La présente invention a pour objet un réducteur de pression pour liquides comprenant une soupape réglante établie dans un corps du réducteur comportant des raccords d'entrée et de sortie placés en ligne sur un même axe, cette soupape comprenant un clapet coopérant avec un siége, que l'action d'un ressort hélicoïdal tend à écarter de ce siége contre une force antagoniste provenant d'un piston ou d'une membrane soumis à la pression du liquide régnant à l'aval de la soupape, dans lequel le clapet disposé coaxialement au ressort est écarté du siége dans un mouvement dirigé selon une direction perpendiculaire au siége correspondant approximativement à la direction de l'axe du ressort.
Le but de l'invention est de fournir un tel réducteur d'un encombrement plus réduit que les réducteurs de ce type connus.
Ce but est atteint par le fait que cette direction commune à l'axe du ressort et au mouvement du clapet est oblique par rap port à l'axe commun des raccords d'entrée et de sortie.
Le réducteur peut comporter un dispositif indicateur de pression agencé pour indiquer la pression du liquide à l'aval de la soupape en fonction de la position prise par l'extrémité mobile du ressort solidaire du clapet.
Le piston de compensation peut se déplacer en position d'ouverture du clapet dans un alésage par rapport auquel il présente un certain jeu, pour éviter les frottements, et peut venir buter. en position de fermeture du clapet, contre une nervure intérieure de cet alésage pour établir alors l'étanchéité autour du piston.
D'autres avantages du réducteur selon l'invention sont décrits ci-après en se référant au dessin annexé qui représente, à titre d'exemple. une forme d'exécution du réducteur de pression objet de l'invention et une variante de cette forme d'exécution.
La fig. 1 est une coupe axiale de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue partielle, en coupe axiale, d'une variante du réducteur de la fig. 1, à plus grande échelle.
Les fig. 3 et 4 représentent, à plus grande échelle, un détail de cette variante, dans deux positions de fonctionnement différentes.
Le réducteur représenté, à la fig. 1, comprend un corps 1 comportant des raccords d'entrée et de sortie 2 et 3, qui sont placés en ligne sur un même axe A-A.
Le liquide pénétrant dans le réducteur par le raccord 2 parvient dans une chambre amont 4 en passant à travers la garniture cylindrique d'un filtre tubulaire 5 solidaire d'un bouchon fileté 6.
La chambre amont 4 communique avec une chambre aval 7 par l'intermédiaire d'une soupape réglante 8 constituée par un clapet mobile 9 coopérant avec un siège circulaire 10. Le clapet 9 est représenté en position fermée à la fig. I et la chambre aval 7 est reliée au raccord de sortie 3.
Le clapet 9 est porté par une tige 11 mobile axialement qui comporte un carré 12 guidé dans l'alésage cylindrique d'une douille 13 vissée dans le corps 1.
Une chambre de compensation 14 communiquant avec la chambre amont 4 par les passages libres formés sur les faces du carré 12 est fermée par une membrane de compensation 15 établie entre la tige 11 et la douille 13.
Au-dessus de la membrane 15 se trouve une chambre de commande 16 reliée à la chambre aval 7 par un canal 17 et dont la paroi supérieure est constituée par une membrane de commande 18 établie entre la tige 11 et le corps 1.
La membrane 15 constitue un piston ayant une surface active qui correspond à la surface délimitée par le siège 10. Elle est soumise, comme le clapet 9, d'une part à la pression aval et, d'autre part. à la pression amont, de sorte qu'elle joue le rôle d'un dispositif équilibreur rendant le réducteur insensible aux variations de la pression d'alimentation.
La partie centrale de la membrane 18 est pincée sous une assiette 19 vissée sur la tige 11. Sa périphérie est pincée entre une bague 21 prenant appui sur un épaulement du corps 1, et la partie de base 22 d'un étrier 23, cette partie de base 22, de forme cylindrique, comportant un filetage extérieur vissé dans un logement fileté correspondant du corps 1.
