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SOUPAPE A MEMBRANE POUR DISPOSITIFS. DE CHAUFFAGE A GAZ REGLES THERMOSTATIQUEMENT.
La présente invention a pour objet une soupape à membrane pour dispositifs de chauffage à gaz réglés thermostatiquement, du type comportant, d'une part, un thermostat assujetti aux besoins thermiques et, d'autre part, un thermostat assurant la présence ou maintien de la flamme veilleuse. Dans les dispositifs de chauffage à gaz connus, l'alimentation, en gaz, de la veilleuse se fait soit du côté admission (amont) de la soupape, soit depuis la canalisation qui est réglée par le thermostat assujetti aux besoins thermiques.
Dans le premier cas, lorsque toutes les flammes s'éteignent à la suite d'une perturbation de service, on ne peut pas empêcher une fuite 'continue du gaz par le brûleur,de la flamme-veilleuse;, dans le second cas, il ne sera pas non plus possible d'éviter une telle fuite continue de gaz bien qu'elle ne commence, il est vrai, que lorsque se manifestent les besoins thermiques, c'est-à-dire au moment où le brûleur principal aurait dû être allumé.
,On obvie à ces inconvénients, grâce à la soupape à membrane faisant l'objet de'l'invention. Celle-ci est remarquable par le fait que dans la conduite d'alimentation de la soupape principale à membrane ést interposée une soupape amont aux auxiliaire à membrane dont la chambre, dite chambre de contrôle, disposée en dehors du courant principal de,gaz, communique avec le brûleur de veille, tandis que la chambre de contrôle de la soupape principale à membrane communique avec la conduite aboutissant au thermostat assujetti aux besoins thermiques.
Dans cette soupape, si toutes les flammes viennent à s'éteindre, à la suite d'une perturbation de service, l'arrivée du gaz au brûleur d'allumage de la flamme -veilleuse et au brûleur du thermostat assujetti, aux besoins thermiques sera, supprimée par la fermeture de la soupape auxiliaire, tandis que le brûleur spécial prévu pour le maintien de la flamme-
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veilleuse est fermé par son propre thermostat, lorsque celui-ci refroi- dit après l'extinction des flammes.
L'invention procure d'ailleurs encore d'autres avantages im- portants, entre autres, elle rend possible, d'une part, la pleine ouver- ture du brûleur principal, au moment de l'allumage, indépendamment du fait que le thermostat assujetti aux besoins thermiques se trouve fermé au moment de l'allumage et, d'autre part, la réduction à une valeur mini- mum des divers conduits de la soupape, aussi bien en ce qui concerne leur nombre que leur longueur. Ces' avantages ressortent mieux de la descrip- tion qui va suivre et qui se rapporte à deux formes de réalisation de la soupape à membrance conforme à l'invention, formes de réalisation repré- sentées sur le dessin annexé sur lequel : La fig. 1 représente la soupape au moment de la mise en ser- vice.
La fig. 2 représente la même soupape au moment de l'allumage du brûleur principal.
La fig' 3 représente la soupape à un moment donné de son fonctionnement.
La fig. 4 représente la même soupape en fonctionnement avec réglage thermostatique de la flamme principale.
. La fig.. 5 est une vue en perspective, avec arrachement par- tiel, d'une variante de la soupape àmembrane, variante dans laquelle tous les organes concourant au fonctionnement de la soupape sont dispo- sés dans un boîtier commun.
@ La soupape comprend un boîtier dans la partie inférieure du- quel es't montée,la soupape'principale à membrane 1.. Par un conduit d'ame- née 2, le gaz peut s'écouler vers cette soupape, grâce à qoui se trouve . soulevée une tête de soupape 4 portée par une membrane souple 3, de sorte que le gaz peut s'écouler en totalité dans un conduit 5 aboutissant au brûleur principal 6 de la soupape à membrane.
Au-dessus de la soupape 1 est disposée une soupape auxiliaire à membrane 7 (soupape amont) à laquelle le gaz est fourni ,par une canali- sation d'amenée 8. La soupape auxiliaire est' en principe construite d'une manière analogue à celle de la soupape principale, en ce sens que¯la dite soupape auxiliaire comporte une tête de soupape 10 suspendue à une membrane souple 9.
