Brevet FR2779248A1 — publié le 19991203

La présente invention a pour objet un régulateur de pression pour bouteilles ou installations à gaz. Elle concerne notamment, mais non exclusivement, un régulateur de pression pour bouteilles ou installations à gaz, en particulier G.P.L., équipé d'un dispositif de sécurité qui intervient automatiquement, en bloquant le débit du fluide, dans le cas d'une rupture accidentelle du tuyau flexible qui achemine le gaz de la bouteille ou de l'installation vers l'appareil utilisateur, ou bien dans toutes les circonstances déterminant une fuite accidentelle, provoquées par des fissures ou ruptures qui interviennent au fil du temps sur le tuyau même. Il est bien connu qu'on utilise en permanence, notamment pour l'alimentation de fours et cuisinières à usage domestique, des réservoirs ou des installations de formes et de tailles diverses contenant des substances sous pression, à l'état de liquide ou de gaz comprimé. Ces réservoirs, qu'on appelle bouteilles et qui sont de manière générale de forme cylindrique, sont équipés à leur extrémité supérieure d'une soupape de débit du fluide. Celle-ci est intégrée dans un boîtier qui est raccordé à l'appareil utilisateur au moyen d'un tuyau flexible ou rigide, habituellement un tuyau en matière plastique. La bouteille ou l'installation est équipée d'un volant de fermeture à main susceptible d'empêcher le flux du gaz lorsque l'installation n'est pas utilisée. Pendant le fonctionnement de l'installation, ou bien dans des conditions d'utilisation potentielle de celle-ci, c'est à dire dans la 2 2779248 plupart des cas, le volant de fermeture n'étant pas activé, le fluide a tendance à sortir systématiquement de la bouteille ou du réservoir et son interception s'obtient au moyen d'une vanne ou de vannes placées en aval. L'interception du fluide est donc obtenue au moyen de dispositifs faisant partie de l'appareil à alimenter au gaz et qui activent un brûleur. De manière générale, ces derniers sont équipés de systèmes automatiques d'interception, par exemple des thermocouples, susceptibles de fermer la buse d'o sort le gaz, dans le cas d'une extinction accidentelle de la flamme. C'est grâce à ces dispositifs que l'on garantit des mesures de sécurité adéquates pour les usagers. Afin d'éviter la fuite accidentelle de gaz provoquée par la rupture ou le défaut du conduit raccordant la bouteille ou l'installation à l'appareil utilisateur, c'est à dire dans le trait intermédiaire entre le point de débit et l'appareil utilisateur, les bouteilles ou les installations sont équipées d'un régulateur de pression. Celui-ci comprend un dispositif de sécurité qui bloque l'acheminement du gaz au cas o se manifesterait une fuite du conduit. Dans les régulateurs de pression utilisés dans ce but, ce dispositif de sécurité est principalement constitué d'une sphère placée le long du conduit d'alimentation qui, en présence de conditions anormales de pression du fluide, se déplace et ferme le passage de communication avec le conduit. Toutefois, cette solution n'est bonne que si la pression du gaz à la sortie du réservoir atteint et se maintient à un niveau constant déterminé, puisqu'elle est en rapport avec la dimension du diamètre du trou par lequel le gaz est débité. En conséquence, les régulateurs de pression du commerce ne s'avèrent pas fiables dans toutes les conditions de fonctionnement, compte tenu du fait que la pression du gaz contenu dans la bouteille ou l'installation est sensiblement influencée par d'autres facteurs comme la température ambiante ou bien la quantité de gaz qui se réduit progressivement avec l'usage. Il en résulte que les régulateurs de pression actuels ne sont pas en mesure d'assurer constamment et de manière efficace leur propre fonction en présence de conditions différentes du gaz sortant de la bouteille ou de l'installation. 