Brevet FR2786864A1 — publié le 20000609

La présente invention se rapporte à un dispositif permettant de contrôler efficacement la pression d'un fluide alimentant un débitmètre, en particulier d'un gaz délivré par une canalisation ou un réseau de canalisation. Il existe actuellement plusieurs types de débitmètres ou dispositifs indicateurs de débits, lesquels sont classiquement utilisés pour des applications industrielles, médicales, pour des mesures en laboratoire ou pour effectuer des contrôles divers et varies. En général, le choix du type de débitmètre à utiliser est fait selon le type d'application, la précision recherchée et l'habitude des utilisateurs. Certains de ces débitmètres sont plus spécifiquement destinés à être connectés à un réseau de distribution d'un fluide industriel ou médical, par exemple de l'oxygène médical dans un hôpital, à être raccordés à une source quelconque de gaz, ou à un détendeur pour bouteille haute pression, de manière à permettre aux utilisateurs d'administrer le fluide sous pression avec la meilleure précision possible. Or, il est connu que la pression du gaz à l'intérieur d'un réseau de distribution de gaz varie dans une plage qui est fonction de plusieurs paramètres. En effet, la pression gazeuse au sein d'un réseau de distribution de gaz, en particulier d'un réseau de canalisations de gaz parcourant un bâtiment hospitalier ou analogue, est susceptible de varier notamment: - lorsque la source de gaz en amont est presque épuisée ou qu'elle vient d'être renouvelée, - lorsque la consommation de gaz est excessive ou très faible et donc les pertes de charges plus ou moins importantes, et/ou, - en fonction des caractéristiques propres du réseau de distribution de fluide qui peuvent varier considérablement d'un réseau à l'autre. De même, les détendeurs voient habituellement leur pression de détente varier de façon non négligeable durant la vidange de la bouteille. Or, les différents débitmètres ou indicateurs de débits existants, qu'ils soient de type à flotteur (rotamètres), de types dynamiques (aiguille à palette indicatrice du débit solidaire d'un axe avec pignon plus secteur denté rappelé par un ressort à spirale), de type à barillet (un trou calibré par débit prédéfinie), ou de type manométrique (tube de Bourdon associé à un trou calibré), sont étalonnés en fonction d'une pression d'alimentation moyennement élevée et bien définie. De là, si cette pression varie, le débit est directement affecté par cette variation et il s'ensuit alors que le réseau de distribution auquel est connecté le débitmètre ne donne pas directement la valeur de la pression aux points de connexion. L'utilisateur est alors trompé par le débit administré affiché sur le débitmètre. A cette erreur s'ajoute celle de la précision de l'appareil qui doit être d'un niveau défini, en général, par les normes du domaine d'application pour lequel il est destiné. Le but de la présente invention est alors de pouvoir résoudre les problèmes suscités, c'est-à-dire de pouvoir garantir à l'utilisateur que le débit affiché sur un débitmètre alimenté en fluide sous pression par un réseau de distribution correspond effectivement au débit administré réellement avec la précision requise par la norme du domaine d'application. En d'autres termes, la présente invention vise à proposer un dispositif susceptible de permettre une connexion d'un débitmètre donné à des réseaux de distribution de fluide, en particulier de distribution de gaz médicaux, ayant des pressions de distribution différentes et au sein desquels peuvent survenir des variations intempestives de pression, notamment dues à des pertes de charge du fluide à distribuer, et ce, en garantissant un débit indiqué et/ou réglé faible en aval dudit débitmètre. La présente invention concerne alors un ensemble débitmètre comprenant au moins un corps principal comportant: - au moins un passage de fluide reliant au moins un orifice d'entrée de fluide à au moins un orifice de sortie de fluide et permettant d'acheminer un fluide entre au moins l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de fluide, - des moyens de contrôle et de réglage du débit de fluide coopérant avec au moins une partie dudit passage de fluide pour permettre un contrôle, une mesure et/ou un réglage du débit dudit fluide circulant dans ledit passage de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens d'ajustage de la pression du fluide agencés sur ledit passage de fluide, en amont desdits moyens de contrôle et de réglage du débit de fluide, et permettant d'ajuster la pression du fluide circulant dans ledit passage. Selon le cas, l'ensemble débitmètre selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - les moyens d'ajustage de la pression du fluide comprennent des moyens à valve, de préférence des