Brevet FR2853737A1 — publié le 20041015

La présente invention a pour objet un détendeur à force d'appui constante déportée pour bouteilles de plongée sous-marine. Elle se rapporte d'une manière générale au domaine industriel et commercial de la fabrication et de la diffusion d'articles destinés aux plongeurs aussi bien amateurs que professionnels utilisant des bouteilles contenant un gaz 10 respirable pour se déplacer en respirant sous l'eau. Elle peut s'appliquer à tous les détendeurs de plongée sous-marine avec premier étage à membrane et plus particulièrement aux appareils pour utilisation en eau froide, inférieure à 1 0C. Pour respirer sous l'eau, les plongeurs sous-marins autonomes emportent une réserve de gaz respirable comprimé à haute pression dans une ou plusieurs bouteille(s) alimentant, par l'intermédiaire d'un détendeur et d'une tuyauterie souple, un embout respiratoire que le plongeur tient dans sa bouche. C'est la respiration du plongeur qui pilote le détendeur en régulant automatiquement sa 20 pression avale. L'air expiré est rejeté à travers une soupape d'évacuation à l'extérieur de l'embout. Cette technique apporte un confort et une simplicité d'usage qui ont fait de la plongée sous-marine une activité de plaisance ouverte à toute personne en bonne santé. Un détendeur pour plongée sous-marine comprend généralement 25 un premier étage destiné à être raccordé à la réserve de gaz respirable comprimé et apte à le délivrer à un second étage buccal sous moyenne pression, le premier étage comprenant une chambre d'admission du gaz respirable sous haute pression et une chambre de détente à moyenne pression raccordée au deuxième étage buccal, lesdites chambres d'admission et de détente étant séparées par un clapet 30 haute pression mobile entre une position d'ouverture et une position de fermeture sous l'action d'un ressort moyenne pression de tarage exerçant une force déterminée en fonction de la pression de détente de l'air fixée, ledit ressort de tarage, positionné dans une chambre communiquant avec l'extérieur, permettant de fixer la pression de détente relativement à la pression ambiante et agissant sur le clapet par l'intermédiaire de moyens d'actionnement. Dans les détendeurs classiques 1, qu'ils soient à piston ou à 5 membrane (figure 1), le ressort moyenne pression 2 est en ligne avec l'axe du clapet haute pression 3 qui génère la fermeture et l'ouverture du système. Du fait de sa géométrie, le ressort influe sur l'étanchéité et sur la souplesse de l'ensemble de l'attelage en générant parfois un effort latéral important sur le système de guidage. Par sa géométrie imparfaite, il génère souvent des fuites et donc pénalise le bon 10 fonctionnement du système et la sécurité de l'appareil. De plus, dans les systèmes classiques, la détente de l'air peut générer la constitution de cristaux de glace au niveau du ressort moyenne pression 2 du fait de son positionnement à proximité du siège du clapet et de la chambre d'équilibrage. Cela représente un danger par le fait que le détendeur peut alors se 15 bloquer et ne plus délivrer de gaz au plongeur. Les différents fabricants se sont efforcés depui plusieurs années de trouver des parades à ce phénomène en intercalant des pièces plastiques entre 'a membrane 4 et le ressort de manière à mieux l'isoler de la source de froid. Par exemple, le brevet NO FR 2 774 062, déposé par l'auteur de la 20 présente invention, décrit un détendeur anti-givre caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un moyen d'isolation thermique constitué d'un capot 5 en matière plastique comprenant une partie sensiblement plane interposée entre le ressort moyenne pression 2 de tarage et les moyens d'actionnement du clapet haute pression 3, et une jupe cylindrique entourant ledit ressort de tarage et s'étendant sur 25 au moins une partie de sa longueur et, d'autre part, à l'opposé du moyen d'isolation thermique, un moyen de conduction thermique situé entre le ressort de tarage et l'extérieur et consistant en une cage métallique 6 comprenant une partie d'appui sensiblement plane et une jupe cylindrique entourant le ressort de tarage 2 et recouvrant une partie d'extrémité de la jupe cylindrique du capot en matière plastique 30 du moyen d'isolation thermique (figure 1). D'autres tentatives ont été mises en oeuvre en protégeant le ressort de tarage par de la graisse résistant à l'eau ou en le noyant dans un bain d'huile, ou encore en le confinant dans une chambre sèche, sans jamais réussir à obtenir une protection parfaite. Le nouveau concept selon la présente invention a pour objectif 5 d'apporter une solution aux problèmes indiqués ci-dessus. Il permet en outre de réduire le diamètre du ressort moyenne pression et par conséquent le volume et le poids de l'ensemble de l'appareil. Le dispositif est constitué d'un détendeur avec au moins un ressort 10 de tarage moyenne pression déporté et disposé dans un logement ouvert du corps du détendeur éloigné de la source de froid de manière à ce que ledit ressort soit entièrement et en permanence en contact avec l'eau ambiante et donc protégé contre le gel, la force de ce ressort étant transmise à l'attelage axe-clapet haute pression par l'intermédiaire d'un levier rigide articulé ou tout autre dispositif de 15 transmission de l'effort. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une forme de réalisation conforme à la présente demande: la figure 1, déjà mentionnée, représente en coupe partielle un 20 détendeur à membrane existant, la figure 2 est une vue en perspective d'un détendeur conforme à l'invention et la figure 3 est une coupe schématique suivant les flèches Fl de la figure 2. Le dispositif, figures 2 et 3, constitue une application de la force constante, sur membrane de premier étage de détendeur de plongée sousmarine, suivant un concept de séparation "appui-force". Ce concept consiste à éloigner la force (ressort), ou tout autre dispositif générateur de l'effort, de l'appui direct sur la 30 membrane par le moyen d'une pièce de renvoi rigide. Comme tous les appareils de ce type, le détendeur 10 selon l'invention comporte un premier étage 11 destiné à être raccordé à une bouteille de gaz respirable sous haute pression HP pour le délivrer sous moyenne pression MP, au moyen d'un tuyau souple, à un second étage buccal (non représenté). Le premier étage 11 comprend une chambre d'admission du gaz respirable sous haute pression et une chambre de détente 12 moyenne pression 5 raccordée au tuyau souple alimentant l'étage buccal (flèche MP). Ces deux chambres sont séparées par un clapet haute pression 3. Le détendeur 10 objet de l'invention comporte un premier étage 11 à membrane 4' avec ressort de tarage 2' moyenne pression n'agissant pas 10 directement sur cette dernière, mais par l'intermédiaire d'un levier 13 articulé. Dans le cas de l'exemple illustré par les figures 2 et 3, le ressort de tarage 2' est disposé dans un logement 14 ouvert intégré au corps du détendeur 10 et disposé perpendiculairement à l'axe du levier 13. Ce dernier est coudé et 15 comporte, à l'extrémité opposée à celle actionnée par le ressort 2', un embout 15 appuyant directement sur la membrane 4'. Le levier comporte une articulation 16 montée sur un ou plusieurs paliers solidaires de l'enveloppe du premier étage du détendeur. Le gaz respirable délivré par le premier étage 11 au second étage buccal via la chambre de détente 12 présente alors la pression avale déterminée par la force qu'exerce le ressort de tarage 2' additionnée de la pression ambiante PA agissant sur la membrane 4'. Cette dernière pourra avantageusement être disposée de manière à ce que l'une de ses faces soit le plus possible en contact avec l'eau 25 ambiante. La faculté de déplacer le ressort moyenne pression 2' induite par ce nouveau concept permet, en positionnant celui-ci directement en contact avec l'eau ambiante, de garantir sa protection contre le gel. Cette protection contre le gel du 30 nouveau détendeur objet de la demande de brevet permet également de supprimer les protections conventionnelles à l'aide de graisse ou d'huile qui nécessitent de fait une mise en oeuvre laborieuse et coûteuse et un entretien nécessairement compliqué. L'intérêt du bras de levier est de ne pas dépendre de la géométrie du ressort et donc de parfaire l'axe d'appui sur l'attelage clapet-axe de clapet. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet 5 de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 1 . Détendeur à force d'appui constante déportée pour bouteilles de plongée sous-marine, destiné aux plongeurs aussi bien amateurs que professionnels utilisant des bouteilles contenant un gaz respirable pour se déplacer en respirant sous l'eau et s'appliquant plus particulièrement aux appareils pour utilisation en eau froide, inférieure à 10OC, caractérisé en ce qu'il est de type à membrane (4') et comporte un dispositif générateur d'effort moyenne pression, tel que un ou plusieurs ressort(s) de tarage (2'), déporté(s) et n'appuyant pas directement sur ladite membrane, mais agissant sur celle-ci par l'intermédiaire d'un élément de transmission de l'effort disposé de manière à ce qu'il soit entièrement et en permanence en contact avec 15 l'eau ambiante et donc protégé contre le gel. 2 . Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que la membrane (4') est disposée de manière à ce que l'une de ses faces soit en contact avec l'eau ambiante. 3 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'élément de transmission de l'effort est constitué d'un levier (13) rigide articulé. 4 . Dispositif selon la revendication 3, se caractérisant par le fait que le levier (13) comporte une articulation (16) montée sur des un ou plusieurs paliers solidaires de l'enveloppe du premier étage du détendeur. 50. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, se 30 caractérisant par le fait que le levier (13) est coudé et comporte, à l'extrémité opposée à celle actionnée par le ou les ressort(s) (2'), un embout (15) appuyant directement sur la membrane (4'). 60. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, se caractérisant par le fait que le ressort de tarage (2') est disposé dans un logement (14) ouvert intégré au corps du détendeur (10) et disposé perpendiculairement à l'axe du levier (13).