Brevet FR2652426A1 — publié le 19910329

La présente invention concerne un détendeur de bouteille de gaz comprenant un corps conçu pour être vissé sur une bouteille de gaz et un piston monté, de manière flottante et étanche, dans un alésage du corps et exposé, du côté amont, à la pression du gaz dans la bouteille et, du côté aval, opposé au côté amont, à l'action d'un ressort dont la force détermine le degré de détente du gaz. Des détendeurs de ce genre sont bien connus en soi. Ils sont utilisés partout o le gaz est stocké à une pression supérieure à sa pression d'utilisation et servent à réduire la pression du gaz à une valeur déterminée et, de préférence, stabilisée. Tel est le cas, par exemple, des bouteilles de gaz. Ces détendeurs font généralement partis du circuit d'utilisation, car ils doivent être réglés et conçus en fonction de la pression d'utilisation. Or, il serait intéressant de prévoir également un détendeur sur les bouteilles, afin d'assurer une prédétente du gaz et de ne pas être obligé, lors du remplissage d'une bouteille, de devoir tenir compte de la pression d'utilisation ou des performances des détendeurs des circuits d'utilisation. Ceci permettrait, par exemple, de comprimer davantage le gaz dans la bouteille lors du remplissage, autrement dit, à contenance égale de la bouteille, d'augmenter son contenu, c'est-à-dire la quantité de gaz, ou, à contenu égal, de réduire la grandeur de la bouteille. Malheureusement, le montage des détendeurs directement sur les bouteilles nécessite, le plus souvent, leur démontage en vue du remplissage de la bouteille, ou un second orifice sur la bouteille car le remplissage ne peut pas être effectué à travers des détendeurs, ceux-ci ne permettant qu'une circulation à sens unique du gaz. Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau détendeur pour bouteille ou récipient, qui, outre ses fonctions de détendre le gaz et de permettre le soutirage de celui-ci à une pression réduite et stabilisée, permet le remplissage de la bouteille à travers le détendeur et sans démontage de celui-ci. Pour atteindre cet objectif, le détendeur proposé par la présente invention est essentiellement caractérisé par une conduite en dérivation permettant le remplissage de la bouteille et le soutirage du gaz de celleci et reliant, l'un à l'autre, lesdits côté amont et aval du piston, la section du côté aval exposée à cette conduite en dérivation étant plus petite que celle du côté amont et en ce que les côtés amont et aval du piston communiquent respectivement avec l'intérieur de la bouteille et avec un réseau d'utilisation par l'intermédiaire d'une première et d'une seconde valve, toutes les deux conçues pour être maintenues en position fermée par la pression du gaz dans la bouteille et être ouvertes, la première soit par l'action mécanique exercée par le côté amont du piston, soit par la pression d'un gaz en cours de remplissage de la bouteille et, la seconde, soit par la connection, sur le corps du détendeur, d'un connecteur d'une conduite, soit par la pression d'un gaz de remplissage de la bouteille. Ladite conduite en dérivation évolue, de préférence, à travers le corps du piston. Ledit ressort peut être monté dans un capuchon amovible en prenant appui, d'une part, dans le fond du capuchon et, d'autre part, sur un épaulement périphérique du piston. Le ressort est, de préférence, monté autour d'une tubulure solidaire du fond du capuchon, cette tubulure s'étendant de celui-ci en direction du piston. Une partie rétrécie du piston de la région du côté aval s'étend à l'intérieur de ladite tubulure avec possibilité de coulissement axial étanche grâce à un joint torique. Ladite seconde valve est, de préférence, montée axialement au centre du fond du capuchon dans un alésage sétendant entre l'intérieur de ladite tubulure et un raccord de connection extérieur. D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux, présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence à la figure en annexe qui illustre schématiquement une coupe axiale à travers un détendeur conformément à la