Brevet FR2518693A1 — publié le 19830624

L'invention se rapporte à une électrovalve à ouverture progressive pour la commande et la régulation de 1 'arri- vée du gaz à un brûleur d'appareils du genre chaudière à gaz. Les électrovalves de type connu utilisées pour la commande de l'arrivée du gaz à un brûleur comportant de façon habituelle un clapet obturateur associé à un noyau ou une palette magnétique mobile. La commande de l'ouverture ou de la fermeture du clapet est assuree par l'attraction du noyau mobile ou de la palette qui vient brusquement au collage sur un noyau fixe lorsque l'induction fournie par la bobine atteint une valeur suffisante.Lorsque l'on veut utiliser ce type connu d'électrovalve pour asservir 1 'arri- vée du gaz au brûleur d'une chaudière à gaz, en fonction de la température de l'eau chaude fournie par ladite chaudière ou de tout autre agent extérieur, en alimentant par exemple la bobine de ltelectrovalve en série avec un contact dont la position ouverte ou fermée est elle-même associée à la température de l'eau, on obtient obligatoirement un mode de fonctionnement de brûleur en "tout ou rien". Ce mode de fonctionnement en "tout ou rien" d'un brûleur, présente comme on le sait, divers inconvenients, notamment une mauvaise regulation de la température de l'eau fournie par la chaudière, cette température oscillant entre deux valeurs presentant un écart important. Lorsque la puissance demandée par l'installation de chauffage est faible par rapport à la puissance de la chaudière on obtient une fréquence élevée d'allumage et d'extinction du brûleur, et le fonctionnement de la chaudière devient désagréable car 1 'al- lumage d'un brûleur est toujours accompagné de bruit. Pour remédier à ces inconvénients d'une commande en "tout ou rien" d'un brûleur on a dejà propose l'utilisation d'une combinaison de deux électrovalves de type connu présentant des pertes de charge différentes et commandées par un circuit comportant deux contacts à séquence asservis à deux températures légèrement décalées autour de la valeur choisie ou par un circuit fournissant un courant ou une tension proportionne à l'écart entre la.température affichee et la température ré-elle de l'eau, une des électrovalves étant regrée pour fonctionner à un courant ou à une tension legeresent différents de ceux de l'autre ; mais toutes ces combinaisons connues présentent l'inconvénient de necessiter deux électrovalves : ce qui, d'une part est déjà coûteux et ce qui, d'autre part, dans le cas d'une commande par courant ou tension proportionnel- à l'écart de la température, -commande qui ne peut guère se raire que par l'utilisation de- cicuits électroniques-, nécessite une puissance plus élevée entrainant un prix également plus eleve. Ces dispositifs connus, hormis- les difficultés de réglage qu'ils présentent, ne permettent pas un rég-lage progressif du débit en fonction de l'intensité puisqu'ils n'offrent que deux valeurs d'ouverture différentes : une ouverture à petit débit, puis à partir d'un seuil d'intensité plus élevé une ouverture franche à grand débit. Le F.A. 2.249.275 au nom de la demanderesse propose une électrovalve à ouverture progressive qui permet, d'obtenir d'une part un premier seuil d'ouverture dont le débit minimum est déterminé avec précision, et d'autre part, après ce seuil une augmentation progressive de l'admission du gaz directement asservie à l'intensité du courant d'excitation de la bobine de l'électrovalve.Cette électrovalve comprend une tige axiale à un seul noyau mobile qui porte un ensemble obturateur à deux clapets concentriques, le clapet petit débit étant directement solidaire du noyau mobile de la bobine et comportant un prolongement cylindrique qui s'engage dans un orifice central du clapet grand débit et qui porte un système de butée et de plateau d'entrainement grâce auquel il peut, à partir d'un seuil d'intensité appliqué à la bobine, ouvrir ce clapét grand débit pour que l'orifice de passage du gaz soit progressif et asservi aux variations d'intensité. Ces différentes électrovalves connues présentent toutefois certains inconvénients, notamment si l'on veut modifier la puissance minimum de l'appareil ou régler le débit minimum du gaz suivant le type de gaz utilisé, car il est alors nécessaire de remplacer complètement ltelec- trovalve ou de procéder à des opérations de demontage assez longues. A cet effet, on connait.dans le FR.A. 2.110.603 une électrovalve à ouverture progressive pour la commande et la régulation de l'arrivez du gaz à un brûleur comprenant deux clapets de sections de passage differentes et un électro-aimant à noyau plongeur unique assurant