Brevet FR2570846A1 — publié le 19860328

DISPOSITIF DE SURVEILLANCE DE LA PRESSION DANS UNE ENCEINTE ET CIRCUITS DE REGULATION UTILISANT CE DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif de surveillance de la pression dans une enceinte et des circuits de régulation utilisant ce dispositif. Le maintien en dépression d'une enceinte et de façon générale la régulation en pression sont réalisés traditionnellement par des électro-vannes, situees en amont et en aval de L'enceinte, dont le contrôle est assure par un dispositif électrique de commande et des manomètres. Le temps de réponse à une montée en pression est donc rallongé par tous ces in termédiaires et par le délai de réaction de la vanne elle-même. Ce retard est préjudiciable à une régulation fiable et de plus l'ensemble de ces équipements est compliqué et onéreux. De plus, quand on surveille la pression dans une enceinte où l'on effectue des mesures précises, par exemple dans une enceinte de laboratoire, les électrovannes, le dispositif électrique de commande émettent des signaux électriques parasites qui troublent les mesures. Un autre dispositif connu pour réguler La pression dans une enceinte est une vanne décrite dans le brevet français nO 1423883 dont l'obturateur est commandé par une membrane tarée dont la déformation dépend de la surpression dans l'enceinte. Ce système a le défaut d'etre volumineux, peu souple d'utilisation et cher. De plus, ces systemes ne sont adaptés qu'à une seule configuration de fonctionnement, par exemple la régulation en dépression. La régulation en surpression ou la sécurité en pression c'est-à-dire le nondépassement d'une valeur limite fixée, demandent des modifications importantes du système. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients tout en s'adaptant fac i- lement aux divers circuits de surveillance de la pression et aux différents paramètres imposés en pression dans l'enceinte. Conformément à L1invention, le dispositif de surveillance de la pression dans une enceinte est placé sur Le circuit de régulation de celle-ci et comprend un corps tubulaire constitué d'une branche prin cipaLe verticale dans laquelle coulisse un piston lestable dont le déplacement en translation, Limité par deux butées, dégage de ta fermeture complète jusqu'à l'ouverture compLète, un orifice latéral de ladite branche sur lequel se raccorde une branche secondaire. La masse du piston et les pressions respectives règnant dans l'orifice latéral et dans les deux orifices longitudinaux de la branche principale conduisent ainsi à un état d'équilibre. Si les paramètres imposes en pression changent, il suffit. de modifier la masse du piston pour obtenir l'état d'équilibre désiré. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le corps du piston est creux, et un lest quelconque y est introduit ; deux joints toriques constituent les butées, limitant le déplacement en translation du piston, et assurent la fermeture, avec une bonne étanchéité, de chacun des deux orifices longitudinaux de la branche principale, lorsque Le piston au cours du fonctionnement porte sur l'un des deux joints respectifs. Avantageusement, le corps tubulaire et le piston seront réalisés dans une matière transparente telle que du "plexiglass" (marque déposée). On peut visualiser ainsi la position du piston, et Le réglage du lest, nécessaire au bon fonctionnement du disposi tif, en sera facilité. L'usage de "plexigLass" (marque déposée) permet d'utiliser le dispositif selon l'invention en atmosphère corrosive. Le dispositif selon l'invention peut etre placé dans divers circuits de surveillance de la pression dans une enceinte comme par exemple un circuit de régulation de la dépression ou un circuit de sécurité de surpression maximaLe. Les différents modes de mise en oeuvre du dispositif de surveillance selon l'invention sont obtenus en changeant L'orientation verticaLe du dispositif, en modifiant ses branchements sur le circuit, et/ou en Lestant plus ou moins Le piston. On décrira maintenant à titre dBexemples non limitatifs, différents modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés su-r les quels - la figure 1 représente, en coupe, le dispositif selon L'invention suivant l'un de ses modes de fonctionnement ; - la figure 2 représente, en coupe, un circuit de régulation de la dépression dans une enceinte comprenant le dispositif selon l'inventi-on, ce circuit pouvant également fonctionner en sécurité de dépression minimale ; - la figure 3 représente, en coupe, un circuit de régulation de la surpression dans une enceinte comprenant le dispositif selon L'invention, ce circuit pouvant également fonctionner en sécurité de surpression maximale ;; - la figure 4 représente, en coupe, un circuit de régulation fonctionnant en sécurité de surpression minimale et comprenant le dispositif selon l'invention, et - la figure 5 représente, en coupe, un circuit de régulation fonctionnant en sécurité de dépres sion maximale et comprenant le dispositif selon l'in- invention. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte un corps tubulaire 1 en forme de T, constitué d'une branche principale 2 verticale dont les deux extrémités longitudinales définissent des orifices 3 et 4 et dans laquelle est ménagé un orifice latéral 5 sur lequel est greffée une branche secondaire 6. Un piston 7 coulisse dans la branche principale 2 à l'intérieur de laquelle deux joints toriques 8 et 9 sont disposés en saillie pour limiter Le déplacement en translation du piston 7. Le joint 8 est placé au ras de l'orifice latéral 5. Ainsi, lorsque le piston porte dessus, il ferme à la fois les orifices 3 et 5. Le joint 9 est situé à une longueur de piston du bord de L'orifice latéral 5. Quand le piston porte sur ce joint, l'ori- fice latéral 5 est alors juste entièrement dégagé. Cette disposition générale permet donc de stopper ou modifier le débit de fluide gazeux circulant entre L'orifice 3 et L'orifice 5. Le piston 7 a en son milieu une forme cylindrique 11. Ses deux extrémités 12 et 13 tronconiques portent suivant deux couronnes étroites 14 et 15 sur le cylindre intérieur 2a de la branche principale 2, permettant ainsi un fonctionnement sans Lubrification avec un débit de fuite négligeable. Pour éviter que le piston ne bascule dans L'orifice latéral 5 lors de son déplacement, la branche secondaire 6 est d'un diamètre inférieur à celui de la branche principale 2. Selon le mode de réalisation préféré, le corps 16 du piston 7 est creux et peut être rempli d'un lest 7 tel que du mercure, un bouchon 10 assurant L'étanchéité. Pour visualiser le déplacement du piston 7, le corps tubulaire 1 et le piston 7 sont de préférence réalisés en un matériau transparent tel qu'une matière plastique rigide transparente. Selon un mode de réalisation préferé, des pas de vis 18, 19 et 20 seront formés aux deux extrémités de la branche principale 2 et à l'extrémité de la branche secondaire 6. Ils permettent les raccordements du dispositif au circuit de régulation suivant le mode de fonctionnement choisi. Un circuit de régulation de la pression dans une enceinte 21, ce circuit fonctionnant en régulation de dépression et comprenant le dispositif de la figure 1, est représenté sur la figure 2. La branche principale 2 verticale du dispositif selon L'invention est orientée de telle manière que son orifice Latéral 5 se ferme lorsque le piston 7 coulisse vers le haut. L'orifice 3 est donc situé en haut et relié à l'en- ceinte 21. L'orifice 4 situé en bas est relié à l'air libre au travers d'un filtre 22 et l'orifice latéral 5 est relié par La branche secondaire 6 à une gaine d'extraction 23. Le piston 7 est lesté par exemple avec du mercure de telle sorte qu'il soit flottant pour la pression interne nominale régnant dans l'en- ceinte. La montée en pression de L'enceinte provoque la descente du piston et augmente donc l'ouverture de l'orifice latéral 5 et par conséquent augmente l'ex- traction. La pression dans L'enceinte revient ainsi progressivement à la pression nominaLe. Réciproquement, une baisse de pression provoque la montée du piston, donc une diminution de L'extraction et un retour progressif à la pression nominaLe. La figure 2 représente aussi un circuit de régulation dans une enceinte fonctionnant en sécurité de dépression minimale. Le piston 7 est alors sensiblement moins lesté et ferme L'orifice 3 situé en haut en portant sur le joint 8. De ce fait L'extraction est fermée et ne s'ouvre par la descente du piston que lorsque la dépression dans L'enceinte devient inférieure au seuil critique imposé. L'extraction se referme dès que la dépression atteint de nouveau sa valeur minimale imposée. Un circuit de régulation de la pression dans une enceinte 21, ce circuit fonctionnant en régulation de surpression et comprenant le dispositif