présente invention. Le détendeur représenté sur cette figure comporte un corps 10 dont la partie inférieure est pourvue d'un filet extérieur 12 lui permettant d'être vissé sur une bouteille de gaz non représentée et dont la partie supérieure présente un creux dans lequel est vissé un capuchon 14. La partie inférieure du corps 10 est traversée par une conduite axiale 16 dans laquelle est vissée une première valve 18 analogue à une valve de chambre à air, qui est maintenue en position fermée au niveau d'un joint 20, sous l'effet de la pression du gaz dans la bouteille, mais qui s'ouvre, soit sous l'effet d'une poussée axiale sur sa tige supérieure 22, soit sous l'effet d'un pression différentielle, lorsque la pression sur sa partie supérieure dépasse la pression du gaz dans la bouteille en cas de remplissage. Le capuchon 14 comporte une tête de raccord centrale 24 traversée par un passage axial 26 dans lequel est vissée une seconde valve 28 identique & la première valve 18 et comprenant également un joint 30 de fermeture du passage 26 et une tige de manoeuvre 32. L'élément actif du détendeur est un piston 34 monté axialement, de manière flottante, dans le creux du corps 10 et du capuchon 14. Ce piston 34 comporte une base cylindrique 36 logée dans un alésage cylindrique 38 du fond du creux du corps 10 et qui définit avec le côté amont de la base 36 du piston 10 une chambre inférieure 40 dont l'étanchéité est assurée par un joint torique 42 prévu autour de la base 36 du piston 34. La tête 44 du piston 34 est engagée dans une tubulure axiale cylindrique 46 solidaire du capuchon 14 et délimitant avec celle-ci une chambre supérieure 48 dont l'étanchéité est assurée par un joint torique 50 autour de la tête 44 du piston 34. Les chambres supérieure 48 et inférieure 40 communiquent, l'une avec l'autre, à travers un canal 52 traversant le piston 34, d- sorte que ces deux chambres sont toujours équilibrées du point de vue pression. Toutefois, étant donné que la section de la base 36 du piston 34 est plus grande que la section de la tête 44, le piston 34 subit, lorsque les deux chambres 40 et 38 sont sous pression, une pression différentielle qui créée une force ascensionnelle sur le piston 34. Dans l'espace annulaire entre la tubulure 46 et la paroi du capuchon 14 se trouve un ressort hélicoïdal 54 prenant appui, du côté supérieur, sur le capuchon 14 et, du côté inférieur, sur un épaulement périphérique 56 du piston 34. Ce ressort 54 est calibré pour exercer une force déterminée vers le bas sur le piston 34. La référence 58 désigne un orifice permettant la mise à la pression atmosphérique de l'espace dans lequel se trouve le ressort 54. On va maintenant décrire le fonctionnement de ce détendeur, aussi bien pour le remplissage de la bouteille que pour le soutirage du gaz. En vue du remplissage, on connecte le détendeur, par le raccord 24, sur une source de gaz sous pression. Sous l'effet de la pression du gaz la valve 28 s'ouvre et le gaz se propage à travers le canal 52 dans la chambre 40 pour ouvrir, par sa pression, également la valve 18 et pénétrer dans la bouteille. A la fin du remplissage on déconnecte le raccord 24 de la source de gaz. La pression du gaz régnant alors dans la bouteille maintient la valve 18 en position fermée alors que la pression dans les chambres 40 et 48 du côté amont et aval du piston 34 assure la fermeture de la valve 28. En outre, la poussée engendrée par la pression du gaz dans la chambre 40 est suffisante pour dominer la force du ressort 54 et celle de la pression du gaz du côté aval sur la tête 44 du piston 34, de sorte que celui-ci est soulevé contre l'action du ressort 54 et ne sollicite pas la tige 22 d'ouverture de la valve 18. En vue du soutirage, le raccord 24 est connecté sur un circuit de distribution ou d'utilisation du gaz. Cette connexion est conçue de telle manière, qu'une fois réalisée, elle agit, en permanence, sur la tige 32 de la valve 28 pour maintenir celleci en position ouverte. Sous l'effet de l'ouverture de la valve 28 le gaz emprisonné, auparavant, dans les chambres 40 et 48 va