WO1996018070A1 - Bruleur muni d'un dispositif de commande synchronise - Google Patents

Bruleur muni d'un dispositif de commande synchronise Download PDF

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WO1996018070A1
WO1996018070A1 PCT/FR1995/001636 FR9501636W WO9618070A1 WO 1996018070 A1 WO1996018070 A1 WO 1996018070A1 FR 9501636 W FR9501636 W FR 9501636W WO 9618070 A1 WO9618070 A1 WO 9618070A1
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flame
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gas
camshaft
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PCT/FR1995/001636
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Inventor
Gilles Cannet
Gervais Lemesle
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Lincoln Electric Company France SA
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La Soudure Autogene Francaise
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/52—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam
    • F16K31/524—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam with a cam
    • F16K31/52491—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam with a cam comprising a diaphragm cut-off apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details
    • F23D14/465—Details for torches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14381—Single operating member opening and closing fuel and oxidant supply valves in torches

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling the flow of two gases intended to be mixed as well as a burner, in particular a torch, provided with such a device.
  • Burners of the type are already known comprising a first supply pipe for a combustible gas and a second supply pipe for an oxidizing gas, connected to the same nozzle for supplying a flame with a mixture of these two gas, each supply duct being provided with a stop member for the corresponding gas flow and in particular hand torches intended for heating a metal part with a view to welding or cutting it.
  • the combustible gas used is for example acetylene, while the oxidizing gas is oxygen.
  • the object of the invention is to provide a device for controlling the flow of two gases which can be used for example in a burner, and in particular a hand torch, which, if it is provided with means for adjusting flow rates, is present.
  • the subject of the invention is a device for controlling the flow of two gases intended to be mixed, comprising: - a first conduit for a first gas;
  • the device can have one or more of the following characteristics:
  • the synchronization device comprises a camshaft provided with two actuating cam surfaces each associated with a stop member for a gas flow
  • the stop members each comprise a push-button comprising an end forming a plug for closing a portion of a corresponding conduit, and another end bearing on the corresponding cam surface of the camshaft
  • the synchronization device comprises a body, a first part of which is provided with a bore for receiving the camshaft, in which it is free to rotate, this first part further comprising through guide holes for the tappets, one end of which opens onto the internal surface of the bore opposite a surface of cam of the camshaft and the other end of which opens onto an external face of the first part of the body, this external face being arranged opposite a second part of the body in lacquer portions of the conduits for the first and second gases are provided,
  • the second part of the body includes, for each conduit, a portion of the gas inlet conduit and a portion of the complementary gas evacuation conduit, both opening onto a bottom of a connection bowl formed in one face thereof. , these bowls delimiting with the external face opposite the first part of the body of the passages between the two complementary portions of each conduit, the pusher corresponding to the conduit, actuated by a corresponding cam- laying, being movable between a retracted position in the first part of the body and a position of obtura ⁇ tion of one end of a portion of conduit opening onto the bottom of the bowl, - an elastic membrane which is not permeable to gases is disposed in a sealed manner between the first and second parts of the body and covers said basins,
  • the camshaft has a cylindrical portion and has thereon composite flats forming the cam surfaces
  • the cam surface associated with the stop member for the flow of the first conduit comprises a stop portion angularly offset with respect to a corresponding stop portion of the cam surface associated with the stop member the flow of the second duct,
  • each cam surface associated with a pusher comprises two plane concurrent portions along an edge parallel to the axis of the camshaft, these portions delimiting between them an angle which defines the law of stopping the flow as a function of the angular displacement of the camshaft,
  • the two cam surfaces associated with each conduit have coplanar cam portions corresponding to the maximum opening of each conduit, - the angle outside the camshaft defined by the two portions of the cam surface associated with the first conduit is smaller than that defined by the two portions of the cam surface associated with the second conduit, - the stop members are valves whose respective control rods are actuated by the respective cam surfaces of the camshaft ,
  • the camshaft has cam surfaces projecting from actuation of the valve control rods, - the valves are received axially in the gas supply ducts and there are independent chambers around the camshaft for the passage of gases from each supply duct to an associated outlet duct, the camshaft has indexing recesses and the body has an indexing pawl cooperating with said notches of the camshaft.
  • the synchronization device is suitable for, during the flame extinction phase, starting the stopping of the flow in the fuel gas supply duct before starting the stopping of the running in the combustion gas supply duct,
  • a device for mechanical synchronization of the two stop members and. a single member for actuating these two stop members, which burner comprises a pilot light disposed near the point of establishment of the flame and supplied by a third fuel gas supply pipe, provided with a third stop member for the gas flow associated with the third conduit, the third stop member being controlled synchronously with the first two stop members by said synchronization device under the action of said single ac member - operation.
