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quand on désire régler le régime d'écoulement d'un fluide à travers un passage, dans le but d'établir un changement gra- @ duel riens les condition.. de pression, soit à l'entrée, soit à la.sortie du passage, on prévoit habituellement une valve appe-
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Afin d'atteindre, ou de faciliter, le réglage précis du régime d'écoulement sans exiger un haut degré d'habileté de la part de la personne qui effectue le réglage, il est nécessaire que la disposition du montage de la valve soit telle qu'elle soit maintenue dans une position co-axiale par rapport au passage et à l'ouverture du siège de la valve. dans les limites de tolérance serrées, et même alors il est nécessaire que la personne effectuant le réglage fasse preu- ve d'habileté en serrant tort moyen de retenue, tel qu'un organe,de blocage, opération;qui , si elle est effectuée maladroitement, peut déranger le réglage auquel on est arri- vé, lorsque le moyen de retenue, ou l'écrou de blocage, est relaché.
Un but de cette invention est de procurer une valve de réglage de l'écoulement,' pouvant être utilisée comme vanne de décharge, neuve ou. de construction perfectionnée, pouvant être fabriquée sans l'imposition de tolérance' très serrées, et qui cependant permettra des réglages précis,sans faire appel à un haut degré d'habileté.
Suivant l'invention, une valve pour régler le régime d'écoulement de fluides est caractérisée en ce que le passa- ge pour l'écoulement du fluide, à travers la valve, comporte une partie hélicoïdale définie entre des organes, mâle et femelle, filetés, de la valve, qui sont réglables par rota- tion de l'un par rapport à l'autre, pour faire varier la lon- gueur axiale de leur engagement réciproque, et, par conséquent la longueur de la partie hélicoïdale du passage, et la résis- tance imposée par la valve à l'écoulement du fluide, ce pas- sage comportant également une valve à une voie, ou by-pass, disposée en parallèle avec la partie hélicoïdale du passage, de façon que l'écoulement du fluide dans un sens à travers le passage ferme la valve eu le by-pass,
pour permettre l'é- coulement du fluide à travers la partie hélicoïdale seulemen du passage, et de façon que l'écoulement du fluide dans L
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tre sens ouvre la valve, ou le by-pass, pour permettre un écoulement relativement libre du fluide, à travers le pas- sage.
L'invention s'applique spécialement à des valves pour contrôler l'alimentation en combustible gazeux d'appareils pour chauffer les liquides du type à écoulement continu, déclenché par l'écoulement du liquide, tels que des appa- reils pour le chauffage de l'eau, comportant un échangeur de chaleur, à travers lequel l'eau à chauffer s'écoule à partir d'une entrée froide vers une sortie chaude, et où l'inflammation du gaz fourni au brûleur principal doit être rendue dépendante de l'existence d'un certain régime d'é- coulement d'eau, à -travers l'échangeur de chaleur, cette inflammation étant produite par une veilleuse brûlant en permanence.
De telles valves comprennent un brûleur à gaz prin- cipal normalement fermé, un organe déplaçable, actionné par la pression du liquide, et relié en vue de son fonctionnement avec la valve à gaz principal, et communiquant avec une cham- bre de pression, dans laquelle la pression du liquide varie en fonction du régime d'écoulement du liquide à travers une conduite convergente-divergente.
Il est important d'éviter une ouverture brusque de la valve à gaz principal, parcs que, si cela arrive, il peut se produire un mélange explosif d'air et de gaz dans le @ voisinage du brûleur à gaz principal et de l'échangeur., et l'inflammation se fera à partir de la veilleuse, avec une forte explosion, qui peut endommager l'appareil, et déposer de la suie sur celui-ci, et ainsi affecter défavorablement son efficacité.
D'un autre côté, il est désirable que la fourniture de gaz au brûleur principal, à plein régime d'é- coulement, soit établie aussitôt que possible après que l'é- coulement du liquide a commencé à travers la conduite (dans la mesure compatible avec la nécessité d'éviter l'explosion
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à laquelle on a fait allusion ci-dessus) de façon à ce que l'utilisateur soit pourvu en liquide chaud, aussitôt que possible après avoir ouvert le robinet qui produit l'écoule- ment du liquide à travers la conduite et l'échangeur de chaleur.