Le boîtier de la soupape est en outre muni d'un bouton de mi- se en marche 11 et de canaux aboutissant à trois brûleurs auxiliaires dis- posés au-dessus" du brûleur principal 6. Le plus bas de.ces brûleurs est . un brûleur d'allumage que l'on a désigné par 12 et qui peut être retiré, par pivotement, de la boite à feu groupant tous les brûleurs, de sorte que l'allumage du brûleur 12 peut avoir lieu en dehors de la boite, à feu non representée sur le dessin.
Le brûleur d'allumage 12 est relié au côté amont (entrée)'de la soupape auxiliaire 7, c'est-à-dire à la canali- sation 8, par l'intermédiaire d'une conduite 13 dans laquelle est interpo- sé un clapet 14 commandé par,,le, bouton de mise en marche 11, tandis que le brûleur auxiliaire supérieur 16, commandé par un thermostat 15, est relié à la'chambre de contrôlé 19, c'est-à-dire la chambre disposée .au-dessus,, . de la membrane 3, par l'intermédiaire d'un conduit 17 obturable par un ro- binet à main'18...
Le troisème brûleur auxiliaire, désigné par 20, est''un brûleur de veilleuse qui est commandé par le thermostat 21 chauffé par l'un des brû- leurs-12 et 20 et qui communique, par l'intermédiaire d'un conduit 22 (pou-
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vant être fermé par un robinet à main 23), avec la chambre de contrôle
24 de la soupape auxiliaire à membrane 7.
Les autres organes de la soupape à membrane seront décrits ci-après avec plus de détails en même temps que sera indiqué le mode de fonctionnement de la soupape. Le gaz s'écoule de la canalisation d'ame-' née 8 vers la soupape auxiliaire à membrane 7 dont il remplit la chambre principale, mais ce gaz ne peut-pas soulever la tête de soupape 10, par- ce qu'une pression égale règne sur les deux côtés de .la membrane 9,. étant donné que du gaz provenant de la-canalisation 8 a pénétré dans la chambre de .contrôle 24 de. la..soupape en passant¯ par¯ un canal latéral 25 étranglé par un.passage calibré 26.
Lorsqu'on désire allumer l'appareil de chauffage'à gaz, on ap- puie sur le bouton de mise en marche 11 en surmontant la résistance d'un ressort en hélice 27, ce qui provoque l'ouverture du clapet 14, de sorte que du gaz peut s'écouler, par la conduite 13, vers le brûleur d'allumage
12 que l'on a sorti, par pivotement, hors de la boite à feu. On allume le brûleur 12 et on le réintroduit, par pivotement, dans la boite à feu.
Il chauffe alors le thermostat 21 qui ouvre l'alimentation du brûleur de veilleuse 20 ( voir fig. 2).
Le brûleur de veilleuse 20 reçoit maintenant du gaz de la chambre de contrôle 24, par l'intermédiaire du conduit 22, étant donné qu'il est admis que le robinet 23 est ouvert. Etant donné que l'échap- pement du gaz hors de la chambre 24 est supérieur à l'arrivée de gaz par le passage calibré 26, la pression régnant dans la chambre de contrôle va baisser, ce qui provoque le soulèvement de la tête de soupape 10, de sorte que du gaz provenant de la canalisation d'amenée 8 peut s'écou- ler directement, par la soupape auxiliaire à membrane, dans le conduit
2, vers la soupape principale 1.
Dans cette dernière, la tête de soupa- pe 4 sera soulevée immédiatement (voir fig. 2), parce,, que le gaz se trou- vant dans la chambre de contrôle 19 a, immédiatement après la commande du bouton de mise en marche 11, acquis la possibilité de s'écouler dans le conduit 5, en passant par un canal de dérivation 28 dans lequel est dis- posé un clapet 29 qui s'est ouvert lors de la manoeuvre du bouton de mi- se en marche 11.
Il est vrai que du gaz peut s'écouler, du conduit 2, vers la chambre de contrôle 19, en passant par un étranglement ou trou calibré 30, mais, comme c'était le cas pour la chambre de contrôle 24, la pression tom- bera rapidement dans la chambre de contrôle 19, dès l'ouverture du clapet
29, parce que les quantités de gaz entrant par l'étranglement 30 sont loin de pouvoir compenser les quantités de gaz s'échappant par le canal de dé- rivation 28.
