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CHAUFFE-EAU A GAZ MUNI 'Du,UN 'DISPOSITIF DE SECURITE EN CAS 'DE MANQUE 'D'EAU-
Par "dispositif de sécurité en cas de manque d'eau'!,, on entend ici d'une manière connue un mécanisme de commande à membrane qui n'ouvre un clapet à gaz que lorsque l'eau circule dans l'appareil mais qui le maintient fermé tant qu'on ne puise pas d'eau. A cet effet, on insère d'une manière connue dans les tubulures de raccordement de l'appareil, côté eau froide, un organe d'étranglement grâce auquel il se produit une différence de pression lorsque l'eau circule. Les deux pressions, à savoir la surpression en amont de l'étran- glement et la 'dépression en aval, doivent être respectivement amenées aux deux chambres de la boite à membrane.
Sous l'influence d'une différence de pression ainsi produite, la membrane se déplace et on utilise ce déplacement pourouvrir le clapet à gaz.
Or, il y a intérêt à n'ouvrir ce clapet à gaz que lentement afin que le gaz qui s'échappe s'allume lentement, sans explosion. En conséquence, il y a lieu de ralentir artificiellement la production de différence de pression dans le mécanisme à membrane. Par contre,, le clapet à gaz doit se fermer aussi rapi- dement que possible dès que l'écoulement de l'eau cesse.
La présente invention se rapporte à l'agencement judicieux et cons- tructivement simple d'un tel dispositif de sécurité, dans l'armature à eau du- quel la différence de pression nécessaire pour actionner le mécanisme à membrane est produite dans un organe d'étranglement qui y est monté.
Selon l'invention, les chambres de la boîte à membrane sont raccor- dées, par l'intermédiaire d'espaces de communication disposés concentriquement l'un par rapport à l'entrée à des chambres de surpression et de dépression si- tuées ? l'intérieur de l'armature. On obtient de cette façon les formes de boîtiers les plus simples, sans conduit visible de l'extérieur aboutissant aux chambres de la boîte à membrane et, en ou.tre, un montage extrêmement commode et une sécurité de fonctionnement accrue. Il est ainsi possible de séparer de l'armature le mécanisme de commande à membrane sous forme d'un élément cons- tructif fermé et de fabriquer son boîtier avec de simples pièces de tôle.
Le raccordement à la dépression de l'uen des chambres de la boite à membrane
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a lieu dans les appareils connus du côté eau chaude de l'appareils tandis que le dispositif d'étranglement est placé du côté eau froide, de préférence dans la tubulure de branchement de l'appareil, et que.la surpression est dérivée en amontde l'étranglement vers l'autre chambre de la boite à membrane. Toute- fois,il y a souvent'certains inconvénients à être obligé de ne dériver la dé- pression que loin en aval de l'étranglement., du côté eau chaude.
Du fait de la formation de vapeur et d'une résistance à l'écoulement à. l'intérieur de l'ap- pareillage interposée il se produit éventuellement des perturbations ou des retards dans la commande par membrane. Suivant un mode de réalisation de l'in- vention, l'organe d'étranglement, qui est inséré dans la tubulure de raccorde- ment de l'appareil du côté eau froide est traversé par un canal qui court-cir- cuite la chambre de surpression située en amont de l'étranglement et qui eqt raccordé à la chambre de dépression de la boite à membrane. On obtient ainsi la possibilité de prélever la dépression immédiatement en aval de l'étrangle- ment, du côté eau froide, et on n'a plus besoin pour dériver cette dépression d'aucune liaison vers le côté eau chaude de l'appareil.
Lorsque le réglage de la quantité d'eau qui traverse l'appareil est effectué de la manière usuelle dans la tubulure de raccordement à la cana- lisation d'eau froide, c'est-à-dire avant l'entrée de l'eau dans l'appareil, il se produit certaines difficultés quand l'armature est combinée à un mélan- geur. Il doit alors se produire un puisage d'eau froide sans que l'eau qui coule vers le mélangeur passe par le dispositif de réglage. Il y a donc inté- rêt à prévoir, en dérivation sur la tubulure de raccordement à la canalisation d'eau froide., avant le dispositif de réglage, un canal d'eau. aboutissant au mélangeur.
On obtient alors une construction particulièrement avantageuse lorsque ce canal croise la tubulure de raccordement de l'appareil du côté eau froide, dans laquelle est monté l'organe d'étranglement, ce dernier étant agen- cé de façon à entourer à la manière d'un manchon, à l'intérieur de la tubulure de raccordement, le courant d'eau étranglé et à laisser un espace annulaire libre pour le passage de l'eau qui coule vers le mélangeur.
