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Appareil pour indiquer la présence de vapeurs ou gaz inflammables notamment dans les mines,
Cette invention concerne un appareil utilisable en particulier dans les mines pour indiquer ou révéler la présence de vapeurs ou gaz inflammables et appartenant au type dans lequel un vide proportionnel à la quantité de vapeurs ou gaz inflammables qui se trouve dans l'atmosphère entourant un vase poreux capable de maintenir une pression de gaz pendant un temps notable est créé @ dedans par la combustion des vapeurs ou gaz inflammables
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qui se diffusent ou sont aspirés dans ce vase, et dans lequel le vide ainsi produit est utilisé pour couper le circuit desservant une lampe électrique quand le pourcentage de ces vapeurs ou gaz inflammables atteint un chiffre prédéterminé.
Dans ce type d'appareil, on a déjà proposé de placer dans le vase poreux un filament destiné à devenir incandescent en vue de la combustion des gaz ou vapeurs diffusés ou aspirés, et de connecter ce filament en série avec le circuit de la lampe par l'intermédiaire de contacts commandés par un diaphragme affaissable relié à l'intérieur du vase poreux.
Selon la présente invention, les contacts commandés par le diaphragme affaissable sont shuntés par une résistance qui a une va.leur telle que, quand ces contacts sont écartés, une quantité suffisante de courant passe par cette résistance pour que l'incandescence du filament de la lampe c'est-à-dire l'éclairage fourni par elle soit notablement moindre que normalement. La diminution d'intensité de la. lumière émise par la, lampe indique la présence de va.peurs ou gaz inflammables en quantité excédentaire par rapport à la quantité en proportion prédéterminée.
Et la persistance d'une lumière atténuée grâce au montage de la. résistance en travers des contacts commandés par le diaphragme et placés dans le circuit de la lampe permet au mineur de voir assez nettement son chemin pour pouvoir sortir de la zone dangereuse où il se trouve.
Pour permettre d'essayer l'appareil, un dispositif est prévu le cas échéant pour retarder l'égalisation
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es pressions entre l'intérieur du diaphragme et la capa.cité du vase poreux. Ce dispositif peut consister en un orifice étranglé ou pertuis ménagé dans le conduit placé entre le diaphragme et le vase poreux, cet prifice étranglé étant commandé par un obturateur agencé pour permettre une fuite très lente. De cette manière, quand on envoie au début le courant dans la lampe et dans le filament placé dans le vase poreux, la lampe donne une pleine luminosité, de sorte que l'intérieur du vase poreux se trouve chauffé. Si ensuite on coupe le courant allant à la lampe et au filament, la déperdition de chaleur dans le vase poreux va créer un vide important et séparer les contacts.
Quand ensuite on lance à nouveau le courant dans la lampe, il passe dans la résistance jusqu'à ce que le vide soit détruit et que le circuit soit rétabli, en fournissant ainsi une lumière atténuée avant le grand éclairage et en indiquant que le circuit du filament et de la lampe sont en bon état. Plus l'effet d'étranglement ou de chica.nage entre le vase poreux et le diaphragme est grand, plus la durée de la lumière atténuée résultant du retard dans l'égalisation des pressions sera longue.
Pour la facilité de la compréhension et de la réalisation industrielle de l'invention, elle va être décrite plus complètement en regard des dessins annexés qui en représentent une heureuse réalisation.
Les figures 1 et 2 sont deux vues en coupe verticale prises perpendiculairement l'une à l'autre représentant la partie supérieure d'une lampe de mineur comportant un détecteur ou indicateur de gaz ou vapeurs inflammables
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établi selon l'invention.
La figure 3 est une vue en plan prise au niveau de la ligne A - B de la figure 1 en supposant que le verre de la lampe et la partie supérieure de la lampe qui y est associé sont enlevés.
La. figure 4 est une vue en plan prise au niveau de la ligne C - D de la figure 1.
Les figures 5 et 6 sont respectivement une vue en plan du dessus et une vue en plan du dessous du plateau tonnant le fond supérieur qui supporte le porte-lampe et l'élément formant résistance.
Les figures 7 et 8 sont respectivement une vue en plan du dessus et une vue en plan du dessous du plateau formant le fond inférieur qui porte les contacts de la @ batterie et le filament incandescent.
La figure 9 est une vue en coupe verticale du plateau de base.
La figure 10 est un schéma théorique du circuit électrique de la lampe et des circuits associés qui desservent la résistance et le filament.
La figure 11 est une vue de détail de la. monture du diaphragme.