Dès l'allumage du brûleur de veilleuse 20, le brûleur princi- pal se trouvera ainsi alimenté à plein gaz provenant des soupapes 7 et 1.
On est ainsi presque certain que le brûleur principal s'allume effective- ment lorsqu'il doit le faire. De nombreux appareils à gaz sont agencés de manière que le brûleur principal ne reçoive qu'une quantité limitée de gaz au moment où il doit être allumé, mais il en résulte un risque impor- tant que le brûleur ne s'allume pas, ce qui produit une perte de gaz et une panne de chauffage.
On ne désire évidemment pas que le brûleur principal 6 brûle constamment à peine flamme, mais ceci ne sera pas non plus le cas, car dès qu'on relâche le bouton de mise en marche 11 (ce qui d'ailleurs pro- duit l'extinction du brûleur d'allumage 12) le clapet 29 se ferme, de sor- te que l'arrivée continuelle de gaz par le trou 30 rend possible l'appari- tion d'une nouvelle contre-pression dans la chambre de contrôle 19.
L'ar- rivée de gaz dans le conduit 5'diminue par conséquent lentement, en même temps que croit progressivement la pression dans la chambre 19 ; latête de
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soupape,4 fermera, finalement,en totalité l'amenée de gaz au .brûleur prin- cipal qui, alors, s'éteindra, a moins qu'une vis de réglage 31, disposée dans le boîtier,sous la tête de soupape 4, ne soit vissée dans la soupa- pe 1 d'une quantité telle qu'elle empêche la dite.tête de soupape de re- poser-en position-de fermeture complète-.sur son siège 32. Cette position de fonctionnement résulte de la fig. 3,et peut durer sans interruption . ¯ jusqu'à ce que l'appareil doit être éteinte Le réglage de la. vis .31 père- met de.régler à volonté la grandeur de flamme du brûleur principal.
Lorsque l'appareil de chauffage doit être éteint, on ferme le robinet 23, grâce à quoi la pression de gaz dans la chambre 24 augmen- te doucement par suite de l'arrivée continuelle de gaz par le trou cali- bré 26. Lorsque les pressions s'exergant sur les deux faces de la membra- ne 9. sont sensiblement égales, la tête de soupape 10 fermera la soupape, ce qui arrêtera toute arrivée de-gaz au brûleur principal,et l'ensemble . du:dispositif s'éteindra.
En,général, toutefois, on ne désire pas éteindre le disposi- tif à la main, mais.plutôt utiliser l'appareil de chauffage pour mainte- nir une certaine température minimum dans un réservoir rempli d'eau ou une canalisation d'eau.
C'est la raison pour laquelle-on désire que la soupape à mem- brance règle automatiquement l'alimentation, en gaz,, du brûleur principal 6, en fonction des besoins thermiques.
A cet effet, le. thermostat 15 de la soupape à membrane, ther- mostat dont on a déjà parlé précédemment, est logé dans le réservoir ou @ la canalisation précitée et.il est agencé de manière que, lorsque la tem pérature .de l'eau descend au-dessous d'une certaine limite, il ouvre l'ar- rivée de gaz allant au brûleur auxiliaire 16 par le conduit 17. Cette par- tie thermostatique de l'installation est mise en action par l'ouverture du' robinet 18 (voir fig. 4). Le brûleur 16 est alors allumé par les brûleurs déjà en fonctionnement, de sorte que du gaz s'échappe de la chambre de con- trôle 19 du brûleur principal, exactement comme c'était le cas précédem- ment, lorsque le clapet 29 était ouvert par la manoeuvre du bouton de mise en marche 11.
Pour cette raison, le même processus que précédemment va se dérouler, mais étant donné que le brûleur 16 soutire constamment du gaz hors de la chambre de contrôle 19, la tête de soupape 4 sera constamment mainte- nue en position soulevée, de sorte que la flamme du brûleur principal 6 se- ,,ra constamment maintenue grande. Il se produira assez rapidement un état d'é- quilibre pour lequel la pression régnant dans la chambre 19 sera maintenue constante, quoique toutefois à une valeur inférieure à la pression régnant sous la membrane 3.
