Brevet FR2629558A1 — publié le 19891006

Dans le domaine de la régulation de la pression dans une canalisation en aval d'un certain point, on place généralement à ce dernier un régulateur non équilibré, qui est sensible aux variations de la pression amont. Pour améliorer les performances d'un tel appareil, on a prévu un autre type de régulateur qui est insensible aux variations de la pression amont ou en tout cas pratiquement insensible à ces variations. Les régulateurs de pression équilibrés du genre en question comportent un canal réunissant Le centre de leur clapet et une chambre d'équilibrage située au-dessus d'un piston dont la tige sort de l'appareil pour recevoir l'action d'un ressort de compression qui tend à faire déplacer le piston vers le haut de la chambre d'équilibrage. La pression qui règne dans la chambre d'équilibrage est donc en théorie celle aval. Toutefois, on sait qu'en fonction de L'importance de l'ouverture du cLapet par rapport à son siège, on assiste à des variations importantes de la pression entre le centre dudit clapet et sa périphérie, cette variation dépendant du débit demandé qui correspond lui-inême à l'importance de l'ouverture du clapet. C'est ainsi que dans les régulateurs de pression équilibrés connus, c'est-à-dire ceux dont le canal d'alimentation de la chambre d'équilibrage a comme origine le centre du clapet, la pression qui règne dans ladite chambre est importante, de telle sorte qu'elle a tendance à fermer le clapet malgré La force antagoniste développée par le ressort assujetti à ce piston. Ce type d'appareil présente donc l'inconvénient de faire chuter la pression aval lorsque le débit augmente. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à ces inconvénients et à permettre la réalisation d'un régulateur de pression assurant un équilibrage dynamique de La pression aval qui reste au moins constante quelLes que soient tes variations de débit. A cet effet, le régulateur de pression suivant l'invention comporte des moyens de prélever sous le clapet une pression maîtrisée qui est transmise dans La chambre d'équiLibrage. Ce but est atteint en prévoyant une rondelLe associée au dessous du clapet et qui est pourvue d'un conduit radial débouchant sur sa périphérie et communiquant par son origine centrale avec le canal de La tige, de maniere-å à amener dans la chambre d'équilibrage la pression maîtrisée précitée. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un régulateur de pression conforme à la technique antérieure. Fig. 2 illustre sa courbe de fonctionnement. Fig. 3 est une vue semblable à celle de fig. 1, mais illustrant un régulateur pourvu des perfectionnements suivant l'invention. Fig. 4 illustre la courbe de fonctionnement de l'appareil de fig. 3. L'appareil illustré en fig. 1 comprend un corps 1 pourvu d'un siège 2 afin de déterminer un compartiment amont la et un compartiment aval lu. le dessus du corps I est fermé par une cuvette 3 pourvue d'un couvercle 4. Dans l'alésage 3a de la cuvette 3 est placé un piston 5 qui détermine avec le couvercle une chambre d'équilibrage 6. Ce piston est pourvu d'une queue supérieure 5a traversant le couvercle 4 de manière étanche et dont l'extrémité porte une butée 7 à position longitudinale variable grâce à un écrou 8. Entre la butée 7 et le couvercle 4 est placé un ressort de compression 9 qui a tendance à remonter le piston 5 à sa position supérieure extrême.Le dessous du piston 5 est pourvu d'une tige 5b dépassant en dessous de la cuvette 3 pour porter un clapet 10 propre à coopérer avec le siège 2 en vue de fermer le passage du fluide dans le dispositif considéré. On observe que le clapet 10 est fixé à l'extrémité de la tige 5b par une vis 11 présentant un alésage axial lla qui la traverse de part en part et débouche dans un canal 5c ménagé dans la tige 5b. Ce canal comporte une déviation 5d, de telle sorte que la chambre 6 est en communication avec l'intérieur du corps 1 et plus particulièrement son compartiment aval ld. On ne décrira pas plus en détail un tel dispositif bien connu dans la pratique et en particulier il va de soi que des joints et autres éléments d'étanchéité sont prévus conformément à la pratique. On observe aussi que le clapet 10 est pourvu d'une garniture 10a en caoutchouc ou en matière analogue qui coopère avec le siège 2 pour fermer le régulateur en question. Le fonctionnement du régulateur décrit en fig. 1 est le suivant. Quand l'appareil est en service, la pression amont s'applique sous le clapet 10 et règne également dans la chambre 6 du fait de la mise en communication de celle-ci et de l'intérieur du corps 1. La pression dans la chambre d'équilibrage 6 s'applique sur le piston 5 suivant un diamètre actif équivalent à celui du siège 2. De ce fait, la pression amont agissant sous le clapet 10 et le piston 5, le système est équilibré. La pression aval agit sur le clapet 10 dans le sens opposé à la réaction du ressort 9. Si l'effort engendré par la