Il est donc particulièrement important qu'un moyen satisfaisant soit prévu pour régler le régime auquel les conditions de pression dans la chambre)associée avec l'or- gane déplaçable actionné par la pression du liquide suivent les conditions de pression modifiées, qui surviennent dans la conduite convergente-divergente, lorsque l'écoulement du liquide commence. @
Ainsi, l'invention consiste en outre en une valve pour régler le régime d'écoulement de fluides, et comprenant un brûleur à gaz:
principal normalement fermé, un organe déplaçable, actionné par la pression du liquide, relié en vue de son fonctionnement avec la valve à gaz principale, et communiquant avec une chambre de pression, dans-laquelle la pression du liquide varie en fonction du régime d'écoule- ment du liquide à travers un conduit convergent-divergent, 'et est en outre caractérisée en ce que le passage s'étend entre le conduit convergent-divergent et la chambre de pres- sion, de façon que, lorsque l'écoulement'du liquide à son régime maximum se produit à travers le conduit,.un écoule- ment de liquide se produit à partir de la chambre vers la gorge, et la soupape à une voie, ou by-pass, est fermée, et le passage hélicoïdal offre une résistance telle à cet écoulement liquide,
qu'il provoquera une ouverture progres- sive de la valve à gaz principale et de façon que, lorsque l'écoulement du liquide à travers le conduit cesse, un é- coulement de liquide se produit à partir de la gorge vers à s'auvir la chambre, forçant la soupape à une voie ou by-pass', pour permettre à cet écoulement de liquide de se faire d'une fa- çon relativement libre, de façon que la valve à gaz prin-
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cipale se ferme rapidement.
Dans le but d'éviter toute variationssignificative dans les dimensions transversales de la partie hélicoïdale du passage, par suite de variations possibles dans l'effort axial exercée sur les organes filetés, ou sur l'un de ceuxci, leurs filetages respectifs sont dimensionnés de façon à avoir un ajustage serré réciproque en direction axiale, de façon à éviter un jeu entre les organes, et l'un ou les deux filetages sont profilés transversalement de façon à laisser entre eux un passage hélicoïdal , dont la limite de la section transversale a la forme d'un triangle , d'un rectangle, ou d'une figure simple fermée, au lieu d'être simplement le jeu entre deux filetages s'ajustant de façon non serrée.
Une disposition particulièrement simple, qui peut être fabriquée à bas prix, est celle dans laquelle la crêtè du filet sur l'organe mâle de la valve a une plus petite dimension, suivant le rayon, que la profondeur suivant le rayon de la rainure du filet sur l'organe femelle de la valve. De même ,la crête du filet sur l'organe femelle possède une dimension plus forte, mesurée radialement, que la profondeur suivant le rayon, de la rainure du filet sur l'organe mâle de la valve. Ainsi, un organe peut avoir un filet profilé suivant une forme triangulaire standard quelconque, et l'autre organe peut avoir le même filet standard, modifié par la troncature des crêtes des filets.
Pour la commodité, la soupape à une voie, ou by-pass, est disposée dans l'organe fileté mâle, qui contribue à définir la partie hélicoïdale du passage.
L'invention sera maintenant plus particulièrement décrite, en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue de face, en élévation, d'une valve pour le contrôle de l'alimentation, en combustible, gazeux, d'un appareil à chauffer les liquides, du type à
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écoulement continu répondant à l'écoulement du liquide.
La figure 2 est une vue latérale en élévation de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe, suivant la ligne 3-3 de la figure 2.
La figure 4 est uns vue en coupe partielle, montrant les organes mâle et femelle filetés, de la valve.
La figure 5 est une vue-eu coupe agrandie de l'organe mâle fileté de la valve.
La figure 6 est une vue en.bout, en élévation , de la figure 5.
La figure 7 est une vue longitudinale du conduit convergent-divergent, pour liquide. '
La valve comprend un corps 10, qui est divisé par un plan de séparation A-A, voir figure 3, supposé être horizontal, pour la facilité de la description, la partie supérieure de ce corps contenant la valve principale 11, de réglage du gaz, qui peut être de n'importe quelle construction convenable , et actionnée par engagement ou liaison, au moyen d'une tige 12, avec un diaphragme 13,dont le bord périphérique est pincé entre les*parties supérieure- et inférieure du corps 10. Normalement, la partie centrale du diaphragme est retenue par un ressort 14 dans sa position levée, réalisant ainsi la fermeture de la valve 11.
La partie inférieure du corps, sous le diaphragme 13, est conformée pour définir une chambre peu profonde, de forme circulaire, comme vu sur le plan, dont la base 15 t est pourvue intérieurement d'une nervure circulaire 16, comme le montre le plan, dont la hauteur est quelque peu inférieure à la hauteur des parois de la chambre, et qui sert à limiter la déflexion vers le bas du diaphragme 13.
