Brevet FR2757244A3 — publié le 19980619

FR 2757244 A3 19980619 FR 9714978 A 19971128 SOUPAPE DE REGLAGE AVEC INDICATEUR DE LA VALEUR DE LA PRESSION La présente invention concerne une soupape automatique pour le réglage de la pression d'un fluide circulant dans une installation hydraulique ou dans un équipement de chauffage, comprenant un indicateur au moyen duquel on pourra obtenir une visualisation immédiate de la valeur de la pression réglée. La soupape automatique avec l'indicateur de pression selon la présente demande de certificat d'utilité est adaptée pour différents emplois, par exemple, comme réducteur automatique de pression, comme groupe de remplissage pour des équipements thermo-sanitaires, comme soupape de dérivation différentielle ou pour d'autres applications similaires. On connaît généralement les soupapes de réduction de pression munies d'un dispositif d'affichage de la pression au moyen duquel on peut afficher la valeur de pression réglée obtenue en aval du réducteur de pression. Dans la plupart des cas, la valeur de la pression se lit à travers une fenêtre graduée prévue sur la paroi latérale de la calotte qui, normalement, renferme le dispositif de réglage; dans d'autres cas, on a utilisé une échelle graduée directement reproduite sur la surface extérieure d'un prolongement du corps du réducteur, laquelle surface est progressivement couverte ou découverte par le bord d'une poignée de commande d'un piston de compression du ressort de poussée de l'obturateur. La position latérale de l'échelle d'indication de pression selon ces solutions connues, rend non seulement la lecture difficile, mais dans certaines conditions d'utilisation de la soupape, l'échelle peut être partiellement ou totalement cachée, en rendant ainsi ardue la lecture de la valeur de la pression réglée. Une autre exigence, qui n'est pas toujours satisfaite dans les soupapes de réduction de pression actuellement connues, concerne la simplicité de construction de cette soupape, en particulier du dispositif d'indication de pression, ainsi que la possibilité d'inspectionner facilement le groupe soupape de réduction de pression, ou bien de le remplacer sans en compromettre l'étalonnage. Par conséquent, l'objectif de la présente demande de certificat d'utilité est de fournir une soupape de réglage de pression munie d'un indicateur de la valeur de la pression réglée, particulièrement adaptée à être utilisée comme réducteur automatique de pression, comme groupe de remplissage ou comme soupape différentielle dans laquelle l'indicateur de pression a une structure simple, formée d'un petit nombre de pièces, et dans laquelle l'indicateur est placé dans une position favorable à la lecture, facilement accessible par un opérateur. Un autre objectif de la présente demande de certificat d'utilité est de fournir une soupape de réduction de pression dans laquelle le dispositif indicateur de pression constitue une partie intégrante du groupe de réglage, permettant un remplacement facile et/ou une inspection du groupe de soupape de réduction de pression, sans en compromettre l'étalonnage, durant les opérations de remplacement et/ou de contrôle de ce même groupe de réduction de pression. Ce que nous venons d'indiquer ci-dessus s'obtient au moyen d'une soupape de réglage de pression du type comprenant un corps de soupape muni d'un siège de soupape entre une entrée et une sortie de fluide, un obturateur contraint par un ressort à fermer ou à ouvrir le siège de soupape mentionné ci-dessus, et un indicateur de la valeur de la pression réglée, cet indicateur comprenant un disque indicateur supporté tournant coaxialement à la vis de réglage sous l'action de la force exercée par le ressort sur l'obturateur du groupe de réduction de pression, lequel disque indicateur est placé sous un élément de couverture en matière transparente; une échelle graduée est reproduite sur l'élément de couverture pour fournir, par rapport à un index de référence sur le disque indicateur, ou vice versa, une valeur précise de la pression réglée. Le disque indicateur est supporté d'une manière rotative par la vis de réglage et il est relié à cette dernière au moyen d'un démultiplicateur à engrenages comprenant une première couronne dentée solidaire de la vis de réglage, une seconde couronne dentée solidaire du disque indicateur, et un engrenage double de liaison, apte à fournir un rapport de démultiplication adéquat