3 2779248 L'invention a donc plus particulièrement pour but de remédier à ces inconvénients. Elle se propose notamment de réaliser un régulateur de pression pour des bouteilles ou des installations à gaz, conçu pour le G.P.L mais non limité à celui- ci., permettant d'assurer le débit minimum requis par l'appareil utilisateur et le blocage constant du débit de gaz en cas de rupture ou de fuite du conduit raccordé à l'appareil utilisateur, indépendamment de la valeur de la pression du gaz à la sortie de la bouteille ou de l'installation. Une autre finalité de l'invention est de réaliser un régulateur de pression équipé de moyens permettant d'acheminer automatiquement le flux de gaz de manière différente, selon que dans la bouteille ou l'installation la pression du gaz est haute ou réduite. Une autre finalité de l'invention est de mettre à la disposition des usagers un régulateur de pression permettant de garantir un niveau élevé de résistance et de fiabilité dans le temps, tout en étant simple et économique dans sa réalisation. Le régulateur de pression pour bouteilles et installations à gaz selon l'invention parvient à ces résultats grâce au fait qu'il inclut un dispositif de sécurité qui bloque le débit en cas de rupture ou fuite du conduit d'acheminement raccordé à l'appareil utilisateur. Ce dispositif comprend: * une chambre située le long du conduit de gaz; e un injecteur du gaz dans cette chambre; * un conduit d'acheminement du gaz de cette chambre vers un appareil utilisateur, ce conduit étant équipé d'une douille étanche; et * une sphère située dans cette chambre, libre de ses mouvements à l'intérieur de celle-ci, ayant un diamètre inférieur à celui de la chambre. Ladite sphère, poussée contre le siège d'étanchéité de la douille lorsque le débit de gaz augmente, ferme le passage de celui-ci. D'autre part, l'injecteur de gaz est 4 2779248 équipé de moyens susceptibles de permettre l'acheminement du débit de gaz dans la chambre: de manière concentrée si la pression de celui-ci est élevée dans la bouteille ou l'installation et de manière diffuse lorsque la pression du gaz est réduite. Les caractéristiques fonctionnelles et de conception du régulateur de pression pour bouteilles à gaz selon l'invention seront mieux comprises grâce à la description détaillée ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue schématique d'une section longitudinale du régulateur de pression pour bouteilles à gaz; La figure 2 est une vue schématique agrandie du même régulateur de pression. Sur ces figures, le régulateur de pression pour bouteilles à gaz selon l'invention, indiqué dans son ensemble par la référence numérique 10 sur la figure 1, comprend un boîtier traditionnel ou corps métallique de forme tubulaire allongée 12 avec trou axial à diamètres différents. Ce boîtier métallique peut être fixé à une bouteille ou à une installation au niveau de son extrémité postérieure au moyen d'un écrou 14, et il est équipé, à l'extrémité opposée, d'un embout solidaire 16 sur lequel un conduit raccordé à un appareil utilisateur, par exemple un brûleur, est calé et fixé par des moyens connus. Ce boîtier 12 est équipé en son milieu d'un capot 18, fixé par sertissage ou par un moyen équivalent. Ce capot, de forme plus ou moins conique, détermine une cavité 19 dans laquelle sont logés des organes conventionnels du régulateur de pression, tels par exemple une membrane 20 et son disque 22, un balancier 24 et un ressort de réglage 26. Le fluide, notamment le G.P.L., pénètre dans le boîtier métallique tubulaire provenant de la bouteille ou de l'installation (non représentée) par l'embouchure du boîtier 12 et sort de celui-ci par l'ouverture opposée 17 afin de s'acheminer 2779248 dans le conduit (non représenté) et alimenter un ou plusieurs appareils utilisateurs. Dans le boîtier métallique tubulaire 12, à partir de sa partie postérieure définie par l'écrou 14, est inséré un manchon façonné, avec un trou axial, qui constitue un injecteur 28, équipé de buse de sortie principale 28" de diamètre réduit et d'une partie centrale brochée 28'. Cet injecteur 28 est inséré dans le trou du boîtier 12 dans lequel il pénètre jusqu'à proximité d'une sphère mobile 30, ayant un diamètre sensiblement inférieur de celui du trou du boîtier même. En conditions de débit normal du gaz, la sphère 30 est logée par gravité sur le fond de la surface qui délimite le trou, c'est à dire en dessous de l'axe longitudinal X du boîtier 12. Cette sphère est notamment logée dans le trou du boîtier 12, au niveau d'un bouton conventionnel de réarmement 