Il a déjà été indiqué plus haut que l'invention permettait de sé- parer d'une manière simple la boîte à membrane de l'armature à eau. La boite à membrane forme un ensemble constructif en soi fermé qui peut être simplement posé, avec ses canaux de raccordement concentriques, sur l'armature à eauo
La fixation et l'armement de la membrane de caoutchouc qui: se trou- ve dans le boîtier à membrane sont importantes pour le fonctionnement du dis- positif de sécurité en cas de manque d'eau. Si l'on serre d'une manière con- nue la membrane de caoutchouc entre deux flasques plats, il se produit un bom- bement relativement fort de la partie de la membrane comprise entre son plateau et sa surface de maintien, avec formation de plis annulaires soumis à des ef- forts perturbateurs.
L'un des buts de l'invention est d'éviter la formation de tels plis annulaires sans que, toutefois, la membrane soit soumise à des efforts lors de la compression, car elle doit pouvoir se déplacer avec aussi peu d'effort que possible. Selon l'invention, on parvient à ce résultat en donnant aux brides de la boite une forme tronconique et en serrant la membrane de caoutchouc avec la plus grande force sur le bord interne des brides. Dans ces conditions, le caoutchouc qui eqt comprimé sur ce bord interne de la bride se répartit d'une façon à peu près uniforme vers l'intérieur et vers l'extérieur.
De ce fait, la membrane devient un peu lâche sans qu'il se forme de plis annu- laires. Par ailleurs, le caoutchouc est refoulé vers le bord extérieur de la membrane et il se produit à l'intérieur des brides une accumulation de matière en forme de coin annulairequi agit avec un fort effet de coincement lorsque la membrane est soumise à un effort de traction. La membrane est donc ainsi solidement maintenue entre les brides même avec une pression relativement fai- ble.
L'invention permet d'obtenir des avantages particuliers du fait qu'il est possible de fabriquer la boîte à membrane en éléments de tôle. Si l'on serrait de telles pièces de tôle en forme de boites à brides planes avec interposition de la membrane de caoutchouc, en sertissant par exemple les bords des brides, celles-ci, en particulier, le bord interne des brides, céderaient après le serrage, de sorte que la membrane de caoutchouc ne serait plus du tout
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serrée et maintenue. Par contre,, si la bride de l'une au moins des boîtes de tôle est relevée coniquement selon l'invention, la pression subsiste après le sertissage au bord interne des brides parce que le bord extérieur de la bride est attire par le sertissage vers le bord de l'autre partie.
Il y a donc in- térêt à constituer la boîte à membrane par deux pièces de tôle en forme de boï- te, dont l'une possède une bride munie d'un bord de sertissage rabattu vers le haut et enserre de l'extérieur, par ce bord; la membrane et la bride rele- vée coniquement de l'autre partie. Grâce à cet agencement, la membrane est exempte de tension et maintenue avec sécurité, sans former de plis annulaires.
La fabrication d'une telle boîte à membrane en tôle est simple et peu coûteuse.
L'invention comprend, en outre, un mode de fixation perfectionné du plateau, de la membrane à .cette dernière. Les modes de fixation consistant à serrer la membrane entre deux surfaces métalliques ont le plus souvent pour inconvénient que;1 par suite des déformations qui se produisent du.fait du re- foulement de la matière, la membrane ne conserve pas des propriétés élastiques constantes. Un appareil muni d'une telle membrane doit être établie en ce qui concerne ses dimensions constructives, en particulier celles des buses et des ressorts de clapet àf adapter aux conditions de pression, d'après les propriétés primitives de la membrane tendue.
Si les propriétés élastiques de celle-ci se modifient au bout de quelque temps de service, les caractéristiques techni- ques précitées ne concordent plus avec la possibilité de rendement effective de l'appareil. Si la membrane est serrée entre deux flasques au moyen d'une pièce d'assemblage qui la traverse en son centre, on peut obtenir les proprié- tés élastiques primitives de la membrane en amenant à une valeur correspondant à l'épaisseur de la membrane;, au moyen d'un collet., l'écartement des flasques et en estampant dans l'une des deux surfaces de serrage une saillie qui appuie sur la membrane, de préférence une nervure ou un bourrelet annulaire.
La dé- formation produite par le bourrelet est donc limitée à l'endroit de serrage proprement dit, tandis qu'entre les surfaces d'appui lisses il n'y a qu'un gui- dage en direction de la membrane, de sorte que celle-ci possède dans sa partie librement mobile les propriétés naturelles inchangées de la.matière. Des ex- périences ont montré qu'il y avait intérêt à ne jamais prévoir la distance en- tre les surfaces d'appui inférieure à l'épaisseur de la membrane, une tolérance en plus allant jusqu'à 2/10 de mm étant toutefois admissible. Le diamètre de la surface de contact doit dépasser celui du bourrelet d'au moins quatre fois l'épaisseur de la membrane.
