Brevet FR2792388A1 — publié le 20001020

La présente invention concerne un clapet flottant pour réducteur de pression équilibré, particulièrement pour hautes pressions, et un réducteur de pression équilibré comprenant un tel clapet. Les réducteurs de pression équilibrés comportant des clapets flottants sont bien connus dans l'état de la technique. Des exemples de ce type de dispositifs sont notamment divulgués dans les documents FR-2 668 808, US-5 413 096 et US-5 810 041 qui sont intégrés dans la présente demande à titre de référence. Ces documents divulguent des réducteurs de pression équilibrés comprenant un clapet flottant adapté à obturer de manière étanche une buse de sortie, ledit clapet ayant une tige allongée se terminant à une extrémité par une tête élargie de plus grand diamètre en forme de disque. Ce clapet flottant est sollicité par un ressort vers sa position de fermeture dans laquelle il obture la buse de sortie, ledit ressort coopérant avec ladite tête du clapet. Par conséquent, la dimension de ladite tête doit être suffisamment grande pour pouvoir pour former un appui pour ledit ressort. Ceci implique un certain nombre d'inconvénients. Ainsi, en raison des pressions élevées qui s'appliquent sur ledit clapet, il est généralement nécessaire de prévoir un collier de stabilisation non cylindrique disposé au tour de la tête et qui coopère au moins partiellement avec les parois de la chambre dans laquelle le clapet coulisse, afin d'éviter un déplacement latéral dudit clapet flottant. La présence de ce collier, plus précisément décrit dans les documents de l'art antérieur FR-2 668 808 et US-5 413 096 cités ci-dessus, implique un passage d'air autour de la tête du clapet relativement limité, ce qui a une influence négative sur la performance du régulateur. D'autre part, le fait que le ressort agit sur l'extrémité radiale de la tête du clapet peut créer des difficultés pour un positionnement correct de celui-ci contre la buse de sortie, et peut créer des frottements entre la tige allongée du piston et l'alésage de guidage dans lequel cette dernière coulisse, ce qui peut à la longue entraîner des risques de fuites à travers le joint torique prévu dans ledit alésage. La présente invention a pour but de fournir un clapet flottant pour réducteur de pression équilibré, particulièrement pour hautes pressions, qui ne présente pas les inconvénients susmentionnés. La présente invention a donc pour but de fournir un tel clapet flottant qui soit simple, et peu coûteux à fabriquer, et fiable en utilisation. La présente invention a également pour but de fournir un tel clapet flottant qui assure un bon positionnement de la tête de clapet contre la buse de sortie en position de fermeture et qui limite au maximum les risques d'usure, notamment par frottement, et donc de fuites. La présente invention a aussi pour but de fournir un tel clapet flottant qui permet d'améliorer les performances de régulation, notamment en termes de constance de la pression réduite et de débit d'air augmenté. La présente invention a donc pour objet un clapet flottant pour réducteur de pression équilibré, particulièrement pour hautes pressions, ledit clapet ayant une tige allongée et une tête élargie en forme de disque, fixée à, ou formée d'une pièce avec ladite tige, ledit clapet flottant étant sollicité par un ressort contre une buse de sortie, ledit ressort agissant sur ladite tige allongée du clapet flottant. Avantageusement, ledit clapet comporte un passage axial traversant. La présente invention a également pour objet un réducteur de pression équilibré, notamment pour hautes pressions, comportant un tel clapet flottant. De préférence, ledit clapet flottant est monté coulissant dans une unité de clapet comportant un alésage borgne formant chambre d'équilibrage, dans lequel ladite tige allongée peut coulisser de manière étanche, ledit ressort étant disposé dans le fond dudit alésage borgne. Avantageusement, ledit alésage comporte, à proximité de son bord supérieur, un joint torique d'étanchéité dans lequel coulisse ladite tige de clapet. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement au cours de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de la présente invention, donné à titre d'exemple non limitatif en regard de la figure unique jointe, sur laquelle est représentée une vue schématique en coupe d'un réducteur de pression incorporant un clapet flottant selon la présente invention. En référence à la figure unique, il est représenté un exemple d'un réducteur de pression comportant un clapet flottant selon la présente invention, qui correspond sensiblement aux dispositifs divulgués par les documents de l'art antérieur FR-2 668 808 et US-5 413 096. La structure générale et le fonctionnement du réducteur de pression équilibré selon l'invention sont sensiblement similaires à ceux décrits dans ces documents. Par conséquent, le réducteur de pression équilibré de la présente invention ne sera pas décrit en détail ci-après, mais seules les caractéristiques faisant partie de l'invention vont être explicitées par la suite. Le document US-5 810 041 divulgue également un réducteur de pression équilibré de l'art antérieur auquel la présente invention peut s'appliquer Selon l'invention le clapet