Robinet à soupape muni d'un mécanisme d'immobilisation déverrouillable Dans de nombreuses installations, par exemple dans les équipements de réglage de la combustion dans les foyers de fours ou de chaudières, il est nécessaire que certaines mesures de sécurité soient prises avant la mise en route de ces équipements et pendant leur fonc tionnement. En particulier, les robinets d'admission du combustible ne doivent pas pouvoir être ouverts avant que toutes les conditions de sécurité soient satisfaites, et doivent se fermer si l'une des conditions de sécurité cesse d'être satisfaite en cours de marche.
En général, lorsque le robinet dont l'ouverture doit être assurée, est un robinet à soupape commandé par un solénoïde, ces conditions sont satisfaites en montant dans le circuit d'alimentation du solénoïde du robinet les contacts d'un relais électrique et en montant en série tous les disposi tifs de sécurité sur la bobine de coupure de ce relais, et de façon que ce relais se ferme, et que le robinet à sou pape ne s'ouvre que si tous les dispositifs de sécurité de l'installation ont indiqué en se fermant que toutes les conditions de sécurité ont été établies.
Ce montage classique présente plusieurs inconvé nients. En premier lieu, il est relativement encombrant et complexe et nécessite l'emploi d'un robinet à soupape à solénoïde et d'un relais. Deuxièmement, il n'est pas d'un emploi économique du fait que le solénoïde du ro binet et la bobine du relais doivent être maintenus sous tension pendant toute la durée de l'ouverture du robi net. Troisièmement, le conducteur de l'installation peut annuler l'action des dispositifs de sécurité simplement en maintenant à la main le relais fermé.
La présente invention tend à éviter ces inconvénients, elle a pour objet un robinet à soupape, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps de robinet formant un siège de soupape et une partie percée d'un alésage co axial avec ce siège de soupape, un porte-clapet coulis sant dans l'alésage et susceptible d'être déplacé de façon à se rapprocher ou s'éloigner du siège de soupape, un ressort repoussant constamment ce porte-clapet vers le dit siège de soupape, un solénoïde de commande agis sant sur une armature mobile de façon à la rapprocher ou à l'éloigner dudit siège de soupape, des moyens inter connectant cette armature et le porte-clapet et par l'effet desquels le mouvement de cette armature qui l'éloigne du siège de soupape est transmis au porte-clapet,
ces moyens comportant un mécanisme de verrouillage sus ceptible d'empêcher le porte-clapet de se déplacer dans l'alésage du corps du robinet, et ce mécanisme de ver rouillage opérant lorsque le porte-clapet s'éloigne du siège de soupape, un solénoïde de mise en condition agissant sur une autre armature mobile de façon à l'éloigner ou à la rapprocher du siège de soupape, cette armature fermant le circuit magnétique du solénoïde de commande lorsque le solénoïde de mise en condition n'est pas sous tension et ouvrant ce circuit magnétique lorsque ledit solénoïde de mise en condition est sous tension, de sorte que la mise sous tension du solénoïde de commande ne provoque aucun mouvement de son armature à moins que le solénoïde de mise en condition ne soit sous tension,
et des moyens déclenchant le mé canisme de verrouillage lorsque le courant du solénoïde de mise en condition est coupé.
Il s'ensuit que si tous les dispositifs de sécurité d'une installation comportant un tel robinet à soupape sont montés en série sur le solénoïde de mise en condition, le robinet ne peut être ouvert que lorsque tous ces dis positifs de sécurité sont fermés, et que ce robinet se ferme dès que l'un quelconque de ces dispositifs s'ouvre. De plus, lorsque le solénoïde de mise en condition est sous tension, il suffit pour ouvrir et maintenir ouvert le robinet de mettre sous tension le solénoïde de commande pendant le temps très court nécessaire pour verrouiller le robinet sur sa position d'ouverture. Après quoi, le seul courant nécessaire pour maintenir ouvert le robinet est celui alimentant le solénoïde de mise en condition, ce courant pouvant être de très faible intensité.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fia. 1 représente, en coupe verticale axiale, le robinet fermé avec son solénoïde de mise en condition, hors tension.
