Brevet FR2707020A1 — publié le 19941230

La présente invention concerne les régulateurs de pression de gaz, notamment de gaz respiratoire pour plongeurs, du type comprenant, dans un corps de régulateur, une première chambre communiquant avec une entrée connectable à une source de gaz sous pression, une deuxième chambre séparée de la première chambre par une paroi traversée par un passage et fermée par un moyen de piston solidaire d'une tige creuse coulissant de façon étanche dans le passage et comportant une extrémité s'étendant dans la première chambre et formant élément de clapet coopérant avec un siège de clapet disposé dans la première chambre, le piston étant sollicité dans la direction opposée au siège de clapet par un ressort disposé dans la deuxième chambre et prenant appui sur la paroi, une troisième chambre séparée de la deuxième chambre par le moyen de piston et communiquant avec au moins une sortie connectable à un circuit utilisateur et avec la tige creuse, et une quatrième chambre débouchant vers l'extérieur du corps, délimitée extérieurement par une paroi souple et communiquant avec la deuxième chambre, les deuxième et quatrième chambres étant remplies d'un fluide sensiblement incompressible. Un régulateur à réservoir de fluide et à membrane de ce type est connu du document US-A4.396.032. L'agencement décrit dans ce document nécessite un volume important de fluide incompressible et ne permet pas un changement aisé du siège de clapet, ce changement imposant une vidange puis un nouveau remplissage du fluide incompressible. II a également été proposé des régulateurs utilisant, en place et lieu de la paroi souple, une paroi poreuse, cette dernière approche présentant toutefois des risques de fuite du fluide et,en particulier pour les plongées en eau froide, des inconvénients de pénétration de l'eau dans la réserve de fluide et, partant, des risques de grippage des pièces mobiles du régulateur et de colmatage de la paroi poreuse par des cristaux de glace. La présente invention a pour objet de proposer des perfectionnements aux régulateurs à paroi souple définis ci-dessus, facilitant grandement la maintenance, permettant de réaliser le régulateur sous une forme compacte avec une faible réserve de fluide incompressible et conférant une sécurité et une fiabilité de fonctionnement accrues. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, le siège de clapet est porté par un élément obturateur délimitant extérieurement la première chambre et monté dans une extrémité du corps, et en ce que la quatrième chambre est formée dans une zone latérale du corps, avantageusement sensiblement en regard de l'entrée de gaz sous pression. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la quatrième chambre communique avec la deuxième chambre par une ouverture formée dans la paroi séparant cette dernière de la première chambre et qui est avantageusement formée d'une seule pièce avec le corps; - la tige creuse coopère avec un joint maintenu dans la paroi par une bague sollicitée par un ressort s'étendant dans la première chambre et prenant appui sur le siège de clapet; - le moyen de piston comprend un piston et une membrane délimitant intérieurement la troisième chambre. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec le dessin annexé, sur lequel la figure unique est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un régulateur selon l'invention. Le régulateur, également appelé détendeur dans les pays francophones, comprend un corps 1 de configuration générale cylindrique comportant, de haut en bas sur la figure et coaxialement à l'axe du corps, un alésage supérieur taraudé 2 prolongé par un alésage de diamètre réduit 3, lui-même prolongé par un alésage central de petit diamètre 4 débouchant dans un alésage étagé inférieur de plus grand diamètre 5. Les alésages 3 et 5 forment, comme on le verra plus avant, une première chambre et une deuxième chambre, séparées l'une de l'autre par une portion de corps formant une paroi interne ou cloison 6 traversée par le petit alésage 4. Dans l'alésage 3 débouche transversalement un alésage étagé 7 destiné à recevoir un raccord 8 de connection à une source de gaz sous pression, typiquement de l'air ou un mélange de gaz respiratoire sous pression. En regard de l'alésage transversal 7 est formé un alésage borgne 9 formant, dans le corps, une chambre décalée axialement de la chambre 5 et ouvrant normalement vers l'extérieur mais obturée par une membrane profilée 10 montée sur le corps 1 par une bague filetée Il Selon un aspect de l'invention, la chambre constituée par l'alésage 9 communique en permanence avec la chambre formée par l'alésage 5 par une ouverture 12 formée dans la cloison 6. Dans l'alésage 5 est monté un moyen de piston comprenant un piston 13 coulissant, à étanchéité grâce à un joint torique 14, dans l'extrémité inférieure évasée de l'alésage 5 et, pour éliminer tout risque de fuite au niveau du joint 14 solidaire d'une membrane souple annulaire 15 dont la périphérie est pincée entre l'extrémité inférieure du corps 1 et un bloc annulaire 16 rapporté sur l'extrémité inférieure du corps 1 et définissant une chambre intérieure 17 communiquant, par au moins par un passage 18, avec au moins un passage de sortie 19 formé dans