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"PERFEOTIONLJEdJ,;.JTS AUX SOUPAPE3 A FLlJIDE"
La présente invention se rapporte à des soupapes à fluide commandées automatiquement par l'écoulement d'un autre
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fluide et notW1ment à des SOUD2pCS à gaz ou autre fluide combustible, actionnées par l'eau et prévues parfois dans des réchauffeurs d'eau ou autres dispositifsanalogues dans lesquels l'arrivée maximum du combustible ne peut se produire que lorsque le robinet d'eau coopérant avec le réchauffeur est ouvert, l'arrivée du combustible étant coupée automatique- ment lorsque le robinet l'eau est refermé.
L'invention s'applique plus particulièrement à des soupa- pes à fluide actionnées par fluide, du type dans lequel l'élé- ment mobile de la soupape coopère avec un siège fixe et est réuni, en vue de son actionnement, avec une tige tournant au-
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tour de son propre axe et pénétrant dans l'intérieur des es- paces servant de passages pour les fluides en question, la disposition étant telle que lorsque le dit élément est fermé, la pression du fluide contrôlé agira dans le sens de cette fermeture.
Suivant la, présente invention, l'élément mobile de la. soupape est réuni par son côté faible pression à l'axe de commande. En montant cet axe dans une douille ou manchon dis- posé sur le côté faible pression de l'élément mobile de la soupape, on écarte toute possibilité de fuite du gaz (dans les soupapes de réchauffeurs d'eau, dans lesquels la chambre à eau peut être mise à sec) à travers cette douille ou manchon.
La disposition préférée consiste à placer la soupape sur un côté (le l'orifice de passage pour le fluide contrôlé et l'axe de commande sur l'autre côté du dit orifice.
Une autre caractéristique de l'invention consiste en la prévision d'une butée à rotule ou analogue entre l'axe de commande et le manchon, les éléments de cette butée étant serrés a contact étroit par un ressort, tel que, par exemple, un ressort hélicoïdal disposé sur le côté opposé de l'axe de comnande. Cette disposition permet de supprimer les garnitures de caoutchouc ou de feutre.
Dans un mode de construction proféré d'une soupape sui- vent l'invention, des butées à rotule ou analogues sont montées en opposition et disposées chacune entre une extrémité du manchon et une extrémité de l'axe de commande , les divers éléments de ces butées étant fortement serrés les uns con- tre les autres. Une de ces butées (de préférence celle prévue sur le côté gaz de la soupape du réchauffeur d'eau) peut être pourvue d'un élément pouvant coulisser longitudinalement par
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rapport à l'axe de commande , mais tournant solidairement avec celui-ci. L'élément coulissant de la bvtée peut être creux en vue de recevoir un ressort de pression, le levier coudé de l'élément mobile de la soupape étant réuni rigidement au dit élément coulissant.
Un seul ressort peut être employé pour serrer les deux butées.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale et verticale d'une soupape de réchauffeur d'eau, suivant l'invention, cette coupe étant pratiquée sur les lignes 1-1 des Figs. 2 et 3.
Fig. 2 est une vue de la Fig. 1 en regardant de droite, le chapeau de fermeture étant enlevé.
Fig. 3 est une vue en coupe transversale et verticale, de la soupape, suivant la ligne 3-3 de la. Fig. l.
Fig. 4 est une vue correspondante à celle de la Fig. 3 et montrant une variante, et
Figs. 5 et 6 sont des vres en coupe horizontale montrant les détails de certaines variantes.
La soupape représentée dans ces dessins , et notamment dans les Figs'. 1, 2 et 3, comporte un tube 10 disposé hori- zontalement et dont les extrémités sent filetées extérieurement en vue de recevoir des chabeaux de fermeture 11 , avec ou sans interposition d'un bourrage 12. Le boîtier tabulaire 10 est divisé intérieurement au moyen l'une cloison verticale 13 en deux chambres, à savoir, ;;:ne chambre à eau 14 et une chambre à gaz 15.
La chambre à eau communique avec des tuyaux d'arrivée et de sortie, respectivement 16 et 17, et la chambre à gaz , avec des tuyaux d'arrivée et .le sortie, respectivement 18 et 19. Jn voit que les différents tuyaux sent pourvus d'écrous de raccord 20, 20. La chambre à gaz est divisée par la cloison
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21 en une chambre à pression élevée 22, disposée à. proximité du débouché du tuyau d'arrivée de .gaz 18, et en une chambre à faible pression 23 disposée à proximité du débouché du tuyau de sortie de gaz 19.
