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Robinet de pression d'arrêt, à vis et à soupape détendeur de pression anti-bélier.
Les détendeurs de pression connus présentent l'inconvénient de nécessiter lors de leur installation l'emploi de un ou deux robinets ou d'un véritable by-pass, de façon à permettre, en cas de dérangement, la fermeture ou la dérivation de la conduite en vue de leur réparation.
La présente invention a pour but d'obvier à cet inconvénient en procurant un détendeur combiné avec un robinet et offrant les avantages suivants:
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Possibilité de fermer ou d'ouvrir la conduite sans robinet spécial.
Possibilité de laisser la conduite en service par ouverture du robinet malgré toute avarie du détendeur, par exemple rupture du ressort.
Appareil plus simple qu'un détendeur autonome combiné avec robinets ou by-pass et faisant ainsi réaliser une économie d'installation.
L'appareil se compose essentiellement d'un corps de robinet ordinaire, d'une tige de manoeuvre à vis et d'un clapet solidaire de cette tige par l'intermédiaire d'un ressort, le clapet étant composé de pièces cylindriques en gradins formant piston différentiel de telle sorte que, pour une variation de la pression en aval, le piston coulisse et règle l'ouverture du clapet de façon à maintenir cette pression aval constante.
Les diverses pièces sont combinées pour que l'usager puisse effectuer à l'aide de la même tige l'une quelconque des opérations suivantes:
Ouverture ou fermeture complète du robinet comme un robinet ordinaire.
Réglage de la tension du ressort pour obtenir une pression aval fixée d'avance.
Ouverture du robinet en cas d'avarie au détendeur.
Les figures 1 à 6 données à titre d'exemple représentent une réalisation de l'appareil et ses diverses positions: figures 1 et 2, en position de détente ; 3 en position de fermeture ; figure 4 en position de complète ouverture. La figure 5 représente la circulation d'eau de la contrepression dans les diverses chambres du détendeur qui lui sont réservées.
La figure 6 représente une réalisation avec chambre
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neutre volumineuse.
Sur ces figures sont indiquées: en 1 la chambre d'admission de fluide ; en2, la chambre de départ séparée de la première par une cloison formant pont 3 et comportant une ouverture 4 assurant l'intercommunication entre elles.
Au-dessus de cette ouverture 4 et perpendiculairement à celle-ci est aménagé un cylindre 5 de deux diamètres différents, le plus grand diamètre étant à la partie supérieure 5a. Dans ce cylindre, vient coulisser axialement un piston 6, comportant à sa partie inférieure un clapet de fermeture 7 vissé audit piston par un pas de vis 8 volontairement fileté à gauche, afin d'éviter le dévissage de celui-ci par la vis 20 au moment du blocage dans le sens de la fermeture.
Ce piston se composant de trois parties, comporte sur sa hauteur deux joints 9 et 10, en matière souple plastique ou autre (en cuir, de préférence, qui assurent son étanchéité pour une pression s'exerçant par le bas comme par le haut du piston).
Ces deux joints séparés l'un de l'autre par une bague annulaire 11 sont maintenus en place et rendus solidaires du piston 6 par une bague 12 faisant fonction d'écrou de serrage et vissée volontairement par un pas à gauche 13 afin de permettre le blocage au sommet du piston 6 et de la soupape 7.
Ces deux joints 9 et 10 sont de diamètres différents et correspondant chacun au diamètre du cylindre dans lequel ils coulissent, celui de plus petit diamètre 9 assure l'étanchéité du piston pour le fluide qui se trouve dans la chambre d'admission et qu'il empêche de pénétrer plus avant.
Le joint 10 d'un diamètre plus grand assure l'étanchéité pour le fluide de basse pression qui exerce sa pression au-
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dessus du piston.
La bague annulaire 11 est de deux diamètres différents dont le plus grand constitue une tête de piston avec le joint 10 et la vis de serrage 12. Il forme en se déplaçant dans le plus grand cylindre 5a une chambre neutre 14, mise en communication directe avec l'air ambiant par un trou 15. Cette chambre ayant une superficie égale à la différence des diamètres du piston, permet au fluide d'exercer une poussée intégrale sur cette différence, cette poussée n'étant contrebalancée par aucune autre pression, elle s'exercera donc de toute sa force qui sera d'autant plus puissante que la pression ira croissant.