Comme le représentent en particulier les figures
1 et 2, l'appareil comprend un récipient 1 qui renferme une batterie de deux piles 2 donnant chacune 2 volts et ayant des capacités différentes. Ce récipient 1 est obturé par un plateau 3 en matière isolante qui est supporté par un anneau en métal 4 à collerette vissé dans l'embouchure du récipient 1. La partie centrale saillante du plateau 3 forme une sorte de bouchon qui
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ferme le fond de la chambre de combustion délimitée par un cylindre inférieur 5 en verre clair et par un va,se supérieur poreux 6 de forme cylindrique. L'extrémité supérieure de la chambre de combustion est obturée par un disque ou plateau métallique évidé 7 qui forme une chambre logeant un diaphragme et est solidarisé à l'anneau à collerette 4 par des colonnettes filetées 8.
Des bagues en caoutchouc 9 formant garnitures d'étanchéité sont intercalées entre les extrémités de la chambre de combustion et les parties adjacentes pour empêcher toute fuite de gaz.
La chambre à diaphragme est obturée par un plateau supérieur 10 en matière isolante sur lequel est montée la douille métallique à vis 11 d'une lampe électrique 12 destinée à fonctionner sur un courant de 4 volts. La chambre à diaphragme a.insi que la chambre de combustion sont encloses ou entourées par une enveloppe extérieure 13 qui se visse sur l'anneau 4 et qui est percée da,ns sa partie inférieure de fenêtres 14 pour permettre à l'atmosphère extérieure d'accéder au vase poreux 6 de la chambre de combustion. Une gaine annulaire 15 en toile ou gaze métallique enserrée entre un épaulement interne de l'enveloppe 13 et le sommet de l'anneau 4 sert à empêcher tout accès de matière étrangère et à protéger la paroi de la chambre de combustion.
La lampe électrique 12 et sa douille 11 sont enfermées dans un globe en verre 16 enserré entre des bagues d'étanchéité 17 par un chapiteau 18 qui est relié au sommet de l'enveloppe 13 par des montants vissés 19.
Le chapiteau 18 de la lampe est pourvu d'une poignée de
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support 20.
A l'intérieur de la partie inférieure de la, chambre de combustion et de telle sorte qu'il puisse 'être aperçu par transparence à travers le cylindre de verre 5 et les mailles de la, gaine en toile métallique 15 se trouve un filament 21 en palladium ou autre matière appropriée. Ce filament est supporté entre des broches 22 formant bornes par les extrémités opposées d'une barre ou monture 23 en matière isolante. Ces bornes 22 sont emmanchées dans des fourreaux conducteurs 24 qui traversent le plateau de base
3 et sont connectés à des lames de contact 25, 26 placées sur sa paroi de dessous et portant sur les bornes positive et négative respectives de l'élément 2 de la batterie qui a la plus grande capacité.
La lame de contact négative 26 est connectée par un conducteur isolé 27 engagé dans la face supérieure du plateau 3 et fixé dedans à une plaquette de contact posi- tive 28 desservant l'autre élément de la batterie (Fig.7).
Une autre plaquette de contact négative 29 connectée à la borne négative de l'autre élément c'est-à-dire de celui qui a la plus faible capacité est mise à la, terre par un conducteur 30 relié à l'une d'une paire de balais en. métal 31. Il en résulte que, grâce à des boulons de fixation 32, le plateau de base 3 est relié matériellement et électriquement à l'anneau à collerette 4 (voir en particulier les figures 2, 7 et 8).
La borne positive 22 est connectée par une lampe conductrice 33 à un petit piston de contact 34 soumis à l'action d'un ressort et qui attaque la, face de dessous de la plaque en métal 7, supportée par les colonnettes 8
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et isolée par rapport à elles, de telle sorte que cette plaque se trouve à un potentiel de 4 volts. Le centre de la plaque 7 est pourvu d'une virole isolante 35 dans laquelle est montée la tige tubulaire du diaphragme en métal creux affaissable 36. L'extrémité inférieure de cette tige porte un bras radial 37 qui attaque l'extrémité supérieure d'un plot de contact 38 portée par un manchon isolant logé dans un tasseau en métal 39 fixé à la face de dessous de la plaque 7.
Ce tasseau 39 porte une lame bi-métallique 40 qui, lorsqu'elle est suffisamment chauffée par le filament 21 qui est placé au-dessous d'elle, se déforme et vient en contact avec l'extrémité inférieure du plot 38, et ferme ainsi le circuit sur le diaphragme 36.
Une pointe de contact 41 montée sur la face supérieure du diaphragme vient porter contre une lame de contact 42 supportée par la plaque 7 mais isolée par rapport à elle. L'extrémité libre de cette lame 42 est attaquée par une vis 43 (Figs. 3 et 4) permettant le réglage de la pression. Cette vis traverse le plateau 10 portant la lampe 12 ainsi qu'une pastille isolante 44 supportée par la plaque 7. La construction est étudiée pour assurer la connection électrique entre la douille 11 de la lampe 12 et le diaphragme 36 par l'intermédiaire des contacts 41, 42 et de la vis 43. La borne négative 45 du culot de la lampe 12 est en contact avec une lame conductrice 46 qui la relie à la terre ou à l'anneau 4 par l'intermédiaire d'une des colonnettes isolées 8.