la levée et la retombée successives desdits clapets. L'alimentation en gaz à petit débit s'effectue par unconduit dérivé dont la section est réglable, permettant d'ajuster le débit minimum du gaz suivant le type de gaz utilisé. Mais cette electrovalve ne comporte pas de système de réglage de la force de rappel du ressort du clapet grand débit si bien qu'il est impossible d'obtenir une tension initiale et un effort de rappel déterminé dudit ressort en fonction de la nature et d-e la pression du gaz distribué. Par contre on connait dans le FR.A. 2.245.617 une electro- valve à ouverture progressive qui comporte deux dispositifs de reglage, l'un pour ajuster le débit-minimum du gaz et l'autre pour'modifier l'effort de rappel du clapet grand débit en fonction du type de gaz utilisé. Toutefois cette électrovalve connue présente encore certains inconvénients car le réglage du petit débit situé sur le côté du corps de l'électrovalve est relativement difficile d'accès et de plus il risque de se produire au bout d'un certain temps une usure des pièces' en mouvement modifiant ainsi le débit du gaz. La presente invention permet d'éviter ces inconvénients et a pour objet une electrovalve à ouverture progressive dans laquelle les deux éléments de réglage sont groupés ensemble et facilement accessibles. Suivant l'invention, le système de réglage de la force de rappel du.clapet grand débit et le système de réglage du gaz à faible débit sont constitués par deux vis indé- pendantes coaxiales, regroupées à la base du boîtier inférieur de l'électrovalve et manoeuvrables de l'extérieur., Suivant une caractéristique particulière de l'invention, la vis de réglage de la force de rappel du clapet grand débit est une vis creuse dans laquelle est montée la vis de réglage du passage du gaz à faible débit. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de realisation en référence aux dessins annexés qui representent figure -1 : une vue en coupe axiale de l'ensemble de 1 'électrovalve. - figures 2 et 3 : deux vues en coupe axiale montrant les positions prises par les éléments obturateur5 en fonction de la levé du noyau mobile de I 'électrovalve. En se reportant tout d'abord à la figure 1, on voit que l'electrovalve comporte une armature 1 qui entoure la bobine d'induction 2 au centre de laquelle se trouve u-n noyau fixe 3 bride à l'armature. Cet ensemble (1, 2, 3) formant l'électrovalve est fixé sur le couvercle superieur 4a du corps de valve, lui-même applique sur le boîtier inférieur 4b. Au doit du noyau fixe 3, le couvercle superieur 4a est percé d'un orifice central à l'intérieur duquel se déplace'le noyau mobile 5. Le boîtier 4b comporte une coupelle horizontale 6 formant un siège de clapet également dans le prolongement du noyau 3. Le couvercle 4a, le boîtier 4b et la 'coupelle 6- délimitant une chambre superieure d'admission 7 soumise à la pression du gaz admis par l'orifice 8. Une chambre' de départ 9 sous la coupelle 6 est raccordée à une canalisation 10 'de depart du gaz vers les brûleurs. Un ensemble obturateur désigné par la référence li se compose d'un clapet grand débit 12 et d'un clapet coaxial petit débit 13. Le clapet grand débit 12 muni d'une ron dalle d'étanchéité 14 ferme l'orifice inférieur' de la chambre d'admission gaz 7 en s'appliquant sur la coupelle 6 et il sert aussi de siège au clapet petit débit 13. Il est en outre percé d'un orifice central à l'intérieur duquel coulisse une tige axiale 15 solidaire du clapet petit débit 13 qui est lui-même solidaire du noyau mobile 5 de l'élec- trovalve.La tige 15 est d'un diamètre inferieur à l'orifice central du clapet grand débit 12, laissant ainsi un jeu pour un passage suffisant du gaz par l'orifice annulaire 16 ainsi realisé. Une petite rondelle d'obturation 17 fixee sous le clapet petit débit 13 ferme cet orifice 16 quand ledit clapet est appliqué contre le clapet grand débit 12 grâce au ressort 18. Le clapet grand débit 12 se prolonge par un tube creux 19 traversant la chambre de depart 9 et debou-chant dans une chambre inferieure 20 du boîtier 4b, au-dessous de l'orifice 10 de départ du gaz. Cette extrémité du tube 19 comporte une couronne circulaire 19a percée de petits orifices 19b pour le passage du gaz à faible débit comme on le verra ultérieurement. A l'extrémité inférieure de la tige 15 est monté un manchon cylindrique 21 coulissant à lfinterieur du tube creux 19. La partie supérieure de ce manchon 21 est percée d'orifices 21a pour le passage du gaz à petit débit. Par ailleurs, la partie inférieure du manchon 21, qui debouche dans la cham ore 20 au-dessous de la couronne circulaire 19a du tube creux 19, comporte