Brevet FR2482259A1 — publié le 19811113

La présente invention concerne le domaine des chalumeaux. Elle a plus particulièrement pour objet un nouveau chalumeau comportant un dispositif de protection contre les allumages in- térieurs,retour de gaz et création de mélanges gazeux dangereux en particulier en amont dudit chalumeau. On rappelera tout d'abord que les chalumeaux destinés à pro- duire une flamme sont alimentés d'une part par un gaz combustible et d'autre part par un gaz comburant. Les gaz sortent d'un ensem- b ble d'orifices appelé " injecteur ou mélangeur;ils se mélangent ensuite dans un conduit appelé chambre de mélange. Le mélange ainsi formé s'enflamme à la sortie de la lance disposée sur le cha- lumeau,par un orifice appelé bec ou buse. Or, on sait qu'il se produit fréquemment un allumage prématu- ré à l'intérieur de l'appareil,lorsque,pendant le fonctionnement de l'outil,des circonstances fortuites,tel qu'un échauffement de la buse,ou des projections de scories dans l'orifice de la buseou d'autres événements analogues,provoquent une rentrée de flamme ou un retour du mélange vers l'amont de l'appareil. Un autre danger essentiel est du aux retours de gaz comburant dans le circuit de gaz combustible avec création d'un mélange gazeux dangereux. Pour éviter de tels inconvénients,dont les conséquences peu- vent être extrêmement graves,des dispositions réglementaires ont été prises imposant la présence de dispositifs de sécurité interpo- sés entre le chalumeau et la bouteille d'alimentation. Le dispositif de sécurité est composé généralement d'un clapet antiretour et d'un dispositif étouffe-flamme. Il est nécessaire de disposer de deux dispositifs,chacun d'entre eux étant disposé d'une part sur le circuit du gaz combustible et d'autre part sur le circuit de gaz comburant. Ces dispositifs ou organes de sécurité ne sont toutefois pas dénués d'inconvénients0 En effet 1la présence d'un clapet sur le circuit d'alimenta- tion de gaz comburant ou combustible peut être à l'origine de va- riations de débit de gaz incompatibles avec la faible valeur de la pression d'utilisation appropriée aux conditions de travail usuel- les et nécessitant des modifications de réglage. Le clapet lui-même peut constituer un facteur potentiel d'incidents ou d'accidents par retour de flamme. La sécurité de son fonctionnement,même à l'état neuf,dépend de la distance à laquelle il est monté par rapport au chalumeau mais aussi de l'inclinaison donnée à celui-ci par l'utilisateur au cours de travaux. En outre, en l'absence d'entretien,la fiabilité du clapet peut être compromise à brève échéance eu égard à l'encrassement ou la détérioration du mécanisme interne. On insistera plus.qarticulièrement sur un défaut inhérent à de tels dispositifs qui/du au fait même qu'ils doivent être adjoints au circuit d'alimentation de gaz entre le détendeur et le chalumeau. En effet,de par gette disposition,ils ne peuvent donner une sécuri- té maximum puisqu'ils sont situés dans des points mécaniquement fragiles de l'ensemble,se situant à l'entrée du chalumeau. A ce ni- veau,les pièces de raccord ou tuyaux,bien entendu extrêmement fra- giles,peuvent donner lieu à des accidents extrêmement graves pour l'utilisateur qui est situé à proximité immédiate ou au contact avec ces organes. Il existe donc un besoin qui a d'ailleurs été exprimé par l'Institut National de Recherche et de Sécurité pour la prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles (INRS), ainsi que par plusieurs caisses d'assurances et de maladies,pour un dispositif de sécurité au chalumeau qui permettrait d'empêcher la créaction d'un mélange inflammable à l'intérieur de la lance ou dans le corps du chalumeaupuisque seules ces pièces peuvent consti- tuer, dans l'ensemble1des éléments mécaniquement résistants. L'invention a pour objet précisément d'apporter une solution au problème précédemment posé et a pour objet un nouveau chalumeau comportant un dispositif de protection contre les allumages inté- rieurs et retour de gaz. - 2482259 Le chalumeau comprend des moyens pour l'admission d'un gaz combustible et des moyens pour l'admission d'un gaz comburant,la pression de ce dernier gaz étant inférieure à celle des gaz combus- tiblesdes moyens de réglage du débit de ces gaz disposés sur les dits moyens d'admissionles moyens pour assurer le mélange desdits gaz,les moyens pour la sortie dudit mélange gazeux jusqu'au bec ou à la buse dudit chalumeau. Ce chalumeau est caractérisé en ce qu'il comporte un clapet anti-retour disposé sur chacun des moyens d'admission de gaz/ainsi qu'un moyen pour étouffer une flamme dis- posé entre lesdits clapets anti-retour et les moyens assurant le mélange desdits gaz. Le clapet situé sur le ciurcuit d'alimentation en gaz combus- tible estde préférencedisposé dans les moyens de réglage du débit de ce gaz. Le moyen pour étouffer une flamme est généralement constitué par un fritté métallique,c'est-à-dire par un cylindre poreux d'un métal fritté,dQnc un acier inoxydable qui agit comme un tamis molé- culaire pour absorber la déflagration et étouffant la flamme. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention,les moyens de réglage du débit de gaz comburant sont constitués par un dispo- sitif dit à "aiguille cannelée" du type de celui décrit dans le brevet FR n0592.979 déposé le 18 Avril 1924 au nom de R0 Dubé et P.Guerchin et n'609 335 déposé le 23 Avril 1925o On concevra que de tels chalumeaux présentent de grands avantages sur les chalumeaux antérieurs auxquels devaient être adjoints un dispositif de sécurité. D'une part,s'il se produisait une inflammation ou une explo- sion dans le chalumeau,ce phénomène interviendrait dans un circuit mécaniquement résistant et les risques d'accident pour les utili- sateurs seraient réduits par rapport au dispositif de l'art antérieur o les retours de flamme ou explosions s'effectuaient en amont du chalumeau,dans des pièces vulnérables. En outre,ce dispositif permet de n'utiliser qu'un fritté métalliquecontrairement aux deux qui étaient exigés antérieurement, puisqu'en fait deux dispositifs étaient nécessairesc'est-à-dire un par circuit de gaz. De plus,dans le dispositif selon l'invention,il existe une sorte de synergie entre le fritté et les clapets disposés en amont, plus particulièrement le clapet du circuit de gaz combustible, Le mêmV phénomène se produit entre l'aiguille cannelée précitée et le clapet du circuit de gaz comburant. Le dispositif selon l'invention a en outre un temps de réac- tion beaucoup plus court que le phénomène de retour de gaz ou de flamme. En outre,en position statique,le dispositif présentement décrit permet d'éviter tout retour du gaz comburant dans le circuit de gaz combustible. En dernier lieuil convient également de remarquer que, contrairement à ce qui se passait pour le dispositif de l'art anté- rieurle chalumeau selon l'invention est beaucoup moins sensible à l'inclinaison à laquelle il est soumis par son utilisateuren cours d'usage. Ce phénomène sera mis en évidence au cours des essais comparatifs joints à la présente description. L'invention sera maintenant illustrée en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique représente une vue en coupe d'un chalumeau selon l'invention. Ce chalumeau 1 comprend un moyen d'admission 2 pour un gaz combustible et un moyen d'admission 3 pour un gaz comburant. Des dispositifs de réglage du débit 4 et 5 sont disposés respectivement sur chacun des moyens d'admission et permettent à l'utilisateur de règler l'arrivée du gaz en fonction des buts poursuivis. La pression du gaz comburant est généralement supérieure à la pression du gaz combustible. Par un système dit de venturi 12,il se crée une dépression qui permet d'aspirer le gaz combustible en fonc- 2482259 tionnement normal. De ce fait,le mélange gazeux-gaz combustible/gaz comburant-ne peut en principe exister qu'en aval des systèmes dits de venturi 12. Le mélange du gaz est donc assuré en 6 et est évacué par des moyens 7 telle qu'une lan e vers le bec ou buse 8 du chalumeau et on procède à l'inflammation. Le dispositif de sécurité selon l'invention est constitué d'une part d'un clapet anti-retour 9 disposé sur le circuit de gaz combustible 2 et de préférenceesensiblement au niveau des moyens de réglage 4,par exemple à quelque mm (2 à 5 mm,par exemple) de ceux- ci. De la même façon,un clapet anti-retour 10 est disposé sur le circuit de gaz comburant 3. Un dispositif étouffe-flamme tel qu'un fritté 11 est situé en aval du clapet anti-retour 9 sensiblement au niveau de la zone 6 de mélange des gaz légèrement en amont par rapport à celle-ci. Si l'on considère que le bec ou la buse 8 du chalumeau peu- vent s'obstruer par des circonstances fortuites,il s'ensuit un refoulement du gaz comburant dans la canalisation du gaz combustible. En l'absence du dispositif de sécurité,et à l'apparition d'une flamme, d'un point d'incandescence ou d'un point d'échauffement,le mélange ainsi constitué pourrait s'enflammer ou exploser. Dans le dispositif selon l'inventionle clapet anti-retour 9 est fermé au repos,et ne s'ouvre que sous l'action conjuguée de la pression du gaz combustible et de la dépression due à laspiration créée par le système dit du venturi 12 causée par le débit du gaz comburant. Ce dispositif se fermera donc s'il est soumis à une contre- pression due soit à un refoulement du gaz comburant,soit à une explosion du mélange dans la lance du chalumeau. En outrel'élément étouffe flamme ou fritté llplacé en aval du clapet 9 étouffera une flamme éventuelle,causée par un allumage du mélange de la lance. D'ailleursainsi qu'il a été précédemment exposé,l'action du fritté 11 exerce une influence sur le clapet 9 puisque l'étouf- fement de la flamme éventuelle accentue la fermeture dudit clapet 9,interdisant ainsi tout risque d'introduction du gaz comburant dans le circuit de gaz combustible,aussi bien en cours d'utilisa- tion du chalumeau,qu'entre deux utilisations. De la même façon,le clapet 10 disposé dans le circuit du gaz comburant évite l'accès éventuel du gaz combustible dans la canali- sation du gaz comburant 3. Ce cas en effet serait possible lorsque les robinets de gaz combustible et comburant