une pièce annulaire 20 rapportée sur l'extrémité cylindrique inférieure de diamètre réduit du bloc 16, pour le raccordement à un circuit utilisateur moyenne pression, typiquement à un deuxième étage de détendeur d'un équipement de plongeur. Avec l'agencement selon l'invention, les chambres 9 et 5 sont remplies une fois pour toutes en usine, sans risque de contamination du fluide de remplissage par des composants extérieurs. Le piston13 comporte une tige creuse 21 coulissant dans l'alésage central 4 et s'étendant dans l'alésage 3. L'étanchéité entre la tige 21 et la cloison centrale 6 est assurée par un joint 22 disposé dans une gorge annulaire de la cloison 6 raccordant les alésages 4 et 3 et maintenue par une bague 23 disposée dans l'alésage 3 autour de la tige 21. Selon un aspect de l'invention, la chambre formée par l'alésage 3 est fermée, vers le haut, par un élément cylindrique formant siège de clapet 24, en matériau plastique semi-rigide, reçu dans un logement inférieur d'un élément obturateur 25 monté de façon étanche dans l'alésage taraudé d'extrémité 2 du corps 1. Dans la chambre haute pression formée par l'alésage 3 est disposé, autour de la tige 21, un ressort 26 prenant appui sur l'élément de siège 24 et sur la bague 23 de façon à maintenir celle-ci dans une position immobilisant le joint 22 dans sa gorge. La membrane 15 est solidarisée au piston 13 par une vis creuse centrale 27 de sorte que le canal central de la tige creuse 21 est en communication permanente avec la chambre inférieure moyenne pression 17 et avec la sortie 19. L'extrémité libre de la tige 21 est biseautée pour constituer un élément de clapet coopérant sélectivement avec le siège de clapet 24 et assurer ainsi, avec le piston 13, une fonction de détendeur de pression, la pression détendue étant déterminée par un ressort calibré 28 prenant appui sur la cloison 6 et sollicitant le piston 13 dans la direction opposée à celle de l'élément de clapet stationnaire 24. Pour adapter la pression détendue à la pression du milieu environnant, la face supérieure du piston 13 doit également être exposée à cette pression du milieu environnant. Cette fonction est assurée par un fluide incompressible, typiquement un bain d'huile de silicone 29 remplissant les chambres constituées par les alésages 5 et 9 et répercutant au piston 13 la pression environnante via la membrane 10 obturant l'alésage 9. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Régulateur de pression de gaz, comprenant, dans un corps (1), une première chambre (3) communiquant avec une entrée (7) connectable (8) à une source de gaz sous pression, une deuxième chambre (5) séparée de la première chambre (3) par une paroi (6) traversée par un passage (4) et fermée par un moyen de piston (13, 15) solidaire d'une tige creuse (21) coulissant de façon étanche dans le passage (4) et comportant une extrémité s'étendant dans la première chambre (3) et formant élément de clapet coopérant avec un siège de clapet (24) disposé dans la première chambre (3), le moyen de piston (13, 15) étant sollicité dans la direction opposée au siège de clapet (24) par un ressort (28) disposé dans la deuxième chambre (5) et prenant appui sur la paroi (6), une troisième chambre (17) séparée de la deuxième chambre par le moyen de piston (13, 15) et communiquant avec au moins une sortie (18) connectable (19) à un circuit utilisateur et avec la tige creuse (21), et une quatrième chambre (9) débouchant vers l'extérieur du corps (1), délimitée extérieurement par une paroi souple (10) et communiquant avec la deuxième chambre (5), les deuxième (5) et quatrième (9) chambres étant remplies d'un fluide sensiblement incompressible (29), caractérisé en ce que le siège de clapet (24) est porté par un élément obturateur (25) délimitant extérieurement la première chambre (3) et monté dans une extrémité (2) du corps (1), et en ce que la quatrième chambre (9) est formée dans une zone latérale du corps (1). 2. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quatrième chambre (9) est formée sensiblement en regard de l'entrée de gaz sous pression (7). 3. Régulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la quatrième chambre (9) communique avec la deuxième chambre (5) par une ouverture (12) dans la paroi (6). 4. Régulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi (6) est formée d'une seule pièce avec le corps (1). 5. Régulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige creusé (21) coopère avec un joint (22) maintenu dans la paroi (6) par une bague (23) sollicitée par un ressort (26) s 'étendant dans la première chambre (3) et prenant appui sur le siège de clapet (24). 6. Régulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le siège de clapet (24) est formé par un élément en matériau plastique reçu dans un évidement central de l'élément obturateur (25). 7. Régulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de piston comprend un piston (13) coulissant dans la deuxième chambre (5) et une membrane (15) délimitant intérieurement la troisième chambre (17). 8. Régulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide (29) est une huile de silicone. 9. Régulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz sous pression est un gaz respiratoire pour plongeurs.