<Desc/Clms Page number 1>
"DETENDEUR A COMPENSATION AUTOMATISE POUR GAZ
COMPRIME"
L'invention est relative aux appareils destinés à débiter, après avoir abaissé sa pression jusqu'à une valeur déterminée, un gaz (tel que l'air) provenant d'une réserve à haute pression (réservoir, bouteille, bombonne ... par exemple). De tels appareils appelés détendeurs comprennent une chambre de détente interposée entre la réserve à haute pression et la conduite de distribution de gaz détendu.
La chambre de détente est munie d'une soupape d'entrée par laquelle elle reçoit le gaz comprimé provenant de la réserve
<Desc/Clms Page number 2>
et cette soupape est placée sous la dépendance d'une membrane déformable munie d'un organe de rappel conTenable et soumise d'un côté à la pression de la ohambre de détente et (la l'autre côté à la pression extérieure. Le réglage de la membrane déformable et de la transmission agissant sur la soupape d'entrée est établi en vue de Maintenir automatiquement la pression régnant dans la chambre de détente à une valeur déterminée.
L'expérience a toutefois montré que dans les appareils de ce type la. différence entre la pression extérieure et la pression de la chambre de détente ne reste pas rigoureusement constante. En effet, alors que la force de rappel de la membrane est invariable (qu'il N'agisse de 1'élasticité propre de cette membrane ou d'un ressort auxiliaire) la pression agissant sur la soupape d'entrée ae la chambre de détente diminue à mesure que la réserve se vide. par suite, au cours du fonctionnement, il se produit dans la ohambre de détente, soit une augmentation de plus en plus grande de la pression, si la soupape d'entrée s'outre dans le sens opposé à la pression de distribution;
soit une diminution de plus en plus accusée de la pression, si la soupape d'entrée s'ouvre dans le sens de la pression de distribution.
La préaente invention a pour objet un diapo- aitif compensateur destiné à maintenir la pression de la chambre de détente à une valeur invariable jusqu'à épuisement de la réserve.
<Desc/Clms Page number 3>
Ce dispositif comprend une membrane additionnelle soumise sur une face à la pression de distribution du gaz détendu et sur l'autre face à la pression extérieure, cette membrane additionnelle pouvant en outre venir en contact, d'une part avec un poussoir à ressort et d'autre part avec la soupape d'entrée de la chambre de détente, de telle façon que l'effort exercé par ce ressort sur la dite soupape s'ajoute à celle de la pression de distribution et contrebalance la diminution subie par cette pression.
Aux dessins annexés :
La Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un détendeur compensé conforme à l'invention.
La Fig. 2 est une coupe montrant à échelle agrandie le dispositif compensateur.
La Fig. 3 montre une autre forme d'exécution du détendeur compensé.
Le dispositif représenté Fig. 1 oomprend une conduite 1 qui reçoit le gaz provenant d'une bouteille de gaz comprimé (non figurée) et cette conduite est reliée par un raccord 2 avec une capacité 3 ménagée dans un bloc 4 et constituant l'antichambre du détendeur.
Au-dessus du bloc 4 se trouve la chambre de détente 5 que surmonte une membrane 6 comportant une partie centrale rigide et un bord annulaire souple.
Cette membrane, montée dans un boitier 7, communique avec l'extérieur par des ouvertures 8 et elle est d'autre part, reliée à un levier 11 pivotant sur un
<Desc/Clms Page number 4>
support 12 et muni d'un rendort de rappel réglable 13 .Un leTier 14 pivotant sur le support12 et un @oussoir 15 août interposés entre le leTier 11 et la soupape 16 qui commande un oanal 20 -L'aimant communiquer l'antichambre 3 et la chambre de détente 5. La soupape 16 s'ouvre en sens contraire ue l'action exercée sur elle par la oression de distribution.
La chambre de détente 5 communique par un tube 17 avec une conduite 18 munie d'un robinet 22 qui permet d'ouvrir et de fermera volonté le débit de gaz détendu.
Suivant l'invention, le détendeur ainsi constitué est muni d'un dispositif compensateur destiné à maintenir constante la résistance à l'ouverture de la soupape 16 malgré les variations de la pression de distribution régnant dans l'antichambre 3.
Le dispositif compensateur visible Fig. 2 comprend dans l'antichambre 3 une membrane élastique 25 fixée sur son bord au moyen d'un rondelle filetée 26 et placée de façon à agir sur la tige 27 de la soupape 16. La surface libre de la membrane 25 est équivalente à la section de fermeture de la soupape 16.
Cette membrane 25 est en contact avec un poussoir 28 sur lequel agit un ressort 29 contenu dans une cavité 32. On règle la tension du ressort 29 au moyen du couvercle 31 vissé sur une portée filetée du bloc 4.
Le fonctionnement de l'appareil représenté Fig. 1 et 2 est le suivant :
Le gaz à haute pression fourni par la bouteille
<Desc/Clms Page number 5>
à l'antichambre 3 parvient à la ohambre de détente 5 par l'intermédiaire de la soupape 16 qui est commandée automatiquement de manière à conserver dans l'enceinte formée par la chambre 5 et le tube 17 et la conduite 18, une pression déterminée. On ouvre le robinet de sortie 22 suivant les besoins d'utilisation de gaz détendu.
La commande automatique de la soupape 16 est assurée par la membrane 6 soumise sur une de ses faces à la pression extérieure et sur l'autre face à la pression de la chambre de détente 5. La soupape se ferme lorsque l'action produite sur le poussoir 15 par la memgrane 6 et le ressort 13 censé de l'emporter sur la résistance opposée à l'ouverture. La soupape 16 est sollicitée dans le sens de la fermeture par la pression élevée régnant dans l'antichambre 3.
