Brevet FR2183247A1 — publié le 19731214

La présente invention concerne, dans les installations de brûleurs à mazout, une pompe pourvue d'une soupape magnétique pour la fermeture rapide de réglage de la pression constituée et commandée de telle sorte que la pulvérisation commence d'abord avec la plus faible pression, et par conséquent avec la plus faible puissance de chauffage, et, après la manoeuvre de cette soupape magnétique, toute la pression de vaporisation est atteinte, Dans les chaudières de chauffage modernes avec leurs tirages étroits de gaz de fumée, il se produit, au démarrage du foyer à mazout, un choc considérable, qu'on a cherché jusqu'à présent à éviter en insérant des brt- leurs à deux étages qui ont généralement deux tuyères dont la plus petite est mise en action par une soupape d'arrêt commandée magnétiquement, et, après 10 ou 20 secondes, la plus grande tuyère est mise en action. On connait aussi des dispositifs dans lesquels on utilise une tuyère de retour dans la canalisation de by-pass de laquelle est montée une soupape de réglage de pression réglable qui est commandée par un servo-moteur. Les deux dispositifs indiqués sont très coûteux et exigent une construction spéciale du valeur à mazout. Dans le DOS 2 033 385, il est également proposé une commande de démarrage par une soupape magnétique, dans laquelle la soupape est montée soit dans la canalisation des tuyères soit dans la canalisation de retour. On obtient ainsi au démarrage une pression de tuyère réduite, par laquelle la puissance de chauffage au démarrage est réduite par rapport guzla phase de fonctionnement. Cette proposition a l'inconvénient que la soupape magnétique doit fonctionner non seulement comme soupape d'arrêt mais aussi comme soupape de réglage de la pression ou de diminution de la pression.Comme cette soupape de réglage de la pression ou de diminution de la pression est chargée par ressort, il y a le risque qu'ait lieu un basculement de la soupape de réglage de la pression ou de la soupape de diminution de la pression et de la soupape à fermeture rapide de réglage de la pression chargée par ressort monté dans la pompe des brûleurs mazout. Une solution du problème est bien fournie par la prévision de deux tuyères ou avec une tuyère de retour, sis cependant elle est même encore assez coûteuse. De plus, dans le DOS 1 751 946, il est proposé une soupape à fermeture rapide relativement simple avec fonction de réglage de démarrage. Cependant, cette soupape exige une huile très propre qui ntest pas toujours fournie dans les installations de foyers au mazout. La soupape à fermeture rapide de réglage de la pression usuelle se compose d'un piston et d'un ressort qui maintient celui-ci contre la pression de la pompe de la mise en marche dans une position d'extrémité, le trajet vers la tuyère étant la plupart du temps bloqué par le piston. Le ressort dans presque tous les cas est réglable, de sorte que l'installateur peut régler à la valeur optimale la pression de pulvérisation sur l'installation de foyer à mazout. Au démarrage du brûleur à mazout, le piston est poussé par la pression vers le ressort et libère ainsi le trajet vers la tuyère, le trajet du piston étant déterminé par des alésages de commande dans le carter. Le recouvrement du bord de commande du piston sur le bord de commande du carter est en général de 1 à 195 mm.En raison de la rigidité du ressort, la pression de fonctionnement est plus élevée que la pression d'ouverture. L'invention met à profit cette caractéristique et est caractérisée en ce que le recouvrement qui résulte du trajet du piston, de la position d'extrémité du piston jusquth ltouverture de la jonction au côté basse pression, et la rigidité du ressort, sont choisis d'une grandeur telle qu'il se produit entre la pression d'ouverture et la pression de service une différence de pression sensible, qui est par exemple de 9 bars. En outre, il est prévu une autre jonction au cté basse pression, qui est fermée, avec un recouvrement sensiblement plus faible du piston, également dans la position d'extrémité et qui peut être fermée par une soupape d'arrêt commandée magnétiquement. La description se rapporte à des modes de réalisation représentés aux dessins - La figure 1 représente la soupape à