Brevet FR2649221A1 — publié le 19910104

Détendeur avec dispositif de coupure asservi La présente invention concerne un détendeur, avec une valve réductrice, qui se trouve sous charge de ressort agissant dans le sens de fermeture, entre une chambre de pression amont et une chambre de pression aval, et dont l'obturateur est attaqué par un élément de pression agissant dans le sens d'ouverture sous la pression d'un ressort, élément qui est assemblé à un tirant qui porte une membrane séparant la chambre de pression aval d'une chambre de pression de référence, et qui s'engage dans un dispositif de fermeture, dans la position de fermeture duquel le tirant et l'élément de pression sont désaccouplés. On connaît un détendeur de ce type par la demande de brevet allemand DE-A 34 27 384. Dans le détendeur connu, une valve supplémentaire se trouve à l'extrémité de la chambre de pression aval, valve qui débouche dans la conduite d'utilisateur, et dont l'élément de pression est assemblé de manière articulée au tirant par l'intermédiaire d'un mécanisme à levier. Lorsque le détendeur travaille dans la plage de régulation prévue, la pression aval ouvre suffisamment la valve supplémentaire pour alimenter l'utilisateur en gaz utilisable. Le dispositif de fermeture est alors maintenu dans une position de travail qui laisse le tirant, assemblé à la membrane, en liaison avec l'élément de pression de la valve réductrice. Si le soutirage de gaz est interrompu par l'utilisateur, la pression dans la chambre de pression aval augmente tellement que la valve réductrice est fermée. Toutefois, si cela ne se produisait pas, à la suite, par exemple, d'encrassements à l'intérieur des conduites et principalement dans la région des sièges de valves, la pression dans la chambre de pression aval augmente indûment, de sorte que des dégradations indésirables des éléments constructifs, et en particulier de la membrane, peuvent se produire. Dans ce cas, une chambre de basse pression est remplie avec la pression accrue prédominante dans la chambre de pression aval, de sorte qu'une membrane de basse pression, qui est elle-aussi fixée au tirant, se déplace dans le sens de fermeture de la valve réductrice, et libère ainsi un blocage dans le dispositif de fermeture. Ce blocage saute alors automatiquement de sa position de travail dans la position de fermeture, de sorte que le tirant est désaccouplé de l'élément de pression. La valve réductrice reste fermée jusqu'à ce que le blocage du dispositif de fermeture soit ramené à la main en position de travail. Avec la valve connue, l'inconvénient est que le blocage de la valve réductrice ne peut s'effectuer que par un actionnement manuel du dispositif de fermeture, ou par son verrouillage automatique par la pression aval. Dans le premier cas, un opérateur doit être présent; dans le deuxième cas, on ne peut pas obtenir de blocage automatique en l'absence de pression dans la chambre de pression aval. Une valve réductrice coupée ne peut être ramenée qu'à la main dans sa position de travail. La valve réductrice connue est donc côupée uniquement en cas de défaillance, qui se produit, par exemple, lorsque des encrassements sur le tirant, ou encore sur le siège de valve correspondant, ne permettent pas une fermeture fiable. La présente invention a donc pour but d'améliorer un détendeur du type précité, de façon qu'une coupure souhaitée, suivie d'une libération de la valve réductrice, soit possible même dans la phase normale de service. Ce but est atteint par le fait qu'un élément entraîneur agit sur le tirant, élément qui est assemblé à une unité d'entraînement actionnable dans le sens de fermeture, pour l'asservissement de laquelle une unité de commande, travaillant indépendamment de la pression aval, est prévue. La coupure de la valve réductrice, et donc du détendeur, s'effectue maintenant, d'après l'asservissement de l'unité d'entraînement, indépendamment de la pression aval qui prédomine en cours de service ou en cas de défaillance. Le détendeur peut maintenant être coupé chaque fois que la situation l'exige. Cela est avantageux lorsque, dans des installations à gaz comprimé par exemple, plusieurs détendeurs sont utilisés, qui sont raccordés à des bouteilles de gaz comprimé différentes. S'il faut, pour une continuation réussie de l'alimentation en gaz, remplacer une bouteille de gaz comprimé, devenue vide ou tirant à sa fin, par une bouteille neuve pleine, on peut maintenant couper à distance le détendeur, en délivrant un signal de commande correspondant à l'unité de commande. Ce signal de commande peut s'effectuer à partir d'une centrale de surveillance, ou encore avec une régulation par un capteur de pression qui mesure la pression d'alimentation fournie par la bouteille de gaz comprimé. Une fois le détendeur coupé, le remplacement de bouteille peut s'effectuer d'une manière simple, sans que la réduction de pression initialement réglée soit modifiée. On assure ainsi une alimentation