  • - Said synchronization device comprises a camshaft provided with three actuating cam surfaces each associated with a member for stopping a flow;
  • valves are received axially in the gas supply conduits and there are formed around the camshaft independent chambers for the passage of gases from each supply conduit to an associated outlet conduit;
  • said camshaft has a fourth actuating cam surface associated with said automatic pilot flame ignition device;
  • said automatic ignition device comprises a piezoelectric transducer connected by an electrical conductor to an electrode disposed at the outlet of the pilot light, which piezoelectric transducer is biased by the fourth cam surface of the camshaft during the rotation of the latter this ;
  • the synchronization device is suitable for, during the ignition phase of the flame, actuating said automatic ignition device for the pilot flame after the opening of the flow in the third supply pipe. pilot gas fuel;
  • FIG. 1 is an elevation view of a torch according to the invention
  • FIG. 16 is a view in longitudi ⁇ nal section taken along line XVI-XVI of the device for controlling the flow of the supply gases of the burner of FIG. 15.
  • the torch shown in Figure 1 is an oxy-acetylene heating torch. It has at one end of a grip handle 2, an inlet 4 for a combustible gas assumed to be acetylene, and an inlet 6 for an oxidizing gas assumed to be oxygen.
  • Each of the inputs associated with a conventional quick connector, constitutes the upstream end of a supply conduit 8, 10, respectively in combustible gas and in oxidizing gas.
  • Each conduit 8, 10 is provided with a valve 8A, 10A for adjusting the flow rate, respectively of the combustible gas and of the oxidizing gas.
  • the first part 20, produced in a solid block, has an approximately parallelepiped external shape and has on one of its lateral faces a longitudinal recess 26, as shown in FIG. 3.
  • the first part 20 of the body has a longitudinal bore 28 for receiving the camshaft 22.
  • This bore 28 has at one of its ends an overbore 30.
  • the axis of each of the holes 32 and 34 intersects the axis of the bore 28.
  • On the base face 36 each of the guide holes 32 and 34 is provided with a borehole noted respectively 38 and 40.
  • a third hole 42 for receiving a pawl is formed between this base face 36 and the bore 28.
  • the second part 24 of the body 18, formed in a solid parallelepipedal block and of dimensions corresponding to those of the first part 20, comprises, as shown in FIGS. 2 to 4, on a face 44 facing the face base 36 of the first part, two connection cups 46, 48 of oblong shape and the width of which corresponds to the diameter of the overbores 38 and 40. These two cups 46, 48 have a spacing equal to that of the guide holes 32 and 34 and are arranged opposite them. On the bottom of these connection cups 46, 48, open two parallel blind holes denoted 50 and 52 for the bowl 46 and 54, 56 for the bowl 48.
  • the blind holes 50 and 54 are of the same diameter as the holes of guide 32 and 34 and are aligned with these when the second part 24 of the body 18 is fixed on the first part 20.
  • FIG. 5 shows the camshaft 22 rotated at an angle of 90 ° relative to its position in FIG. 2.
  • This comprises a main cylindrical portion 66 of the same diameter as the bore 28, extended at one of its ends by a coaxial portion 68 of square section for fixing a drive handle.
  • the camshaft 22 has a cylindrical head 70 of dimensions corresponding to those of the overbore 30. From the head 70, the cylindrical portion 66 has on its periphery a groove portion 72 s 'extending over a quarter of the circumference of the cylinder. The profile of this groove 72 is shown in detail in FIG. 6.
  • the first planar portion 74A is extended by a second planar stop portion 74B defining with the first 74A an angle outside the camshaft of 170 °.
  • These two cam surface portions 74A and 74B intersect along an edge 74C parallel to the axis of the cylindrical portion 66.
  • the first portion 76A is extended by a second planar stop portion 76B delimiting with the first an angle outside the camshaft of 200 °.
  • the first and second portions 76A and 76B intersect along an edge 76C carried by the same straight line as the edge 74C.
  • the flat stop portions 74B and 76B are therefore angularly offset on the camshaft 22.
  • the cylindrical portion 66 has at its circumference two recesses of conical indexing 78, 80 for receiving the end of a pawl spaced angularly from each other by 90 °, as shown in FIG. 9.
  • the camshaft 22 is received in the longitudinal bore 28.
  • the head 70 is received in the overbore 30, and a handle drive 82 is fixed by any appropriate means, a screw for example, to the square section portion 68.