fermeture rapide de réglage de pression conforme à l'invention, avec la partie de commande préalable magnétique; - La figure 2 représente le diagramme de fonctionnement de la soupape suivant la figure l; - La figure 3 représente une variante de la soupape suivant la figure 1; - La figure 4 représente un exemple d'exécution plus favorable pour le fonctionnement du brûleur à mazout, dans lequel il est prévu une soupape d'arrêt commandée magnétiquement pour la commande du démarrage et une pour la ventilation préalable et la fermeture rapide; - La figure 5 représente le diagramme de fonctionnement de la combinaison de soupapes suivant la figure 4. Suivant la figure 1, la pompe 1 aspire l'huile dans le réservoir 3 par la canalisation d'aspiration 2, et refoule celle-ci, par l'alésage de pression 8, dans l'espace annulaire 5, qui est formé par l'alésage du piston 6 dans le carter 7 et le piston de fermeture rapide 8. Sur le collet du piston de fermeture rapide 8 sont prévues des perforations 9 par lesquelles l'huile peut couler vers la face du piston de fermeture rapide. Avant la mise en marche, le piston 8 est poussé par les ressorts 10 et 11 sur le siège de soupape 12 de la vis de raccordement de la tuyère 13. Le piston de fermeture rapide 8 est muni d'une plaque d'étanchéité 14 qui est maintenue dans sa position, d'une rondelle d'acier 15 et d'une bague dentelée 16. La pression d'huile agit sur la face du piston de fermeture rapide 8 et repousse celui-ci d'un peu plus que la distance SI, contre les ressorts, de sorte que le passage est libéré par l'alésage 17 vers la tuyère 18, ainsi que par l'alésage de commande 19, par l'alésage 20 dans le noyau polaire 21 et les alésages 22 et 23 vers le retour 24. Ainsi, il s'établit sur la pompe et aussi sur la tuyère une pression de pulvérisation qui se présente comme le quotient de la force du ressort et de la surface du piston. A la mise en circuit de la bobine 25, il se constitue dans la culasse 26 un champ magnétique qui attire l'armature 27 contre l'écoulement dans l'alésage 20 sur la surface polaire du noyau polaire 21 et y calfeutre l'alésage 200 Ainsi la quantité d'huile en excès ne peut plus s'écouler par l'alésage 19. En conséquence de cette commande magnétique, la pression augmente et pousse encore davantage le piston vers la gauche, jusqu'à ce que le bord de commande du piston atteigne l'alésage de commande 28 dans le carter, et par conséquent fasse tout le trajet de S Il De plus, comme le ressort est comprimé sensiblement plus fortement, il se produit, par la rigidité du ressort, une pression sensiblement plus élevée, Lhuile de retour coule donc alors dans le réservoir 3, par le bord de commande du piston et par l'alésage 28 dans la canalisation de retour 29 qui peut être identique à la canalisation 24 Dans le dessin est encore indiquée une canalisation de jonction 30 qui est utilisée quand l'installation de chauffage au mazout est montée dans un système à une voie, Afin que les trajets du piston ne soient pas si grands, le ressort 10 doit posséder une rigidité de grandeur correspondante. De ce fait, il y a le risque que la soupape pour une pression de démarrage réglée très bas, ne bloque plus sûrement le trajet vers la tuyère. Pour cette raison il est prévu, derrière le ressort 10, un ressort relativement mou 11, qui assure la pression de fermeture, même avec d'assez grandes tolérances0 La douille 31 sert d'élément de sécurité contre une surcharge du ressort 11. La figure 2 représente, en ordonnées, dans le diagramme de fonctionnement, la pression de la pompe, la vitesse de la pompe et le trajet du piston en pourcentage de l'état de fonctionnement normal. En abscisses, sont indiqués les différents états de fonctionnement du dispositif de soupapes0 Dans la position de repos, donc quand le brûleur à mazout est coupé, toutes les valeurs sont nulles, Dans le fonctionnement de démarrage, ou dans le premier étage, le piston fait le trajet SI, tandis que la vitesse de la pompe a déJà atteint la valeur nominale et que la pression de la pompe est montée par exemple à 60 %0 En fonctionnement normal, ou dans le deuxième étage, la vitesse de la pompe est après comme avant d'environ 100 % et le trajet du piston S II a atteint un maximum, de sorte que la pression de