Selon un mode de réalisation de l'invention, il est possible de monter sur un tel plateau de membrane un clapet produisant'l'allumage lent et ayant pour effet que l'eau sorte étranglée de la charnue supérieure de la boî- -te à membrane mais puisse entrer dans la chambre sans subir d'étranglement.
On obtient ainsi,comme il a déjà été exposé, que le dispositif de sécurité en cas de manque d'eau réponde lentement lorsqu'on ouvre le robinet d'eau, en ouvrant lentement le clapet à gaz, mais qu'il ferme rapidement celui-ci quand l'eau cesse de s'écouler. L'orifice central de la chambre supérieure de la. boite à membrane est dans ce but fermé par un clapet non étanche dont le siège est formé par-une collerette disposée sur le plateau de la membrane et dont le clapet est monté librement sur la tige qui actionne le clapet à gaz.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à ti- tre d'exemple non limitatif;-fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 représente en coupe verticale l'armature à eau surmon- tée du mécanisme de commande à membrane.
La figure 2 est une coupe horizontale correspondante de l'armature à eau..
La figure 3 montre le mécanisme à membrane en coupe verticale à plus grande échelle.
Dans un bottier d'armature 1 établi sous forme d'une pièce moulée sont disposées en étoile des tubulures de raccordement 2, #, 4 5. Deux autres tubulures 6, 7 servent à recevoir des robinets d'arrêt 8,9. A la tubulure 5
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est raccorda le côté eau. froide du chauffe-eau non représenté. A la tubulure 2 aboubit la canalisation d'cau froide fixée à demeureo Le côté eau chaude du chauffe-eau aboutit à la tubulure 4. A la tubulure 3 est reliée une conduite aboutissant à un poste de puisage d'eau chaude non représenté.
Le robinet à eau chaude 9 ferme un canal 10 qui relie entre eux les raccords 3 et 4 et qui aboutit à la sortie 12 par l'intermédiaire d'un canal 11, Dans la tubulure de raccordement 2 est monté un dispositif de réglage 13 du débit d'eau. L'intérieur de la tubulure 2 est en communication avec une chambre de surpression 14.. Dans la tubulure 5 est inséré un organe d'étrangle- ment 15 en forme de manchon dont les orifices 16, 16' débouchent dans la chan- bre de surpression 14. Sur la tubulure 2 est monté en dérivation, en amont du dispositif de réglage 13, un canal 17 qui croise la tubulure 5, qui est fermé par le robinet d'eau froide 8 et qui aboutit à la sortie 12 par 1''intermédiaire d'un antre canal 18.
Les robinets 8 et 9 avec leurs arrivées et leurs départs forment ainsi un mélangeur. L'organe d'étranglement 15 laisse subsister à l'in- térieur de la tubulure 5 un espace annulaire libre 19 qui fait partie du canal 17.
Sur le boîtier d'armature 1 est monté un mécanisme de commande à membrane 20 qui actionne d'une manière connue un clapet à gaz non représenté en formant ainsi dispositif de sécurité en cas de manque d'eau. La chambre 22 qui se trouve au-dessous de la membrane 21 est en communication avec la cham- bre de surpression 14. La chambre supérieure 23 de la boite à membrane commu- nique, par un tube 24 traversant la membrane 21 en son centre avec un trou 25 du boîtier la Dans ce trou débouche un tube 26 qui traverse l'organe d'étran- glement 15 et court circuite la chambre de surpression 14..
Les tubulures de raccordement 2 à 7 sont toutes situées dans le même plan, de sorte que le boîtier de l'armature a dans son ensemble une forme relativement plate. Les conduits des tubulures 5, 2, 3 et 4 ainsi que les ea- naux 11 et 18 s'étendent radialement et peuvent être alésés et usinés de l'ex- térieur si l'on fait tourner le boîtier 1 autour de son centre représenté par le trou 25.
Le mécanisme de commande de l'eau ainsi agencé fonctionne! de la façon suivante :
Lorsqu'on ouvre le robinet 8, l'eau coule directement de la tubu- lure de raccordement (Peau froide 2, en passant autour de l'organe d'étrangle- ment 15 et par les canaux 17, 18, vers l'écoulement 12.