sont ouverts,l'alimen- tation en gaz combustible est ouverte alors que l'alimentation du gaz comburant est fermée et que le bec ou la buse du chalumeau est obstrué ou partiellement obstrué. On mtera en outre que,même si un retour de flamme ou une explosion se produisait dans le chalumeau selon l'invention,ce qui semble peu probable pour les raisons précédemment évoquées, un tel accident se produirait dans une zone mécaniquement résistante de l'appareillet de ce faitces conséquences seraient ou négligeables ou atténuées pour l'utilisateur. Tel n'était pas le cas dans les dispositifs de l'art antérieur ou les deux dispositifs de sécurité étaient disposés sur chacun des circuits d'alimentation du gazet ceci en amont du chalumeau. De part ces dispositions,les éventuels retours de flamme ou explosions qui se produisaient,advenaient dans des pièces mécanique- ment non résistantes,en particulier,au niveau des tuyaux ou des raccordset pouvaient,de ce fait, être extrêmement dommageables. De plus,les dispositifs de l'art antérieur étaient extrêmement sensibles à l'inclinaisonce qui n'est présentement pas le cas. Il va de soi que les chalumeaux selon l'invention peuvent être de tout type,tel que notamment ceux utilisés avec les gaz usuels dans ce domaineltel que l'oxygène,lbacétylène,le propane,le tétrène ou tout autre gaz. En ce qui concerne les clapets anti-retour utilisés,ils peuvent également être de type classique0et devront simplement être adaptés aux dimensions des chalumeaux utiliséso De même,les tarages ou réglages de ces clapets sont de la compétence de l'homme de l'art et devront être établis conformé- ment à ce qui a été précédemment indiqué pour quepar exemple,le clapet 9 soit fermé au repos et ne s'ouvre que sous l'action conju- guée de la pression du gaz combustible et de la pression due à l'aspiration créée par le système du venturi 12 causée par le débit de gaz comburant. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention,les moyens de réglage de débit 5 sont constitués par un dispositif à aiguille cannelé du type décrit dans les brevets FR 5920979 et 609.335'préci- téslauxquels l'homme de l'art pourra se référer. Le dispositif,placé à proximité immédiate du clapet 10 et en aval de celui-ci> joue également le rôle d'étouffe-flamme de façon sensiblement analogue au fritté 11 et permet d'éviter des retours rares,mais possibledu gaz combustible dans le circuit de gaz comburant (chalumeau bouché,arrivée gaz comburant fermée,arrivée et robinet gaz combustible ouvert)o Les dispositifs anti-retour tels que les frittés seront également choisis parmi les modèles existants0 En règle générale; on utilise des frittés en acier inoxydable. L'exemple suivant est destiné à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée0 On a testé un dispositif de type classique pour ce qui'concerne l'influence de l'inclinaison du chalumeau sur les débitso 8 2482259 Dans ce casla flamme variait d'intensité à l'oeil nu, et un réglage des débits en cours d'utilisation était nécessaire. Tel n'était pas le cas du dispositif de l'invention,pour le- quel aucune variation de la flamme n'était visible à l'oeil nu, quelque soit l'inclinaison du chalumeau. En outre,on a provoqué volontairement une dizaine de retours de gaz dans le présent chalumeau et on n'a constaté,au démontages aucun encrassement intérieur. De tels avantages,combinés à une sécurité accrue de l'appa- reil,n'existaient pas dans les chalumeaux de l'art antérieur aux- quels étaient associés des dispositifs anti-retour externes. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation spécifiquement décrit et il va de soi que l'homme de l'art pourra y apporter des modifications ou variantes pour adapter le chalumeau selon l'invention ou à des buts spécifiques suivis. REVENDICATIONS loChalumeau (1) comprenant des moyens (2) pour l'admission d'un gaz combustible et des moyens (3) pour l'admission d'un gaz comburant,la pression de ce gaz étant supérieure à celle du gaz combustible,des moyens (4,5) de réglage du débit de ces gaz dispo- sés sur lesdits moyens d'admission;des moyens (6) pour assurer le mélange desdits gazdes moyens (7) pour la sortie dudit mélange gazeux jusqu'au bec ou à la buse (8) dudit chalumeau,caractérisé en ce qu'il comporte un clapet (9,10)disposé sur chacun des moyens d'admission de gaz et un moyen (11) pour étouffer une flamme disposéeentre lesdits clapets et les moyens de mélange desdits gaz. 2. Dispositif selon la revendication l,caractérisé en ce que ledit clapet (9)du circuit d'alimentation (2) en gaz combustible est disposé dans lesdits moyens de réglage (4) du débit de ce gazo 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,caroctérisé en ce que le moyen (11) pour étouffer une flamme est un fritté métallique. 4o Dispositif selon la revendication 3,caractérisé en ce que ledit fritté (11) est situé sensiblement au niveau de la zone de mélange de gaz et en amont de celle-cio 5o Chalumeau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage de débit 5 du circuit de gaz comburant sont constitués par un dispositif à aiguille cannelée0