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REGULATEUR HYDRAULIQUE DE PRESSION DE GAZ.
La présente invention a pour objet un agencement particulier d'un régulateur hydraulique de pression de gaz, susceptible de fonctionner comme régulateur d'admission ou détendeur ou comme régulateur d'échappement.
Un tel régulateur comporte deux enceintes étanches reliées hydrau- liquement à la façon de vases communicants; l'une des deux enceintes reçoit une pression étalon ou témoin qui règle la pression à laquelle doit être adaptée la seconde enceinte
L'extrême sensibilité de ce genre d'appareil rend son réglaga dé- licat et le fonctionnement très incertain, sauf à y exercer une' constante surveillance La présente invention a pour but de remédier à cet inconvé- nient à l'aide d'un ensemble de dispositions qui permettent à l'appareil d'être facilement réglé lors de sa posés puis de fonctionner ensuite automa- tiquement et sans aucune surveillance.
Selon la présente invention, le régulateur hydraulique de la pression d'un gaz admis dans une enceinte comportant des moyens destinés à laisser échapper du gaz de cette enceinte dès que la pression qui y règne atteint une valeur déterminée par rapport à une pression témoin ou étalon régnant elle-même dans une seconde enceinte reliée à la première par un conduit formant joint hydraulique permanent, comprend, dans chacune des deux enceintes, un flotteur soumis à l'action du liquide dudit joint hydraulique ces flotteurs contrôlant chacun par un dispositif d'obturation, pour la première enceinte, l'admission de la pression témoin ou étalon vers la se- conde enceinte, et pour la seconde enceinte,
l'échappement de la pression excédent la pression témoin ou étalono
L'aménagement d'un régulateur hydraulique de pression ainsi constitué lui permet, après son réglage sur un circuit donné , de se mettre à fonctionner seul et de s'arrêter de même, dès l'ouverture ou la fermeture du circuit dont il assure le contrôler il reste, en outre, insensible eux accidents intempestifs susceptibles de survenir dans le circuit.
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La description qui va suivre,en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique, les formes d'exécution décrites faisant évidemment partie de l'invention.
La figure 1 est une coupe longitudinale de l'appareil, coupe faite selon la ligne I-I de la figure 2.
La figure 2 est une vue de dessus de l'appareil avec une coupe par la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une coupe faite par la ligne III-III de la figu- re 2.
La figure est une coupe longitudinale d'une variante de l'ap- pareil représenté à la figure 1 fonctionnant en détendeur, coupe analogue à celle de cette figure 1.
La figure 5 est une coupe de l'appareil illustré à la figure 4 analogue à la coupe de la figure 3
La figure 6 est une vue schématique d'un. appareil à clapets conforme à l'invention.
Comme on le voit sur la figure 1, l'appareil représenté est un é- quilibreur susceptible de laisser échapper l'excès de pression d'un gaz contenu dans une enceinte, la pression à maintenir étant déterminée compara- tivement à une pression témoin d'un gaz contenu dans une seconde enceinte.
L'appareil comporte deux chambres 1 et 2 communicantes et constituées res- pectivement par des manchons la et 2a dont les tranches sont appliquées sur des joints d'étanchéité prévus respectivement dans un flasque supérieur A et dans un flasque inférieur B Ces flasques A et B sont maintenus serrés l'un vers l'autre par des entretoises boulonnées 32. Les enceintes 1 et 2 renferment jusqu'à une certaine hauteur un liquide 3 dans lequel plongent deux flotteurs 4 et 5 en forme de cuvettes. Ces flotteurs commandent, par leurs mouvements de monte et baisse, des moyens d'obturation.
Ces moyens d'obturation sont constitués par la coopération de fourreaux 6, 7 solidaires des fonds des flotteurs et coulissant de façon étanche sur des guides creux 8, 9 solidaires du flasque Aa
Les mouvements de montée ou de descente du liquide 3, sous l'ef- fet de la différence des pressions exercées dans chacune des chambres 1 et 2, auront pour résultat d'entraîner chaque flotteur 4 et 5 dans un mouve- ment analogue à celui du liquide et par ce mouvement, des orifices 10 et 11, prévus radialement dans les guides 8, 9 et débouchant dans l'âme desdits guides, seront découverts ou maintenus obturés, permettant ainsi aux pres- sions régnant dans les enceintes 1 et 2 d'être éventuellement transmises à l'intérieur des guides.
