FR2649221A1

FR2649221A1 - DETENDOR WITH ASSEMBLY CUTTING DEVICE

Info

Publication number: FR2649221A1
Application number: FR9008709A
Authority: FR
Inventors: Volker Wienke
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1991-01-04
Also published as: GB2233742A; GB9012111D0; JPH0341506A; DE3921476A1; NL9000768A

Abstract

Détendeur comportant une valve réductrice disposée entre des chambres de pression amont et aval, actionnée par un ressort vers sa position de fermeture, et dont l'obturateur est commandé par un élément associé à un tirant qui porte une membrane séparant la chambre de pression aval d'une chambre de pression de référence. Selon l'invention, un élément entraîneur 33, agissant sur le tirant 16, est assemblé à une unité d'entraînement 3, 27, 32 actionnable dans le sens de fermeture, pour l'asservissement de laquelle est prévue une unité de commande 30, travaillant indépendamment de la pression aval.Regulator comprising a reducing valve arranged between upstream and downstream pressure chambers, actuated by a spring towards its closed position, and whose shutter is controlled by an element associated with a tie rod which carries a membrane separating the downstream pressure chamber from 'a reference pressure chamber. According to the invention, a drive element 33, acting on the tie rod 16, is assembled to a drive unit 3, 27, 32 which can be actuated in the closing direction, for the control of which a control unit 30 is provided, working independently of the downstream pressure.

Description

Détendeur avec dispositif de coupure asservi La présente inventionRegulator with controlled breaking device The present invention

concerne un détendeur, avec une valve réductrice, qui se trouve sous charge de ressort agissant dans le sens de fermeture, entre une chambre de pression amont et une chambre de pression aval, et dont l'obturateur est attaqué par un élément de pression agissant dans le sens d'ouverture sous la pression d'un ressort, élément qui est assemblé à un tirant qui porte une membrane séparant la chambre de pression aval d'une chambre de pression de référence, et qui s'engage dans un dispositif de fermeture, dans la position de fermeture duquel le tirant et l'élément de pression sont désaccouplés. On connaît un détendeur de ce type par la demande de brevet relates to a pressure reducer, with a reducing valve, which is under spring load acting in the closing direction, between an upstream pressure chamber and a downstream pressure chamber, and whose shutter is attacked by a pressure element acting in the direction of opening under the pressure of a spring, which element is assembled with a tie rod which carries a membrane separating the downstream pressure chamber from a reference pressure chamber, and which engages in a closing device, in the closed position of which the tie rod and the pressure element are uncoupled. An expander of this type is known from the patent application

allemand DE-A 34 27 384.German DE-A 34 27 384.

Dans le détendeur connu, une valve supplémentaire se trouve à l'extrémité de la chambre de pression aval, valve qui débouche dans la conduite d'utilisateur, et dont l'élément de pression est assemblé de manière articulée au tirant par l'intermédiaire d'un mécanisme à levier. Lorsque le détendeur travaille dans la plage de régulation prévue, la pression aval ouvre suffisamment la valve supplémentaire pour alimenter l'utilisateur en gaz utilisable. Le dispositif de fermeture est alors maintenu dans une position de travail qui laisse le tirant, assemblé à la membrane, en liaison avec l'élément de pression de la valve réductrice. Si le soutirage de gaz est interrompu par l'utilisateur, la pression dans la chambre de pression aval augmente tellement que la valve réductrice est fermée. Toutefois, si cela ne se produisait pas, à la suite, par exemple, d'encrassements à l'intérieur des conduites et principalement dans la région des sièges de valves, la pression dans la chambre de pression aval augmente indûment, de sorte que des dégradations indésirables des éléments In the known regulator, an additional valve is located at the end of the downstream pressure chamber, which valve opens into the user line, and the pressure element of which is articulated to the tie rod via a lever mechanism. When the regulator is working within the prescribed control range, the downstream pressure opens the additional valve sufficiently to supply the user with usable gas. The closure device is then held in a working position which leaves the tie rod, assembled to the membrane, in connection with the pressure element of the reducing valve. If the gas withdrawal is interrupted by the user, the pressure in the downstream pressure chamber increases so much that the reducing valve is closed. However, if this does not occur, as a result, for example, of fouling inside the pipes and mainly in the region of the valve seats, the pressure in the downstream pressure chamber increases unduly, so that undesirable degradations of elements

constructifs, et en particulier de la membrane, peuvent se produire. constructs, and in particular of the membrane, can occur.