entre les deux couronnes dentées de l'indicateur. Le type d'indicateur à aiguille ainsi réalisé, et son positionnement frontal sur la calotte de protection du groupe de réglage, facilitent la vision directe et la lecture de ce même indicateur, tout en permettant d'étendre l'échelle de lecture sur un arc large de la circonférence, en fournissant de cette manière une indication plus précise quant à la valeur de la pression réglée. La soupape de réglage de la pression, selon la présente invention, sera plus amplement décrite ci-après, avec une référence spécifique à un groupe de remplissage pour équipements thermiques, sans que cela constitue une limitation pour l'application et pour les caractéristiques novatrices de ce même modèle. D'une façon générale la soupape de réglage de pression, selon la présente invention comprend un corps de soupape muni d'un siège de soupape entre une entrée et une sortie de fluide, un obturateur contraint par un ressort, dont la force peut être réglée par un groupe de réglage de pression comprenant une vis de réglage vissée coaxialement dans un moyeu creux (41), et un dispositif indicateur de la valeur de la pression réglée, ce dispositif indicateur de la pression comprenant un premier élément indicateur sous la forme d'un disque indicateur tournant coaxialement à la vis de réglage, et un second élément indicateur en matériau transparent, fixé à une calotte de protection du groupe de réglage de pression, situé au-dessus du disque indicateur, un des éléments du dispositif indicateur de pression mentionnés ci-dessus étant muni d'une échelle numérique de valeurs de pression, disposée le long d'un arc de cercle concentrique à la vis de réglage, l'autre élément du dispositif indicateur étant muni d'un index de référence, un démultiplicateur à engrenages étant prévu entre la vis de réglage et le disque indicateur, ce démultiplicateur à engrenages comprenant une première couronne dentée solidaire de la vis de réglage, une seconde couronne dentée solidaire du disque indicateur, et une double roue dentée comprenant un premier pignon engrené dans la couronne dentée du disque indicateur et un second pignon, d'un diamètre supérieur au précédent, engrené dans la couronne dentée de la vis de réglage, pour provoquer une rotation du disque indicateur liée à la rotation de la vis de réglage et à la force exercée par le ressort sur l'obturateur du groupe soupape. En outre, le disque indicateur et le groupe d'engrenages de réduction de tours sont situés dans une chambre prévue à l'extrémité frontale de la calotte contenant le groupe de réglage de la pression, et par le fait que ce second élément indicateur est sous forme d'un couvercle qui ferme la chambre de logement du disque indicateur et des engrenages de démultiplication. En outre encore la vis de réglage comporte un épaulement annulaire qui s'enclenche par encliquetage avec des dents élastiquement souples en correspondance d'un trou central du couvercle de fermeture de la chambre du dispositif indicateur de la pression. De plus également le bord périphérique de la calotte de protection et de logement du groupe de réglage de pression, et le couvercle de fermeture de la chambre du dispositif indicateur de pression présentent des dentures opposées aptes à engrener les unes dans les autres, et par le fait qu'au moins une de ces dentures se développe le long d'un arc de cercle concentrique à l'axe de rotation du disque indicateur. On va maintenant décrire en détail la présente invention en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la soupape de réglage de pression avec indicateur de pression selon l'invention; la figure 2 est une vue de dessus de la soupape de la figure 1; la figure 3 est un détail agrandi du démultiplicateur à engrenages de l'indicateur de pression; la figure 4 est un détail agrandi de la soupape de la figure 1; la figure 5 illustre un autre détail de l'indicateur de la soupape de la figure 1. En se référant à la vue en coupe de la figure 1, on va décrire les caractéristiques générales de la soupape de réglage de pression, relative au groupe de remplissage indiqué, comprenant l'indicateur de pression selon la présente invention. La soupape comprend essentiellement un corps creux 11 définissant une chambre de haute pression 12 reliée à un raccord 13 d'entrée de fluide, et une chambre de basse pression 14 reliée à un raccord de sortie 15, entre lesquelles, dans