Brevet FR2003943A1 — publié le 19691114

t 2003943 La présente invention concerne un robinet à boisseau cylindrique et se rapporte, en particulier, à un robinet de ce type destiné à commander l'écoulement du gaz dans un pistolet de projection à la flamme. Les pistolets de projection à flamme fonctionnent ^ généralement en utilisant une alimentation en gaz combustible, tel que propane ou acétylène, et un gaz oxydant tel que l'air ou l'oxygène. On prévoit en outre, notamment dans le cas des pistolets du type à fil métallique, une troisième amenée de gaz, c'est-à-dire d'ion gaz de soufflage tel que l'air. Les pistolets de projection à flamme sont habituellement munis de robinets à boisseau pour commander l'écoulement du gaz. Il est d'usage de prévoir un seul robinet à boisseau, comme par exemple un robinet à boisseau conique muni d'orifices en nombre suffisant pour commander les différents gaz. Ainsi, le robinet peut être mu-^5 ni de deux orifices placés côte à côte pour commander l'arrivée des gaz combustible et oxydant, ou trois orifices placés côte à côte pour commander l'arrivée des gaz combustible, oxydant et de soufflage. Pour allumer d'abord un pistolet de projection à flamme il est généralement nécessaire de prévoir une arrivée réduite des 2o gaz oxydant et combustible, et on considère qu'il est généralement préférable de régler cette alimentation réduite de façon que le mélange qui en résulte soit riche en gaz combustible. Pour obtenir cet écoulement réduit de gaz pour l'opération d'allumage, il est d'usage courant de tailler dans la noix du robinet des gorges de 2çj décharge de différentes grandeurs, de telle sorte que, lorsque la noix tourne les divers gaz commencent à arriver avec un faible débit qui augmente en proportion convenable pour maintenir la combustion après allumage. Avec un robinet à boisseau de ce type, on tourne habituellement le robinet jusqu'à sa position d'ouverture 2q totale, de façon à purger les canalisations de gaz de tout l'air qui aurait pu accidentellement y pénétrer, puis on referme partiellement le robinet pour l'amener dans une position où les rainures de drainage permettent un très faible passage de gaz combustible et du gaz comburant dans une proportion telle que le mélange soit riche en gaz combustible, et on allume alors le pistolet, par exemple à l'aide d'ion dispositif d'allumage à étincelle. Après allumage, on tourne le robinet jusqu'à la position d'ouverture totale et pendant cette période de rotation, la disposition des rainures de drainage permet graduellement d'augmenter le flux des 69 00691 2 2003943 gaz jusqu'à la position d'ouverture totale» Les robinets à boisseau traditionnels présentent, en particulier en ce qui concerne les gorges de drainage des difficultés de construction rendant extrêmement difficile l'usinage mécanique complet 5 dans la fabrication. En outre, les pièces des robinets utilisés jusqu'à présent ne sont pas facilement interchangeables, et la rectification à la meule et le rodage des robinets sont souvent nécessaires pour ajuster ceux-ci. De plus, des variations dans les gorges, dues à la difficulté de leur exécution, provoquent des va-10 riations indésirables dans l'opération d'allumage, d'un pistolet à l'autre. Il est souvent nécessaire de permettre une tolérance d'usure axiale là où l'entretien exige le rodage, ce qui complique tout le problème de l'alignement. La présente invention a donc pour objet de fournir un pisto-15 let de projection à flamme d'une construction' nouvelle, simplifiée et plus sûre, qui élimine en grande partie les problèmes posés par les robinets à boisseau utilisés jusqu'à présent. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée qu/suit, faite avec référence aux des-20 sins annexés dans lesquels î Figure 1 est une vue en élévation latérale d'un mode de réalisation d'un pistolet de projection du type à poudre, pourvu d'un robinet à boisseau réalisé conformément à l'invention. Figure 2 est une vue en perspective éclatée du robinet de la 25 figure 1. ' Figure 5 est une coupe verticale du robinet des figures 1 et 2. Figure ^ est une vue en perspective de face du robinet de la figure 1, sorti du pistolet. Figure 5 est une vue en plan, partiellement en coupe, du mode 50 de réalisation des figures précédentes. Le robinet à boisseau conforme à l'invention présente un logement pourvu d'un alésage cylindrique dans lequel une noix de robinet cylindrique est montée à rotation et de préférence de façon étanche par l'intermédiaire de joints annulaires. Au moins un pas-35 sage d'écoulement de gaz traverse le logement coupant l'alésage cylindrique transversalement à celui-ci. Un certain nombre des pas sages d'écoulement de gaz sont montés côte à côte, un pour chacun des gaz à commander, comme le gaz combustible, le gaz oxydant et éventuellement le gaz de soufflage. Le mode de réalisation décrit 69 00691 3 20Q3943 ci-dessous est conçu pour chacun de ces passages. Le passage présente une extrémité d'entrée sur un côté de l'alésage cylindrique, et une extrémité de sortie sur l'autre côté de l'alésage. Un piston à mouvement axial limité est monté dans l'extrémité d'entrée 5 du passage, et un joint coulissant étanche au gaz, par exemple un joint annulaire, est disposé entre la paroi extérieure du piston et la paroi intérieure du passage. Un alésage traverse le piston et fait partie du passage de gaz, un joint, tel qu'un joint annulaire, entourant le dit alésage du piston au voisinage de la noix 10 du robinet. Des moyens tels qu'un ressort poussent élastiquement le piston vers la noix du robinet pour presser le joint, par exemple un joint annulaire, contre la noix et le mettre en contact de façon étanche avec celle-ci sans en empêcher la rotation. Un orifice primaire d'écoulement de gaz traverse la noix du robinet et 15 fait communiquer les extrémités d'entrée et de sortie du passage d'écoulement de gaz dans une position de rotation de la noix, au moins un, et éventuellement plusieurs orifices secondaires de dérivation plus petits font communiquer les extrémités d'entrée et de sortie du passage d'écoulement de gaz dans une autre position 20 de rotation de la noix du robinet. Les orifices sont disposés les uns par rapport aux autres de façon à établir une communication continue de l'écoulement de gaz à travers eux, de l'extrémité d'entrée à l'extrémité de sortie du passage d'écoulement de gaz pendant que la noix tourne d'une position dans laquelle elle met 25 en alignement le canal d'écoulement de gaz secondaire avec le passage à une position mettant en communication l'extrémité d'entrée du passage d'écoulement de gaz avec le canal d'écoulement primaire. On peut en outre faire tourner la noix jusqu'à une position bloquant la communication d'écoulement de gaz, c'est-à-dire une posi-30 tion de fermeture. Dans le mode de réalisation représenté au dessin,!- désigne un pistolet de projection à flamme classique, du type à poudre comme par exemple celui décrit dans le brevet des Etats-Unis n° 2 961 335 du 22 novembre i960. Ce pistolet est pourvu d'un robinet 35 à boisseau cylindrique 2 conforme à l'invention. Une canalisation d'amenée de gaz combustible, par exemple d'acétylène 4, et une canalisation de gaz oxydant, par exemple d'oxygène, 3, aboutissant aux racoords de tuyaux souples 5 et 6 disposés à l'arrière du robinet. Une autre canalisation, la canalisation d'air 7, aboutit 69 00691 k 2003943 au raccord 8 à l'arrière du robinet. Le raccord 8 donne accès à un passage d'écoulement direct à travers le logement 9 du robinet, sans être commandé par celui-ci. Excepté en ce qui concerne le robinet, la construction et le fonctionnement du pistolet en soi sont 5 tels que décrit dans le brevet des Etats-Unis précité. Le logement du robinet, réalisé , de préférence, en métal tel quel'aluminium, est traversé par un alésage cylindrique 11. Un passage d'écoulement de gaz 12 traverse le logement en coupant l'alésage 11 transversalement à'celui-ci. Un autre passage d'écoulement de gaz 12a 10 passe à travers le logement d'une manière identique, le passagé 12 étant destiné au gaz combustible, et le passage 12a à l'oxygène où autre gaz oxydant. La construction et le fonctionnement des divers éléments et pièces vont être