Brevet FR2319408A1 — publié le 19770225

La prdsente invention concerne un saturateur de gaz, monobloc, notamment pour le sondage, le brasage et le soudobrasage des métaux, du type comportant une cuve de réserve d'un liquide volatil de saturation et une cuve de travail contenant une certaine quantité dudit liquide de saturation, la cuve de réserve étant superposée à la cuve de travail dans une enceinte unique commune, et étant reliée à cette cuve de travail par l1intermé- diaire d'une vanne. Dans de tels appareils connus de ce type, il s'agit de réaliser la saturation dlun gaz avec un liquide volatil qui est contenu dans une cuve dans laquelle le gaz pénètre par une conduite d'arrivée tandis qu'il en ressort par une conduite de sortie 1 1amenant, chargé de la vapeur du liquide, à un chalumeau de soudage. Dans ce type de saturateur, il faut de temps à autre, remplir à nouveau, manuellement, la cuve contenant le liquide volatil. On conraaft également déjà des saturateurs comportant deux cuves séparées, reliées entre elles par un robinet outil faut également actionner manuellement pour compléter le remplissage de la cuve de travail à partir de la cuve de réserve.Suivant une variante de ces dispositifs, il a déjà été proposé une cuve monobloc dans laquelle la cuve de réserve est superposée à la cuve de travail, qui est reliée à la précédente au moyen d'un ensemble de plusieurs valves ou robinets, ou mEne d'une vanne de distribution à tiroir, qui 91 est nécessaire dwactionner manuellement à certains moments pour compléter le remplissage de la cuve de travail A ces appareils stattachent différents inconvénients dont le premier est de nécessiter des manipulations fastidieuses pour compléter le niveau du liquide dans la cuve de travail.Parmi les inconvénients les plus importants inhérents à ce type de dispositifs connus, il faut indiquer qu'ils ne permettent pas de conserver un pouvoir décapant constant dans la flamme du chalumeau, étant donné que ce dernier est variable suivant le volume de liquide contenu dans la cuve de travail, ce qui entraine naturellement une diminution de ce pouvoir décapant au fur et à mesure que la cuve de travail se vide, et qu'ils ne permettent pas un dosage précis dudit décapant dans la flamme, outre le fait que parallèlement à la baisse du niveau du liquide volatil dans la cuve de travail, le volume du mélange gazeux augmente au-dessus du niveau dudit liquide, ce qui en cas d'explosion rend cette dernière d'autant plus forte que le volume de liquide sera faible. En outre il n'existe dans ce type de saturateurs connus aucun système d'arrêt d'explosion véritablement efficace, par exemple du type de ceux répondant à la norme NF A 84 330, qui soit prévu dans lwappareil lui-mme. C'est pourquoi la présente invention a pour but de supprimer les inconvénients précédemment mentionnés gracie à une nouveauté de conception supprimant tout actionnement et réglage manuels et en offrant au contraire l'avantage d'un réglage automatique uniforme et continu du niveau de liquide volatil dans la cuve de travail et, par voie de conséquence, du dosage précis du décapant dans la flamme du chalumeau, en amont duquel ledit saturateur est branché. Ce problème est résolu conformément à l'invention gracie au fait que la vanne reliant la cuve de réserve à la cuve de travail est formée par une soupape à pointeau mobile à fonctionnement automatique et continu, montée dans la paroi commune aux deux cuves et intérieure à ltenceinte unique commune du saturateur monobloc. De plus suivant une variante de l'invention, des dispositifs pare-flamme sont incorporés à l'appareil et notamment un dispositif pare-flamme est monté entre la cuve de réserve et la cuve travail, sur ladite soupape à pointeau mobile. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement alx dessin annexé une forme de réalisation préférée du saturateur de gaz monobloc conforme à la présente invention. La figure représente un saturateur de gaz monobloc constitué par une enceinte 1 commune à une cuve 2 de réserve d'un liquide volatil de saturation 3 et à une cuve de travail 4 contenant une certaine quantité dudit liquide de saturation 3. Les cuves 2 et 4 sont superposées et reliées entre elles par une vanne désignée globalement par la référence 5 et montée dans la paroi intérieure 6 commune aux deux cuves 2 et 4. La référence 7 désigne d'une façon globale la tte du saturateur qui est constituée sous la forme d'un bouchon vissable au moyen d'une vis 8 dans un manchon taraudé 9 