Un manchon 24 fixé à la cloison 13 traverse celle-ci de manière à s'étendre dans les deux chambres 14 et 15, un axe de commande 25 étant disposé à l'intérieur de ce manchon.
L'extrémité "gaz" de l'axe de commande est réunie, au moyen d'un levier coudé 26 et de la manière décrite ci-après, au côté faible pression de 1'élément de soupape 27. La face faible pression de ce dernier élément présente une conformation partielle- ment sphérique, représentée comme convexe sur le dessin, et coopère avec un siège 28 prévu dans une cloison 21, ce siège ayant une conformation correspondante à celle du corps de soupape 27. L'extrémité "eau" de l'axe 25 est rigidement réunie au moyen d'un levier coudé 29, à un organe actionné par écou- lernent d'eau, cet organe étant représenté dans le dessin sous forme d'un chapeau 30 disposé librement sur l'extrémité 31 du prolongement du tuyau d'arrivée d'eau 16.
Le contrepoids 32 équilibre plus ou moins le poids des organes disposés sur l'extrémité gaz de l'axe de commande , de manière à réduire au minimum l'usure irrégulière de ce dernier. Grâce à son excen- trage par rapport à l'axe 25, le contrepoids 32 coopère égale- ment en vue de maintenir le chapeau 30, rappelé par gravité, à sa position de repos. De plus, un ressort (non représenté) peut être prévu dans certains cas, dans le même but. Des ressorts spirales 48 peuvent être disposés, comme montré au dessin, de manière à absorber le poids des organes montés sur 1'axe de commande et de réduire l'usure dans la partie inférieure de
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l'alésage du manchon 24.
Dans la variante montrée en Fig. 4, le chabeau 30 est constitué par un bouchon cannelé s'adaptant dans le sens axial sur l'orifice d'arrivée d'eau. Lorsque ce bouchon se trouve dans la position de fermeture, comme montré a.u dessin, il existe un certain espace de jeu entre le bouchon et les parois de l'orifice, ce jeu n'étant pas modifié pendant le déplacement du bouchon, jusqu'au moment où la pa.rtie cannelée du bouchon est amenée au niveau de l'orifice, c'est-à-dire jusqu'au mo- ment où le jeu dans le mécanisme peut être considéré comme rattrapé.
La soupape de dérivation (by-pass) habituelle pour le gaz, par laquelle on peut maintenir une flamme témoin, a été émise dans les dessins pour raisons de simplicité.
Lorsqu'un robinet, réuni a.u tuyau lE de sortie d'eau est ouvert d'une quantité déterminée d'avance, l'eau remon- tant par l'orifice d'entrée 16 soulève le bouchon 30 en faisant tourner l'axe de commande 25 douanière à. soulever le corps de soupape 27, ce qui produira un écoulement du gaz 'ci travers la soupape. Il y a lieu de remarquer que l'axe 25 et les organes associés sont entièrement disposés sur le côté faible pression de la, soupape à gaz. Par conséquent, lorsque la soupape à gaz est fermée, il ne peut se produire une fuite de gaz, excepté par la soupape même.
La conformation partiellement sphérique des parties en regard de la soupape est bien appropriée en vue d'empêcher toute fuite de gaz, d'autant plus que le corps de soupape est librement réuni au levier coudé 26, une rotule 33 et un siège 34 de dimensions beaucoup supérieures à celles de cette rotule, étant prévus à cet effet. On comprendra
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également que cette connexion libre est également souhaitable afin que la soupape 27 ne soit soulevée de son siège, avant que la quantité d'eau s'écoulant par le bouchon 30 ne dopasse une certaine valeur déterminée d'avance.
L'axe décommande 25 est de préférence ajustée à contact étroit à l'intérieur du manchon 24, cet axe pouvant être de faible section en vue de réduire la surface portante et, par conséquent, la résistance de frottement. En'outre, l'axe de commande présente, dé préférence, sur l'extrémité "eau", une butée à rotule pour écarter toute possibilité d'une fuite d'eau autour de cet axe. Dans la Fig. 1, une telle butée est montrée sous forme d'un cône 35 s'adaptant dans un siège correspondant prévu sur l'extrémité "eau" du manchon.
Un organe élastique, par exemple un ressort prévu à l'ex- trémité "gaz" de l'axe de commande est prévu en vue d'assurer le contact étroit entre les deux éléments de la dite butée.
Une telle butée peut être avantageusement prévue sur l'extrémité "gaz" de l'axe de commande, les deux butées étant de préférence montées en opposition. Dans les Figs. 1 et 3, on voit un manchon creux s'adaptant à contact étroit sur l'axe de commande et s'engageant sur une clef 37 fixée à l'extrémité de cet axe, le dit manchon pouvant coulisser longitudinalement sur le.-dit axe et présentant une surface portante 38 de con- formation conique ou analogue, cette surface étant appliquée à contact étroit et par un organe élastique, contre une surface portante correspondante prévue sur l'extrémité "gaz" du manchon 24. Le levier coudé 26 est réuni rigidement au manchon 36.
Dans la disposition montrée aux dessins, on emploie un seul ressort 39 pour serrer, les uns contre les autres, les
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organes en contact des deux butées. Une extrémité du ressort porte sur la clef 37, laquelle, étant solidaire de l'axe de commande, assure le contact étroit dans la butée disposée à l'extrémité "eau" de l'axe de commande. L'extrémité opposée du ressort agit sur le manchon 36, en vue d'assurer lecontact étroit dans la 'outée prévue sur l'extrémité "gaz" du dit axe.
Le ressort 39 peut être entouré de graisse et être entière- ment enfermé à l'intérieur du manchon 36 au moyen d'un cha- peau fileté 40.
La Fig. 5 représente une disposition modifiée des organes sur l'extrémité "gaz" de l'axe 25. Dans cette variante, le levier coudé 26 est fixé directement à 1'axe de commande et la. butée prévue sur l'extrémité "gaz" du manchon 24 reçoit la.
forme d'un collier cônique ou analogue 41 monté à contact étroit et à coulissèrent par tige carrée en 42 et de manière à pouvoir tourner avec l'axe de commande, cette surface 41 s'appliquant contre une surface correspondante prévue sur l'extrémité "gaz" du manchon 24. Le ressort 39 assure le contact étroit des organes en regard de cette butée ainsi que de la butée prévue sur l'extrémité "eau" du manchon, une rondel- le en liège 43 et une rcn,lelle en laiton 44, pouvant être interposées entre le ressort et le collier, comme montré au dessin.
Dans la variante montrée dans la Fig. 6, plutôt schéma- tique, les chambres à gaz et à eau, respectivement 15 et 14, sont montrées comme étant séparées par un espace 45 dans le- quel l'axe de commande n'est pas entouré du manchon. Dans cette variante, l'axe de commande est montré comme étant formé en deux parties 25' 25' réunies en 46 pour tourner solidaire-
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ment et de manière à éviter tout mouvement axial relatif. Le manchon 24 est également divisé en deux parties coaxiales 24', 24', dont chacune est fixée dans une des cloisons en regard 13', 13'.
Le levier coudé 26 est réuni' à un organe associé avec l'axe de commande et de la manière décrite ci-dessus, en référence aux Figs. 1 et 3, relativement à l'extrémité "gaz" de l'axe de commande. Le levier coudé.29 est également montré comme réuni à l'organe 25' associé avec l'axe de commande, de la même manière que le levier coudé 26. D'autre part, chaque partie 25 de l'axe de commande est pourvue, à l'endroit où elle se dégage du manchon qui l'entoure partiellement, d'une butée fermée 35' , pareille' à celle prévue sur l'extrémité "eau" de l'axe de commande, comme montré en Fig. 1.
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"PERFEOTIONLJEdJ,;. JTS AUX VALVES3 A FLlJIDE"
The present invention relates to fluid valves controlled automatically by the flow of another
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fluid and in particular to gas or other combustible fluid SUD2pCS, actuated by water and sometimes provided in water heaters or other similar devices in which the maximum arrival of fuel can only occur when the cooperating water tap with the heater open, the fuel supply being cut off automatically when the water tap is closed.
The invention applies more particularly to fluid-actuated fluid valves, of the type in which the movable element of the valve cooperates with a fixed seat and is joined, for the purpose of its actuation, with a rod. turning at
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turn of its own axis and penetrating into the interior of the spaces serving as passages for the fluids in question, the arrangement being such that when said element is closed, the pressure of the controlled fluid will act in the direction of this closure.
According to the present invention, the mobile element of the. valve is joined by its low pressure side to the control shaft. By fitting this pin in a socket or sleeve placed on the low pressure side of the movable valve element, any possibility of gas leaks (in the water heater valves, in which the water chamber can be dried) through this socket or sleeve.
The preferred arrangement is to place the valve on one side (the passage orifice for the controlled fluid and the control shaft on the other side of said orifice.
Another characteristic of the invention consists in the provision of a ball-joint stop or the like between the control shaft and the sleeve, the elements of this stop being tightened in close contact by a spring, such as, for example, a coil spring arranged on the opposite side of the control pin. This arrangement makes it possible to eliminate the rubber or felt gaskets.
In one embodiment of a valve according to the invention, ball-and-socket stops or the like are mounted in opposition and each arranged between one end of the sleeve and one end of the control shaft, the various elements of these elements. stops being tightly tight against each other. One of these stops (preferably the one provided on the gas side of the water heater valve) can be provided with an element which can slide longitudinally by
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relative to the control axis, but rotating integrally with the latter. The sliding element of the bvtée may be hollow in order to receive a pressure spring, the bent lever of the movable element of the valve being rigidly joined to said sliding element.
A single spring can be used to tighten the two stops.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 is a view in longitudinal and vertical section of a water heater valve, according to the invention, this section being taken on lines 1-1 of FIGS. 2 and 3.
Fig. 2 is a view of FIG. 1 looking from the right with the closing cap removed.
Fig. 3 is a cross-sectional and vertical view of the valve, taken on line 3-3 of the. Fig. l.
Fig. 4 is a view corresponding to that of FIG. 3 and showing a variant, and
Figs. 5 and 6 are horizontal sectional views showing details of some variants.
The valve shown in these drawings, and in particular in Figs'. 1, 2 and 3, comprises a tube 10 arranged horizontally and the ends of which are externally threaded in order to receive the closing caps 11, with or without the interposition of a stuffing 12. The tubular housing 10 is divided internally by means of one vertical partition 13 in two chambers, namely, ;;: a water chamber 14 and a gas chamber 15.
The water chamber communicates with inlet and outlet pipes, respectively 16 and 17, and the gas chamber, with inlet and outlet pipes, respectively 18 and 19. It can be seen that the various pipes are provided. union nuts 20, 20. The gas chamber is divided by the bulkhead
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21 in a high pressure chamber 22, arranged at. near the outlet of the gas inlet pipe 18, and in a low-pressure chamber 23 disposed near the outlet of the gas outlet pipe 19.
A sleeve 24 fixed to the partition 13 passes through the latter so as to extend into the two chambers 14 and 15, a control pin 25 being disposed inside this sleeve.
The "gas" end of the control shaft is joined, by means of an elbow lever 26 and as described below, to the low pressure side of the valve member 27. The low pressure side of this last element has a partially spherical conformation, shown as convex in the drawing, and cooperates with a seat 28 provided in a partition 21, this seat having a conformation corresponding to that of the valve body 27. The "water" end of the axis 25 is rigidly joined by means of an angled lever 29, to a member actuated by flowing water, this member being shown in the drawing in the form of a cap 30 disposed freely on the end 31 of the extension of the water inlet hose 16.
The counterweight 32 more or less balances the weight of the members arranged on the gas end of the control shaft, so as to minimize the irregular wear of the latter. By virtue of its eccentricity with respect to the axis 25, the counterweight 32 also cooperates with a view to maintaining the cap 30, returned by gravity, in its rest position. In addition, a spring (not shown) may be provided in certain cases for the same purpose. Spiral springs 48 may be arranged, as shown in the drawing, so as to absorb the weight of the members mounted on the drive shaft and to reduce wear in the lower part of the shaft.
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sleeve bore 24.
In the variant shown in FIG. 4, the sculpin 30 is formed by a fluted plug fitting in the axial direction on the water inlet orifice. When this plug is in the closed position, as shown in the drawing, there is a certain clearance space between the plug and the walls of the orifice, this clearance not being modified during the movement of the plug, until the moment when the fluted portion of the stopper is brought to the level of the orifice, that is to say until the moment when the play in the mechanism can be considered to have been taken up.
