La présente invention a pour objet un régulateur de gaz haute ou moyenne pression comprenant un corps d'écoulement à tubulures amont et aval, une paroi de séparation située entre les tubulures et percée d'un orifice circulaire, une tringlerie commandée par une membrane et guidée dans une piéce d'obturation, une enceinte divisée par la membrane en une chambre supérieure en communication avec l'atmosphère et en une chambre inférieure en communication avec une buse de régulation de la pression aval.
On connait un régulateur de pression de ce genre, dans lequel l'écoulement du gaz est commandé par un clapet à portion cylindrique fixé sur une broche qui traverse deux membranes délimitant une chambre en communication avec la tubulure aval par un canal présentant un orifice de prise de pression pratiqué dans la paroi cylindrique du corps du régulateur, ledit orifice se trouvant constamment en regard de la portion cylindrique du clapet, quel que soit le degré d'ouverture de ce clapet.
Dans un autre régulateur, le passage du gaz est réglé par un clapet plan fixé sur une broche qui traverse deux membranes délimitant une chambre en communication avec la tubulure aval du régulateur par un canal dans lequel est montée une valve d'amortissement.
Enfin, on connaît un régulateur dans lequel l'écoulement du gaz est réglé par un clapet en forme de segment de sphère disposé du côté de l'admission du gaz, ledit clapet étant fixé sur une broche commandée par une membrane qui ferme la chambre reliée à la sortie du gaz. Ladite broche porte une came qui agit sur un organe électrique d'enclenchement d'un signal, dés que la pression du gaz à la sortie tombe au-dessous d'une valeur déterminée.
Tous ces régulateurs ne possèdent qu'un seul clapet et il faut une pression relativement élevée du côté aval pour fermer hermétiquement le passage du gaz.
L'invention a pour but de limiter les oscillations de la membrane et de fournir une fermeture étanche lors d'une trop grande augmentation de la pression. même si le siège ou le joint du clapet de régulation est abîmé.
Le régulateur de gaz objet de l'invention est caractérisé en ce que la paroi de séparation présente, sur sa face supérieure, un siège en forme de cratère et, dans la paroi de l'orifice circulaire, une rainure dans laquelle est logé un joint torique, en ce qu'un clapet de régulation et un clapet tronconique de sécurité sont montés sur la tringlerie qui comprend un tube extérieur portant le clapet de régulation, un tube intérieur guidé dans le tube extérieur et une tringle traversant le tube intérieur et portant, à son extrémité inférieure, le clapet tronconique de sécurité, ladite tringle présentant une portion télescopique et étant poussée vers le haut par un ressort, mais retenue en position abaissée par un accouplement à déclic monté sur le tube intérieur, en ce que la membrane est pincée entre un plateau et une calotte sphérique du tube intérieur,
grâce à un ressort retenu en position par une bagueressort, en ce que le tube intérieur est relié au tube extérieur par un étrier et par des bras de levier montés oscillants sur des goujons de support pour que les déplacements de la membrane soient transmis, dans un rapport déterminé, aux organes portant les deux clapets, et en ce que le fond du corps d'écoulement est fermé par un bouchon creux contenant un filtre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du régulateur de gaz haute ou moyenne pression objet de l'invention.
La fig. 1 en est une coupe verticale.
La fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, de la tringlerie.
Le régulateur de gaz représenté répond aux normes adoptées par la SSIGE (Société suisse industrie gaz et eau) et fonctionne pour des pressions allant de 1 à 5 bars pour la haute pression et pour des pressions allant de 0,1 à 1 bar pour la moyenne pression.
Il comprend un corps d'écoulement 1 et, entre les tubulures amont et aval, une paroi de séparation 2 percée d'un orifice circulaire 3. Un siège en forme de cratère 4 est usiné dans la paroi de séparation 2, au-dessus de l'orifice 3, ainsi qu'une rainure semisphérique dans la portion médiane de la paroi de l'orifice 3.
Ladite rainure contient un joint torique d'étanchéité 5.
