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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Dispositif de commande actionné par la chaleur.
L'invention est relative'à un dispositif de commande dans lequel un corps se dilatant ou se déformant par échauffement (thermostat) actionne l'organe à commander, par exemple une soupape. Les dispositifs connus de ce genre présentent l'inconvénient d'une trop grande inertie de fonctionnement.
Il est vrai qu'au début d'un échauffement ou d'un refroidissement le thermostat exécute un mouvement relativement rapide car il existe alors une grande différence de température. Mais peu à peu les températures du thermostat et du milieu qui l'influence (par exemple d'une flamme) se nivellent toujours davantage et de ce fait les mouvements de commande deviennent de plus en plus lents. La disposition peut être choisie de manière
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que pendant l'échauffement du thermostat on n'utilise pour le mouvement de commande que la première partie de la course du thermostat, exécutée rapidement, tandis que le restant de la course est une course à vide qui n'agit pas sur l'organe à commander.
Toutefois, pendant l'opération de commande inverse, c'est-à-dire lors du refroidissement du thermostat, il faut que toute la course à vide soit accomplie avant que le mouvement de commande proprement dit puisse commencer. Il se produit donc un grand retard. En général, on doit toujours s'attendre à une certaine course à vide, car d'une part on ne peut jamais régler le thermostat de manière que la course exécutée pendant son échauffement corresponde à la course de commande requise, et d'autre part, il doit toujours exister un certain jeu dans la transmission afin que des tensions inadmissibles ne puissent se produire dans la transmission et dans le thermostat. Aussi la course totale se compose-t-elle toujours d'une course de commande et d'une course à vide.
Le mouvement de commande est retardé du laps de temps requis pour accomplir la course à vide.
L'invention a pour but de remédier à cette inertie du thermostat. Ce but se trouve atteint suivant l'invention du fait que, une fois franchie une certaine position limite, la course du thermostat est compensée par un second thermostat agissant en sens inverse. Ainsi on n'utilise comme course de commande que la première partie de la course totale, qui s'accomplit rapidement par suite de la grande différence de température alors disponible, tandis que la course à vide restante est rendue inopérante par le second thermostat.
Les dessins annexés représentent plusieurs exemples d'exécution de l'invention. Sur les dessins
Fig. 1 montre un dispositif de commande à thermostats
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bimétalliques, pour veilleuse d'allumage de sûreté,
Fig. 2 est un diagramme figurant les déplacements du thermostat,
Fig. 3 représente également un dispositif de commande à thermostat bimétallique pour veilleuse d'allumage de sûreté, et
Fig. 4 montre un dispositif de commande utilisant comme thermostats des tiges rectilignes.
Sur la Fig. 1, 10 est une conduite d'admission de gaz et 11 est une conduite à gaz allant à un brûleur 12. Entre les conduites 10 et 11 est intercalée une soupape 13 qui peut venir appuyer sur son siège 15 sous l'action d'un ressort 14 et couper ainsi l'arrivée de gaz au brûleur 12.
La soupape 13 est reliée à une tige de soupape 16 qui est attaquée par un élément de commande A subissant des déformations sous l'effet de la chaleur. L'élément de commande A est constitué par deux étriers bimétalliques 17,18 dont les branches sont désignées respectivement par 19, 20 et 21, 22.
La branche 19 de l'étrier 17 est rigidement reliée à la boîte de soupape ou à un support spécial, tandis que l'autre branche 20 aboutit à la branche 22 de l'étrier 18 et est soudée ou rivée à celle-ci. La branche 21 est libre et attaque la tige de soupape 16. L'étrier bimétallique 17 est chauffé par une flamme d'allumage ou veilleuse 23 qui est alimentée de gaz par la conduite de veilleuse 24. 25 est un robinet de la conduite de veilleuse. La conduite de veilleuse 24 est branchée sur la conduite d'admission de gaz 10 en amont d'une soupape 26 qui est actionnée par l'intermédiaire d'un diaphragme 28 par les différences de pression créées dans une conduite d'eau 27.
La conduite 27 va au chauffe-eau
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Le dispositif fonctionne de la manière suivante:
Quand la veilleuse ne brûle pas, la soupape 13 porte contre le siège 15, de sorte qu'il ne peut y avoir d'écoulement de gaz vers le brûleur 12. Lorsque l'eau circu- le dans la conduite 27, la soupape 26 s'ouvre. Si l'on ouvre alors le robinet de veilleuse 25 et si on allume la veilleuse, l'étrier bimétallique 17 s'échauffe et sa branche supérieure 20 se déplace de ce fait dans le sens de la flèche 30 et entraine l'étrier bimétallique 18 qui à son tour pousse dans la position d'ouverture la soupape 13.
