Brevet FR2416424A1 — publié le 19790831

La présente invention concerne un dispositif de réglage de débit d'un broyeur à gaz, du type comportant un organe à étranglement variable relié, d'une part, à une source de gaz et, d'autre part, à un injecteur à ouverture calibrée. L'invention a notamment pour but de réaliser une installa- tion de ce type dont la commande est assurée par des organes de manoeuvre à déplacement linéaire. Ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait que ledit organe est du type comportant un corps, un obturateur profilé mobile axialement dans ce corps et présentant un évidement longitudinal de section croissante d'une extrémité à l'autre déterminant un étranglement variable avec un alésage calibré du corps, alésage dans lequel ledit obturateur coulisse axialement sensiblement sans jeu, du fait que cet évidement est déterminé de telle sorte, qu'en position d'ouverture maximale de l'obturateur, ledit étranglement - dit étranglement d'ouverture maximale - ait une section apparente supérieure à celle de l'injecteur, et du fait que cet obturateur est relié à un organe de manoeuvre par l'intermédiaire d'un démultiplicateur de déplacement linéaire. Par"section apparente" de l'étranglement, on entend la superficie de l'ouverture circulaire équivalente audit étranglement du point de vue de l'écoulement des gaz à travers ladite ouverture. Avantageusement, dans le cas où le dispositif de réglage de débit est prévu pour plusieurs injecteurs de sections d'ouverture différentes et dont chacun peut etre associé à un type de gaz correspondant et à une puissance de brEleur déterminée, on prévoit pour l'obturateur, plusieurs courses de longueurs différentes ayant même position de fermeture et étant associées chacune à un injecteur, ces courses étant déterminées en même temps que l'évidement de l'obturateur, de telle sorte qu'à la position d'ouverture maximale de chaque course corresponde un étranglement - dit d'ouverture maximale de section apparente en relation avec celle de l'injecteur utilisé, et le-démultiplicateur est à plusieurs coefficients de démultiplication prédéterminés, dont chacun correspond à une course de l'obturateur. De préférence, les courses correspondant à un meme type de gaz, sont chacune de longueur proportionnelle au diamètre de la section d'ouverture de l'injecteur correspondant. Avantageusement,. le démultiplicateur comprend un levier monté sur un axe fixe et relié, par un premier point, à l'organe de manoeuvre et par un deuxième point plus proche dudit axe que le premier point, à l'obturateur par l'intermédiaire d'une bielle, et des moyens sont prévus pour positionner ce deuxième point dans au moins trois positions prédéterminées correspondant chacune à un type de gaz. Avantageusement, l'évidement est déterminé de telle sorte que la variation de la section apparente s de l'étranglement en fonction d'un paramètre de position x de l'obturateur entre sa position de fermeture, pour laquelle x est nul, et sa position d'ouverture maximale1 pour laquelle x est voisin de 1, x étant compris entre 0 et 1, suive au plus près la relation suivante - où So est la section de l'injecteur. Avantageusement, l'évidement comprend au moins une gorge à section droite en V d'angle d'ouverture constant sur toute la longueur de l'obturateur et compris entre 30 et 1000. Dans ce cas, la section apparente de l'étranglement d'ouverture maximale est avantageusement supérieure à trois fois celle de l'injecteur. Avantageusement, l'évidement comprend au moins une gorge à section en V tronqué à fond plat ou arrondi de largeur ou rayon constant sur toute la longueur de l'obturateur et d'angle d'ouverture compris entre 30 et 1000 constant sur toute la longueur de l'obturateur. Dans ce cas, la section apparente de l'étranglement d'ouverture maximale est avantageusement d'environ 1,4 à 1,6 fois celle de l'injecteur. Avantageusement, un conduit de by-pass est prévu en parallèle sur l'étranglement du dispositif de réglage de débit et un étranglement réglable est interposé sur ce conduit de by-pass, ce conduit permettant le passage d'un débit de ralenti s'ajoutant au débit réglable