Dans ce cas, une chambre de basse pression est remplie avec la pression accrue prédominante dans la chambre de pression aval, de sorte qu'une membrane de basse pression, qui est elle-aussi fixée au tirant, se déplace dans le sens de fermeture de la valve réductrice, et libère ainsi un blocage dans le dispositif de fermeture. Ce blocage saute alors automatiquement de sa position de travail dans la position de fermeture, de sorte que le tirant est désaccouplé de l'élément de pression. La valve réductrice reste fermée jusqu'à ce que le blocage du dispositif de fermeture soit ramené à la main en position de travail. Avec la valve connue, l'inconvénient est que le blocage de la valve réductrice ne peut s'effectuer que par un actionnement manuel du dispositif de fermeture, ou par son verrouillage automatique par la pression aval. Dans le premier cas, un opérateur doit être présent; dans le deuxième cas, on ne peut pas obtenir de blocage automatique en l'absence de pression dans la chambre de pression aval. Une valve réductrice coupée ne peut être ramenée qu'à la main dans sa position de travail. La valve réductrice connue est donc côupée uniquement en cas de défaillance, qui se produit, par exemple, lorsque des encrassements sur le tirant, ou encore sur le siège de valve In this case, a low pressure chamber is filled with the prevailing increased pressure in the downstream pressure chamber, so that a low pressure membrane, which is also attached to the tie rod, moves in the closing direction of the pressure chamber. the reducing valve, and thus releases a lock in the closure device. This blockage then automatically jumps from its working position in the closed position, so that the tie is uncoupled from the pressure element. The reducing valve remains closed until locking of the closing device is brought back by hand to the working position. With the known valve, the disadvantage is that the blocking of the reducing valve can only be effected by manual actuation of the closing device, or by its automatic locking by the downstream pressure. In the first case, an operator must be present; in the second case, it is not possible to obtain automatic blocking in the absence of pressure in the downstream pressure chamber. A cut reducer valve can only be brought back by hand to its working position. The known reducing valve is thus cotupée only in case of failure, which occurs, for example, when fouling on the tie rod, or on the valve seat

correspondant, ne permettent pas une fermeture fiable. corresponding, do not allow a reliable closure.

La présente invention a donc pour but d'améliorer un détendeur du type précité, de façon qu'une coupure souhaitée, suivie d'une libération de la valve réductrice, soit possible même dans la phase The present invention therefore aims to improve a regulator of the aforementioned type, so that a desired cut, followed by a release of the reducing valve, is possible even in the phase

normale de service.normal service.

Ce but est atteint par le fait qu'un élément entraîneur agit sur le tirant, élément qui est assemblé à une unité d'entraînement actionnable dans le sens de fermeture, pour l'asservissement de laquelle une unité de commande, travaillant indépendamment de la This object is achieved by the fact that a driving element acts on the tie rod, which element is assembled to a drive unit operable in the closing direction, for the servo of which a control unit, working independently of the

pression aval, est prévue.downstream pressure, is provided.

La coupure de la valve réductrice, et donc du détendeur, s'effectue maintenant, d'après l'asservissement de l'unité d'entraînement, indépendamment de la pression aval qui prédomine en cours de service ou en cas de défaillance. Le détendeur peut maintenant être coupé chaque fois que la situation l'exige. Cela est avantageux lorsque, dans des installations à gaz comprimé par exemple, plusieurs détendeurs sont utilisés, qui sont raccordés à des bouteilles de gaz comprimé différentes. S'il faut, pour une continuation réussie de l'alimentation en gaz, remplacer une bouteille de gaz comprimé, devenue vide ou tirant à sa fin, par une bouteille neuve pleine, on peut maintenant couper à distance le détendeur, en The cut-off of the reducing valve, and therefore of the expander, is now effected, according to the servo-control of the drive unit, independently of the downstream pressure which predominates during service or in case of failure. The regulator can now be shut off whenever the situation requires it. This is advantageous when, in compressed gas plants, for example, several pressure reducers are used which are connected to different compressed gas bottles. If it is necessary for a successful continuation of the gas supply, replace a bottle of compressed gas, become empty or drawing to a close, by a new full bottle, we can now cut off the regulator, in

délivrant un signal de commande correspondant à l'unité de commande. delivering a control signal corresponding to the control unit.

Ce signal de commande peut s'effectuer à partir d'une centrale de surveillance, ou encore avec une régulation par un capteur de pression qui mesure la pression d'alimentation fournie par la bouteille de gaz comprimé. Une fois le détendeur coupé, le remplacement de bouteille peut s'effectuer d'une manière simple, sans que la réduction de pression initialement réglée soit modifiée. On assure ainsi une alimentation continue en gaz, même en cas de remplacement de bouteilles de gaz comprimé, avec des rapports de pression qui restent inchangés. L'unité d'entraînement peut être réalisée de différentes manières, par exemple avec entraînement par noteur électrique du tirant en forme de broche filetée, ou bien avec un tirant conmme dispositif pousseur et un ensemble de bobine mobile comme unité d'entraînement, l'unité de commande étant un transmetteur de signal électrique qui, soit entraîne le moteur en marche avant ou arrière, soit excite ou désexcite un aimant de bobine mobile. En cas de panne de l'unité de commande, qu'elle fonctionne électriquement ou pneunatiquement, le détendeur continue à fonctionner avec sa pression This control signal can be made from a central monitoring station, or with a regulation by a pressure sensor which measures the supply pressure supplied by the compressed gas cylinder. Once the regulator is shut off, the bottle replacement can be done in a simple way, without the initial pressure reduction being changed. This ensures a continuous supply of gas, even when replacing compressed gas cylinders, with pressure ratios that remain unchanged. The drive unit can be made in a variety of ways, for example, with electric rider pulling of the threaded spindle puller, or with a puller as a pushing device and a moving coil set as a drive unit, control unit being an electrical signal transmitter which either drives the motor forward or backward, or excites or de-energizes a voice coil magnet. In case of failure of the control unit, whether it works electrically or pneunatique, the regulator continues to work with its pressure

aval réglée, de sorte que l'alimentation en gaz est garantie. downstream regulated, so that the gas supply is guaranteed.

Une mode de réalisation avantageux de l'unité d'entraînement consiste à faire appel à des éléments pneumatiques. C'est particulièrement avantageux lorsque, dans une installation d'alimentation en gaz, on utilise des gaz comprimés qui, en cas de défaillance, peuvent développer un mélange gazeux explosif. Avec une commande pneumatique utilisant un gaz inerte, il n'y a pas de précautions particulières à prendre, comme celles qui seraient nécessaires avec une unité d'entraînement électrique pour éviter des étincelles ou autres phénomènes similaires. Pour réaliser une telle unité d'entraînement pneumatique, il est prévu de la concevoir comnme une chambre de pression avec une partie de paroi mobile, à laquelle est fixé l'élément entraîneur, et de relier la chambre de pression à une source de gaz de commande, par l'intermédiaire de l'unité de An advantageous embodiment of the drive unit is to use pneumatic elements. This is particularly advantageous when, in a gas supply installation, compressed gases are used which, in the event of failure, can develop an explosive gas mixture. With a pneumatic control using an inert gas, there are no special precautions to take, such as would be necessary with an electric drive unit to avoid sparks or other similar phenomena. To realize such a pneumatic drive unit, it is intended to design it as a pressure chamber with a movable wall portion, to which the drive member is attached, and to connect the pressure chamber to a source of gas. command, through the unit of

commande et d'une conduite de pression de commande. control and a control pressure line.