  • the handle 82 comprises an actuating arm 84.
  • a screw 86 shown in FIG. 10, for holding the camshaft 22 in the bore 28 and partially passing through the first part 20 of the body 18 at its end received in the groove portion 72 and furthermore limits the angular movement of the camshaft 22 in the bore 28.
  • Identical pushers 92, 94 of allon ⁇ gee shape are received in the guide holes 32 and 34. These pushers 92, 94 comprise a central cylindrical portion extended at each of its ends by spherical caps made of material. One of the ends 92A, 94A of each pusher 92, 94 bears on an associated cam surface 74 and 76 respectively of the camshaft 22. The other end 92B, 94B of each -
  • pusher 92, 94 is in contact with an elastic membrane 96 not permeable to gases disposed in a sealed manner between the base face 36 of the first part 20 and the face 44 facing the second part 24 of the body 18.
  • the prop - cheeness is obtained for example by applying an adhesive between the parts of the body and the membrane.
  • the end opposite to the ball 88 of the spring 90 bears on this elastic membrane 96.
  • the user gradually turns the drive handle 82 for- mant single actuating member for the two stop members, in the direction imposed by the screw 86.
  • the rotation of the camshaft 22 causes the displacement of the pushers 92 and 94 actuated by the cam surfaces 74, 76 on which their ends 92A and 92B are supported. While when the device is in the fully open position, the ends 92A, 94A of the pushers bear on the segments 74C, 76C of the cam surfaces, the rotation of the cam surfaces around the axis of the camshaft 22 leads these ends 92A, 94A to be repoussed by the second flat portions 74B and 76B respectively of the cam surfaces. These portions 74B and 76B not being coplanar, the displacement in translation of the pushers 92 and 94 takes place in a differentiated but coordinated or synchronized manner.
  • the deformation of the membrane 96 by the pusher 92 is shown in detail in FIG. 12. It can be seen that this membrane 96 is deformed along the length of the oblong-shaped bowl, and that the end 92B in a spherical cap of the pusher 92 guarantees the seal at the end of the blind hole 50 and thus constitutes a closure plug.
  • the flow of combustible gas is stopped while the flow of oxidant gas is maintained with a flow rate only reduced.
  • the flame maintained until then at the end of the nozzle 16 goes out.
  • the flow of oxidant gas being maintained the flame is blown by it during its extinction, which avoids any risk of slamming or production of flames.
  • a cutting torch is used for cutting by oxygen cutting metal parts, such as steel plates or pipes.
  • the piece to be cut is firstly heated to a cutting temperature, thanks to the heating flame supplied by the combustible and oxidizing gases, then the cutting oxygen supply is opened, which causes the combustion of the metal. and cutting it out.
  • the control of the opening and closing of the cutting oxygen can be integrated into the synchronized stop device 12.
  • the camshaft 22 includes a third cam surface angularly offset with respect to cam surfaces 74 and 76. This third cam surface controls a third pusher adapted to selectively close, depending on the position of the cam, the cutting oxygen supply duct, in an arrangement similar to those described for the fuel and oxidant gas supply conduits.
  • the groove portion 72 is extended in order to allow a greater rotation stroke of the camshaft 22.
  • the cam surface associated with the cutting oxygen is formed on the cylindrical portion 66 of the camshaft 22 so that, only when the camshaft 22 is engaged in this additional stroke portion, the cutting oxygen supply duct is open.
  • FIG. 16 shows the control device 212 for the gas flow from the torch in FIG. 16. This device is suitable for controlling the supply of combustible gas and oxidizing gas, as well as the ignition, l 'supply and extinction of the pilot.
  • the control device 212 comprises a metal body 302 on an end face from which open three stage holes 304, 306, 308 of parallel axes respectively forming supply conduits for the combustible gas supplying the heating flame, the oxidizing gas and the fuel gas supplying the pilot light 218.
  • a through bore stage 310 extends orthogonally to the parallel conduits 304, 306, 308 in the plane defined by these.
  • the conduits 304, 306 and 308 communicate with the latter by reduced diameter connection portions 304A, 306A, 308A respectively.
  • a camshaft 340 is mounted to rotate freely inside the bore 310. It has at one of its ends a cylindrical head 342 received in a suralé ⁇ sage 344 formed at the end of the bore 310 and comprises at its other end an actuating handle 346. Opposite each of the pushers 334, 336, 338, the camshaft 340 comprises cam surfaces denoted respectively 348, 350, 352, axially separated by sections of larger diameter 353 provided with seals 354.
