FR2654176A1 - GAS DETENDER WITH SAFETY AGAINST MEMBRANE BREAKING. - Google Patents
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Abstract
Détendeur de gaz. Il comprend un corps (1) subdivisé par une membrane (2) en une première chambre (3) ayant un conduit de sortie (8) et un conduit d'entrée (5), et une seconde chambre (4) munie d'un évent (11). Il est prévu des moyens à actionnement brusque d'augmentation de la perte de charge dans l'évent (11), quand la pression dans la seconde chambre (4) dépasse un second seuil donné.Gas regulator. It comprises a body (1) subdivided by a membrane (2) into a first chamber (3) having an outlet duct (8) and an inlet duct (5), and a second chamber (4) provided with a vent (11). Suddenly actuated means are provided for increasing the pressure drop in the vent (11) when the pressure in the second chamber (4) exceeds a second given threshold.
Description
La présente invention est relative aux détendeursThe present invention relates to regulators
de gaz utilisés pour la fourniture de gaz détendus aux indus- of gas used for the supply of expanded gases to industrial
tries ou aux particuliers. On connait déjà un détendeur de gaz comprenant un corps en un matériau imperméable aux gaz, qui est subdivisé par une membrane manométrique en une première chambre et en une seconde chambre La première chambre est munie d'un conduit de sortie du gaz et d'un conduit d'entrée ayant un clapet La seconde chambre est munie d'un évent débouchant à l'extérieur Un ressort de régulation y est monté de manière à repousser la membrane vers la première chambre, à l'encontre des forces de pression antagonistes qui règnent tries or individuals. There is already known a gas expander comprising a body made of a gas impermeable material, which is subdivided by a pressure diaphragm into a first chamber and into a second chamber. The first chamber is provided with a gas outlet duct and a gas chamber. inlet duct having a valve The second chamber is provided with a vent opening to the outside A regulating spring is mounted so as to push the membrane towards the first chamber, against the opposing pressure forces which prevail
dans cette première chambre L'agencement est tel que le dé- in this first chamber The arrangement is such that the de-
placement de la membrane, quand la différence entre la pres- placement of the membrane, when the difference between
sion régnant dans la première chambre et celle régnant dans la seconde chambre devient inférieure à un premier seuil prevailing in the first chamber and that in the second chamber becomes less than a first threshold
donné, entraîne la fermeture du conduit d'entrée par le cla- given, leads to the closing of the input duct by the
pet S'il se produit une rupture de la canalisation en aval, pet If there is a break in the pipeline downstream,
la pression dans la première chambre baisse Dès que le pre- the pressure in the first chamber drops as soon as the first
mier seuil est franchi, le clapet s'applique sur son siège et the threshold is crossed, the flapper is applied to its seat and
ferme le conduit d'entrée Lorsque la membrane est crevée ac- closes the inlet duct When the membrane is exhausted
cidentellement, le gaz, notamment quand la déchirure est im- the gas, especially when the tear is im-
portante, pénètre dans la seconde chambre et s'y accumule parce que le débit qui sort par l'évent est limité Les load, enters the second chamber and accumulates because the flow that leaves through the vent is limited.
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pressions, tant dans la première chambre que dans la seconde pressures in both the first and second chambers
chambre, augmentent jusqu'à la pression maximum d'admission. room, increase to the maximum pressure of admission.
Il n'y a plus de détente du gaz Les appareils utilisateurs en aval reçoivent donc du gaz sous une pression trop forte qui les détériore. There is no longer any relaxation of the gas The downstream user devices therefore receive gas under too high pressure which deteriorates them.
L'invention pallie cet inconvénient par un déten- The invention overcomes this disadvantage by a
deur qui, lorsqu'il se produit une crevaison de membrane, in- which, when a membrane puncture occurs, induces
terrompt le débit de gaz fourni par le détendeur. overthrow the gas flow supplied by the regulator.
Suivant l'invention, il est prévu des moyens à ac- According to the invention, means are provided for
tionnement brusque d'augmentation de la perte de charge dans l'évent, quand la pression dans la seconde chambre dépasse un sudden increase in pressure drop in the vent, when the pressure in the second chamber exceeds a
second seuil donné.second threshold given.
