Régulateur de pression d'un fluide Le brevet principal a pour objet un régulateur de pression d'un fluide, c'est-à-dire comprenant une cham bre de mesure communiquant avec le circuit du fluide et comportant un organe manométrique qui mesure la pres sion dans le circuit, et une chambre de régulation, reliée à un appareil élévateur de pression et comportant un orifice d'admission du fluide vers la chambre de mesure,
un orifice d'évacuation à basse pression vers un réservoir et des moyens actionnés par l'organe manométrique pour obturer l'orifice d'évacuation lorsque la pression du réservoir est inférieure à une valeur minimale et ouvrir cet orifice lorsque la pression du réservoir est supérieure à une valeur maximale,
l'orifice d'admission et l'orifice d'évacuation étant disposés en regard l'un de l'autre et la chambre de régulation comportant un obturateur à deux positions reliés directement à l'organe manomé- trique et fermant sélectivement l'orifice d'admission ou l'orifice d'évacuation suivant que la pression dans le circuit de fluide atteint la valeur maximale ou la valeur minimale.
Ce régulateur utilisé par exemple dans un circuit qui comprend un réservoir d'air comprimé alimenté par un compresseur, donne toute satisfaction pour les pressions courantes, mais il n'en va pas tout à fait de même lorsque la pression maximale du réservoir est très élevée, de l'ordre de 14 bars, par exemple. En effet, ainsi qu'il est exposé dans le brevet principal, lorsque la pression maxi male a été atteinte dans le réservoir, l'obturateur ferme l'orifice d'admission à la chambre de mesure et ouvre en même temps l'orifice d'évacuation à l'atmosphère. Pen dant ce déplacement de l'obturateur, il existe une com munication entre la chambre de mesure et l'atmosphère.
Quand la pression maximale est très élevée, cette com munication provoque un reflux de l'air du réservoir vers la chambre de régulation, ce qui risque de contrarier la fermeture, par l'obturateur, de l'orifice d'admission à la chambre de mesure. D'autre part, suivant le brevet principal, l'organe manométrique comporte une membrane à soufflet sou mise, d'un côté, à la pression de l'air du réservoir et, de l'autre côté, à la pression d'un gaz remplissant l'intérieur de la membrane. Celle-ci constitue donc une enceinte fermée étanche, remplie de gaz à une pression de réfé rence Po.
Le fonctionnement de cette structure ne présente aucune difficulté quand la température ambiante est nor male. Par contre, si elle atteint des valeurs extrêmes (par exemple -40 C ou -1-120 C), la pression du gaz contenu dans la membrane, qui est la pression de référence Po, varie corrélativement. Cela entraîne une modification des pressions maximale P et minimale p, ainsi qu'il résulte des formules citées dans le brevet principal.
De plus, le régulateur comporte une chambre de réac tion dans laquelle débouche l'orifice d'évacuation de la chambre de régulation. Cette chambre est constituée par un cylindre dans lequel se meut un piston relié à l'obtu rateur, ce piston étant agencé pour obturer des fentes ménagées dans le cylindre et communiquant avec l'atmo sphère et pour dégager ces fentes après que l'obturateur a ouvert l'orifice d'évacuation.
Ce dispositif a l'inconvénient d'être relativement coû teux à réaliser. De plus, les fentes peuvent être obturées par des corps étrangers provenant du réservoir, tels que poussières ou gouttelettes d'huile.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
Le régulateur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un clapet élastique de retenue, fixé, à l'intérieur de la chambre de mesure, sur la pièce reliant l'obturateur à l'organe manométrique, ce clapet étant applicable, par déformation élastique contre le pourtour de l'orifice d'admission à la chambre de mesure, dans les deux positions de fermeture de l'obturateur. Ce clapet élastique, s'appliquant sur le pourtour de l'orifice d'admission dès que la pression dans la chambre de régulation devient inférieure à celle de la chambre de mesure, peut s'opposer à tout reflux d'air du réservoir vers la chambre de régulation. Dans la phase d'alimen tation du réservoir par le compresseur, il peut être repoussé en sens inverse par la surpression de l'air et n'opposer aucun obstacle.
D'autre part, la membrane de l'organe manométrique peut comprendre une plaque de fond montée à coulisse dans la chambre de mesure et le régulateur peut compor ter des moyens pour commander le coulissement de la plaque de fond.