de la figure 1, est représenté sur La figure 3. La branche principale 2 verticale du dispositif selon L'invention est orientée de telle manière que son orifice latéral 5 se ferme lorsque le piston 7 coulisse vers le bas. L'orifice 3 est donc situé en bas et relié à L'enceinte 21. L'orifice 4 situé en haut est relié à l'air libre au travers d'un filtre 22 et L'orifice latéral 5 est relié par La branche secondaire 6 soit à une gaine d'extraction 23, soit à l'air libre. Le piston 7 est lesté par exemple avec du mercure de telle sorte qu'il soit flottant pour la pression interne nominale régnant dans l'enceinte. La montée en pression de L'enceinte provoque la montée du piston et augmente donc l'ouverture de l'orifice latéral 5 et par conséquent augmente L'extraction. La pression dans L'enceinte revient ainsi progressivement à la pression nominale. Réciproquement une baisse de pression provoque la descente du piston, donc une diminution de l'extraction et un retour progressif à la pression nominale. La figure 3 représente aussi un circuit de régulation dans une enceinte fonctionnant en sécurité de surpression maximale. Le piston 7 est alors sensiblement plus lesté et ferme l'orifice 3 situé en bas en portant sur le joint 8. De ce fait L'extraction est fermée lorsque La pression interne est inférieure ou égale à un seuil critique. Une surpression excessive provoque la montée du piston et par conséquent l'augmentation de l'extraction. L'extraction se refermera dès que la pression redeviendra inférieure ou egale au seuil critique. Un circuit de régulation de La pression dans une enceinte 21, ce circuit fonctionnant en sécurité de surpression minimale et comprenant le dispositif de la figure 1, est représenté sur la figure 4. La branche principale 2 verticale du dispositif selon l';n- vention est orientée de telle manière que son orifice latéral 5 se ferme lorsque le piston 7 coulisse vers le bas. L'orifice 3 est donc situé en-bas et relié à une gaine de soufflage 24. L'orifice 4 situé en haut et L'orifice latéral 5 sont tous deux reliés à l'en- ceinte 21. Le piston 7 est lesté de telle manière qu'il ferme l'orifice 3 situé en bas en portant sur le joint 8 lorsque La surpression dans l'enceinteestsupé- rieure ou égale à un seuil critique imposé.La diminution de la pression interne provoque la montée du piston et donc augmente le soufflage jusqu a ce que la pression interne redépasse le seuil critique. Le soufflage est alors de nouveau fermé. Un circuit de régulationde la pression dans une enceinte 21, ce circuit fonctionnànt en sécurité de dépression maximale et comprenant le dispositif de la figure 1, est représenté sur la figure 5. Le dispositif selon L'invention est placé de la même manière que pour le circuit fonctionnant en sécurité de surpression minimale représenté sur la figure 4, à part l'orifice 3 situé en bas qui n'est plus relié à une gaine de soufflage mais à l'air libre au travers d'un filtre 22. Le piston 7 est Lesté de telle sorte qu'il ferme l'orifice 3 en portant sur le joint 8 tant que la dépression est inférieure ou égale à une dépression maximale imposée. Si la dépression dépasse ce seuil critique, le piston monte et permet l'entrée du gaz dans L'enceinte rétablissant alors la dépression nomi na le. Il est bien entendu que d'autres modifications pourraient être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre d'exemple, sans sortir du cadre de L'invention. On pourrait ainsi modifier la façon de lester le piston, par exemple en fixant de façon démontable des plaques de plomb sur celui-ci. De même, les butées en translation du piston pourraient être formées par des épaulements ou des joints différents. REVENDICATIONS0 1. Dispositif de surveillance de la pression dans une enceinte, place- sur le circuit de régulation de celle-ci, caractérisé e-n ce qu'il comprend un corps tubulaire (1) constitué d'une branche principale (2) verticale dans laquelle coulisse un piston Lestable (7) dont le déplacement en translation, limité par deux butées, dégage de la fermeture complète jusqu'à l'ouverture complète un orifice latéral (5) de ladite branche (2) sur lequel se raccorde une branche secondaire (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (16) du piston (7) est creux. 3. Dispositif selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que les butée limitant le déplacement en translation du piston (7); sont constituées par deux joints totiques (8) et (9). 