  • the seals 354 cooperating with the wall of the bore 310 delimit three independent chambers 356, 358, 360 for passage of the gases from the associated supply duct towards the opposite outlet duct and in which the cam surfaces 348, 350 respectively extend, 352 of the camshaft.
  • Each of the cam surfaces has protruding portions for actuating the pushers 334, 336, 338, which protrude partially in the bore 310 and are held in contact with the camshaft 340 by the rods. control of valves 322, 324, 326.
  • cam surfaces 348, 350, 352 carried by the camshaft 340 are formed by projecting zones in order to allow the actuation of the valve control rods to cause them to open.
  • the flow stops in the second oxidant gas supply conduit 306 begins before the completion of the complete flow stop in the first conduit. supply 304 with combustible gas.
  • the ignition of the flame is facilitated since it takes place automatically without the need for an external flame source, a lighter for example.
  • the torch described here is therefore of convenient use since it requires only a single handle to start it up. Thus, it avoids any danger linked to the need to intervene in the vicinity of the nozzle 216.
  • its synchronized operation makes it possible to avoid clicks and sparks when it is switched on and off.
  • the device for automatically lighting the pilot light is eliminated. In this case, it is necessary to light it with an external flame source. However, the risk of burns is reduced since the operator only has access to the pilot which has a low gas flow and not directly at the outlet of the nozzle 216. In this case, it is possible to provide that the opening of the fuel gas supply duct 308 of the pilot light takes place before the opening of the combustion gas supply pipe - target 304 of the heating flame.
  • the single actuating member is a handle.
  • any other suitable device can be used, a rotary actuator or an electric motor for example.

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Abstract

L'invention concerne un chalumeau, du type comprenant: un premier conduit (210, 304) d'alimentation d'une flamme en un gaz combustible, un deuxième conduit (208, 306) d'alimentation de la flamme en un gaz comburant, et un dispositif (212) de commande de l'écoulement des gaz, lequel dispositif comporte un organe (322, 324) d'arrêt d'écoulement gazeux associé à chaque conduit (304, 306), un dispositif (340) de synchronisation des deux organes d'arrêt (322, 324), et un organe unique (346) d'actionnement de ces deux organes d'arrêt (322, 324). Il comporte une veilleuse (218) alimentée par un troisième conduit (220, 221, 308) d'alimentation en gaz combustible, muni d'un troisième organe (326) d'arrêt de l'écoulement gazeux associé au troisième conduit (308), le troisième organe d'arrêt (326) étant commandé de manière synchronisée avec les deux premiers organes d'arrêt (322, 324) par ledit dispositif de synchronisation (340) sous l'action dudit unique organe d'actionnement (346). Application aux chalumeaux oxy-acétyléniques.

Description

Brûleur muni d'un dispositif de cσππiande synchronisé.
La présente invention concerne un dispositif de commande de l'écoulement de deux gaz destinés à être mélangés ainsi qu'un brûleur, notamment un chalumeau, muni d'un tel dispositif. On connaît déjà des brûleurs du type comportant un premier conduit d'alimentation en un gaz combustible et un deuxième conduit d'alimentation en un gaz comburant, reliés à une même buse d'extrémité d'alimentation d'une flamme en mélange de ces deux gaz, chaque conduit d'ali- mentation étant muni d'un organe d'arrêt de 1 'écoulement gazeux correspondant et notamment des chalumeaux à main destinés à chauffer une pièce métallique en vue de son soudage ou de sa découpe. Dans de tels chalumeaux, le gaz combustible utilisé est par exemple de l'acétylène, alors que le gaz comburant est de l'oxygène.