continue en gaz, même en cas de remplacement de bouteilles de gaz comprimé, avec des rapports de pression qui restent inchangés. L'unité d'entraînement peut être réalisée de différentes manières, par exemple avec entraînement par noteur électrique du tirant en forme de broche filetée, ou bien avec un tirant conmme dispositif pousseur et un ensemble de bobine mobile comme unité d'entraînement, l'unité de commande étant un transmetteur de signal électrique qui, soit entraîne le moteur en marche avant ou arrière, soit excite ou désexcite un aimant de bobine mobile. En cas de panne de l'unité de commande, qu'elle fonctionne électriquement ou pneunatiquement, le détendeur continue à fonctionner avec sa pression aval réglée, de sorte que l'alimentation en gaz est garantie. Une mode de réalisation avantageux de l'unité d'entraînement consiste à faire appel à des éléments pneumatiques. C'est particulièrement avantageux lorsque, dans une installation d'alimentation en gaz, on utilise des gaz comprimés qui, en cas de défaillance, peuvent développer un mélange gazeux explosif. Avec une commande pneumatique utilisant un gaz inerte, il n'y a pas de précautions particulières à prendre, comme celles qui seraient nécessaires avec une unité d'entraînement électrique pour éviter des étincelles ou autres phénomènes similaires. Pour réaliser une telle unité d'entraînement pneumatique, il est prévu de la concevoir comnme une chambre de pression avec une partie de paroi mobile, à laquelle est fixé l'élément entraîneur, et de relier la chambre de pression à une source de gaz de commande, par l'intermédiaire de l'unité de commande et d'une conduite de pression de commande. Un mode de réalisation avantageux de la chambre de pression consiste à la réaliser en forme de tuyau flexible en caoutchouc élastique qui est reçu dans une coque rigide, la partie de paroi mobile étant assemblée au tuyau flexible. Le tuyau flexible peut être inséré dans la coque en fonction des exigences géométriques, la force de soulèvement s'exerçant uniformément sur la partie de paroi mobile. En particulier, la chambre, le tuyau flexible et la partie de paroi mobile, conformée en couronne, peuvent être réalisés entourant radialement le tirant. Cette symétrie, à développement radial, de l'unité d'entraînement, permet d'obtenir une course de déplacement uniforme du tirant. Une configuration de la chambre de pression sous forme d'un ensemble cylindre-piston, avec un entraînement de piston correspondant, est également possible, et rentre dans le cadre de l'invention. Une butée est prévue pour limiter la course de l'élément entraîneur. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit plus en détails ci-après, et représenté à l'aide du dessin schématique annexé. L'unique figure représente un détendeur, qui est constitué essentiellement de trois groupes: le corps de valve 1, un chambre de pression de référence 2, et une unité d'entraînement pneumatique 3, 27, 32. Le corps de valve 1 contient une valve réductrice, constituée du siège de valve 4 et de l'obturateur 5, sur lequel un ressort de fermeture 6 agit par l'intermédiaire d'un goujon 7. Le ressort de fermeture 6 est reçu entre le goujon 7 et un logement de chambre de valve 8, et il précontraint le goujon 7 dans le sens de fermeture. Le logement de chambre de valve 8 est maintenu dans le corps de valve par un bouchon vissé 42. Des passages 9 sont prévus dans le logement de chambre de valve 8, lesquels sont reliés à une chambre de pression amont 10. L'alimentation en gaz s'effectue par l'intermédiaire d'un raccord d'alimentation 11, qui débouche dans la chambre de pression amont 10. Un élément distributeur 12 se trouve à la suite de la valve réductrice 4, 5 dans le sens d'écoulement, élément dans lequel plusieurs canaux de sortie 13, disposés radialement, débouchent dans une chambre de pression aval 14. L'élément distributeur 12 est traversé par un poussoir 15, qui est réalisé sous forme de la pointe, allant en se rétrécissant, d'un tirant 16. Le tirant 16 est reçu, d'un côté, dans la pointe de la chambre de pression de référence 2 en forme de dôme, et, de l'autre côté, le tirant 16 est fixé, par l'intermédiaire d'une goupille 17, à une membrane 18 tendue entre le corps de valve 1 et la chambre de pression de référence 2. Une force, agissant dans le sens d'ouverture de la valve réductrice 4, 5, est exercée sur le tirant 16 par l'intermédiaire d'un ressort de compression 19. Le ressort de compression 19 agit entre un renfort de membrane 20, fixé sur la membrane 18, et un disque de valve 21, à hauteur de la pointe du dôme. Le disque de valve 21 est solidaire d'une pièce rapportée filetée 22 qui, par l'intermédiaire d'un embout carré 23, peut être vissée plus ou moins profondément dans la chambre de pression de référence 2, et détermine ainsi la force du ressort de compression 19. Le tirant 16 est disposé déplaçable à travers la totalité de la chambre de pression de référence 2, et