L'ouverture des orifices 10 et 11 a lieu à la des- cente des flotteurs lorsque les tranches supérieures des fourreaux 6 et 7 affleurent lesdits orifices.
La chambre 1 est pourvue à sa partie supérieure d'un canal 14 traversant le flasque A et recevant un raccord 12 permettant sa liaison par une tuyauterie à l'enceinte dans laquelle règne la pression témoin.
Ce raccord comporte un clapet à bille de sécurité 13 dont le siège 33 surmonte la bille. De cette façon, le mouvement du fluide sous la pression témoin n'est nullement gêné dans le sens de l'admission à la cham- bre 1. Dans le sens inverse, si ce fluide, par suite d'une brusque chute de pression dans le canal 12, venait à tendre à sortir brusquement de cette chambre 1, la pression, dirigée par des canaux 34 orientés concentriquement de la grille de retenue 35 de la bille 13, serait,appliquée sous cette bil- le, la soulevant immédiatement et l'appliquant sur son siège, empêchant alors toute fuite.
Le flasque A comporte, pour la chambre 2, un canal 17 recevant également un raccord 15 à clapet à bille 16 de sécurité identique au précé- dent
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L'âme du guide 8 communique à sa partie supérieure avec un cla- pet à bille 19 reposant par gravité sur son siège 18 La chambre de ce cla- pet communique avec une canalisation 20 qui se prolonge par une canalisa- tion 21 elle-même prolongée par un orifice 22 débouchant dans la chambre 2 à la partie supérieure de cette dernière. Cet ensemble, bille'19, canalisations 20, 21 et 22, constitue un dispositif d'automaticité et de sécurité qui permet à la fois à. l'appareil de se mettre en marche automa- tiquement et interdit au liquidée même très mobile, de passer intempesti- vement dans une seule des deux chambres.
De son côté, le guide 9 communique par sa partie creuse avec une chambre 23 du flasque A, chambre dans laquelle peut pivoter, de façon étanche, un fourreau borgne 24, à tête moletée. Ce fourreau est pourvue d'une perforation radiale 25,face à laquelle est aménagé un orifice 26 dé- bouchant à l'extérieur. Par la position donnée au fourreau 24, il est pos- sible de régler la section de l'orifice d'échappement. Quand la pression arrivant dans la chambre 2 par la tubulure 15 augmente, elle refoule le liquide 3 qui entraîne en descente le flotteur 5 et le fourreau 7 de ce dernier découvre les orifices 11, ce qui permet à l'excédent de pression de s'échapper par l'orifice 26.
La liaison de communication entre les deux chambres 1 et 2 est constituée par une canalisation 27 aménagée tangentiellement à la paroi de deux cuvettes circulaires pratiquées dans le flasque B au fond des cham- bres 1 et 20 Cette disposition force .le liquide de la chambre réceptrice à un mouvement de rotation qui affecte le flotteur correspondant. La commande du dispositif d'obturation, c'est-à-dire l'association du four- reau et du guide, subit un mouvement de rotation relatif qui favorise l'exé- cution des mouvements et évite les usures localisées. D'ailleurs, la lubrification entre le guide fixe et le fourreau est assurée par un orifice capillaire 28 faisant communiquer le fond de chaque guide et sa surface extérieure Une réserve d'huile fine est placée dans la partie borgne du guide et cette huile suinte entre le guide et le fourreau.
Dans chacune des chambres 1 et 2 sont disposées les tiges 29 vissées dans le flasque A, ces tiges traversant la totalité desdites cham- bres Le retrait de l'une ou plusieurs de ces tiges fait varier dans la chambre intéressée la section offerte à la pression intérieure; les sec- tions respectives des deux chambres peuvent être réglées de façon diffé- rentielle avec une haute précision. Ce réglage peut d'ailleurs être ren- du encore plus fin par insertion de tiges de diverses sections. Selon les dimensions de l'appareil, les tiges peuvent être remplacées par des segments de volume déterminé qui permettent des différences de section plus importantes. Ce dispositif ne comporte aucun risque de déréglage et ne nuit en rien à la sensibilité de l'appareil.
Le liquide 3 a avantage à posséder une très forte densité.