Les chalumeaux actuels comportent généralement sur la conduite d'alimentation en gaz combustible et en gaz comburant deux robinets de réglage séparé du débit de chaque gaz. De plus, afin de ne pas dérégler ces robinets pour interrompre l'écoulement de chacun des gaz en vue de l'extinction de la flamme, il est connu de munir chaque conduit d'alimentation d'un robinet supplémentaire d'arrêt utilisé uniquement pour 1 'interruption du débit du gaz correspondant. De tels chalumeaux permettent de conserver les réglages de débit en gaz combustible et en gaz comburant même après extinction de la flamme. Ils présentent cepen¬ dant 1 ' inconvénient de nécessiter la fermeture successive de deux robinets indépendants. De plus, des désagréments lors de l'allumage et surtout lors de l'extinction de la flamme sont fréquemment rencontrés par l'utilisateur. En effet, il doit, afin d'éteindre la flamme du chalumeau, fermer successivement les deux robinets. Les opérations de fermeture de ces deux robinets s'effectuant suivant un ordre aléatoire, il est fréquemment constaté la création de flammèches au niveau de la buse d'extrémité du chalumeau, ou encore l'appari¬ tion de claquements. Le même phénomène est parfois cons¬ taté lors de l'allumage. Ces claquements sont la consé- quence de l'établissement de régimes transitoires non maîtrisés pour les deux débits de gaz. Ainsi, la vitesse de sortie du mélange gazeux est parfois inférieure à la vitesse de déflagration de celui-ci, ce qui provoque ces claquements. L'invention a pour but de fournir un dispositif de commande de l'écoulement de deux gaz utilisable par exemple dans un brûleur, et notamment un chalumeau à main, qui, s'il est pourvu de moyens de réglage de débits, pré¬ sente l'avantage d'un dispositif d'arrêt séparé du άispo- sitif de réglage des débits de gaz combustible ou combu¬ rant, et qui, en outre, lors de l'extinction de la flamme ou l'allumage de celle-ci, préserve des claquements et exclut tout risque de flammèches.
L'invention a également pour but de fournir un brûleur, dont l'allumage ou l'extinction de la flamme puisse se faire de manière très simple et préservant des inconvénients mentionnés ci-dessus.
L'invention a en outre pour but de fournir un brûleur dont l'allumage puisse se faire de manière automa- tique sans risque de brûlure et ce d'une manière commode et fiable pour l'utilisateur.
L'invention a pour objet un dispositif de commande de l'écoulement de deux gaz destinés à être mélangés, comprenant : - un premier conduit pour un premier gaz ;
- un deuxième conduit pour un deuxième gaz ;
- un organe d'arrêt d'écoulement gazeux associé à chaque conduit ;
- un dispositif de synchronisation des deux organes d'arrêt ; et - un organe unique d'actionnement de ces deux organes d'arrêt.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif peut présenter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le dispositif de synchronisation comporte un arbre à cames muni de deux surfaces de came d'actionnement associées chacune à un organe d'arrêt d'un écoulement gazeux, - les organes d'arrêt comportent chacun un pous¬ soir comprenant une extrémité formant bouchon d'obturation d'une portion d'un conduit correspondant, et une autre extrémité en appui sur la surface de came correspondante de l'arbre à cames, - le dispositif de synchronisation comporte un corps dont une première partie est munie d'un alésage de réception de l'arbre à cames, dans lequel il est libre en rotation, cette première partie comportant en outre des trous de guidage traversants pour les poussoirs dont une extrémité débouche sur la surface intérieure de l'alésage en regard d'une surface de came de l'arbre à cames et dont l'autre extrémité débouche sur une face extérieure de la première partie du corps, cette face extérieure étant disposée en regard d'une seconde partie du corps dans laquelle sont ménagées des portions des conduits pour les premier et deuxième gaz,
- la seconde partie du corps comporte pour chaque conduit une portion de conduit d'arrivée du gaz et une portion de conduit complémentaire d'évacuation du gaz débouchant toutes deux sur un fond d'une cuvette de raccordement ménagée dans une face de celle-ci, ces cuvettes délimitant avec la face extérieure en regard de la première partie du corps des passages entre les deux portions complémentaires de chaque conduit, le poussoir correspondant au conduit, actionné par une came corres- pondante, étant déplaçable entre une position escamotée dans la première partie du corps et une position d'obtura¬ tion d'une extrémité d'une portion de conduit débouchant sur le fond de la cuvette, - une membrane élastique et non perméable aux gaz est disposée de manière étanche entre les première et deuxième parties du corps et coiffe lesdites cuvettes,
- l'arbre à cames a une portion cylindrique et comporte sur celle-ci des méplats composites formant les surfaces de came,
- la surface de came associée à l'organe d'arrêt de l'écoulement du premier conduit comporte une portion d'arrêt décalée angulairement par rapport à une portion d'arrêt correspondante de la surface de came associée à l'organe d'arrêt de l'écoulement du deuxième conduit,
- chaque surface de came associée à un poussoir comporte deux portions planes concourantes suivant une arête parallèle à l'axe de l'arbre à cames, ces portions délimitant entre elles un angle qui définit la loi d'arrêt de l'écoulement en fonction du déplacement angulaire de 1'arbre à cames,
- les deux surfaces de came associées à chaque conduit comportent des portions de came coplanaires correspondant à l'ouverture maximale de chaque conduit, - l'angle extérieur à l'arbre à cames défini par les deux portions de la surface de came associée au premier conduit est plus petit que celui défini par les deux portions de la surface de came associée au deuxième conduit, - les organes d'arrêt sont des valves dont les tiges de commande respectives sont actionnées par les surfaces de came respectives de l'arbre à cames,
- l'arbre à cames comporte des surfaces de came en saillie d'actionnement des tiges de commande des valves, - les valves sont reçues axialement dans les conduits d'alimentation en gaz et il est ménagé autour de l'arbre à cames des chambres indépendantes de passage des gaz depuis chaque conduit d'alimentation vers un conduit de sortie associé, l'arbre à cames comporte des évidements d'indexation et le corps comporte un cliquet d'indexation coopérant avec lesdites encoches de l'arbre à cames.
