FR2567630A1 - Gas pressure regulator - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un régulateur de pression de gaz pour un chauffe-eau à circulation avec chauffe-eau sanitaire, comprenant une soupape à membrane qui règle l'alimentation en gaz de la source de chaleur, et dont la membrane est soumise d'une part à la pression du gaz en aval de la soupape et, de l'autre, à une pression variable entre deux valeurs limite et réglée par au moins une servovalve, de préférence aussi une soupape à membrane, commandée par un organe de réglage en fonction des besoins en eau chaude. The present invention relates to a gas pressure regulator for a circulating water heater with sanitary water heater, comprising a membrane valve which regulates the supply of gas to the heat source, and the membrane of which is subjected to a part at the gas pressure downstream of the valve and, on the other hand, at a pressure variable between two limit values and regulated by at least one servovalve, preferably also a diaphragm valve, controlled by a regulating member in function hot water requirements.
Un tel régulateur de pression est par exemple. con- nu du brevet EU-A-0035147. Il se compose de plusieurs organes de réglage, à savoir une tige reliée à un débitmètre, et une vis de réglage coopérant avec la membrane d'une servovalve, ainsi qu'une pompe à membrane qui produit la pression variable nécessaire à la commande de la servovalve. Such a pressure regulator is for example. known from EU-A-0035147. It consists of several adjustment members, namely a rod connected to a flow meter, and an adjustment screw cooperating with the diaphragm of a servovalve, as well as a diaphragm pump which produces the variable pressure necessary for controlling the servovalve.
Ces organes de réglage agissent sur une servovalve avec deux sièges occupés alternativement par l'obturateur dont la position influence directement la pression variable entre deux valeurs limite dans les chambres limitées par la membrane de la soupape à gaz principale. These adjusting members act on a servovalve with two seats occupied alternately by the shutter, the position of which directly influences the variable pressure between two limit values in the chambers limited by the diaphragm of the main gas valve.
L'invention a pour but de simplifier un régulateur de pression de gaz du genre ci-dessus et par là de réduire son prix, ainsi que d'assurer sa fiabilité par l'utilisation de peu d'éléments caractérisés par une haute résistance à l'usure, un faible frottement et une grande insensibilité au vieillissement. The invention aims to simplify a gas pressure regulator of the above type and thereby reduce its price, as well as ensuring its reliability by the use of few elements characterized by high resistance to l wear, low friction and high insensitivity to aging.
Conformément à l'invention, le dispositif de commande de la servovalve d'un régulateur de pression de gaz du genre décrit précédemment, comprend un organe de réglage, soit un levier mobile, et un aimant fixe coopérant avec ledit levier. According to the invention, the device for controlling the servovalve of a gas pressure regulator of the type described above, comprises an adjustment member, namely a movable lever, and a fixed magnet cooperating with said lever.
Ce dispositif de commande est d'une construction particulièrement simple et se signale par un fonction nement sûr et une grande sensibilité, et par ce que les valeurs limite prévues pour déterminer les variations de la pression sont réglées de façon très simple. This control device is of a particularly simple construction and is distinguished by a safe operation and a high sensitivity, and by the fact that the limit values provided for determining the variations in pressure are very simply set.
Un perfectionnement avantageux consiste en ce que le levier porte à l'extrémité libre d'un bras un aimant ou un noyau de fer doux pouvant être magnétisé (armature). An advantageous improvement consists in that the lever carries at the free end of an arm a magnet or a soft iron core which can be magnetized (armature).
Un autre perfectionnement est donné par ce que la plage de basculement du levier est délimitée par des butées. Another improvement is given by the fact that the tilting range of the lever is delimited by stops.
Un autre perfectionnement résulte de ce que le levier, par le bout libre d'un bras, coopère avec la servovalve et que l'aimant fixe, le long de ce bras, se trouve, à la verticale, à une distance réglable vis-àvis du levier. Another improvement results from the fact that the lever, by the free end of an arm, cooperates with the servovalve and that the fixed magnet, along this arm, is, vertically, at an adjustable distance vis-à-vis lever.
Un autre perfectionnement est donné par un ressort agissant sur le levier contre l'action de l'aimant fixe, et par une butée de préférence réglable, limitant--le basculement du levier sous l'effet du ressort. Another improvement is given by a spring acting on the lever against the action of the fixed magnet, and by a stop which is preferably adjustable, limiting - the tilting of the lever under the effect of the spring.
Un autre perfectionnement consiste en ce qutune butée réglable supplémentaire est prévue déterminant une position du levier, correspondant à la pleine charge de la source de chaleur pour le chauffage de locaux. Another improvement consists in that an additional adjustable stop is provided determining a position of the lever, corresponding to the full load of the heat source for space heating.
Un autre perfectionnement résulte de ce que le bout libre du levier, communiquant avec la servovalve, coopère avec une butée réglée par l'action d'un régulateur d'admission de gaz pour le chauffage d'eau sanitaire et déterminant sa position de pleine charge. Another improvement results from the fact that the free end of the lever, communicating with the servovalve, cooperates with a stop adjusted by the action of a gas inlet regulator for heating domestic water and determining its fully loaded position. .
Un autre perfectionnement consiste en ce que la butée commandée par le régulateur d'admission de gaz, est formée par le bout libre d'une bascule faisant partie de ce régulateur et se trouvant sous l'effet d'une membrane déplacée par la pression dans la conduite d'eau sanitaire, contre l'action d'un ressort. Another improvement consists in that the stop controlled by the gas inlet regulator is formed by the free end of a rocker forming part of this regulator and being under the effect of a membrane displaced by the pressure in the sanitary water pipe, against the action of a spring.
Pour aider à la compréhension, des exemples de ré réalisation sont décrits ci-après, à l'aide des figures 1 à 5 du dessins qui montrent schématiquement des détails du régulateur de pression de gaz et les éléments essentiels pour l'invention. To aid understanding, exemplary embodiments are described below, using Figures 1 to 5 of the drawings which schematically show details of the gas pressure regulator and the essential elements for the invention.
La canalisation 1 du régulateur de la fig. 1 est réliée à la chambre de sortie de gaz du régulateur, donc à la partie en aval de la soupape à membrane non représentée - (soupape à gaz principale) réglant l'alimentation en gaz du bruleur. Par contre,;.la canalisation 2 est reliée à l'enceinte de l'autre côté de la membrane de la soupape principale, donc à l'enceinte où règne une pression variable entre deux valeurs limite et réglée par le régulateur de pression de gaz - en fonction de la consommation dCeau. Line 1 of the regulator in fig. 1 is connected to the gas outlet chamber of the regulator, therefore to the downstream part of the diaphragm valve not shown - (main gas valve) regulating the gas supply to the burner. On the other hand,;. Line 2 is connected to the enclosure on the other side of the diaphragm of the main valve, therefore to the enclosure where there is a variable pressure between two limit values and regulated by the gas pressure regulator - depending on the water consumption.
Dans la chambre 3 Q débouchent les canalisations 1 et 2, se trouve l'obturateur 4 appliqué alternative- ment sur le siège de soupape 5 ou le siege 6. Le depla- cement de l'obturateur 4 est commandé par la tige-7 ar ticulée au bout libre dgun levier 9 mobile autour de l'articulation 8, qui subit l'action d'un ressort de traction 10 qui a tendance d'appliquer llobturateur 4, par l'intermédiaire du levier 9. sur le singe de soupape 6.Contre l'action de ce ressort 10 agit au besoin un électro-aimant 11 qui - dès qu'il est excité - agit sur un noyau 12 pour appliquer l'obturateur 4 sur le siège de soupape 5. In the chamber 3 Q open the pipes 1 and 2, there is the shutter 4 applied alternately to the valve seat 5 or the seat 6. The movement of the shutter 4 is controlled by the rod-7 ar ticulated at the free end of a lever 9 movable around the articulation 8, which undergoes the action of a tension spring 10 which tends to apply the shutter 4, by means of the lever 9. on the valve monkey 6 Against the action of this spring 10 acts, if necessary, an electromagnet 11 which - as soon as it is excited - acts on a core 12 to apply the shutter 4 to the valve seat 5.