l'exemple représenté, est mis en place un groupe soupape 16 de réduction de pression. Le groupe soupape 16 de réduction de pression est inséré dans le corps de soupape 11 d'une manière qui permet de l'enlever en le dégageant simplement, après enlèvement d'un ensemble automatique 18 de réglage de chute de pression entre la chambre de haute pression 12 et la chambre de basse pression 14, ainsi que décrit ci-après. En particulier, comme illustré à la figure 1, le groupe soupape 16 comprend un corps central 19 en matériau anticalcaire, se composant d'un élément annulaire inférieur , et d'un élément supérieur 21 en forme de godet, réunis par des rayons ou éléments de liaison longitudinaux 22. L'élément annulaire 20 comporte un passage axial 23 qui met en communication la chambre de haute pression 12 avec la chambre de basse pression 14; le passage 23 s'étend dans la chambre de basse pression 14, et se termine par un siège de soupape 24. L'élément annulaire 20 comporte une surface cylindrique ayant un diamètre correspondant au diamètre intérieur de la chambre de basse pression 14, et comporte une gorge annulaire dans laquelle est logé un joint torique d'étanchéité 25. Dans sa partie supérieure, le corps central 19 a la forme d'un élément en forme de godet 21 qui porte contre un épaulement annulaire 26 du corps de soupape 11 pour fermer la chambre de haute pression 12 dans sa partie supérieure. L'élément 21 en forme de godet comporte à son tour un trou central 27 de forme cylindrique, dans lequel coulisse un piston 28, fixé à la tige 29 d'un obturateur 30, pour compenser la poussée exercée par la haute pression; l'obturateur 30 est normalement maintenu dans une condition équilibrée par les actions opposées d'un ressort de poussée 39 et de la pression exercée par le fluide lui-même sur une membrane flexible 32 qui ferme une chambre d'équilibrage 31 formée par l'élément 21 en forme de godet; la chambre 31 est reliée à la chambre de basse pression 14 au moyen des conduites appropriées 34, dans le corps central 19. En particulier, la membrane flexible 32 est reliée à la tige 29 de l'obturateur, par le fait qu'elle est serrée de façon étanche entre le piston 28 et un plateau métallique 36 au moyen d'un écrou 35 vissé sur l'extrémité postérieure filetée de la tige 29. Le plateau 36, à son tour, sert de support à une extrémité du ressort 39, dont l'autre extrémité s'appuie contre un disque 40 coulissant à l'intérieur de la calotte de protection 33. Le disque 40 présente un moyeu creux 41, fileté à l'intérieur, dans lequel est vissée une vis 42, munie d'une tête 43 pourvue d'une fente 43' pour l'introduction d'un tournevis. On sait que, dans un régulateur de pression tel que dans l'exemple de la figure 1, la valeur de la pression dans la chambre 14, sur le côté de sortie du régulateur, dépend de la position de l'obturateur 30 qui est déterminée par l'action qu'oppose le ressort de poussée 39 et par la contre-pression qui règne dans la chambre d'équilibrage 31 prélevée en aval du groupe de réduction de pression 16, à travers les trous 34 qui s'étendent dans les rayons ou éléments de liaison longitudinaux 22 du corps central. La force en daN exercée par le ressort 39 est proportionnelle à la poussée exercée par le fluide sur la surface de la membrane flexible 32 qui ferme la chambre d'équilibrage 31. Il est donc évident, qu'en intervenant avec un outil inséré dans la fente 43' de la vis de réglage 42, on pourra augmenter ou réduire la poussée exercée par le ressort 39 et, par conséquent, faire varier la valeur de la pression réglée en sortie du réducteur de pression. Il y a donc une relation exacte entre la rotation de la vis de réglage 42, le déplacement du plateau 40 et la compression du ressort 39. Selon la présente invention, la rotation de la vis de réglage 42 peut être avantageusement utilisée pour obtenir une indication visuelle de la valeur de la pression réglée, en aval ou en sortie du régulateur de pression, au moyen d'un indicateur de pression du type à disque, qui est rendu visible sur la partie frontale de la calotte 33 laquelle renferme le dispositif 18 de réglage de pression. Dans la figure 1, le dispositif d'étalonnage globalement indiqué par 50, est placé dans une chambre 51 formée à l'extrémité supérieure de la calotte 33, entre une cloison de séparation intérieure 52 et un couvercle supérieur de fermeture 53 en matière plastique transparente. Le