La fia. 2 est une vue semblable à celle de la fia. 1, nais le robinet étant fermé avec son solénoïde de mise en condition, étant sous tension.
La fia. 3 est une vue similaire de la fia. 1, le robinet étant ouvert et son solénoïde de mise en condition étant sous tension, et la fia. 4 est un schéma des circuits de mise sous ten sion des solénoïdes du robinet de l'invention.
Le robinet à soupape représenté comporte un corps de robinet 10 muni d'orifices 11 d'entrée et de sortie, un siège de soupape 12 placé entre ces deux orifices et un clapet de soupape 13 pouvant s'appliquer sur ce siège et s'en éloigner. Le clapet 13 est fixé dans l'extré mité intérieure d'un porte-clapet constitué par un cylin dre mobile creux 14 coulissant dans l'alésage 18 d'un manchon 15 vissé par l'une de ses extrémités dans le corps 10 du robinet. Sur son autre extrémité, le man chon 15 est fixé au moyen d'un écrou 17 sur l'extrémité inférieure d'un tube 16 formant noyau de solénoïde.
Deux solénoïdes coaxiaux et indépendants l'un de l'autre, 21 et 22, entourant le tube 16 sont logés à l'inté rieur d'un coffret 20 supporté par ce tube. Une rondelle 28 en matière magnétique est placée autour de ce tube 16 entre les deux solénoïdes. Le tube 16 formant noyau est fait en une matière non magnétique et s'engage à force par son extrémité supérieure dans un écrou 23 formant bouchon et fait en matière magnétique. Les so lénoïdes 21 et 22 sont enserrés entre les bras horizon- taux 24 et 25 d'un étrier magnétique 26, ces bras étant reliés par une paroi arrière 27. Les bras 24 et 25 de cet étrier sont percés chacun d'un trou dans lequel passe le tube 16. Les bras et la paroi arrière de l'étrier 26 forment une seule et même pièce.
Une armature 29 actionnée par le solénoïde 21 et une armature 30 ac tionnée par le solénoïde 22 coulissent à l'intérieur du tube 16. Ces armatures sont séparées par une rondelle 31 en matière non magnétique.
Un ressort de compression 34 repousse constam ment le cylindre 14 en direction du siège de soupape 12, et, lorsque le robinet est fermé, maintient appliqué le clapet 13 sur son siège. Il est prévu dans le robinet un mécanisme de verrouillage capable de le maintenir ouvert malgré la force de fermeture exercée par le res sort 34. Ce mécanisme à billes comprend un évidement annulaire 35 formé par la paroi de l'alésage 18 du man chon 15, cet évidement se terminant par un épaulement tronconique 36 sur son extrémité la plus proche du siège de soupape 12. Le cylindre 14 est percé d'un trou transversal 37 placé de façon à venir ou non se placer en face de l'évidement annulaire 35 lorsque le cylindre 1-1 se déplace à l'intérieur du manchon 15.
Sur la fia. 1, ce trou 37 n'est pas en face de l'évidement annulaire 35, alors que sur la fia. 3 ce trou et cet évidement se font face. Une bille 38, dont le diamètre n'est que très peu inférieur à celui du trou 37 mais est plus grand que la profondeur de l'évidement annulaire 35, se déplace li brement dans le trou 37. De préférence, le trou 37 tra verse diamétralement le cylindre 14, comme représenté, et une bille 38 est placée à l'intérieur de chacune des extrémités de ce trou. Le cylindre 14 porte-clapet et l'armature 30 sont re liés par une tige 39 coulissant dans ce cylindre. L'extré mité supérieure de cette tige est fixée sur l'armature 30 par une goupille 40 logée dans des trous alignés et per cés diamétralement dans ces deux pièces.