Lorsque l'eau a atteint la température désirée, le thermostat 15 arrête l'écoulement du gaz dans la conduite 17, grâce à quoi une pression est de nouveau produite dans la chambre de contrôle 19, de sorte que la tête de soupape 4 s'applique sur son siège 32 et sur la vis de réglage 31, ce qui réduit la flamme du brûleur principal à une flamme dite d'entretien.
Si, pour raison d'absence ou pour d'autres motifs, on désire met- tre hors d'action le contrôle thermostatique, on peut fermer le robinet 18, auquel cas le brûleur principal 6 maintiendra l'appareil constamment tiède, en ce sens qu'il brûlera avec la flamme d'entretien.
Si, au contraire, on veut arrêter complètement le chauffage, on ferme le robinet 23, ce qui produira l'extinction de tous les brûleurs dont on a parlé.plus haut en détail.
@ ..
. La forme de réalisation de la soupape à membrane montrée sur les figs. 1 à 4 est représentée .d'une manière assez schématique, pour en faciliter la compréhension.. En pratique, on peut grouper plus rationnellement les unes
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par-rapport aux autres les différentes parties dont est formée la sou- pape à membrane, en ce sens que les clapets 14 et 29 peuvent être dispo- sés dans le prolongement l'un de l'autre, de sorte que le bouton de mi- se en marche 11 peut être constitué par une tige qui pénètre dans le boi- tier et qui comporte, en deux points différents, des évidements ou corps de soupape pour l'ouverture des clapets 14 et 29 établis avec un axe commun (voir fig . 5)..'.-'' '
De plus,
le thermostat 21 peut être logé dans le boîtier pro- prement dit de la soupape, disposition grâce à laquelle tous les organes de la soupape à membrane peuvent être groupés sous la forme d'un ensemble dans le boîtier et être montés d'une manière interchangeable.
Ceci est très important, car si une défectuosité se produit dans l'installation, un ouvrier non spécialisé peut changer en très peu de temps l'ensemble de la soupape à membrane, de sorte que l'installation peut rapidement être remise en service avec une soupape nouvellement mon- tée,tandis que l'ancienne soupape peut être amenée à l'atelier pour y être réparée. Les appareils connus jusqu'à ce jour doivent être remis en état sur place par un ouvrier spécialisé qui est venu en déplacement et qui éprouve souvent de grandes difficultés pour découvrir, parmi un grand nombre de tuyaux, où se trouvent les divers organes de l'appareil.
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DIAPHRAGM VALVE FOR DEVICES. THERMOSTATICALLY REGULATED GAS HEATING.
The present invention relates to a membrane valve for thermostatically regulated gas heating devices, of the type comprising, on the one hand, a thermostat subject to thermal needs and, on the other hand, a thermostat ensuring the presence or maintenance of the pilot flame. In known gas heating devices, the gas supply to the pilot is made either from the inlet side (upstream) of the valve, or from the pipe which is regulated by the thermostat subject to thermal requirements.
In the first case, when all the flames go out following a service disturbance, it is not possible to prevent a continuous leakage of gas through the burner, from the pilot flame ;, in the second case, it Neither will it be possible to avoid such a continuous gas leak, although it does not start, it is true, until when the thermal needs arise, that is to say when the main burner should have been alight.
These drawbacks are obviated by virtue of the diaphragm valve which is the subject of the invention. This is remarkable by the fact that in the supply line of the main diaphragm valve is interposed an upstream valve with the diaphragm auxiliaries whose chamber, called the control chamber, disposed outside the main stream of gas, communicates with the standby burner, while the control chamber of the main diaphragm valve communicates with the pipe leading to the thermostat subject to thermal demand.
In this valve, if all the flames are extinguished, following a service disturbance, the arrival of gas to the pilot flame ignition burner and to the burner of the thermostat subject to thermal requirements will be , removed by closing the auxiliary valve, while the special burner provided for maintaining the flame -
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pilot is closed by its own thermostat, when this cools down after the flames have been extinguished.
The invention moreover provides still other important advantages, among others, it makes possible, on the one hand, the full opening of the main burner, at the time of ignition, independently of the fact that the thermostat subject to thermal requirements is closed at the time of ignition and, on the other hand, the reduction to a minimum value of the various valve ducts, both as regards their number and their length. These advantages become more apparent from the description which follows and which relates to two embodiments of the membrane valve according to the invention, embodiments shown in the accompanying drawing in which: FIG. 1 shows the valve at the time of commissioning.
