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Dispositif à soupapespour réservoir de gaz à haute pression.
L'invention concerne un dispositif à soupapes pour réser- voirs à gaz à haute pression qui, d'une part., -permet de régler le débit normal de gaz sortant du réservoir, et d'autre part, arrête immédiatement tout débit en certaines conditions exceptionnelles.
L'invention a pour objet un dispositif à soupapes pour contrôler l'écoulement du gaz d'un réservoir de gaz à haute pres- sion, comportant en combinaison : une soupape de contrôle destinée à déterminer la pression des gaz à la sortie de celle-ci, et une soupape de sûreté destinée à fermer automatiquement en cas de ruptu- re, ou d'échauffement excessif du dispositif à soupapes, de façon à prévenir toute fuite de gaz du réservoir auquel est raccordé ledit dispositif, ladite soupape de sûreté étant disposée entre le réser- voir et la soupape de contrôle.
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La soupape de contrôle peut être réglable, afin de per- mettre le réglage de la pression des gaz à la sortie.
La soupape de sûreté peut être maintenue ouverte par l'in- termédiaire d'une tringlerie traversant une partie tubulaire qui sort du logement de la soupape de contrôle, et qui peut être fixée au goulot du réservoir, ladite tringlerie venant en contact avec une butée à l'intérieur dudit logement, de telle sorte que la rupture de la partie tubulaire libère la tringlerie, et permet à la soupape de sûreté de se fermer. La tringlerie ou une partie de celle-ci peut être en une matière qui a un point de fusjon peu élevé ; elle fond alors et permet à la soupape de sûreté de se fermer en cas d'échauffement excessif du dispositif à soupapes.
La soupape de contrôle et la soupape de sûreté, peuvent comporter des organes de fermeture qui coopèrent respectivement avec deux sièges coaxiaux situés face à face, et la tringlerie allant de l'un à l'autre dès- dits organes de fermeture, tandis que l'organe de fermeture de la soupape de contrôle constitue une butée pour ladite tringlerie.
La soupape de contrôle peut comporter un organe de ferme- ture qui est appuyé contre un siège par la pression des gaz à la sortie d'une membrane, cette dernière partageant le logement de la soupape de contrôle en deux compartiments. Le compartiment dans le logement de la soupape de contrôle, dans lequel la pression du gaz n'agit pas sur la membrane, qui est en communication avec l'at- mosphère, comporte les organes mobiles d'un manomètre destiné à indiquer la pression dans le réservoir à gaz, sur lequel est monté le dispositif à soupapes.
Binvention sera. mieux comprise à la lecture de la des- cription détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins :
La fig. 1 est une vue en plan et partiellement en coupe d'un dispositif suivant l'invention, monté sur un réservoir de gaz
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@ pression et comportant un débit-mètre.
La fige 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig.1 à plus grande échelle.
La fig. 3 est une vue en plan et partiellement en coupe, à la même échelle que la figure 2, avec certaines parties arrachée:
Sur ces dessins le dispositif à soupapes comporte un logement 10 de section transversale sensiblement circulaire, pro- longé d'un côté par une partie tubulaire 11, la partie tubulaire, comportant, à son extrémité la plus éloignée du logement, une sur- face d'appui arrondie 12. Un raccord fileté 13 pivote autour de la partie 11 et prend appui sur un épaulement 14 adjacent à la surface d'appui 12.
La surface 12 est appelée à venir porter contre un siège (non représenté) dans un alésage taraudé du corps de la vanne prin- cipale 15, montée sur le goulot d'un réservoir de gaz à haute pression 16. La vanne principale 15 peut être ouverte ou fermée, comme représenté, par un volant de manoeuvre ou à l'aide d'une clé de façon classique. Un débitmètre 17 est monté à la sortie du dispositif à soupapes. Le gaz sort du ctébitmètre en 18.
Le logement 10 comporte une partie inférieure en forme de cuvette 10a, et ane partie supérieure tronconique 10b. Cette dernière est taraudée intérieurement en 19 à son extrémité qui se visse sur une extrémité filetée de la cuvette. La partie tubulaire 11 a une extrémité qui se visse dans un trou taraudé à la base de la cuvette. Un bouchon 20 est vissé dans l'extrémité supérieure de la partie tubulaire 11. Ce bouchon est alésé axialement et la partie supérieure de l'alésage esttaraudée et élargie, de façon à recevoir une douille à collerette, taraudée 21.
Une membrane annulaire souple 22 est serrée à sa périphérie entre la partie du logement en forme de cuvette 10a, et celle qui est tronconique 10b et elle est serrée dans sa partie centrale entre l'extrémité supérieure du bouchon 20 et la collerette de la douille 21, de sorte que le logement est ainsi divisé 'en deux compartiments : un compartiment
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supérieur 23 et un compartiment inférieur 24.
Un siège tronconique 25 est pratiqué au fond de la partie élargie de l'alésage du boucnon 20 afin de coopérer avec un clapet conique 26 d'une soupape de contrôle. Une calotte 27 est reliée par trois entretoises régulièrement espacées situées sur une même cir- conférence, à un disque métallique 28, qui repose contre le côté inférieur de la membrane 22. La calotte 27 porte une tige 29, dont l'extrémité inférieure prend appui sur une virole 31 portant elle-même sur la partie supérieure du clapet 26. Un ressort à boudin à compression 32 est disposé entre la partie inférieure de la calotte 27 et la collerette de la douille 21. La tige 29 se visse dans la calotte 27, ce qui permet de régler sa longueur utile. Elle est appliquée sur cette calotte au moyen d'un contre-écrou 30.
