Brevet FR2418403A1 — publié le 19790921

L'invention a pour but de réaliser une soupape automatique pour la décharge rapide de l'eau d'une installation de chauffage, pourvue d'un élément thermosensible, qui, agissant sur une tige mobile disposée à l'intérieur de la soupape, ouvre un passage de décharge quand la température de l'eau dépasse une limite préétablie, et qui retourne à la position de fermeture lorsque l'eau revient en dessous de cette limite, cette tige étant munie d'un dispositif automatique de secours qui entre en fonction si l'élément thermosensible, pour une raison quelconque, a une défaillance de fonctionnement, et qui provoque une ouverture rapide automatique irréversible de la soupape de décharge de l'eau. Un tel dispositif de secours est rendu obligatoire par une disposition légale dans certains pays. Ces dispositions légales prévoient que, en particulier dans des chaudières sous presaion destinées à l'alimentation d'installations de chauffage d'édifices, on doit disposer une soupape automatique de décharge qui, sans intervention manuelle, provoque une vidange de l'eau quand la température à l'intérieur de la chaudière dépasse une limite pré-établie. Cette décharge doit Btre assurée, même en cas de rupture ou de fonctionnement irrégulier du dispositif thermosensible qui est en contact avec l'eau. La soupape de l'invention résout de manière optimale le problème posé ci-dessus. Dans ce but, elle comprend, à l'intérieur du corps de soupape, un piston mobile dans un orifice de section transversale restreinte, avec garniture de maintien, piston dont la tige est en contact avec l'élément thermosensible et se déplace en dépendance de l'élévation de température, Jus- qu'à sortir de son siège en ouvrant le passage de décharge de l'eau de la chaudière, contre l'action d'un ressort de rappel monté sur l'extrémité opposée de la tige. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la soupape de décharge comprend un dispositif automatique qui entre en fonction en cas de rupture ou de défaillance de l'élément thermo-sensible, pour provoquer le déplacement de la tige et sortir en conséquence, le piston de son siège, dans le sens opposé à celui de fonctionnement normal, donnant lieu à une ouverture rapide de grande ampleur et irréversible de l'ouverture de décharge, ce qui donne à la soupape la sécurité de fonctionnement prévue dans les dispositions légales courantes. La description ci-après se rapporte à trois exemples de réalisation donnés à titre non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la soupape de l'invention, dans sa position de fonctionnement normal, - la figure 2 représente la soupape en position ouverte dite "en action normale", - la figure 3 représente la soupape ouverte dans le cas de rupture de l'élément thermosensible dit "d'action positi ve" se référant à l'action obtenue en cas de rupture de l'élément thermosensible, - la figure 4 représente une première forme de réalisation du dispositif de sécurité de la soupape en position normale, - la figure 5 représente la position résultant d'une rupture ou d'une défaillance de l'élément thermosensible, -nla figure 6 représente une seconde forme de réalisation avec la soupape en position normale, - la figure 7 est une vue analogue en position de secours. - la figure 8 représente une troisième forme possible de réalisation de l'invention avec la soupape en position normale, - la figure 9 est une vue du dessus de la soupape. Dans la forme de réalisation montrée dans la figure 1, la soupape comprend un corps i muni au centre d'une section restreinte, dans laquelle se déplace l'organe obturateur 2, en forme de piston, avec sa garniture d'étanchéité 3, dont la tige 4 entre en contact, par son extrémité inférieure, avec l'élément thermosensible 5. Â son extrémité opposée, la tige 4 est connectée à un piston 6, muni d'une garniture 7, qui agit sur le ressort de compression 8, contenu dans une enveloppe 9, qui agit, en outre, comme couvercle du corps de soupape 1. La tige 4 traverse en outre, par son prolongement 10, le bouchon il qui ferme l'enveloppe 9 à sa partie supérieure, et elle actionne, au moyen de sa tête 12 formant un tronc de cane double, le microinterrupteur 13, qui actionne un signal d'alarme acoustique etlou optique et