En commandant ce coulissement, on fait varier dans le sens voulu le volume intérieur de la membrane, ce qui permet de rétablir la pression de référence Po, même lors que la température ambiante atteint des valeurs extrêmes.
La chambre de réaction peut comprendre un cylindre dans lequel débouche l'orifice d'évacuation de la cham bre de régulation et présentant un orifice de communi cation avec l'atmosphère disposé à l'opposé de cet orifice d'évacuation, et un piston solidaire de l'obturateur et mobile dans ce cylindre, le piston étant agencé pour obturer l'orifice de mise à l'atmosphère et pour ne libérer cet orifice que lorsque l'obturateur est écarté d'une cer taine distance de l'orifice d'évacuation de la chambre de régulation.
Au dessin annexé, donné à titre d'exemple, on a re présenté un mode de réalisation et des variantes du régu lateur, objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale d'un régulateur, le montrant dans la position correspondant au remplis sage du réservoir.
La fig. 2 est une vue en coupe axiale partielle, mon trant le régulateur de la fig. 1 dans la position de mise à l'atmosphère du compresseur.
La fig. 3 est une vue en coupe axiale partielle, d'une variante comportant une plaque de fond pour la mem brane.
La fig. 4 est une vue partielle en coupe axiale mon trant une autre variante.
La fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la fig. 4.
Sur ces figures on a représenté avec les mêmes repè res les mêmes éléments que ceux décrits dans le brevet principal.
Aux fig. 1 et 2, une tige axiale 39 présente, à l'exté rieur de la membrane 14, une gorge annulaire 61, un épaulement 62 et un filetage terminal 63. L'obturateur 44 est appliqué contre l'épaulement 62 par le piston 53, vissé sur le filetage 63. Sur la tige 39 sont enfilées une bague 64 située entre le bouchon 32 et la gorge 61 et une bague 65 entre cette gorge et l'obturateur 44. Dans la gorge 61 prend place, entre les bagues 64 et 65, un clapet de rete nue 66, en matière élastique telle que du caoutchouc. La gorge 61 est disposée sur la tige 39 de façon que le cla pet 66 soit applicable, par déformation élastique, contre le pourtour de l'orifice d'admission 22, dans les deux positions de la fermeture de l'obturateur 44.
Le fonctionnement est le suivant.
Lorsque la pression maximale P a été atteinte dans le réservoir, l'obturateur 44, commandé par la mem brane 14, ouvre l'orifice d'évacuation 23 de la chambre de régulation 18. La pression, dans cette chambre 18, devenant inférieure à celle de la chambre de mesure 9, le clapet élastique 66 se trouve immédiatement appliqué contre le pourtour de l'orifice 22 qu'il obstrue jusqu'à la fermeture de cet orifice par l'obturateur 44 (fig. 2). Le clapet 66 empêche donc tout retour d'air du réservoir à la chambre de régulation 18, pendant la course de l'obtu rateur 44.
Dans la phase d'alimentation du réservoir par le compresseur, le clapet 66, en raison de son élasticité, est écarté, par la surpression de l'air, du pourtour de l'ori fice 22 et n'oppose aucun obstacle (fig. 1).
La plaque de fond 15 de la membrane 14 est montée à coulisse dans le fond de la chambre de mesure 9, avec joint d'étanchéité torique 35. Le couvercle 36 du corps 34 du régulateur porte un boulon 71. Un ressort hélicoïdal 72 est interposé entre la plaque 15 et une cuvette 73, dans laquelle s'emboîte l'extrémité du boulon 71.
Le fonctionnement est le suivant: Quand la température ambiante est très basse, la pression du gaz contenu dans la membrane 14 diminue et la poussée exercée par le ressort 72 sur la plaque 15 fait coulisser celle-ci vers l'orifice 22. Le volume intérieur de la membrane 14 diminue donc alors, ce qui fait aug menter la pression du gaz qu'elle contient. Si, au con traire, la température ambiante est très élevée, l'augmen tation corrélative de la pression à l'intérieur de la mem brane 14 fait coulisser la plaque 15 vers le couvercle 36, ce qui augmente le volume intérieur de la membrane 14 et fait diminuer la pression du gaz qu'elle contient, le coulissement de la plaque 15 étant limité par l'action antagoniste du ressort 72.