s'échapper dans le circuit de distribution et la réduction de la pression dans la chambre 40 libère le côté amont du piston 34, de sorte que le ressort 54 pourra se détendre pour faire descendre le piston 34 et enfoncer la tige 22, provoquant ainsi l'ouverture de la valve 18. L'échappement du gaz à travers la valve 18 augmentera, à nouveau, la pression dans la chambre 40 et cette augmentation de pression sera suffisante pour faire remonter le piston 34 contre l'action du ressort 54 afin de libérer la tige 22 et fermer la valve 18. Le gaz dans la chambre 40 continuera néanmoins à s'écouler par le canal 52 et la valve ouverte 28 dans le circuit d'utilisation, de sorte que la pression diminue à nouveau dans la chambre 40 pour permettre au ressort 54 de faire descendre, à nouveau, le piston 34 et ouvrir la valve 18 par poussées sur la tige 22. Cette suite d'opérations d'ouverture et de fermeture de la valve 18 a été, pour les besoins de la description, décrite au "ralenti" mais, en pratique, ces opérations se répètent à une cadence tellement rapide que le piston 34 semble rester immobile dans une position déterminée en fonction de la force du ressort et de la pression du gaz dans la bouteille pour assurer, de manière connue en soi, la détente de ce gaz. Le degré de détente est déterminé par la force du ressort 54. Plus celui-ci sera puissant, plus forte sera la pression du gaz détendu. La détente du gaz est donc réalisée de manière connue en soi, mais, contrairement au détendeur connu, le détendeur proposé par la présente invention permet un remplissage d'une bouteille ou d'un récipient à travers le détendeur. REVENDICATIONS 1. Détendeur de bouteille de gaz comprenant un corps (10) conçu pour être vissé sur une bouteille de gaz et un piston (34), monté de manière flottante et étanche, dans un alésage du corps (10) et exposé, du côté amont, à la pression du gaz dans la bouteille et, du côté aval opposé au côté amont, à l'action d'un ressort (54) dont la force détermine le degré de détente, caractérisé par une conduite en dérivation (52) permettant le remplissage de la bouteille et le soutirage du gaz de celle-ci et reliant, l'un à l'autre, lesdits côtés amont et aval du piston (34), la section du côté aval exposée à cette conduite en dérivation (52) étant plus petite que celle du côté amont et en ce que les côtés amont et aval du piston (34) communiquent respectivement avec l'intérieur de la bouteille et avec un réseau d'utilisation par l'intermédiaire d'une première valve (18) et d'une seconde valve (28), toutes les deux conçues pour être maintenues en position fermée par la pression du gaz dans la bouteille et être ouvertes, la première (18), soit par l'action mécanique exercée par le côté amont du piston (34), soit par la pression d'un gaz en cours de remplissage de la bouteille et, la seconde (28), soit par connexion sur le corps (10) du détendeur d'un connecteur d'une conduite d'un circuit d'utilisation, soit par la pression d'un gaz de remplissage de la bouteille. 2. Détendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite conduite en dérivation (52) traverse le piston (34). 3. Détendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ressort (54) est monté dans un capuchon amovible (14) et prend appui, d'un part, dans le fond du capuchon (14) et, d'autre part, sur un épaulement périphérique (56) du piston (34). 4. Detendeur selon la revendication 4, caractérise en ce que le ressort (54) entoure une tubulure (46) solidaire du fond du capuchon (14) et s'étendant de celui-ci en direction du piston (34). 5. Détendeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tête (44) rétrécie du piston (34) de la région du côté aval du piston s'étend dans l'intérieur de ladite tubulure (46) avec possibilité de coulissement axial étanche grâce à un joint torique (50). 6. Détendeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite seconde valve (28) est montée axialement au centre du fond du capuchon (14) dans un passage (26) s'étendant entre l'intérieur de ladite tubulure (46) et un raccord de connexion extérieur (24).