qui met également à l'arr8t les brtleurs. A sa partie inférieure, le corps de soupape 1 supporte au moyen d'une cage 14, l'élément thermosensible 5, laissant cependant libre le passage de l'eau qui, le piston 2 étant ramené vers le haut, au-delà de la partie restreinte du corps de soupape 1, peut s'échapper pour la décharge en passant par l'orifi- ce de sortie 15. En fonctionnement normal, lorsque l'élément thermosensible 5 (figure 2) se dilate sous l'effet de l'élévation de la température, la tige 4 se soulève et entraine le piston 2 en ouvrant le passage de l'eau à travers la partie restreinte du corps de soupape 1, vers l'ouverture de décharge 15, en surmontant l'action du ressort 8 et en agissant, avec la partie 12 de la tête de la tige 10, sur le micro-interrupteur 13. En cas de rupture de l'élément thermosensible 5, comme représenté dans la figure 3, cette rupture étant désignée par l'expression "d'action positive" de sécurité dans ce qui suit, l'axe 15 qui prolonge la tige 4 s'abaisse, en amenant le piston 2 à sortir vers le bas de la section restreinte du corps de soupape 1. Ceci provoque l'entrée en action du dispositif de raccourcissement 16 de la tige, de manière à rendre irréversible l'ouverture de décharge de la soupape, en augmentant en outre, la lumière de passage pour l'eau. Dans les figures 4 et 5 est représentée une pr-emière forme de réalisation recommandée du dispositif de raccourcissement 16. L'axe 32 est normalement maintenu en position de travail dans le manchon 17, solidaire de la tige 4, au moyen du petit cylindre 18, maintenu dans l'évidement prévu sur un flanc de l'axe 15 du ressort 20 solidaire du manchon 21. Le petit cylindre 18 traverse au-delà de l'encoche 15' de l'axe 15, également une encoche pratiquée sur le flanc du manchon 17, encoche dont le bord supérieur est taillé en plan incliné. L'abaissement dé la pièce 15, du à la rupture de l'élément thermosensible, fixée au manchon 22, provoque le déplacement du petit cylindre 18 vers l'extérieur, en glissant le long du plan incliné 19 (figure 5), façonné sur le bord supérieur de l'encoche du manchon 17. Ce déplacement provoque un raccourcissement net de la longueur totale utile de la tige 2, et l'irréversibilité de son mouvement vers le bas sous l'effet du ressort 8. La position normale de fermeture de la soupape de décharge peut Qtre ensuite restaurée par-le remplacement de l'élément thermosensible avarié, après démontage de la soupape, ce qui implique un arrêtS au moins temporaire, de l'installation thermique dans laquelle la soupape est insérée. Dans la variante de réalisation représentée aux figure res 6 et 7, du dispositif de raccourcissement, le petit cylin- dre 18 n'est pas supporté par un ressort9 mais il peut tomber librement, comme le montre la figure 7, vers llexterieur du manchon 21, qui, retenu par la partie fixe 22 qui soutient l'é- lément thermosensible, laisse le passage libre au petit cylindre 18 par la fenêtre 23, pratiquée sur le côté de ce manchon, ce petit cylindre étant poussé par le plan incliné 19, du bord supérieur de la fenêtre 24, pratiquée sur le manchon intérieur 17, solidaire de la tige 4 de la soupape, contre l'action du ressort 25 qui se trouve comprimé comme l'indique la figure 7. Dans ce cas, le petit cylindre 18, n'étant pas soutenu par un ressort, tombe librement à l'extérieur et devra être remplacé en même temps que l'élément thermosensible avarié. Dans sa troisième forme de réalisation, de la tige de la soupape, représentée aux figures 8 et 9, ce dispositif de raccourcissement comprend un élément intermédiaire 26, dont le corps est cylindrique et les extrémités.coniques, maintenu entre la partie supérieure 27 et la partie inférieure 28 de la pièce mobile, solidaire de ia tige, qui est guidée, dans les conditions normales de travail, dans le manchon 29 soutenu par des rayons 30 (figure 9) de l'anneau 31 solidaire du corps de soupape l. Cet élément intermédiaire 26 tombe dès la rupture de l'élément thermosensible quand la partie inférieure 28 de la pièce mobile 15 s'abaisse en libérant cet élément intermédiaire 26 du guidage de manchon 29. Dans cette situation, l'extrémité supérieure conique de l'élément intermédiaire 26 se place en équilibre instable sur 1' extrémité inférieure conique de la partie supérieure 27 de l'axe mobile, et elle se rabat en passant à ltestérieur à travers la cage 14 qui soutient le support 22 de l'élément thermosensible. Ceci provoque un raccourcissement important, irréversible de la longueur globale de la tige, et en eonsé- quence, le déplacement vers le bas du piston 2, en cas CPdae- tion positive" visible dans la figure 3. D'autres moyens sont envisageables pour obtenir, conformément à l'invention, le raccourcissement de la tige de piston en cas de défaillance de l'élément thermosensible. P. E Y E N D ICI T IONS 1.