Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
3~:3~
La présente .invention concerne un disposltif pour
fournir à une conduite, un fluide sous une pression déterminee
en provenance de deux récipients. Plus précisément, la pré-
sente invention concerne les dispositifs connus sous la déno-
mination de "centrales automatiques de distr.ibution", c'est-
à-dire les dispositifs servant à fournir à une conduite un
fluide 90US une pression déterminée en provenance de deux
récipients, dont l'un e.st en service pendant que l'autre est
en réserven Ces dispositifs comprennent généralement des
moyens distributeurs adaptés pour mettre l'un ou l'autre des
deux récipients en communication avec ladite conduite, des
moyens d'inversion des moyens distributeurs sensibles au degré
de remplissage du récipient en service, et des moyens régula-
teurs de pression délivrant le fluide sous la pression d'uti-
lisation.
Dans des dispositifs connus de ce type, destinés à
la distribution de gaz à partir de deux bouteilles haute
pression, les moyens distributeurs et leurs moyens d'inversion
sont combinés en un appareil mécanique à tiroir soumis à deux
pressions antagonistes. Une telle conception oblige à disposer
les moyens régulateurs de pression en amont de cet appareil, ce
qui conduit à un certain nombre d'inconvénients. En particulier:
- la fiabilité de l'inversion n'est pas absolue, car
l'inversion repose sur des différences de pression très faibles,
qui peuvent rencontrer des difficultés pour vaincre les résis-
tances mécaniques, par exemple celle des joints d'étanchéité
frottants,
- pour la même raison, le réglage de la pression
d'inversion est difficile, et la pression de délivrance n'est
pas parfaitement stable lors des inversions,
a
3~
- pendant qu'un récipient est en réserve, le régu-
lateur de pression associé à ce récipient reste au repos, sans
balayage gazeux. Ceci peut poser des prohlèmes lors de
l'inversion, notamment s'il s'agit d'un gaz corrosif.
L'invention a pour but de fournir une centrale auto-
matique qui, malgré une construction simple et économique, soit
parfaitement fiable, réglable avec précision et capable d'assu-
rer une pression stable lors des inversions.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif
du type précité, caractérisé en ce que les moyens régulateurs
de pression comprennent un détendeur commun di.sposé dans ladite
conduite et soumis à son entrée à la pression qui règne dans
le récipient en service, en ce que les moyens distributeurs
comprennent deux Vannes d'arret reliées respectivement aux
deux récipients, et en ce que les moyens d'inversion sont
actionnés par l'intermédiaire de deux interrupteurs sensibles
respectivement au degré de remplissage des deux récipients.
Suivant d'autres caractéristiques avantageuses:
- le dispositif suivant l'invention comprend une
source d'énergie auxiliaire servant à l'actionnement desdits
moyens d'inversion et reliée à ceux-ci par l'intermédiaire
des~its interrupteurs;
- entre chaque interrupteur et les moyens d'inversion
est interposé un temporisateur'
- le dispositif comprend en outre des moyens priori-
taires d'actionnement manuel des moyens d'inversion.
Un exemple de réalisation de l'invention va mainte-
nant être décrit en regard du dessin annexé, dont la figure
unique représente schématiquement une installation de distribu-
tion de gaz équipée d'un dispositif de commande conforme àl'invention.
-- 2 --
:~3(~C~5~9
L'installation de distribution de gaz illustrée au
dessin est destinée à délivrer, dans une conduite 1 équipée d'un
détendeur ou régulateur de pression 2 et d'une soupape de sécu-
rité 3, un gaz contenu dans deux bouteilles 4A et 4B, qui
peuvent, en pratique, être constituées chacune par un groupe de
bouteilles réuni dans un cadre ou bati.