D'un seul coup, dès que la pression dans la seconde chambre dépasse le second seuil donné, les pressions du gaz dans les première et seconde chambres deviennent égales En raison de la force du ressort de régulation appliquée sur la membrane, celle-ci se déplace vers la première chambre Ce déplacement provoque la fermeture du clapet Le détendeur de At a single stroke, as soon as the pressure in the second chamber exceeds the second given threshold, the gas pressures in the first and second chambers become equal. Due to the force of the regulating spring applied to the diaphragm, the diaphragm moves to the first chamber This displacement causes the closure of the valve
gaz ne débite plus.gas does not flow anymore.
Suivant une variante, les moyens à actionnement brusque d'augmentation de la perte de charge dans l'évent comprennent des moyens de fermeture de l'évent Suivant une According to one variant, the means with sudden actuation for increasing the pressure drop in the vent comprise means for closing the vent.
autre variante, ces moyens à actionnement brusque d'augmen- another variant, these means with a sudden increase in
tation de la perte de charge de l'évent comprennent seulement des moyens de diminution de la section transversale de the pressure drop of the vent only include means of reducing the cross section of the
l'évent, par exemple au moins au cinquième de sa valeur ini- the vent, for example at least one-fifth of its initial value
tiale et, de préférence, au dixième de celle-ci, de sorte qu'une fois que le détendeur ne débite plus, le gaz accumulé dans les chambres et dans la canalisation en aval peut and, preferably, to one-tenth of this, so that once the regulator no longer delivers, the gas accumulated in the chambers and in the downstream pipe can
s'échapper peu à peu à l'atmosphère. to escape gradually to the atmosphere.
Les moyens à actionnement brusque d'augmentation de la perte de charge dans l'évent comprennent, avantageusement, une partie mobile déplacée sous l'action des forces dues à la pression régnant dans la seconde chambre quand le second seuil est dépassé et destinée à coopérer avec une partie The suddenly actuated means for increasing the pressure drop in the vent comprise, advantageously, a moving part displaced by the action of the forces due to the pressure prevailing in the second chamber when the second threshold is exceeded and intended to cooperate with a part
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fixe Suivant une variante, la partie mobile et la partie fixe portent, respectivement, des aimants qui s'attirent lorsque le déplacement les a suffisamment rapprochés Suivant une autre variante, la partie mobile est un élément à déclic tel qu'une lame à déclic ayant deux positions stables, l'une dans laquelle l'évent est ouvert et l'autre dans laquelle il est fermé ou, du moins, fermé pour les neuf-dixièmes Il est avantageux de disposer les aimants de manière à ce qu'ils soient hors de contact du gaz, pour empêcher toutes les In a variant, the movable part and the fixed part bear, respectively, magnets which attract when the displacement has brought them sufficiently close together. According to another variant, the movable part is a click element such as a click blade having two stable positions, one in which the vent is open and the other in which it is closed or at least closed for nine-tenths It is advantageous to arrange the magnets so that they are out gas contact, to prevent all
conséquences dues à un effet électrostatique. consequences due to an electrostatic effect.
Il est avantageux de monter un ressort de rappel de manière qu'il s'oppose à l'action des moyens d'augmentation It is advantageous to mount a return spring so that it opposes the action of the means of increasing
de la perte de charge dans l'évent, tant que la pression ré- the pressure drop in the vent, as long as the pressure
gnant dans la seconde chambre reste inférieure au second seuil donné Même si l'on renverse le détendeur, la partie mobile ne peut venir, sous l'effet de la force de gravité, in the second chamber remains lower than the second given threshold Even if the regulator is overturned, the moving part can not come under the effect of the force of gravity,
suffi-samment près de la partie fixe pour provoquer le dé- enough close to the fixed part to provoke
clen-chement des moyens d'augmentation de la perte de charge, parce que le ressort maintient la partie mobile à distance de la partie fixe Ce n'est que lorsque les forces de pression bien plus importantes l'emportent de beaucoup sur la force appliquée par le ressort de rappel à la partie mobile que clen-chement means for increasing the pressure drop, because the spring keeps the moving part away from the fixed part It is only when the much greater pressure forces far outweigh the force applied by the return spring to the moving part that
celle-ci se rapproche suffisamment de la partie fixe et pro- it is close enough to the fixed and
voque le déclenchement.void the trigger.