32, fixé au boîtier même par sertissage ou à l'aide de moyens équivalents connus. L'injecteur 28 présente un diamètre complémentaire de celui du boîtier 12 dans lequel il est inséré et il est équipé d'un ou plusieurs joints périphériques 34, étanches par rapport au boîtier 12. La partie postérieure de l'injecteur 28, proche de l'écrou 14, présente un collier solidaire 29 de diamètre supérieur qui forme la superficie de rencontre en contact avec le boîtier 12. Un joint conventionnel 36 est placé derrière le collier 29 pour garantir l'étanchéité entre ce même collier et la bouteille ou l'installation. Antérieurement à la sphère 30, le trou pénétrant dans le boîtier 12, se prolonge en formant un conduit de sortie du gaz 41 qui présente un diamètre réduit par rapport à la partie o l'injecteur 28 est situé, aussi bien que par rapport à la chambre 31, o la sphère même est logée. La réduction initiale de diamètre est obtenue au moyen d'une douille étanche 38. La douille étanche 38 définit, par son embouchure 39, le siège d'étanchéité pour la sphère 30 en ayant un diamètre inférieur par rapport à la sphère elle-même. Des moyens mobiles sont raccordés à l'injecteur 28 pour permettre, en présence de conditions déterminées de pression, d'ouvrir ou de fermer selon les cas, de manière automatique, un ou plusieurs trous ou ouvertures complémentaires 40 de sortie du gaz. Ceux-ci sont réalisés sur l'injecteur 28 avec une orientation en étoile ou inclinée, du centre vers la périphérie, en direction de la sphère 30. Les ouvertures complémentaires 40, ainsi qu'il est précisé ci-après dans le détail, permettent 6 2779248 d'acheminer le flux de gaz qui arrive de l'embouchure 15 à l'intérieur du boîtier 12 afin d'assurer que la sphère 30 ferme l'embouchure 39 en cas de rupture accidentelle du conduit flexible calé sur l'embout 16 et raccordé à l'appareil utilisateur. Ces moyens mobiles peuvent être valablement constitués par un piston 42, intégré dans l'injecteur 28 et coulissant dans celui-ci. L'extrémité postérieure du piston creux 42, indiqué par la référence numérique 44, présente un diamètre supérieur par rapport au reste du piston et est équipée d'un évasement qui forme le logement d'un joint d'étanchéité 46, de préférence torique de type "O- Ring". L'injecteur 28, approximativement à la moitié de sa longueur, présente une réduction du trou dans lequel le piston 42 est placé, formant un épaulement 48. Un ressort 50 est logé entre l'épaulement 48 et la partie postérieure 44 à diamètre supérieur du piston 42. Un joint torique ("O-Ring") 52 ultérieur ou équivalent est calé sur le piston 42 à proximité de son extrémité antérieure. Un filtre conventionnel 54 est logé derrière le piston, accolé à sa partie 44 de diamètre supérieur. Par rapport à l'injecteur 28, le piston 42 a la possibilité d'un mouvement axial. Sa course est limitée par le filtre 54 et par sa butée sur la superficie antérieure de l'injecteur 28 à proximité du trou de sortie 28". Le fonctionnement du régulateur de pression 10 de l'invention ci-dessus est le suivant. Lorsqu'une rupture ou une fuite se vérifie à partir du conduit calé sur l'embout 16, l'admission du gaz dans le boîtier 12 augmente en déterminant ainsi le déplacement de la sphère 30 qui ferme l'embouchure 39 et bloque la fuite de gaz. Si la pression est élevée dans la bouteille ou le réservoir, le gaz maintient poussé vers l'avant le piston creux 42 qui bouche les trous ou ouvertures complémentaires de sortie 40. Dans ce cas, le gaz dans la chambre 31, o la sphère 31 est logé, n'afflue que de manière concentrée par le trou de sortie principal 28" de l'injecteur 28. En cas de rupture du conduit raccordé à l'appareil utilisateur, le débit résultant de gaz concentré suffit à déplacer la sphère qui 7 2779248 ferme l'embouchure 39. Au contraire, si la pression existant dans la bouteille est réduite, le piston creux 42 est reculé, au moins en partie, poussé par le ressort 50, et un ou plusieurs trous complémentaires 40 sont libres. Le gaz peut ainsi passer par ce trou ou par les trous complémentaires 40 et affluer de manière diffusée au niveau de la sphère 30. Le débit diffusé du gaz garantit que même aux basses pressions de la bouteille