Brevet FR2479395A3 — publié le 19811002

FR 2479395 A3 19811002 FR 8106324 A 19810330 La présente invention concerne un robinet à soupape à caractéristique d'ouverture à deux étages, notamment robinet de combustible pour appareils chauffés au gaz, compor- tant un organe d'entrainement à déplacement linéaire qui agit, pendant une première course partielle, sur un premier obtura- teur et, pendant une deuxième course partielle, sur un deuxième obturateur en libérant alors ainsi tout d'abord une section étranglée du robinet correspondant à un premier étage de com- bustion, puis la section nominale du robinet correspondant à un deuxième étage de combustion. Des robinets à soupape de ce type sont conçus par exemple comme robinets à moteur servant à commander l'arri- vée du combustible dans des chaudières à gaz. Dans les chauffe- eaux instantanés au gaz, on utilise des robinets de ce genre pour ce qu'on peut appeler la sécurité au manque d'eau, qui, au début d'un écoulement d'eau dans l'appareil, libère en deux étages l'arrivée du combustible. Dans des robinets à soupape connus d'un type cor- respondant (EP-A 0 006 416), les deux obturateurs sont disposés coaxialement à l'organe d'entraînement à déplacement axial et sont agencés comme organes de fermeture de soupapes à disque, qui, lors de l'ouverture du robinet à soupape, sont l'une après l'autre soulevées de leur siège. Ce mode de réalisation présente l'inconvénient que, pour une durée d'ouverture donnée du robinet, la durée du premier étage de combustion influence le débit maximum qui passe à travers le robinet et que l'on ne peut régler que la section d'étranglement du robinet mais non la section nominale de celui-ci. L'invention concerne, en vue d'éviter ces inconvé- nients, un robinet à soupape du type décrit, caractérisé en ce que le deuxième obturateur est monté oscillant et l'axe de la course de l'organe d'entraînement à déplacement linéaire est prévu à une certaine distance par rapport à l'axe d'oscillation du deuxième obturateur. Un tel robinet à soupape présente l'avantage que l'organe d'entraînement peut agir sur le deuxième obturateur par l'intermédiaire d'une transformation qui agrandit le par- cours de positionnement, ce qui permet de donner une dimension relativement faible à la deuxième course partielle de l'organe d'entraînement, qui provoque le déplacement du deuxième obtura- teur. On obtient de ce fait que, pour une durée d'ouverture donnée du robinet, la durée du premier étage de combustion peut, sans réduction du débit maximum de passage, être choisie suffi- samment grande pour que soit surabondamment garanti un allumage réglementaire du brûleur surveillé par le robinet. La relation de dépendance qui existait entre le débit maximum de passage du robinet et la grandeur de la deuxième course partielle de l'organe moteur disparatt, parce que la section nominale du robinet peut être également influencée par la valeur de la transformation qui s'opère entre la deuxième course partielle de l'organe moteur et le parcours de positionnement du deuxième obturateur. D'autres conceptions avantageuses du robinet à soupape tel que défini ci-dessus, peuvent être réalisées grâce à des moyens indiqués dans la suite. Il est particulièrement avantageux que l'organe d'entraînement à déplacement-linéaire soit couplé au deuxième obturateur par l'intermédiaire d'au moins un organe intermé- diaire oscillant, de préférence un levier oscillant. Ceci permet d'écarter suffisamment l'un de l'autre les deux obturateurs dans l'espace pour permettre de disposer commodément des moyens de réglage de la course des obturateurs. La disposition selon l'invention convient particu- lièrement pour des robinets o les deux obturateurs sont disposés en série l'un derrière l'autre dans le canal de passage du robinet. Dans ce cas, il est avantageux que le deuxième obtura- teur libère, en position de repos, la section d'étranglement du robinet, ce qui permet d'agencer le deuxième obturateur comme simple papillon et de supprimer le siège de soupape correspon- dant. Dans le montage en série des deux obturateurs, la section nominale du robinet peut être déterminée par la position en fin de course du premier ou