la pompe est montée à 100 f > . Après la coupure du brûleur à mazout, la position de repos est de nouveau atteinte Avec de grandes puissances de brûleur et une grande pression de pulvérisation, il est judicieux, le cas échéant, de faire démarrer le brûleur en plusieurs étages Cela peut s'obtenir d'une façon simple avec les mesures proposées Gn nta besoin que de disposer d'autres ouvertures de commande, comme l'alésage 19, qui cependant doivent avoir un recouvrement plus grand que SI et un plus petit que S IIc Les étages multiples de la pression peuvent s'obtenir par une commande successive par intervalle de temps des soupapes magnétiques. Dans la soupape représentée dans la figure 3, contrairement à la soupape suivant la figure 1, la commande pour le démarrage est placée dans la vis de raccordement de tuyère 32 Le piston 33 est poussé, comme dans la figure 1, par les ressorts 34 et 35 avec sa plaque d'étanchéité 36 sur le côté frontal de la vis de raccordement de tuyère 32. Dans la vis de raccordement de tuyère 32, sont prévus deux bourrelets d'étanchéité 37 et 38 qui sont à la même hauteurs Entre les deux bourrelets d'étanchéité 37 et 38, sont percés, à partir de la rainure 39, un ou plusieurs alésages 40 pour le raccordement de tuyère 410 A l'intérieur du bourrelet d'étanchéité 38, est pratiqué un autre alésage 42 qui est en liaison par l'alésage 43, ltespace annulaire 44, et l'alésage du carter 45, avec l'alésage 46 dans le noyau polaire 47. Au démarrage de l'installation, la pompe 48 refoule i'huile du réservoir 49 par la canalisation d'aspiration 30 en passant par l'alésage 31, la rainure annulaire 52, sur le coté frontal du piston 33 et repousse celui-ci d'une petite quantité contre les ressorts 34 et 35 De ce fait, il s'établit une petite fente entre les bourrelets d'étanchéité 37 et 38 et la plaque d'étanchéité 36 Comme la surface de passage entre le bourrelet d'étanchéité 37 et la plaque d'étanchéité 36 est plus grande, en raison du plus grand pourtour, l'huile ne peut couler que faiblement étranglée à travers l'alésage 40 vers la tuyère. L'huile en excédent coule, par la petite section d'étranglement qui est formée par le bourrelet d'étanchéité 38 et la plaque d'étanchéité 36, dans le réservoir 49 en passant par les alésages 42, 43, 45, 46, 53 et la canalisation 54 Lors de la mise en circuit de la bobine 55, l'armature 56 est attirée sur la surface polaire du noyau polaire 47 et ferme ainsi l'alésage 46 De ce fait, la pression de la pompe augmente et repousse le piston 33 jusqu'a ce que le bord de commande du piston ait atteint le bord de commande 58 de l'alésage 590 L'huile en excédent coule alors dans le réservoir 49, en passant par l'alésage 59 et la canalisation de retour 60. La surface du piston chargée par la pression est bien de ce fait plus grande. Cependant avec une conception correspondante du ressort, on peut obtenir, dans le deuxième étage, une pression de pulvérisation sensiblement plus grande La figure 4 représente encore une fois la soupape suivant la figure 1 Cependant, en plus de la soupape magnétique pour la commande préalable de la pression de démarrage, il est encore prévu une autre soupape magnétique avec laquelle il est possible de commander la ventilation préalable et la fermeture rapide.Le fonctionnement de ce dispositif de soupapes est le suivant La pompe 51 aspire l'huile dans le réservoir 63 par la canalisation 62 et refoule celle-ci de nouveau vers la surface frontale du piston 65 en passant par l'alésage 64. Cependant, quand la bobine 67 est coupée, huile peut refluer de l'espace annulaire 66 du piston 67 dans le réservoir 63 en passant par les alésages 68, 69, 70 et 71 par le retour 72. Ainsi, il ne peut pas se constituer de pression et la soupape de fermeture rapide ne libère pas le trajet vers la tuyère 73.Si maintenant la bobine 67 est mise en circuit, ce trajet est bloqué, la pression augmente, le piston 65 recule de la quantité SI contre les ressorts 74 et 75, libère le trajet vers la tuyère 73 par l'alésage 76 dans la vis de raccordement 77, huile en excédent pouvant en même temps seécouler dans le retour par l'alésage 78, l'alésage 79, l'alésage 80 et l'alésage 71 A la mise en circuit de la bobine 81, ce trajet dans le retour est également bloqué, La