décrits en détail ci-après relativement au pas-15 sage de gaz combustible 12; il est toutefois entendu que la même description s'applique à la construction et au fonctionnement relatifs . au passage du gaz oxydant, dont les éléments seront désignés par les références correspondantes' suivies de "a". Il est entendu en outre que des éléments de passage supplémentaire identiques 20 peuvent être prévus pour une commande de gaz supplémentaire, par exemple pour la commande du gaz de soufflage, qui est habituellement utilisé avec un pistolet du type à fil métallique. Le passage 12 présente une extrémité d'entrée 13 et une extrémité de sortie 14, l'extrémité d'entrée se trouvant d'un côté de 25 l'alésage 11 et l'extrémité de sortie du côté opposé de l'alésage 11. Une noix de robinet cylindrique 15 est montée à rotation dans l'alésage 11. L'une des extrémités de la noix est munie d'un bouton cylindrique 16 qui s'applique sur la surface d'appui 17 du logement. Une poignée 19 est fixée à l'autre extrémité de la noix 30 cylindrique à l'.aide d'une vis 18. Le goujon 20, soumis à l'action d'un ressort 21, limite la rotation de la poignée 19 et par suite de la noix cylindrique 15. Le degré de rotation est limité par les épaulements 23 et 24, et une position d'encliquetage intermédiaire est ménagée pourl'allumage par l'encoche 25. La noix de robinet 35 cylindrique est munie de joints annulaires 26 qui empêchent toute fuite latérale de gaz au-delà de ces joints. Un piston 27 est monté coulissant dans l'extrémité d'entrée 13 du passage dë gaz 12. Ce piston est muni d'un joint annulaire 28 qui assure un coulisse-ment étanche au gaz entre sa paroi extérieure et la paroi intérieur- 69 00691 5 2003943 re de l'extrémité d'entrée du passage de gaz 15. L'extrémité avant du piston présente une surface incurvée 29 qui correspond et s'adapte à la courbure de la surface extériéure de la noix cylindrique 15. La position correcte du piston est assurée et sa rotation hors de position est empêchée par la goupille 50 qui se déplace dans la 5 fente 51 du piston. Le piston présente un alésage central 52 qui fait partie du passage d'écoulement de gaz. Une bague d'étarichéi-té annulaire 55 est montée à l'extrémité du piston, autour du passage 52. et le piston est poussé axialement vers la noix de robinet 15 sous l'action d'un ressort 54, de façon à assurer l'étanchéité 10 au gaz de 1'extrémité du passage 52 contre la noix 15» quelle que soit la position de rotation de celle-ci. Le ressort 54 est comprimé en place au moyen de la tête de connexion 55* Qui est munie de raccords pour tuyaux souples 5 et 6. La tête 35 est vissée en place contre la face arrière du logement 9 à l'aide de la vis 56, 15 et une bague 57 entourant l'orifice central du raccord 5 est comprimée entre là tête 55 et la face arrière du logement 9. La noix de robinet 15 comporte un orifice d'écoulement de gaz primaire 58 et deux orifices de dérivation plus petits 59 et 40. Ces orifices sont placés de façon que, dans diverses positions de 20 rotation, ils soient alignés pour former une communication entre le passage 52 et le passage 14. L'orifice de dérivation 59 s'étend suivant un angle de 45° environ par rapport à l'orifice primaire 58 et l'orifice de dérivation 40 est disposé entre eux. La disposition est telle que, lorsqu'on fait tourner la noix de robinet 15 25 (figure 5), dans le sens des aiguilles d'une montre, à partir de la position fermée représente, l'orifice 59 vienne s'aligner avec le passage 52 et le fasse communiquer avec l'extrémité de sortie 14 du passage d'écoulement de gaz principal 12. Si l'on continue à faire tourner la noix 15, l'orifice de dérivation 40 établit cette 50 connexion avant que l'orifice 59 ait tourné complètement hors de sa position d'alignement. L'orifice primaire 58 arrive ensuite par rotation en alignement, faisant communiquer les passages 52 et 14 avant que l'orifice 40 soit masqué. Ainsi,après que l'orifice 59 ait tourné et se soit mis en alignement, la communication d'écou-55 lement entre les passages 52 et 14 n'est pas interrompue pendant toute la rotation ultérieuré jusqu'à la position où l'orifice primaire 58 est en alignement. 