Brevet FR2002334A1 — publié le 19691017

La présente invention concerne une soupape de sécurité pour commander l'admission de combustible dans un brûleur principal, en fonction delà présence d'une flamme dans un brûleur pilote. 5 Des soupapes telles que des soupapes de brûleur ou des soupapes de sécurité sont largement utilisées dans des cuisinières à gaz et d'autres appareils ménagers pour commander l'arrivée de gaz à un brûleur principal en réponse à une condition détectée telle que la présence ou l'ab-10 sence d'une flamme à un brûleur pilote. Suivant un type de soupape connu , celle-ci comprend un élément d'actionneraeut qui peut être monté sur un diaphragme expansible ou tout autre élément réagissant à une certaine condition, l'élément d * actionne-ment étant déplaçable entre des positions qui sont fonction de 15 la présence ou de l'absence de la condition détectée. Un clapet est déplacé entre une position de fermeture et d'ouverture totale en réponse à un mouvement de l'élément d'actionnement à l'aide d'un levier mônté pivotant dans le corps de soupape. Dans de tels dispositifs, 20 l'élément d'actionnement se déplace habituellement d'une courte distance, alors que le clapet doit être déplacé d'une distance bien plus grande entre ses positions d'ouverture et de fermeture. En conséquence, l'axe de pivotement du levier est placé à proximité de l'élément d'actionnement et à distance du clapet. 25 Les soupapes de sécurité de type connu sont d'un prix de revient élevé du fait des tolérances serrées exigées pour la fabrication et le montage de l'élément d'actionnement et du support de levier, en vue de maintenir le bras de levier, matérialisé par la distance séparant l'axe de pivotement de l'élément d'action-30 nement, dans les limites désirées. Cependant, malgré ces précautions les soupapes de type connu sont sujettes aux difficultés rencontrées du fait que le bras de levier utile est trop long ou trop court, ces difficultés provoquant une rupture prématurée du diaphragme expansible et mie incapacité du clapet 35 à passer dans sa position d'ouverture complète. D'autres inconvénients des soupapes de type connu consistent dans la complexité et la difficulté de montage. En conséquence, l'invention a pour objet une soupape de sécurité ou soupape de brûleur de kO type perfectionné ,* qui élimine les inconvénient s des soupapes 69 04332 2 2002334 objet une soupape de sécurité perfectionnée qui soit simple, compacte et facile à monter. 5 L'invention a également pour objet une soupape de sécurité perfectionnée dans laquelle la distance séparant l'axe de pivotement du point d'application dë la force est fixe par rapport au bras de levier sans qu'il soit nécessaire de maintenir des tolérances critiques. 10 L'invention a également pour objet une soupape de sécurité dans laquelle le diaphragme expansible n'est pas soumis à une force excessive et dans laquelle le clapet s'ouvre complètement. 15 jet une soupape de sécurité de construction nouvelle dans laquelle le levier d'actionnement, monté de façon pivotante, est verrouillé ou maintenu en position lors du réglage de la soupape assemblée. 20 tion de l'invention, la soupape de sécurité comprend un corps supportant un clapet et un élément d'actionnement déplaçable-entre certaines positions. Un levier monté de façon pivotante est disposé entre le clapet et l'élément d'actionnement de façon à ouvrir et fermer le clapet en réponse à un mouvement de l'élé-25 ment d'actionnement. de l'invention, le bras de levier utile, ou distance séparant le point d'application d'une force transmise par l'élément d'actionnement au levier et l'axe de pivotement du levier, est 30 déterminé par la construction du levier et n'est pas fonction de la position du support de levier ou de la position de l'élément d'actionnement. tique de l'invention, la soupape est d'une construction simple 35 et compacte. Le levier est articulé sur un pivot porté par le corps de clapet de manière à éviter la prévision d'un support particulier ou d'une pièce similaire. En outre, on utilise deux pivots courts comportant des extrémités intérieures espacées et 1'élément d'actionnement est placé suivant une disposi-40 tion compacte entre lesdites extrémités intérieures espacées. L'invention a enfin pour ob- Suivant un mode de réalisa- Suivant une caractéristique Suivant une autre caractéris- 69 04332 3 2002334 Suivant une autre caractéristique de l'invention., le montage de la soupape de sécurité est grandement simplifié. Ainsi, le levier est pourvu de crochets coopérant à rotation avec les pivots, ces crochets étant déga-5 geables des dits pivots pour qu'au montage le levier soit simplement accroché en position. En outre, lors du réglage de la soupape de sécurité, le levier est verrouillé en position à l'ai--de d'un organe réglable pouvant prendre appui sur l'élément d'actionnement . 