pression de la pompe augmente encore une fois, déplace le piston 65 du trajet total S II, jusqu'à ce que le bord de commande du piston ait atteint le bord de commande 82 de l'alésage 83.Ensuite, l'huile en excédent peut s'écouler de nouveau dans le retour 72 et le réservoir 63 Egalement, Si les deux soupapes magnétiques sont mises en circuit, l'état de fonctionnement de la pompe est atteint a le brûleur à mazout est arrêtés les bobines 67 et 81 sont sans courants Par conséquent, il s'établit une liaison avec le retour, de sorte que la pression de la pompe disparaît par à-coups et que le trajet vers la tuyère est bloquez Selon le diagramme de fonctionnement du dispositif de soupapes suivant la figure 5, dans la position de repos, les deux soupapes magnétiques sont coupées. En même temps, la vitesse de la pompe, la pression de la pompe et le trajet du piston sont nuls a Dans la phase de ventilation préalable, les deux soupapes magnétiques sont coupées. Le trajet du piston et la pression de la pompe sont toujours pratiquement nuls. Seulement la vitesse de la pompe, qui est identique à la vitesse du moteur et du ventilateur, est déjà de 100 %. Dans le fonctionnement de démarrage ou dans le premier étage, la soupape magnétique I ou la bobine 67 est mise en circuit. Il nty a pratiquement rien de changé à la vitesse de la pompe, le trajet du piston est SI et la pression de la pompe atteint par exemple 60 %0. En service normal ou dans le deuxième étage, les deux soupapes magnétiques I et II sont mises en circuit Le trajet total du piston est S II et la pression de la pompe a atteint sa valeur nominale de 100 dlp, Blen entendu, l'invention ntest pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisations sans pour cela sortir du cadre de l'invention R E V E N D I C A T I O N S 10) Pompe pour brûleur à mazout, avec une soupape magnétique de reglage, composée essentiellement d'un piston guidé dans un alésage du carter, d'un ressort qui déplace ce piston à l'état sous pression dans la position dtextrémité, d'une ouverture de commande reliée au côté basse pression et qui est fermée par le piston dans sa position d'extrémité9 caractérisée par une ou plusieurs autres ouvertures de commande reliées au retour par des soupapes dtarret électromagnétiques, disposées de telle sorte que, lors du refoulement de la pompe et de la constitution de la pression qui s'ensuit, le piston établit d'abord la liaison du côté pression à la première ouverture de commande et, après la fermeture de la soupape magnétique associée, par un autre mouvement, établit la liaison avec une autre ouverture de commande, Jusqu'à ce que le piston atteigne la dernière ouverture de commande qui ne doit plus pouvoir être bloquée par une soupape magnétique, de sorte que, par la détermination correspondante de la rigidité du ressort, par la distance des ouvertures de commande, et par la commande des soupapes magnétiques, la pression de la pompe peut augmenter par étages. 20) Pompe de brûleur à mazout suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le siège de soupape qui, dans la position d'extrémité, est fermé par le piston, présente deux départs (40, 42), dont l'un va à la tuyère et l'autre au côté basse pression, en passant par une soupape d'arrêt (55, 56) commandée magnétiquementa 30) Pompe de brûleur à mazout suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le siège de soupape est formé par deux bourrelets annulaires (37, 34) dont les surfaces supérieures tournées vers le piston (33) sont à la même hauteurs la liaison avec une soupape d'arrêt commandée magnétiquement (55, 56) se faisant par un alésage (42) dans le bourrelet inférieur (38) et la liaison (41) avec la tuyère se faisant par un ou plusieurs alésages qui sont disposés entre les deux bourrelets (37, 38). 40) Pompe de brûleur à mazout suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'une autre soupape d'arrêt commandée magnétiquement (I) est disposée entre le coté de pression de la pompe et le cbté basse pression de la pompe. 5 ) Pompe de brûleur à mazout suivant l'une quelconque des revendications 1 à 49 caractérisée en ce que le ressort (10, 34, 74) agissant sur le piston (8, 33, 65) s'appuie sur un ressort plus faible (11, 35, 75) qui est logé dans une douille (31).