69 00691 6 2003943 En fonctionnement, la canalisation de combustible 4 est reliée au raccord 5 et alimentée en gaz combustible sous pression. La noix de robinet 15 occupant, la position représentée sur les figures x, 5, 4 et 5, qui correspond à la position fermée, le pas-5 sage 32 est hermétiquement fermé, la bague 33 étant poussée contre une partie non perforée de la noix 15® Pour l'allumage, on fait d'abord tourner, la noix du robinet en sens inverse des aiguilles d'une montre, en déplaçant la poignée 19 vers l'avant, de façon que l'orifice principal 38 soit en alignement avec l'alésage 32 et 10 forme la continuation de celui-ci jusqu'à l'extrémité de sortie 14» Cela établit le passage à plein du gaz à travers le pistolet,pour la purge. On ramène ensuite la poignée dans la position intermédiaire, qui est indiquée par l'encliquetage du goujon 20 dans l'en coche 25. Dans cette position, l'orifice de dérivation'39 est ali-15 gné avëc l'alésage 32 et l'extrémité 14, ce qui établit un flux de gaz restreint pour 1''allumage. Une fois que le pistolet a été allumé de la façon habituelle, par exemple avec un dispositif d'allumage à étincelle, on tourne la poignée 19 vers l'avant jusqu'au degré de rotation permis par le goujon 20, ce qui établit l'ali-20 gnement entre l'orifice principal 38,, 1 ''alésage 32 et l'extrémité de sortie 14 et permet le plein écoulement du gaz pour l'exécution d'un travail. Pendant que la noix 15 tourne, passant de la position où l'orifice de déx-ivation 39 es^ aligné avec l'alésage 32 et l'ex-25 trémité de sortie 14, à la position où l'orifice principal 38 est alors aligné, l'orifice de dérivation 40 passe par 1'alignement,ce qui évite l'interruption du flux de gaz et par suite l'extinction . de la flamme. En même temps, des positions d'écoulement de gaz correspondantes sont établies pour l'oxygène passant de la canali-30 sation 3 dans le raccord 6, et les orifices de dérivation 39 et 39a peuvent avoir des dimensions respectives, prévues pour donner un mélange optimal pour l'allumage, par exemple un mélange riche en combustible. Si un passage de ^az de soufflage doit aussi être commandé par le robinet, le flux optimal de ce gaz pour l'allumage 35 peut aussi être établi de cette façon. A tous points de vue, le fonctionnement du pistolet de projection à flamme est décrit dans le brevet des Etats-Unis n° 2 9^1 335 précité. La construction du robinet conformément à l'invention est extrêmement sûre, ne nécessitant pratiquement jamais d'entretien. 69 00691 7 2003943 Quand celui-ci est nécessaire, il peut être effectué en remplaçant simplement les joints annulaires,sans qu'aucun meulâge ou rodage des robinets ne soit nécessaire» La phase pour l'allumage telle qu'elle est obtenue avec les orifices de dérivation 39,4-0 5 est positive et précise, et élimine les variations qui se produisaient dans l'allumage, avec les systèmes précédents, d'un pistolet à l'autre. Le robinet est extrêmement aisé à manoeuvrer, ne devient pas dur à tourner et n'a pas tendance à coller. Ce robinet peut en outre être construit à bien meilleur marché, avec de 10 plus larges tolérances, et les pièces peuvent être faites Interchangeables entre les robinets. Aucune tolérance d'usure axiale pour rodage n'est requise, et il n'y a par suite aucun problème d'alignement des alésages. Les orifices de dérivation peuvent ê-tre forés dans la noix du robinet par une opération d'usinage di-l^recte, en utilisant par exemple une perceuse verticale et un gabarit de forage. Si l'invention a été décrite en détail à l'aide de certaines réalisations spécifiques, diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. 69 00691 8 2003943 REVENDICATIONS . 