Vers le haut, le corps 1 est fermé par une pièce d'obturation 6 retenue sur ledit corps par un écrou à six pans 7, avec interposition d'un joint d'étanchéité. Une tringlerie de commande 8, guidée par la pièce d'obturation 6, est actionnée par une membrane 9. Un boîtier, composé d'une partie inférieure 10 et d'une partie sup6rieure 11, est vissé, par sa partie inférieure 10, sur la pièce d'obturation 6, avec interposition d'un joint torique 12. Le bord supérieur de la partie inférieure 10 se termine par un flasque 13 sur lequel est fixée la membrane 9 disposée entre deux anneaux de pression et d'étanchéité 14. La partie supérieure 1 1 du boîtier porte une collerette 15 munie de vis 16 permettant de la fixer sur la partie inférieure 10.
La membrane 9 divise le boitier en une chambre supérieure 18 reliée à l'atmosphère et en une chambre inférieure 17 soumise à la pression aval du gaz, grâce à un canal 19 et à un tube 20 débouchant dans la tubulure aval. La partie supérieure 11 du boîtier se termine par une tubulure taraudée 21 dans laquelle est montée une douille filetée 22. Un ressort de tarage 24 est disposé entre cette dernière et un plateau 23. Un couvercle 25 ferme la tubulure 21 et porte, en son centre, un perçage tronconique dans lequel passe le téton d'une soupape 26 retenue dans ledit couvercle par un anneau-ressort 27. La communication entre la chambre supérieure 18 et l'atmosphère est assurée par le jeu prévu entre la soupape 26 et le couvercle 25. Une seconde communication avec l'atmosphère peut être établie au moyen d'un bouchon fileté 28.
La tringlerie 8, représentée en détail à la fig. 2, comprend un tube extérieur 29 sur lequel est fixé un clapet de régulation 30. Le tube 30 contient et guide un tube intérieur 31. Ce dernier porte une calotte sphérique 32 qui prend appui contre la membrane 9.
Le plateau 23, qui repose sur la membrane 9, est pressé contre la calotte 32 par une des extrémités d'un ressort 33, son autre extrémité prenant appui contre une butée constituée par une bagueressort 34 pincée dans une rainure pratiquée dans le tube 31. Une tringle à portion télescopique 35 est guidée dans le tube 31 et présente, dans sa portion supérieure 36, une rainure circonférentielle 37, dont le but ressortira ci-après. Son extrémité inférieure porte une vis partiellement filetée 38, dont la tête 39 est engagée dans un manchon télescopique 40. Un goujon partiellement fileté 41 est vissé dans l'extrémité inférieure du manchon 40, son extrémité libre portant un clapet tronconique de sécurité 42 fixé sur elle, de préférence, au moyen d'un dispositif à baïonnette.
Dans la zone de déplacement du manchon télescopique 40, le tube extérieur 29 contient un joint torique 43 qui retient ledit manchon par frottement pour des raisons qui ressortiront par la suite.
La portion supérieure 36 de la tringle 35 qui sort du tube intérieur 31 est entourée d'un ressort 44 qui tente de pousser ladite tringle vers le haut. Le ressort 44 est logé entre deux bagues 45, la bague supérieure étant retenue par un écrou 46 vissé sur la tringle 35 et la bague inférieure reposant contre l'extrémité supérieure du tube 31. Une butée, constituée par une bagueressort 47, est fixée à l'extrémité supérieure du tube intérieur 31.
Un ressort 48 est disposé entre cette butée et un accouplement à déclic 49 comprenant deux douilles 50, 51 se vissant l'une dans l'autre et présentant une rainure circonférentielle de section réglable 52. Le tube intérieur 29 présente, en regard de l'accouplement à déclic 49, deux trous diamétraux 53 dans lesquels sont logées deux billes 54 retenues axialement par les douilles 50, 51.
Lorsque le régulateur est armé, c'est-Åa-dire lorsqu'il fonctionne, les billes 54 sont engagées partiellement dans la rainure 37 de la portion supérieure 36 de la tringle 35 et partiellement dans la rainure 52 de l'accouplement à déclic 49, de sorte que la tringle 35 fait corps avec le tube intérieur 31 (fig. 2).