L'invention a également pour objet un brûleur, notamment chalumeau, qui comporte un dispositif de com¬ mande de l'écoulement de deux gaz tel que défini ci-dessus et dans lequel le premier conduit est un conduit d'alimen¬ tation d'une flamme en un gaz combustible et le deuxième conduit est un conduit d'alimentation de la flamme en un gaz comburant.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le brûleur peut présenter l'une ou plusieurs des caracté¬ ristiques suivantes :
- le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, achever l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz combustible avant l'arrêt complet de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz comburant,
- le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, commen¬ cer l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz combustible avant de commencer l'arrêt de l'écoule¬ ment dans le conduit d'alimentation en gaz comburant,
- le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, commen¬ cer l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz comburant avant l'achèvement de l'arrêt complet de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz combus¬ tible. - le dispositif de commande est intégré dans le corps du brûleur.
L'invention a en outre pour objet un brûleur, notamment chalumeau, du type comprenant : - un premier conduit d'alimentation d'une flamme en un gaz combustible,
- un deuxième conduit d'alimentation de la flamme en un gaz comburant, et
- un dispositif de commande de l'écoulement des gaz, lequel dispositif comporte :
. un organe d'arrêt d'écoulement gazeux asso¬ cié à chaque conduit,
. un dispositif de synchronisation mécanique des deux organes d'arrêt, et . un organe unique d'actionnement de ces deux organes d'arrêt, lequel brûleur comporte une veilleuse disposée au voisi¬ nage du point d'établissement de la flamme et alimentée par un troisième conduit d'alimentation en gaz combusti- ble, muni d'un troisième organe d'arrêt de l'écoulement gazeux associé au troisième conduit, le troisième organe d'arrêt étant commandé de manière synchronisée avec les deux premiers organes d'arrêt par ledit dispositif de synchronisation sous l'action dudit unique organe d'ac- tionnement.
Suivant des modes particuliers de réalisation, 1'invention peut présenter l'une ou plusieurs des caracté¬ ristiques suivantes :
- ledit dispositif de synchronisation comporte un arbre à cames muni de trois surfaces de came d'ac¬ tionnement associées chacune à un organe d'arrêt d'un écoulement ;
- les organes d'arrêt sont des valves dont les tiges de commande respectives sont actionnées par les surfaces de came respectives de l'arbre à cames ; - l'arbre à cames comporte des surfaces de cames en saillie d'actionnement des tiges de commande des val¬ ves ;
- les valves sont reçues axialement dans les conduits d'alimentation en gaz et il est ménagé autour de l'arbre à cames des chambres indépendantes de passage des gaz depuis chaque conduit d'alimentation vers un conduit de sortie associé ;
- le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, achever l'arrêt de l'écoulement dans le premier conduit d'alimen¬ tation en gaz combustible avant l'arrêt complet de l'écou¬ lement dans le second conduit d'alimentation en gaz comburant ; - le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, commen¬ cer l'arrêt de l'écoulement dans le premier conduit d'ali¬ mentation en gaz combustible avant de commencer l'arrêt de l'écoulement dans le second conduit d'alimentation en gaz comburant ;
- le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, commen¬ cer l'arrêt de l'écoulement dans le second conduit d'ali¬ mentation en gaz comburant avant l'achèvement de l'arrêt complet de l'écoulement dans le premier conduit d'alimen¬ tation en gaz combustible ;
- le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'allumage de la flamme, réaliser 1'ouverture de 'écoulement dans le troisième conduit d'alimentation en gaz combustible de la veilleuse avant l'ouverture de l'écoulement dans le premier conduit d'ali¬ mentation en gaz combustible de la flamme, ou simultané¬ ment à celle-ci ;
- le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'allumage de la flamme, arrêter l'écoulement dans le troisième conduit d'alimentation en gaz combustible de la veilleuse après l'ouverture des premier conduit et second conduit d'alimentation respecti¬ vement en gaz combustible et en gaz comburant ; - la veilleuse est associée à un dispositif automatique d'allumage de la flamme de veilleuse, et ce dispositif automatique d'allumage est actionné de manière synchronisée avec les trois organes d'arrêt par ledit dispositif de synchronisation sous l'action dudit unique organe d'actionnement ;