Un ressort de compression 24 est disposé entre l'assiette inférieure 19 et une assiette supérieure 25 qui est vissée sur une vis de réglage 26 prenant appui, par une collerette 27, sur la partie supérieure de l'étrier 23. Un capuchon amovible 28, en matière plastique transparente, coiffe l'étrier 23. Ce capuchon s'emboite par sa base sur une partie du corps 1.
La direction B-B, commune à l'axe du ressort 24 et au mouvement du clapet 9, est oblique par rapport à l'axe A-A, commun aux raccords d'entrée et de sortie. L'angle compris entre ces axes, indiqué en C, est d'environ 60t. L'axe D-D du filtre 5, parallèle à l'axe B-B, est donc également incliné de 60' sur l'axe A-A.
Cette disposition inclinée présente les deux avantages suivants: a) la trajectoire du liquide traversant le réducteur du raccord
d'entrée 2 au raccord de sortie 3, en passant par le filtre et la
soupape réglante, ne s'écarte que peu de la droite A-A, de
sorte que la perte de charge est réduite et que le débit maxi
mum du réducteur augmente; b) I'encombrement du réducteur installé sur une conduite est plus
faible, car la place nécessaire en hauteur, aussi bien au-dessus
de la conduite pour le dispositif de réglage, qu'en dessous pour
le démontage du filtre, se trouve réduite par suite de l'inclinai
son des axes B-B et D-D sur l'axe A-A de la conduite.
Le ressort 24 est logé dans un boîtier télescopique 29 formé de deux éléments tubulaires 31 et 32 qui sont solidaires chacun de l'une des assiettes 19 et 25. Le bord supérieur 33 de l'élément 31 constitue un index en regard d'une échelle graduée 34 tracée sur l'élément 32. L'échelle 34 est établie de manière que les éléments 31 et 32, qui s'emboltent plus profondément l'un dans l'autre au fur et à mesure de la compression du ressort 24, constituent ensemble un dispositif indicateur de pression indiquant la pression du liquide à l'aval de la soupape réglante 8.
Le fonctionnement du réducteur est le suivant:
Le ressort 24, comprimé au moyen de la vis 26, tend à abaisser le clapet 9 contre l'action de la poussée du liquide s'exerçant sur la face inférieure de la membrane de commande 18. La pression s'exerçant sur cette membrane 18 est la pression aval du liquide qui est ainsi déterminée en fonction du réglage donné au ressort 24.
Si le débit est très faible, le clapet 9 reste très voisin du siège 10, pratiquement dans la position représentée à la fig. 1. En tournant la vis 26 dans le sens approprié, on fait descendre l'assiette supérieure 25, en comprimant le ressort 24. Pour que la membrane de commande 18 conserve sa position, la pression aval régnant dans la chambre de commande 16 sera donc aussi amenée à monter au fur et à mesure de la compression du ressort 24.
A la compression du ressort 24, qui entraine une diminution de la longueur du boîtier télescopique 29, correspond ainsi une augmentation de la pression aval. Pour un ressort 24 donné, il est donc possible, par un choix approprié de l'échelle 34, d'obtenir que l'index constitué par le bord 33 indique, sur cette échelle, la pression de sortie du liquide.
L'échelle 34 est visible à travers le capuchon transparent 28, par des ouvertures 35 prévues entre les bras 36 de l'étrier 23.
Pour un fort débit, le clapet 9 prendra une position plus basse et l'élément 31, qui se déplace avec l'extrémité mobile du ressort 24, solidaire du clapet 9, descendra également. La pression indiquée par l'index sera donc plus faible, ce qui correspond à la réalité, la pression statique baissant à la sortie du réducteur au fur et à mesure de l'augmentation du débit.
L'indicateur de pression constitué par le boîtier télescopique 29 permet ainsi de connaître la pression de sortie, et de la régler s'il y a lieu au moyen de la vis 26. C'est un appareil de mesure robuste et indéréglable qui ne renchérit pas le réducteur et dont la précision est suffisante.
Cet indicateur de pression, incorporé dans le mécanisme d'actionnement de la soupape réglante, permet de supprimer le manomètre classique prévu sur les réducteurs connus. Le corps du réducteur peut être plus simple, ne comportant plus de raccord pour ce manomètre. L'encombrement et le coût de l'appareil sont aussi réduits.