Un étrier 55 est fixé sur le tube intérieur 31, ses extrémités extérieures étant reliées à une paire de bras de levier 57 montés oscillants sur des goujons de support 56, les extrémités intérieures la ire, une tringlerie commandée par une membrane et guidée dans une pièce d'obturation, une enceinte divisée par la membrane en une chambre supérieure en communication avec l'atmosphére et en une chambre inférieure en communication avec une buse de régulation de la pression, caractérisé en ce que la paroi de séparation (2) présente, sur sa face supérieure, un siège en forme de cratère (4) et, dans la paroi de l'orifice circulaire (3), une rainure dans laquelle est logé un joint torique (5),
en ce qu'un clapet de régulation (30) et un clapet tronconique de sécurité (42) sont montés sur la tringlerie (8) qui comprend un tube extérieur (29) portant le clapet de régulation (30), un tube intérieur (31) guidé dans le tube extérieur (29) et une tringle (35) traversant le tube intérieur (31) et portant, à son extrémité inférieure, le clapet tronconique de sécurité (42), ladite tringle présentant une portion télescopique (38-40) et étant poussée vers le haut par un ressort (44), mais retenue en position abaissée par un accouplement à déclic (49-54) monté sur le tube intérieur (31), en ce que la membrane est pincée entre un plateau (23) et une calotte sphérique (32) du tube intérieur (31), grâce à un ressort (33) retenu en position par une bague-ressort (34),
en ce que le tube intérieur (31) est relié au tube extérieur (29) par un étrier (55) et par des bras de levier (57) montés oscillants sur des goujons de support (56), pour que les déplacements de la membrane (9) soient transmis, dans un rapport déterminé, aux organes portant les deux clapets (30, 42), et en ce que le fond du corps d'écoulement ( I) est fermé par un bouchon creux (60) contenant un filtre (61).
SOUS-REVENDICATIONS
1. Régulateur selon la revendication, caractérisé en ce que le tube intérieur (31) présente des trous diamétraux (53) dans lesquels reposent des billes (54), billes qui s'engagent partiellement dans une rainure (37) de la tringle (35) et partiellement dans une rainure de section réglable (52) de l'accouplement à déclic (49), afin que, lorsque la tringle (35) est poussée vers le bas pour armer le régulateur, les billes (54) la retiennent en position abaissée, position pour laquelle le clapet tronconique de sécurité (42) est ouvert.
2. Régulateur selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la portion télescopique de la tringle (35) est constituée par une vis partiellement filetée (38), dont la tête (39) est engagée dans un manchon télescopique (40) qui porte une tige partiellement filetée (41) sur laquelle est monté le clapet tronconique de sécurité (42), un joint torique (43) étant logé entre ledit manchon et le tube extérieur (29).
3. Régulateur selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que l'enceinte est constituée par un boîtier comprenant une partie inférieure (10) et une partie supérieure (Il), le fond de la partie inférieure présentant deux paires de trous filetés (58, 59) destinés à recevoir les goujons de support (56), selon que le régulateur est utilisé pour la haute pression ou pour la moyenne pression.
desdits bras étant accouplées à un organe fixé sur le tube extérieur 29, le tout étant agencé de manière que, lorsque la membrane 9 se soulève sous l'effet d'une augmentation de la pression du gaz, le tube extérieur 29 pousse le clapet de régulation 30 vers le bas, en direction du siège en forme de cratère 4, et le tube intérieur 31 avec la tringle à portion télescopique 35 vers le haut, le clapet tronconique de sécurité ne suivant pas ces déplacements, étant donné que le manchon télescopique 40 est retenu par le frottement exercé sur lui par le joint torique 43.
Des paires de trous 58, 59 sont pratiqués dans le fond de la partie inférieure 10 du boitier et reçoivent les goujons de support 56. La distance à partir de l'axe de la tringlerie 8 varie d'après l'utilisation du régulateur. Pour la haute pression, les goujons de support 56 sont montés dans les trous 58 (traits pleins); pour la moyenne pression, ils sont montés dans les trous 59 (traits mixtes). Grâce à cette disposition, les courses de la tringlerie 8 sont différentes.
Le fond du corps d'écoulement I est fermé par un bouchon creux 60 dans lequel est logé un filtre 61 qui prend appui, par son bord supérieur, contre la face inférieure de la paroi de séparation 2 (fig. 1).