passant à travers l'étranglement principal du dispositif de réglage de débit. Ainsi, le dispositif selon la présente invention permet la commande du débit de gaz combustible par déplacement linéaire de curseurs. Ce dispositif présente une grande facilité dEmploi etun faible encombrement puisque, grsce à l'utilisation d'un démultiplicateur, la course de l'obturateur peut etre faible. Par ailleurs, on peut obtenir une courbe de débit linéaire par rapport au déplacement axial de l'obturateur et donc du curseur de manoeuvre : il suffit pour cela que la loi de variation de l'ouverture de l'étranglement en fonction de la position de l'obturateur soit voisine de la fonction Cette condition peut etre réalisée avec, pour évidement, une gorge à section droite en V comme spécifié plus haut. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels - les figures la à lc représentent schématiquement en coupe axiale un dispositif de réglage de débit d'un brûleur de table de travail pour la cuisson domestique - la figure 2 représente une coupe axiale plus détaillée du dispositif de réglage de débit selon un mode de réalisation particier;; - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation de l'obturateur du dispositif selon l'invention - la figure 4 est une coupe transversale suivant IV-IV à travers l'obturateur de la figure 3 - la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un deuxième mode de réalisation de l'obturateur du dispositif selon l'invention - la figure 6 est une coupe transversale suivant VI-VI à travers l'obturateur de la figure 5 - la figure 7 est une coupe axiale d'un troisième mode deréalisation de l'obturateur du dispositif selon l'invention - la figure 8 est une coupe transversale suivant VIII-VIII à travers l'obturateur de la figure 7 - la figure 9 est une vue schématique d'un levier démultiplicateur utilisé dans le dispositif selon un mode de réalisation de l'invention ;; - la figure 10 est une vue schématique d'un levier démultiplicateur selon un autre mode de réalisation - la figure 11 est une vue schématique en plan montrant un groupement de dispositifs selon un mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 12 est une vue en coupe verticale d'un détail suivant la ligne XIJ-XII de la figure 11. L'organe à étranglement variable - ou robinet - représenté sur les figures la à lc comprend : un corps 1, dans lequel est ménagée une voie de passage pour un gaz entrant par un orifice d'entrée 2 et sortant par un orifice de sortie 3, et une section de passage variable interposée sur cette voie de passage. Cette section variable est ménagée entre, d'une part, un mobile - ou obturateur - profilé 4 muni d'une gorge longitudinale 5 et, d'autre part1 un alésage calibré 6 dans lequel coulisse axialement et sensiblement sans jeu le mobile. L'alésage 6 communique directement, d'une part, avec la sortie 3 et, d'autre part, avec une cavité 7 de section plus grande que celle de l'alésage 6 et dans laquelle débouche l'entrée 2.En position de fin de course d'ouverture (figure la), le mobile 4 est essentiellement situé dans la cavité 7; en position de fin de course de fermeture (figure lc) le mobile 4 est essentiellement situé dans l'alésage 6. La superficie de la section droite de la gorge 5 est croissante depuis zéro à l'extrémité du mobile 4 située à l'opposé de la sortie 3 jusqu'à une valeur maximale à l'extrémité adjacente à cette sortie 3. Le mobile 4 est muni d'une tige de manoeuvre 4a traversant la paroi du corps 1 de façon étanche gracie à la disposition d'un presse-étoupe 8. Un joint torique 9 est monté dans une gorge annulaire située à l'extrémité du mobile 4 adjacente à la tige de manoeuvre 4a et à l'extrémité de section nulle de la gorge 5. Le joint 9 présente un diamètre extérieur légèrement supérieur à celui de l'alésage 6. Ce joint 9 est positionné axialement sur le mobile 4 de telle sorte que, lorsque ce dernier se trouve en fin de course de fermeture (figure lc), ledit joint 9 assure l'étanchéité de la fermeture du robinet en s'engageant dans l'alésage 6. Ainsi, par un déplacement linéaire axial du mobile 4 de droite à gauche sur les figures la à lc, on diminue progressivement la section variable de passage du gaz et donc le débit de gaz sortant par la sortie 3. Une conduite 10 relie la sortie 3 à un injecteur 11 associé à ce brûleur. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 2, le robinet comporte en outre un conduit de by-pass 12 reliant la cavité 7 à l'extrémité de l'alésage 6 adjacente à la sortie 3. Une vis 13 vissée dans un taraudage 14 du corps débouchant dans le conduit 12 établit un étranglement réglable 15 sur le conduit de by-pass 12. Un joint torique 16 assure l'étanchéité entre la vis 13 et le corps 1. Contrairement au mode de réalisation des figures la à lc, le joint 9 présente ici un diamètre extérieur franchement supérieur à celui de l'alésage 6 ; ce joint 9 est destiné à coopérer avec un contre-alésage 17 suivant immédiatement l'alésage 6 du côté opposé la sortie 3. Le conduit de by-pass débouche dans la paroi de décrochement 17a reliant le contre-alésage 17 à l'alésage 6. De cette manière, le joint 9 peut assurer, en position de fin de course de fermeture du mobile 4,telle que représentée sur la figure 2, la fermeture étanche du conduit de by-pass 12. Selon un mode de réalisation préféré représenté à la figure 3, le joint 9 est monté dans une gorge 100 prévue à la périphérie d'une bague 101 elle-meme emmanchée à force sur un tronçon 102 de l'obturateur 4. Le relie du conduit de by-pass 12 muni de son dispositif de réglage 13 à 16 est d'établir un débit de ralenti d'une valeur prédéterminée dès que le mobile 4 est déplacé d'une faible distance à partir de sa position de fermeture. Ce débit de ralenti étant différent suivant la nature du gaz combustible utilisé, le dispositif de réglage 13 à 16 permet ainsi d'adapter le robinet aux différents gaz. La gorge 5 est usinée de telle sorte que l'on ait sensiblement entre la section apparente s de l'étranglement et la position de l'obturateur 4, la relation suivante où So est la superficie de la section de passage de l'injecteur 11 et x un paramètre positif, inférieur à 1, proportionnel à la position axiale de l'obturateur. On a constaté expérimentalement que cette condition permet d'obtenir un débit sortant de l'injecteur 11 sensiblement linéaire en fonction du déplacement de l'obturateur. Une telle condition peut etre réalisée en usinant la gorge 5 par fraisage à l'aide d'une fraise cylindrique 18 (figures 4 et 6) et en assujettissant le mouvement d'avance de la fraise le long de l'axe de l'obturateur à suivre une courbe telle que 19 ou 20 (figures 3 et 5) au moyen d'un gabarit de fraisage approprié. On obtient une gorge à section droite en V à angle d'ouverture "a" droit. La gorge de l'obturateur représenté aux figures 3 et 4 est calculée pour un injecteur unique de section So déterminée. En position d'ouverture maximale de l'obturateur, la section géométrique S de l'étranglement correspond à une section apparente d'au moins trois fois celle (So) dudit injecteur. On voit sur la figure 3 que le profil 19 du fond de la gorge est incurvé vers le bas à l'extrémité libre de l'obturateur 4. L'obturateur des figures 3 et 4 ne permet d'obtenir une bonne linéarité de la courbe de débit de gaz en fonction du déplacement axial dudit obturateur, que lorsque l'on utilise l'injecteur de section So. Or cette section So correspond à la fois au type de gaz utilisé et à la puissance du broyeur. I1 serait avantageux de pouvoir réaliser un dispositif de réglage de débit "multigaz" pouvant etre utilisé avec les trois types de gaz employés dans le domaine ménager : gaz de ville, gaz naturel, et gaz du type butane ou propane, et ce pour des bradeurs de puissances différentes. A cet effet, pour un valeur de puissance P déterminée, on associe à chaque type de gaz l'une de trois courses de longueurs différentes C1, C2 et C3 de l'obturateur 4, ces trois courses ayant meme position de fermeture (figure 5) ; la course la plus courte C1 correspond au butane-propane, la course C2, au gaz naturel et la course la plus longue C3, au gaz de ville. De plus, à la position d'ouverture maximale de chaque course, l'étranglement présente une section géométrique S1, S2, S3 correspondant à une section