porté par l'extrémité supérieure de l'enceinte commune 1 aux deux cuves 2 et 4, c'est-à-direpar ltextrémité supérieure de la cuve de réserve 2.Cette dernière comporte en outre, également a sa partie supérieure, un bouchon de remplissage 10 pouvant être vissé dans un taraudage porté par le collet 11 d'un orifice vertical 12. Le bouchon 10 comporte à sa partie inférieure une jauge 13 formée par exemple par une tige graduée plon geant jusque vers le fond de la cuve de réserve 2 et permettant le contre du niveau du liquide volatil situé dans cette cuve. Par ailleurs il est prévu à la partie inférieure de llenceinte I commune aux deux cuves, et donc à la partie inférieure de la cuve de travail 3, un bouchon de vidange 14 se vissant dans une ouverture ménagée dans la paroi inférieure 15 de l'appareil. La vanne 5, montée dans la paroi 6 commune aux deux cuves 2 et 4 est constituée par une soupape à pointeau mobile formée essentiellement par une sphère 16, notamment en polypropylene, flottant à la surface du liquide 3 de la chambre de travail en étant guidée par la surface intérieure d'un organe de guidage 17, de préférence conique intérieurement, et dont la partie supérieure porte un pointeau 18 s'engageant dans le perçage axial 19 d'un siège de soupape constitué par exemple par un bouion.L'organe de guidage 17 est fixé dans une ouverture 21 ménagée dans la paroi 6 commune aux deux cuves, par exemple par vissage au moyen d'un filetage et d'un taraudage se correspondant ménagés respectivement sur le pourtour supérieur 22 de l'organe de guidage 17 et dans les bords de ladite paroi interne 6 limitant ladite ouverture 21. De plus il est prévu sur ladite soupape 5 un dispositif pare-flamme 23 constitué par un doigt de gant en métal fritté, perméable au liquide volatil 3 et dont un collet de base 24 est fixé dans la partie supérieure 22 de- l'organe de guidage 17 de la sphère 16 de la soupape. Dans la forme de réalisation représentée, le boulon 20 constituant le siège de soupape est vissé dans un filetage porté par la partie inférieure et interne du collet 24 du dispositif pare-flamme 23, cependant qu'une bague d'étanchéité 25 est intercalée entre le boulon 20 et ledit élément 24 et porte simultanément contre la face inférieure de l'organe de guidage 17 de la sphère. La fixation du dispositif pare-flamme 23 dans la partie supérieure 22 de l'organe 17 peut entre réalisée par exemple par vissage. L'ensemble de llenceinte 1 et des deux cuves 2 et 3 est traversé par un tube vertical 26 destiné à relier une conduite 27 d'amenée du gaz à saturer, située dans la teste 7 de l'appareil, au fond de la cuve de travail 4 de ce dernier. A sa partie supérieure, à proximité de la paroi supérieure de la cuve de réserve 2, la conduite 26 comporte une ourse 28 de stabilisation de pression dans les deux cuves, comportant une pastille en métal fritté et permettant, dans le cas de la remontée du liquide volatil par ladite conduite 26, une évacuation dudit liquide dans la cuve de réserve.Par ailleurs dans la paroi latérale de la partie supérieure de l'enceinte commune 1, c'est-à-dire également dans la paroi latérale de la cuve de réserve 2 est ménagée une conduite 29 de sortie du gaz hors de la cuve de travail 4 en direction d'une conduite 39 de sortie du gaz située dans la tête 7 du saturateur. Dans la tbte 7 du saturateur est en outre prévu un canal de liaison 31, reliant entre elles la conduite 27 d'amenée du gaz et la conduite de sortie 39 de ce gaz, chargée de vapeurs du gaz volatil, et qui est muni d'un organe d'étranglement 32 réglable au moyen d'un bouton moleté 33. Ce système de réglage 32, 33 permet notamment de provoquer, par sa fermeture totale, le passage de tout le gaz de la conduite 27 vers la conduite 26, puis 29, puis vers un mélangeur 30, puis vers 39, ou bien lors de son ouverture partielle, de dériver une partie du gaz provenant de la conduite 27 en direction immédiate du mélangeur 30, puis de la conduite 39.De plus la conduite 27 d'amenée du gaz à saturer comporte un dispositif 34 anti-retour de liquide monté sur l'arrivée du gaz, en aval de la dérivation par le canal de liaison 32, cependant que la conduite 30 du mélangeur comporte un dispositif anti-retour 35 monté du cOté de l'arrivée du gaz en provenance de la cuve de travail 4, en amont dudit canal de liaison 32. De plus un dispositif anti-retour 36 de gaz lent est monté en aval dudit canal de liaison 32 et un dispositif pare-flamme 37 est placé à l'orifice de sortie de la conduite 39 de sortie