Dans une variante, pour obtenir une lecture plus précise de la pression, l'index pourrait être remplacé par un vernier.
Dans la variante représentée à la fig. 2, la soupape réglante est constituée par un clapet 39 coopérant avec un siège 40 formé à l'extrémité inférieure d'un boisseau amovible 41. Pour des raisons de fabrication et de montage, le boisseau 41 est formé de deux pièces 41a et 41b collées l'une à l'autre en 41c. Le boisseau 41 comporte une bride supérieure 42 placée sous la périphérie d'une membrane de commande 43, et des portées cylindriques 44 et 45 creusées de rainures logeant des joints toriques assurant l'étanchéité entre le boisseau 41 et des portées cylindriques du corps 46 du détendeur.
La pièce 41a délimite une chambre amont 47 communiquant avec le raccord d'entrée non représenté par des ouvertures 48 percées dans sa paroi. Cette chambre amont 47 communique aussi avec une chambre de compensation 49 par des canaux 51 formés entre une tige 52 portant le clapet 39 et un guide 53. La tige 52 porte un élément 54 en forme de cloche dont la jupe constitue un piston de compensation 55.
Dans la position de fermeture du clapet 39, un joint torique 56 disposé dans une rainure de la jupe 55 est en appui contre une nervure circulaire intérieure 57 de la pièce 41 b, comme représenté à la fig. 3, assurant une étanchéité parfaite autour du piston de compensation. La nervure 57 est raccordée à l'alésage par une zone concave 60 formant un siège creux recevant le joint torique 56 en position de fermeture du clapet (fig. 3 et 4).
En revanche, lorsque le clapet s'abaisse, le joint 56 s'écartant de la nervure 57 se déplace en regard d'un alésage cylindrique 58 de la pièce 41b qui a un diamètre légèrement plus grand que le diamètre extérieur du joint 56 (fig. 4). Il existe alors un petit intervalle 59 entre le joint mobile 56 et la paroi fixe de la pièce.
Ainsi, en position de fermeture du clapet 39, le piston de compensation 55, qui a la même surface que ce clapet, est aussi parfaitement étanche et joue son rôle d'équilibreur rendant la soupape réglante insensible aux variations de la pression d'alimentation. Lorsque le clapet 39 s'ouvre, le piston 55 n'offre alors plus aucun frottement et la fuite qui se produit par l'intervalle 59 contribue aussi à limiter l'ouverture nécessaire du clapet, et ainsi à stabiliser la pression aval. L'absence de frottement du piston de compensation rend le réducteur plus sensible.
La membrane de commande 43 est tenue en place par une bague filetée 61 comprise dans un étrier portant la butée supérieure du support. Une fois cette bague dévissée du corps 46, la membrane 43 et le boisseau 41 contenant la soupape réglante peuvent être retirés de ce dernier, sans nécessiter le démontage d'autres pièces.
On peut ainsi aisément nettoyer et réviser la soupape réglante, ou remplacer, s'il y a lieu, tout ou partie des pièces sujettes à usure, sans avoir à enlever le réducteur de la conduite.
The present invention relates to a pressure reducer for liquids comprising a regulating valve established in a body of the reducer comprising inlet and outlet connections placed in line on the same axis, this valve comprising a valve cooperating with a seat, which the action of a helical spring tends to move away from this seat against an antagonistic force coming from a piston or a membrane subjected to the pressure of the liquid prevailing downstream of the valve, in which the valve placed coaxially with the spring is moved away from the seat in a movement directed in a direction perpendicular to the seat corresponding approximately to the direction of the axis of the spring.
The aim of the invention is to provide such a reducer with a smaller size than reducers of this known type.
This object is achieved by the fact that this direction common to the axis of the spring and to the movement of the valve is oblique with respect to the common axis of the inlet and outlet connections.
The reducer may include a pressure indicator device arranged to indicate the pressure of the liquid downstream of the valve as a function of the position taken by the movable end of the spring integral with the valve.