moyens à valve à ouverture réglable; - les moyens à valve coopèrent avec des moyens à piston et des moyens à ressort, de préférence les moyens à piston sont munis de moyens d'étanchéité; - le réglage de l'ouverture des moyens à valve se fait par des moyens à vis de réglage; - les moyens d'ajustage de la pression du fluide comprennent une valve coopérant avec un piston sur lequel vient appuyer un ressort, de préférence ledit piston est muni d'un joint d'étanchéité; - les moyens de contrôle et/ou de réglage du débit de fluide sont du type à système à barillet, à système dynamique ou à système à flotteur; - il comporte, en outre, des moyens de raccordement d'entrée et/ou des moyens de raccordement de sortie, de préférence les moyens de raccordement d'entrée et/ou les moyens de raccordement de sortie sont choisis parmi les raccords filetés; - les moyens à valve coopèrent avec des moyens à membranes. L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide des figures annexées données à titre illustratif mais non limitatif. Les figures la et lb représentent un premier mode de réalisation d'un ensemble débitmètre selon l'invention. Plus précisément, la figure la est une vue en coupe d'un ensemble débitmètre du type à système à barillet composé d'un corps principal 1 comprenant, côté entrée, un raccord d'entrée fileté 2, destiné à permettre la fixation du débitmètre à un raccord d'alimentation relié à une source de gaz, en particulier à une canalisation ou à un réseau de canalisations de gaz, notamment de gaz médical. En outre, le corps 1 de débitmètre comprend, côté sortie, un raccord de sortie 8 permettant de relier le débitmètre à des moyens d'acheminement de gaz à pression et débit contrôlés, par exemple un tuyau souple ou analogue. Le fluide sous pression traverse le corps 1 du débitmètre en entrant par l'orifice d'entrée 22 porté par le raccord d'entrée 2 et en sortant par l'orifice de sortie 28 porté par le raccord de sortie 8; la traversée du corps 1 du débitmètre par le fluide se faisant par un passage 23 de fluide reliant lesdits orifices d'entrée 22 et de sortie 28. La réduction de la pression du fluide entrant par l'orifice d'entrée 22 est opérée par des moyens d'ajustage de la pression agencés sur le passage 23 et comprenant une valve 3 solidaire du corps 1 et normalement fermée, ladite valve 3 venant prendre appui sur un piston 4 muni d'un joint 5 d'étanchéité et sur lequel s'exerce une force de poussée par le biais d'un ressort 6. La force de poussée ou de compression du ressort 6 est variable en fonction de la position d'une vis 7 de réglage, ce qui permet un ajustage de la réduction de pression de fluide de manière à pouvoir étalonner le débit de sortie du fluide, en particulier du gaz, en fonction notamment de sa densité. Par ailleurs, le corps 1 comprend une sous-partie 24 mobile en rotation, laquelle est retenue par une butée ou pion 14 d'arrêt inséré dans une gorge 15. La sous-partie 24 se compose d'une structure en cloche 9 munie d'un joint d'étanchéité 18, d'un volant 10 de manipulation et de sélection du débit désiré, lequel volant 10 est retenu par un écrou 11 de fixation et est, en outre, doté d'un indexage 16 de repérage et choix du débit. La cloche 9 comporte, par ailleurs, plusieurs orifices 12 calibrés dont le diamètre est fonction du débit souhaité, lesdits orifices 12 étant situés en amont du raccord 8 de sortie de gaz et du joint 13 d'étanchéité porté par ledit raccord de sortie 8. Le choix du débit est réalisé par rotation du volant jusqu'à obtenir la valeur de débit désiré indiquée par l'index 16, ce qui entraîne une rotation de la pièce en cloche 9 et conduit donc à un positionnement de l'orifice 12 au diamètre souhaité en face de l'entrée du raccord de sortie 8, de manière à permettre au fluide sous pression de cheminer par le passage 23 entre l'orifice d'entrée 22 et l'orifice de sortie 28. La figure lb représente une vue de face des moyens de réglage du débit, à savoir en particulier du volant 10 maintenu par l'écrou 11 de fixation sur le corps 1 du débitmètre. On notera, par ailleurs, que, selon ce mode de réalisation, une partie des moyens d'ajustage de la pression du fluide est incorporée à l'intérieur de la partie en cloche 9, à savoir en particulier, le ressort 6, le piston 4, le joint 5 et la vis 7. Comme on peut le voir, les moyens d'ajustage de la pression du fluide sont situés en amont des moyens de réglage du débit, le sens étant donnée par la direction de circulation du fluide dans le corps 1 du débitmètre. On comprend alors que le fait de doter le débitmètre de tels moyens d'ajustage de la pression, disposés en amont des moyens de réglage du débit, permet de réduire et/ou mieux contrôler la pression du fluide entrant par l'orifice d'entrée 22 de fluide, de manière à obtenir