L'étrier 17 est de construction relativement robuste et sa branche 20 constitue un long bras de levier, de sorte que, sous l'influence de la grande différence de température entre la veilleuse et le thermostat froid, déjà très vite après l'allumage de la veilleuse la branche 20 a parcouru une longue course qui correspond à la course de la soupape. L'étrier bimétallique 17 est dimensionné de manière que sa course soit sensiblement plus longue que la course proprement dite de la soupape. La différence entre la course de la soupape et la course totale du thermostat est la course à vide du thermostat. Afin que la soupape ne se déplace pas au-delà de sa course et que la course à vide n'influence pas le mouvement de la soupape, il est prévu le second étrier bimétallique 18.
Cet étrier, auquel la chaleur se transmet aussi peu à peu, agit en sens inverse du mouvement de l'étrier 17. La branche 21 se déplace dans le sens de la flèche 31 et compense ainsi le mouvement à vide de la branche 20, de sorte que la soupape 13 ne doit pas exécuter une course plus longue que celle qui correspond à sa course effective. Si la veilleuse s'éteint, l'opération inverse se produit, c'est-à-dire que la branche 20 de l'étrier de droite 17 se déplace dans le sens de la flèche pointillée 32 en fermant ainsi la soupape. La branche 20 a encore tendan- @
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ce à se déplacer davantage dans ce sens en exécutant sa course à vide. Mais l'étrier thermostatique 18 dont la branche 21 se déplace en sens inverse, compense de ce fait la course à vide de l'étrier bimétallique 17.
La branche
21 ne quitte donc pas sensiblement la tige de la soupape, de sorte que, lorsqu'on rallume la veilleuse, la course du thermostat peut se traduire aussitôt par une course de la soupape, sans qu'une course à vide se produise préalablement.
En raison de cette disposition on n'utilise donc chaque fois comme course de commande que la première course, qui s'accom- plit rapidement par suite de la grande différence de tempé- rature. Comme l'étrier 17, l'étrier 18 peut également être chauffé par une flamme. Ceci est réalisé soit au moyen d'une flamme spéciale 33, soit au moyen de la flamme du brûleur 12.
Pour assurer même au cours du refroidissement une grande diffé- rence de température, on peut entourer l'étrier 18 d'une enveloppe 42 qui après extinction de la flamme empêche le refroidissement trop rapide du thermostat. D'autre part, quand la veilleuse est éteinte, le courant de gaz d'allumage non allumé refroidit l'étrier 17, de sorte qu'il se produit une différence de température relativement grande qui agit sur le dispositif thermostatique. Pour la même raison il est avantageux que la liaison entre les deux étriers 17, 18 soit mauvaise conductrice de la chaleur.
Sur la Fig. 2 l'allure de l'opération de commande est représentée dans un diagramme où le temps est porté en abscisse et la course en ordonnée. Lorsqu'on allume la veil- leuse, la branche 20 de l'étrier chauffé 17 exécute un mouve- ment dont l'allure est représentée par la ligne OB. Quand la branche 20 atteint le point B dans le temps tB, la course Hv de la soupape est achevée. La branche 20 de l'étrier 17 @
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a encore tendance à se déplacer.davantage, étant donné que sa course doit être plus longue que la course Hv de la soupape.
Pour un échange thermique complet dans l'étrier 17 le point C serait atteint. Comme course totale on obtiendrait alors la longueur Hg. La différence entre la course totale et la course de la soupape est la course à vide ou inopérante Ht.
L'accomplissement de la course à vide exige un temps tL. La course à vide est compensée par le mouvement de l'étrier 18 dont la branche 21 se déplace suivant la ligne BD; en réalité la course Hv reste donc invariable. Quand la veilleuse s'éteint, l'étrier bimétallique se refroidit; la branche 20 se déplace suivant la ligne EF ou une ligne parallèle à celle-ci, F étant le point où la soupape est fermée. Un mouvement subséquent de la branche 20 suivant la ligne FG est compensé par un mouvement égal mais de sens inverse (FH) de la branche 21.
La Fig. 3 montre de nouveau deux étriers bimétalliques 34, 35 dont les déplacements sont de sens inverses sous l'effet de la chaleur ou du refroidissement, comme l'indiquent respectivement les flèches 36, 37 et 38, 39. Les étriers 34, 35, qui sont en forme d'U, sont disposés de manière que l'un se trouve à l'intérieur de la courbure de l'autre.
Sur la Fig. 4 les étriers sont remplacés par des corps dilatables rectilignes. La soupape est fixée à une tige 46 qui a un plus petit coefficient de dilatation que la douille 41. Le fonctionnement de ce dispositif est le même que celui des dispositifs représentés sur les Figs. 1 et 3.
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