- Soupape automatique de décharge rapide à élément thermosensible, comprenant un corps de soupape avec une cage servant de support de l'élément thermosensible immergé dans le milieu contenant 11 eau dont la température doit etre maintenue constante, et munie d'une ouverture de décharge - soupape caractérisée en ce qu'elle comprend une section restreinte, disposée entre la zone où est placé l'élément thermosensible et l'ouverture de décharge, section dans laquelle se déplace un piston dont la tige est en contact par une extrémité avec cet élément thermosensible, et qui est soumise, à son extrémité opposée, à l'action d'un ressort de compression, ce qui lui permet, à la suite de l'expansion de l'élément thermosensible due à l'augmentation de température, de sortir vers le haut du passage à section restreinte, ouvrant ainsi le passage de l'eau vers la décharge, ce passage étant à nouveau refermé en réponse au retour au repos de l'élément thermosensible comme suite à une réduction de la température en dessous de la limite préréglée, et la possibilité de sortir vers le bas de la zone de section restreinte du corps de soupape étant, en outre, donnée en cas de rupture ou de défaillance de l'élément thermosensible, donc en cas d'action positive, par une ouverture irréversible de la soupape. 2.- Soupape suivant la revendication t, caractérisée en ce que la tige du piston mobile de la soupape comprend un dispositif de raccourcissement automatique de sa longueur, qui entre en action en cas de rupture ou de fonctionnement irrégulier de l'élément thermosensible, de manière à réduire obligatoirement et irréversiblement la longueur totale de la tige en ouvrant largement le passage de décharge de liteau dans la situation dite d'action positive. 3.- Soupape suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le dispositif de raccourcissement automa tique de la tige est constitué par une tige qui se déplace à l'intérieur d'un premier manchon solidaire de la tige de piston et muni, sur un c8té, d'une encoche dans laquelle est disposé un petit cylindre, soumis à un ressort de rappel et qui ne peut sortir de l'encoche dans des conditions de fonctionnement normal, un second manchon étant disposé extérieurement au premier et portant une fenetre latérale par où le petit cylindre peut sortir sous l'action d'un plan incliné prévu sur le bord supérieur de l'encoche du canal intérieur, lorsque, sous l'ef- fet de la rupture de l'élément thermosensible, la tige descend en commun avec le manchon intérieur, tandis que le manchon exté- rieur reste maintenu par la partie fixe de la soupape en rendant irréversible le raccourcissement de la tige en cas d'action positive de décharge. 4.- Soupape suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le petit cylindre sort de l'ouverture latérale des deux manchons, en cas d'action positive et tombe à l'extérieur sans pouvoir etre récupéré, contre I'scion ressort de rappel qui est comprimé entre le manch extérieur et la partie supérieure de la tige. 5.- SOupape suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par la fait qu'un segment intermédiaire de la tige est disposé sur le prolongement de la tige de soupape, son guidage étant assuré dans les conditions normales, par un manchon prévu dans la partie fixe du corps de soupape, ce segment étant en contact par son extrémité supérieure conique avec ltextréml- té inférieure conique de la partie supérieure de la tige, ce segment se trouvant en équilibre instable dans les conditions d'action positive, de sorte qu'il tombe à l'extérieur en provoquant ainsi le raccourcissement obligatoire et irréversible de la tige, en cas de rupture ou de fonctionnement irrégulier de élément thermosensible.