du deuxième obturateur. Dans chaque cas, le premier obturateur peut venir en position finale pendant la première course partielle de l'organe d'entraînement sans que cela modifie la section d'étranglement du robinet, déterminée par la position au repos du deuxième obturateur. On réalise une disposition compacte en prévoyant que le premier obturateur est disposé selon le même axe que l'organe d'entraînement, à déplacement linéaire, et fait partie 3 2479395 d'une soupape à disque qui, au début de la deuxième course partielle, a déjà libéré une section de passage correspondant au moins à la section nominale du robinet. Dans ce cas, il est judicieux de déterminer la section nominale du robinet par la position en fin de course du deuxième obturateur, qui peut être conçu simplement comme clapet d'étranglement. Un clapet d'étranglement présente de plus l'avantage d'avoir, par rapport aux soupapes à disque, une caractéristique de passage presque linéaire. - La position de repos du clapet d'étranglement, qui détermine la section étranglée du robinet, peut avantageusement, se régler au'moyen d'une vis de réglage vissée dans le carter du robinet et qui est associée au clapet d'étranglement lui- même ou à un élément de transmission oscillant entre l'organe d'entratnement et le clapet d'étranglement. Pour régler la position de fin de course oscillante du clapet d'étranglement, qui définit la section nominale du robinet, il peut être judicieux de prévoir une butée pouvant se régler en se déplaçant axialement sur l'organe d'entraînement, agencée de préférence comme coulisseau, butée qui est associée au clapet d'étranglement lui-même ou à un élément de transmis- sion oscillant entre l'organe d'entraînement et le clapet d'étranglement. On obtient un rapport de transmission important entre l'organe d'entralnement et le clapet d'étranglement si l'élément de transmission oscillant, conçu comme levier, est couplé, par l'intermédiaire d'un guidage en croix de Malte, au clapet d'étranglement ou à une bascule qui y est fixée. Lorsque l'élément de transmission oscillant est disposé à l'intérieur du canal de passage du robinet, il n'y a plus besoinpour l'arbre oscillant du clapet d'étranglement situé dans le carter du robinet de paliers étanches et donc qui risquent d'avantage de gripper. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et du dessin annexé représentant un exem- ple de réalisation de l'invention. La figure unique de ce dessin montre en coupe un robinet motorisé pour les chaudières a gaz. Le robinet à soupape comporte un carter 10 présen- tant un alésage d'entrée 12 et un alésage de sortie 14 réunis 4 2479395 l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un alésage perpendiculaire de passage 16 sur lequel est rapporté un siège de soupape 18. A ce siège de soupape 18 est associé un obturateur en forme de disque 20 appuyé contre le siège de soupape 18 par un ressort 22 qui s'appuie luimême contre un couvercle 24 du carter 10. L'obturateur 20 est sollicité dans le sens de l'ouverture par un coulisseau 26 qui est guidé en traversant vers le haut le carter 10, avec étanchéité, et porte à son extrémité libre un poussoir 28 qui, sous l'influence du ressort 22, appuie contre une came 30 disposée sur l'arbre de sortie d'un moto- réducteur 32 fixé sur le carter 10. Un clapet d'étranglement 36 peut osciller dans l'alésage de sortie 14 par son arbre 38. Cet arbre 38 ne sort pas du carter 10 et les alésages usinés dans le carter 10 pour l'arbre 38 sont fermés vers l'extérieur par des bouchons d'étanchéité non représentés. Au clapet d'étranglement 36 est rivée une bascule 40 couplée, par l'intermédiaire d'un guidage en croix de Malte, à l'extrémité libre d'un levier oscillant 44. Ce dernier s'étend dans l'alésage de sortie 14, en passant sur le c8té du coulisseau 26, pour aboutir à un axe d'oscilla- tion 46 disposé à l'extrémité d'un support 48 lui-même fixé de façon étanche dans la paroi du carter 10. Le levier 44 est conçu sous forme de levier double, avec deux bras qui, sur le dessin, sont disposés l'un derrière l'autre et se cachent l'un l'autre. Contre le levier 44 s'appuie un ressort de compression qui tend à le faire osciller dans le