Le boulon 71 permet de régler la compression initiale du ressort 72.
Par un choix judicieux des dimensions, de la force et de la compression initiale du ressort 72, on arrive ainsi à maintenir pratiquement constante la pression de réfé rence Po.
Selon une variante représentée à la fig. 3, le couver cle 36 comporte une butée réglable, constituée par une tige filetée 81 à tête fendue. Une coupelle 82 est inter posée entre la plaque 15 et la tige 81. Celle-ci est bloquée en position par un capuchon 83, à filetage intérieur, relié au couvercle 36 par une chaînette 84 de retenue.
Avec ce dispositif, c'est par vissage ou dévissage de la tige 81 dans le couvercle 36 qu'on obtient le maintien de la pression de référence Po, à l'intérieur de la mem brane 14, lorsque la température ambiante atteint des valeurs extrêmes.
Selon une variante représentée aux fig. 4 et 5, la chambre de réaction comprend un cylindre<B>101</B> dans lequel débouche l'orifice d'évacuation 23 de la chambre de régulation 18. A l'opposé de l'orifice 23, le cylindre 101 présente un orifice 102 qui est mis en communication avec l'atmosphère.
Dans le cylindre 101 se meut un piston 103 qui est enfilé sur la tige d'actionnement 39 de la membrane 14 et maintenu bloqué contre l'obturateur 44 de la chambre de régulation au moyen d'un écrou 104. Le piston 103 porte quatre nervures 105 de guidage qui prennent appui sur la paroi interne du cylindre 101.
La longueur du piston 103 est choisie telle que lors que l'obturateur 44 ferme l'orifice 23, l'extrémité libre du piston 103 pénètre dans l'orifice 102 de mise à l'atmo sphère et obture ce dernier. C'est la position qui corres pond au remplissage du réservoir par le compresseur.
Lorsque la pression du réservoir atteint la limite supé rieure prévue, la membrane 14 se contracte et fait décol ler l'obturateur 44 du siège 23. Au début de ce mouve ment, l'extrémité libre du piston 103 obture encore l'ori fice 102. La chambre de réaction constituée par l'inté- rieur du cylindre<B>101</B> est ainsi mise à la pression du réser voir. Les deux faces de l'obturateur 44 étant soumises à la même pression, aucune force d'origine pneumatique n'est plus appliquée à cet obturateur de sorte que la membrane 14 applique brusquement l'obturateur 44 contre le siège opposé 22. L'air contenu dans la chambre de régulation 18 et dans la canalisation reliant le régula teur au compresseur se détend brusquement et s'échappe par l'orifice 102 qui est alors libéré par le piston 103.
Cette réalisation est plus simple et donc moins coû teuse que celle représentée à la fig. 1. De plus, l'orifice 102 de large section et les surfaces lisses du piston 103 et du cylindre 101 sont facilement nettoyés des poussières, gouttes d'huile, etc., venant du compresseur par la dé tente brutale de l'air.
En variante, la gorge 61 pourrait être remplacée par un épaulement correspondant à une réduction de dia mètre de la tige 39, le clapet 66 étant maintenu contre cet épaulement et contre la bague 64 par la bague 65.
Le boulon 71 et la tige 81 pourraient être remplacés par une tige filetée, à position commandée par un volant de réglage, munie d'un contre-écrou de blocage.
Fluid pressure regulator The main patent relates to a fluid pressure regulator, that is to say comprising a measuring chamber communicating with the fluid circuit and comprising a manometric member which measures the pressure. pressure in the circuit, and a regulation chamber, connected to a pressure-lifting device and comprising an orifice for admitting the fluid to the measuring chamber,
a low pressure discharge orifice to a reservoir and means actuated by the manometric member to close the discharge orifice when the pressure in the reservoir is less than a minimum value and open this orifice when the pressure in the reservoir is greater at a maximum value,
the inlet and the discharge orifice being arranged opposite one another and the regulating chamber comprising a two-position shutter connected directly to the pressure gauge and selectively closing the orifice inlet or the outlet orifice depending on whether the pressure in the fluid circuit reaches the maximum value or the minimum value.