1. Robinet à boisseau pour régler l'écoulement d'un gaz dans un pistolet de projection à flamme caractérisé en ce quïl comprend un logement de robinet, un alésage cylindrique traversant ce logement, un passage d'écoulement de gaz traversant ce 5 logement en coupant l'alésage transversalement à celui-ci et présentant une extrémité d'entrée à un côté de l'alésage et une extrémité de sortie du côté opposé de l'alésage, une noix de robinet cylindrique montée à rotation dans l'alésage, un piston mobile axialement dans l'extrémité d'entrée du passage d'écoule-10 ment de gaz, un joint coulissant étanche au gaz entre la paroi extérieure du piston et la paroi intérieure du passage d'écoulement de gaz, un alésage traversant ce piston et faisant partie du passage d'écoulement da gaz, un joint entourant cet alésage au voisinage de la noix du robinet, des moyens poussant de façon 15 élastique le piston vers la noix du rbbinet pour presser ce joint et le mettre en contact étanche avec la noix du robinet , un orifice.d'écoulement primaire traversant la noix du robinet et faisant communiquer les extrémités d'entrée et de sortie du passage d'écoulement de gaz dans une position de rotation de la 20 noix du robinet, au moins un second orifice de dérivation plus petit faisant communiquer les extrémités d'entrée et de sortie de ce passafee d'écoulement de gaz dans une position de rotation différente de la noix de robinet , ces orifices d'écoulement de gaz éiant respectivement disposés pour établir une communication 25 continue du flux de gaz à travers eux, de l'extrémité d'entrée à l'extrémité de sortie du passage d'écoulement de gaz, pendant que la noix du robinet tourne d'une position mettant en alignement l'extrémité d'entrée du passage d'écoulement de gaz avec le se-second orifice d'écoulement de gaz, à une position mettant en 50 alignement l'extrémité d'entrée du passage d'écoulement de gaz avec l'orifice d'écoulement de gaz primaire, la noix du robinet pouvant en outre tourner jusqu'à une position bloquant la communication du flux de gaz à travers ce passage, et tourner de cette position de fermeture pour passer aux positions mettant 35 respectivement en alignement les orifices secondaire et primaire d'écoulement de gaz» 2. Robinet à boisseau suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le passage de faz secondaire comprend deux orifices 69 00691 9 2003943 dont l'un est disposé suivant un angle d'environ 4-5° par rapport à l'orifice primaire, l'autre s'étendant entre l'orifice primaire et le canal secondaire • 3. Robinet à boisseau suivant la revendication 2 caractéri-5 sé en ce qu'il comporte des joints annulaires étanclies entourant la noix de chaque côté des dits.orifices • 4-. Robinet à boisseau suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le joint coulissant étanche au gaz et le joint entourant le dit alésage sont des joints annulaires . 10 j?« Robinet à boisseau suivant l'une des revendications 1 ou 4- caractérisé en ce que le logement présente au moins deux passages d'écoulement de gaz disposés côte à cote, traversant le logement et coupant l'alésage traversaiement à celui-ci, le robinet comportant des pistons correspondants, des joints coulissants 15 étanches au gaz, des joints entourant les alésages, de mûyens poussant élastiquement les pistons, d'un orifice d'écoulement primaire et d'orifices de dérivation secondaires plus petits pour chaque passage d'écoulement de gaz . 6. Robinet à boisseau suivant la revendication 5 caractérisé 20 en ce qu'il comporte dès joints annulaires étanches entourant .la noix du robinet entre chaque passage d'écoulement . 7. Robinet à boisseau suivant la revendication 6 caractérisé en ce qu'une poignée est prévue pour faire tourner la noix du robinet, des moyens limitant le degré de rotation de la noix du ro- 25 blnet à environ 90°, et un encliquetage indiquant la position intermédiaire de rotation de la noix du robinet . 8. Robinet à boisseau suivant la revendication 7 caractérisé en ce que les extrémités des pistons voisines de la noix du robinet présentent une courbure concave correspondant à la courbure 30 de cette noix de robinet . 9. Robinet à boisseau suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité avant du piston présente une courbure concave correspondant à la courbure de la noix du robinet, des moyens étant prévus pour maintenir le piston aligné de façon que sa 35 courbure concave soit maintenue en alignement avec la courbure de la noix du robinet .