Le régulateur décrit fonctionne comme suit: le gaz, qui le traverse dans le sens de la flèche, passe par l'orifice circulaire 3, entre le clapet tronconique de sécurité 42 et le clapet de régulation 30. La pression agit, par l'intermédiaire du tube 20 et du canal 19, sous la membrane 9 qui, selon la demande, s'élève ou s'abaisse: I'étrier 55 et les bras de levier 57 suivent son mouvement et abaissent ou soulèvent le clapet de régulation 30. Si, par contre, une augmentation de la pression due, par exemple, à une détérioration du siège en forme de cratère 4 ou du joint porté par le clapet de régulation 30 se produit dans la tubulure aval, cette pression agit sur la membrane 9 par le truchement du tube 20 et du canal 19.
La membrane soulève le plateau 23 et, à l'encontre de la force du ressort 33 et moyennant la bague-ressort 34, le tube intérieur 31 avec la tringle à portion télescopique 35 fait qu'un capuchon 62 bute contre l'accouplement à déclic 49. Les billes 54 sont chassées dans la rainure de l'accouplement à déclic 49 et, vu que la tringle 35 n'est plus retenue, le ressort 44 se détend et plaque brusquement le clapet tronconique de sécurité 42 sur le joint torique 5 et ferme hermétiquement le passage du gaz. Après réparation du siège en forme de cratère 4 ou du joint du clapet de régulation 30, le réarmement du régulateur se fait en poussant la tringle 35 vers le bas jusqu'à ce que l'accouplement à déclic 49-54 la retienne dans la position représentée dans les figures et pour laquelle le clapet tronconique de sécurité 42 est ouvert.
The present invention relates to a high or medium pressure gas regulator comprising a flow body with upstream and downstream pipes, a separation wall situated between the pipes and pierced with a circular orifice, a linkage controlled by a membrane and guided. in a sealing piece, an enclosure divided by the membrane into an upper chamber in communication with the atmosphere and into a lower chamber in communication with a nozzle for regulating the downstream pressure.
A pressure regulator of this type is known, in which the flow of gas is controlled by a valve with a cylindrical portion fixed to a spindle which passes through two membranes defining a chamber in communication with the downstream pipe by a channel having an intake orifice pressure applied in the cylindrical wall of the body of the regulator, said orifice being constantly located opposite the cylindrical portion of the valve, regardless of the degree of opening of this valve.
In another regulator, the passage of gas is regulated by a flat valve fixed to a pin which passes through two membranes defining a chamber in communication with the downstream tubing of the regulator by a channel in which a damping valve is mounted.
Finally, a regulator is known in which the flow of gas is regulated by a valve in the form of a segment of a sphere arranged on the side of the gas inlet, said valve being fixed on a pin controlled by a membrane which closes the connected chamber. at the gas outlet. Said pin carries a cam which acts on an electric device for triggering a signal, as soon as the gas pressure at the outlet falls below a determined value.
All of these regulators have only one valve and a relatively high pressure is required on the downstream side to seal the gas passage.
The object of the invention is to limit the oscillations of the membrane and to provide a tight seal when the pressure increases too much. even if the seat or gasket of the control valve is damaged.
The gas regulator which is the subject of the invention is characterized in that the partition wall has, on its upper face, a crater-shaped seat and, in the wall of the circular orifice, a groove in which a seal is housed. O-ring, in that a regulating valve and a frustoconical safety valve are mounted on the linkage which comprises an outer tube carrying the regulating valve, an inner tube guided in the outer tube and a rod passing through the inner tube and carrying, at its lower end, the frustoconical safety valve, said rod having a telescopic portion and being pushed upwards by a spring, but retained in the lowered position by a click coupling mounted on the inner tube, in that the membrane is clamped between a plate and a spherical cap of the inner tube,
thanks to a spring held in position by a spring ring, in that the inner tube is connected to the outer tube by a caliper and by lever arms mounted to oscillate on support studs so that the displacements of the membrane are transmitted, in a determined ratio, to the members carrying the two valves, and in that the bottom of the flow body is closed by a hollow plug containing a filter.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the high or medium pressure gas regulator which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a vertical section.
Fig. 2 is a section on a larger scale of the linkage.
The gas regulator shown meets the standards adopted by the SSIGE (Swiss Company for Gas and Water Industry) and operates for pressures ranging from 1 to 5 bars for high pressure and for pressures ranging from 0.1 to 1 bar for average pressure.