Lorsqu'on ouvre le robinet 9 ou un autre robinet d'eau chaude raccordé à la tubulure 3, l'eau froide coule vers l'appareil en passant par le dispositif de réglage 13, la chambre de surpression 14 et les orifices d'étranglement 16, 16', elle est chauffée dans l'appareil et elle revient dans l'armature sous forme d'eau chaude par la tubulure 4;
de là, elle passe, par le canal 10, dans la tubulure 3, ou bien elle passe, par les canaux 10 et 11, vers la sortie 12, en même temps que l'eau froide provenant du canal 18. Lorsque l'eau circule, les orifices d'étrangle- ment 16, 16' provoquent une dépression qui se propage par les pe tutes tubes 26 et 24, jusqu'à la chambre 23 de la boîte à membrane, ce qui fait fonctionner le dispositif de sécurité en cas de manque d'eau. L'eau qui se trouve au repos dans la chambre 23 est dans une certaine mesure aspirée par la dépression en passant par les tubes 24 et 26.
Le mécanisme de commande à membrane représenté à plus grande échelle figure 3 est constitué par deux parties de boîtier 27, 28 entre lesquelles est tendue la membrane 21 constituée par un disque de caoutchouc. La bride 29 de la partie supérieure 28 est rabattue coniquement tandis que la bride 30 de la partie inférieure 27 présente un'bord 31 relevé vers le haut.. Ce bord 31 en- serre la membrane 21 et la bride 29. Les parties du boîtier 27, 28 sont ser-- rées l'une contre l'autre et, dans cet état, le bord 31 est serti de la manière représentée. De ce fait, le bord extérieur de la bride 29 est un peu attiré contre la bride 30.
Sur le bord interne 32 des brides 29, 30, la pression d'ap- plication est conservée sur la membrane 21. Le caoutchouc de la membrane 21 est refoulé par le bord interne 32 vers l'intérieur et vers l'extérieur d'une façon à peu près uniforme. Il en résulte que la membrane 21 devient lâche sans
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qu'il se produise de plis annulaires entre le plateau de membrane 33 et le bord interne 32. Entre les brides 29, 30, la matière de la membrane forme un coin annulaire qui oppose une grande résistance S un arrachement de la membrane.
Le tube 24 débouche dans une pièce d'assemblage 34 qui traverse la membrane 21; sur cette pièce se trouve un collet tourné 36, dont la hauteur est telle qu'il puisse recevoir le plateau de membrane 33 et la membrane 21.
Au-dessous de cette dernière, un disque annulaire 34' jouant le rôle de flasque est relié par sertissage à la pièce d'assemblage #4. Grâce à un bord nervure 35 obtenu par estampage dans le plateau de membr.ane 33, la membrane 21 n'est serrée contre le flasque 34' que suivant -une ligne circulaire, en n'étant pour le reste que. guidée par le flasque 34' et le plateau de membrane. On obtient ainsi, comme il a déjà été exposé, que,, malgré le serrage sur le plateau de membrane 33, la membrane 21 conserve sans modification ses propriétés élasti- ques primitives.
La pièce d'assemblage 34 porte une collerette 37 jouant le rôle de siège de clapet et 'sur laquelle' repose un disque-clapet 38. Ce dernier est monté librement sur une tige de clapet 40 qui assure la liaison avec le clapet à gaz commandé par le.mécanisme à membrane. La chambre supérieure 23 de la boîte à membrane est séparée du tube 24 par le clapet 37-38., mais la liaison n'est pas complètement interrompue même lorsque le disque-clapet 38 repose sur son siège. Entre la tige de clapet 40 et le clapet 38 qui y est monté libre- ment, l'eau peut s'écouler - bien qu'étranglée - de la chambre supérieure de la boite à membrane vers le tube 24, lorsqu'elle est aspirée par la dépression comme indiqué plus haut.
Il se produit alors une dépression avec un certain retard dans la chambre supérieure de la boîte à membrane. La pression d'eau qui règne dans la chambre 22 sous la membrane 21 ne peut donc soulever cette dernière que lentement et, par l'intermédiaire de la tige 40, elle ne peut ou- vrir le clapet à gaz que lentement (allumage lent) Mais dès que. l'équilibre de pression étant réalisé, l'eau coule du tube 24 vers la chambre süpérieure 23 de la boite à membrane, le clapet 38 se décolle et libère ainsi une grande section de passage, de sorte que la chambre supérieure 23 de la boite à membrane peut s'emplir subitement et qu'une fermeture rapide du clapet à gaz peut se produire.
L'avantage que présente le dispositif d'allumage lent 37, 38 par rapport aux dispositifs analogues connus réside, en dehors du mode de construc- tion plus simple et moins coûteux dans le fait que des particules de crasse ne peuvent se fixer dans le trajet étranglé de l'eau, car-elles sont toujours balayées et emportées du fait du mouvement du clapet 38 sur la tige 40.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, on pourra apporter des modifications à la forme d'exécution qui vient d'être décrite.