flottant comporte une tige allongée 20 pourvue à une extrémité d'une tête élargie 21 en forme de disque qui obture une buse de sortie 3, en position de fermeture du clapet. Le clapet flottant est sollicité vers cette position de fermeture par un ressort 1, ledit clapet pouvant se déplacer axialement vers une position d'ouverture contre la force dudit ressort 1 pour réguler la pression. De manière connue, ladite tige allongée 20 du clapet coulisse de manière étanche dans un alésage 11 formant chambre d'équilibrage réalisé dans une unité de clapet 10, I'étanchéité étant de préférence réalisée à l'aide d'un joint torique 6 disposé au niveau du bord supérieur 12 dudit alésage 11. De préférence, un passage axial traversant 30 est prévu dans le clapet, traversant en leur centre ladite tête 21 et ladite tige 20. Selon la présente invention, le ressort 1 agit directement sur la tige allongée 20 du clapet flottant. De préférence, ce ressort 1 est logé au fond dudit alésage 11, qui est avantageusement borgne, et le ressort s'appuie d'une part sur le fond dudit alésage et d'autre part sur l'extrémité inférieure de la tige allongée 20. De cette manière, étant donné que le ressort ne doit plus coopérer avec la tête du clapet, cette dernière peut avoir une dimension réduite, comme visible sur la figure unique. Le ressort i disposé dans le fond de l'alésage 1 procure les avantages suivants: - le petit ressort 1 exerce sa force sur la tige allongée 20 du clapet pratiquement sur l'axe longitudinal de symétrie dudit clapet. Il s'ensuit que la position de la tête 21 du clapet est beaucoup plus précisément définie en position de fermeture contre la buse de sortie 3, de sorte que la fermeture du clapet flottant est plus rapide et la réduction de pression est plus constante. D'autre part, il se produit une usure nettement moindre de la partie d'étanchéité du clapet (généralement formée par un revêtement ou une pastille en matière plastique sur ou autour de ladite tête du clapet). En effet, la pression exercée par le ressort 1 de l'invention est inférieure à celle qu'exerçait le ressort des dispositifs de l'art antérieur, qui coopérait avec la tête du clapet, de sorte que la tête 21 du clapet n'est plus pressée de manière excessive contre la buse de sortie 3, ce qui avait pour effet de détériorer la pastille ou le revêtement en matière plastique prévu à cet endroit; - une pression plus axiale du ressort 1 sur le clapet diminue le frottement entre la tige allongée 20 du clapet et l'alésage de guidage 11 dans lequel ladite tige se déplace, ce qui réduit l'usure et donc le risque de fuite à travers le joint torique 6 prévu dans ledit alésage; - la dimension réduite de la tête de clapet 21 permet un passage d'air autour de ladite tête nettement supérieur par rapport aux clapets de l'état de la technique améliorant ainsi les performances de régulation, notamment en termes de débit d'air, du fait d'une diminution sensible des vortex d'air et d'une possibilité de passage d'air plus grand; - le ressort de petite dimension de la présente invention est simple et peu coûteux à fabriquer tout en étant particulièrement fiable en assurant un fonctionnement parfait du clapet flottant du réducteur de pression. Le nouveau clapet flottant de la présente invention, et en particulier la forme et la position du ressort agissant directement sur lui, est donc particulièrement simple et donc peu coûteux à fabriquer, mais également très fiable dans son fonctionnement et ayant une durée de vie et des performances améliorées par rapport à l'art antérieur. La présente description a été faite en relation plus particulièrement à trois documents de l'état de la technique cités précédemment, mais il est entendu que la présente invention s'applique à tous les types de clapet flottant pour réducteur de pression équilibré, et ne se limite pas aux types ou exemples de réalisation divulgués dans les documents antérieurs ainsi que dans la présente description. 2792388 Revendications: 1.- Clapet flottant pour réducteur de pression équilibré, particulièrement pour hautes pressions, ledit clapet ayant une tige allongée (20) et une tête élargie (21) en forme de disque, fixée à, ou formée d'une pièce avec ladite tige (20), ledit clapet flottant étant sollicité par un ressort (1), contre une buse de sortie (3), caractérisé en ce que ledit ressort (1) agit sur ladite tige allongée (20) du clapet flottant. 2.- Clapet flottant selon la revendication 1, dans lequel ledit clapet comporte un passage axial traversant. 3.- Réducteur de pression équilibré, notamment pour hautes pressions, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet flottant selon la revendication 1 ou 2. 4.- Réducteur de pression équilibré selon la revendication 3, dans lequel ledit clapet flottant est monté coulissant dans une unité de clapet (10) comportant un alésage borgne (11) formant chambre d'équilibrage, dans lequel ladite tige allongée (20) peut coulisser de manière étanche, ledit ressort (1) étant disposé dans le fond dudit alésage borgne (11). 5.- Réducteur de pression équilibré selon la revendication 4, dans lequel ledit alésage (11) comporte, à proximité de son bord supérieur (12), un joint torique d'étanchéité (6) dans lequel coulisse ladite tige de clapet (20).