Ainsi donc, quand cette lampe de mineur combinée à un détecteur de gaz fonctionne normalement, le filament 21 est branché directement sur le courant à 2 volts fourni
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par un des éléments 2, et la, lampe 12 est branchée par l'intermédiaire de la lampe bi-métallique 40, du diaphragme 36 et des contacts associés sur le courant à 4 volts fourni par les deux éléments 2 montés en série.
Si une proportion excessive de gaz ou vapeurs inflammables se trouve dans l'atmosphère, un vide est créé dans la chambre de combustion et dans le diaphragme 36, ce qui provoque l'affaissement de ce dernier et écarte les contacts 41, 42. Toutefois, la douille 11 de la lampe 12 est connectée à l'un des bouts d'une résistance 47 portée par le plateau 10 dont l'autre bout 48 porte contre une lamje conductrice 49 qui est supportée par la plaque 7 mais, isolée par rapport à elle et connectée par un donducteur isolé 50 à la tige du diaphragme 36. Il en résulte que, quand les contacts 41,42 se séparent par suite de l'affaissement du diaphragme, la résistance dévolteuse 47 continue à laisser passer le courant vers la lampe 12 dont l'éclat diminue ainsi notablement par rapport à la normale.
Si la lumière atténuée est insuffisante pour permettre au mineur de trouver son chemin jusqu'à l'extérieur de la zone dangereuse où il se trouve, il peut rétablir l'éclairage normal complet en appuyant par un bouton 5la sur un piston 51 chargé par un ressort et implanté dans le chapiteau 18 et en maintenant abaissé ce piston 51. Ce faisant, le mineur oblige l'extrémité inférieure de ce piston 51 à abaisser un autre piston 52 taré par un ressort et supporté par la douille 11 et à venir en contact avec une lame de métal 53 connectée à la plaque 7. Ceci connecte la douille 11 avec la plaque 7 qui se trouve sous un potentiel de 4 volts et permet au
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courant d'éviter la résistance 47, le diaphragme 36 et l'interrupteur bi-mëtallique 40.
Pour permettre d'expérimenter l'appareil dans une atmosphère ordinaire, une rondelle poreuse 54 formant chicane (voir la fig.ll) en papier.ou autre matière appropriée est placée entre la tige du diaphragme et une coupelle 55 montée dessus et percée de part en part d'un orifice grêle, ce qui oblige la diffusion à s'opérer à travers cette chicane 54 avant que l'égalisation des pressions ne puisse se produire entre la chambre de combustion et l'intérieur du diaphragme. Ainsi donc en envoyant le coura.nt pour essayer l'appareil, le filament 21 est tout d'abord chauffé, et l'effet de la chaleur sur la lame bi-métallique 40 permet à la lampe 12 de recevoir son plein contingent de courant représentant 4 volts et à donner la lumière maximum dont elle est capable.
Si l'on coupe ensuite le courant, un puissant vide est créé dans la chambre de combustion et dans le diaphragme associé 36, ce qui écarte les contacts 41,42. En lançant ensuite à nouveau le courant après un laps de temps approprié, ce courant passe à travers la résistance 47 pour donner une lumière atténuée dans la lampe 12 jusqu'à ce que le vide soit détruit par suite de la diffusion qui s'opère à travers la chicane 54. A ce moment, les contacts 41, 42 viennent se toucher et shuntent la résistance 47, ce qui rétablit la plein éclat de la lampe.
Le degré de vide qui est nécessaire pour faire fonctionner le circuit du détecteur peut être commandé par un réglage convenable de la vis 43 pour régir ou régler la pression initiale qui s'exerce sur le diaphragme
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affaissable 36 et déterminer par là même les condit ions de pression pour lesquelles le circuit passant par les contacts 41, 42 sera coupé.
Si le filament 21 vient à se rompre ou à "griller", le refroidissement qui se produit dans la chambre de combustion oblige la lame bi-métallique 40 à couper le circuit de la lampe 12. Mais, en appuyant alors sur le bouton 51a, on peut rétablir à nouveau le circuit de la lampe 12, de façon à permettre au mineur' de retrouver son chemin pour sortir du chantier.
REVENDICATIONS.
1. Appareil du type spécifié utilisable notamment dans les mines et destiné à indiquer ou révéler la présence de vapeurs ou gaz inflammables, caractérisé en ce que les contacts commandés par un diaphragme affaissable sont shuntés par une résistance qui a, une valeur telle que, quand ces contacts sont écartés, une quantité suffisante de courant passe par cette résistance pour que la lampe donne une lumière notablement moindre que normalement.