L'extrémité inférieure de la tige 39 se termine par une tête de plus grand diamètre 41 formant un épaulement tronconique à sa base. La somme du rayon de la tête 41 et du dia mètre de chaque bille 38 est supérieure au rayon de l'alésage 18. Par conséquent, lorsque le robinet à sou pape est fermé comme représenté sur la fig. 1, les billes 38 se trouvent partiellement sur le trajet suivi par la tête 41 de la tige dans ses mouvements de levée.
Mais la somme du rayon de la tête de la tige et du diamètre de chaque bille 38 est inférieure au rayon de la paroi de fond de l'évidement annulaire 35 ; par suite, lorsque le trou 37 et cet évidement 35 se trouvent en face l'un de l'autre (comme représenté sur la fia. 3), la tête de la tige peut repousser par son épaulement tronconique les billes 38 dans l'évidement 35 et peut ainsi remonter entre ces deux billes. Un ressort de verrouillage 42 entoure la tige 39 et tend constamment à écarter l'un de l'autre le cylindre 14 et l'armature 30. Un ressort de déverrouil lage 43, exerçant une force plus grande que le ressort de verrouillage 42, repousse constamment l'armature dans le sens qui l'éloigne de l'écrou-bouchon 23.
Le fonctionnement de la soupape décrite est le sui vant. Ainsi qu'on le voit sur la fia. 4 qui représente schématiquement les circuits de mise sous tension des solénoïdes 21 et 22, le solénoïde de mise en condition 21 est monté en série sur une source d'énergie électri que 46 avec une pluralité d'interrupteurs 47 formant partie de divers dispositifs de sécurité. Le solénoïde de commande 22 est branché sur la source d'énergie élec trique 46 par l'intermédiaire d'un interrupteur de com mande 48. Si l'un quelconque des interrupteurs 47 est ouvert, le solénoïde de mise en condition 21 est hors tension et le robinet prend sous l'action du ressort 34 sa position de fermeture représentée sur la fia. 1.
De plus, l'armature 29 est maintenue appliquée contre l'ar mature 30 par le ressort de déverrouillage 43. Dans ces conditions (l'un des interrupteurs 47 étant ouvert), si l'on ferme l'interrupteur 48 pour mettre sous tension le so lénoïde de commande 22, aucun mouvement ne se pro- duit dans le robinet. La raison en est que le circuit ma gnétique du solénoïde de commande 22 se ferme par le bras inférieur 25 et la cloison arrière 27 de l'étrier 26, la rondelle 28, l'armature 29 du solénoïde de mise en condition et l'armature 30 du solénoïde de commande. Ainsi qu'on le voit clairement sur la fia. 1, aucun dépla cement d'aucune des parties du robinet n'aurait pour résultat une diminution de la réluctance de ce circuit magnétique, et, par conséquent aucun mouvement ne se produit.
Par contre, si, tous les interrupteurs de sécurité 47 étant fermés, le solénoïde 21 de mise en condition est mis sous tension, et si l'interrupteur de commande 46 est ouvert et que par suite le solénoïde de commande soit hors tension, les pièces du robinet prennent leur position d'attente représentée sur la fia. 2. La seule dif férence entre les fia. 1 et 2 est que l'armature 29 du solénoïde de mise en condition s'est écartée de l'arma ture 30 et est venue buter contre l'écrou-bouchon 23 en comprimant dans ce mouvement le ressort de déver rouillage 43.
La raison de ce déplacement est que le cir cuit magnétique du solénoïde 21 de mise en condition formé par le bras supérieur 24 et la paroi arrière 27 de l'étrier 26, la rondelle 28, l'armature 29 et l'écrou-bou- chon 23 avait un entrefer entre ses parties 23 et 29, et l'on voit en comparant les fig. 1 et 2 que cet entrefer n'existe plus, la réluctance de ce circuit magnétique s'étant notablement réduite du fait du déplacement de l'armature 29 en direction de l'écrou-bouchon 23.