Le fonctionnement de l'appareil ainsi décrit est le suivant :
L'appareil est intercalé dans un circuit de gaz dont la pres- sion ne doit pas dépasser une valeur donnée par rapport à une pression étalon, cette dernière régnant dans la chambre 1 où elle est amenée par la tubulure 12, tandis que le fluide dont la pression est à contrôler est admis à la chambre 2 par la tubulure 15; si la disposition générale des circuits est telle que les deux fluides sous pression arrivent simultanément dans le régulateur, l'appareil est immédiatement en fonction.
Dès que, dans la chambre 2, la pression à contrôler atteint une valeur supérieure à la valeur de réglage, le liquide 3 est refoulé vers la chambre 1, entraînant le flotteur 5 dont le fourreau 7 découvre les ori- fices 11. Le fluide en excédent de pression s'échappe par l'orifice 26.
L'échappement est intermittent ou continu, selon la position donnée au man- chon 24.
Si les circuits de contrôle sont disposés de fagon telle que la pression étalon soit admise en premier lieu, dès son arrivée dans l'encein-
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te 1, par la tubulure 12, elle fait jouer le dispositif de sécurité et d'automaticité précitée bille 19, canalisations 20, 21 et 22, et l'appa- reil est automatiquement prêt à recevoir la pression à contrôler,. Dès son admission dans la chambre 2, le fonctionnement reprend comme ci- dessus décrit.
Si au contraire, par suite d'une fausse manoeuvre éventuelle, la pression à contrôler était lancée dans le régulateur sans que la pres- sion étalon soit admise dans la chambre 1, la chambre 2 fonctionne seule, se mettant en position de fuite libre par l'orifice 26 jusqu'au moment de l'envoi de la pression étalon. A ce dernier moment, l'appareil se remet en fonctionnement normal, mais dans l'intervalle, il a été protégé contre tout envoi intempestif de liquide dans une seule chambre, ce liquide étant avantageusement à forte densitéo
En cas de chute brusque de pression, se produisant par exem- ple par rupture d'une des tubulures 12 ou 15, l'une des billes 13 ou 16 obture la canalisation correspondante, isolant le régulateur de la par- tie défaillante jusqu'à réparation de celle-ci.
A ce moment, la bille 13 ou 16, recevant une pression égale sur ses deux faces, retombe sur sa grille de retenue 35 ou 36 et rétablit le fonctionnement normale
L'appareil qui vient d'être décrit constitue un régulateur d'échappement ou de surpression. Les figures 4 et 5 représentent un ré- gulateur du même genre agencé comme détendeuro Cet appareil diffère de l'appareil illustré aux figures 1 à 3, en ce qui concerne la chambre 1b correspondant à la chambre 1, par suppression des barres de réglage 29 et par diminution de la capacité de cette chambre, le manchon lab ayant un diamètre plus faible que le manchon la
En ce qui concerne la chambre 2b qui remplace la chambre 2, certains organes contenus dans cette chambre ont subi des modifications
Comme on le voit sur les figures 4 et 5, un raccord 31 est substitué au manchon 2':;
'0 Le fourreau 7b est pourvu d'une couronne d'o- rifices 30 destinés à communiquer éventuellement avec les orifices 11 du guide 9; ce dernier communique par son âme avec le raccord 31.
Ce raccord 31 reçoit le gaz dont la pression est à détendre, le raccord 15 recevant la pression détendue Les canaux 37 de la grille de retenue 36 de la bille 16 sont déterminés pour laisser le fluide désiré passer à la pression détendue, la bille 16 n'agissant, pour fermer son siège, qu'en cas de forte et brusque augmentation du débit qui ne pourrait être due qu'à une chute anormale de pression en aval de cette bille 16.
Le fonctionnement de la chambre 2b agissant comme détendeur est inversé par rapport au fonctionnement de la chambre 2 du régulateur d'échappement illustré aux figures 1 à 3 La pression à détendre est admise par la tubulure 31 et ne peut pénétrer dans la chambre 2b que lors- que l'enceinte 2b contient le gaz en pression décroissante, ce qui laisse remonter le liquide 3, sous l'action exercée par le fluide sous la pres- sion étalon, dans la chambre 1b.