du gaz, afin d'empocher un retour explosif, notamment à partir d'un chalumeau raccordé à cet endroit au saturateur. On va maintenant expliquer le fonctionnement automatique et continu du saturateur de gaz conforme à l'invention: la cuve de réserve 2 et la cuve de travail 4 étant remplies à leurs niveaux normaux de remplissage par le liquide volatil 3, on injecte le gaz, qui doit etre saturé par ledit liquide 3, par la conduite d'amenée 27 du saturateur. Le gaz pénètre donc sous pression à l'intérieur de la conduite 26 jusqu'à l'extrémité inférieure de cette dernière d'où il ressort sous forme de bulles suivant un trajet symbolisé par les flèches 38 en traversant le liquide vokl 3 et ensot par la conduite 29 qui débouche dans le meLangeur 30, pris dans la conduite 39.Lors de son passage à travers le liquide 3 de la cuve de travail 4, le gaz est saturé de vapeurs du liquide volatil. Lors du passage continu dudit gaz à travers le liquide 3 de la cuve de travail 4, il se produit progressivement un abaissement du niveau supérieur de ce liquide par suite du départ de vapeur de ce même liquide. Ceci entraîne un abaissement progressif et continu de la sphère 16 qui constitue l'élément principal de la soupape 5 à pointeau mobile, ledit pointeau 18 porté par la sphère 16 s'abaissant en provoquant la création d'un certain jeu à l'intérieur du perçage 19 du si 20 de la soupape.De ce fait il se produit, toujours d'une façon continue et permanente, le passage d'une quantité de liquide 3, provenant de la cuve de réserve 2 et traversant le doigt de gant en métal fritté, telle qu'elle rétablit de façon continue et permanente le niveau du liquide 3 à 1' intérieur de la cuve de travail 4. Il est manifeste que la conception du saturateur de gaz conforme à l'invention permet de supprimer totalement toute manipulation de remplissage que ce soit par robinet ou par vanne de réglage actionné manuellement comme c'est le cas du dispositif connu.Le remplissage permanent, continu et automatique de la cuve de travail 4 à partir de la cuve de réserve 3 entrasse le maintien d'un volume constant de liquide dans la cuve de travail, ce qui entrain une stabilité de titrage du liquide et, par voie de conséquence, un pouvoir décapant constant du gaz sortant du saturateur et donc un maintien de la qualité du travail obtenu lorsde.ltopérationdesaXe, brasageou soudo-brasage avec un chalumeau raccordé à la conduite de sortie 39. On notera en outre que par suite du maintien d'un niveau constant du liquide 3 contenu dans la cuve de travail 4, il ne se produit aucun accroissement du volume de détente du gaz traversant la cuve de travail 4. Par ailleurs la conception conforme à l'invention du saturateur de gaz permet d'avoir un appareil de grande sécurité étant donné que le montage de la soupape à pointeau mobile inclut la mise en place, à ce niveau, d'un dispositif pareflamme, ce qui n'était encore pas possible dans les appareils connus jusqu'à présent. Conformément à l'invention on a pensé également à accroftre la sécurité de l'appareil en incorporant des dispositifs anti-retour de liquide et de gaz à l'intérieur même de la t8te de l'appareil, ce qui offre non seulement une plus grandefiabilité de l'ensemble, mais également une plus grande simplicité de raccordement de l'appareil directement à un chalumeau. On notera également que le gaz utilisé est en général de l'acétylène, du propane, du gaz de ville, etc... et que le liquide volatil, encore dénommé flux fondant liquide, utilisé en liaison avec la présente invention, peut être notamment du borate de méthyle. On notera également qu'il est possible de prévoir au niveau du fond de l'enceinte 15 et de la cuve de travail 4, à proximité du bouchon 14, un dispositif de régulation de température du liquide 3, formé par une résistance et un thermostat, non représentés sur le dessin et du type tel que décrit par exemple dans le brevet français n0 1.419.016. REVENDICATIONS 1. Saturateur de gaz monobloc, notamment pour le soudage, le brasage et le soudo-brasage des métaux, du type comportant une cuve de réserve d'un liquide volatil de saturation et une cse de travail contenant une certaine quantité dudit liquide de saturation, la cuve de réserve étant superposée, dans une enceinte unique coune, et étant reliée à cette cuve de travail par l'intermédiaire d'une vanne, caractérisé par le fait que ladite vanne est formée par une soupape à pointeau mobile à fonctionnement automatique et continu, montée dans la paroi com Mine aux deux cuves et intérieure à l'enceinte unique commune. 