un rebord annulaire 21b qui est légèrement ecarté de ladite couronne quand le clapet petit débit 13 est appliqué sur son siège comme représente à la figure 1. Le noyau mobile 5, le clapet petit débit 13, la tige axiale 15 et le manchon cylindrique 21 forment donc un ensemble rigide qui se déplace en même temps lorsqu'une certaine intensite est appliquée aux bornes de la, bobine 2. La chambre inférieure 20 est obturée par un ensemble constitue d'une vis creuse 22 à l'intérieur de laquelle est montée une vis pointeau 25. Les têtes de vis 22 et 25 sont accessibles de l'extérieur du boîtier de I 'élec- trovalve. Le corps de la vis creuse 22 debouche à 1 'in- terieur du boîtier 4b et comporte sur son pourtour ex térieur un filetage sur lequel est vissé- un fourreau cylindrique 23.Ce fourreau coulissant à l'intérieur du boitier 4b sert également de guidage au tube creux 19 par l'intermediaire de sa couronne 19a. ; il est muni à sa partie supérieure, au-dessus de ladite couronne, d'un rebord intérieur 23a dont le diamètre est legèrement supérieur au diamètre extérieur 'du tube 19 de 'façon à ménager un petit passage annulaire 24. Un ressort de rappel 26 maintenu entre le rebord 23a du fourreau 23 et la couronne 19a du tube creux 19 agit sur le clapet grand débit 12 par l'intermédiaire dudit tube de façon à le maintenir, en position repos, appliqué sur son siège 6. La vis creuse 22est bloquée par un écrou 27. La vis pointeau 25 disposée dans la vis creuse 22 a son extrémité qui débouche à l'intérieur du manchon cylindrique 21 afin de régler la section de l'ouverture 28 de passage du gaz à petit débit. Le fonctionnement de l'élec'trovalve est le suivant-: La figure 1 montre la position des éléments constitutifs quand ils sont au repos c'est-à-dire quand la bobine d'induction 2 n'est pas excitée. Le gaz sous-pression de la chambre supérieure d'admission 7 ne peut pas passer dans la chambre de départ 9 car le ressort 18 maintient le clapet petit débit 13 en appui contre le clapet grand débit 12 qui est -lui-même maintenu en appui sur son siège 6, par l'intermédiaire du tube creux 19, grâce au ressort de rappel 26. La figure 2 représente la première fraction d'ouverture brusque à débit minimum, correspondant à une certaine in tensité I1 appliquée aux bornes de la bobine 2. Dès que l'intensité I1 est atteinte l'effort exercé sur le noyau mobile 5 est suffisant pour assurer à I Sen contre de la force du ressort 18, la levée du clapet petit débit 13 et le décollement de la rondelle 17 du clapet grand débit 12. Celui-ci entraine la tige 15 et le manchon cylindrique 21 qui se déplacent librement à l'intérieur du tube creux 19, jusqu'à ce que le rebord annulaire 21b vienne en butée sous le tube creux 19. Le gaz admis dans la chambre 7 se dirige vers la chambre inférieure 2-Q en passant par 1 1orifice annulaire 16, l'intérieur du tube creux 19, les orifices 21a et l'ouverture 28. Ensuite le gaz passant par les petits orifices 19b remonte entre le fourreau cylindrique 23 et le tube creux 19 et remplit la chambre de départ 9,par la passage annulaire 24. Le gaz se dirige donc vers les brûleurs par la ca-nalisa- tion 10, ce qui donne un débit minimum détermine. Si on désire modifier ce débit minimum, il suffit de tourner la vis pointeau 25 dans un sens ou dans l'autre, afin de régler la section de passage du gaz dans 1 'ouver- ture 28 suivant la puissance minimum que l'on désire obtenir ou suivant le type de gaz utilisé. A partit de ce seuil', l'ouverture progressive à plus grand débit s'effectue de la manière suivante (Figure 3). Au delà de l'intensité I1 du courant d'excitation, et jusqu'a une intensite I2, la force attractive du noyau mobile est insuffisante à assurer le début de la levée du clapet grand débit 12 et le gaz continue de passer au débit minimum. Par contre lorsque l'intensité electrique atteint la valeur I2, l'effort attractif de l'élec-tro- aimant sur le noyau mobile 5 -et par conséquent sur llen- semble clapet petit débit 13, tige axiale 15 et manchon cylindrique 21, est suffisant pour que le rebord annulaire 21b souleve le clapet grand débit 12 par l'intermediaire du tube creux 19 à l'encontre de la force de rappel du ressort 26. La plus grande partie du gaz passe donc directe de la chambre supérieure d'admission 7 vers la chambre de départ 9.Lorsqu'ensuite la-valeur de I croit, on obtient pour chaque valeur de I une position d'équilibre où l'ensemble obturateur 11 se place au-dessus de-la position de fermeture, l'effort de rappel du ressort 26 croissant plus vite que l'attraction de l'electroaimant. En fonction de la nature et de la pression du gaz utilisé, on