Brevet FR2486630A3 — publié le 19820115

FR 2486630 A3 19820115 FR 8111771 A 19810615 L'invention concerne une armature d'amenée de gaz, notamment pour appareil de chauffage comprenant une soupape de type ouvert/fermé à commande thermostatique, dont l'organe obturateur est influencé par un ressort de fermeture, et, dans le sens de l'ouverture, par un organe applicateur de force qui est constitué par un élément de travail sensible à la température et un levier pivotant, organe accouplé à un accumulateur de force en forme d'un élément à ressort allongé pouvant être dévié transversalement à son axe longitudinal, lequel est soumis à une tension préalable et est appuyé sur le levier pivotant de telle sorte que celui-ci agisse par déclic d'échappement sur l'organe obturateur. Dans une armature à gaz connue de ce gaz, l'élément à ressort en forme de ressort "Oméga" est engagé directement sur l'extrémité libre du levier pivotant, et, lors d'un déplacement de ce levier, il est ramené d'une position extreme à l'autre par une course relativement courte. Cette condition rend difficile la réalisation de l'élément a' ressort, et exige également pour d'autres pièces le respect de tolérances de fabrication étroites, lorsque la grandeur du moment de rotation exercé par l'élément à ressort sur le levier pivotant doit avoir l'allure de variation désirée tout le long de la course de déplacement du levier.En raison de la course relativement courte du point d'attaque de l'élément à ressort sur le levier pivotant, les bras de levier des forces et, par conséquent, également les moments de couple de rotation appliqués par l'élément à ressort sur le levier pivotant, sont relativement faibles. L'invention a pour objet une armature d'amenée de gaz du genre décrit ci-dessus, qui est caractérisée en ce que l'élément à ressort, est articulé et relié au levier pivotant, d'une manière telle que, lors de l'exécution d'un déplacement de pivotement, l'élément à ressort modifie sa longueur efficace et par conséquent sa tension. L'armature conforme à l'invention présente l'avantage que le point d'appui de l'élément à ressort peut être ramené considérablement plus près du point d'appui et de pivotement du levier pivotant, que dans le cas de la disposition connue. I1 en résulte que l'angle de pivotement entre l'une et l'autre des positions extrêmes est nettement augmenté, de telle sorte que les forces de ressort peuvent mieux être contrôlées et qu'on peut obtenir des moments de couple plus importants, sans que les points d'appui et de pivotement des éléments soient chargés davantage. Comme élément à ressort, il est de préférence prévu un ressort à lame avec une courbure de tension préalable négative. L'invention prévoit divers modes de réalisation avantageux notamment les suivants - Le levier rabattable est articule sur l'extrémité libre du levier pivotant, et, dans la position extrême du levier pivotant correspondant à la position de fermeture de la soupape, il forme, avec ce levier pivotant, un angle aigu. - Le levier pivotants le levier rabattable et l'élément à ressort sont montés, appuyés l'un contre lsautre, et dimensionnés, de telle maniere que le moment du couple de rotation exercée par l'élément à ressort sur le levier pivotant présente sa valeur maximale sensiblement dans la position finale du levier pivotant qui correspond à la position de fermeture de la soupape. - Le levier pivotant, le levier rabattable et l'élément à ressort sont montés, appuyés l'un sur l'autre, et constitués de telle manière que, dans la position extrême du levier pivotant correspondant à la position d'ouverture de la soupape, le levier rabattable ne puisse plus exécuter de déplacement supplémentaire par rapport au levier pivotant. - Dans la position extrême du levier pivotant qui correspond à la position d'ouverture de la soupape, le levier rabattable, est appliqué contre le levier pivotant. - Une disposition particulièrement avantageuse est celle d'une armature comportant deux soupapes à commande par thermostat, dont l'une commande par déclic une quantité de gaz correspondant à une charge minimale prédéterminée, et dont l'autre commande un domaine modulé de quantité de gaz qui correspond a' un