Le siège de soupape 5 communique par une canalisation 13 avec un branchement 14 où débouche la canalisation 1 et duquel part une autre canalisation 13' se terminant à la chambre à membrane 15, reliée par une canalisation 16, où est prévu un siège de soupape 17, à la canalisation 18. Avec ce siège de soupape coopère lgob turateur 19 de la servovalve pouvant etre ouverte par l'action d'un ressort de poussée 21 s'appuyant contre le bolier 20.Cet obturateur 19 est solidaire d'une membrane 22 sur laquelle agit un ressort de poussée 23 qui, à son bout supérieur, porte un disque 24. te dépla- cement de l'obturateur 19 est limité par une collerette 25 qui coopère avec une butée 20l du boiter 20. The valve seat 5 communicates by a pipe 13 with a branch 14 where the pipe 1 opens and from which another pipe 13 ′ ends ending in the membrane chamber 15, connected by a pipe 16, where a valve seat 17 is provided. , to the pipe 18. With this valve seat cooperates lgob turator 19 of the servovalve can be opened by the action of a thrust spring 21 pressing against the bolier 20.This shutter 19 is integral with a membrane 22 on which acts a thrust spring 23 which, at its upper end, carries a disc 24. The movement of the shutter 19 is limited by a flange 25 which cooperates with a stop 20l of the box 20.
A l'état de repos, la soupape à gaz principale est fermée. Il nty a donc pas de différence de pression entre les enceintes en amont et en aval de cette soupape faisant partie de la conduite d'alimentation en gaz de la source de chaleur, donc pas de différence de pression entre les canalisations 1 et 2. In the idle state, the main gas valve is closed. There is therefore no difference in pressure between the chambers upstream and downstream of this valve forming part of the gas supply pipe to the heat source, therefore no difference in pressure between the pipes 1 and 2.
Au moment ob la source de chaleur, p.e. un brûleur, signale un besoin en gaz par suite d'un prélâvement d'eau chaude, l'électro-aimant 5 est excité et attire en conséquence le noyau 12 qui fait soulever alobtura- teur 4 du siège 6 de la servovalve, pour liapplíquer, contre l'action du ressort de rappel 10, sur le siège 5. When the heat source, eg a burner, signals a need for gas as a result of a withdrawal of hot water, the electromagnet 5 is excited and consequently attracts the core 12 which causes the solenoid to lift 4 of the seat 6 of the servovalve, to liapplíquer, against the action of the return spring 10, on the seat 5.
En conséquence, la canalisation 1 et par là la sortie de gaz est séparée de l'enceinte à pression variable, voisine de la membrane de la soupape à gaz principale.Consequently, the pipe 1 and thereby the gas outlet is separated from the variable pressure enclosure, adjacent to the membrane of the main gas valve.
Par suite de l'entrée de gaz, une pression nait dans l'enceinte 26 où se trouve le levier 9, ce qui a pour effet que, la soupape 17, 19 étant fermée, une pression s'établit dans la canalisation 2, qui fait ouvrir la soupape à gaz principale contre l'action d'un ressort.As a result of the entry of gas, a pressure arises in the enclosure 26 where the lever 9 is located, which has the effect that, with the valve 17, 19 being closed, a pressure builds up in the line 2, which causes the main gas valve to open against the action of a spring.
Si le gaz s'écoule alors vers le brûleur, il y a, dans la sortie du régulateur, par suite de l'effet des becs du brûleur, formation d'une pression dynamique qui agit, par 11 intermédiaire de canalisations, sur l'enceinte 15 et a tendance, en dépassant une valeur limite déterminée, de déplacer la membrane 22 contre l'action du ressort 23.If the gas then flows towards the burner, there is, in the outlet of the regulator, as a result of the effect of the burner nozzles, formation of a dynamic pressure which acts, by means of pipes, on the enclosure 15 and tends, by exceeding a determined limit value, to move the membrane 22 against the action of the spring 23.
Le seuil de pression provoquant le déplacement de la membrane 22, est déterminé par le dispositif suivant l'invention, qui comprend un organe de réglage, à savoir un levier 28 articulé autour de l'axe 27, et un électro aimant 29 fixe, coopérant avec le levier 28. Le bout libre du levier 28 est muni d'un aimant permanent ou d'un noyau de fer doux 28', faisant fonction d' armature. The pressure threshold causing the displacement of the membrane 22 is determined by the device according to the invention, which comprises an adjustment member, namely a lever 28 articulated around the axis 27, and a fixed electromagnet 29, cooperating with the lever 28. The free end of the lever 28 is provided with a permanent magnet or a soft iron core 28 ', acting as a frame.
Dans le cadre de l'invention, il est possible d'utiliser indifféremment des électro-aimants ou des aimants permanents en tant qu'éléments fixes et/ou mobiles sans que le principe de fonctionnement du dispositif en soit affecté. In the context of the invention, it is possible to use either electromagnets or permanent magnets as fixed and / or mobile elements without affecting the operating principle of the device.
Dans l'exemple de réalisation représenté,. l'élec- tro-aimant 29 fixe se trouve, à l'horizontale, à une distance du levier 28, réglable à l'aide d'une vis30, et est alimenté en courant par un câble 31 venant d' une source de courant non représentée. In the embodiment shown ,. the fixed electromagnet 29 is located, horizontally, at a distance from the lever 28, adjustable using a screw 30, and is supplied with current by a cable 31 coming from a current source not shown.
Le levier 28 porte un doigt 32 ou similaire qui agit sur le disque 24 du ressort de poussée 23. The lever 28 carries a finger 32 or the like which acts on the disc 24 of the thrust spring 23.
Avec les deux bras du levier 28 coopèrent, de part et d'autre de l'axe 27, des vis-butées 33 et 34 réglables qui délimitent la plage de basculement du levier suivant la charge du brûleur. With the two arms of the lever 28 cooperate, on either side of the axis 27, adjustable stop screws 33 and 34 which delimit the tilting range of the lever according to the load of the burner.
L'exemple de réalisation montré à la fig. 2, se distingue de celui de la fixe. 1 par la disposition mo difiée de l'électro-aimant 29 fixe qui se trouve audessus du bout libre du levier 28, muni d'un noyau de fer doux 28'. The exemplary embodiment shown in FIG. 2, differs from that of the fixed. 1 by the modified arrangement of the fixed electromagnet 29 which is located above the free end of the lever 28, provided with a soft iron core 28 ′.
Dans l'exemple de réalisation suivant la-fig. 3, le bras de levier 28 porte également un électro-aimant 28" alimenté en courant par un câble 31'. In the embodiment according to FIG. 3, the lever arm 28 also carries an electromagnet 28 "supplied with current by a cable 31 '.
Dans tous ces exemples de réalisation suivant les fig. 1 à 3, il est prévu, de par leur conception, une régulation proportionnelle en continu. In all these exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3, there is provision, by design, for continuous proportional regulation.
La disposition des éléments de l'exemple de réalisation suivant la fig. 4 en diffère parce que le levier 28, par le bout libre d'un bras, coopère indirectement avec le disque 24 du ressort de poussée 23 par l'intermédiaire de la tige 35, et que l'électro-aimant fixe 29 est disposé - le long du bras de levier - à une distance réglable vis-à-vis de celui-ci, et forme même une butée délimitant la plage de basculement du levier 28. The arrangement of the elements of the exemplary embodiment according to FIG. 4 differs from this because the lever 28, by the free end of an arm, cooperates indirectly with the disc 24 of the thrust spring 23 by means of the rod 35, and the fixed electromagnet 29 is arranged - along the lever arm - at an adjustable distance from it, and even forms a stop delimiting the tilting range of lever 28.
te réglage de la charge pleine se fait à l'aide de l'électro-aimant 29 utilisé comme butée, la quantité de gaz mini nécessaire pour l'allumage du brûleur étant réglée par contre, indépendamment de l'autre réglage, à l'aide de la vis 36 logée dans le bottier 20 et qui traverse le bras de levier 28 et forme une butée limitant la montée de celui-ci. Le ressort de traction 37 a tendance d'appliquer ce bras de levier contre la butée, soit la tête de la vis de réglage 36. te adjustment of the full load is done using the electromagnet 29 used as a stop, the minimum quantity of gas necessary for the ignition of the burner being adjusted on the other hand, independently of the other setting, at using the screw 36 housed in the case 20 and which passes through the lever arm 28 and forms a stop limiting the rise thereof. The tension spring 37 tends to apply this lever arm against the stop, ie the head of the adjusting screw 36.
Le réglage à la verticale de l'électro-aimant 29 se fait par exemple à l'aide d'un écrou 38 traversé par la vis de fixation de l'électro-aimant 29. The vertical adjustment of the electromagnet 29 is done for example using a nut 38 through which the fixing screw of the electromagnet 29 passes.
L'exemple de réalisation suivant la fig. 4 est ca- ractérisé par le réglage tout ou rien de la consigne: si l'électro-aimant n'est pas excité, il y a débit minimal de gaz suivant les besoins pour l'allumage du brûleur, si l'électro-aimant est excité, il y a un débit répondant aux besoins en pleine charge. The exemplary embodiment according to FIG. 4 is characterized by the all-or-nothing adjustment of the setpoint: if the electromagnet is not energized, there is a minimum gas flow as required for ignition of the burner, if the electromagnet is excited, there is a flow that meets the needs under full load.
Dans l'exemple de réalisation suivant la fig. 5, il y a, à côté d'un réglage de la charge partielle à l'aide d'une vis 36, un autre réglage pour la charge pleine du chauffage de locaux, moyennant la vis de réglage 40 logée dans le bottier 20, et qui limite le déplacement du disque 24 et par là la pression du ressort 23 sur la membrane 22,
Pour faire marcher à pleine charge le chauffage d'eau sanitaire, le bout libre du levier 28 relié indirectement par la tige 35 à la membrane 22 de la servovalve 17,19, coopère avec une butée 42 commandée par un régulateur d'admission de gaz 41 disposé dans l'écoulement de l'eau sanitaire.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, there is, besides an adjustment of the partial load using a screw 36, another adjustment for the full load of space heating, by means of the adjustment screw 40 housed in the case 20, and which limits the movement of the disc 24 and thereby the pressure of the spring 23 on the membrane 22,
To operate the domestic water heating at full load, the free end of the lever 28 indirectly connected by the rod 35 to the membrane 22 of the servovalve 17,19, cooperates with a stop 42 controlled by a gas inlet regulator 41 disposed in the flow of sanitary water.
Cette butée 42 est formée par le bout libre d'une bascule 44 faisant partie du régulateur 41 et articulée autour d'un axe 43, ladite bascule étant influencée par une membrane 47, par l'intermédiaire du piston 45 et de la tige 46, qui est disposée dans le régulateur 41 et sépare entre elles les enceintes 48 et 49 reliées à un débitmètre. This stop 42 is formed by the free end of a rocker 44 forming part of the regulator 41 and articulated around an axis 43, said rocker being influenced by a membrane 47, by means of the piston 45 and the rod 46, which is arranged in the regulator 41 and separates between them the chambers 48 and 49 connected to a flow meter.
D'autre part, la bascule 44 se trouve sous l'action, par l'intermédiaire d'une rondelle 50, d'un ressort de poussée 51. A proximité de la butée 42,-la bascule 44 porte une butée 52 et, à l'autre extrmité, une butée 54 réglable à l'aide d'une vis 53, pour limiter ses mouvements de basculement. On the other hand, the rocker 44 is under the action, by means of a washer 50, of a thrust spring 51. Close to the stop 42, the rocker 44 carries a stop 52 and, at the other end, a stop 54 adjustable using a screw 53, to limit its tilting movements.
Les variations de pression enregistrées par le régulateur suivant le débit d'eau sanitaire, se tradui sent par un déplacement de la membrane 47 contre l'action du ressort et entrainent ainsi un déplacement de la butee 42. The pressure variations recorded by the regulator according to the sanitary water flow rate results in a displacement of the membrane 47 against the action of the spring and thus cause a displacement of the stop 42.
il va de soi que la conception de l'invention peut hêtre largement modifié, par exemple par une multiplication des éléments, soit d'éléments commandant la charge partielle (charge mini ---- charge partielle maxi) d'une part, et la pleine charge, d'autre part, (charge pleine mini --- charge pleine maxi), ces éléments venant alors se compléter et se superposer dans leurs fonctions it goes without saying that the design of the invention can be largely modified, for example by a multiplication of the elements, either of elements controlling the partial load (minimum load ---- maximum partial load) on the one hand, and the full load, on the other hand, (minimum full load --- maximum full load), these elements then complement and overlap in their functions
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