règle la force attractive du ressort 26 sur l'ensemble obturateur 11 en dévissant l'écrou 27 et en tournant dans un sens ou dans l'autre la vis 22 ce qui a pour effet de faire coulisser le fourreau cylindrique 23 et par conse- quent de comprimer plus ou moins le ressort 26. Cette électrovalve à ouverture progressive comporte donc deux éléments de réglage indépendants, -l'un pour ajuster la force de rappel du clapet grand débit de façon à obtenir une tension initiale et un effort de rappel connus-en fonction de la nature et de la pression du gaz utilisé et -l 'autre pour modifier la puissance minimum de l'appareil suivant le type de gaz distribué, sans changer les sie-ges de clapet ou les parties mobiles ou sans- nécessiter le remplacement complet de l'êlectrovalve ce qui permet de construire seulement un seul modèle dielectroval-ve. De plusces deux éléments de réglage sont regroupés au même niveau et sont facilement accessibles de l'extérieur. L'invention ne se limite pas à la forme de réalisatio-n précédemment décrite mais en englobe au contraire touts les variantes. Revendications. 1. Electrovalve de commande et de contrôle d'arrivée de gaz à un brûleur d'appareils du genre chauffe-eau, chauffe-bains ou chaudière domestique comportant une bobine d'induction et un noyau mobile entrainant dans son mouvement un ensemble obturateur qui commande le passage de gaz d'une chambre superieure d'admission vers une chambre de départ du gaz au brûleur, lequel ensemble obturateur étant constitué -d'une part d'un clapet grand débit qui est rappel par un système à ressort réglable et qui se prolonge par un tube creux pour canaliser å petit débit le gaz vers une chambre inférieure communiquant avec la chambre de départ, -et -d'autre part d'un clapet petit débit determinant le passage du gaz à débit réduit par l'intermédiaire d'un système complémentaite de réglage caractérisée par le fait que les systèmes de reglage de la force de rappel du clapet grand débit (12) et de passage du gaz à faible débit sont constitués par deux vis indépendantes coaxiales (22-25) regroupes à la base du boîtier inférieur (4b) de l'électrovalve et manoeuvrables de l'extérieur. 2. Electrovalve selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la vis (22) de réglage de la force de rappel du clapet grand débit (12Y est une vis creuse à l'inté rieur de laquelle est montee la vis de réglage (25) de passage du gaz à faible débit. 3. Electrovalve selon les revendications 1 et 2 caracté risée par le fait que le corps de la vis creuse (22) débouche à l'intérieur du boîtier (4b) de l'électrovalve et comporte sur son pourtour extérieur un filetage sur lequel est vissé un fourreau cylindrique (23) coulissant dans ledit boîtier (4b) et servant de guidage au tube creux (19) solidaire du clapet grand débit (12). 4. Electrovalve selon la revendication 3 caractérisée par le fait que le fourreau cylindrique (23) est muni à sa partie supérieure, au--dessus de l'extrémité inférieure du tube cireux (19) d'un rebord intérieur (23a) dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre extérieur dudit tube pour ménag'er un petit passage annulaire (24). 5. Electrovalve selon la revendication 4 caractérisée par le fait que l'extrémité inferieure du tube creux (19) comporte une couronne circulaire (19a) percée de petits orifices (19b) pour le passage du gaz à faible debi-t de la chambre inférieure (20) vers la chambre de départ (9). 6. Electrovalve selon les revendications 4 et 5 caracté risée par le fait qu'entre le rebord intérieur (23a) du fourreau (23) et la couronne circulaire (19a) du tube creux (19) est monté un ressort de rappel (26) du clapet grand débit (12). 7. Electrovalve selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le clapet petit débit (13) se prolonge dans le tube creux (19) par une tige axiale (15) qui porte un manchon cylindrique (21) coulissant à 1 'inté- rieur dudit tube. 8. Electrovalve selon la revendication 7 caractérisée par le fait que le manchon cylindrique (21) comporte à sa partie supérieure des orifices (21a) et à sa partie inférieure une ouverture (28) pour le passage du gaz à faible débit de la chambre d'admission (7) vers la chambre inferieure (20). 9. Electrovalve selon les revendications 2 et 8 caract-éri sée par le fait que la vis de réglage (25) du gaz à faible débit est une vis pointeau dont l'extrémité dé borde à l'intérieur de l'ouverture (28) du manchon -cylindrique (21). 10. Electrovalve-selon la revendication 8 caractérisée par le fait que la partie inférieure du manchon cy lindrique (21) débouche au-dessous du tube creux (19) et est muni d'un rebord annula-ire (21b).