L'alésage de la partie tubulaire 11 est élargi à son extrémité inférieure, de façon à former une cavité qui est limitée à son extrémité supérieure par un siège tronconique 33 qui coopère avec un second clapet conique 34 d'une soupape de sûreté. Un épaule- ment 35 dans la cavité forme une butée pour un organe filtrant 36 constitué par un bloc poreux. Ledit organe filtrant 36 est maintenu en position par un bouchon taraudé 37 vissé dans la partie inférieu.- re de la cavité. Le bouchon 37 comporte des passages comme on le voit en 38. L'épaulement 35 est disposé par rapport au siège 33 de façon à permettre au clapet 34 de quitter ledit siège.
Une tige 39 en métal à bas point de fusion passe à travers l'alésage de la partie tubulaire 11 et celui du bouchon 20. Ses extrémités viennent porter contre les deux clapets. Sa longueur est telle que, quelle que soit la position du clapet 26, par rapport à son siège, elle maintienne le clapet 34 éloigné de son siège 33. Un jeu suffisant est ménagé autour de la tige 39, et la bague 31, de façon que, quand les deux clapets sont éloignés de leurs sièges, le gaz puisse passer du réservoir 16 dans le compartiment supérieur 23 du logement, puis sortir par le débitmètre 17 vers le dispositif utilisation. Le compartiment inférieur 24 dans le logement est
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relié à l'extérieur, par un passage 41.
Dans ce compartiment est conté un manomètre du type Bourdon dont le tube 42 est relié par un raccord 43 et un tube 44, à l'alésage du bouchon 20 en dessous du siège de soupape 25, Le tube de Bourdon est relié par une biellette 45 et un bras 46 à un serment denté 47 qui engrène avec un pignon 48 monté sur un arbre 49, portant une aiguille 51 qui se déplace sur une échelle graduée 52 que l'on voit à travers une ouverture 53 pratiquée dans la paroi périphérique de la partie 10a du logement 10. L'ouverture 53 est protégée par un anneau en matière transparen- te 54 qui entoure ladite paroi périphérique et qui est maintenu entre l'épaulement.55 et le bord 19 de la partie 10b. Une soupape d'évacuation permet d'éviter une trop grande pression dans le compar- timent 23.
Un passage latéral dans le bouchon 20 au-dessus du siège de soupape 25 est fraisé à son extrémité extérieure afin de recevoir un clapet conique 56 appuyé contre la surface fraisée par une lame de ressort 57 ayant sensiblement la forme d'un C qui encercle le bouchon.
Le débitmètre représenté sur la figure 1, comporte : une base 58 vissée dans le dessus de la partie du logement 10b, un tube 59 sortant vers le haut d'une cavité 61 ménagée au centre de la base, et un couvercle tubulaire 62 renfermant le tube 59, le tube se ter- minant tout près du dessus du couvercle 62.
Un flotteur 63 coulisse dans le tube 59. Ses dimensions sont telles qu'il apporte une certaine restriction au passage du gaz entre lui et le tube. La cavité 61 est reliée au compartiment 23 du logement par un passage contrôlé par un robinet à pointeau 64, et l'intérieur du couvercle 62 est relié à la sortie 18 par un passage 65.
Le fonctionnement du dispositif à soupapes suivant l'in- vention est le suivant :
Le gaz provenant du réservoir 16 s'écoule autour des clapets 34 et 26, et parvient dans le compartiment 23, le ressort 32 maintenant le clapet 26 éloigné de son siège. La pression qui
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s'établit dans le compartiment 23, agit sur la membrane 22 et tend à appliquer le clapet 26 sur son siège de façon à assurer un débit constant à la sortie du compartiment 23, le débit étant réglé à une valeur correspondante après ce clapet. Le réglage de la tige 29, par rapport à la calotte 27, permet de faire varier la pression à la sortie de la soupape. La pression au-dessous du siège de soupape 25 est appliquée au tube de Bourdon 42, qui actionne le manomètre.
Le gaz s'écoule du compartiment 23 à travers le débitmètre 17, soulè ve le flotteur 63 à une hauteur dépendant de la vitesse du courant gazeux, de telle sorte que l'on peut lire le débit sur l'échelle du tube 59 d'après la position du flotteur. On peut régler le débit en agissant sur le pointeau du robinet 64.
Le clapet 34 de la soupape de sûreté est maintenu éloigné de son siège, et ne gêne pas l'écoulement du gaz. Si le réservoir venait à tomber cependant, et que le logement de soupape 10 venait à heurter un obstacle avec une force suffisante pour l'endommager, l'emplacement de rupture le plus vraisemblable se situerait dans la partie tubulaire 11, entre le logement 10 et le raccord fileté 13. Une telle rupture éloignerait la tige 39 dé sa butée, de telle sorte que le clapet 34 viendrait s'appliquer sur son siège, sous l'effet de la pression du gaz contenu dans le réservoir, ce qui éviterait toute fuite de gaz.
Si la soupape prend feu, ou si la temp(. rature augmente considérablement pour une autre cause quelconque, la tige 39 fond et le clapet de la soupape de sûreté devient libre de s'appliquer sur son siège, fermant ainsi l'alimentation en gaz, et évitant ainsi tout risque d'explosion.
En variante, une partie seulement de la tige 39, adjacente au clapet 26, peut être en un métal facilement fusible, le reste de la tige étant en acier ou en métal à point de fusion élevé.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée à l'exem- ple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses varian- tes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisa- gées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention.