Brevet FR2636515A1 — publié le 19900323

SYSTEME REGULATEUR DE PRESSION POUR AUTOCUISEUR La présente invention se rapporte à des autocui- seurs sous pression généralement utilisés pour la cuis- son de produits alimentaires. Un autocuiseur sous pression comprend un réci- pient comportant une ouverture et un couvercle amovible pouvant être fixé de façon hermétique sur l'ouverture. Le couvercle comporte une soupape régulatrice de pres- sion qui entre en action lorsque la pression de la va- peur i l'intérieur du récipient dépasse une limite de sécurité. La soupape évacue la vapeur via un tuyau de purge sur lequel est fixé un contrepoids. On a constaté que le tuyau de purge de vapeur est parfois obstrué par les particules de nourriture en cours de cuisson dans l'autocuiseur. Il s'ensuit que le tuyau de purge et le contrepoids de purge deviennent inefficaces avec les risques d'explosion que cela com- porte en raison de la pression élevée de la vapeur dans le récipient. Le contrepoids atteint une température telle qu'il faut utiliser un outil pour l'enlever et les sub- stances qui obstruent le passage du tuyau de purge ne peuvent être facilement déblayées. Le but de la présente invention consiste i four- nir un autocuiseur sous pression dans lequel le tuyau de purge et le contrepoids sont conçus de manière i élimi- ner sensiblement le risque de colmatage du tuyau de pur- ge. Un but supplémentaire de l'invention consiste a fournir des moyens permettant i la personne se servant de l'autocuiseur de s'assurer que le tuyau de purge fonctionne de façon efficace et qu'il n'est pas obturé. Selon une caractéristique de l'invention, il est prévu un système de régulation de pression pour un auto- cuiseur sous pression présentant les particularités sui- vantes. Une soupape ou système de régulation de pression est fixée sur le couvercle du récipient et comprend un tuyau de purge de vapeur qui s'étend partiellement au- dessous du couvercle et demeure partiellement au-dessus du couvercle, un contrepoids logé sur l'extrémité supé- rieure du tuyau de purge, ce contrepoids comportant une tige s'étendant vers le bas qui s'engage par coulisse- ment dans un alésage situé dans la tête du tuyau de pur- ge, le contrepoids présentant une ou plusieurs ouvertu- res pour l'évacuation de la vapeur lorsque le contre- poids est soulevé par la pression de la vapeur à l'inté- rieur du récipient, le contrepoids demeurant maintenu par un levier articulé qui présente un passage exposé à une extrémité à 1'atmosphère et à l'autre extrémité à ladite ouverture ou auxdites ouvertures dans le contre- poids de sorte que lorsque la pression de vapeur dans le récipient dépasse une limite souhaitée, le contrepoids est soulevé pour permettre à la vapeur de s'échapper à travers l'alésage vertical du tuyau de purge, l'ouvertu- re/ouvertures dans le contrepoids et le passage dans le levier articulé qui est exposé à l'atmosphère, l'extré- mité inférieure du tuyay de purge qui s'étend jusque dans le récipient comportant un écrou présentant plu- sieurs trous latéraux ou axiaux pour le passage de la vapeur depuis l'intérieur du récipient pour pénétrer dans le tuyau de purge. La tige du contrepoids est poin- tue et s'engage dans l'alésage de la tête du tuyau de purge. Des perfectionnements supplémentaires ont égale- ment été effectués, améliorant encore le fonctionnement du système régulateur de pression précité. Les caractéristiques suivantes sont par conse- quent importantes et forment un autre aspect de l'inven- tion. 1 - Le tuyau de purge, au lieu de présenter un alésage de diamètre uniforme sur toute sa longueur comme c était le cas dans le système précédent, comporte une section tronconique sur son extrémité inférieure de sor- te qu'il présente un diamètre plus grand que le diamètre intérieur du tuyau de purge et également une section tronconique sur son extrémité supérieure i l'endroit o il rejoint l'alésage de sortie. 