Brevet FR2782398A1 — publié le 20000218

L'invention concerne un dispositif de contrôle d'un flux gazeux traversant un corps couplable ou connectable à une source de gaz sous pression, notamment de gaz combustible, dans lequel le gaz sortant du corps est conduit vers un appareil ou composant consommant ce gaz, soit sous une pression identique à la pression de la source de gaz, moins la perte de charge générée par la circulation du gaz dans le corps, soit à une pression moindre régulée, du fait de la détente du gaz dans un détendeur intégré au corps du dispositif de contrôle. Le dispositif de contrôle et le composant ou appareil consommant le gaz peuvent être distincts, ou constituer une seule et même unité fonctionnelle. L'invention concerne plus particulièrement les dispositifs du type robinet à pointeau, dont le corps métallique comprend, entre un canal d'entrée du flux gazeux à contrôler et un canal de sortie du flux gazeux contrôlé, une chambre intermédiaire munie coaxialement d'un siège pour un pointeau, d'un alésage fileté débouchant à l'extérieur et servant, par vissage au montage du pointeau, en général pourvu d'un volant de commande. On sait par ailleurs réguler la pression d'un flux gazeux au moyen d'un détendeur prenant en compte la pression extérieure ou ambiante et les variations de pression de la source de gaz. Un tel détendeur comprend un clapet rappelé dans une position fermée contre un siège, et contrôlant le passage du flux gazeux entre une chambre haute pression et une chambre basse pression, un organe de commande du clapet sous la dépendance d'une membrane fermant d'un côté la chambre basse pression, un moyen de rappel ou ressort prenant appui de l'autre côté de la membrane, et un moyen de réglage du moyen de rappel, notamment pour la fermeture permanente du clapet, et donc du détendeur. Actuellement, l'intégration d'un tel détendeur à un corps métallique comprenant, pour ou vers un appareil à gaz, les canaux respectivement d'entrée et de sortie du gaz, nécessite de réaliser dans le corps des usinages particuliers pour disposer la partie détendeur, mais aussi pour réaliser les différents canaux reliant la chambre haute pression à la chambre basse pression, et/ou la chambre basse pression au canal de sortie du flux gazeux contrôlé. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif de contrôle d'un flux gazeux, demeurant du type robinet à pointeau, mais permettant l'association d'un détendeur sans procéder à cette fin à une quelconque opération d'usinage spécifique et supplémentaire. Conformément à la présente invention, en coopération: - le détendeur appartient à un module de détente, distinct du corps métallique, agencé pour être monté par vissage dans l'alésage taraudé du corps métallique, lequel demeure par ailleurs agencé pour le montage par vissage d'un pointeau d'obturation du siège, - et des moyens sont ménagés entre le canal de sortie du corps et le module de détente, pour prélever le gaz sous haute pression, à son entrée dans la chambre intermédiaire du corps, de manière étanche par rapport au canal de sortie, et le restituer sous pression détendue, ou basse pression, dans ledit canal de sortie, de manière étanche par rapport à la chambre intermédiaire. Grâce à cet agencement, il est très aisé de transformer un robinet traditionnel à pointeau en un dispositif avec détendeur permettant également l'arrêt du gaz. Cette transformation s'effectue en montant le module de détente à la place du pointeau, en utilisant les mêmes moyens de fixation par vissage, et en les complétant par une étanchéité différente pour la circulation du gaz à l'intérieur même de la chambre intermédiaire du corps. Un autre avantage de ce dispositif est qu'il permet une standardisation permettant de réduire le nombre de corps métalliques, selon que le dispositif de contrôle comporte un pointeau ou un détendeur. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, dont l'unique figure représente en coupe transversale une forme d'exécution de ce dispositif de contrôle lorsque le module de détente a été vissé sur le corps métallique, en lieu et place d'un pointeau fileté traditionnel. Dans ce dessin, la référence "A" désigne de manière générale le corps métallique, et celle "B"' le module de détente. Dans la forme d'exécution représentée, le corps "A" est muni d'un organe 50 permettant d'assurer un assemblage et couplage étanches sur la valve de prélèvement 12 d'un réservoir étanche de gaz combustible sous pression 3 (récipient à usage unique ou rechargeable). Cet organe 50 est composé de pinces élastiques 4 munies de crans extérieurs 5 aptes à s'engager dans la gorge intérieure 6 d'une coupelle 7 appartenant à la valve 12. Ces crans 5 sont amenés positivement en position de verrouillage dans la gorge 6 au moyen d'un levier 8 monté pivotant par rapport au corps "A", et entraînant en rotation un bout d'arbre axial 9 muni de tenants radiaux 10 venant en contact avec et repoussant l'extrémité libre de chacune des pinces 4. Par ailleurs, de manière non représentée, dans la position assemblée et couplée de l'organe 50 sur la valve 12, un poussoir prévu sur ledit organe est apte à repousser le clapet de la valve, et établir une communication étanche entre l'intérieur du réservoir 3 et le circuit du gaz combustible dans le corps "A". Il est évident que tout autre assemblage et couplage sur le réservoir 3 peut être mis en oeuvre. Le couplage et verrouillage du corps "A" sur le réservoir 3 ouvre le clapet de la valve 12. Le gaz combustible pénètre alors dans le corps "A" par un canal d'entrée 13 composé d'un alésage axial 13a, d'un perçage incliné 13b, et d'un perçage 13c débouchant axialement dans une chambre intermédiaire 14, dont le fond forme normalement le siège 14d du pointeau, dans la configuration normale d'un robinet à pointeau. Dans cette chambre débouche également un canal de sortie 15 communiquant avec le puits de sortie 16 dans lequel est monté un injecteur 17 pour un brûleur 18 représenté en traits mixtes. Le module de détente "B" est composé d'un corps désigné d'une façon générale par la référence numérique , d'une membrane 22, d'un chapeau 23, de moyens ressorts 24 prenant appui d'un côté sur une coupelle 51, ellemême solidaire à plat de la membrane 22, et de l'autre côté sur une bride 25 déplaçable par un volant de commande rotatif 26. La bride 25 est munie de deux pattes 25a qui sont montées coulissantes dans des lumières longitudinales 23a du chapeau 23. Ces pattes sont plaquées contre des rampes 26a du volant 26, lui-même monté libre en rotation sur le chapeau 23, mais calé en translation sur ce dernier par une nervure circulaire 27 s'engageant dans une gorge 28 du chapeau 23. Par ailleurs, un autre moyen ressort 52 disposé entre un épaulement du chapeau 23 et la bride 25 rappelle cette dernière à l'encontre des rampes 26a. Le corps 20 est composé d'une partie en forme de coupelle 20a, de laquelle fait saillie partiellement un appendice 20b. La coupelle 20a pince entre son bord périphérique et celui du chapeau 23 le bord de la membrane 22, en ménageant entre elle et cette membrane, une chambre 30 de détente, fermée d'un côté par ladite membrane. Dans la forme d'exécution représentée, l'appendice 20b comporte, en partant de la coupelle pour aller vers son extrémité libre, une partie filetée 32, une partie cylindrique 33 prolongée par une partie cylindrique 34 de plus petit diamètre. Ces différentes parties correspondent aux alésages extrêmes respectivement taraudés 14a et lisses 14b et 14c, ménagés dans le canal de sortie 15 du corps "A" et coaxialement au siège 14d. C'est par vissage de la partie filetée 32 du corps 20 dans l'alésage taraudé 14a du corps "A" que le module de détente "B" est monté sur le corps "A". L'appendice 20b est solidaire d'un embout 35 dont l'extrémité tronconique vient en appui, en fin d'engagement de l'appendice 20b, dans la chambre 14 contre l'arête du siège 14d, pour assurer la fermeture étanche du canal 13c. Un