This regulator used for example in a circuit which includes a compressed air tank supplied by a compressor, gives full satisfaction for the current pressures, but it is not quite the same when the maximum pressure of the tank is very high. , of the order of 14 bars, for example. In fact, as stated in the main patent, when the maximum pressure has been reached in the reservoir, the shutter closes the inlet opening to the measuring chamber and at the same time opens the orifice of the measuring chamber. evacuation to the atmosphere. During this movement of the shutter, there is communication between the measuring chamber and the atmosphere.
When the maximum pressure is very high, this communication causes the air to flow back from the reservoir to the regulation chamber, which risks preventing the closure, by the shutter, of the inlet port to the control chamber. measured. On the other hand, according to the main patent, the manometric member comprises a bellows diaphragm subjected, on one side, to the air pressure of the reservoir and, on the other side, to the pressure of a gas filling the interior of the membrane. This therefore constitutes a sealed closed enclosure, filled with gas at a reference pressure Po.
The operation of this structure presents no difficulty when the ambient temperature is normal. On the other hand, if it reaches extreme values (for example -40 C or -1-120 C), the pressure of the gas contained in the membrane, which is the reference pressure Po, varies correlatively. This causes a modification of the maximum pressure P and minimum p, as results from the formulas cited in the main patent.
In addition, the regulator comprises a reaction chamber into which the outlet of the regulating chamber opens. This chamber is constituted by a cylinder in which moves a piston connected to the shutter, this piston being arranged to close the slots formed in the cylinder and communicating with the atmosphere sphere and to release these slots after the shutter has open the discharge port.
This device has the drawback of being relatively expensive to produce. In addition, the slots can be blocked by foreign bodies coming from the tank, such as dust or oil droplets.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks.
The regulator according to the invention is characterized in that it comprises an elastic retaining valve, fixed, inside the measuring chamber, on the part connecting the shutter to the manometric member, this valve being applicable, by elastic deformation against the periphery of the inlet opening to the measuring chamber, in the two closed positions of the shutter. This elastic valve, applied to the periphery of the inlet orifice as soon as the pressure in the regulation chamber becomes lower than that of the measurement chamber, can oppose any backflow of air from the tank to the regulation chamber. When the reservoir is supplied by the compressor, it can be pushed back in the opposite direction by the overpressure of the air and do not oppose any obstacle.
On the other hand, the diaphragm of the manometric member may comprise a bottom plate slidably mounted in the measuring chamber and the regulator may include means for controlling the sliding of the bottom plate.
By controlling this sliding, the internal volume of the membrane is varied in the desired direction, which makes it possible to re-establish the reference pressure Po, even when the ambient temperature reaches extreme values.
The reaction chamber may comprise a cylinder into which opens the discharge orifice of the regulating chamber and having an orifice for communication with the atmosphere arranged opposite this discharge orifice, and an integral piston of the shutter and movable in this cylinder, the piston being arranged to shut off the vent orifice and to release this orifice only when the shutter is moved a certain distance from the orifice of evacuation of the regulation chamber.
In the appended drawing, given by way of example, an embodiment and variants of the regulator, subject of the invention, have been presented.
Fig. 1 is an axial sectional view of a regulator, showing it in the position corresponding to the filling of the reservoir.
Fig. 2 is a view in partial axial section, showing the regulator of FIG. 1 in the compressor vent position.
Fig. 3 is a view in partial axial section, of a variant comprising a bottom plate for the membrane.
Fig. 4 is a partial view in axial section showing another variant.
Fig. 5 is a sectional view taken along the line V-V of FIG. 4.
These figures show with the same references the same elements as those described in the main patent.
In fig. 1 and 2, an axial rod 39 has, on the outside of the membrane 14, an annular groove 61, a shoulder 62 and an end thread 63. The shutter 44 is applied against the shoulder 62 by the piston 53, screwed on the thread 63. On the rod 39 are threaded a ring 64 located between the stopper 32 and the groove 61 and a ring 65 between this groove and the shutter 44. In the groove 61 takes place, between the rings 64 and 65 , a bare check valve 66, made of elastic material such as rubber. The groove 61 is disposed on the rod 39 so that the pet valve 66 is applicable, by elastic deformation, against the periphery of the inlet orifice 22, in the two positions of the closure of the shutter 44.
The operation is as follows.