The usual gas bypass valve, through which a pilot flame can be maintained, has been shown in the drawings for simplicity.
When a tap, joined to the water outlet pipe 1E, is opened by a quantity determined in advance, the water flowing up through the inlet orifice 16 lifts the plug 30 by rotating the axis of the valve. 25 customs order at. lifting the valve body 27, which will cause gas to flow through the valve. It should be noted that the pin 25 and the associated members are entirely disposed on the low pressure side of the gas valve. Therefore, when the gas valve is closed, there can be no gas leakage except from the valve itself.
The partially spherical conformation of the parts facing the valve is very suitable in order to prevent any gas leakage, especially as the valve body is freely joined to the elbow lever 26, a ball 33 and a seat 34 of dimensions much greater than those of this ball joint, being provided for this purpose. We will understand
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also that this free connection is also desirable so that the valve 27 is not lifted from its seat, before the quantity of water flowing through the plug 30 increases to a certain predetermined value.
The control axis 25 is preferably fitted in close contact with the interior of the sleeve 24, this axis possibly being of small section in order to reduce the bearing surface and, therefore, the frictional resistance. In addition, the control axis preferably has on the "water" end, a ball bearing to rule out any possibility of water leaking around this axis. In Fig. 1, such a stopper is shown in the form of a cone 35 fitting into a corresponding seat provided on the "water" end of the sleeve.
An elastic member, for example a spring provided at the "gas" end of the control shaft is provided with a view to ensuring close contact between the two elements of said stopper.
Such a stop may advantageously be provided on the "gas" end of the control shaft, the two stops preferably being mounted in opposition. In Figs. 1 and 3, we see a hollow sleeve fitting in close contact on the control axis and engaging a key 37 fixed to the end of this axis, said sleeve being able to slide longitudinally on the said axis. and having a bearing surface 38 of conical shape or the like, this surface being applied in close contact and by an elastic member, against a corresponding bearing surface provided on the "gas" end of the sleeve 24. The angled lever 26 is assembled. rigidly to the sleeve 36.
In the arrangement shown in the drawings, a single spring 39 is employed to clamp, one against the other, the
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bodies in contact with the two stops. One end of the spring bears on the key 37, which, being integral with the control shaft, ensures close contact in the stop placed at the "water" end of the control shaft. The opposite end of the spring acts on the sleeve 36, in order to ensure close contact in the outlet provided on the "gas" end of said shaft.
The spring 39 may be surrounded by grease and be completely enclosed within the sleeve 36 by means of a threaded cap 40.
Fig. 5 shows a modified arrangement of the members on the "gas" end of the axle 25. In this variant, the elbow lever 26 is fixed directly to the control axle and the. stop provided on the "gas" end of the sleeve 24 receives the.
in the form of a conical collar or the like 41 mounted in close contact and sliding by a square rod at 42 and so as to be able to rotate with the control axis, this surface 41 being applied against a corresponding surface provided on the end " gas "of the sleeve 24. The spring 39 ensures close contact of the members facing this stop as well as the stop provided on the" water "end of the sleeve, a cork washer 43 and a brass ring. 44, which can be interposed between the spring and the collar, as shown in the drawing.
In the variant shown in FIG. 6, rather diagrammatically, the gas and water chambers, respectively 15 and 14, are shown as being separated by a space 45 in which the control axis is not surrounded by the sleeve. In this variant, the control shaft is shown as being formed in two parts 25 '25' joined together at 46 to rotate together.
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ment and so as to avoid any relative axial movement. The sleeve 24 is also divided into two coaxial parts 24 ', 24', each of which is fixed in one of the facing partitions 13 ', 13'.
The angled lever 26 is joined to a member associated with the control shaft and in the manner described above, with reference to Figs. 1 and 3, relative to the "gas" end of the control shaft. The angled lever. 29 is also shown as joined to the member 25 'associated with the control shaft, in the same way as the angled lever 26. On the other hand, each part 25 of the control shaft is provided , at the place where it emerges from the sleeve which partially surrounds it, with a closed stop 35 ', similar to that provided on the "water" end of the control shaft, as shown in FIG. 1.