Cette pression décroît à mesure que la bouteille de gaz comprimé se vide et c'est pour contrebalancer la diminution de la résistance ainsi produite qu'on adjoint à la soupape 16 le dispositif compensateur qui fait l'objet de l'invention
On supposera,par exemple, qu'on branehe le détendeur sur une bouteille d'air comprimé à 200 Kg/em2 et que sous la pression initiale, la résistance à l'ouverture de la soupape 16 est de 9 Kg. (résistance proportionnelle à la section du canal 20 supposée par exemple égale à 4,5 mm2).
Quand l'arrivée d'air à haute pression est fermée, la soupape 16 est en équilibre, étant écartée de son siège sous l'effet de la membrane 6 et du ressort 13 et étant, d'autre part, soutenue par le ressort 29
<Desc/Clms Page number 6>
d'une force de 9 Kg. qui agit sur cette soupape par l'intermédiaire du poussoir 28 et de la membrane 25.
Si l'on fait arriver dans l'antichambre 3, l'air comprimé à 200 Kg/cm2, la aoupape 16 se ferme dès que la pression dans la chambre b atteint la valeur déterminée d'utilisation, par exemple 1.100 gr/om2. La membrane 25 subit sur sa surface libre intérieure une poussée de 9 Kg. qu'elle transmet au ressort 29, de manière à le comprimer. Le détendeur fonctionne alors comme s'il n'avait pas de dispositif compensateur.
A mesure qu'est utilisé en aval du robinet 22 l'air provenant de la bouteille et ayant traversé l'enoeinte 5, 17 et le tuyau 18, la pression s'abaisse dans cette bouteille et par suite dans l'antichambre 3 et il en est de même de la poussée exercée sur la face intérieure de la membrane 25. En conséquence,la foree statique du ressort 29 qui précédemment était annihilée, se trouve maintenant peu à peu libérée dans la mesure convenable.
Par exemple, quand la pression ue la bouteille est tombée au quart de la valeur initiale, boit à 50 Kg/cm2, l'air non détendu exerce sur la soupape 16 une poussée de 2Kg, 250. La membrane 2b dont la surface libre a le même diamètre que la section de fermeture de la soupape 16, reçoit aussi une poussée de 2Kg, 250 dirigée en sens inverse de la poussée de 9 Kg. exercée par le ressort 29. La soupape 16 subit donc une pression égale à la différence des deux efforts, soit9Kg. 2Kg,250 c'est-à-dire 6Kg ,750 . La poussée totale exercée sur la soupape 16 est donc toujours de 9 Kg.
<Desc/Clms Page number 7>
On voit ainsi que malgré les variations de la pression d'arrivée au détendeur la soupape 16 s'ouvre toujours pour la même valeur de la pression régnant dans la chambre 5, de sorte que cette dernière pression demeure invariable.
Dans le dispositif de la Fig. 3, la soupape 34 donnant accès à la chambre de détente 35 s'ouvre dans le sens de la pression due au gaz comprimé.
Sur cette figure, on voit en 36 le taraudage dans lequel se visse la conduite d'amenée de gaz, reliée à la bouteille d'alimentation. Le gaz parvient par le canal 37 à la capacité 38 qui constitué l'antichambre du détendeur. La soupape 34 porte une extension 39 en contact avec un levier 41 pivotant en 42 et muni d'un ressort de rappel 43 réglé au moyen d'une vis 44.
Le levier 41 est connecté par une tige 45 à une membrane 46 maintenue par le couvercle perforé 47 du boitier 48, de telle sorte que cette membrane est soumise sur une face à la pression extérieure et sur l'autre face à la pression de la chambre de détente.
Une tubulure 49 permet de brancher la conduite d'utili- sation.
Le dispositif compensateur comprend une membrane 51 serrée sur son pourtour par une rondelle 52 et touchant en son centre un poussoir 53 soumis luimême à l'action d'un ressort 54 qui prend appui sur le couvercle 55 de la cavité 56. La surface libre de la membrane 51 a le même diamètre Que la surface de fermeture de la soupape 34.
<Desc/Clms Page number 8>
Le ressort 54: ajoute son action à celle du gaz comprimé arrivant dans l'antichambre 38 de telle sorte que malgré la diminution de la pression d'arrivée au détendeur, la poussée exercée sur la soupape 3 dans le sens de l'ouverture reste constante.
Le dispositif compensateur qui fait l'objet de l'invention peut s'appliquer dans toutes les circonstances où l'on doit utiliser, après avoir abaissé sa pression jusqu'à une valeur déterminée, un gaz détendu provenant d'une réserve à haute pression. Ce dispositif convient notamment aux cas d'un débit constant (chalumeau, inhalateur etc ...
) d'un débit variable à volonté (alimentation d'un moteur à explosion par exemple) d'un débit intermittent et régulier (remplissa- ge automatique d'un récipient, alimentation d'un appareil respiratoire etc ...)
Dans tous les cas, à mesure que la pression d'arrivée au détendeur s'abaisse, le dispositif conforme à l'invention intervient pour maintenir constante la pression dans la chambre de détente, et évite les troubleu de fonstionnement qui se produisent généralement dans les appareils ordinairement employés.
L'invention ne doit d'ailleurs pas être considérée comme se limitant aux dispositifs visés cidessus et il est vinent que les divers éléments constituant ces dispositifpeuvent être remplacés par des éléments équivalents.