Pour prévenir les effets d'un choc sur le déten- To prevent the effects of a shock on the
deur, un amortisseur, notamment un amortisseur à fluide, est monté de manière à s'opposer temporairement à l'action des moyens d'augmentation de la perte de charge dans l'évent La compression de l'air de l'amortisseur retarde le déplacement de la partie mobile vers la partie fixe et, comme les forces A damper, in particular a fluid damper, is mounted so as to temporarily oppose the action of the means for increasing the pressure drop in the vent. The compression of the air of the shock absorber delays the displacement of the moving part towards the fixed part and, as the forces
qui auraient tendance à provoquer ce déplacement sont tempo- which would tend to provoke this displacement are
raires, puisque dues à un choc unique ou à une vibration, la partie mobile reste éloignée de la partie fixe, le ressort de rappel contribuant également à rappeler la partie mobile De préférence, l'amortisseur définit un intervalle étroit de because the shock is due to a single shock or vibration, the moving part remains remote from the stationary part, the return spring also contributing to recalling the moving part. Preferably, the damper defines a narrow range of
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passage de l'air, cet intervalle a une section variable, qui augmente au fur et à mesure que l'on tend vers la position o les moyens d'augmentation de la perte de charge entrent en action. Les détendeurs de gaz de ce genre comprennent, en passage of the air, this interval has a variable section, which increases as one tends to the position where the means for increasing the pressure drop come into action. Gas regulators of this kind include, in
général, un mécanisme de réarmement destiné à écarter le cla- generally, a rearming mechanism designed to
pet de son siège après qu'il y a été appliqué, parce que la pression dans la première chambre est devenue inférieure au fart from its seat after it has been applied, because the pressure in the first chamber has become less than
premier seuil donné, ou parce qu'une surpression s'est pro- given threshold, or because an overpressure has occurred
duite dans cette chambre Avantageusement, les moyens à ac- in this room. Advantageously, the means available to
tionnement brusque d'augmentation de la perte de charge dans sudden increase in the pressure drop in
l'évent sont montés de manière à bloquer le mécanisme de ré- the vent are mounted in such a way as to block the mechanism
armement quand lesdits moyens à actionnement brusque ont agi. arming when said suddenly actuated means has acted.
Il n'est ainsi plus possible de réarmer le détendeur si la It is no longer possible to reset the regulator if the
membrane est crevée.membrane is punctured.
On peut également monter ce mécanisme de réarmement de manière à empêcher lesdits moyens à actionnement brusque d'augmentation de la perte de charge dans l'évent d'agir tant que le mécanisme est en position de réarmement Lorsque l'on rétablit le débit dans le détendeur, le clapet s'écarte de It is also possible to mount this reset mechanism so as to prevent said sudden-action means of increasing the pressure drop in the event of being able to act as long as the mechanism is in the reset position. When the flow rate is re-established in the regulator, the valve deviates from
son siège et, par là-même, provoque le déplacement de la mem- its seat and thereby cause the displacement of the
brane vers la seconde chambre, avec compression du ressort de régulation qui s'y trouve, et surtout augmentation de la pression qui y règne, ce qui peut provoquer le déclenchement brane towards the second chamber, with compression of the regulation spring which is there, and especially increase of the pressure which reigns there, which can provoke the triggering
intempestif, dû à ce phénomène transitoire, des moyens à ac- because of this transient phenomenon, means to
tionnement brusque d'augmentation de la perte de charge dans sudden increase in the pressure drop in