2 - L'écrou étant monté sur l'extrémité infé- rieure du tuyau de purge, outre le fait de comporter plusieurs trous latéraux ou axiaux pour l'échappement de la vapeur depuis l'intérieur du récipient pour pénétrer dans le tuyau de purge, possède également plusieurs alé- sages verticaux a partir de sa paroi de fond. Dans les dessins d'accompagnement, nous avons représenté les caractéristiques de l'invention: - la figure 1 montre une élévation en coupe de l'autocuiseur sous pression montrant en coupe le tuyau de purge. le contrepoids et le levier articulé; - la figure 2 montre en coupe uniquement le couvercle avec le tuyau de purge, le contrepoids et le levier articulé ainsi qu'une partie du récipient en cou- pe de la figure 1; - la figure 3 montre un mode de réalisation de l'invention dans lequel le tuyau de purge présente une coupe modifiée dans ses extrémités supérieure et infé- rieure et o l'écrou monté sur l'extrémité inférieure du tuyau de purge a une plus grande dimension que l'écrou montré à la figure 2 de sorte qu'il peut comporter un plus grand nombre de trous que ce n'est le cas dans le mode de réalisation des figures 1 et 2. Tout en se référant de façon générale à la to- talité des composants qui forment l'autocuiseur sous pression, on va décrire de façon plus spécifique les caractéristiques marquantes de la construction perfec- tionnée. Dans le couvercle 2 de l'autocuiseur sous pres- sion de forme légèrement bombée. une dépression 2A est prévue pour faciliter le logement des différents compo- sants décrits ci-après. Dans le couvercle 2. est monté un tuyau de purge 3 qui s'étend partiellement au-dessous du couvercle 2 et partiellement au-dessus du couvercle 2. Au niveau de l'extrémité supérieure du tuyau de purge est pratiqué un alésage vertical 3B tandis que l'alésage 3A du tuyau de purge 3 audessous de l'alésage 3B est d'un diamètre beaucoup plus grand. La portion du tuyau de purge 3 qui s'étend au-dessous du couvercle 2 jusque dans le récipient 4 est étroitement fixée à son extrémité inférieure au couvercle 2 par un écrou 30 dans lequel sont formés plusieurs trous 3C à travers lesquels la vapeur produite à l'intérieur du récipient 4 pénètre dans le tuyau de purge 3. La référence numérique 3E dé- signe la bague d'étanchéité entre l'écrou 3D et le cou- vercle 2. Le contrepoids 6 comporte une tige 6A s'étendant vers le bas qui pénètre dans l'ouverture 3B dans la tête du tuyau de purge 3. La tige 6A s'étend au-dessous de l'embase 6B du contrepoids 6, embase dans laquelle sont formées une ou plusieurs ouvertures 6C pour l'échappe- ment de la vapeur. Le contrepoids 6 est fermement maintenu à l'ex- trémité TA du levier 7. Dans cette extrémité du levier articulé 7 est pratiqué un passage incliné 7B qui est en communication avec l'ouverture 6C du contrepoids 6. La tige 6A du contrepoids 6 qui pénètre dans l'alésage 3B du tuyau de purge est de section conique. Cette section conique a pour but d'empêcher en permanen- ce l'obstruction de l'ouverture au niveau de la tête du tuyau de purge par des particules de produits alimentai- res susceptibles de pénétrer dans le tuyau de purge 3. De plus. grâce à la section agrandie de l'alésage 3A du tuyau de purge 3. aucune obturation ne peut se produire, le diamètre étant plus grand. Ce risque d'obturation est, de plus. évité par la présence de l'écrou 3D. Dans le fonctionnement proprement dit, lorsque le levier articulé 7 qui vient en appui en 7C subit une pression, le contrepoids 6 qui est maintenu contre le levier 7 se déplace vers le haut permettant ainsi i la vapeur de s'échapper d'abord depuis l'intérieur du réci- pient par les ouvertures 3C. puis par l'ouverture 3B et ensuite par l'ouverture 6C pour s'échapper finalement par le passage 78 dans la tête du levier 7. Dés que la pression i l'intérieur du récipient s est stabilisée et que la pression i l'intérieur du ré- cipient 4 tombe au-dessous d une certaine valeur, le contrepoids descend avec sa tige 6A occupant le siège de l'ouverture 3B du tuyau de purge 3 de sorte que la pres- sion à l'intérieur du récipient est normalisée et la cuisson peut s'effectuer. Le même procédé se répète lorsque la pression à l'intérieur du récipient dépasse une certaine limite, par exemple lorsque la pression i l'intérieur du réci- pient est située au-dessus de 1,054 kg/cm (15 psi) par suite de la pression formée dans le récipient 4. le con- trepoids de purge 6 se soulève automatiquement permet- tant à la vapeur excédentaire de s'échapper. Le passage 7B est incliné de façoni à permettre i la vapeur s'échappant par celui-ci d'être éjectée hors de la portée de l'opérateur. Dans des expériences, on a constaté que l'échappement de la vapeur produit un son sifflant périodique, accompagné d'un mouvement ascendant et descendant visible du contrepoids 6 fixé sur le le- vier articulé 7. Ceci indique i l'opérateur que l'auto- cuiseur sous pression fonctionne normalement. Le levier articulé 7 peut être monté d'une quel- conque manière et, dans un mode de réalisation montré à la figure 1, il est fixé dans un canal formé dans le manche 10 qui comporte un verrou 11 dont l'extrémité de verrouillage 12 coulisse sur l'extrémité arrondie 13 d'un support ou poignée 14 qui est fixé sur le récipient 4 au moyen de rivets 16. On va maintenant décrire la construction confor- me à la présente invention (figure 3). Il ressort des dessins qu'un système de régula- tion de pression pour l'autocuiseur sous pression com- porte trois éléments essentiels à savoir le tuyau de purge 3, l'écrou de maintien 3D et le contrepoids 6. Le tuyau de purge 3 est fixé sur le couvercle 2B de l'auto- cuiseur sous pression par son épaulement 3F à l'aide de l'écrou de fixation 3D. Entre le couvercle 20 et l'épau- lement 3F, est prévue la poignée 5 du couvercle de sorte que lorsque le tuyau de purge est fixé sur le couvercle à l'aide de l'écrou de fixation, la poignée est égale- ment fixée sur le couvercle. Une rondelle appropriée 3E est utilisée pour améliorer le maintien en place des composants. Le tuyau de purge est muni de trois sections, une section conique inférieure 3M. une section cylin- drique intermédiaire 3A et une section cylindrique supé- rieure 3D contigues entre elles. Dans le mode de réali- sation de la présente invention. la section inférieure est la section conique 3M avec l'extrémité la plus étroite pointée vers le haut, tandis que l'extrémité di- vergente est dirigée vers le bas. La section intermé- diaire 3A est de façon prédominante un alésage cylindri- que ou un passage présentant une section supérieure tronconique. La section supérieure 36 est une section cylindrique plus étroite comme cela est montré. L'écrou de fixation creux 3D comporte une sur- face de fond plane 3G munie de plusieurs trous fins d'admission de vapeur 3H. Il présente deux sections in- térieures 31 et 33 dont la section supérieure 31 compor- te des filetages intérieurs formés de façon appropriée et pouvant être fixés sur la section filetée extérieure de l'extrémité inférieure du tuyau de purge. La section inférieure 33 de l'écrou de fixation est plus large que la section supérieure 31 en coupe transversale et de préférence, elle est cylindrique. Des trous fins d'admission de vapeur 3C appropriés sont formés à travers le côté vertical 3L de l'écrou de fixation dans la région de la section inférieure 33. Bien qu'il ne soit montré qu'un seul trou sur chacun des côtés verticaux de l'écrou de fixation hexagonal extérieur, il entre dans la portée de l'invention de disposer de plusieurs trous de chaque côté de cette région sur une ou plusieurs rangées. Sur la face de fond un nombre de trous égal aux faces verticales est prévu et en alignement radial (3H). Au moins un trou unique de chaque face verticale de l'écrou de fixation