Brevet FR2706052A1 — publié le 19941209

i La présente invention se rapporte a un régulateur de hautes pressions pour gaz compri- més, ayant des moyens de clapet et siège pour isoler la haute pression, des moyens de réglage et de lecture des pressions, des moyens de raccordement sur des bouteilles de gaz comprimés hautes pressions, muni de deux systèmes de sécurité: - l'un interdisant la mise en pression de l'appareil si le moyen de réglage n'est pas au repos au moment de l'admission du gaz comprimé, - l'autre permet de libérer rapidement une surpression intempestive pouvant survenir pendant le fonctionnement Les régulateurs utilisés dans différents secteurs de l'industrie sont quelquefois mis dans les mains d'utilisateurs peu formés, ce qui augmente les risques de fausses manoeuvres, notamment celui de laisser le moyen de réglage en fonction. Généralement il s'agit de la vis de réglage de la pression d'utilisation qui reste vissée quand l'utilisateur ferme l'admission du gaz comprimé et déconnecte le régulateur de la source de gaz. Le clapet n'ayant plus l'action de lahaute pression pour être plaqué sur le siège, sous l'action de lavis de réglage restée serrée, il est repoussé en arrière et libère le passage entre l'amont et l'aval du siège. Lors de la remise en fonction du régulateur, si l'utilisateur omet de desserrer la vis de réglage, la haute pression arrive violemment dans la chambre basse pression et de nombreux dégâts peuvent en découler, en outre l'utilisateur peut être exposé à de sérieux dangers suite à l'éclatement éventuel de certains organes du régulateur, quand par exemple la soupape de sécurité n'a pas eu le temps de réagir ou bien si celle-ci est absente. Il est donc essentiel pour la sécurité: - d'une part, d'interdire l'entrée de la pression dans l'appareil si la mise en oeuvre de celui-ci n'est pas respectée. - d'autre part, de libérer instantanément une surpression intempestive pouvant survenir au cours d'un fonctionnement anormal de l'appareil. Laprésente invention a pour objet un régulateur pour hautes pressions, muni de deux systèmes de sécurité indépendants, donc pouvant être montés séparément ou ensemble dans un régulateur. Le premier consiste à empêcher lamise en pression de l'appareil si l'opérateur n'a pas desserré complètement lavis de réglage. Le second, permet l'échappement instantané d'une surpression élevée dans la partie de l'appareil réservée à la pression détendue. Suivant l'invention, un régulateur pour hautes pressions de gaz comprimés muni de deux dispositifs de sécurité interne, comporte un conduit adapté, destiné à être relié à une source de gaz comprimé, des moyens de clapet et siège pour isoler la haute pression, des moyens de lecture et réglage des pressions, est caractérisé en ce qu'un premier dispositif de sécurité interne, comporte un moyen interdisant l'arrivée du gaz au niveau du siège, situé entre le moyen de liaison à la source de gaz et l'amont du couple siège/clapet, ledit moyen étant rendu actif en l'absence de pression dès la déconnexion du régulateur de la source de gaz, conjuguée au moyen de réglage resté en position active, ce dernier repoussant le clapet loin du siège du régulateur. Suivant une autre caractéristique, ce dispositif de sécurité consiste en un clapet muni de deuxjoints de diamètres strictement identiques, coulissant chacun dans des chambres séparées et situées de part et d'autre du conduit d'amenée de la haute pression, lorsque ledit moyen de sécurité est rendu actifpar manque de pression. Suivant une autre caractéristique, ledit moyen de sécurité étant actif le gaz compri- mé haute pression arrive entre les deuxjoints de diamètres strictement identiques, les surfaces soumises à l'action de la pression sont égales, les forces axiales qui en résultent sont de sens opposés et s'annulent. Il ny a aucune action sur le déplacement du clapet. Le dispositif étant actif, on ne peut utiliser le régulateur. Le dispositif ne peut être désactivé que si la manoeuvTre qui consiste à fermnner l'alimentation du gaz, évacuer la haute pression et positionner le moyen de réglage au repos, est effectuée. Suivant une autre caractéristique, le régulateur est muni d'une seconde sécurité interne ayant un moyen de piston pour évacuer une montée intempestive de la pression dans la chambre basse pression située en aval du couple siège/clapet, ledit piston se déplace plus ou moins loin selon la pression détendue qui lui est appliquée. Suivant une autre caractéristique, le second système de sécurité consiste en un piston muni d'unjoint périphérique faisant étanchéité avec la pression atmosphérique, si la pression détendue devient démesurée, la course du piston est telle qu'il libère des passages calculés pour évacuer la pression instantanément et cela en toute sécurité pour l'utilisateur. Suivant une autre caractéristique, le piston collabore à deux fonctions principales, outre le système de sécurité décrit ci-dessus permettant d'évacuer une montée intempestive de lapression, il est aussi le moyen principal de régulation de lapression, celui-ci faisant office de membrane, il se déplace et s'équilibre en fonction de la pression détendue et la force axiale opposée consécutive aà la position plus ou moins serrée du moyen de réglage. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci après à titre d'exemple, en liaison avec les dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vuue en coupe de l'ensemble du régulateur selon l'invention et situant la position des deux systèmes de sécurité. - la figure 2 est une vue en coupe du premier système de sécurité en position active. - lafigure 3 est une vue en coupe d'un clapet traditionnel sans système de sécurité. - la figure 4 est une vue en coupe du second système de sécurité en position active. Dans le mode de réalisation représenté dans les figures 1 à 4, un régulateur suivant l'invention figure 1, comporte un conduit (18) destiné à être raccordé à une source de gaz haute pression, ce conduit est relié par un filetage au corps (1); un trou (17) relie le conduit (18) à une chambre (20) destinée à recevoir la haute pression. Dans la partie supérieure sont ménagés 2 trous filetés (19a et 19b), recevant les moyens de lecture basse et haute pressions (15 et 16); dans la partie centrale supérieure du corps, l'évidement (20) au fond duquel se situe le siège (15) figure 2, permet de loger le clapet haute pression (3), le ressort de pression (4) et le bouchon fileté (2). Dans la zone opposée au conduit (18) figure 1. est ménagé dans le corps (1) un évidement fileté (21), relié au conduit de sortie (22), permettant de monter un raccord de sortie adapté pour l'utilisateur. La zone axiale basse du corps (1) comporte une partie filetée (23) permettant la liaison du moyen de réglage de la pression d'utilisation, en formant une chambre de détente (24), dans laquelle se déplace un piston (10). Sur le piston (10), un joint d'étanchéité (9) est placé dans une gorge, afin d'isoler la pression détendue dans la chambre de détente (24) par rapport à la pression atmosphérique.. D'un coté, le piston est en appui sur le ressort de détente (12), plus ou moins comprimé par la vis de détente (14) elle même en appui sur larondelle (13), l'ensemble étant rendu mobile par larotation de lavis (14) dans le couvercle (11). De l'autre. le piston (10) prend appui sur le poussoir (7), en lui communiquant l'effort axial résultant de la compression du ressort (12). En fonctionnement normal, un équilibre s'établit ainsi entre tous ces organes; l'action de la pression agissant sur lasurface du piston (10) résultant de l'ouverture du clapet (3) et de sa garniture (16), par rapport au siège (15) du corps (1). Dans l'éventualité ou l'utilisateur n'a pas vérifié si la vis de réglage (14), se trouve en position dessertrée avant d'ouTvrir l'admission du gaz, l'ensemble mobile, constitué du piston (10), du poussoir (7) et du clapet (3), est sous la seule action du ressort comprimé (12), celle du ressort (4) étant négligeable, ce qui apour effet d'éloigner le clapet (3) du siège (15). On imagine dans cette situation les risques résultant d'une arrivée brntale de la haute pression passant directement de la chambre (20) dans la chamnbre (24) et si le système de sécurité objet de l'invention est absent, comme représenté dans la figure 3. Pour interdire l'entrée de la hante pression dans la situation décrite précédemment. on remarque figure 2, l'évidement (25) pratiqué dans le bouchon fileté (2), d'un diamètre. identique à celui du logement (20) du corps (1). Sur le diamètre extérieur du clapet (3), sont disposées 2 gorges qui permettent le positionnement des joints (5 et 6) identiques. De cette manière lorsque le clapet (3) est en position éloignée du siège (15), le joint (6) est positionné dans le logement (25), le joint (5) est dans le logement (20). La course du clapet (3) est limitée par le fond du bouchon (2), afin que le joint (5) ne sorte pas du logement (20). Lorsque lapression arrive par le conduit (17) figure 2, elle est stoppée par les joints (5 et 6), I'effort sur chacun d'eux résultant de la haute pression est le même mais de sens opposé, larésultante est nulle. Le clapet reste immobile. L'utilisateur est obligé de fermer la source de gaz et de desserrer la vis de détente (14), s'il veut faire fonctionner l'appareil. Il s'en suit que le clapet (3) reprend lapositionreprésentée en lafigure 1, le joint (6) est tel qu'il est sorti du logement (25), ce qui laisse une surface de passage importante pour la haute pression. Apres réowuverture de l'admission, le gaz comprimé peut arriver dans le logement (25) figure 1, puis dans les orifices (26), ceux-ci débouchant dans le conduit (27), lui même en commmunication avec les trous (28) reliés a la chambre (20). Le gaz est stoppé en amont du siège (15), par lagarniture (16) du clapet (3). La description du système de sécurité qui vient d'être faite, n'est pas limitée à la forme d'exécution représentée, mais embrasse toutes variantes situées dans le cadre des revendica- tions. En particulier le bouchon (2), pourrait ne pas exister, celui-ci pouvant faire partie du corps (1). Dans ce cas, le clapet (3) et le ressort (4) pourraient être introduits dans le corps (1) du côté du siège (15), ce dernier pourrait être vissé et faire étanchéité de la même façon que celle réalisée par le bouchon (2). Le second système de sécurité permet, dans l'éventualité d'une montée intempestive de la haute pression dans la chambre (24), pour une cause anormale, de libérer la pression instantanément et de l'évacuer par les orifices (1 lb) figure 4, sans danger pour l'utilisateur. Selon lafigure 1 le piston (10) faisant office de membrane s'équilibre entre la force résultant de la compression du ressort (12) et la pression du gaz détendu dans la chambre (24). Lorsque cette pression devient démesurée par rapport à l'action du ressort (12), elle repousse le piston (10) figure 4, dans le logement (11a) du couvercle (11), tel que dans cette position, le joint d'étanchéité (9) est situé au delà des orifices d'échappement (11b). La surface totale de ces orifices est calculée de telle façon que la pression dans la chambre (24) reste très limitée. La description de ce système de sécurité, n'est pas limité au mode représenté dans les figures 1 et 4; des variantes notamment de formes, correspondantes aux revendications seraient incluses dans le domaine cette invention. REVENDICATIONS 1 -Régulateur pour gaz comprimés hautes pressions pour bouteille de gaz individuelle, ou pour toute autre alimentation en haute pression, ayant des moyens de siège (15) et clapet (3) (figure 1), muni de deux systèmes de sécurité, l'un interdisant la mise en pression de l'appareil dans le cas d'tme mauvaise mise en oeuvre, l'autre permettant de limiter une montée intempestive de la haute pression dans la chambre (24), ledit régulateur est caractérisé en ce que le premier dispositif de sécurité interne comporte un moyen interdisant l'arrivée du gaz sur le siège (15), disposé entre le conduit de liaison à la source de gaz (17) et l'amont du siège (15) figure 2, ledit moyen de sécurité étant rendu actif automatiquement, par l'absence de pression au moment de la mise hors service du régulateur, conjuguée au moyen de réglage qui est resté en position active. 2 -Régulateur selon larevendication 1, est caractérisé en ce que le premier dispositif de sécurité consiste en un clapet (3) muni de 2joints ayant leurs diamètres strictement identiques, lesquels coulissent chacun dans des chambres séparées (20) et (25) situées de part et d'autre du conduit d'amenée de la haute pression (17) lorsque ledit moyen de sécurité est rendu actif. 1s 3 -Régulateur selon les revendications 1 et 2, est caractérisé en ce que le gaz comprimé est acheminé entre les 2 joints (5) et (6), par mun conduit ménagé (17), les surfaces sollicitées par la pression sont égales, les forces axiales résultantes sont de sens contraire, l'action de la pression sur le clapet est donc nulle, l'appareil ne peut être réutilisé que si la manoeuvre qui consiste à fermer l'arrivée de la haute pression, évacuer le gaz situé en amont du clapet et mettre le moyen de réglage au repos, est effectuée. 4 -Régulateur selon la revendication 1, est caractérisé en ce que le second dispositif de sécurité interne, possède un moyen de piston (10) pour libérer une montée intempestive de la pression dans la chambre (24). , situé en aval du couple siège (15) et clapet.(3), ledit piston se déplaçant plus ou moins selon lapression détendue qui lui est appliquée. 5 -Régulateur selon la revendication 4, est caractérisé en ce que le piston (10) possède un joint périphérique (9) assurant l'étanchéité avec la pression atmosphérique, quand la pression détendue devient excessive, ledit piston a une course telle qu'il se déplace dans le logement ménagé (11a) du couvercle (11), libère des passages (11b) suffisamment grands pour évacuer la surpression instantanément et sans danger pour l'utilisateur.30 6 -Régulateur selon les revendications 4 et 5, est caractérisé en ce que le piston (10) collabore à deux fonctions principales du régulateur, outre le second système de sécurité permettant d'évacuer instantanément une montée intempestive de la pression, l'autre étant de faire office de membrane, équilibrer les actions du moyen de réglage (14) et du ressort (12) d'un côté et celles des actions de lapression détendue de l'autre.et de l'action du poussoir (7).