sens inverse des aiguil- les d'une montre, jusqu'à ce qu'une broche 52 placée sur le levier 44 vienne en butée contre la face frontale d'une vis de réglage 54 placée dans le carter 10 avec possibilité de réglage. Dans cette position, le clapet d'étranglement 36 prend sa posi- tion d'étranglement représentée, dans laquelle il libère une section étranglée de robinet 56 correspondant à un premier étage de combustion. Sur le levier oscillant double 44 est fixée une deuxième broche de butée 58 qui coopère avec une équerre de butée 60 disposée sur le-coulisseau 26. Ce coulisseau compôtte une portion filetée 62 sur lequel est vissé un écrou 64 à profil carré et portant l'équerre de butée 60. L'écrou 64 coulisse par ses faces latérales entre les deux bras du levier oscillant 44, ce qui lui interdit de tourner.- En faisant tourner le coulisseau 26, on peut donc régler l'écrou 64 et, avec lui, l'équerre de butée 60, en la déplaçant dans la direction de l'axe du coulisseau 26. Comme sécurité à l'égard d'une rotation intempestive du coulisseau 26, on a prévu dans son poussoir 28 deux fentes transversales 66 et dans l'une de ces fentes trans- versales 66, est coincé, de par le frottement, une clavette striée 68 qui s'appuie contre la face frontale 70 tournée de ce côté du moto-réducteur 32. Pour l'ouverture du robinet, le moto-réducteur 32 reçoit une impulsion de mise en circuit qui subsiste jusqu'à ce que la came 30 ait exécuté un demi tour. Le coulisseau 26, pendant une première course partielle, pousse sur l'obturateur en l'écartant suffisamment du siège de soupape 18 pour que la section de robinet libérée de ce fait corresponde à peu près à la section nominale de robinet correspondant au deuxième étage de combustion. Pendant cette première course partielle, le clapet d'étranglement 36 reste dans la position d'étrangle- ment représentée, pour laquelle le gaz peut s'écouler en direc- tion du brûleur par l'intermédiaire de l'ouverture de passage étranglée 56 correspondant au premier étage de combustion et le brûleur peut donc être allumé réglementairement. Au début de la deuxième course partielle du cou- lisseau 26, l'équerre de butée 60 vient se poser sur la broche de butée 58 du levier coulissant 44, la poursuite du mouvement de descente de ce coulisseau 26 venant basculer le levier oscil- lant 44 dans le sens des aiguilles d'une montre et donc le clapet d'étranglement 36 dans le sens inverse. Par suite de la multiplication du déplacement entre le levier oscillant 44 et la bascule 40 duc1apet d'étranglement 36, ce clapet atteint très rapidement sa position finale qui détermine la section nominale du robinet. Il est possible de régler de façon simple la section nominale du robinet en faisant tourner le poussoir 26 et en l'assurant ensuite par insertion de la clavette 68 dans l'une des fentes 66. La course totale du coulisseau 26 est atteinte lorsque la came 30 du moto-réducteur 32 a exécuté un demi-tour. Ensuite le moteur est automatiquement mis hors cir- cuit par l'intermédiaire-d'un contacteur de fin de cgurse non représenté. Pour la fermeture du robinet, le moto-réducteur 32 est à nouveau mis en circuit par l'intermédiaire d'un deu- 6 2479395 xième conducteur d'arrivée, après quoi la came 30 poursuit son mouvement dans le mgme sens de rotation en exécutant un autre demi tour pour revenir à sa position de départ. Dans cette position, les pièces reprennent à nouveau la position représen- tée sur le dessin, o le clapet d'étranglement 36 libère la section étranglée de robinet 56 dont l'importance est déterminée par le réglage de la vis de réglage 54. A la place d'un moteur rotatif, on peut également prévoir un motoréducteur résistant au court-circuit, qui vienne, a l'ouverture, tourner contre une butée fixe et soit mis électriquement hors circuit à la fermeture du robinet, un ressort de rappel ramenant alors l'obturateur du robinet sur son siège. Pour accélérer ce processus, on peut prévoir entre le moteur et le robinet un accouplement qui soit découplé pour la fermeture du robinet. R E V E N D I C A T I 0 N S ) Robinet à soupape à caractéristique d'ouverture à deux étages, notamment robinet de combustible pour appareils chauffés au