L'installation comprend un certain nombre de compo-
sants pneumatiques dédoublés correspondants aux deux bouteilles
4A et 4B. Dans la description ci-dessous, on désignera ces
couples de composants par une même référence t affectée du
suffixe "A" ou "B" suivant qu'ils sont associés à l'une ou
l'autre des deux bouteilles. Ces composants sont deux
robinets d'arret 5A, 5B disposés a l'orifice de sortie des
deux bouteilles; deux capteurs de pression 6A, 6B ; deux
logiques "~0~" 7A, 7B , deux temporisateurs 8A, 8B , deux
voyants pneumatiques 9A, 9B , deux logiques "OU inclusif" lOA,
lOB , et deux vannes d'arrêt à commande pneumatique llA, llB.
L'installation comprend en outre certains éléments
communs aux deux circuits, qui sont une source de gaz basse
pression 12, un interrupteur manuel 13 à deux positions, une
mémoire pneumatique 14 et un interrupteur auxiliaire 15 à
trois positions.
Les éléments 6 à 11 et 13 à 15 sont des composants
pneumatiques bien connus dans la technique et disponibles dans
le commerce. Il suffit donc de décrire leurs fonctions.
La source de gaz 12 est constituée par une bouteille
de gaz 16 pourvue d'un détendeur 17 dont la sortie, par
exemple à 6 bars, est reliée en parallèle d'une part à l'entrée
de l'interrupteur 13, d'autre part aux deux entrées de l'inter-
rupteur 15. En variante, la source 12 pourrait être constit-l~e
par le réseau basse pression d'air ou d'un autre gaz de
-- 3 --
;~;23(~
l'utilisateur. La sortie de l'interrup-teur 13 est reliée à
une première en-trée de chacun des composants 6 à 8 et 14~ La
sortie de chaque robinet 5 est reliée par une conduite 18 à
une première entrée de la vanne 11 associée, et la sortie des
deux vannes 11 est reliée à la conduite 1, en amont du
détendeur 2.
Chaque capteur 6 comporte une deuxième entrée, ou
entrée de commande, reliée à la conduite 18 associée, entre le
robinet 5 et la vanne 11, par une conduite l représentée en
traits mixtes. Lorsque la pression régnant dans cette conduite
19 est supérieure à un seuil prédéterminé, la première entrée
du capteur est mise en communication avec sa sortie, laquelle
est reliée à une deuxième entrée, ou entrée de commande, de
la logique "NON" 7 associée.
Chaque logique "NO" 7 met en communication sa
première entrée et sa sortie en l'absence de signal pneumatique
sur sa deuxième entrée, et interromp-t cette communication dès
qu'un signal pneumatique est reçu à sa deuxième entrée. La
sortie de la logique 7 est reliée à une deuxième entrée, ou
entxée de commande, du temporisateur 8 associé.
Chaque temporisateur 8 met sa première entrée en
communication avec sa sortie lorsqu'il reçoit un signal pneu-
matique à sa deuxième entrée pendant un temps prédéterminé.
En llabsence d'un tel signal, ou si le signal a une durée
inférieure à ce temps prédéterminé, il interrompt cette
communication.
La mémoire 14 possède deux entrées de commande
reliées respectivement aux sort;es des temporisateurs 8, et
deux sorties reliées respectivement à une première entrée des
logiques "OU" 10. La mémoire contient un tiroir flottant à
-- 4 --
~3~
deux positions dont les extrémités se trouvent respectivement
en regard des deux entrées de commande de la mémoire, dans
chaque position, ce tiroir met la première entrée de la mémoire
en communication avec l'une des deux sorties. Le tiroir ne
change de position que si un signal pneumatique apparaît à
l'entrée de commande correspondant au changement de position
considéré.
La deuxième entrée de chaque logique "OU" lO est
reliée à une sortie respective de l'interrupteur auxiliaire
15, et sa sortie est reliée à l'organe de commande de la vanne
11 associée. Un signal pneumatique apparaît à cette sortie en
présence d'un signal pneumatique à l'une ou l'autre des deux
entrées de la logique "OU".
Chaquë voyant 9A, 9B est branché sur la conduite qui
relie la logique "OU" 10A, 10B respective à la sor-tie corres-
pondante de la mémoire 14.