ou de l'installation, le dispositif de sécurité n'intervient pas avec un débit inférieur au minimum requis, mais seulement dans le cas d'une rupture ou d'une fuite du conduit de distribution raccordé à l'appareil utilisateur. Il a été possible de s'assurer que l'interception du débit est efficacement réalisé dans un très large intervalle de pression de la bouteille ou de l'installation. Les avantages que présente l'invention ressortent de façon évidente de la description qui précède. Le régulateur de pression pour bouteilles ou installations à gaz de l'invention ci-dessus permet d'éviter les fuites de gaz en cas de rupture ou de fuites du conduit flexible raccordé à l'appareil utilisateur et son efficacité se manifeste aussi bien en présence de pressions élevées que de pressions basses ou réduites dans la bouteille ou l'installation. Pour ce faire, il n'y a pas besoin de réglage manuels ou de contrôles systématiques, car c'est la valeur même de la pression existante qui détermine la mise en mouvement des moyens qui concentrent ou qui diffusent le débit du gaz au niveau de la sphère d'interception. 8 2779248 REVENDICATIONS 1. Régulateur de pression (10) pour bouteilles ou installations à gaz, notamment G.P.L., caractérisé en ce qu'il comprend: * une chambre (31 située le long du conduit de gaz; * un injecteur (28) de gaz dans cette chambre (31); * un conduit (41) d'acheminement du gaz de cette chambre (31) vers un appareil utilisateur, ce conduit (41) étant équipé d'une douille (38) avec siège d'étanchéité (39); et * une sphère (30) située dans cette chambre (31), libre dans ses mouvements à l'intérieur de celle-ci, ayant un diamètre inférieur à celui de la chambre (31), ladite sphère (30) étant poussée contre le siège d'étanchéité (39) de la douille (38) lorsque le débit de gaz augmente de manière à fermer le passage de celui-ci, l'injecteur (28) de gaz étant équipé de moyens susceptibles de permettre l'acheminement du débit de gaz dans la chambre (31) de manière concentrée si la pression du gaz est élevée dans la bouteille ou dans l'installation et de manière diffusée lorsque la pression dudit gaz est réduite. 2. Régulateur de pression selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit injecteur (28) est équipé d'un trou principal passant (28"), prolongé sur l'axe et de diamètre réduit, et d'au moins une ouverture ou un trou complémentaire (40) communiquant avec ladite chambre (31) dans laquelle est placée la sphère (30); ledit trou complémentaire présentant une orientation en étoile ou inclinée en direction de la sphère. 9 2779248 3. Régulateur de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens susceptibles d'acheminer le débit du gaz dans la chambre (31) sont constitués d'un piston creux (42), monté coulissant dans l'injecteur (28). 4. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit injecteur (28) présente dans sa partie postérieure, un évasement de plus grand diamètre formant une surface de contact en butée avec le boîtier du régulateur et, approximativement dans sa partie centrale, un épaulement (48). 5. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 5 précédentes, caractérisé par le fait que l'extrémité postérieure (44) du dit piston (42) présente un diamètre supérieur par rapport au reste et qu'elle est équipée d'un évasement qui forme le logement d'au moins un joint (46). 6. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un ressort (50) est placé entre ledit épaulement (48) et la susdite partie postérieure (44) du piston (42). 7. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'injecteur (28) est équipé d'un ou plusieurs joints périphériques (34) d'étanchéité par rapport au boîtier (12) du régulateur dans lequel il est intégré. 2779248 8. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un joint d'étanchéité par rapport à la bouteille ou à l'installation est accolé à l'évasement (29) de l'injecteur (28). 9. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un filtre (54) est placé derrière le piston (42) au niveau de sa partie de plus grand diamètre (44). 10. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un bouton de réarmement (32) est fixé au boîtier (12) au niveau de la sphère (30).