une pression inférieure ou égale stable, en aval de la valve 3. Cela permet d'étalonner efficacement les moyens de contrôle de débit et ce, quelle que soit la pression de fluide alimentant le débitmètre. En outre, les figures 2a et 2b représentent un second mode de réalisation d'un ensemble débitmètre selon l'invention, analogue à celui des figures la et lb. Comme précédemment, l'ensemble débitmètre comprend des moyens d'ajustage de la pression situés en amont des moyens de contrôle du débit, lesdits moyens d'ajustage de la pression étant situés sur le passage 23 du fluide et comprenant, là encore, une valve 3 normalement fermée et en appui sur un piston 4 muni d'un joint 5 poussé par un ressort 6 dont compression est préréglée, ce qui permet d'amener dans le conduit 15 ménagé dans le corps 1, une pression de fluide réduite et stable, quelle que soit la pression d'entrée. En outre, au débouché du conduit 15 acheminant le fluide à pression stabilisée, est agencé un bloc débitmètre dynamique 10 constitué d'un mouvement avec secteur denté et ressort à spirale permettant de ramener progressivement l'aiguille palette 12 vers la butée zéro du cadran gradué 11 lorsque le débit diminue ou est nul. Le volant 9 commande le robinet qui ajuste les débits à la sortie 8 aux valeurs désirées. La figure 2b est une vue de face de l'ensemble de la figure 2a schématisant une position de l'aiguille 12 sur les graduations du cadran 11. Les figures 3a et 3b représentent un troisième mode de réalisation d'un ensemble débitmètre selon l'invention, analogue à ceux des figures la, lb, 2a et 2b. Dans ce mode de réalisation, on voit que, là encore, les moyens d'ajustage de la pression du fluide se composent d'une valve 3 solidaire du corps 1, normalement fermée et en appui sur un piston 4 muni d'un joint 5 poussé par un ressort 6 dont la compression est préréglée. Cela permet d'amener, dans le conduit 15 aménagé dans le corps 1, une pression de fluide réduite et stable, quelle que soit la pression d'entrée. En outre, les moyens de contrôle du débit de fluide sont constitués, dans ce cas, d'un débitmètre à bille 40 comprenant un tube gradué 41, un robinet 9 permettant d'ajuster les débits à la sortie 8 aux valeurs désirées. La figure 3b est une vue de face du débitmètre de la figure 3a permettant de mieux visualiser le tube gradué 41 et la bille 40 au repos. Revendications 1. Ensemble débitmètre comprenant au moins un corps principal (1) comportant: - au moins un passage (23) de fluide reliant au moins un orifice d'entrée (22) de fluide à au moins un orifice de sortie (28) de fluide et permettant d'acheminer un fluide entre au moins l'orifice d'entrée (22) et l'orifice de sortie (28) de fluide, - des moyens de contrôle et de réglage du débit de fluide coopérant avec au moins une partie dudit passage (23) de fluide pour permettre un contrôle, une mesure et/ou un réglage du débit dudit fluide circulant dans ledit passage (23) de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens d'ajustage (3, 4, 5, 6, 7) de la pression du fluide agencés sur ledit passage (23) de fluide, en amont desdits moyens de contrôle et de réglage du débit de fluide, et permettant d'ajuster la pression du fluide circulant dans ledit passage (23). 2. Ensemble débitmètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'ajustage (3, 4, 5, 6, 7) de la pression du fluide comprennent des moyens à valve (3), de préférence des moyens à valve (3) à ouverture réglable. 3. Ensemble débitmètre selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens à valve (3) coopèrent avec des moyens à piston (4) et/ou des moyens à ressort (6), de préférence les moyens à piston (4) sont munis de moyens d'étanchéité (5). 4. Ensemble débitmètre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réglage de l'ouverture des moyens à valve (3) se fait par des moyens à vis (7) de réglage. 5. Ensemble débitmètre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'ajustage (3, 4, 5, 6, 7) de la pression du fluide comprennent une valve (3) coopérant avec un piston (4) sur lequel vient appuyer un ressort (6), de préférence ledit piston (4) est muni d'un joint (5) d'étanchéité. 6. Ensemble débitmètre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de contrôle et de réglage du débit de fluide sont du type à système à barillet, à système dynamique ou à système à flotteur. 7. Ensemble débitmètre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de raccordement (2) d'entrée et/ou des moyens de raccordement (8) de sortie, de préférence les moyens de raccordement (2) d'entrée et/ou les moyens de raccordement (8) de sortie sont choisis parmi les raccords filetés. 8. Ensemble débitmètre selon l'une des revendications 3 ou 5, caractérisé en ce que les moyens à valve (3) coopèrent avec des moyens à membrane.