L'armature 29 étant sur sa position de la fig. 2, il existe dans le circuit magnétique du solénoïde de com mande 22 une coupure se situant entre les deux arma tures 29 et 30. En conséquence, si l'on ferme alors l'in terrupteur 48, même pendant un temps très court, la mise sous tension du solénoïde de commande 22 pro voque le déplacement des pièces du robinet qui pren nent leur position de la fig. 3. Ce déplacement des piè ces est dû au mouvement de l'armature 30 en direction de l'armature 29 qui supprime l'entrefer entre ces deux armatures en réduisant la réluctance du circuit magné tique du solénoïde de commande 22.
Ce mouvement de levée de l'armature 30 de sa posi tion de la fig. 2 sur celle de la fig. 3 se transmet à la tige 39 par l'intermédiaire de la goupille 40. Le mou vement de levée de cette tige est transmis par sa tête 41 aux billes 38 qui soulèvent de ce fait le cylindre porte- clapet 14. On voit donc que, dans la phase initiale de la levée de la tige 39, le cylindre 14 suit ce mouvement et ouvre le robinet.
Lorsque le trou 37 du cylindre 14 vient se placer en face de l'évidement annulaire 35 comme représenté sur la fig. 3, la continuation du mou vement de levée de la tige 39 fait repousser par l'épaule ment tronconique de sa tête 41 les billes 38 radialement et vers l'extérieur dans l'évidement annulaire 35. Tant que la tête 41 de la tige 39 demeure interposée entre les billes 38, ces billes sont maintenues dans l'évidement 35. Dans cette position, les billes 38 sont bloquées entre le cylindre 14 et le manchon 15, ce qui empêche ce cylin dre de se déplacer vers le bas sous l'action du ressort de fermeture 34.
Si le courant est coupé sur le solé noïde 22 après établissement de l'état de verrouillage représenté sur la fig. 3, le ressort de verrouillage 42 maintient l'armature 30 sur sa position haute pour la quelle elle est appliquée contre l'armature 29, et le ro binet demeure ouvert bien que seul le solénoïde de mise en condition 21 soit sous tension.
Lorsque le courant est coupé sur le solénoïde 21 de mise en condition, le ressort de déverrouillage 43 re pousse vers le bas les armatures 29 et 30 contre la résis tance opposée à ce mouvement par le ressort de ver rouillage 42. Par conséquent, la tige 39 et sa tête 41 se déplacent vers le bas et les billes 38 peuvent rouler vers l'intérieur sur l'épaulement 36 de l'évidement annulaire 35. Le cylindre porte-clapet 14 et le manchon 15 sont ainsi déverrouillés l'un de l'autre, le ressort 34 applique le clapet 13 contre son siège 12 (position de la fig. 1) et le robinet se ferme. On remarquera que cette action résultant de la coupure du courant sur le solénoïde de mise en condition 21 se produit, que le solénoïde de commande 22 soit alors sous tension ou non.
Donc, le robinet à soupape décrit ne peut être ou vert par mise sous tension du solénoïde de commande 22 que si le solénoïde de mise en condition 21 est lui même sous tension, et il se ferme dès que le courant est coupé sur ce solénoïde 21, que le solénoïde de com mande 22 soit alors sous tension ou non.
La rondelle 31 en matière non magnétique n'est pas indispensable, mais sa présence isole l'un de l'autre les circuits magnétiques des deux solénoïdes, de sorte que l'armature 29 peut être écartée de l'écrou-bouchon 23, au cas où le solénoïde de commande 22 est mis sous tension alors que le solénoïde de mise en condition 21 ne l'est pas, par un ressort 43 plus faible que si la ron delle 31 n'était pas prévue. D'autre part, bien que l'étrier 26 ait été représenté comme faisant partie des deux circuits magnétiques, des étriers séparés pourraient être prévus pour chacun de ces circuits.