Un mode de réalisation avantageux de la chambre de pression consiste à la réaliser en forme de tuyau flexible en caoutchouc élastique qui est reçu dans une coque rigide, la partie de paroi mobile étant assemblée au tuyau flexible. Le tuyau flexible peut être inséré dans la coque en fonction des exigences géométriques, la force An advantageous embodiment of the pressure chamber consists of producing it in the form of an elastic rubber hose which is received in a rigid shell, the movable wall portion being assembled to the flexible hose. The flexible hose can be inserted into the hull according to the geometric requirements, the strength

de soulèvement s'exerçant uniformément sur la partie de paroi mobile. lifting up uniformly on the movable wall portion.

En particulier, la chambre, le tuyau flexible et la partie de paroi mobile, conformée en couronne, peuvent être réalisés entourant radialement le tirant. Cette symétrie, à développement radial, de l'unité d'entraînement, permet d'obtenir une course de déplacement uniforme du tirant. Une configuration de la chambre de pression sous forme d'un ensemble cylindre-piston, avec un entraînement de piston correspondant, est également possible, et rentre dans le cadre de l'invention. Une butée est prévue pour limiter la course de l'élément entraîneur. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit plus en In particular, the chamber, the flexible pipe and the mobile wall portion, shaped as a ring, can be made radially surrounding the tie rod. This symmetry, radial development of the drive unit, provides a uniform travel of the pulling stroke. A configuration of the pressure chamber in the form of a cylinder-piston assembly, with a corresponding piston drive, is also possible, and is within the scope of the invention. A stop is provided to limit the stroke of the driving element. An exemplary embodiment of the invention is described further in

détails ci-après, et représenté à l'aide du dessin schématique annexé. details below, and shown with the attached schematic drawing.