Disposé sur un coté de la chambre, et quelque peu en dessous de celle-ci, se trouve un cors 17, de forme tubulaire, faisant corps avec la chambre et s'étendant à
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peu près tangentiellement par rapport à la périphérie de la chambre, l'intérieur de cette partie constituant un conduit pour l'écoulement de l'eau à chauffer. Les extrémités de cette partie tubulaire du corps sont filetées intérieurement ou extérieurement en 18, pour s'engager avec les raccords prévus sur les tuyaux d'entrée et de.sortie d'eau, qui sont connectés à cette partie du corps.
Le conduit qui est constitué par l'intérieur de cette partie tubulaire est de forme convergente-divergente, comme montre clairement la figure 7, possédant une gorge 19 située entre ses extrémités, de préférence en une position se trouvant à 1/3 de la distance mesurée à partir de l'ex- trémité intérieure de la partie tubulaire, de façon que la partie convergente 20 se rétrécisse vers la gorge quelque peu plus brusquement que ne le fait la partie divergente 21.
La chambre sous le diaphragme 13 communique avec la gorge 19 au moyen d'un passage 22, qui entre dans la base de la chambre en une position se trouvant entre la'nervure centrale 16 de celle-ci et ses parois, et qui s'étend vers le bas, et latéralement, sous la gorge 19 du conduit pour liquide, avec lequel il est relié par un alésage transversal 23, intersectant l'axe du passage 22 et.l'axe du conduit.
Sur une partie du haut de sa longueur, entre cet alésage transversal 23 et la base de la chambre, soit en 24, le passage est foré à un diamètre quelque peu plus grand, et le restant ,en 25, est fileté intérieurement, le diamètre de la partie plus large 24 étant supérieur au diamètre mesu- ré dans le fond des filets.
S'engageant dans la partie filetée 25 du passage, se trouve un organe de valve mâle 26, de forme généralement cylindrique, dont l'extrémité extérieure, ou inférieure, est filetée extérieurement, en 27, et est massive, de façon à servir de bouchon pour l'extrémité inférieure filetée du passage.
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La partie supérieure, ou intérieure, de cet organe mâle 26 possède un alésage central 28, qui est de diamètre plus large, en 29, à son extrémité intérieure, ou supérieure, de façon à présenter un siège, ou épaulement 30, dirigé axialement, et sur lequel est posée la bille 31 d'une soupape à bille retenue en place sur le.siège, ou épaulement 30, par son poids, ou par un ressort 32, de préférence en forme d'anneau logé dans une rainure extérieure 33, à l'extrémité supérieure de l'organe mâle 26, et ayant une branche s'étendant transversalement, ou diamétralement, en travers de l'alésage de cette partie de l'organe mâle, et engageant la bille 31, ou servant à retenir un ressort de compression boudiné, en position entre cette branche et la bille.
Extérieurement, cette partie intérieure, ou supérieure, de l'organe mâle est filetée en 34, pour s'engager avec le filet intérieur du passage 22, entre l'alésage transver- sal 23,qui le relie à la gorge 19, et l'épaulement 35 dans le passage, qui est situé entre cet alésage transversal et l'extrémité supérieure du passage, où il pénètre dans la chambre.
Le filet intérieur 25 du passage peut être de n'imper te quelle forme standard. Par exemple la crête du filet peut être triangulaire. Pour un passage ayant un diamètre maximum de 5/16 pouce, le filetage peut comporter 26 filets par pouce, suivant le British Standard n 84
Un filetage similaire est utilisé pour les parties 27 et 34, filetées extérieurement, de l'organe mâle 26, sauf que la partie filetée 34, sur l'extrémité intérieure, ou supérieure, de l'organe , a ses crêtes de filets tronquées comme le montre la figure 5, de façon que, lorsque ceux-ci sont engagés mutuellement avec le filetage intérieur du passage 25, il est défini entre eux un passage hélicoïdal ayant une limite transversale de forme triangulaire, en substance.
Dans une position approximativement à mi-ohemin entre
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ses extrémités, l'organe mâie de la valve est foré trans.-., versalement en 36, de façon à intersecter son alésage axial 28, et cette partie centrale est usinée sur son extérieur, en 37, de façon à avoir un diamètre quelque peu moindre que celui mesuré entre les fonds de filets du filetage exté- rieur.