The compensation piston can move in the open position of the valve in a bore with respect to which it has a certain clearance, to avoid friction, and can come into abutment. in the closed position of the valve, against an internal rib of this bore to then establish the seal around the piston.
Other advantages of the reducing agent according to the invention are described below with reference to the appended drawing which shows, by way of example. an embodiment of the pressure reducer which is the subject of the invention and a variant of this embodiment.
Fig. 1 is an axial section of this embodiment.
Fig. 2 is a partial view, in axial section, of a variant of the reducer of FIG. 1, on a larger scale.
Figs. 3 and 4 show, on a larger scale, a detail of this variant, in two different operating positions.
The reducer shown in fig. 1, comprises a body 1 comprising inlet and outlet connectors 2 and 3, which are placed in line on the same axis A-A.
The liquid entering the reducer via connection 2 enters an upstream chamber 4 passing through the cylindrical seal of a tubular filter 5 secured to a threaded plug 6.
The upstream chamber 4 communicates with a downstream chamber 7 via a regulating valve 8 formed by a movable valve 9 cooperating with a circular seat 10. The valve 9 is shown in the closed position in FIG. I and the downstream chamber 7 is connected to the outlet connection 3.
The valve 9 is carried by an axially movable rod 11 which comprises a square 12 guided in the cylindrical bore of a sleeve 13 screwed into the body 1.
A compensation chamber 14 communicating with the upstream chamber 4 through the free passages formed on the faces of the square 12 is closed by a compensation membrane 15 established between the rod 11 and the sleeve 13.
Above the membrane 15 is a control chamber 16 connected to the downstream chamber 7 by a channel 17 and the upper wall of which is constituted by a control membrane 18 established between the rod 11 and the body 1.
The membrane 15 constitutes a piston having an active surface which corresponds to the surface delimited by the seat 10. It is subjected, like the valve 9, on the one hand to the downstream pressure and, on the other hand. upstream pressure, so that it acts as a balancing device making the reducer insensitive to variations in the supply pressure.
The central part of the membrane 18 is clamped under a plate 19 screwed onto the rod 11. Its periphery is clamped between a ring 21 bearing on a shoulder of the body 1, and the base part 22 of a yoke 23, this part base 22, cylindrical in shape, comprising an external thread screwed into a corresponding threaded housing of the body 1.
A compression spring 24 is disposed between the lower plate 19 and an upper plate 25 which is screwed onto an adjusting screw 26 bearing, by a collar 27, on the upper part of the caliper 23. A removable cap 28, transparent plastic, covers the stirrup 23. This cap fits by its base on a part of the body 1.
The direction B-B, common to the axis of the spring 24 and to the movement of the valve 9, is oblique with respect to the axis A-A, common to the inlet and outlet connections. The angle between these axes, indicated in C, is about 60t. The D-D axis of the filter 5, parallel to the B-B axis, is therefore also inclined 60 'on the A-A axis.
This inclined arrangement has the following two advantages: a) the path of the liquid passing through the reducer of the fitting
inlet 2 to outlet connection 3, passing through the filter and
regulating valve, deviates only slightly from the line A-A, from
so that the pressure drop is reduced and that the maximum flow
mum of reducing agent increases; b) the overall dimensions of the reducer installed on a pipe are more
low, because the necessary space in height, both above
of the pipe for the adjuster, than below for
removal of the filter is reduced as a result of the inclination
sound of axes B-B and D-D on axis A-A of the pipe.
The spring 24 is housed in a telescopic box 29 formed of two tubular elements 31 and 32 which are each secured to one of the plates 19 and 25. The upper edge 33 of the element 31 constitutes an index facing a scale. graduated 34 traced on the element 32. The scale 34 is established so that the elements 31 and 32, which embolt themselves more deeply into one another as the spring 24 is compressed, constitute together a pressure indicator device indicating the pressure of the liquid downstream of the regulating valve 8.
The operation of the reducer is as follows:
The spring 24, compressed by means of the screw 26, tends to lower the valve 9 against the action of the pressure of the liquid exerted on the underside of the control membrane 18. The pressure being exerted on this membrane 18 is the downstream pressure of the liquid which is thus determined as a function of the setting given to the spring 24.