L'unique figure représente un détendeur, qui est constitué essentiellement de trois groupes: le corps de valve 1, un chambre de pression de référence 2, et une unité d'entraînement pneumatique 3, 27, 32. Le corps de valve 1 contient une valve réductrice, constituée du siège de valve 4 et de l'obturateur 5, sur lequel un ressort de fermeture 6 agit par l'intermédiaire d'un goujon 7. Le ressort de fermeture 6 est reçu entre le goujon 7 et un logement de chambre de valve 8, et il précontraint le goujon 7 dans le sens de fermeture. Le logement de chambre de valve 8 est maintenu dans le corps de valve par un bouchon vissé 42. Des passages 9 sont prévus dans le logement de chambre de valve 8, lesquels sont reliés à une chambre de pression amont 10. L'alimentation en gaz s'effectue par l'intermédiaire d'un raccord d'alimentation 11, qui débouche dans la chambre de pression amont 10. Un élément distributeur 12 se trouve à la suite de la valve réductrice 4, 5 dans le sens d'écoulement, élément dans lequel plusieurs canaux de sortie 13, disposés radialement, débouchent dans une chambre de pression aval 14. L'élément distributeur 12 est traversé par un poussoir 15, qui est réalisé sous forme de la pointe, allant en se rétrécissant, d'un tirant 16. Le tirant 16 est reçu, d'un côté, dans la pointe de la chambre de pression de référence 2 en forme de dôme, et, de l'autre côté, le tirant 16 est fixé, par l'intermédiaire d'une goupille 17, à une membrane 18 tendue entre le corps de valve 1 et la chambre de pression de référence 2. Une force, agissant dans le sens d'ouverture de la valve réductrice 4, 5, est exercée sur le tirant 16 par l'intermédiaire d'un ressort de compression 19. Le ressort de compression 19 agit entre un renfort de membrane 20, fixé sur la membrane 18, et un disque de valve 21, à hauteur de la pointe du dôme. Le disque de valve 21 est solidaire d'une pièce rapportée filetée 22 qui, par l'intermédiaire d'un embout carré 23, peut être vissée plus ou moins profondément dans la chambre de pression de référence 2, et détermine ainsi la force du ressort de compression 19. Le tirant 16 est disposé déplaçable à travers la totalité de la chambre de pression de référence 2, et à travers la pièce rapportée filetée 22 ainsi que l'embout carré 23, et le tirant 16 porte, à cette extrémité, une goupille filetée 24. A la pointe du dôme de la chambre de pression de référence 2, il est prévu un embout fileté 25, sur lequel est vissée une chambre de pression 3 de l'unité d'entrainenent, par son perçage fileté central 26. La chambre de pression 3 est remplie d'un tuyau flexible 27, ayant l'élasticité du caoutchouc, qui porte un raccord d'air comprimé 28 auquel peut être amené, par une unité de commande 30 et par l'intermédiaire d'une conduite de pression de commande 29, du gaz de commande provenant d'une source de gaz de commande 31. Le tuyau flexible 27 en caoutchouc élastique est relié à une partie de paroi mobile 32 de l'unité d'entraînement 3, qui agit sur un entraineur 33 qui est vissé sur la goupille filetée 24, et bloqué par des contre-écrous 34. La course du tirant 16, qui peut être accomplie par l'unité d'entraînement, est délimitée, d'une part, par l'unité d'entraînement 3 elle-même, et, d'autre part, par une butée annulaire 35. Tant l'unité d'entraînenent 3 que le tuyau flexible 27 en caoutchouc élastique qui se trouve à l'intérieur, de mêmne que la partie de paroi mobile 32, l'entraîneur associé 33 et la butée 35, sont disposés en couronne autour du raccord fileté 25 de la chambre de pression de référence. Le corps de valve 1 est muni, à la suite de la chambre de pression aval 14 dans le sens d'écoulement, d'un canal de sortie 36, qui mène, par l'intermédiaire d'un branchement d'utilisateur 37, à un utilisateur non représenté. A partir du canal de sortie 36, une conduite de pression 38 mène à un manomètre 39, qui est vissé dans le corps de valve par un raccord de manomètre 40. La chambre de pression de référence 2 est reliée à The single figure represents a pressure reducer, which consists essentially of three groups: the valve body 1, a reference pressure chamber 2, and a pneumatic drive unit 3, 27, 32. The valve body 1 contains a reducing valve, consisting of the valve seat 4 and the shutter 5, on which a closing spring 6 acts via a stud 7. The closing spring 6 is received between the stud 7 and a chamber housing valve 8, and prestressed the stud 7 in the closing direction. The valve chamber housing 8 is held in the valve body by a screw cap 42. Passages 9 are provided in the valve chamber housing 8, which are connected to an upstream pressure chamber 10. The gas supply is effected via a supply connection 11, which opens into the upstream pressure chamber 10. A distributor element 12 is located after the reducing valve 4, 5 in the direction of flow, element in which a plurality of radially arranged outlet channels 13 open into a downstream pressure chamber 14. The dispenser element 12 is traversed by a pusher 15, which is designed in the form of a narrowing point of a tie rod 16. The tie rod 16 is received, on one side, in the tip of the dome-shaped reference pressure chamber 2, and on the other side, the tie rod 16 is fixed, via a pin 17, to a membrane 18 stretched between the valve body 1 and the reference pressure chamber 2. A force, acting in the opening direction of the reducing valve 4, 5, is exerted on the tie rod 16 by means of a compression spring 19. The compression spring 19 acts between a membrane reinforcement 20, fixed on the membrane 18, and a valve disk 21, at the height of the tip of the dome. The valve disk 21 is integral with a threaded insert 22 which, via a square nozzle 23, can be screwed more or less deeply into the reference pressure chamber 2, and thus determines the spring force 19. The tie rod 16 is movably disposed through the entire reference pressure chamber 2, and through the threaded insert 22 and the square end 23, and the tie rod 16 carries, at this end, a Threaded pin 24. At the tip of the dome of the reference pressure chamber 2, there is a threaded end 25, on which is screwed a pressure chamber 3 of the drive unit, by its central threaded hole 26. The pressure chamber 3 is filled with a flexible hose 27, having the elasticity of the rubber, which carries a compressed air connection 28 to which can be brought by a control unit 30 and via a pipe control pressure 2 9, the control gas from a source of control gas 31. The elastic rubber hose 27 is connected to a movable wall portion 32 of the drive unit 3, which acts on a trainer 33 which is screwed on the threaded pin 24, and locked by lock nuts 34. The stroke of the tie rod 16, which can be accomplished by the drive unit, is delimited, on the one hand, by the drive unit 3 itself, and on the other hand by an annular abutment 35. Both the driving unit 3 and the elastic rubber hose 27 located therein, as well as the moving wall portion 32 the associated driver 33 and the stopper 35 are arranged in a ring around the threaded connection 25 of the reference pressure chamber. The valve body 1 is provided, after the downstream pressure chamber 14 in the direction of flow, with an outlet channel 36, which leads, via a user connection 37, to a user not shown. From the outlet channel 36, a pressure line 38 leads to a pressure gauge 39, which is screwed into the valve body by a pressure gauge connection 40. The reference pressure chamber 2 is connected to

l'environnement par l'intermédiaire d'un perçage d'aération 41. the environment through a ventilation hole 41.