l'évent Le mécanisme de réarmement s'y oppose. the vent The reset mechanism is opposed.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre In the attached drawing, given only for
d'exemple:For example:
la figure 1 est un schéma en coupe d'un détendeur suivant l'invention; les figures 2 et 3 sont des vues en coupe de la Figure 1 is a sectional diagram of a pressure regulator according to the invention; Figures 2 and 3 are sectional views of the
partie de l'évent de ce détendeur, alors que les moyens à ac- part of the vent of this regulator, while the means to
tionnement brusque d'augmentation de la perte de charge dans sudden increase in the pressure drop in
l'évent sont en position de repos à la figure 2, et en posi- the vent are in the rest position in Figure 2, and in posi-
tion déclenchée à la figure 3; la figure 4 est une vue en coupe d'une variante de réalisation de l'évent; la figure 5 illustre une autre variante; la figure 6 représente schématiquement un mode de triggered in Figure 3; Figure 4 is a sectional view of an alternative embodiment of the vent; Figure 5 illustrates another variant; FIG. 6 schematically represents a mode of
réalisation, illustrant la coopération du mécanisme de réar- implementation, illustrating the cooperation of the
mement et des moyens à actionnement brusque d'augmentation de la perte de charge dans l'évent, et and means for sudden actuation of increasing the pressure drop in the vent, and
la figure 7 illustre une autre variante. Figure 7 illustrates another variant.
Le détendeur de gaz représenté à la figure 1 com- The gas expander shown in FIG.
prend un corps 1 étanche, subdivisé par une membrane 2 en une première chambre 3 et en une seconde chambre 4 La première takes a watertight body 1, subdivided by a membrane 2 into a first chamber 3 and a second chamber 4 The first
chambre est munie d'un conduit d'entrée 5 à clapet 6 suscep- The chamber is provided with an inlet duct 5 with a valve 6 capable of
tible de s'appliquer sur un siège 7, ainsi que d'un conduit de sortie 8 Un ressort de régulation 9, logé dans la seconde chambre 4, tend à repousser la membrane 2 vers la première chambre 3 Un mécanisme à levier 10 relie la membrane 2 au clapet 6, en sorte que le déplacement de la membrane 2 vers la première chambre 3 tend à rapprocher le clapet 6 de son A control spring 9, housed in the second chamber 4, tends to push the diaphragm 2 towards the first chamber 3. A lever mechanism 10 connects the membrane 2 to the valve 6, so that the displacement of the membrane 2 to the first chamber 3 tends to bring the valve 6 of its
siège 7 Lorsque la différence entre la pression dans la pre- seat 7 When the difference between the pressure in the
mière chambre 3 et celle dans la seconde chambre 4 devient inférieure à un premier seuil donné, le clapet 6 ferme le first chamber 3 and that in the second chamber 4 becomes lower than a first given threshold, the valve 6 closes the
conduit 5.leads 5.
Un évent 11 met la seconde chambre 4 en communica- A vent 11 puts the second chamber 4 in communica-
tion avec l'extérieur Un mécanisme de réarmement 12 clas- with the exterior A rearming mechanism 12 class-
sique permet, par une came 13 repoussant un tourillon 14, d'écarter, par l'intermédiaire du mécanisme de commande 10, It allows, by a cam 13 pushing a pin 14, to spread, via the control mechanism 10,
le clapet 6 de son siège 7 A la figure 1, une tige 15 fai- The valve 6 of its seat 7 In FIG.
sant partie de moyens à actionnement brusque d'augmentation part of suddenly actuating means of increase
de la perte de charge dans l'évent, qui seront décrits ulté- the pressure drop in the vent, which will be described later.
rieurement, sert de butée à une rampe du mécanisme de réarme- secondly, serves as a stop for a ramp of the rearming mechanism
ment 12, en l'empêchant de passer en position de réarmement 12, preventing it from moving to the rearming position
si la tige 15 est sortie.if the rod 15 is out.
