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La présente invention concerne un régulateur de pression du type régulateur pour abonnés ou pour moyens consommateurs et comportant une membrane de travail combinée avec une soupape de réglage.
, Il existe déjà de nonbreux types de régulateursde pression comportant la combinaison d'une soupape de travail et d'une soupape de réglage.
La présente invention se différencie des dispositifs exis- tant par le fait : 1) que le dispositif s'applique à des régulateurs à tarage par ressort, à l'exception des régulateursà tarage par poids 2) d'une disposition spéciale de la soupape de réglage dont le siège et le clapet sont mobiles-tous deux; la pression amont agis- sant sur la face amont du clapet de réglage, le siège étant à
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1.' amont du clapet.
Les figures 1 et 2 représentent, à titre non limitatif de l'invention, un exemple de réalisation, la figure 1 étant une coupe de l'ensemble d'un régulateur connu et la figure 2 une coupe dc la soupape de réglage suivant l'invention.
Sur la fig. l, représentant un régulateur connu, l'on voit la.chambre de mesure A munie de ses tubulures d'entrée et de sortie B et C.; la membrane de travail D, fixée sur la chambre de mesure, est maintenue par le corps supérieur E, cette membrane étant tarée à l'aide du ressort F. Sur la membrane est fixé un téton G qui, par l'intermédiaire d'un ergot H, actionne le levier J mobile autour de l'axe K et transmettant son mouvement grâce à l'ergot L au clapet de soupape M.
Sur la fig. 2, représentant l'objet de l'invention, le clapet de soupape M comporte un corps coulissant muni de rainures
N pour le passage du fluide et sur lesquelles est monté le clapet proprement dit P qui s'appuie sur le siège Q de la. soupape. Ce siège est lui-même monté sur la membrane R fixée dans l'orifice d'entrée
B du régulateur, cette membrane étant butée à l'amont par une bague fixe et rigide T qui est ajourée pour assurer l'influence de la . pression sur la membrane.
Cette membrane R, et c'est là l'objet principal de l'inven- tion,est flexible, son mouvement provenant de la différence de pression entre la pression amont règnent en B et la pression aval régnant dans la chambre de mesure. L'on voit, diaprés cette figure et la description, que le siège de soupape est en amont de son clapet.
Le fonctionnement d'un régulateur normal est le suivant :
Si,partant d'un étant d'équilibre, la consommation de gaz diminue à 1-'aval C, la pression dans la chambre de mesure tend à augmenter.
La membrane D se soulève légèrement en comprimant le ressort F, elle entraîne dans. son mouvement le levier J qui' pousse le clapet M-P vers l'orifice d'admission Q et l'obture davantage ; le débit d'air
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diminue et un nouvel équilibre @e crée entre cette position du cla- ,-et, 'la position de la membrane et la longueur du ressort.
Si S est la surface active de la membrane,
Pi la pression de la chambre de nesure à un instant donnée
Fi la force du ressort à cet instant ,
Pa la pression du. gaz à l'amont du détendeur, s la section de l'orifice d'admission en Q,
K étant le rapport des bras des leviers, on peut écrire :
Pi.S= Fi + K P s (1) 1) Si la pression pa à l'amont est constante, lorsque le débit augmente, la. membrane D descend pour augmenter l'admission de gaz.
Le ressort s'allonge et sa force Fi diminue ; dans ces conditions,, l'équilibre est obtenu pou.r une nouvelle val'eur de la pression dans la chambre de mesure p Pi. Ce phénomène, déjà connu., explique dans une large mesure l'aspect descendant des courbes caractéris- tiques débit-pression lorsque les débits croissent.
2) Si la pression pa du gaz à l'amont varie, il se produit deux phénomènes : a) la pression dans la chambre de mesure varie en fonction de la relation (1) ; b) en. outre, à débit égal, les ouvertures d'admission sont d'autant plus faibles que les pression à l'amont sont élevées, c'est-à-dire que pour un. débit donnée la membrane D occupe une posi- tion d'au.tant plus élevée que la pression à l'amont est for te, ce qui se traduit par une action accrue du ressort.
Les actions a et b, étant de même sens, ont pour effet, dans les régulateurs ordinaires, d'éloigner les courbes caractéris- tiques débit-pression en fonction des pressions amont, ce qui présen' te un désavantage. Ce désavantage est d'autant plus grand que la sur face S de la membrane D pst plus petite, ce qui a normalement lieu dans les régulateurs d'atonnés.
Par contre, le dispositif faisant l'objet de l'invention
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permet au siège de soupape, du fait qu'il est mobile et non plus fixe,' de se déplacer vers le clapet obturateur lorsque les pressions croissent à l'amont.
Dès lors, pour réaliser le débit, le clapet recule davanta- ge ?t l'équilibre à lieu pour une position de membrane plus basse, c'est-à-dire pour un ressort moins comprimé.
Il en résulte une pression Pi plus faible dans la chambre de mesure et un écartement beaucoup moins important des courbes caractéristiques.
Cette solution permet d'obtenir sur des petits régulateurs des performances réservées jusque là uniquement aux grands.
On ne sort pas du domaine de l'invention si l'on réalise par tout autre moyen équivalent un siège de soupape mobile en fonction de la pression amont, le clapet étant lui-même mobile en fonction de la pression dans la chambre de mesure, le siège étant à l'amont du clapet, lui-même mobile.
Par exemple : la forme du corps de mesure et de son dôme de soupape peuvent être quelconque ainsi que la membrane et le ressort. Le système de transmission d'un mouvement de la membrane peut être également quelconque, soit que. les deux mouvements soient orthogonaux ou non.
Le clapet de soupape en deux parties est composé de maté- riaux tels que la partie coulissant et la partie clapet susceptible d'assurer une étanchéité suffisante aient une résistance à l'usure indispensable.