Pour couper le détendeur, du gaz de commande est refoulé par l'intermédiaire de la conduite de pression de commande 29 à l'intérieur du tuyau flexible 27, de sorte que la partie de paroi mobile 32 de la chambre de pression 3 et le tirant 16 se déplacent à To shut off the expander, control gas is discharged through the control pressure line 29 into the flexible hose 27, so that the movable wall portion 32 of the pressure chamber 3 and the tie rod 16 are moving to

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l'encontre de la force du ressort de compression 19. Le plan frontal du poussoir 15 se sépare ainsi de l'obturateur 5 de la valve réductrice, de sorte que cette dernière est maintenue hermétiquement contre le siège de valve 4 par la force du ressort de fermeture 6. La chambre de pression amont 10 reste ainsi isolée de la chambre de pression aval 14 jusqu'à ce que, par un signal de commande correspondant provenant de l'unité de commande 30, le gaz de commande soit dégagé dans l'environnement, de sorte que le tuyau flexible 27 en caoutchouc élastique est déchargé, et que la partie de paroi mobile 32 est amenée en application sur la chambre de pression 3 par la force du ressort de compression 19. Simultanément, le tirant 16 se déplace, par suite de la force du ressort 19, en direction de l'obturateur 5, et soulève ce dernier conformément aux rapports de pression prédominants dans la chambre de pression amont 10 et dans la chambre de pression Against the force of the compression spring 19. The frontal plane of the pusher 15 thus separates from the shutter 5 of the reducing valve, so that the latter is held tightly against the valve seat 4 by the spring force The upstream pressure chamber 10 thus remains isolated from the downstream pressure chamber 14 until, by a corresponding control signal from the control unit 30, the control gas is released into the environment, so that the flexible hose 27 of elastic rubber is discharged, and the movable wall portion 32 is brought into application on the pressure chamber 3 by the force of the compression spring 19. Simultaneously, the tie rod 16 moves, as a result of the force of the spring 19, in the direction of the shutter 5, and raises the latter in accordance with the prevailing pressure ratios in the upstream pressure chamber 10 and in the pressure chamber

aval 14.downstream 14.

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Claims

REVENMDICATIONS

1. Expansion valve, with a reducing valve, which is under a spring load acting in the closing direction, between an upstream pressure chamber and a downstream pressure chamber, and whose shutter is attacked by a pressure element acting in the direction of opening under the pressure of a spring, which element is assembled with a tie rod which carries a membrane separating the downstream pressure chamber from a reference pressure chamber, and which engages in a closing device, in the closed position of which the tie rod and the pressure element are uncoupled, characterized in that a driving element (33) acts on the tie rod (16), which element is connected to a drive unit (3, 27). , 32) operable in the closing direction, for the servo of which a control unit (30), working independently of the downstream pressure, is

planned.

Pressure regulator according to claim 1, characterized in that the drive unit is designed as a pressure chamber (3) with a movable wall portion (32) to which the drive element (33) is attached, and in that the pressure chamber (3) is connected to a source of control gas (31) via the control unit.

control (30) and a control pressure line (29).

3. Expansion valve according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure chamber is formed in the form of a rigid shell (3), which receives a flexible hose (27) of elastic rubber, and whose

movable wall portion (32) is connected to the flexible hose (27).

4. Regulator according to any one of claims 1 to 3,

characterized in that the chamber (3), the flexible pipe (27) and the movable wall portion, shaped as a ring (32), are formed

radially surrounding the tie rod (16).

5. Regulator according to any one of claims 1 to 4,

characterized in that the driving element (33) is limited in its

stroke by a stop (35).