When the maximum pressure P has been reached in the reservoir, the shutter 44, controlled by the membrane 14, opens the discharge orifice 23 of the regulation chamber 18. The pressure, in this chamber 18, becomes less than that of the measuring chamber 9, the elastic valve 66 is immediately applied against the periphery of the orifice 22 which it obstructs until this orifice is closed by the shutter 44 (FIG. 2). The valve 66 therefore prevents any return of air from the reservoir to the regulation chamber 18, during the stroke of the shutter 44.
In the phase of supply to the reservoir by the compressor, the valve 66, due to its elasticity, is moved away, by the overpressure of the air, from the periphery of the port 22 and does not present any obstacle (fig. 1).
The bottom plate 15 of the diaphragm 14 is slidably mounted in the bottom of the measuring chamber 9, with an O-ring seal 35. The cover 36 of the body 34 of the regulator carries a bolt 71. A coil spring 72 is interposed. between the plate 15 and a cup 73, in which the end of the bolt 71 fits.
The operation is as follows: When the ambient temperature is very low, the pressure of the gas contained in the membrane 14 decreases and the thrust exerted by the spring 72 on the plate 15 causes the latter to slide towards the orifice 22. The internal volume of the membrane 14 therefore then decreases, which increases the pressure of the gas it contains. If, on the contrary, the ambient temperature is very high, the corresponding increase in the pressure inside the membrane 14 causes the plate 15 to slide towards the cover 36, which increases the internal volume of the membrane 14 and reduces the pressure of the gas it contains, the sliding of the plate 15 being limited by the antagonistic action of the spring 72.
The bolt 71 adjusts the initial compression of the spring 72.
By a judicious choice of the dimensions, the force and the initial compression of the spring 72, it is thus possible to keep the reference pressure Po practically constant.
According to a variant shown in FIG. 3, the key cover 36 comprises an adjustable stop, constituted by a threaded rod 81 with a split head. A cup 82 is interposed between the plate 15 and the rod 81. The latter is locked in position by a cap 83, with internal thread, connected to the cover 36 by a retaining chain 84.
With this device, it is by screwing or unscrewing the rod 81 in the cover 36 that one obtains the maintenance of the reference pressure Po, inside the membrane 14, when the ambient temperature reaches extreme values. .
According to a variant shown in FIGS. 4 and 5, the reaction chamber comprises a cylinder <B> 101 </B> into which the discharge port 23 of the regulation chamber opens out. Opposite the orifice 23, the cylinder 101 has an orifice 102 which is placed in communication with the atmosphere.
In the cylinder 101 moves a piston 103 which is threaded on the actuating rod 39 of the membrane 14 and held blocked against the shutter 44 of the regulation chamber by means of a nut 104. The piston 103 carries four ribs 105 guide which rest on the internal wall of the cylinder 101.
The length of the piston 103 is chosen such that when the shutter 44 closes the orifice 23, the free end of the piston 103 penetrates into the orifice 102 for putting into the atmosphere and closes the latter. This is the position which corresponds to the filling of the reservoir by the compressor.
When the pressure in the reservoir reaches the upper limit provided, the membrane 14 contracts and detaches the shutter 44 from the seat 23. At the start of this movement, the free end of the piston 103 still closes the orifice 102. The reaction chamber formed by the interior of the cylinder <B> 101 </B> is thus brought to the pressure of the reservoir. The two faces of the shutter 44 being subjected to the same pressure, no force of pneumatic origin is no longer applied to this shutter so that the membrane 14 abruptly applies the shutter 44 against the opposite seat 22. The air contained in the regulation chamber 18 and in the pipe connecting the regulator to the compressor expands suddenly and escapes through the orifice 102 which is then released by the piston 103.
This embodiment is simpler and therefore less expensive than that shown in FIG. 1. In addition, the large-section orifice 102 and the smooth surfaces of the piston 103 and the cylinder 101 are easily cleaned of dust, oil drops, etc., coming from the compressor by the sudden expansion of air.
As a variant, the groove 61 could be replaced by a shoulder corresponding to a reduction in diameter of the rod 39, the valve 66 being held against this shoulder and against the ring 64 by the ring 65.
The bolt 71 and the rod 81 could be replaced by a threaded rod, in position controlled by an adjusting handwheel, provided with a locking locknut.