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Détendeur de gaz.
La présente invention concerne un procédé pour dé- tendre des gaz d'une pression relativement élevée, pouvant varier dans de larges limites, à une basse pression sensible- ment constante, en faisant passer ces gaz à travers un appa- reil qui comprend une soupape de détente. Le procédé et l'appareil détendeur selon la présente invention sont spéciale- ment utiles pour débiter de l'anhydride carbonique à une pres- sion constante quelconque, en faisant passer directement à travers l'appareil, de l'anhydride carbonique à n'importe quelle pression plus élevée venant d'un récipient.
Suivant l'invention on emploie un appareil réducteur
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de pression de gaz dans lequel une soupape "flotte", ou en d'autres termes est maintenue en équilibre dans la posi- tion requise pour donner la réduction de pression voulue, par neutralisation de la force constante d'un ressort tendant à ouvrir la soupape ainsi que de toute autre force de même sens au moyen d'une force de sens contraire produite par le gaz à pression réduite agissant sur une surface effective constante, de préférence dans une chambre comprenant un soufflet cylin- drique. Par gaz à pression réduite il faut entendre le gaz du côté basse pression de la soupape.
La soupape se maintient en position quand son ou- verture est telle que l'étranglement ramène les gaz exacte- ment à la pression réduite requise. Toute tendance à l'ouver- ture de la soupape rend la pression réduite plus forte qu'il ne faut, mais cette pression agit contre la force d'ouverture constante et ramène la soupape à l'ouverture correcte. De même si la pression réduite est inférieure à la pression vou- lue, la force d'ouverture constante ouvre la soupape et cor- rige la réduction de pression.
Dans une des réalisations de l'appareil, le gaz à haute pression exerce des actions égales et de sens contraires sur la soupape et sur la tige attaché à cette dernière, mais quand il n'en est pas ainsi il faut que la force d'ouverture constante, et par conséquent la force due à la pression ré- duite, soient beaucoup plus grandes que la force produite par le gaz à haute pression agissant sur 'la soupape. La haute pression peut varier dans de larges limites tandis que la pression réduite doit être maintenue sensiblement constante, et il en résulte que le rapport entre la surface sur laquelle la pression réduite agit et la surface sur laquelle la haute pression agit doit 'être très grand, pour qu'une très faible variation de la pression réduite puisse compenser la variation de la haute pression.
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On peut disposer l'appareil de telle sorte que toutes les forces dues au ressort et aux gaz à haute et à basse pression agissent suivant une ligne droite commune, de manière à réduire au minimum ou à éliminer complètement les forces produites par les frottements.
Divers modes de réalisation pratique de l'invention sont décrits ci-après avec référence aux dessins annexés dont les figures 1, 2 et 3 sont des coupes verticales de diverses variantes de l'appareil détendeur. A la figure 1, l'anhydride carbonique engendré dans un récipient (non indiqué) circule à haute pression dans le tuyau 1 et exerce une poussée sur la soupape 2 reliée à un dispositif de fermeture hermétique constitué par le soufflet 11 permettant le déplacement de la soupape par rapport aux organes immobiles, pour que la pres- sion agissant sur la soupape puisse exercer une force vers le haut sur l'organe 8 par l'intermédiaire de la tige 9 et de la tige creuse 10. L'anhydride carbonique est détendu en traversant la soupape et passe ensuite par le tuyau 3 puis par le tuyau 5 à l'endroit d'utilisation du gaz à pression réduite.
Un tuyau 4 part du tuyau à pression constante 5 et conduit les gaz détendus à la chambre 6 constituée par un soufflet vertical que ferment en haut une plaque de fermeture hermétique et dans le bas une pièce 8 mobile par rapport au cylindre enveloppe 13. Un ressort comprimé 7 exerce une force constante sur la pièce 8. Le gaz à pression réduite agissant sur la face supérieure de la pièce 8 exerce une force qui neutralise exactement la force due au ressort et au gaz à haute pression agissant sur la soupape. On peut régler à vo- lonté la force d'ouverture constante en faisant varier le de- gré de compression du ressort 7 au moyen du collier de butée
16 vissé sur l'organe immobile 12.
La pression exercée par le ressort croît ou décroît suivant le sens dans lequel on fait
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tourner le collier 16 au moyen d'une barre engagée dans les trous 14, et la manoeuvre de ce mécanisme de réglage est facili- tée par une butée à billes interposée entre le ressort et le collier 16. La plaque de fermeture hermétique au sommet de la chambre 6 est maintenue à une distance constante du cylin- dre 12 et du siège de la soupape à l'extrémité supérieure du tuyau 1, au moyen de l'enveloppe 13 de forme cylindrique ou autre forme appropriée. On dispose la soupape et son siège de façon que leur contact éventuel soit linéaire de manière à réduire au minimum la tendance au collage occasionnée par la formation de glace.
La figure 2 représente une variante de la forme décrite ci-dessus. Cette construction très compacte est ba- sée sur le même principe. La différence principale consiste en ce que le gaz à pression réduite se rend directement à l'intérieur de la chambre 6 par des lumières 17 de l'organe 10 qui est évidé, puis par l'organe creux 9 à la chambre 6 où ce gaz détendu exerce une force tendant à fermer la soupa- pe agissant sur la face supérieure de la pièce 8. Le gaz dé- tendu quitte ensuite l'appareil par le tuyau de sortie 18.
La figure 3 montre une construction de l'appareil où le gaz à haute pression entre en 1 et passe par la soupape vers le tuyau de sortie 18. Cette haute pression exerce une action vers le bas sur la soupape, et une action vers le haut sur la pièce 8 au sommet de la chambre 11, attachée à la tige de la soupape, et ces deux forces opposées peuvent se neu- traliser. La pression réduite existe dans la chambre formée par le soufflet monté sur le corps de soupape fixe 12 et sur la pièce 8. Le ressort 7 exerce une force constante ten- dant à ouvrir la soupape qui est équilibrée par le'gaz déten- du agissant sur la face inférieure de la pièce 8. Le soufflet - 11 forme un joint hermétique entre la carcasse 12 et la pièce @ -
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8 dont le déplacement entraîne la soupape 2 par l'intermé- diaire de la tige 10.
On peut régler selon les besoins la force d'ouverture constante produite par le ressort comprimé 7, en faisant tourner le volant de manoeuvre 22 pour compri- mer plus ou moins fort le ressort par l'intermédiaire de la vis 19 qui monte ou descend dans le pont 20 rigidement relié au corps 12 par des montants 21. Pour faciliter le réglage de la compression une butée à billes 15 est interposée entre la vis 19 et le ressort comprimé.
REVENDICATIONS
1) Détendeur de gaz dans lequel une soupape est maintenue en équilibre dans la position requise pour produire la réduction de pression voulue, caractérisé en ce que la force d'ouverture produite par un ressort, ainsi que toute autre force d'ouverture, sont neutralisées par une force de sens inverse exercée par le gaz à pression réduite agissant sur une surface effective constante.