Fig. 2 shows the same valve when the main burner is ignited.
Fig '3 shows the valve at a given time in its operation.
Fig. 4 shows the same valve in operation with thermostatic regulation of the main flame.
. Fig. 5 is a perspective view, partially cut away, of a variant of the diaphragm valve, a variant in which all of the members contributing to the operation of the valve are arranged in a common housing.
@ The valve comprises a housing in the lower part of which the main diaphragm valve 1 is mounted. Through an inlet duct 2, gas can flow to this valve, thanks to which is located . raised a valve head 4 carried by a flexible membrane 3, so that the gas can flow entirely in a duct 5 leading to the main burner 6 of the membrane valve.
Above the valve 1 is arranged an auxiliary diaphragm valve 7 (upstream valve) to which gas is supplied via a supply line 8. The auxiliary valve is in principle constructed in a manner analogous to that of the main valve, in that said auxiliary valve comprises a valve head 10 suspended from a flexible membrane 9.
The valve housing is further provided with a start button 11 and channels leading to three auxiliary burners arranged above the main burner 6. The lowest of these burners is one. ignition burner which has been designated by 12 and which can be removed, by pivoting, from the fire box grouping all the burners, so that the ignition of the burner 12 can take place outside the box, fire not shown in the drawing.
The pilot burner 12 is connected to the upstream (inlet) side of the auxiliary valve 7, that is to say to the pipe 8, via a pipe 13 in which is interposed. a valve 14 controlled by, the, start button 11, while the upper auxiliary burner 16, controlled by a thermostat 15, is connected to the control room 19, that is to say the chamber arranged .above,, . of the membrane 3, via a duct 17 which can be closed off by a hand valve '18 ...
The third auxiliary burner, designated 20, is a pilot burner which is controlled by the thermostat 21 heated by one of the burners-12 and 20 and which communicates, via a duct 22 ( for-
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to be closed by a hand valve 23), with the control chamber
24 of the auxiliary diaphragm valve 7.
The other members of the diaphragm valve will be described in greater detail below along with the operating mode of the valve. The gas flows from the supply line 8 to the auxiliary diaphragm valve 7, where it fills the main chamber, but this gas cannot lift the valve head 10, because pressure equal reigns on both sides of the membrane 9 ,. since gas from the-pipe 8 has entered the control chamber 24 of. the ... valve passing ¯ a side channel 25 constricted by a calibrated passage 26.
When it is desired to light the gas heater, the start button 11 is pressed, overcoming the resistance of a helical spring 27, which causes the valve 14 to open, so that gas can flow through line 13 to the pilot burner
12 which we pivoted out of the firebox. The burner 12 is lit and it is reintroduced, by pivoting, into the firebox.
It then heats the thermostat 21 which opens the supply to the pilot burner 20 (see fig. 2).
The pilot burner 20 now receives gas from the control chamber 24, through the conduit 22, since it is assumed that the valve 23 is open. Since the gas escaping from chamber 24 is greater than the gas entering through calibrated passage 26, the pressure in the control chamber will drop, causing the valve head to rise. 10, so that gas from the supply line 8 can flow directly through the auxiliary diaphragm valve into the line
2, to the main valve 1.
In the latter, the valve head 4 will be lifted immediately (see fig. 2), because the gas in the control chamber 19 a, immediately after the start button 11 has been activated. , acquired the possibility of flowing into the conduit 5, passing through a bypass channel 28 in which is placed a valve 29 which opened during the operation of the start button 11.
It is true that gas can flow from line 2 to control chamber 19, passing through a constriction or calibrated hole 30, but, as was the case for control chamber 24, pressure tom - will bera quickly in the control chamber 19, as soon as the valve opens
29, because the quantities of gas entering through the throttle 30 are far from being able to compensate for the quantities of gas escaping through the bypass channel 28.
As soon as the pilot burner 20 is ignited, the main burner will thus be supplied with full gas from valves 7 and 1.
