réguler. La tete 12 du clapet 10 est prolongée vers le haut sous la forme d'une tige 14 de faible longueur. Sur l'extrémité supérieure, en forme de bride, du guide de clapet 7, est emboité un siège de clapet 15 percé d'un trou 16 traversé par le prolongement 14 en forme de tige. La partie intérieure 17 formant le siège proprement dit avec lequel coopere la tête 12 du clapet 10, est centrée par la surface intérieure du guide 7, c'est-à-dire par la surface servant au guidage de la tete de clapet 12. Le siège 15 et avec lui le guide de clapet 7 sont positionnés axialement et radialement par une lanterne de serrage 18 percée d'un trou de passage 19 central axial et vissée dans le tronçon médian 3 taraudé du trou borgne du corps 1. Un trou radial 20 mène du trou axial 19 vers l'extérieur pour déboucher dans le tronçon supérieur 2 du trou borgne du corps 1, en-dessous de la face supérieure de la lanterne 18. Une membrane 21 à grande rigidité radiale, de préférence une membrane métallique, est pincée sur son pourtour extérieur entre le bord supérieur du corps 1 et le bord inferieur d'une enveloppe 22 prolongeant le corps 1 vers le haut et serrée contre le corps 1 à l'aide d'une bride 23 et de vis 24. L'enveloppe 22 entoure un ressort de chargement 25 sur l'extrémité supérieure duquel agit une tige filetée non représentée susceptible entre manoeuvrée à l'aide d'un volant 26 en vue de la compression plus ou moins importante du ressort 25. L'extremité inférieure du ressort 25 s'appuie sur une cuvette 27 qui porte à la manière d'une rotule, par l'intermédiaire d'une bille 289 sur un centreur de membrane 29. Le centreur 29 traverse depuis le bas la membrane 21 et un plateau de membrane 30 placé au-dessus de la membrane et serré contre un épaulement du centreur 29 par un écrou 31 vissé sur l:extremite supérieure filetée du centreur 29, de manière que la membrane 21 soit pincée an son centre entre le centreur 29 et le plateau 30. Le clapet 10 est couplé avec la membrane 21 par l'intermédiaire d'un poussoir 32 dont l'extrémité supérieure pointue porte contre le fond hémisphérique d'un trou borgne 33 ménagé depuis le bas dans le centreur 29 de manière que le fond du trou borgne 33 se trouve sensiblement dans le plan de la membrane 21. L'extrémité inférieure du poussoir 32 comporte un trou borgne et est emboitée avec du jeu radial sur l'extrémité libre du prolongement 14 de la tête 12 du clapet 10. Le poussoir 32 qui n'est pas guidé par la lanterne 18 et dont le déplacement ne provoque donc aucun frottement se trouve ainsi centré à ses deux extrémites, d'une part sur la membrane 21 et d'autre part sur le clapet 10 et son appui à rotule sur ces deux éléments lui permet de transmettre uniquement les efforts axiaux, indépendamment des autres mouvements pouvant résulter par exemple d'une inclinaison de la membrane 21. La liaison à rotule entre le ressort de chargement 25 et la membrane 21 contribue d'ailleurs à prévenir des mouvements de la membrane 21 autres que des mouvements axiaux. Le poussoir 32 transmet ainsi au clapet 10 uniquement les mouvements axiaux que la membrane 21 effectue en fonction de la dif- férence des forces agissant sur les deux côtés de la membrane 21, d'une part sous l'effet du ressort de chargement 25 et d'autre part sous l'effet de la pression en dessous de la membrane, ctest-à-dire de la pression en aval du clapet 10 (raccord 6). Une application particulièrement intéressante du détendeur conforme à l'invention concerne la régulation de faibles débits de gaz purs, par exemple de gaz utilisés pour le dopage de matériaux semi-conducteurs. Dans cette application, l'absence de frottement du poussoir 32, donc l'absence d'usure, permet d'éviter toute pollution, donc de conserver aux gaz leur grande pureté. REVENDICATIONS 1. Détendeur, notamment pour petits débits, comprenant un clapet guidé en translation axiale et commandé par une membrane sollicitée dans un sens par un ressort de chargement et dans l'autre sens par la pression en aval du clapet, le clapet étant également soumis à l'action d'un ressort de fermeture agissant à l'encontre du ressort de chargement, caractérisé par le fait que la membrane (21) est une membrane du type à grande rigidité radiale et qu'entre la membrane (21) et le clapet (10) est intercalé un poussoir (32) non guidé dont une première extrémité prend appui de façon articulée, avec effet de centrage, sur la membrane et la seconde extrémité sur le clapet. 2. Détendeur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite première extrémité du poussoir (32) porte à la manière dune rotule contre le fond bombé d'un évidement (33) d'un élément (29) solidaire de la membrane (21) et que la seconde extrémité du poussoir est emboîtée avec du jeu radial sur un prolongement (14) de faible longueur du clapet (10). 3. Détendeur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le fond dudit évidement (33) servant d'appui à ladite première extrémité du poussoir (32) se trouve sensiblement dans le plan de la membrane (21). 4. Détendeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le siège (15, 17) pour le clapet (10) est centré par l'organe (7) de guidage du clapet. 5. Détendeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le ressort de chargement (25) s'appuie à la manière d'une rotule sur la membrane (21).