est en alignement avec au moins un trou sur la surface de fond de l'écrou de fixation. Le but et l'avantage de cet agencement vont être expli- qués ci-après Le contrepoids 6 est monté, de préférence moulé, sur un levier 7 en TA dont le point d'appui 7C est adap- té de façon a pouvoir se situer sur la poignée 5. Afin d'avoir une construction en affleurement compact, une dépression appropriée peut être pratiquée sur la poignée pour recevoir l'extrémité de point d'appui ou articula- tion du levier 7. L'embase du contrepoids 6 est munie d'une tige conique 6A pouvant s'engager dans l'alésage 3B sur le tuyau de purge. Plusieurs trous d'échappement de vapeur 6B sont prévus dans la région de la tige coni- que SA. Au lieu d'avoir plusieurs trous 68, on pourra également ne prévoir qu'un seul trou. La portion du 2 6 3 6 5 1 5 levier dans la région située au-dessus du contrepoids de purge est munie d'un passage 7B en communication d'écou- lement avec l'écrou 6B et menant i l'atmosphère. Lorsque le couvercle est fixé de façon herméti- que sur le récipient d'embase de l'autocuiseur sous pression de manière habituelle, avec le tuyau de purge fixé sur celui-ci et le contrepoids monté sur le tuyau de purge, dans le mode de réalisation de la présente invention, on a constaté avec l'autocuiseur fonctionnant en continu, réglé sur une plage réduite de températures, et pour un appareil d'une capacité de 5 litres et d'une pression constante de service de 1,054 kg/cm (15 livres par pouce carré), qu'il suffisait d'appliquer une puis- sance électrique de 350 Watts au lieu des 500 Watts de puissance électrique généralement nécessaires. Cette économie d'énergie considérable jusqu'i concurrence de 30 Z est imputable aux raisons suivan- tes: i. Grâce à la section conique 3M au niveau de l'extrémité inférieure du tuyau de purge et à l'effet de déflection de la vapeur à partir des trous 3H sur la va- peur provenant des trous latéraux 3C. la vapeur péné- trant dans le tube à travers les trous 3C se présente sous la forme d'un écoulement laminaire et s'écoule sans turbulence sensible et sans perte sensible de pression ou de température. ii. La section conique permet d'avoir une admis- sion de vapeur progressive dans la portion médiane 3A du tuyau de purge empêchant l'expansion brusque de la va- peur. iii. Par suite de la réduction sensible des pertes de température et de pression et de la quantité supplé- mentaire de vapeur s'écoulant à partir de plusieurs trous dans la face de fond de l'écrou de fixation, le tuyau de purge demeure dans une condition de température très élevée et par conséquent, on supprime toute conden- sation de vapeur dans la région i l'intérieur ou à l'ex- térieur du tuyau de purge autour de l'espace creux annu- laire 3M formé entre l'extérieur du tuyau de purge et l'intérieur du contrepoids iv. On purge vers l'atmosphère une quantité sen- siblement plus importante de vapeur sèche provenant du passage 78 et par conséquent, on entend un sifflement constant de la vapeur s échappant, pour une application minimale de la chaleur requise et ce, de façon consis- tante pour des cuissons répétées. v. Etant donné qu'il ne se forme pas d eau con- densée, il n'est pas nécessaire daugmenter l'admission de chaleur. vi. Etant donné que l'on n'a désormais plus be- soin que d'une quantité moindre de chaleur, on peut ne conserver que la quantité d'eau tout juste nécessaire dans l'autocuiseur et l'on évite ainsi la consommation excessive d'eau ou la surcuisson. ce qui se traduit par la conservation du goût, de la saveur et de la valeur nutritionnelle de la nourriture cuite. vii. Suite i l'élimination des pertes de pression à l'intérieur du système de régulation de pression, et i une plus grande consistance dans les possibilités de mi- se au point de la chaleur minimale pour maintenir la pression. la fourchette de l'écart de pression entre la pleine chauffe et la chauffe réduite est inférieure i 0.070 kg/cm2 (1 psi). En d'autres termes, la valeur nu- mérique de la régulation de pression est supérieure à 0.070 kg/cm (1 psi). Ceci résulte de l'accroissement des trous d'admission de vapeur 3H dans la face de fond de l'écrou de fixation. ainsi que de la zone conique 3M à l'extrémité inférieure du tuyau de purge 3 qui con- jointement assurent un écoulement laminaire de vapeur quantitativement plus important sans perte notable de pression et de chaleur. 