En cas de dépression, l'action en sens contraire sera également très sensible et le mouvement du piston vers l'ouverture plus prompt à s'opérer.
Ces différents mouvements de va-et-vient sont fonction de l'étanchéité du piston.
A l'intérieur du piston est aménagé un canal 16 permettant au fluide situé en aval de pénétrer par la partie inférieure du piston et de remplir la chambre 17, formée par le sommet 6a du piston et la partie inférieure de la tête 18 du robinet.
Dans ce canal vient se loger un ressort 19 agissant sur le fond du piston pour le repousser constamment vers le haut, c'est-à-dire dans le sens de l'ouverture. e l'intérieur de ce canal 16 vient également aboutir le bas de la vis 20 du robinet.
Cette vis 20 supportant le ressort 19 qui vient prendre son appui sur un épaulement 21 réservé à cet effet, peut suivant son vissage ou son dévissage comprimer ledit ressort l'obligeant à exercer une pression plus ou moins grande sur l'épaulement 22 aménagé à l'intérieur et dans le
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haut du canal 16 du piston 6.
Le clapet 7 vissé à la partie inférieure du piston 6 comporte à sa base une partie tubulaire 24 qui coulisse dans l'alésage 4 de la cloison 3. Il présente à son sommet, un logement 26 destiné à recevoir un joint, en matière plastique ou autre, assurant une fermeture complète lors de son application sur le siège 27 du robinet, lequel siège est formé par un bourrelet situé au sommet de l'ouverture 4.
Cette partie tubulaire 24 est en outre percée latéralement de lumières 28 qui se trouvent masquées au repos ou viennent déboucher dans la chambre d'admission 1 lorsque le piston coulisse vers l'ouverture, assurant ainsi l'intercommunication des deux chambres 1 et 2 par lesdites lumières 28.
Ce clapet à lanterne possède en outre un canal 29 permettant au fluide de basse-pression de s'acheminer par le canal 16 dans la chambre 17 pour y exercer sa contre-pression.
Ce canal placé à dessein dans le haut de la soupape 7 fait, par sa position, subir au fluide qu'il contient, un effet de succion au moment du passage du fluide hautepression par les lumières 28, ce qui a pour résultat de faire aspirer ledit fluide par la veine d'alimentation en mouvement vers l'aval et de provoquer ainsi une dépression sur la totalité du fluide enfermé dans la chambre 17 et qui, en empêchant ce fluide d'exercer une action soutenue sur le piston, provoque un déséquilibre en faveur du ressort, en conséquence vers l'ouverture.
La tête du robinet 18 venant se visser sur la partie supérieure du cylindre 5a, comporte un pas de vis 31 de longueur appropriée pour permettre à la vis 20 une course de manoeuvre appropriée aux besoins et comporte également dif-
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férents joints 32 et 33 le rendant parfaitement étanche comme dans la tête d'un robinet de pression d'un modèle courant.
La figure 6 représente une autre réalisation ayant les caractéristiques suivantes: La chambre neutre 14 est plus grande ; matelas d'air qu'elle renferme est plus grand, permettant ainsi plus de souplesse au mouvement du piston.
Le cuir 10 de la fig. 1 est remplacé par une membrane 10a.
Le clapet de fermeture 7 est entièrement métallique avec ailettes au lieu de fenêtres.
Le trou 15 avec l'atmosphère peut, dans ce cas particulier, être supprimé, les variations de pression d'air dans la chambre étant faibles.
Le fonctionnement de l'appareil se conçoit aisément comme suit: Au moment de la mise en charge, l'appareil étant en position détendeur, le piston 6 poussé vers le haut par le ressort 19 qui est comprimé par la vis 20 au moyen de l'épaulement 21 et placé par l'usager dans la position moyenne de vissage, permet au fluide de passer de la chambre 1 à la chambre 2 en passant par les lumières 28 qui assurent l'intercommunication au fur et à mesure que la canalisation en aval se remplit ; en résulte une pression en aval du fluide antagoniste à la pression initiale.
Le fluide sous l'influence de cette pression, pénètre par les canaux 29 et 16 et vient remplir la chambre 17 comprise entre la tête du piston 6a et la partie inférieure de la tête du robinet 18, son action étant amplifiée du fait que la surface de la tête du piston 6a est supérieure à sa base, il en résulte une poussée vers la fermeture qui sera d'autant plus accentuée que la pression en aval sera plus forte.