- ledit arbre à cames comporte une quatrième surface de came d'actionnement associée audit dispositif automatique d'allumage de la flamme de veilleuse ; ledit dispositif automatique d'allumage comporte un transducteur piézoélectrique relié par un conducteur électrique à une électrode disposée à la sortie de la veilleuse, lequel transducteur piézoélectrique est sollicité par la quatrième surface de came de l'arbre à cames lors de la rotation de celui-ci ; - le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'allumage de la flamme, actionner ledit dispositif automatique d'allumage de la flamme de veilleuse après l'ouverture de l'écoulement dans le troi¬ sième conduit d'alimentation en gaz combustible de la veilleuse ; et
- le dispositif de commande est intégré dans le corps du brûleur.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en élévation d'un chalumeau selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe, suivant la ligne II-II de la figure 1, du dispositif de commande de l'écoulement des gaz d'alimentation du chalumeau de la figure 1,
- les figures 3 et 4 sont des vues en coupe suivant respectivement les lignes III-III et IV-IV de la figure 2,
- la figure 5 est une vue en élévation de l'arbre à cames entrant dans la composition du dispositif de la figure 2, tourné angulairement de 90° par rapport à sa position sur cette figure, - les figures 6, 7, 8 et 9 sont des vues en coupe transversale de l'arbre à cames de la figure 5 suivant respectivement les lignes de coupe VI-VI, VII-VII, VIII-VIII et IX-IX de cette figure 5,
- la figure 10 est une vue en coupe transversale du dispositif de commande de la figure 2, suivant la ligne de coupe X-X,
- la figure 11 est une vue analogue à celle de la figure 2, l'arbre â cames ayant été tourné vers la position d'arrêt des gaz, - La figure 12 est une vue en coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 11,
- la figure 13 est une vue analogue aux figures 2 et 11, dans laquelle l'arbre à cames est dans une position d'arrêt complet des gaz, - la figure 14 représente une vue en coupe d'une surface de came de l'arbre à cames, suivant un autre mode de réalisation du dispositif de commande de l'écoulement selon l'invention,
- la figure 15 est une vue en élévation d'un autre mode de réalisation d'un chalumeau selon l'inven¬ tion, et
- la figure 16 est une vue en coupe longitudi¬ nale prise suivant la ligne XVI-XVI du dispositif de commande de l'écoulement des gaz d'alimentation du chalu- meau de la figure 15. Le chalumeau représenté à la figure 1 est un chalumeau de chauffe oxy-acétylénique. Il comporte à une extrémité d'une poignée 2 de préhension, une entrée 4 pour un gaz combustible supposé être de l'acétylène, et une entrée 6 pour un gaz comburant supposé être de l'oxygène. Chacune des entrées, associée à un raccord rapide classi¬ que, constitue l'extrémité amont d'un conduit d'alimenta¬ tion 8, 10, respectivement en gaz combustible et en gaz comburant. Chaque conduit 8, 10 est muni d'un robinet 8A, 10A de réglage du débit, respectivement du gaz combustible et du gaz comburant. En aval de ces robinets de réglage, sur les conduits 8 et 10 est disposé intégré au corps du chalumeau, un dispositif de commande synchronisé de l'écoulement 12 des deux gaz encore appelé dispositif d'arrêt synchronisé dans la suite de la description. Les sorties en gaz combustible et en gaz comburant de ce dispositif d'arrêt 12 sont reliées à un injecteur 14 adapté pour réaliser le mélange des gaz. Un conduit unique 15 d'acheminement du mélange relie l'injecteur 14 à une buse d'extrémité 16 d'alimentation de la flamme.
La figure 2 représente une vue en coupe du dispositif d'arrêt synchronisé 12 selon l'invention. Il comporte un corps métallique usiné 18 formé d'une première partie 20, dans laquelle est reçu un arbre à cames 22, et d'une seconde partie 24 solidarisée à la première partie 20, suivant des faces en regard, par des vis non repré¬ sentées.
La première partie 20, réalisée dans un bloc massif, a une forme extérieure à peu près parallélépipédi- que et comporte sur l'une de ses faces latérales un décrochement longitudinal 26, comme cela est représenté sur la figure 3.