10 L'invention sera mieux compri se en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - La figure 1 est une vue en 15 perspective d'un clapet de sécurité construit selon l'invention, des parties étant représentées en vue arrachée pour mieux mettre en évidence le clapet. - La figure 2 est une vue en élévation du clapet dont le couvercle a été enlevé. 20 - La figure 3 est une coupe faite suivant la ligne 3-3 de la figure 2, la figure représentant également schématiquement un dispositif dans lequel la soupape de sécurité peut être utilisée» - La figure 4 est une coupe 25 partielle à échelle grossie faite suivant la ligne 4-4 de la figure 2. Sur les dessins, on a représenté une soupape de sécurité ou soupape de brûleur«réalisée selon l'invention, et désigné dans son ensemble par la référen-30 ce 10. D'une façon générale, la soupape 10 comprend un corps 12 pourvu d'une entrée l4 et d'une sortie l6 communiquant l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un siège l8 pratiqué dans le corps. L'écoulement de fluide passant par le siège 18 entre l'entrée 14 et la sortie l6 est contrôlé en fonction d'une condition 35 détectée par un clapet 20. Un élément d'actionnement 22 se déplace entre certaines positions en fonction de la condition détectée et un levier pivotant 24 déplace le clapet 20 entre des positions d'ouverture et de fermeture en réponse à un mouvement de l'élément d'actionnement 22. 40 Sur la figure 3, on a repré 69 04332 4 2002334 sente schématiquement un dispositif dans lequel la soupape 10 selon l'invention peut être utilisée. Comme indiqué sur le dessin, l'entrée l4 de la soupape 10 est alimentée en combustible à partir d'un dispositif approprié 26 tel qu'une vanne d'arrêt 5 et/ou une vanne à commande thermostatique ou similaire, tandis que la sortie l6 de la soupape 10 est en communication avec un brûleur principal 28. Le dispositif comprend un brûleur pilote 30 alimenté à partir du dispositif 26 et placé dans une position adjacente au brûleur principal de manière à assurer son 10 allumage. La soupape 10 agit de façon à alimenter en gaz le brûleur principal seulement lorsqu'un organe de détection de température 32,placé dans une position adjacente au brûleur pilote, a été échauffé par une flamme produite par ce brûleur. L'échauf-fement de l'organe de détection 32 produit un mouvement de l'é-15 lément d'actionnement 22, ce qui provoque un pivotement du levier 24 et par conséquent un écartement du clapet 20 par rapport à son siège 18 en vue d'établir une communication entre l'entrée 14 et la sortie l6 et de permettre ainsi à du combustible d'arriver au brûleur 28. Le dispositif de la figure 3 a été décrit 20 seulement à titre d'illustration,mais il va de soi que la soupape 10 pourrait être utilisée également dans d'autres types d'installations. On va maintenant décrire plus complètement la soupape 10. Le corps 12 comprend deux parois 25 latérales 12a, 12b opposées et une paroi ouverte qui est obturée par un couvercle 34 (figure 1) après assemblage de la soupape. Du combustible pénétrant par l'entrée l4 s'écoule par l'intermédiaire d'un passage 36 dans une chambre 38 comprenant un trou cylindrique délimité à une extrémité par le siège l8 30 et obturé à l'autre extrémité par un bouchon 40. Lorsque le clapet 20 se trouve dans la position d'ouverture, du gaz passe par le siège l8 pour arriver dans une chambre de sortie 42 et s'écouler par l'intermédiaire d'un raccord de sortie 44 jusqu'à la sortie lb. Pour clarifier le dessin, la soupape 10 a été re-35 présentée dans une position où le fluide sort de la soupape vers le bas,mais il va de soi que cette soupape pourrait être installée différemment ; dans de nombreuses installations, le raccord 44 peut décharger du combustible vers le haut par l'intermédiaire d'un orifice réglable et dans l'entrée, orientée verticale-40 ment, d'un brûleur principal. 69 04332 5 2002334 Le dispositif de détection ds condition de la soupape 10 peut être de tout type désiré et connu. Comme indiqué sur le dessin, l'élément d1actionnement 22 est monté au-dessus d'un diaphragme expansible 46 formé de 5 deux éléments flexibles 46a, 46b en forme de coupelles emboîtables l'une dans l'autre et scellées ensemble sur leurs bords. L'intérieur du diaphragme communique par l'intermédiaire d'un tube capillaire 48 avec l'organe de détection de température 32 qui comprend une ampoule creuse ou similaire. L'ampoule, le 10 tube capillaire et le diaphragme sont remplis d'un fluide expansible tel que du mercure, par l'intermédiaire d'un orifice de remplissage prévu dans un plateau 50, cet orifice étant ensuite obturé par un joint d'étanchéité 52. Four transformer la dilata-15 tion du diaphragme 46 en un mouvement de rotation du levier 24, l'élément d'actionnement 22 est monté sur le plateau 50 de Manière à pouvoir être déplacé vers le liant et vers le bas, comme indiqué sur le dessin, lorsque le diaphragme se dilate et se contracte. Avantageusement, l'élément 22 comprend une partie 20 centrale surélevée 22a délimitant une chambre 54 dans laquelle est logé le joint d'étanchéité 52 de manière que ce dernier ne soit pas soumis aux forces transmises par l'élément d'actionnement. Une partie 22b,dirigée vers le bas, de l'élément d'actionnement assure le positionnement de cet élément sur le plateau 25 50 et maintient également un ressort 55 comprimé entre l'élément d'actionnement et le levier 24. Pour maintenir nortiialeme-nt le clapet 20 appliqué contre son siège À8 et pour esapêcher un passage de fluide dans la soupape en l'absence d'une dilatation 30 du diaphragme 46, un ressort 56 (figure 3) est maintenu corapri-îiié entre l'obturateur et le bouchon 4û. Lors d'un® dilatation «iu diaphragme 46, l'élément d'actionneiaent 22 se déplace vers le haut, comme indiqué sur le dessin, depuis la position représentée jusque dans une autre position et le levier 24 tourne 35 ûans le sens contraire des aiguilles d'une montre de façon à ouvrir la soupape. Un élément de transmission de mouvement 5S .aopère avec le clapet 20 et un ressort 60 permet au levier 24 •ie continuer à se déplacer après que le clapet 20 a atteint sa position d'ouverture totale. 40 Suivant un aspect important de 69 04332 6 2002334 l'invention, la soupape 10 est d'une construction simple et compacte. Pour permettre le pivotement du levier 24, il est prévu deux pivots 62, 64, s'étendant vers l'intérieur à partir des parois latérales 12a et 12b du corps 12 selon une ligne située 5 entre les parois latérales, cette ligne constituant l'axe de pivotement du levier 24. En conséquence, on élimine la nécessité de prévoir une structure additionnelle telle qu'un support de ievi.er ou un organe similaire. Dans la forme de réalisation représentée, les pivots 62 et 64 sont logés dans des trous per-10 cas dans les parois latérales 12a etl2b. Le cas échéant, ces pivots pourraient toutefois faire partie intégrante du corps. Pour permettre de disposer les éléments de la soupape 10 d'une manière compacte et appropriée, les extrémités des pivots 62 et 64 dirigées vers l'intérieur 15 soat espacées l'une de l'autre. Comme le montrent plus claire-tneïït les figures 2 et 3, l'élément d'actionnement 22 est situé dans l'intervalle existant entre les extrémités des pivots 62 et 64. Le montage de la soupape de 20 sécurité 10 est grandement simplifié du fait que le levier 24 peut aisément être mis en place. Ainsi, le levier comprend deux crochets 66 et 68 prévus à ses extrémités opposées et pouvant s'accrocher sur les pivots 62 et 64. Lors du montage du dispositif, le levier 24 est simplement descendu en position et les 25 crochets 66 et 68 sont accrochés aux pivots 62 et 64. Lorsque le levier est en position, il peut tourner librement autour des pivots 62 et 64. En outre, les crochets sont dégageables des pivots,de façon à faciliter un remplacement ou une réparation des éléments de la soupape 10. 3^ Puisque le mouvement de l'élé ment d'actionnement s'effectue sur une faible distance par comparaison au dépla cernent que doit exécuter le clapet 20 entre ses positions de fermeture et d'ouverture totales, le point d'application d'une force sur le levier 24 est nécessairement rapproché 35 de 1'axe de pivotement du levier. En outre, il est important de contrôler avec précision le bras de levier utile, c'est-à-dire la distafice séparant l'axe de pivotement du point d1 application de la force. Dans de nombreuses dispositions connues, la position de 1'axe de pivotement est fonction de la position des pi-40 vots supportés par le corps au lieu d'être montés sur le levier. 69 04332 7 2002334 En outre, le point d'application de la force est fonction du positionnement de l'élément d'actionnement par rapport au corps de la soupape. En conséquence, dans les soupapes de type connu, il était nécessaire de maintenir des tolérances serrées pour 5 conserver le bras de levier utile dans les limites désirées. Si le bras de levier est trop court, la force exercée sur le diaphragme en cours de fonctionnement de la soupape augmente de telle sorte qu'elle provoque une rupture prématurée du diaphragme par fatigue du métal de ses parois. D'autre part, si le bras 10 de levier utile est trop long, la soupape ne s'ouvre pas complètement et l'écoulement de gaz passant dans la soupape est diminué. En outre, des variations de longueur du bras de levier produisent des variations de la pression à laquelle est soumis le fluide se trouvant dans le dispositif de détection de tempé-15 rature. De telles variations de pression ont une influence sur la température à laquelle le fluide se vaporise et, dans certains dispositifs à soupapes, cette température peut jouer un rôle important. Pour résoudre ce problème, et 20 suivant une caractéristique importante de l'invention, la soupape 10 est pourvue d'un dispositif nouveau pour faire en sorte que ce bras de levier utile soit déterminé sans qu'il soit nécessaire de maintenir des tolérances serrées pour la construction du corps et des autres éléments de la soupape. Ce résultat 25 est obtenu selon l'invention en prévoyant une construction dans laquelle l'axe de pivotement du levier et le point d'application de la force sur le levier sont déterminés par construction et ne sont pas fonction de la position d'autres parties de la soupape. Puisque le bras de levier utile est déterminé par la 30 construction du levier, il n'est pas nécessaire de maintenir des tolérances serrées en ce qui concerne la construction et le positionnement des autres éléments de la soupape. Plus spécifiquement, l'axe de pivotement du levier en fonctionnement est déterminé par rapport 35 au levier par les positions des crochets 66 et 68. En d'autres termes, le point du levier où est placé l'axe de pivotement n'est pas fonction des positions des pivots 62 et 64 ou d'autres parties du levier et, si les crochets 66 et 68 sont correctement positionnés sur la longueur du levier, l'axe de pivotement est ko également correctement positionné. ^ 69 04332 8 2002334 En outre, le point d'application de la force exercée par l'élément d'actionnement 22 sur le levier est également déterminé par la structure du levier. Le levier 24 est accouplé à l'élément d'actionnement 22 à l'aide 5 d'une vis de réglage 70 vissée dans un trou 72 ménagé dans le levier. En référence à la figure 4, on voit que l'extrémité inférieure de la vis de réglage est munie d'un petit embout incurvé ou sphérique 74 qui établit un contact ponctuel avec une surface plane 22c de l'élément d'actionnement 22. En conséquence, 10 indépendamment de la position exacte de l'élément d'actionnement 22 ou du diaphragme 26, le point d'application d'une force sur le levier 24 est le point où l'embout 74 est en contact avec la surface plane 22c - ce point étant déterminé par positionnement du trou 72 dans le levier 24 - En outre, il ne se pose 15 aucun problème de coincement du levier 24 lorsque l'obturateur n'est pas positionné avec précision. Le bras de levier utile, c'est-à-dire la distance séparant l'axe de pivotement du point d'application d'une force dans la soupape 10, est déterminé par la 20 structure du levier 24, et plus spécifiquement par le positionnement des crochets 66 et 68 et du trou 72. Puisque seuls ces deux facteurs ont une influence, le bras de levier et les autres parties de la soupape peuvent être fabriqués avec des tolérances relativement larges et par conséquent de façon peu coûteuse 25 sans rencontrer les problèmes qui se posaient dans les structures de type connu lorsque le bras de levier utile n'était pas compris dans la plage désirée. Suivant une autre caractéristique importante de l'invention, le levier 24 est verrouillé ou 30 maintenu en position lorsque la soupape est montée et réglée. Lorsque le levier 24 est bloqué en position sur les pivots 62 et 64, comme décrit plus haut, la vis de réglage 70 se trouve dans une position de retrait ou n'est pas encore en place dans le bras de levier. Lorsque le montage est terminé, la vis de 35 réglage 70 est déplacée ou sortie par rapport au bras de levier, en direction de l'élément d'actionnement 22, jusque dans la position représentée sur les dessins. Cette position peut être considérée comme une position de réglage correct ou une position de service et, dans cette position, l'embout 74 est en contact 40 avec la surface plane 22c. de l'élément d'actionnement 22 et le •t9 04332 (j 2002334 clapet 20 est appliqué contre son siège l8. Dans cette position de réglage correct ou de service de la vis de réglage 70, le bras de levier 2k ne peut pas être sorti de la soupape, du fait que la liaison entre la vis 70 et l'élément d'actioanement 22 empêche le levier .d'être déplacé vers le bas jusque dans une position où les crochets tSo et 68 pourraient être dégagés des pivots *>2 et 6h, En conséquence, le levier 24 est maintenu en position jusqu'au moment où la vis de réglage 70 est déplacée dans une position de retrait ou est enlevée, de sorte que le bras de levier ne peut pas: être sorti pendant l'expédition ou 1'instaLlation de la soupape»: Bien entendu l'invention n'oet .pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes &'c d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 04332 10 2002334 REVENDICATIONS 1°) Soupape de sécurité pour commander l'admission de combustible dans un brûleur principal, en fonction de la présence d'une flamme dans un brûleur pilote, soupape de sécurité caractérisée en ce qu'elle comprend un corp pourvu de parois latérales opposées, un clapet pour cosamaEider -l'écoulement de combustible dans le corps, un élément d'actios-zi estent logé dans le corps, espacé du clapet et' déplaçaele entre il js positions déterminées en fonction de la flamme du brûleur pilote, des pivots s'étendant selon une ligne située entre les * parois latérales, un levier comportant des parties espacées pou verit prendre appui sur le clapet et sur l'élément d'actiosme-sîent en vue de manoeuvrer le clapet en réponse à un raouveEient de l'élément d'actionnement, des crochets disposés sur le le- -T de SHanière à pouvoir tourner et s'accrocher sur les pivots ainsi qu'un élément réglable disposé sur le levier , et déplaçabl dsssis une position de retrait dans laquelle les crochets peuvent être agrippés sur les pivots, ledit élément réglable étant, dé-ralaçafole dans une position de travail dans laquelle la soupape est réglée pour une marche correcte et empêchant les crochets d'être dégagés des pivots dans ladite position de travail, ce qnl permet, sans tolérances serrées, d'assurer un bras de levier pré ci s. 2°) Soupape de sécurité conforme; à la revendication i, caractérisée en ce que l'élément d'actionnement comporte une surface plane, l'élément réglable étant constitué d'une vis, vissée dans le levier et coopérant avec la surface plane de manière à obtenir un contact pratique» aient ponctuel dans la position de travail de la vis. 3°) Soupape de sécurité conforme à la revendication i, caractérisée en ce que les deux pivots font respectivement saillie sur une parois latérale et comportent des extrémités intérieures espacées. 4°) Soupape de sécurité conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que les deux crochets peuvent s'accrocher chacun sur un pivot correspondant. 5°) Soupape de sécurité conforme à la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément d'actionnement est disposé entre les extrémités intérieures espacées des pivots.