4. Dispositif selon Les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps (1) et le piston (7) sont réalisés en matière transparente. 5. Circuit de régulation fonctionnant en régulation de dépression et comportant application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la branche principale (2) verticale du corps tubulaire (1) est orientée de telle manière que son orifice latéral (5) se ferme lorsque le piston (7) coulisse vers le haut, l'orifice (3), situé en haut de ladite branche (2), étant relié à une enceinte (21) dont on veut surveiller la pression, l'orifice (4), situé en bas, étant relié à l'air libre, l'orifice latéral (5) étant relié par la branche secondaire (6) à une gaine d'extraction (23), et le piston (7) etant leste de telle façon qu'il soit flottant en fonctionnement. 6. Circuit de régulation fonctionnant en sé curité de dépression minimale et comportant application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la branche principale (2) verticale du corps tubulaire (1) est orientée de telle manière que son orifice latéral (5) se ferme lorsque le piston (7) coulisse vers le haut, l'orifice (3), situé en haut de ladite branche (2), étant relié à une enceinte (21) dont on veut surveiller la pression, L'orifice (4), situé en bas, étant relié à l'air libre, L'orifice latéral (5) étant relie par la branche secondaire (6) à une gaine d'extraction (23), et le piston (7) étant lesté de telle façon que L'orifice latéral (5) soit fermé tant que la dépres- sion dans l'encei-nte est supérieure ou egale à une valeur nominale. 7. Circuit de régulation fonctionnant en régulation de surpression et comportant application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la branche principale (2) verticale du corps tubulaire (1) est orientée de telle manière que son orifice latéral (5) se ferme lorsque le piston (7) coulisse vers Le bas, Orifice (4), situé en haut, étant relié à l'air libre, l'orifice (3), situé en bas, étant relié à une enceinte (21) dont on veut surveiller la pression, L'orifice latéral (5) étant relié par la branche secondaire (6) à une gaine d'extraction (23), et le piston (7) étant lesté de telle façon qu'il soit flottant en fonctionnement. 8. Circuit de régulation fonctionnant en sécurité de surpression maximale et comportant application du dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la branche principale (2) verticale du corps tubulaire (1) est orientée de telle manière que son orifice latéral (5) se ferme lorsque le piston (7) coulisse vers le bas, L'orifice (4), situé en haut, étant relie à l'air libre, L'orifice (3), situé en bas, etant relié à une enceinte (21) dont on veut surveiller La pression, l'orifice latéral (5) étant relie par la branche secondaire (6) à une gaine d'extraction (23), et le piston (7) étant lesté de telle façon que L'orifice latéral (5) soit fermé tant que la surpression dans l'enceinte est inférieure ou égale à une valeur nominale. 9. Circuit de régulation fonctionnant en sécurité de surpression minimale et comportant application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la branche principale (2) verticale du corps tubulaire (1) est orientée de telle manière que son orifice latéral (5) se ferme lorsque le piston (7) coulisse vers le bas, l'orifice latéral (5) et l'orifice (4) situe en haut, étant tous deux reliés à une enceinte (21) dont on veut surveiller la pression, l'orifice (3), situé en bas, étant relié à une gaine de soufflage (24), et le piston (7) étant lesté de telle façon que l'orifice latéral (5) soit fermé tant que la surpression dans l'enceinte est supérieure ou égale à une valeur nomi na le. 10. Circuit de régulation fonctionnant en sécurité de dépression maximale et comportant application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la branche principale (2) verticale du corps tubulaire (1) est orientée de telle manière que son orifice latéral (5) se ferme lorsque le piston (7) coulisse vers le bas, l'orifice latéral (5) et l'orifice (4) situé en haut, étant tous deux reliés à une enceinte -(21) dont on veut surveiller la pression, l'orifice -(3), situé en bas, étant relié à l'air libre, et le piston (7) étant lesté de telle façon que l'orifice latéral -(5) soit fermé tant que la dépression dans L'enceinte est inférieure ou égale à une valeur nominale.