Soupape d'arrêt de sécurité de l'écoulement du combustible d'une installation de chauffage
La présente invention a pour objet une soupape d'arrêt de sécurité de l'écoulement du combustible d'une installation de chauffage.
Actuellement, on utilise beaucoup de dispositifs de chauffage portatifs conçus pour brûler un combustible gazeux ou liquide dans les caravanes, les camps de camping, les bateaux, etc. Il est arrivé que ces dispositifs de chauffage se sont renversés par accident, alors que personne ne se trouvait dans leur voisinage immédiait, et qu'ils ont causé des incendies sérieux, par suite de l'écoulement du combustible de la soupape d'alimentation.
La soupape d'arrêt de sécurité, objet de l'invention remédie à ce risque et est caractérisée en ce qu elle comprend un clapet à bille logé dans une chambre verticale de façon à pouvoir se déplacer librement le long de celle-ci, cette chambre dans laquelle débouche i' ar- rivée du combustible présentant le siège pour le clapet à son extrémité supérieure, un aimant permanent étant disposé au-dessus du siège de clapet pour retenir la bille lorsque celde-ci est en place sur le siège, un dispositif de remise en place, actionnable de l'extérieur du corps de soupape, permettant d'écarter la bille de son siège d'une distance suffisante pour que l'aimant permanent ne puisse plus soulever la bille pour l'appliquer sur son siège.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et deux variantes de la soupape objet de cette invention.
La fig. 1 est une coupe verticale de la soupape.
La fig. 2 représente une variante de la soupape.
La fig. 3 est une autre variante de la soupape.
La fig. 4 est une vue en perspective d'un détail constructif de la soupape représentée sur la fig. 2.
La fig. 5 est une vue en perspective d'un aimant permanent et d'un siège de soupape qu'on voit sur la fig. 2.
La fig. 6 est une vue suivant la ligne 6-6 de la fig. 3.
La soupape représentée comprend un corps 10 présentant à sa partie inférieure une chambre 11 s'étendant verticalement. Un siège de clapet 12 est disposé sur un épaulement 13 formé à l'extrémité supérieure de la chambre 11. Le corps comporte également un orifice de sortie du fluide 14 disposé au-dessus du siège 12 et qui communique par l'intermédiaire du siège de clapet avec la chambre 11. Le corps comporte un orifice d'entrée 15 qui communique avec la chambre 11. Le siège 12 se présente sous la forme d'une rondelle de préférence en une matière plastique, et il est maintenu contre l'épaulement annulaire 13 par l extrémité d'un aimant permanent 17 de forme cylindrique.
L'extrémité supérieure de l'aimant permanent 17 est en contact avec un manchon 18 disposé à l'extrémité supérieure de l'alésage du corps. Le manchon 18 présente, sur sa surface extérieure, une gorge circonférentielle 19 et une série d'ouvertures 20 qui traversent sa paroi latérale dans l'alignement de la gorge 19. La gorge 19 est disposée dans l'alignement de l'orifice de sortie 14. Un joint 21 est disposé sur l'extrémité supérieure du manchon 18, et est en prise avec un disque 22 qui est poussé vers l'intérieur, ou vers le bas, contre le joint 21 par un manchon 23 vissé à l'extrémité supérieure de l'alésage du corps.
Une bille 25 de soupape, est disposée dans la chambre 11 et peut se déplacer librement pour venir en prise avec le siège 13 ou s'en séparer, afin de relier l'orifice de sortie 14 à la chambre 11 et l'en isoler.
L'aimant permanent 17 fonctionne, lorsque la bille 25 est amenée à proximité du siège, de manière à maintenir la bille contre le siège et par suite isoler la chambre 1 1 de l'orifice de sortie 14.
La soupape est fixée à un dispositif auquel est fourni un combustible fluide, tel que par exemple un fourneau. Normalement, la soupape étant disposée verticalement, si le fourneau est renversé, la bille 25 se déplace sous l'action de la pesanteur dans la chambre 1 1 vers le siège 12, et lorsqu'elle arrive à proximité du siège, elle subit l'influence effective de l'aimant permanent 17, ce dernier maintenant rigidement la bille contre le siège pour faire cesser tout autre écoulement du fluide à travers la soupape.
L'orifice d'entrée 15 communique avec la chambre 11 par une série de canaux 27. Si le fourneau ou tout autre dispositif est renversé, ce qui amène la soupape en position horizontale et met en prise la bille 25 de soupape avec le siège 12, cette bille peut, lorsque le dispositif et la soupape sont remis en position verticale, être ramenée sur le fond de la chambre 11. Un joint, ou bague torique 29, est de préférence disposé
sur la paroi inférieure de la chambre 11 pour supporter la bille en fonctionnement normal de la soupape.
Un moyen de rétablissement sert à déplacer à la main la bille 25 pour Ba séparer du siège 12 et la faire sortir du champ d'influence effectif de l'aimant permanent 17. Ce mécanisme de rétablissement qu'on voit sur la fig. 1, est constitué par une tige 33, montée de manière à coulisser sur le disque 22 supérieur du manchon 23. Un ressort de compression hélicoïdal 37 est monté sur la tige 33 et il est interposé entre la tête 35 et le disque 22 de façon à pousser d'une manière élastique la tige 33 vers l'extérieur du corps jusqu'à la position représentée en traits pleins sur la fig. 1. La tête 35 de la tige 33 est pourvue d'un élément cylindrique 39 dont les dimensions lui permettent de coulisser par dessus la partie supérieure du manchon 23 et qui sert de bouton permettant de pousser la tige 33 vers l'intérieur, d'une manière commode.
La tige 33 s'étend vers le bas à travers l'aimant permanent 17 et se termine au voisinage du siège 12. Lorsque la tige 33 est poussée vers le bas, elle vient en prise avec la bille 25 et la déplace en le séparant du siège 12.
La distance sur laquelle se déplace la tige 33 est telle qu'elle déplace la bille 25 vers le bas en l'écartant du siège 12 et en la faisant sortir de l'influence effective de l'aimant permanent 17, comme on le voit par le contour en pointillé indiqué en 40.
Il convient d'observer, en se reportant à la fig. 1, que les canaux d'entrée 27 communiquent avec la chambre 11 dans une région qui se trouve en dessous de la position 40 qu'occupe la bille 25 lorsqu'elle est retenue par la tige de rétablissement 33 formant butée. Le diamètre de la bille 25 et le diamètre de l'alésage de la chambre cylindrique 11 sont tels qu'il n'y a qu'un léger jeu entre la bille et la paroi de la chambre. Lorsque le fluide s'écoule suivant une volume normal à travers la soupape, depuis les canaux d'entrée 27 jusqu'à l'orifice de sortie 14, cet écoulement du fluide maintient la bille contre l'extrémité de la tige 33 et; lorsque la tige se déplace vers le haut, elle ramène la bille 25 en contact avec le siège 12.
De ce fait, on peut refaire couler de fluide à travers la soupape simplement en poussant la tige de rétablissement 33 vers le bas, mais il faut couper l'écoulement du fluide vers l'orifice d'entrée 15 pour permettre à la bille 25 de retomber au fond de la chambre, comme indiqué en pointillé en 43. En d'autres termes, pour rétablir l'écoulement du fluide à travers la soupape après que le dispositif sur lequel il est monté a été renversé, il faut redresser le dispositif, couper l'alimentation du fluide vers la soupape et pousser la tige 33 vers le bas. L'alimentation en fluide peut alors être rétablie pour permettre un fonctionnement normal.
Le joint 21 et un joint 45 servent à empêcher le
fluide de s'échapper de la soupape autour de la tige 33 et de sa tête 35, lorsque la soupape est en fonctionne ment normal.
Dans la variante représentée sur la fig. 3, le corps
10 de soupape comporte un canal qui s'étend axialement sur toute sa longueur. L'extrémité inférieure 53 du canal est taraudée intérieurement, et c'est dans cette extrémité que le conduit qui fait écouler le fluide vers la soupape est vissé. Au-dessus de l'extrémité taraudée 53, le corps comporte une série circulaire de gorges 55 s'étendant axialement qui forment des cannelures 57 qui, à leurs extrémités inférieures, s'étendent vers l'intérieur en formant des épaulements 58. Cet agencement de cannelures forme la chambre 11 destinée à recevoir la bille 25. Une bague torique 60 est disposée sur les épaulements 58 afin de supporter la bille 25 lorsqu'elle est en position normale.
La partie périphérique du siège 12 est disposée sur un épaulement annulaire 61 formé è l'extrémité supérieure de la chambre cannelée 11. L'aimant permanent
17 est monté dans l'alésage du corps et est disposé sur le siège 12. La cage ou manchon 18 est disposé sur l'extrémité supérieure de l'aimant 17 et comporte les canaux 20 qui communiquent avec l'orifice de sortie 63. La partie supérieure de la soupape, y compris la lige de rétablissement 33, présente le même agencement que celui représenté sur la fig. 1.
La chambre cannelée 11 a pour but de permettre un débit plus important de fluide à travers la soupape, par exemple lorsqu'on utilise un combustible liquide relativement épais.
Sur la fig. 2, le corps 10 de soupape présente à son extrémité supérieure une tige 70 filetée extérieurement, qui peut être utilisée pour fixer la soupape sur un four neau, ou tout autre dispositif. Dans cet agencement, la chambre 11 qui reçoit la bille se présente sous la forme d'un manchon 71 monté sur le corps. Ce manchon présente une forme cylindrique et comporte une partie intermédiaire 72 dont le diamètre est inférieur à celui de la partie supérieure 73, et une joue 74 formée à son extrémité inférieure (fig.4). L'aimant permanent 17 est disposé à l'extrémité supérieure du manchon 71 qui présente un fraisage de façon à former un épaulement annulaire sur lequel est disposée l'extrémité inférieure de l'aimant.
Le siège se présente sous la forme d'un élément tubulaire 75 monté à l'intérieur de l'aimant 17 et comportant à son extrémité supérieure une joue 77 qui s'étend latéralement. Sur la fig. 5, le siège 75 est représenté en position à l'intérieur de l'aimant 17 lequel, à son tour, est disposé à l'intérieur du manchon 71, comme on le voit sur la fig. 2. Un joint 78 est disposé à l'extrémité supérieure de l'ensemble du manchon de l'aimant. Un bouchon 80 est vissé à l'extrémité inférieure du corps 10 contre le manchon 71, ce qui amène l'aimant et l'ensemble du siège contre la ron delle 78 qui, à son tour, est déplacée vers le haut pour l'amener contre la paroi supérieure de l'alésage du corps.
Le corps comporte un canal 83 qui s'étend vers le haut depuis la rondelle 78, dans l'alignement de l'ouverture formée en son centre, et qui communique avec l'orifice de sortie 84.
La partie intermédiaire 72 de dimensions réduites du manchon 71 comporte plusieurs ouvertures 85 qui communiquent avec la chambre 11 qui reçoit la bille.
Ces ouvertures sont disposées à la partie supérieure de la chambre 11, au-dessus de la bille 25 lorsqu'elle repose sur le bouchon 80. Le manchon 71 comporte également des ouvertures supplémentaires 89 qui sont disposées à l'extrémité inférieure du manchon, en dessous du plan diamétral horizontal de la bille 25 lorsqu'elle repose sur le bouchon 80 à la partie inférieure de la chambre, comme on le voit en pointillé sur la fig. 2. Les ouvertures 85, 89 sont des orifices d'admission servant à transmettre le fluide de l'orifice d'entrée 87 à la chambre 11.
Les ouvertures 85 présentent des dimensions permettant un débit de fluide de valeur prédéterminée depuis l'orifice d'entrée 87 ce qui, avec la très faible quantité de fluide qui s'écoule des ouvertures 89 vers le haut, autour de la bille 25, suffit à fournir un volume de fluide permettant le fonctionnement normal de l'appareil de chauffage, auquel la soupape est relié.
Le corps 10 comporte un moyeu latéral 90 taraudé intérieurement et qui est destiné à recevoir un élément 91 comportant une ouverture s'étendant axialement dans laquelle est montée, de manière à coulisser, la lige de rétablissement 33. Des joints 93, 94 servent à empêcher toute fuite autour de la tige de rétablissement 33, et l'extrémité extérieure de celle-ci est pourvue d'un bouton de commande 96, la tige étant poussée vers l'extérieur par un ressort de compression hélicoïdal 95.
L'agencement est tel que lorsque la bille est maintenue contre l'extrémité inférieure du siège 75 par l'aimant 17, comme on le voit en traits pleins sur la fig. 2, tout déplacement vers l'intérieur de la tige 33 fait déplacer la bille vers le bas en la séparant du siège sur une distance suffisante pour la faire sortir du champ d'influence effectif de d'aimant permanent 17, la bille retombant alors sur le bouchon 80. Le jeu entre la bille 25 et la paroi latérale de la chambre 11 est tel que si le débit de fluide à travers la soupape est supérieur à celui qui peut être fourni par les canaux 85, la bille 25 est déplacée vers le haut et pénètre dans le champ d'influence de l'aimant ce qui la fait attirer contre le siège.
En d'autres termes, si le débit de fluide à travers la soupape est supérieur à celui qui est fourni par les ouvertures 85, le débit supplémentaire à travers les ouvertures 89 fait déplacer vers le haut la bille pour l'amener contre le siège. De ce fait, si le tuyau souple ou conduit qui relie la soupape au dispositif de chauffage vient à se rompre, ou si tout autre élément devient défectueux, ce qui amène le débit de fluide à un volume anormalement élevé, la soupape coupe automatiquement l'écoulement du fluide.
On voit que dans tous les agencements décrits, si la soupape est déplacée vers une position horizontale ou si elle est amenée à cette position, l'alimentation en combustible est instantanément coupée et n'est pas rétablie avant que la soupape ne soit remise en état en déplaçant la bille 25 pour la faire sortir du champ d'influence de l'aimant permanent.
Dans l'agencement représenté sur la fig. 2, il n'est pas nécessaire que la soupape soit renversée et amenée en position horizontale pour faire déplacer la bille 25 et l'amener dans le champ effectif de l'aimant permanent contre le siège de la soupape. L'existence d'une pression exercée par le combustible contre le dessous de la bille 25, par l'intermédiaire des orifices inférieurs 89, et le faible jeu qui est ménagé entre la bille et la chambre 11, ont pour résultat que, si la soupape reçoit un choc, la bille est déplacée vers le haut et pénètre dans le champ d'action effectif de l'aimant permanent.
Ceci constitue un avantage lorsqu'on utilise la soupape en liaison avec un appareil contenant du combustible qui est monté sur un véhicule, tel qu'une caravane.
Dans le cas où le véhicule subit une collision, la soupape restant en position verticale, il se ferme.
Il va de soi que ces soupapes peuvent être fixées directement à un réservoir d'alimentation en combustible, tel qu'un réservoir de pétrole liquide qu'on utilise actuellement d'une manière très répandue pour fournir du combustible à des dispositifs de chauffage à la fois portatifs et fixes.