apparente 3 égale à au moins trois fois celle de l'injecteur correspondant.La courbe 20 du profil du fond de la gorge est déterminée de telle sorte que, pour chacune des parties de cette courbe correspondant à une course C1, C2 et C3, l'on s'écarte le moins possible de la relation s = f (x). La méthode permettant de déterminer les courses en fonction des trois familles de gaz pour différentes valeurs de la puissance,quand celle-ci varie dans un rapport de préférence compris entre 1 et 1,6, est la suivante Pour un brûleur de puissance P' différente de P, les courses C1, C2 et C3 doivent etre remplacées par des courses C' 1' C; ;, C' de longueurs telles que l'on ait 2 3 C' C' C' Ci = 2 = 3 C1 C2 C3 K étant le rapport des diamètres de section d'ouverture des injecteurs correspondant, respectivement, au brtleur de puissance P' et au brûleur de puissance P. Le mode de réalisation représenté aux figures 5 et 6 a pour inconvénient de nécessiter la confection d'un gabarit courbe spécial pour le fraisage de la gorge 5. On a constaté que l'on pouvait également obtenir pour chaque course C1, C2, C3, une bonne linéarité de la courbe débit/déplacement sans utiliser de gabarit courbe spécial de fraisage de la gorge, à condition d'utiliser une fraise 21 de forme générale cylindrique à angle à pan coupé 21a ou arrondi (figure 8). L'on obtient une gorge en V tronqué à fond plat ou arrondi. La largeur "b" du fond est avantageusement comprise entre Do et Do , Do étant le diamètre de l'injecteur associé au gaz 2 5 naturel.Ce fond plat ou arrondi de la gorge permet d'obtenir une bonne linéarité de la courbe débit-déplacement pour les trois gaz à condition que les sections géométriques S1, S2 et S3 de l'étranglement correspondant respectivement à la position d'ouverture maximale de chaque course C1, C2, C3 , de l'obturateur, correspondent chacune à une section apparente sensiblement égale à 1,4 à 1,6 fois celle de l'injecteur correspondant. Dans ces conditions, le profil axial du fond de la gorge peut Btre une simple droite 22 (figure 7), ce qui simplifie l'usinage. Pour la commande du mobile 4, on prévoit un dispositif démultiplicateur de mouvement dont le coefficient de démultiplication est-réglable. Selon les exemples représentés aux figures 9 et 10, ce dispositif est constitué par un levier simple bras 23 (figure 9) ou à deux bras 24 formant un angle (figure 10), ces leviers étant articulés sur un axe fixe 25. Une bielle 26 relie la tige de manoeuvre 4a au levier 23, 24. Plusieurs trous 27 sont prévus sur le levier 23 ou sur le bras 24a du levier 24 pour le montage de l'axe d'articulation adjacent 26a de la bielle 26. A l'extréuutlibre du levier simple 23 ou du bras moteur 24b du levier double 19 est monté un bouton de manoeuvre 28 coulissant le long d'une glissière fixe 29. Le bouton 28 est solidarisé à ladite extrémité libre des leviers ou bras 23, 24b au moyen d'un doigt ou broche 28a dudit bouton 28, engagé dans une lumière ou rainure oblongue longitudinale 30 de ladite extrémité libre. L'emplacement de chaque trou 27 est choisi de telle sorte qu'à une course complète du bouton 28 corresponde une course respective C1, C2, C3 de l'obturateur 4. 3 Comme le montre la figure 11, lorsque la table de travail comprend plusieurs broyeurs, on peut regrouper les robinets correspondants dans un même bloc central 31, ce qui permet d'utiliser une arrivée de gaz unique 32 aboutissant dans ledit bloc 31. Tel que représenté sur la figure 12, le bouton 28 est monté coulissant dans une fente rectiligne 33 ménagée dans un pupitre de commande 34, et relié par une languette 35 à une bague de manoeuvre 36 coulissant sur la glissière fixe 29. Cette bague 36 porte le doigt 28a plongeant dans la lumière oblongue 30 du levier 24. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'entre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, l'obturateur peut comporter deux ou plusieurs gorges longitudinales, différentes ou identiques pour répondre à l'utilisation de différentes puissances ou de différents gaz. Par ailleurs, l'angle d'ouverture "a" de la gorge en V pointu ou tronqué des figures 4, 6 et 8 peut titre plus généralement compris entre 300 et 100 . REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage de débit de gaz du type comportant un corps, un obturateur profilé mobile axialement dans ce corps et présentant un évidement longitudinal de section croissante d'une extrémité à l'autre déterminant un étranglement variable avec un alésage calibré du corps, alésage dans lequel ledit obturateur coulisse axialement sensiblement sans jeu, caractérisé en ce qu'il est appliqué à l'alimentation d'un brûleur à gaz et interposé dans une conduite d'alimentation de ce brûleur entre une source de gaz combustible et un injecteur à ouverture calibrée, en ce que l'évidement de l'obturateur est déterminé de telle sorte qu'en position d'ouverture maximale udit obturateur, ledit étranglement - dit étranglement d'ouverture maximale - ait une section apparente supérieure à celle de l'injecteur, et en ce que cet obturateur est relié à un organe de manoeuvre par l'intermédiaire d'un démultiplicateur de déplacement linéaire. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où ce dispositif de réglage de débit est prévu pour plusieurs injecteurs de sections d'ouverture différentes et dont chacun est associé à un type de gaz et à une puissance de brûleur correspondants, on prévoit pour l'obturateur plusieurs courses de longueurs différentes ayant même position de fermeture et étant associées chacune à un injecteur, ces courses étant déterminées en même temps que l'évidement de l'obturateur, de telle sorte qu'à la position d'ouverture maximale de chaque course corresponde un étranglement - dit d'ouverture maximale - de section apparente en relation avec celle de l'injecteur utilisé, et en ce que le démultiplicateur est à plusieurs coefficients de démultiplication prédéterminés dont chacun correspond à une course de l'obturateur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les courses correspondant à un meme type de gaz, mais à des puissances de brtleur différentes, sont chacune de longueur proportionnelle au diamètre d'ouverture de l'injecteur correspondant. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le démultiplicateur comprend un levier monté sur un axe fixe et relié par un premier point, à l'organe de manoeuvre et par un deuxième point plus proche dudit axe que le premier point, à l'obturateur par l'intermédiaire d'une bielle, des moyens étant prévus pour positionnerce deuxième point dans au moins trois positions prédéterminées correspondant chacune à un type de gaz. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'évidement est déterminé de telle sorte que la variation de la section apparente s de l'étranglement en fonction d'un paramètre de position x de l'obturateur entre sa position de fermeture pour laquelle x est nul et sa position d'ouverture maximale pour laquelle x est voisin de 1, x étant compris entre O et 1, suive au plus près la relation suivante où So est la section de l'injecteur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'évidement comprend au moins une gorge à section droite en V d'angle d'ouverture compris entre 300 et 1000 constant. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 & 6, caractérisé en ce que la section apparente de l'étranglement d'ouverture maximale est d'au moins trois fois celle de l'injecteur. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'évidement comprend au moins une gorge à section droite en V tronqué présentant un fond plat ou arrondi de largeur constante et un angle d'ouverture constant compris entre 30 et 1000 et en ce que le profil longitudinal de la gorge est rectiligne. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la section apparente de l'étranglement d'ouverture maximale est d'environ 1,4 à 1,6 fois celle de l'injecteur. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un conduit de by-pass est prévu en parallèle sur l'étranglement du dispositif de réglage de débit et en ce qu'un étranglement réglable est interposé sur ce conduit de by-pass, ce conduit permettant le passage d'un débit de ralenti s'ajoutant au débit réglable passant à travers l'étranglement principal du dispositif de réglage de débit.