It comprises a flow body 1 and, between the upstream and downstream pipes, a separation wall 2 pierced with a circular orifice 3. A crater-shaped seat 4 is machined in the separation wall 2, above port 3, as well as a semispherical groove in the middle portion of the wall of port 3.
Said groove contains a sealing O-ring 5.
Upwards, the body 1 is closed by a closure part 6 retained on said body by a hexagon nut 7, with the interposition of a seal. A control linkage 8, guided by the closure part 6, is actuated by a diaphragm 9. A housing, composed of a lower part 10 and an upper part 11, is screwed, by its lower part 10, on the closure part 6, with the interposition of an O-ring 12. The upper edge of the lower part 10 ends with a flange 13 on which is fixed the membrane 9 arranged between two pressure and sealing rings 14. The upper part 1 1 of the housing carries a collar 15 provided with screws 16 allowing it to be fixed on the lower part 10.
The membrane 9 divides the case into an upper chamber 18 connected to the atmosphere and into a lower chamber 17 subjected to the downstream pressure of the gas, by means of a channel 19 and a tube 20 opening into the downstream pipe. The upper part 11 of the housing ends in a threaded pipe 21 in which is mounted a threaded sleeve 22. A calibration spring 24 is arranged between the latter and a plate 23. A cover 25 closes the pipe 21 and carries, in its center , a frustoconical bore through which passes the stud of a valve 26 retained in said cover by a spring ring 27. Communication between the upper chamber 18 and the atmosphere is ensured by the clearance provided between the valve 26 and the cover 25 A second communication with the atmosphere can be established by means of a threaded plug 28.
The linkage 8, shown in detail in FIG. 2, comprises an outer tube 29 on which is fixed a regulating valve 30. The tube 30 contains and guides an inner tube 31. The latter carries a spherical cap 32 which bears against the membrane 9.
The plate 23, which rests on the membrane 9, is pressed against the cap 32 by one end of a spring 33, its other end bearing against a stop formed by a spring ring 34 clamped in a groove made in the tube 31. A telescopic portion rod 35 is guided in the tube 31 and has, in its upper portion 36, a circumferential groove 37, the purpose of which will emerge below. Its lower end carries a partially threaded screw 38, the head 39 of which is engaged in a telescopic sleeve 40. A partially threaded stud 41 is screwed into the lower end of the sleeve 40, its free end carrying a frustoconical safety valve 42 fixed on it, preferably, by means of a bayonet device.
In the zone of movement of the telescopic sleeve 40, the outer tube 29 contains an O-ring 43 which retains said sleeve by friction for reasons which will emerge later.
The upper portion 36 of the rod 35 which comes out of the inner tube 31 is surrounded by a spring 44 which attempts to push said rod upwards. The spring 44 is housed between two rings 45, the upper ring being retained by a nut 46 screwed onto the rod 35 and the lower ring resting against the upper end of the tube 31. A stop, constituted by a spring ring 47, is fixed to the upper end of the inner tube 31.
A spring 48 is disposed between this stop and a snap coupling 49 comprising two bushings 50, 51 screwing into each other and having a circumferential groove of adjustable section 52. The inner tube 29 has, facing the snap coupling 49, two diametrical holes 53 in which are housed two balls 54 retained axially by the sleeves 50, 51.
When the regulator is cocked, that is to say when it is operating, the balls 54 are partially engaged in the groove 37 of the upper portion 36 of the rod 35 and partially in the groove 52 of the click coupling 49 , so that the rod 35 is integral with the inner tube 31 (Fig. 2).