2. Saturateur de gaz suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la soupape à pointeau mobile est constituée par une sphère notamment en polypropylène, flottant à la surface du liquide de la chambre de travail, en étant guidée par la surface intérieure d'un organe de guidage, de préférence conique intérieurement, et dont la partie supérieure porte un pointeau s'engageant dans le perçage d'un siège de soupape fixé dans la paroi interne commune aux deux cuves. 3. Saturateur de gaz suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le siège de la soupape est formé par un boulon comportant un perçage axial, dans lequel pénètre ledit pointeau. 4. Saturateur de gaz su l quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'un dispositif pareflamme est monté entre les deux cuves sur ladite soupape. 5. Saturateur de gaz suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le dispositif pare-flamme est un doigt de gant en métal fritté, perméable audit liquide volatil et dont un collet de base est fixé, pQX exemple par vissage, dans la partie supérieure de l'organe de guidage de la sphère de la soupape. 6. Saturateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'organe de guidage de la sphère de la soupape est fixé dans une ouverture ménagée dans la paroi interne commune aux deux cuves, par exemple par vissage gracie à un filetage et un taraudage se correspondant ménagés respectivement sur le pourtour supérieur de l'organe de guidage et dans les bords de ladite paroi interne limitant ladite ouverture. 7. Saturateur de gaz suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le boulon constituant le siège de soupape est vissé dans un filetage porté par la partie inférieure du dispositif pare-flamme, une bague dtEtanchéité étant intercalée entre le boulon et la base en forme de collet du dispositif pare-flamme et portant contre la face intérieure de organe de guidage de la sphère. 8. Saturateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la cuve supérieure de réserve est fermée par la tête du saturatr formant bouchon vissaile comportant des conduites d'amenée et de départ du gaz à saturer reliées entre eux par un canal de liaison à étranglement réglable et qui, lors du vissage du bouchon, sont positionnés respectivement d'une part en face d'une conduite débouchant dans le fond de la cuve de travail et d'autre part en face d'une conduite incorporée à la paroi verticale de l'enceinte commune et reliée à la partie supérieure de la cuve de travail. 9. Saturateur de gaz suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que dans la tette du saturateur, la conduite d'amenée du gaz à saturer inclut un dispositif anti-retour monté sur l'arrivée du gaz et que la conduite de sortie du gaz comporte un dispositif anti-retour monté du côté de l'arrivée du gaz en provenance de la cuve de travail, en amont dudit canal de liaison, un dispositif anti-retour de gaz lent placé en aval de ce canal et un dispositif pare-flamme placé à l'orifice de sortie de la conduite de sortie du gaz et empochant un retour explosif, notamment d'un chalumeau raccordé au saturateur. 10. Saturateur de gaz suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit dispositif pare-flamme situé dans la conduite de sortie est constitué par une pièce en métal fritté. il. Saturateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la conduite interne aux deux cuves, amenant le gaz depuis la tette du saturateur jusqu'au fond de la cuve de travail comporte, au niveau de la partie supérieure de la cuve de réserve, une outré de stabilisation de pression dans las deux cuves,ftée dans pastille métal fritté perméable au liquide, cette ouste permettant en outre, dans le cas d'une remontée du liquide dans ladite conduite par le fond de la cuve de travail, une évacuation de ce dernier dans la cuve de réserve. 12. Saturateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à il, caractérisé par le fait que ltenceinte commune aux deux cuves comporte à sa partie supérieure un autre bouchon, obturant un orifice vertical de la cuve de réserve et comportant une jauge formée par exemple d'une tige graduée permettant le contre du niveau du liquide dans ladite cuve de réserve. 13. Saturateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'il comporte, au niveau du fond de 1V enceinte et de la cuve de travail, à proximité du bouchon, un dispositif de régulation de température du liquide, formé par une résistance et un thermostat.