L'interrupteur 13 possède une position "I" dans
laquelle son entrée est mise en communication avec sa sortie,
et une position "0" dans laquelle cette communication est
coupée. L'interrupteur 15 possède une position neutre "0", dans
laquelle aucune de ses sorties n'est mise en communication
avec l'entrée correspondante, et deux positions actives "A" et
"B" dans chacune desquelles une entrée de cet interrupteur
est mise en communication avec la deuxième entrée de la
logique "OU" lO associée.
Le fonctionnement de l'installation ainsi décrite
est le suivant.
Au départ, on supposera que les deux bouteilles
4A, 4B sont pleines et contiennent le gaz à délivrer sous une
haute pression qui est par exemple 200 bars. L'interrupteur
13 est en position "O", ainsi que l'interrupteur 15. Aucun
composant du circuit basse press:ion n'est donc alimenté par
la source 12, de sorte que les deux vannes 11 sont fermées
et qu'aucun débit de gaz ne sort par la conduite l La
mémoire se trouve dans l'une quelconque de ses deux positions,
par exemple, comme représenté, dans celle qui met sa première
entrée en communication avec la logique "OU" 10A.
Au démarrage de l'installation, on manoeuvre l'inter-
rupteur 13 à sa position "I", puis on ouvre les deux robinets 5.
Les deux capteurs 6, soumis à une pression supérieure à leur
pression de seuil, délivrent un signal pneumatique à leur
sortie. Par suite, aucun signal n'apparaît à la sortie des
logiques "NON" 7, ni par conséquent à celle des temporisateurs
8. La mémoire 14 reste donc dans l'état où alle était aupa-
ravant, et le gaz basse pression, qui avait ouvert la vanne
llA via cette mémoire et la logique "OU" 10A dès la manoeuvre
de l'interrupteur 13, maintient en permanence ouverte cette
vanne llA. La bouteille 4A délivre donc du gaz haute pression
dans la conduite 1, et ce gaz est détendu par le détendeur 2
à sa pression d'utilisation. La bouteille 4B reste pleine, en
réserve. Le voyant 9A indique que c'est la bouteille 4A ui est
en service.
Cet état de choses se poursuit jusqu'à ce que la
pression du gaz contenu dans la bouteille 4A ait atteint la
pression de seuil des capteurs 6. Alors, le capteur 6A cesse
de délivrer un signal pneumatique à sa sortie, et, par suite,
un signal pneumatique apparaît à la sortie de la logique "NON"
7A. Après le temps prédéterminé de tempGrisation, qui est
par exemple de l'ordre de 30 secondes, ceci provoque l'appa-
rition d'un signal pneumatique à la sortie du temporisateur
8A, et ce signal repousse le tiroir de la mémoire 14. Le
-- 6 --
~3~r.~1t;~
gaz basse pression envoyé à la première en-trée de cette
mémoire sort alors par l'autre sortie et parvient à la logique
"OU" 10B et, de là à la vanne llB.
ainsi, l'alimentation en basse pression de la vanne
llA est coupée, et simultanément, celle de la vanne llB est
étahlie, ce que l'on contrôle au moyen des voyants 9A et 9B.
Ceci ferme la vanne llA et ouvre la vanne llB, et la bouteille
4B est mise en service. On peut alors fermer le robinet 5A,
remplacer la bouteille aA par une bouteille plei.ne et ouvrir
de nouveau le même robinet; pour les raisons déjà indiquées,
ceci ne modifie pas l'état de la mémoire 14, et l'on dispose
d'une nouvelle bouteille de réserve sans que l'alimentation
de la conduite l ait été interrompue De plus, si la pression
de seuil des capteurs 6 est correctement choisie en fonction
des possibilités du détendeur 2, aucun à-coup ne sera percep-
tible en aval de ce dernier lors de l'inversionn
Bien entendu, les mêmes phénomènes se reproduisent
lorsque c'est au tour de la bouteille 4B de s'être suffisamment
vidée pour atteindre la pression de seuil des capteurs 6.