domaine de charge du brûleur compris entre charge minimale et charge nominale, armature caractérisée, en ce que le levier pivotant est accouplé avec les organes obturateurs des deux soupapes de telle manière que l'action de la seconde soupape à influence modulée commence à l'instant après lequel un déplacement relatif supplémentaire du levier pivotant et du levier rabattable n'est plus possible Dans le cas d'une soupape devant être actionnée par déclic, l'organe fournisseur de force qui est constitué par l'élément thermostatique et le levier pivotant doit être pourvu lui-même d'un accumulateur de force. A cet effet, l'invention prévoit que le levier pivotant est de constitution élastique à ressort. La description ci-après se rapporte à des exemples de réalisation de l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'armature. - la figure 2 est une vue en coupe par II-II de la figure 1. - les figures 3 à 5 montrent le mécanisme de connexion à déclic de l'armature des figures 1 et 2, à savoir - la figure 3 montre le cas des soupapes fermées. - la figure 4 montre le cas de soupapes en position médiane. - la figure 5 montre le cas des soupapes en position ouverte. L'armature comprend un carter constitué en trois parties, 11, 12, 13, avec un perçage d'entrée de gaz 14 et un perçage de sortie de gaz 15. Le perçage 14 débouche dans une première chambre 16, qui est reliée, par un perçage 17, à une seconde chambre 18. De là, un canal à étranglement 19 conduit dans une troisième chambre 20, qui est reliée, par un perçage 21, à une quatrième chambre 22. Dans celle-ci, débouche également le perçage 15 de sortie du carter, auquel peut être raccordé une conduite de gaz conduisant au brûleur principal de la chaudière. A partir du perçage 17 est dérivé un canal d'allumage 23, qui est relié, avec un raccord non représenté, à une conduite allant au brûleur d'allumage de la chaudière. Les deux sorties du perçage 17 sont contrôlées par des soupapes 24 et 25, dont l'une, 24, est une soupape de sécurité d'allumage, et dont l'autre, 25, forme, une soupape de dosage dans le débit de gaz vers le brûleur principal. L'organe obturateur de la soupape de sécurité d'allumage 24 est relié à l'armature mobile d'un électro-aimant 26, dont l'enroulement est alimenté par un thermo-élément disposé dans le domaine de la flamme du brûleur d'allumage. L'organe obturateur de la soupape de dosage 25 est prévu coulissant sur un premier poussoir 28 et il est poussé, par un ressort 29 appuyé sur le carter, contre une butée 30 du poussoir 28. Le poussoir 28 traverse à joint étanche la paroi frontale supérieure 31 du carter et il est relié, à son extrémité libre à un bouton-poussoir 32 de mise en service.Un ressort de rappel 33 agit, après enfoncement et libération du bouton-poussoir 32, sur ce dernier, pour ramener le poussoir 28 dans sa position de départ, pour laquelle la soupape principale de débit est ouverte. Parallèlement au poussoir 28, est prévu un second poussoir 34 qui traverse à joint étanche la paroi frontale 31 et s'avance dans la chambre 16. Son extrémité inférieure agit, par l'intermédiaire d'un levier de coupure 36, pivoté en 35, sur l'organe obturateur et sur l'armature de la soupape thermoélectrique de sécurité d'allumage 24. Sur l'autre extrémité de ce second poussoir 34, est fixé un bouton-poussoir de déconnexion 38. Un ressort de rappel 39 tend à ramener ce boutonpoussoir 38 et le poussoir 34, à partir de sa position extrême, dans sa position de départ, dans laquelle le bouton-poussoir de déconnexion 38 se trouve, dans la position de départ représentée, au même niveau que le bouton-poussoir 32 de mise en service. La seconde chambre 18 est également reliée, par un perçage 42 indiqué dans la figure 2, avec une cinquième chambre 43, à partir de laquelle un perçage 44 conduit dans la quatrième chambre 22. En conséquence, la chambre 43 est disposée en parallèle avec la chambre 20 par rapport au parcours de traversée du gaz à travers l'armature. Les liaisons respectives des chambres 20 et 43 avec la chambre 22 sont contralées par une installation de soupape thermostatique, qui comprend une soupape 46 affectée au perçage 21 et une soupape 47 affectée au perçage 44.La