Le flotteur 5 et le fourreau 7b remon- tent jusqu'à coïncidence des orifices 30 avec les orifices 11. La pres- sion à détendre est admise dans la chambre 2b où la pression intérieure augmente, ce qui refoule à nouveau le liquide 3 vers la chambre 112..Le flotteur 5 et son fourreau 7b redescendent et les orifices 30 cessent de coïncider avec les orifices 11,coupant l'arrivée du fluide à haute pression:! si bien que ce dernier ne pourra prendre dans la chambre 2b, que la valeur d'équilibre prévue, par rapport à la pression étalon exercée dans la chambre 1b.
Pour le régulateur d'échappement, comme pour le régulateur détendeur, les valeurs respectives des pressions dans les chambres 1 ou 1b et 2 ou 2b sont déterminées dans chaque cas d'espèce par la valeur of- ferte dans chacune des deux enceintes aux surfaces sur lesquelles agis- sent les pressions; le rapport entre les deux surfaces peut être l'égalité ou tout autre rapport si les surfaces sont prévues différentes par construc-
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tion ou par utilisation,en cours de réglage, des barres 29 ou des segments mobiles les remplaçant, selon les cas.
La figure 6 représente schématiquement un autre mode de réa- lisation du régulateur d'échappement ou de surpression conforme à l'inven- tion comportant des soupapes L'appareil comporte deux chambres 1c et 2c communicantes renfermant jusqu'à une certaine hauteur un liquide 3c dans lequel plongent deux flotteurs 4c et 5c. Ces flotteurs commandent, par leur mouvement de monte et baisse, des moyens d'obturation constitués par des soupapes Le flotteur 4c est relié par une tige 40 à l'extrémité de l'un des bras d'un levier coudé 41 articulé en 42 et dont l'extrémité de l'autre bras est reliée à une soupape 43 obturant un orifice 44 pratiqué dans la paroi commune aux chambres 1c et 2c.
Pareillement, le flotteur
5c est relié par une tige 45 à l'extrémité de l'un'des bras d'un levier cou- dé 46 articulé en 47 et dont l'extrémité de l'autre bras est reliée à une soupape 48 obturant un canal conduit 49, conduit d'échappement Un conduit
50 permet la liaison de la chambre 1c avec une enceinte dans laquelle règne la pression-témoin, et un conduit 51 permet de relier la chambre 2c avec l'organe générateur de la pression qui doit être réglée.
Le fonctionnement de l'appareil ainsi décrit est le suivant :
L'appareil est intercalé dans un circuit de gaz dont la pression ne doit pas dépasser une valeur donnée par rapport à la pression étalon rég- nant dans la chambre 1c et amenée dans cette chambre par le conduit 50.
Dès que dans la chambre 2c, la pression à contrôler atteint une valeur su- périeure à la valeur de réglage, le liquide 3c est refoulé vers la chambre
1c entraînant le flotteur 5c qui, par le levier 46, ouvre la soupape 48, le fluide en excédant de pression s'échappe par l'orifice 49.
Si la pression étalon est admise en premier lieu, dès son arrivée dans l'enceinte 1c par la tubulure 50, elle fait jouer le dispositif d'auto- maticité constitué par la soupape 43 égalisant les pressions dansles en- ceintes 1c et 2c. L'appareil est automatiquement prêt à recevoir la pres- sion à contrôler.
L'appareil illustré à la figure 6 pourrait comporter des moyens de variation des sections offertes à la pression intérieure dans les chambres 1c et 2c tel que par exemple des tiges analogues à celles utilisées dans l'appareil illustré aux figures 1 à 3.
Il va de soi en outre que, sans sortir du cadre de la présente invention, on pourra apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites - REVENDICATIONS -
1.Un régulateur hydraulique de la pression d'un gaz admis dans une enceinte, comportant des moyens destinés à laisser échapper du gaz de cette enceinte dès que la pression qui y règne atteint une valeur détermi- née par rapport à une pression témoin, régnant elle-même dans une seconde enceinte reliée à la première par un conduit formant joint hydraulique per- manent par l'intermédiaire d'un liquide remplissant partiellement ces encein- tes, ce régulateur comprenant, dans chacune des deux enceintes, un flotteur qui est soumis à l'action du :
liquide dudit joint hydraulique et contrôlant, par un dispositif d'obturation, pour la première enceinte, l'admission de la pression témoin vers la seconde enceinte, et, pour la seconde enceinte., l' échappement dé la pression excédant ladite pression témoin.