dispositif 50 comprend essentiellement un disque indicateur 54 qui se trouve à l'intérieur de la chambre 51 et qui est supporté de façon tournante par la tête 43 de la vis de réglage 42. Le disque indicateur 54 présente sur sa surface supérieure, visible à travers le couvercle transparent 53, une marque repère 55, par exemple sous la forme d'une aiguille, visible à travers le couvercle 53 lequel, à son tour, sur sa surface inférieure, est doté d'une échelle de référence 56, qui est elle-même visible à travers la paroi transparente du couvercle 53 et qui s'étend sur un arc de cercle large, par exemple d'environ 300 , sur lequel sont indiquées les valeurs numériques des pressions que l'on peutit obtenir dans la chambre 14, à la sortie de la soupape de réduction de pression. Le disque 54, sur son côté inférieur, opposé au précédent, comporte une couronne dentée 57, qui constitue une partie d'un démultiplicateur de tours comprenant une couronne dentée 58 sur la vis de réglage 42, entre la tige filetée et]a tête 43, dont la fente à tournevis 43' est accessible de l'extérieur à travers un trou central 65 formé dans le couvercle de fermeture 53. Les deux couronnes dentées 57 et 58 du réducteur sont reliées entre elles par une double roue dentée, comprenant un pignon 59 de petit diamètre, qui engrène dans la couronne dentée 57, et un second pignon 60, d'un diamètre supérieur, qui engrène dans la couronne dentée 58. Les deux pignons 59 et 60 de la double roue dentée sont supportés de façon à tourner fous, au moyen d'un axe 61 qui est introduit dans un trou prévu à cet effet dans la cloison 52. Le disque indicateur 54 est supporté de façon rotative par une série d'ailettes radiales 52' de la cloison 52, et la combinaison du disque 54 et de la double roue dentée 59, 60 est maintenue en position directement par le couvercle 53 qui s'enclenche par encliquetage sur le bord supérieur de la calotte 33; le couvercle 53 est rendu angulairement orientable, ainsi que précisé ci-après, pour mettre correctement en place l'échelle 56 par rapport à l'index de référence 55, au moment de l'assemblage, indépendamment de la position prise par la soupape de réglage de pression au moment de son montage en oeuvre. La figure 4 des dessins illustre une autre caractéristique que présente le dispositif indicateur de pression pour la soupape de réglage selon l'invention, et qui permet d'enlever le groupe de réglage complet 18 de la pression, avec le dispositif d'étalonnage 50, et de dégager ensuite le groupe 16 de réduction de pression, réalisé sous la forme d'une cartouche applicable et amovible du corps de soupape 11. A ce propos, ainsi qu'illustré dans le détail agrandi de la figure 4, la tête 43 de la vis de réglage 42 est munie d'une gorge périphérique 62 apte à former une contre- dépouille 63 dans laquelle s'engagent des dents élastiquement souples 64 formées dans le couvercle de fermeture 53 autour de l'ouverture 65 à travers laquelle passe la tête 43 de la vis de réglage. Etant donné qu'à son tour le couvercle 53 est accroché à la calotte 33, il s'avère évident qu'en desserrant la calotte, on pourra dégager le groupe de réglage 18 tout entier avec l'indicateur de pression 50, dont l'étalonnage n'est par conséquent pas compromis ou modifié étant donné qu'il se trouve à l'intérieur de la calotte de protection 33. L'enlèvement de la calotte 33 avec le groupe régulateur 18 et l'indicateur 50, permet à son tour le dégagement du groupe entier 16 de réduction de pression, qui peut ainsi être contrôlé et/ou remplacé selon les exigences et/ou les necessités. La figure 5 des dessins illustre un autre détail agrandi du couvercle 53 et du système qui permet son orientation angulaire pour adapter la position de l'échelle 56 sérigraphiée sur le même couvercle transparent 53 par rapport à l'index de référence 55 formé ou sérigraphie sur le disque indicateur 54. A ce propos, le couvercle 53 est muni d'au moins une dent 53' qui s'enclenche dans un entre-dent correspondant 66 d'une denture formée circonférentiellement sur le bord 33', à l'extrémité supérieure de la calotte 33; de cette manière, après avoir effectué l'étalonnage de la soupape, on pourra appliquer le couvercle 53 en faisant coïncider exactement la valeur de la pression réglée, lue sur l'échelle 56, avec l'index de référence 55 du disque 54. D'après la description qui précède, il s'avère de toute façon évident que l'on a fourni une