soupape 46 commande, de la manière qui sera décrite dans la suite, le débit d'une quantité de gaz correspondant à une charge minimale prédéterminée, par exemple pour maintenir l'allumage du brûleur, tandis que l'autre soupape 47 module le passage du gaz dans le domaine de débit du brûleur principal compris entre la charge minimale et la charge nominale. La soupape 46 possède un organe obturateur 48 qui est pressé par un ressort 19 contre son siège. La soupape 47 est pourvue d'un organe obturateur 50 qui est chargé dans le sens de la fermeture par un ressort 51. Parallèlement à l'axe des deux soupapes 46 et 47 est disposé un soufflet thermostati que 52, pourvu d'un palpeur de température, et qui agit, contre la force d'un ressort 53, par l'intermédiaire d'une tige de poussée 54, et d'un levier pivotant 56 appuyé en 55, sur les deux organes obturateurs 48 et 50 des soupapes respectives. L'extrémité supérieure du soufflet thermostatique 52 est reliée à un axe de connexion 58, qui porte une manette de rotation 59 et qui engrène par un filetage extérieur, dans un perçage fileté 60 du carter. Sur la paroi frontale supérieure 31 du carter, est monté un capot de protection 62, à travers lequel les boutons poussoirs 32 et 38 et la manette de rotation 59 font saillie vers l'extérieur. Le levier pivotant 56 est constitué par une bande de tôle à ressort relativement rigide, dont la largeur est choisie telle qu'elle puisse influencer les deux organes obturateurs 48 et 50 (figure 2). A l'extrémité libre du levier pivotant 56 est articulé un levier rabattable 64, qui est plus court que le levier pivotant 56. Sur l'extrémité libre de ce levier rabattable 64 agit un ressort à lame 65, qui s' appuie en 66 sur le carter et qui est soumis de préférence à une tension de courbure négative. Le levier rabattable 64 est pourvu, sur chacune de ses extrémités, d'un rebord vertical 67, de telle sorte que, les pièces 56, 64 et 65, qui forment un mécanisme de connexion à déclic, sont maintenues articulées à charnière sous l'effet du ressort à lame 65. Pour la connexion de mise en service de la chaudière de chauffage contrôlée par l'armature d'amenée de gaz, on enfonce le bouton-poussoir 32, de sorte que la soupape de réglage de débit 25 se ferme, la soupape de sécurité d'allumage 24 s'ouvre, et l'armature mobile s'applique contre l'électro- aimant 26. Dans cette position des soupapes, la voie du gaz vers le brûleur d'allumage à travers le perçage 23 est libérée, tandis que l'amenée de gaz au brûleur principal est tout d'abord obturée par la soupape de réglage de débit fermée 25. Après l'allumage du brûleur d'allumage et un échauffement suffisant du thermo-élément, on relâche le bouton-poussoir 32 qui revient alors dans sa position de départ, de sorte que la soupape de réglage de débit 25 s'ouvre. Le gaz peut alors, en cas de besoin de chaleur, s'écouler à travers la chambre 18, et, comme il sera décrit par la suite, à travers des deux soupapes à influence thermostatique 46 et 47, et parvenir ainsi au brûleur principal de l'appareil, où il est enflammé par le brûleur d'allumage. Les soupapes 46 et 47 réglent le débit du gaz vers le brûleur principal en fonction du besoin de chaleur qui est communiqué par le palpeur de température du soufflet de thermostat 52. Par une rotation de la manette 592 on peut modifier la position axiale du soufflet 52, et, ainsi, la tension préalable du ressort 53, de telle sorte que la grandeur de réglage de lgensemble de soupapes 46, 47 peut être réglée par la valeur désirée. Pour une interruption volontaire de l'amenée de gaz au brûleur d'allumage et au brûleur principale il suffit dXenfoncer le bouton-poussoir 38, comme le montre la -igure 1, de sorte que, par pivotement du levier de coupure 36, l'armature mobile de l'électro-aimant est détachée et la soupape de sécurité d'allumage 24 est fermées Le soufflet de thermostat est dilaté au maximum lorsque la température surveillée par son palpeur correspond à la valeur de consigne qui a eté réglée sur la manette tournante 59. Le poussoir 59 du soufflet thermostatique 52 a alors atteint sa position la plus basse, dans laquelle le mecanisme de connexion à déclic formé par les deux leviers 56 et 