Si, pour une raison quelconque (fuite, coincement
d'un composant, etc.. n ), l'inversion ne se produit pas, l'uti-
lisateur en est averti par le manomètre dont est normalement
équipée la bouteille en service, et éventuellement par une
alarme non représentée. Il peut alors manoeuvrer l'interrup-
teur auxiliaire 15 vers sa position "A" ou "B" correspondant
à l'autre bouteille , le gaz basse pression parvient alors
directement à la logique "OU" 10 associée à cette dernière et,
de là, à la vanne ll correspondante. On réalise ainsi une
inversion manuelle, sans aucun inconvénient pour l'alimen-
tation de la conduite l.
~3~
Cette installation présen-te de nombreux avantages:
- elle fonctionne de façon entierement automatique,
pour un coût relativement modeste,
- ]'utilisation directe de la haute pression pour
commander l'inversion assure une grande sensibilité, une
grande fiabilité et une large possibilité de réglage,
- la pression de délivrance du gaz reste stable
lors des inversions, comme déjà indiqué,
- le circuit de commande est totalement indépendant
du circuit haute pression, et le détendeur 2 est en balayage
permanent. Ceci est une garantie contre les risques de pollu-
tion du gaz délivré, garantie appréciable lorsqu'il s'agit d'un
gaz à haute pureté;
la présence d'un circuit de commande manuelle auxi-
liaire, en parallèle avec le circuit de commande automatique,
est très avantageuse pour l'utilisateur dans les applications
où ii ne peut etre question d'interrompre l'alimentation, comme
c'est le cas dans certaines applications scientifiques.
Par ailleurs, grâce à la présence des logiques "NON"
7, du gaz basse pression ne parvient a entrées de commande de
la mémoire 14 que pendant les brèves périodes durant lesquelles
les capteurs 6 détectent une pression insuffisante, c'est-à-dire
pendant les changements de bouteilles. La consommation de
gaz basse pression est ainsi minimaleO
Il est également à noter que la présence des tempori-
sateurs 8 apporte une grande commodité d'utilisation, pour la
raison suivante. près une période d'arrêt, il est souhaitable
de remettre en service la bouteille déjà partiellement vidée,
pour disposer d'une bou-teille pleine en réserve. L'installation
suivant l'invention assure automatiquement cette fonction.
En effet, pendant un arrêt prolongé (robinets 5
fermés), du fait des fuites, la pression peut tomber dans les
conduites 19 au-dessous du seuil des capteurs 6, cle sorte que
ceux-ci se trouvent "au repos". Lors du démarrage suivant, on
commence par manoeuvrer l'interrupteur 13, aucun signal
n'apparaît à la sortie des capteurs, et un signal pneumatique
est donc délivré par les deux logic~es "NON" 7. Le temps de
temporisation est suffisant pour permettre d'ouvrir l'un
après l'autre les deux robinets 5, ce qui déclenche les deux
capteurs 6 et, par suite, supprime le signal de sortie des
logiques "NON". Ainsi, aucun des temporisateurs ne délivre un
signal de sortie, et la memoire reste dans son état initial,
ce quel que soit l'ordre d'ouverture des robinets 5.
Bien entendu, ceci reste valable si la pression n'a
chuté que dans une seule des deux conduites 19, et si aucune
fuite ne s'est produite, le risque de changement d'etat de
la mémoire 14 n'existe pas.
On remarque encore que l{installation décrite ci-
dessus est entièrement pneumatique. Elle est donc d'une sécu--
rité totale dans les environnements où les risques d'étincellessont prohibés. De plus, son homogénéité facilite son entretien,
En variante, dans le cas où les bouteilles FA et 4B
contiennent un gaz inerte tel que l'azote, ou bien du CO2, la
bouteille auxiliaire 16 peut être remplacée par un piquage
sur les conduites 18~ L'installation est alors entièrement
autonome.
L'invention peut également s'appliquer au cas où les
bouteilles 4A et 4B contiennent un gaz liquéfie, ou même un
liquide destiné à être distribué sous forme liquide. Les
capteurs 6A, 6B seraient alors remplacés par des interrupteurs
sensibles au niveau du liquide dans les deux bouteilles.