soupape de réglage de pression avec un indicateur d'étalonnage par disque rotatif, particulièrement adaptée à être employée aussi bien comme réducteur automatique de pression ou comme groupe automatique de remplissage, que comme soupape différentielle, avec laquelle on obtient les avantages et les objectifs précisés au début. En particulier, le dispositif indicateur de pression d'étalonnage de la soupape est constitué de trois pièces seulement, pouvant être facilement assemblées et il se trouve dans une position visuelle extrêmement favorable pour permettre une lecture directe et immédiate de la valeur de la pression réglée. Le dispositif indicateur de pression, grâce à sa réalisation et à sa disposition particulières, permet également un étalonnage préalable de la soupape, directement à l'usine, ou après le moment de sa mise en oeuvre, sans que cet étalonnage, une fois effectué, puisse être compromis durant le transport ou à la suite de la manipulation de la soupape de réglage de la pression elle-même. I1 est de toute façon entendu que ce qui a été décrit et illustré eu égard aux dessins annexés, a été donné purement à titre illustratif et non pas limitatif des caractéristiques et des possibilités d'emploi de la soupape de réglage de la pression selon la présente invention. REVENDICATIONS 1. Soupape de réglage de pression, du type comprenant un corps de soupape (11) muni d'un siège de soupape entre une entrée et une sortie de fluide, un obturateur (30) contraint par un ressort (39), dont la force peut être réglée par un groupe de réglage de pression (18) comprenant une vis de réglage (42) vissée coaxialement dans un moyeu creux (41), et un dispositif (50) indicateur de la valeur de la pression réglée, caractérisée par le fait que le dispositif (50) indicateur de la pression comprend un premier élément indicateur sous la forme d'un disque indicateur (54) tournant coaxialement à la vis de réglage (42), et un second élément indicateur (53) en matériau transparent, fixé à une calotte de protection (33) du groupe de réglage de pression (18), situé au-dessus du disque indicateur (54), un des éléments du dispositif (50) indicateur de pression mentionnés ci-dessus étant muni d'une échelle numérique (56) de valeurs de pression, disposée le long d'un arc de cercle concentrique à la vis de réglage (42), l'autre élément du dispositif indicateur (50) étant muni d'un index de référence (55); et par le fait qu'un démultiplicateur à engrenages est prévu entre la vis de réglage (42) et le disque indicateur (54), ce démultiplicateur à engrenages comprenant une première couronne dentée (58) solidaire de la vis de réglage (42), une seconde couronne dentée (57) solidaire du disque indicateur (54), et une double roue dentée comprenant un premier pignon (59) engrené dans la couronne dentée (57) du disque indicateur et un second pignon (60) d'un diamètre supérieur au précédent (58), ngren dans la couronne dentée de la vis de réglage (42), pour p'ovocur une rotation du disque indicateur (54) àJ6e la rot a' jo de la \i-; dce réglage (42) el à&]a force,:xer' e par le ressort (39) sur l'obturateur (30) du groupe soupape (16). 2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le disque indicateur (54) et le groupe d'engrenages de réduction de tours sont situés dans une chambre (51) prévue à l'extrémité frontale de la calotte (33) contenant le groupe de réglage de la pression (18), et par le fait que ce second élément indicateur est sous forme d'un couvercle (53) qui ferme la chambre (51) de logement du disque indicateur (54) et des engrenages de démultiplication. 3. Soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la vis de réglage (42) comporte un épaulement annulaire qui s'enclenche par encliquetage avec des dents élastiquement souples (64) en correspondance d'un trou central (65) du couvercle de fermeture de la chambre (51) du dispositif (50) indicateur de la pression. 4. Soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le bord périphérique (33') de la calotte de protection (33) et de logement du groupe de réglage de pression (18), et le couvercle (53) de fermeture de la chambre (51) du dispositif (50) indicateur de pression présentent des dentures opposées (66) aptes à s'engrener les unes dans les autres, et par le fait qu'au moins une de ces dentures (53') se développe le long d'un arc de cercle concentrique à l'axe de rotation du disque indicateur (54)