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L'évent représenté aux figures 2 et 3 est constitué d'un raccord 17 issu du corps 1 et sur lequel est vissé un tube taraudé 18 ayant un épaulement 19 Sur la face annulaire frontale libre du raccord 17 est posée une coupelle 20 munie de plusieurs trous 21 et d'un orifice 22 Sur la face du fond de la coupelle 20, qui est la plus éloignée du raccord 17, est fixé un aimant annulaire 23 Cette même face est en contact avec un ressort de rappel 24 dont l'autre extrémité s'appuie sur la face interne de l'épaulement 19 Le tube 18 comporte une partie saillante 25 tournée vers l'aimant 23 et The vent shown in FIGS. 2 and 3 consists of a connector 17 coming from the body 1 and on which is screwed a threaded tube 18 having a shoulder 19 On the free front annular face of the connector 17 is placed a cup 20 provided with several holes 21 and an orifice 22 On the bottom face of the cup 20, which is farthest from the connector 17, is fixed an annular magnet 23 This same face is in contact with a return spring 24 whose other end relies on the inner face of the shoulder 19 The tube 18 has a projecting portion 25 facing the magnet 23 and
portant, en face de celle-ci, un aimant 26 annulaire La dis- carrying, in front of it, an annular magnet 26
tance entre l'aimant 23 et l'aimant 26 est telle, à la figure between the magnet 23 and the magnet 26 is such, in the figure
2, qu'ils ne s'attirent pas La tige 15 est issue de la cou- 2, that they do not attract The stem 15 comes from the
pelle 20 et passe dans le tube 18, pour déboucher à shovel 20 and passes in the tube 18, to lead to
l'extérieur.outside.
A la figure 3, une crevaison C de membrane s'est produite La pression dans la chambre 4 a dépassé un second seuil donné Sous l'effet de la pression du gaz, la coupelle mobile 20 s'est déplacée par rapport au tube 18 fixe Lorsque In Figure 3, a puncture C membrane occurred The pressure in the chamber 4 has exceeded a given second threshold Under the effect of the gas pressure, the movable cup 20 has moved relative to the fixed tube 18 When
la distance entre les aimants 23 et 26 est devenue suffisam- the distance between the magnets 23 and 26 has become sufficiently
ment petite, ceux-ci se sont attirés brusquement l'un l'autre Les trous 21 ne débouchent plus vers l'extérieur par l'intermédiaire du tube 18 Les pression dans les deux The holes 21 are no longer open towards the outside via the tube 18 The pressure in both
chambres 3, 4 deviennent sensiblement égales. chambers 3, 4 become substantially equal.
Dès cet instant, la membrane 2 (figure 1) s'abaisse sous l'effet du ressort 9 Le mécanisme de commande 10 amène From this moment, the membrane 2 (FIG. 1) is lowered by the effect of the spring 9. The control mechanism 10 brings about
le clapet 6 sur le siège 7 Le détendeur cesse de débiter. the valve 6 on the seat 7 The regulator ceases to debit.
A la figure 4, le tube 18 se prolonge par un coude 27 et les deux aimants 23, 26 sont logés dans un prolongement 28, en dehors du tube 27 définissant le trajet du gaz vers In Figure 4, the tube 18 is extended by a bend 27 and the two magnets 23, 26 are housed in an extension 28, outside the tube 27 defining the path of the gas to
l'extérieur L'aimant 23 est relié par une tige 29 à la cou- The magnet 23 is connected by a rod 29 to the neck.
pelle 20 De l'air est emprisonné dans l'espace 30 compris entre les deux aimants 23 et 26, mais peut s'échapper par shovel 20 Air is trapped in the space 30 between the two magnets 23 and 26, but can escape through
l'intervalle étroit 31 entre l'aimant 23 et la face inté- the narrow gap 31 between the magnet 23 and the inner face
rieure du prolongement 28 L'intervalle étroit 31 a une sec- of the extension 28 The narrow interval 31 has a sec-
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tion variable, qui augmente au fur et à mesure que la cou- variable, which increases as the
pelle 20 se déplace vers la partie saillante 25 Si le déten- shovel 20 moves towards the protruding part 25
deur est renversé, la coupelle 20 est empêchée de se rappro- deur is overturned, the cup 20 is prevented from approaching
cher de la partie saillante 25, par le ressort 24, en dépit de la force de la gravité Ce n'est que lorsque la pression dans la seconde chambre 4 l'emporte de beaucoup sur la force the protruding portion 25, by the spring 24, despite the force of the gravity It is only when the pressure in the second chamber 4 far outweighs the force
du ressort 24 que le déclenchement peut avoir lieu. of the spring 24 that the triggering can take place.