This makes it almost certain that the main burner actually ignites when it has to. Many gas appliances are arranged so that the main burner receives only a limited amount of gas when it is to be ignited, but there is a significant risk that the burner will not ignite, which produces gas loss and heating failure.
Obviously, one does not want the main burner 6 to burn constantly with barely a flame, but this will not be the case either, because as soon as the start button 11 is released (which in fact produces the ignition burner goes out 12) valve 29 closes, so that the continual inflow of gas through hole 30 makes it possible to build up a new back pressure in control chamber 19.
The inflow of gas into conduit 5 therefore slowly decreases, at the same time as the pressure in chamber 19 gradually increases; the head of
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valve, 4 will finally completely close the gas supply to the main burner which will then go out, unless an adjustment screw 31, placed in the housing, under the valve head 4, is screwed into the valve 1 by an amount such as to prevent said valve head from resting-in the fully closed position-on its seat 32. This operating position results from FIG. . 3, and can last without interruption. ¯ until the device must be switched off The setting of. screw .31 father- allows the flame size of the main burner to be adjusted as desired.
When the heater is to be turned off, the tap 23 is closed, whereby the gas pressure in the chamber 24 increases slowly as a result of the continual inflow of gas through the calibrated hole 26. When the gas pressure in the chamber 24 increases. pressures exerted on the two faces of the diaphragm 9. are substantially equal, the valve head 10 will close the valve, which will stop any flow of gas to the main burner, and the assembly. du: device will turn off.
In general, however, it is not desired to turn off the device by hand, but rather to use the heater to maintain a certain minimum temperature in a water-filled tank or water line.
This is the reason why it is desired that the mem- brance valve automatically regulates the supply of gas to the main burner 6 according to the thermal requirements.
For this purpose, the. thermostat 15 of the diaphragm valve, which thermostat has already been mentioned previously, is housed in the aforementioned tank or pipe and is arranged so that when the temperature of the water drops below to a certain limit, it opens the gas inlet going to the auxiliary burner 16 via duct 17. This thermostatic part of the installation is activated by opening the valve 18 (see fig. 4). The burner 16 is then ignited by the burners already in operation, so that gas escapes from the control chamber 19 of the main burner, exactly as was the case previously, when the valve 29 was open. by operating the start button 11.
For this reason, the same process as before will take place, but since the burner 16 constantly draws gas out of the control chamber 19, the valve head 4 will be constantly kept in the raised position, so that the the flame of the main burner 6 will be constantly kept high. A state of equilibrium will occur fairly quickly for which the pressure prevailing in the chamber 19 will be kept constant, although however at a value lower than the pressure prevailing under the membrane 3.
When the water has reached the desired temperature, the thermostat 15 stops the flow of gas in the line 17, whereby pressure is again produced in the control chamber 19, so that the valve head 4 s' applied to its seat 32 and to the adjustment screw 31, which reduces the flame of the main burner to a so-called maintenance flame.
If, for reasons of absence or for other reasons, you want to disable the thermostatic control, you can close the tap 18, in which case the main burner 6 will keep the appliance constantly warm, in this sense. that it will burn with the maintenance flame.
If, on the contrary, we want to stop the heating completely, we close the tap 23, which will produce the extinction of all the burners mentioned above in detail.
@ ..
. The embodiment of the diaphragm valve shown in Figs. 1 to 4 is represented in a fairly schematic way, to facilitate understanding. In practice, one can group them more rationally.
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in relation to the others the different parts of which the diaphragm valve is formed, in the sense that the valves 14 and 29 can be arranged in the continuation of one another, so that the mid-button - in operation 11 can be constituted by a rod which penetrates into the housing and which comprises, at two different points, recesses or valve body for opening the valves 14 and 29 established with a common axis (see fig. . 5) ..'.- '' '
Furthermore,
the thermostat 21 may be housed in the actual valve housing, whereby all of the diaphragm valve members can be grouped together as an assembly in the housing and be mounted interchangeably .
This is very important, because if a defect occurs in the installation, an unskilled worker can change the entire diaphragm valve assembly in a very short time, so that the installation can quickly be put back into service with a newly fitted valve, while the old valve can be taken to the workshop for repair. The devices known to date must be repaired on site by a specialized worker who came on the move and who often experiences great difficulty in discovering, among a large number of pipes, where the various parts of the machine are located. apparatus.