joint torique 36 étanche l'appendice de l'extérieur, en coopérant avec un alésage épaulé ménagé à l'extrémité de l'alésage fileté 14a du corps "A". Dans le sens de circulation du flux gazeux, l'embout 35 comporte, un canal axial 37, et l'appendice b comporte une chambre 38 dite haute pression et dont la paroi diamétrale est traversée par la tige d'un clapet 39 dont la tête 39a est disposée dans ladite chambre, et porte un joint torique par lequel elle vient en appui sur un siège au fond de la chambre 38, sous l'action d'un ressort rappel 40 en appui entre l'appendice 20b et le clapet 39. La tige du clapet 39 circule dans un alésage axial 42 du corps 20, qui débouche dans la chambre 30 de détente, et dans lequel débouche au moins un canal radial 43. Ce dernier communique avec un passage intermédiaire 44 formé entre la partie cylindrique filetée 32 de l'appendice 20b et la partie taraudée 14a du canal de sortie, soit par les jeux fonctionnels, soit par au moins un méplat 45 s'étendant sur la partie filetée 32 de l'appendice et au moins sur la partie cylindrique 33 qui la suit. La membrane 22 est par ailleurs solidaire d'un organe 31 commandant le clapet dans le sens de l'ouverture. La mise en place du module de détente "B" s'effectue en engageant l'appendice 20b dans l'alésage constituant le canal de sortie 15, puis en vissant la partie filetée 32 sur la partie taraudée 14a, jusqu'à contact de l'extrémité tronconique de l'embout 35 sur l'arête du siège 14d. Cette opération assure non seulement le positionnement et la liaison des deux éléments, corps "A" et module de détente "B", mais aussi la formation des différents canaux assurant la communication entre le canal d'entrée 13 et le canal de sortie 16 du corps métallique "A", en passant par la chambre de détente 13. En effet, le flux gazeux provenant du réservoir 3, qui passe à travers la valve de prélèvement 12, emprunte le canal d'entrée 13, c'est-à-dire l'alésage 13a et les perçages 13b et 13c, pour passer par le canal axial 37, de manière étanche par rapport au puits de sortie 16, et pénétrer dans la chambre haute pression 38. Si le détendeur est en position d'ouverture le clapet 39 laisse passer le flux gazeux qui pénètre dans la chambre de détente 30, mais aussi dans le passage intermédiaire 44. Par le méplat 45 ou les jeux25 fonctionnels précédemment discutés, le flux gazeux contrôlé va du passage intermédiaire 44 au canal de sortie 16, de manière étanche par rapport au perçage 13c, pour assurer à travers l'injecteur 17, l'alimentation du brQleur 18 disposé en aval. Le circuit du fluide gazeux est bien entendu équipé de filtres pour éviter l'encrassement des passages ainsi réalisés. Grâce aux dispositions précédemment décrites en détail, la fonction détente et contrôle du gaz combustible circulant dans le corps "A" est effectuée complètement en dehors de ce dernier, dans le module de détente B, distinct du corps A. Grâce à l'agencement de l'appendice b, coordonné avec celui du canal de sortie 15 du corps "A", le module de détente "B" peut être monté par vissage dans l'alésage taraudé 14a dudit corps. Par ailleurs, l'agencement du corps "A" quant à la circulation du gaz combustible demeure inchangé, en ce sens qu'en particulier le canal de sortie n'est pas modifié, et demeure apte au montage par vissage d'un pointeau traditionnel d'obturation du siège 14b. Les différents éléments décrits précédemment sous les références numériques 35, 37, 43, 44 et 45, ménagés entre le canal de sortie 15 du corps "A" et le module de détente "B", permettent de prélever le gaz sous haute pression, à son entrée dans la chambre intermédiaire 14 de sortie 15, et le restituer sous pression détendue, ou basse pression, dans le canal de sortie, de manière étanche par rapport à la chambre intermédiaire 14. Au total, grâce à l'invention, il devient possible, sans changer le corps métallique "A", lequel peut donc être standardisé, d'obtenir aussi bien un dispositif de contrôle traditionnel, du type dit robinet à pointeau, c'est-à-dire sans détendeur, qu'un dispositif de contrôle avec détendeur, et donc régulation de la pression de sortie du gaz combustible. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle d'un flux gazeux comprenant: - d'une part, un corps métallique (A) comprenant des moyens de couplage à une source (3) de gaz sous pression, et dans lequel sont ménagés un canal d'entrée (13) du flux gazeux à contrôler, un canal de sortie (15) du flux gazeux contrôlé et, entre ces deux canaux, une chambre intermédiaire (14) munie d'un siège (14d), ladite chambre étant aussi munie coaxialement et à l'opposé du siège d'un alésage taraudé (14a) débouchant à l'extérieur; - et, d'autre part, un détendeur (B) régulant la pression du flux gazeux circulant dans le corps (A), et composé: * d'un clapet (39) rappelé dans une position fermée contre un siège et contrôlant le passage du flux gazeux entre une chambre haute pression (38), et une chambre basse pression (30); * d'un organe de commande du clapet (39) sous la dépendance d'une membrane (22) fermant d'un côté la chambre basse pression (30); * d'un moyen de ressort (24) prenant appui de l'autre côté de la membrane (22); * et d'un moyen de réglage (25,26) dudit moyen de rappel; caractérisé en ce que, d'une part le détendeur appartient en totalité à un module de détente (B), distinct du corps métallique (A), agencé pour être dans l'alésage taraudé (14a) dudit corps métallique, lequel demeure par ailleurs agencé pour le montage par vissage d'un pointeau d'obturation du siège (14b), et d'autre part des moyens sont ménagés entre le canal de sortie (15) du corps (A) et le module de détente (B), pour prélever le gaz sous haute pression, à son entrée dans la chambre intermédiaire (14) du corps (A), de manière étanche par rapport au canal de sortie (15), et le restituer sous pression détendue, ou basse pression, dans ledit canal de sortie, de manière étanche par rapport à la chambre intermédiaire (14). 2. Dispositif de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (20) du module de détente (B) est solidaire d'un appendice axial (20b) de forme générale cylindrique, apte à s'engager dans la chambre intermédiaire (14) Du corps (14), et à se visser dans l'alésage fileté (14a) dudit corps, en venant en appui d'étanchéité, d'une part, avec le siège (14d) de la chambre intermédiaire (14), et d'autre part, avec l'entrée épaulée de l'alésage taraudé (14a), et ledit module de détente (B) monté sur le corps (A) détermine, dans le sens de la circulation du flux gazeux, un canal axial (37) communiquant de manière étanche avec le canal d'entrée (13), du corps (A), la chambre haute pression (38) dont une paroi est munie du siège pour le clapet (39), la chambre basse pression (30), et un passage intermédiaire (44) communiquant, par au moins un canal radial (43) avec d'un côté la chambre basse pression (44), et de l'autre côté avec le canal de sortie (15) du flux gazeux. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la communication entre le passage intermédiaire (44) et le canal de sortie (15) du flux gazeux est assurée par le jeu fonctionnel entre les diverses parties (32,33,34) de l'appendice (20b), et les parties correspondantes (14a,14b,14c) de l'alésage correspondant au canal de sortie 15 du corps (A). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'appendice (20b) comporte dans sa partie filetée (32) et dans la partie cylindrique (3) qui la suit, au moins un méplat (45) assurant la communication du passage intermédiaire (44) avec le canal de sortie (15) du flux gazeux. 5. Ensemble de composants permettant d'obtenir un dispositif de contrôle d'un gaz, du type robinet à pointeau ou avec détendeur, caractérisé en ce que il comprend: - un corps métallique (A) conforme au préambule de la revendication 1, - un pointeau montable par vissage sur le corps métallique (A), pour l'obturation du siège (14d), - et un module de détente (B) conforme à la caractéristique de la revendication 1.