gaz, comportant un organe d'entraînement à déplace- ment linéaire qui agit, pendant une première course partielle, sur un premier obturateur et, pendant une deuxième course par- tielle, sur un deuxième obturateur en libérant alors ainsi tout d'abord une section étranglée du robinet correspondant à un premier étage de combustion, puis la section nominale du robinet correspondant à un deuxième étage de combustion, robinet caractérisé en ce que le deuxième obturateur (36) est monté oscillant et l'axe de la course de l'organe d'entrainement (26) -à déplacement linéaire est prévu à une certaine distance par rapport à l'axe d'oscillation (38) du deuxième obturateur (36). 2 ) Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement (26) à déplacement linéaire est couplé au deuxième obturateur (36) par l'intermédiaire d'au moins un organe intermédiaire oscillant (44). ) Robinet selon l'une ou l'autre des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que les deux obturateurs (20, 36) sont disposés en série-l'un derrière l'autre dans le canal de passage du robinet (12, 16, 14) et le deuxième obturateur (36), dans sa position de repos, libère la section étranglée du robinet (56). 40) Robinet selon la revendication 3, caractérisé en ce que la position de repos du deuxième obturateur (36) peut se régler au moyen d'une butée (54) réglable montée sur le carter du robinet. ) Robinet selon l'une ou l'autre des revendica- tions 3 et 4, caractérisé en ce que le premier obturateur (20) est disposé dans le même axe que l'organe d'entrainement (26) et fait partie d'une soupape à disque (18, 20) qui, au début de la deuxième course partielle, a déjà libéré une section de passage correspondant au moins à la section nominale du robinet. 60) Robinet selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 5, caractérisé en ce que le deuxième obturateur (36) détermine par sa position de fin de course la section nominale du robinet. ) Robinet selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que le deuxième obturateur (36) est un clapet d'étranglement oscillant situé à une certaine distance de l'axe de la course de l'organe d'entraînement (26) à déplacement linéaire. ) Robinet selon la revendication 7, caractérisé en ce que le clapet d'étranglement (36) est disposé dans une portion (14) du canal de passage du robinet (12, 16, 14) qui s'étend, au moins approximativement, à angle droit par rapport à l'axe de la course de l'organe d'entraînement (26). ) Robinet selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement (26) porte une butée (60) réglable axialement qui agit sur le levier oscillant (44) et qui détermine par sa position axiale sur l'organe d'entraîne- ment (26), la position de fin d'oscillation du clapet d'étran- glement (36) et ainsi la grandeur de la section nominale du robinet. ) Robinet selon l'une ou l'autre des revendica- tions 4 et 9, caractérisé en ce que le levier oscillant (44), dans sa position de repos, est poussé, par un ressort de rappel (50), et sans obstacle de la part de la butée (60) prévue sur l'organe d'entraînement (26), contre une butée réglable (54) montée sur le carter et dont le réglage détermine la grandeur de la section étranglée du robinet (56). ) Robinet selon la revendication 10, caractérisé en ce que le levier oscillant (44) peut osciller dans un plan parallèle à l'axe de la course de l'organe d'entraînement (26) et la butée réglable (54) qui détermine la position de repos du clapet d'étranglement (36) est agencée comme vis de réglage vissée dans le carter. ) Robinet selon l'une quelconque des revendica- tions 8 à 11, caractérisé en ce que le levier oscillant (44) est couplé, par l'intermédiaire, d'un guidage à croix de Malte (42), au clapet d'étranglement (36) ou à une bascule (40) qui lui est fixée. ) Robinet selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe intermédiaire oscillant (44) est disposé à l'intérieur du canal de passage du robinet (12, 16, 14). 14 ) Robinet selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 13, caractérisé en que l'organe-d'entraînement (26) à déplacement linéaire est actionné par un moteur électrique (32),- de préférence par l'intermédiaire d'une came (30).