263 6 5 1 5 REVENDICATIONS 1. Soupape ou système de régulation de pression fixé sur le couvercle (2) d'un récipient (4) et compre- nant un tuyau de purge de vapeur (3) qui s'étend par- tiellement au-dessous du couvercle (2) et demeure par- tiellement audessus du couvercle (2), un contrepoids (6) logé sur l'extrémité supérieure du tuyau de purge (3), ce contrepoids (6) comportant une tige (6A) s'éten- dant vers le bas qui s'engage par coulissement dans un alésage situé dans la tête du tuyau de purge, le contre- poids (6) présentant une ou plusieurs ouvertures (6C) pour l'évacuation de la vapeur lorsque le contrepoids (6) est soulevé par la pression de la vapeur à l'inté- rieur du récipient (4). le contrepoids (6) demeurant maintenu par un levier articulé (7) qui présente un pas- sage exposé à une extrémité à l'atmosphère et à l'autre extrémité à la ou aux ouverture(s) dans le contrepoids (6) de sorte que lorsque la pression de vapeur dans le récipient (4) dépasse une limite souhaitée, le contre- poids (6) est soulevé pour permettre à la vapeur de s'échapper à travers l'alésage vertical du tuyau de purge (3). la ou les ouvertures dans le contrepoids et le passage dans le levier articulé (7) qui est exposé à l'atmosphère, l'extrémité inférieure du tuyau de purge (3) qui s'étend jusque dans le récipient (4) comportant un écrou (3D) présentant plusieurs trous (3C) latéraux ou axiaux pour le passage de la vapeur depuis l'inté- rieur du récipient (4) pour pénétrer dans le tuyau de purge (3). 2. Variante du système de régulation de pression selon la revendication 1, caractérisée en ce que: (i) l'écrou de fixation creux (3D) comporte une surface de fond plane munie de plusieurs trous (3C) pour l'admission de la vapeur, de sections verticales inté- rieures contigues, une section supérieure pouvant coopé- rer avec la surface extérieure inférieure du tuyau de 26 3 6 5 1 5 1 1 purge (3) et une section inférieure munie de plusieurs trous d'admission de vapeur sur la paroi latérale, la section inférieure étant de préférence supérieure en section transversale à la première section supérieure, (ii) le tuyau de purge (3) comporte trois sec- tions, à savoir (a) une section conique la plus inférieure s amincissant de façon conique vers l'extrémité supérieure. (b) une section cylindrique supérieure étroite en contact avec la tige conique du contrepoids (6). (c) une section cylindrique intermédiaire d'un diamètre sensiblement plus grand que celui de la section supérieure re- liant les deux sections précitées (a) et (b). (iii) le contrepoids (6) étant monté sur un levier articulé (7) qui a une pression exposée à l'atmosphère et en communication d'écoulement avec une ou plusieurs ouvertures formées sur l'embase du contrepoids (6) à partir duquel s'étend la tige conique l'agencement étant tel que lorsque le tuyau de purge (3) est fixé sur le couvercle (2) de l'autocuiseur sous pression à l'aide de l'écrou de fixation (3D). et lors- que le contrepoids (6) est monté sur le tuyau de purge (3) par la tige conique, la vapeur formée dans l'auto- cuiseur sous pression atteint une pression prédétermi- née. s'échappe par le contrepoids (6) et s'écoule en tant que vapeur sèche sans aucune quantité sensible d'eau condensée et à un débit constant. 3. autocuiseur sous pression comportant le sys- tème de régulation de pression perfectionné selin l'une quelconque des revendicatnions 1 et 2.