S'il se produit un choc ou une vibration faisant que la coupelle 20 a tendance à être projetée brusquement vers la partie saillante 25, la chambre 30 qui constitue un amortisseur à fluide s'oppose temporairement à ce mouvement tant que l'air n'en est pas sorti par l'intervalle 23 Les moyens à actionnement brusque d'augmentation de la perte de charge, constitués notamment par les deux aimants 23 et 26 ne se déclenchent donc pas sous le moindre choc Mais, quand la pression dans la seconde chambre 4 applique à la coupelle 20 des forces permanentes, l'air contenu dans la chambre 30 sort If there is a shock or vibration causing the cup 20 tends to be thrown abruptly toward the projecting portion 25, the chamber 30 which constitutes a fluid damper temporarily opposes this movement as long as the air does not. The means with sudden actuation of increase of the pressure drop, formed in particular by the two magnets 23 and 26 do not therefore trigger under the slightest shock. But when the pressure in the second chamber 4 applies to the cup 20 permanent forces, the air contained in the chamber 30 comes out
par l'intervalle 23 et les aimants 23, 26 peuvent se rappro- by the gap 23 and the magnets 23, 26 can get closer
cher l'un de l'autre, d'autant plus vite que la section de expensive one of the other, all the faster than the section of
l'intervalle étroit 31 augmente.the narrow interval 31 increases.
A la figure 5, les aimants ont été remplacés par une lame à déclic 32 pouvant prendre une position de repos, représentée en traits pleins et une position de déclenchement représentée en traits mixtes, la lame comportant des trous 33 In Figure 5, the magnets have been replaced by a snap-action blade 32 which can assume a rest position, shown in solid lines and a release position shown in phantom, the blade having holes 33
permettant le passage du gaz.allowing the passage of gas.
A la figure 6, on a représenté schématiquement, de la même façon qu'à la figure 1, une variante du détendeur suivant l'invention Dans ce cas, la rampe 16 empêche la tige FIG. 6 schematically shows, in the same way as in FIG. 1, a variant of the regulator according to the invention. In this case, the ramp 16 prevents the rod
de sortir quand le mécanisme 12 de réarmement est en posi- to exit when the reset mechanism 12 is in position.
tion de réarmement, c'est-à-dire quand le clapet 6 est écarté du siège 7, lors du rétablissement du débit du détendeur Les moyens à actionnement brusque d'augmentation de la perte de charge dans l'évent sont ainsi bloqués même si, sous l'effet d'un phénomène transitoire, la pression dans la seconde resetting, that is to say when the valve 6 is spaced from the seat 7, during the restoration of the regulator flow The means for sudden actuation of increase of the pressure drop in the vent are thus blocked even if , under the effect of a transient phenomenon, the pressure in the second
chambre 4 devient trop grande.bedroom 4 becomes too big.
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La figure 7 illustre un mode de réalisation parti- Figure 7 illustrates a particular embodiment of
culièrement simple à fabriquer Deux lames 35, 36 sont mon- easy to manufacture Two blades 35, 36 are
tées basculantes dans des cavités du tube 18 et articulées sur un tourillon 37 solidaire en déplacement de la coupelle 20 Un ressort de traction 34 est accroché par ses deux ex- trémités aux lames 35, 36 La position en traits mixtes des tilting tees in cavities of the tube 18 and articulated on a pin 37 integral in displacement of the cup 20 A tension spring 34 is hooked by its two ends to the blades 35, 36 The position in phantom of the
lames 35, 36 correspondant à la position de déclenchement. blades 35, 36 corresponding to the trigger position.
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Citations (9)
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- 1990-10-31 DE DE4034627A patent/DE4034627A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
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Also Published As
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