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Le fluide agissant sur le piston 6 en prenant comme on le voit son appui sur la face interne de la tête du robinet
18 poussera le piston vers la fermeture avec plus ou moins de force suivant sa pression.
La résistance de poussée antagoniste du ressort
19 étant vaincue, le piston subit une pression descendante supérieure et coulisse dans son cylindre 5 et 5a pour venir appliquer la soupape 7 qu'il comporte à sa partie inférieure contre le siège 27 du robinet qu'il obture.
On comprendra facilement que plus le ressort 19 est comprimé, plus sa puissance d'action est grande et l'effort à fournir pour la vaincre est proportionné, d'ou élévation de pression en aval.
Dès qu'une dépression est créée en aval, le fluide agissant sur le piston 6 perd de sa force de poussée, le ressort 19 dont la tension est constante agit en sens inverse vers l'ouverture, et comme sa poussée est supérieure il oblige le piston à remonter entraînant avec lui la soupape
7 dont les lumières 28 sont de ce fait à nouveau dégagées et viennent permettre au fluide de passer d'une chambre à l'autre et d'alimenter les canalisations. Quant l'équilibre commence à s'établir le piston 6 poussé progressivement vers la ferme- ture par la contre-pression, vient à nouveau plus ou moins obturer le passage du fluide en agissant par cisaillement de la veine du fluide fig. 2 réduisant ainsi son débit en le limitant exactement à la valeur du débit demandé à l'aval.
A sa position de repos et d'équilibre le robinet est automatiquement fermé.
Pour effectuer la fermeture à la main, il suffit de tourner la tige 20 dans le sens qui permet au poussoir 21 de venir s'appuyer sur le clapet 7 qui ferme la conduite (fig.3).
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Pour effectuer l'ouverture à la main, il suffit de tourner la tige 20 en sens inverse, le ressort se comprime et le système coulissant est entraîne vers le haut (figure 2).
Pour assurer un bon fonctionnement de l'appareil il est indispensable:
1) que la section du clapet 7 influencée par la pression amont soit la plus faible possible, afin que les variations de cette pression amont n'aient que très peu d'influence sur le réglage de la pression aval.
2) que la perte de charge principale ait lieu exactement entre le clapet et son siège, c'est-à-dire que, dans l'exemple donné, cette perte de charge a lieu à travers les fenêtres du clapet, afin que ce soit bien la position du clapet qui règle progressivement le débit.
3) que le piston ait une étanchéité, parfaite de façon qu'il n'y ait pas de communication entre le liquide de haute pression et le liquide de basse pression contenu dans la chambre 17.
4) qu'il existe une bonne étanchéité des joints afin que la chambre neutre 14 ne s'emplisse pas par manque d'étanchéité, car la pression vers la fermeture étant contrebalancée le piston ne fonctionnerait plus et resterait constamment ouvert.
En cas de rupture du ressort, celui-ci n'agissant plus, la poussée de la contre-pression n'étant plus compensée, le piston sera immédiatement poussé vers la fermeture et y restera bloqué, dans ce cas, il suffira à l'usager de dévisser la vis pour obtenir le passage direct comme dans un robinet ordinaire.
Il est évident que ce robinet décrit ci-dessus,
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peut être réalisé en toutes dimensions jugées convenables et être employé pour n'importe quel fluide liquide ou gazeux, et qu'il peut recevoir des modifications de forme ou de détails, les joints le rendant étanche pourront être de n'importe quelle matière plastique, voir même, pour ceux utilisés pour le piston, être remplacés par des segments en métal;
le joint obturant l'orifice venant s'appliquer sur le siège pourra être aussi bien en caoutchouc, ou en fibre ou en toute autre matière employée en ce cas, il pourra également consister en un cône rodé sur le bourrelet ou siège et faire corps avec la soupape ou être rapporté, les lumières assurant 3.'intercommunication pourront aussi bien être rectangulaires, ellipsoïdales, ovales, rondes, etc... venir de fonderie et percées, elles pourront même être circulaires, la partie inférieure de la soupape étant réunie à la partie supérieure par des cloisons intérieures, la soupape pourra être tubulaire ou simplement guidée dans son coulissement par des jambages comme dans une soupape ordinaire; de lavabo ou autre, sans pour cela se départir de l'esprit de l'invention.
La soupape peut également être composée par un corps -de forme appropriée, à pénétration progressive dans l'ouverture du siège. La soupape peut également être à double clapet et à double siège.