64 et le ressort à lame 65 a pris la position représentée dans la figure 3.Le point d'appui 66 du ressort à lame 65, l'axe longitudinal du levier rabattable 64, et le point d'attaque du ressort à lame 65 sur le levier rabattable sont alors alignés suivant une meme droite 70 qui est à une distance normale du point d'appui 55 du levier pivotant 56. Le levier rabattable 64 enferme avec le levier pivotant 56 un angle aigu B et le moment du couple de rotation exercé par le levier rabattable 64 et le ressort à lame 65 sur le levier pivotant 56 a produit une légère déformation du levier pivotant (non représentée au dessin). La position représentée du mécanisme de connexion à déclic est une position d'équilibre stable, parce que le ressort à lame 65, a trouvé avec cette position du levier pivotant 56 sa detente la plus grande possible. Les deux soupapes 46 et 47 sont, dans cette position, fermées, de telle sorte que du gaz peut seulement parvenir au brt- leur d'allumage, mais non au brûleur principal. Après l'interruption de l'amenée de gaz, la température surveillée commence à décroître lentement et le soufflet de thermostat 52 se contracte à nouveau. Le ressort 53 exerce alors, par l'intermédiaire de la tige de poussée 54 un couple croissant sur le levier pivotant 56, qui accumule tout d'abord cette force sous la forme de travail de déformation. Après un refroidissement déterminé et rétraction correspondante du soufflet de thermostat 52, l'énergie emmagasinée dans le levier 56 surmonte le moment du couple de rotation exercée par le ressort à lame 65 sur le levier pivotant 56, de sorte que les pièces se déplacent à déclic dans la position représentée dans la figure 4.Ce déplacement à déclic se produit du fait que, lors du pivotement du levier 56 dans le sens des aiguilles d'une montre, la déformation du ressort à lame 65 est augmentée, mais cependant la distance a entre la droite 70 et le point d'appui 55 du levier pivotant 56 devient plus faible et cette diminution surmonte l'accroissement de la force de ressort du ressort à lame. Le moment du couple de rotation exercé par le ressort à lame 65 sur le levier pivotant 56 devient ainsi au total plus faible, de telle sorte que le travail de déformation qui avait été emmagasiné dans le levier 56 peut être rapidement annulé. Dans la position représentée dans la figure 4, la droite 70 mentionnée plus haut passe sensiblement par la surface d'appui 55, de sorte que le ressort à lame 65 n'exerce plus, dans cette position, aucun couple de rotation sur le levier pivotant 56, bien qu'il soit dans cette position plus fortement tendu que dans la position de la figure 3. Dans la position représentée dans la figure 4, le levier pivotant 56 a ouvert la soupape 46, de telle sorte que, à travers le canal étranglé 19, une quantité minimale de gaz peut s'écouler dans la chambre 22, et, de là, à travers le perçage de sortie de gaz 15, vers le brûleur principal de l'appareil de chauffage. Par contre, la seconde soupape 47 est encore fermée, parce que son organe obturateur est constitué de telle manière que le levier pivotant 56, dans la position de la figure 4, est appliqué précisément sur la surface frontale inférieure de l'organe obturateur 50 reposant sur son siège.Si le besoin de chaleur de l'installation est réduit et si la quantité minimale de gaz s'écoulant à travers la soupape 46 est suffisante pour couvrir ce besoin, le soufflet de thermostat 54 commence déjà, dans la position de la figure 4, à se dilater à nouveau, jusqu'à ce que les pièces reviennent, par échappement à déclic, dans leur position de départ suivant la figure 3, et que l'organe obturateur 48 revienne sur son siège sous l'influence du ressort à lame 49. Dans le cas où la quantité minimale de gaz qui s'écoule à travers la soupape 46 n'est pas suffisante pour couvrir le besoin en chaleur, le soufflet à thermostat 52 se rétracte à nouveau, de sorte que le levier 56 pivote davantage dans le sens des aiguilles d'une montre. L'organe obturateur 50 est alors soulevé progressivement au-dessus de son siège, et une plus grande quantité de gaz peut passer à travers la soupape 47 vers le brûleur principal. Dans la position du levier pivotant 56 qui est