Dans sa position normale de fonctionnement, l'organe mâle 26'sera vissé dans le passage 25 jusq'à un point tel que la partie filetée extérieurement 34, à son extrémité supérieure, ou intérieure, soit engagée avec le filetage intérieur du passage sur une partie seulement de ce der- nier, s'étendant entre l'épaulement!intérieur 35 du passage et l'alésage transversal 23. En dévissant l'organe mâle 26, , de façon à le déplacer dans l'axe du passage 25, vers le bas, ou extérieurment, l'étendue de l'engagement mutuel entre ces filetage est augmentée, et, par conséquent, la longueur du passage hélicoïdal défini entre eux est accrue.
La résistance offerte à l'écoulement du liquide à partir de la chambre se trouvant sous le diaphragme 13 vers la gorge 19 du conduit est déterminée par les dimensions transversales du passage hélicoïdal (qui sont constantes sur toute sa longueur), et par la longueur de ce passage qui est variable, suivant la position d'ajustage de l'or- gane mâle 26 de la valve.
Lorsque le dispositif est en fonctionnement, l'éta- blissement de l'écoulement du liquide à travers le conduit 17 convergent-divergent, par suite de l'ouverture ,par l'usager, de l'un des robinets du système d'alimentation en eau, dans lequel l'appareil à chauffer l'eau est instal- lé, provoque une diminution de la pression à la gorge 19 du conduit, par rapport à celle existant aux extrémités du conduit, mais une diminution similaire de pression n'est pas atteinte instantanément dans la chambre se trouvant sous le diaphragme 13, à cause de la résista .. à l'écoulé-
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ment offerte par le passage hélicoïdal mentionné ci-dessus.
La réduction de pression à la gorge 19 provoque une diffé- rence de pression sur les côtés opposés de la soupape à bil- le 31,assistée par la gravité, ou le ressort mentionné pré- cédemment pour retenir la soupape à bille sur son siège.
Le mouvement de la valve à gaz 11 vers sa position complètement ouverte peut être typiquement de quelque 5 se- condes. Ceci permet au brûleur principal d'être enflammé par la veilleuse, alors que l'écoulement du gaz vers le brû- leur principal est encore réduit, et, par conséquent, une explosion violente est évitée.
Quand l'écoulement du liquide à travers le conduit 17 cesse, par suite de la fermeture du robinet, la pression à hauteur du conduit s'élève immédiatement,. Cette élévation de la pression est instantanément, ou presqu'instantanément transmise à la chambre sous le diaphragme, par l'écoulement' du liquide à travers la soupape by-pass 31, disposée dans l'organe mâle de la valve,' de façon qu'il n'y a pas de chauf. fage inutile de l'eau retenue momentanément dans l'échangeur de chaleur de l'appareil.
La construction décrite ci-dessus permet au réglage précis de la durée du délai précédant l'ouverture complète de la valve à gaz principale 11 d'être effectué facilement et avec un haut degré de précision, en tournant.simplement l'organe mâle 26 de la valve, au moyen d'une fente pour 'tournevis 38, après enlèvement d'une vis 39, dans un sens pas ou dans l'autre, cette opération ne faisant/appel à un haut degré d'habileté.
En outre, le passage hélicoïdal est très simple et facilement formé en meulant, ou en tronquant d'une autre façon, les crêtes des filets sur l'extrémité supérieure, ou intérieure, de l'organe mâle 26 de la valve, de façon que cette partie de la valve peut être construite avec un fai- ble prix de revient de fabrication.
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Des valves maîtresses sont prévues pour le combustible et le liquide, et celles-ci sont actionnées par des boutons 40 et 41 , respectivement, pour régler l'écoulement maximum du combustible et du liquide, respectivement.
Les parties constituantes de la valve décrite ciavant peuvent être fabriquées en n'importe quel matériau convenable, tel que le laiton,
REVENDICATIONS
1/ Valve pour régler le régime d'écoulement de fluides, caractérisée en ce que le passage pour l'écoulement du fluide à travers la valve comporte une partie hélicoïdale définie entre des organes filetés, mâle et femelle, de la valve, qui sont réglables par rotation l'un par rapport à l'autre, pour faire varier la longueur axiale de leur engagement réciproque, et par conséquent la longueur de la partie hélicoïdale du passage, et la résistance imposée par la valve à l'écoulement du fluide, ce passage comportant également une soupape à une voie, ou un by-pass, disposée en parallèle avec la partie hélicoïdale du passage,
de façon que l'écoulement du fluide dans un sens à travers le passage ferme la soupape, ou le by-pass, pour permettre l'écoulement du fluide à travers la partie hélicoïdale seulement du passage, et de façon que l'écoulement du fluide dans l'autre sens ouvre la soupape, ou le by-pass, pour permettre un écoulement relativement libre du fluide à travers le passage.