à travers la pièce rapportée filetée 22 ainsi que l'embout carré 23, et le tirant 16 porte, à cette extrémité, une goupille filetée 24. A la pointe du dôme de la chambre de pression de référence 2, il est prévu un embout fileté 25, sur lequel est vissée une chambre de pression 3 de l'unité d'entrainenent, par son perçage fileté central 26. La chambre de pression 3 est remplie d'un tuyau flexible 27, ayant l'élasticité du caoutchouc, qui porte un raccord d'air comprimé 28 auquel peut être amené, par une unité de commande 30 et par l'intermédiaire d'une conduite de pression de commande 29, du gaz de commande provenant d'une source de gaz de commande 31. Le tuyau flexible 27 en caoutchouc élastique est relié à une partie de paroi mobile 32 de l'unité d'entraînement 3, qui agit sur un entraineur 33 qui est vissé sur la goupille filetée 24, et bloqué par des contre-écrous 34. La course du tirant 16, qui peut être accomplie par l'unité d'entraînement, est délimitée, d'une part, par l'unité d'entraînement 3 elle-même, et, d'autre part, par une butée annulaire 35. Tant l'unité d'entraînenent 3 que le tuyau flexible 27 en caoutchouc élastique qui se trouve à l'intérieur, de mêmne que la partie de paroi mobile 32, l'entraîneur associé 33 et la butée 35, sont disposés en couronne autour du raccord fileté 25 de la chambre de pression de référence. Le corps de valve 1 est muni, à la suite de la chambre de pression aval 14 dans le sens d'écoulement, d'un canal de sortie 36, qui mène, par l'intermédiaire d'un branchement d'utilisateur 37, à un utilisateur non représenté. A partir du canal de sortie 36, une conduite de pression 38 mène à un manomètre 39, qui est vissé dans le corps de valve par un raccord de manomètre 40. La chambre de pression de référence 2 est reliée à l'environnement par l'intermédiaire d'un perçage d'aération 41. Pour couper le détendeur, du gaz de commande est refoulé par l'intermédiaire de la conduite de pression de commande 29 à l'intérieur du tuyau flexible 27, de sorte que la partie de paroi mobile 32 de la chambre de pression 3 et le tirant 16 se déplacent à 264922 1- l'encontre de la force du ressort de compression 19. Le plan frontal du poussoir 15 se sépare ainsi de l'obturateur 5 de la valve réductrice, de sorte que cette dernière est maintenue hermétiquement contre le siège de valve 4 par la force du ressort de fermeture 6. La chambre de pression amont 10 reste ainsi isolée de la chambre de pression aval 14 jusqu'à ce que, par un signal de commande correspondant provenant de l'unité de commande 30, le gaz de commande soit dégagé dans l'environnement, de sorte que le tuyau flexible 27 en caoutchouc élastique est déchargé, et que la partie de paroi mobile 32 est amenée en application sur la chambre de pression 3 par la force du ressort de compression 19. Simultanément, le tirant 16 se déplace, par suite de la force du ressort 19, en direction de l'obturateur 5, et soulève ce dernier conformément aux rapports de pression prédominants dans la chambre de pression amont 10 et dans la chambre de pression aval 14. 26 4tt0 REVENMDICATIONS 1. Détendeur, avec une valve réductrice, qui se trouve sous charge de ressort agissant dans le sens de fermeture, entre une chambre de pression amont et une chambre de pression aval, et dont l'obturateur est attaqué par un élément de pression agissant dans le sens d'ouverture sous la pression d'un ressort, élément qui est assemblé à un tirant qui porte une membrane séparant la chambre de pression aval d'une chambre de pression de référence, et qui s'engage dans un dispositif de fermeture, dans la position de fermeture duquel le tirant et l'élément de pression sont désaccouplés, caractérisé en ce qu'un élément entraîneur (33) agit sur le tirant (16), élément qui est assemblé à une unité d'entraînement (3, 27, 32) actionnable dans le sens de fermeture, pour l'asservissement de laquelle une unité de commande (30), travaillant indépendamment de la pression aval, est prévue. 2. Détendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'entraînement est conçue comme une chambre de pression (3) avec une partie de paroi mobile (32), à laquelle est fixé l'élément entraîneur (33) , et en ce que la chambre de pression (3) est reliée à une source de gaz de commande (31), par l'intermédiaire de l'unité de commande (30) et d'une conduite de pression de commande (29). 3. Détendeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre de pression est réalisée en forme de coque rigide (3), qui reçoit un tuyau flexible (27) en caoutchouc élastique, et dont la partie de paroi mobile (32) est assemblée au tuyau flexible (27). 4. Détendeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre (3), le tuyau flexible (27) et la partie de paroi mobile, conformée en couronne (32), sont réalisés entourant radialement le tirant (16). 5. Détendeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément entraîneur (33) est limité dans sa course par une butée (35).