représentée dans la figure 5, la soupape 47 est complètement ouverte et l'appareil de chauffage fonctionne avec sa puissance nominale. Dans le domaine de pivotement des pièces compris entre les positions suivant la figure 4 et suivant la figure 5, le ressort à lame 65 maintient le levier rabattable 64 appliqué contre le levier pivotant 56, auquel cas le ressort 65 n'exerce plus aucune force de rotation décelable sur le levier pivotant 56. On obtient ainsi que la régulation modulée de la soupape 47 s'effectue pratiquement sans influence perturbatrice du ressort à lame 65, simplement en fonction des signaux résultant de la position du soufflet à thermostat 52. R E V E N D I C A T I O N S 10) Armature d'amenée de gaz, notamment pour chaudières de chauffage, du type comprenant une soupape de type ouvert/fermé à commande thermostatique, dont l'organe obturateur est influencé par un ressort de fermeture, et, dans le sens de l'ouverture, par un organe applicateur de force qui est constitué par un élément de travail sensible à la température et un levier pivotant, organe accouplé à un accumulateur de force en forme d'un élément à ressort allongé pouvant être dévié transversalement à son axe longitudinal, lequel est soumis à une tension préalable et est appuyé sur le levier pivotant de telle sorte que celui-ci agisse par déclic d'échappement sur l'organe obturateur, armature caractérisée en ce que l'élément à ressort (65) est articulé et relié, par l'intermédiaire d'un levier rabattable (64) au levier pivotant (56), de manière telle, que, lors de l'exécution d'un déplacement de pivotement, l'élément à ressort (65) modifie sa longueur de serrage, et, par conséquent, sa tension. 20) Armature suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le levier rabattable (64) est articulé sur l'extrémité libre du levier pivotant (56 > et, dans la position extreme du levier pivotant (56) correspondant à la position de fermeture de la soupape (46), il forme, avec ce levier pivotant, un angle aigu (b). 30) Armature suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le levier pivotant (56), le levier rabattable (64) et l'élément à ressort (65) sont montés, appuyés l'un contre l'autre, et dimensionnés, de telle manière que le moment du couple de rotation exercé par l'élément à ressort (65) sur le levier pivotant (56) présente sa valeur maximale sensiblement dans la position finale du levier pivotant (56) qui correspond à la position de fermeture de la soupape (46). 40) Armature suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le levier pivotant (56), le levier rabattable (64) et l'élément à ressort (65) sont montés, appuyés l'un sur l'autre, et constitués de telle manière que, dans la position extrême du levier pivotant (56) correspondant à la position d'ouverture de la soupape, le levier rabattable (64) ne puisse plus exécuter de déplacement supplémentaire par rapport au levier pivotant (56). 50) Armature suivant la revendication 4, caractérisée en ce que dans la position extrême du levier pivotant (56) qui correspond à la position d'ouverture de la soupape (46), le levier rabattable (64) est appliqué contre le levier pivotant (56). 60) Armature suivant l'une des revendications 4 ou 5, comportant deux soupapes à commande par thermostat, dont l'une commande par déclic une quantité de gaz correspondant à une charge minimale prédéterminée, et dont l'autre commande un domaine modulé de quantité de gaz qui correspond à un domaine de charge du brûleur compris entre charge minimale et charge nominale, armature caractérisée, en ce que le levier pivotant (56) est accouplé avec les organes obturateurs (t8 50) des deux soupapes (46, 47) de telle manière que 11 action de la seconde soupape à influence modulée (47) commence a l'instant après lequel un déplacement relatif supplémentaire du levier pivotant (56) et du levier rabattable (64) n'est plus possible. 70) Armature suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le levier pivotant (56) est de constitution élastique à ressort. 80) Armature suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'élément à ressort (56) est constitué par un ressort à lame, notamment à courbure de tension préalable négative.