Le siège de soupape est décrit composé de deux pièces : un siège proprement dit et une membrane élastique. La membrane élas- tique peut être remplacée, par exemple, par un. ressort ou autre, . solidaire du siège mobile, les conditions d'étanchéité étant réali- sées d'une manière quelconque, le siège et sa membrane pouvant être constitués' d'une seule pièce adéquate.
Les màtériaux utilisés peuvent être les mêmes ou différents, à condition que la pièce siège ait les qualités normales des sièges
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et la pièce meIi1br:Tc(-: &it les qu u' s normales G '1me iJ.eT.1)rê:ne, sous réserve eue cette me..z3r.ue soit suX'fis8.DlID.ent solide pour résister à le. pression amont.
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The present invention relates to a pressure regulator of the regulator type for subscribers or for means consumers and comprising a working membrane combined with a regulating valve.
There are already many types of pressure regulators with the combination of a working valve and a control valve.
The present invention differs from existing devices by the fact: 1) that the device applies to spring-loaded regulators, with the exception of weight-regulated regulators 2) a special arrangement of the relief valve adjustment with movable seat and valve - both; the upstream pressure acting on the upstream face of the regulating valve, the seat being at
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1. ' upstream of the valve.
Figures 1 and 2 show, without limitation of the invention, an exemplary embodiment, Figure 1 being a section of the assembly of a known regulator and Figure 2 a section of the control valve according to invention.
In fig. 1, representing a known regulator, the measuring chamber A is seen fitted with its inlet and outlet pipes B and C .; the working diaphragm D, fixed to the measuring chamber, is held by the upper body E, this diaphragm being calibrated using the spring F. On the diaphragm is fixed a stud G which, by means of a lug H, actuates the lever J movable around the axis K and transmitting its movement through the lug L to the valve flap M.
In fig. 2, representing the object of the invention, the valve flap M comprises a sliding body provided with grooves
N for the passage of the fluid and on which is mounted the valve proper P which rests on the seat Q of the. valve. This seat is itself mounted on the membrane R fixed in the inlet port
B of the regulator, this membrane being abutted upstream by a fixed and rigid ring T which is perforated to ensure the influence of the. pressure on the membrane.
This membrane R, and this is the main object of the invention, is flexible, its movement resulting from the pressure difference between the upstream pressure prevailing in B and the downstream pressure prevailing in the measuring chamber. It can be seen, from this figure and the description, that the valve seat is upstream of its valve.
The operation of a normal regulator is as follows:
If, starting from an equilibrium being, the gas consumption decreases at 1-downstream C, the pressure in the measuring chamber tends to increase.
The diaphragm D lifts slightly by compressing the spring F, it drives in. its movement the lever J which 'pushes the valve M-P towards the inlet port Q and closes it further; air flow
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decreases and a new equilibrium is created between this position of the valve, -and, 'the position of the diaphragm and the length of the spring.
If S is the active surface of the membrane,
Pi the pressure of the measuring chamber at a given moment
Fi the force of the spring at this moment,
Pa the pressure of. gas upstream of the regulator, s the section of the inlet port in Q,
K being the ratio of the arms of the levers, we can write:
Pi.S = Fi + K P s (1) 1) If the upstream pressure pa is constant, when the flow increases, the. diaphragm D descends to increase gas intake.
The spring lengthens and its force Fi decreases; under these conditions, equilibrium is obtained for a new value of the pressure in the measuring chamber p Pi. This phenomenon, already known., explains to a large extent the descending aspect of the characteristic curves. flow-pressure when the flow rates increase.
2) If the upstream gas pressure pa varies, two phenomena occur: a) the pressure in the measuring chamber varies according to relation (1); b) in. In addition, at equal flow rate, the inlet openings are all the smaller as the upstream pressures are high, that is to say that for one. given flow rate the diaphragm D occupies a position of at least the higher the upstream pressure, which results in increased spring action.
The actions a and b, being in the same direction, have the effect, in ordinary regulators, of moving away the characteristic flow-pressure curves as a function of the upstream pressures, which presents a disadvantage. This disadvantage is all the greater as the surface S of the membrane D pst smaller, which normally takes place in atomic regulators.
On the other hand, the device forming the subject of the invention
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allows the valve seat, since it is movable and no longer fixed, to move towards the shutter valve when the pressures increase upstream.
Therefore, to achieve the flow, the valve moves back further and the equilibrium takes place for a lower diaphragm position, ie for a less compressed spring.
This results in a lower pressure Pi in the measuring chamber and a much smaller separation of the characteristic curves.
This solution makes it possible to obtain performance on small regulators that had previously only been reserved for large ones.
It does not depart from the scope of the invention if a valve seat is produced by any other equivalent means which is movable as a function of the upstream pressure, the valve itself being movable as a function of the pressure in the measuring chamber, the seat being upstream of the valve, which is itself mobile.
For example: the shape of the measuring body and of its valve dome can be any as well as the diaphragm and the spring. The system for transmitting a movement of the membrane can also be any, that is. the two movements are orthogonal or not.
The two-part valve plug is made up of materials such as the sliding part and the valve part capable of ensuring sufficient sealing have essential wear resistance.
The valve seat is described as composed of two parts: a seat proper and an elastic diaphragm. The elastic membrane can be replaced, for example, by a. spring or other,. integral with the movable seat, the sealing conditions being achieved in any way, the seat and its membrane being able to be formed from a single suitable part.
The materials used can be the same or different, provided that the seat part has the normal qualities of the seats.
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and the piece meIi1br: Tc (-: & it the normal ones G '1me iJ.eT.1) ré: ne, subject to this me..z3r.ue be suX'fis8.DlID.ent solid to resist to the. upstream pressure.