A yoke 55 is fixed to the inner tube 31, its outer ends being connected to a pair of lever arms 57 oscillating mounted on support studs 56, the inner ends the ire, a linkage controlled by a membrane and guided in a part. shutter, an enclosure divided by the membrane into an upper chamber in communication with the atmosphere and into a lower chamber in communication with a pressure regulating nozzle, characterized in that the partition wall (2) has, on its upper face, a crater-shaped seat (4) and, in the wall of the circular orifice (3), a groove in which an O-ring (5) is housed,
in that a control valve (30) and a tapered safety valve (42) are mounted on the linkage (8) which comprises an outer tube (29) carrying the control valve (30), an inner tube (31 ) guided in the outer tube (29) and a rod (35) passing through the inner tube (31) and carrying, at its lower end, the frustoconical safety valve (42), said rod having a telescopic portion (38-40) and being pushed upwards by a spring (44), but retained in the lowered position by a snap coupling (49-54) mounted on the inner tube (31), in that the diaphragm is clamped between a plate (23) and a spherical cap (32) of the inner tube (31), thanks to a spring (33) held in position by a spring ring (34),
in that the inner tube (31) is connected to the outer tube (29) by a bracket (55) and by lever arms (57) mounted to oscillate on support studs (56), so that the movements of the membrane (9) are transmitted, in a determined ratio, to the members carrying the two valves (30, 42), and in that the bottom of the flow body (I) is closed by a hollow plug (60) containing a filter ( 61).
SUB-CLAIMS
1. Regulator according to claim, characterized in that the inner tube (31) has diametrical holes (53) in which the balls (54) rest, balls which partially engage in a groove (37) of the rod (35) ) and partially in an adjustable section groove (52) of the snap-in coupling (49), so that when the rod (35) is pushed down to cock the regulator, the balls (54) hold it in position lowered, position for which the tapered safety valve (42) is open.
2. Regulator according to sub-claim 1, characterized in that the telescopic portion of the rod (35) consists of a partially threaded screw (38), the head (39) of which is engaged in a telescopic sleeve (40) which carries a partially threaded rod (41) on which is mounted the frustoconical safety valve (42), an O-ring (43) being housed between said sleeve and the outer tube (29).
3. Regulator according to sub-claim 2, characterized in that the enclosure is constituted by a housing comprising a lower part (10) and an upper part (II), the bottom of the lower part having two pairs of threaded holes ( 58, 59) intended to receive the support studs (56), depending on whether the regulator is used for high pressure or for medium pressure.
said arms being coupled to a member fixed to the outer tube 29, the whole being arranged so that, when the membrane 9 rises under the effect of an increase in the pressure of the gas, the outer tube 29 pushes the valve regulation 30 downwards, in the direction of the crater-shaped seat 4, and the inner tube 31 with the rod with telescopic portion 35 upwards, the frustoconical safety valve not following these movements, since the telescopic sleeve 40 is retained by the friction exerted on it by the O-ring 43.
Pairs of holes 58, 59 are made in the bottom of the lower part 10 of the housing and receive the support studs 56. The distance from the axis of the linkage 8 varies according to the use of the regulator. For high pressure, the support studs 56 are mounted in the holes 58 (solid lines); for medium pressure, they are mounted in holes 59 (dashed lines). Thanks to this arrangement, the strokes of the linkage 8 are different.
The bottom of the flow body I is closed by a hollow plug 60 in which is housed a filter 61 which bears, by its upper edge, against the lower face of the separation wall 2 (FIG. 1).
The regulator described operates as follows: the gas, which passes through it in the direction of the arrow, passes through the circular orifice 3, between the frustoconical safety valve 42 and the regulating valve 30. The pressure acts, via the intermediary of the tube 20 and of the channel 19, under the membrane 9 which, according to demand, rises or falls: the yoke 55 and the lever arms 57 follow its movement and lower or raise the regulating valve 30. If , on the other hand, an increase in the pressure due, for example, to a deterioration of the crater-shaped seat 4 or of the seal carried by the regulating valve 30 occurs in the downstream pipe, this pressure acts on the membrane 9 by the through tube 20 and channel 19.
The diaphragm lifts the plate 23 and, against the force of the spring 33 and by means of the spring ring 34, the inner tube 31 with the telescopic portion rod 35 causes a cap 62 to abut against the snap coupling. 49. The balls 54 are driven into the groove of the snap coupling 49 and, since the rod 35 is no longer retained, the spring 44 relaxes and abruptly presses the frustoconical safety valve 42 onto the O-ring 5 and hermetically closes the gas passage. After repairing the crater-shaped seat 4 or the regulator valve seal 30, the regulator can be reset by pushing the rod 35 down until the snap-in coupling 49-54 retains it in the position. shown in the figures and for which the frustoconical safety valve 42 is open.