pression aval sur le clapet 10 est supérieur à l'effort engendre par le ressort 9, le clapet va vers sa fermeture et limite le passage du fluide en maintenant donc en aval une pression déterminée. Si te débit augmente en aval, la pression aval a tendance à diminuer ainsi que l'effort sur le clapet 10.A cet instant, la réaction du ressort 9 devient prépondérante et tend à ouvrir le clapet en permettant un passage à plus grand débit du fluide et le système se réajuste en pression. Suivant les variations de débit aval, le système est toujours en situation de réglage pour assurer quel que soit Le débit demandé une pression aval stable. On observe que la valeur de réglage de la pression aval est obtenue par le tarage du ressort 9 au moyen de La butée 7 et de L'écrou 8. L'appareil que l'on vient de décrire présente généralement des caractéristiques qui sont traduites sur le diagramme de fig. 2, représentant la courbe des pression aval en fonction du débit. On observe que la pente de la courbe est non négligeable en fonction du débit demandé. Autrement dit, on assiste à une dimunution importante de la pression aval au fur et à mesure que le débit aval augmente. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à cet inconvénient et on obtient le résultat escompté en plaçant, comme iLLustré en fig. 3, une rondelle 12 sous te clapet 10, celle-ci étant pourvue d'un alésage central à partir duquel part un conduit radial 12a aboutissant à sa périphérie. La rondelle 12 est fixée à la tige 5k du piston 5 au moyen d'une vis 13 présentant un trou central borgne 13a issu de l'extrémité libre de cette vis et qui est en communication avec une gorge périphérique 13t ménagée sous la tête de la vis 13 au moyen de perforations radiales 13c. Ainsi, le conduit radial 12a débouchant dans la gorge 13t, la pression régnant dans la chambre d'équilibrage 6 est celle qui s'établit au niveau de la périphérie de la rondelLe 12. Cet aménagement permet de capter dans la zone périphérique du cla pet 10 une pression moyenne de la veine liquide traversant le siège et notamment lorsque Le débit augmente. Cette augmentation de débit ou de vitesse de la veine liquide se traduit comme indiqué plus haut sur le clapet par un gradiant de pression décroissant du centre de la veine vers la périphérie du siège, de sorte que l'effort totaL appliqué sur le clapet diminue en fonction de la vitesse. En d'autres termes, l'effort dynamique appliqué sous te clapet n'est pas le même que l'effort stati que (appareil en situation fermée ou très proche de la fermeture). Grâce à la structure réalisée suivant l'invention, on rééquilibre dynamiquement la pression régnant dans la chambre 6 et l'on peut en particulier, comme illustré en fig. 4, obtenir une courbe représentant la pression aval en fonction du débit qui soit pratiquement constante, c'est-à-dire montrant que la pression aval ne varie pas en fonction du débit. En changeant la position du débouché du conduit 12a, par exemple en le localisant sur un diamètre peu inférieur à celui du siège 2, il est possible de diminuer encore la pression régnant dans la chambre 6, de telle sorte qu'alors la courbe illustrée en fig. 4 n'est pas horizontale mais ascendante comme illustré en traits discontinus. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Régulateur de pression du genre comportant un piston (5) disposé dans un cylindre pour déterminer une chambre d'équilibrage (6), ledit piston (5) étant associé à une tige (Sb) supportant un clapet (10), tandis qu'un canal (5c) est ménagé dans ladite tige (5b) pour mettre en communication La chambre d'équilibrage (6) et le centre du dessous du clapet (10), caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens (12a) de pré le ver sous le clapet une pression maîtrisée permettant d'obtenir que la pression avaL reste au moins constante quel que soit le débit aval. 2. Régulateur de pression suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une rondelle (12), prévue en dessous du clapet (10) est pourvue d'un conduit radial (12a) débouchant sur sa périphérie et communiquant par son origine centrale avec le canal (5c) de la tige (5a). 3. Régulateur de pression suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la rondelle (12) est maintenue par une vis centrale (13) comprenant un trou central (13a) débouchant à son extrémité libre engagée dans le canal (5c) de La tige (5a) et dans l'origine duquel trou débouchent des perforations radiales (13c) issues d'une gorge périphérique (13b) en communication avec le conduit (12a). 4. Régulateur de pression suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lorsque le débouché périphérique du conduit radial (12a) est localisé sur un diamètre peu inférieur à celui du siège (2) du clapet (10), l'on obtient dans La chambre d'équilibrage (6) une pression faible qui permet une ouverture importante du clapet si bien que la pression aval peut augmenter avec le débit traversant ledit régulateur.