If the flow rate is very low, the valve 9 remains very close to the seat 10, practically in the position shown in FIG. 1. By turning the screw 26 in the appropriate direction, the upper plate 25 is lowered, compressing the spring 24. So that the control diaphragm 18 maintains its position, the downstream pressure prevailing in the control chamber 16 will therefore be also caused to rise as the compression of the spring 24.
The compression of the spring 24, which causes a reduction in the length of the telescopic housing 29, thus corresponds to an increase in the downstream pressure. For a given spring 24, it is therefore possible, by an appropriate choice of the scale 34, to obtain that the index formed by the edge 33 indicates, on this scale, the outlet pressure of the liquid.
The scale 34 is visible through the transparent cap 28, by openings 35 provided between the arms 36 of the caliper 23.
For a high flow rate, the valve 9 will take a lower position and the element 31, which moves with the movable end of the spring 24, integral with the valve 9, will also descend. The pressure indicated by the index will therefore be lower, which corresponds to reality, the static pressure decreasing at the outlet of the reducer as the flow rate increases.
The pressure indicator formed by the telescopic box 29 thus makes it possible to know the outlet pressure, and to adjust it if necessary by means of the screw 26. It is a robust and foolproof measuring device which does not increase the cost. not the reducer and whose precision is sufficient.
This pressure indicator, incorporated in the actuating mechanism of the regulating valve, eliminates the conventional pressure gauge provided on known reducers. The reducer body can be simpler, no longer including a connection for this pressure gauge. The size and cost of the device are also reduced.
In a variant, to obtain a more precise reading of the pressure, the index could be replaced by a vernier.
In the variant shown in FIG. 2, the regulating valve is constituted by a valve 39 cooperating with a seat 40 formed at the lower end of a removable plug 41. For manufacturing and assembly reasons, the plug 41 is formed of two glued parts 41a and 41b to each other in 41c. The valve 41 comprises an upper flange 42 placed under the periphery of a control membrane 43, and cylindrical surfaces 44 and 45 hollowed out with grooves housing O-rings ensuring the seal between the valve 41 and the cylindrical surfaces of the body 46 of the regulator.
The part 41a delimits an upstream chamber 47 communicating with the inlet connector, not shown by openings 48 drilled in its wall. This upstream chamber 47 also communicates with a compensation chamber 49 via channels 51 formed between a rod 52 carrying the valve 39 and a guide 53. The rod 52 carries a bell-shaped element 54, the skirt of which constitutes a compensation piston 55. .
In the closed position of the valve 39, an O-ring 56 disposed in a groove of the skirt 55 bears against an internal circular rib 57 of the part 41 b, as shown in FIG. 3, ensuring a perfect seal around the compensation piston. The rib 57 is connected to the bore by a concave zone 60 forming a hollow seat receiving the O-ring 56 in the closed position of the valve (FIGS. 3 and 4).
On the other hand, when the valve is lowered, the seal 56 moving away from the rib 57 moves opposite a cylindrical bore 58 of the part 41b which has a diameter slightly larger than the outside diameter of the seal 56 (fig. . 4). There is then a small gap 59 between the movable seal 56 and the fixed wall of the part.
Thus, in the closed position of the valve 39, the compensation piston 55, which has the same surface as this valve, is also perfectly sealed and plays its role of balancer making the regulating valve insensitive to variations in the supply pressure. When the valve 39 opens, the piston 55 then no longer offers any friction and the leakage which occurs through the gap 59 also contributes to limiting the necessary opening of the valve, and thus to stabilizing the downstream pressure. The absence of friction of the compensation piston makes the reducer more sensitive.
The control membrane 43 is held in place by a threaded ring 61 included in a bracket carrying the upper stop of the support. Once this ring has been unscrewed from the body 46, the membrane 43 and the plug 41 containing the regulating valve can be removed from the latter, without requiring the disassembly of other parts.
It is thus easily possible to clean and revise the regulating valve, or replace, if necessary, all or part of the parts subject to wear, without having to remove the reducer from the pipe.