Dans sa portion de plus faible épaisseur, la première partie 20 du corps comporte un alésage longitudi- nal 28 de réception de l'arbre à cames 22. Cet alésage 28 présente à l'une de ses extrémités un suralésage 30. Deux trous de guidage 32 et 34 d'axes parallèles entre eux et orthogonaux à celui de l'alésage 28, relient celui-ci à une face extérieure de base 36 de la première partie 20 sur laquelle est fixée la deuxième partie 24 du corps 18. L'axe de chacun des trous 32 et 34 coupe l'axe de l'alé¬ sage 28. Sur la face de base 36, chacun des trous de guidage 32 et 34 est muni d'un suralésage noté respec¬ tivement 38 et 40. Un troisième trou 42 de réception d'un cliquet est ménagé entre cette face de base 36 et l'alé¬ sage 28.
La deuxième partie 24 du corps 18, formée dans un bloc massif parallélépipédique et de dimensions corres¬ pondant à celles de la première partie 20, comporte, comme cela est représenté sur les figures 2 à 4, sur une face 44 en regard de la face de base 36 de la première partie, deux cuvettes de raccordement 46, 48 de forme oblongue et dont la largeur correspond au diamètre des suralésages 38 et 40. Ces deux cuvettes 46, 48 ont un espacement égal à celui des trous de guidage 32 et 34 et sont disposées en regard de ceux-ci. Sur le fond de ces cuvettes de raccor¬ dement 46, 48, débouchent deux trous borgnes parallèles notés 50 et 52 pour la cuvette 46 et 54, 56 pour la cuvette 48. Les trous borgnes 50 et 54 sont de même diamètre que les trous de guidage 32 et 34 et sont alignés avec ceux-ci lorsque la deuxième partie 24 du corps 18 est fixée sur la première partie 20.
Comme cela est représenté sur la figure 3, les trous borgnes 54, 56 communiquent avec les parois latéra- les de la deuxième partie 24 du corps par des passages cylindriques obtenus par perçage, notés respectivement 58 et 60. Ces passages 58, 60 forment avec les trous borgnes 54, 56 des portions de conduit d'alimentation en gaz comburant. De même, les trous borgnes 50 et 52 sont asso- ciés de manière analogue à des passages latéraux 62 et 64 formant ensemble des portions de conduit d'alimentation en gaz combustible.
Sur la figure 5, on a représenté l'arbre à cames 22 tourné d'un angle de 90° par rapport à sa position sur la figure 2. Celui-ci comporte une portion cylindrique principale 66 de même diamètre que l'alésage 28, prolongée à l'une de ses extrémités par une portion coaxiale 68 de section carrée de fixation d'une poignée d'entraînement. A l'autre extrémité de la portion cylindrique 66, l'arbre à cames 22 présente une tête 70 cylindrique de dimensions correspondantes à celles du suralésage 30. Depuis la tête 70, la portion cylindrique 66 comporte sur sa périphérie une portion de gorge 72 s'étendant sur un quart de la circonférence du cylindre. Le profil de cette gorge 72 est représenté en détail sur la figure 6.
La portion cylindrique 66 présente ensuite deux paires successives de méplats 74, 76 formant des surfaces de came. Le profil de chacune des paires de méplats 74, 76 formant des méplats composites est représenté en détail sur les figures 7 et 8. Ils présentent chacun une première portion plane 74A, 76A, s'étendant dans un même plan et définissant en section une demi-corde pour la portion cylindrique 66.
Comme cela est représenté sur la figure 7, la première portion plane 74A est prolongée par une deuxième portion plane d'arrêt 74B délimitant avec la première 74A un angle extérieur à l'arbre à cames de 170°. Ces deux portions de surface de came 74A et 74B se coupent suivant une arête 74C parallèle à l'axe de la portion cylindrique 66.
De manière analogue, comme cela est représenté sur la figure 8, la première portion 76A est prolongée par une deuxième portion plane d'arrêt 76B délimitant avec la première un angle extérieur à l'arbre à cames de 200° . Les première et deuxième portions 76A et 76B se coupent suivant une arête 76C porté par la même droite que l'arête 74C.
Les portions planes d'arrêt 74B et 76B sont donc décalées angulairement sur l'arbre à cames 22. Entre la deuxième surface de came 76 et la por¬ tion 68 de section carrée, la portion cylindrique 66 comporte à sa circonférence deux évidements d'indexation coniques 78, 80 de réception de l'extrémité d'un cliquet espacés angulairement l'un de l'autre de 90°, comme cela est représenté sur la figure 9.
Dans le dispositif d'arrêt synchronisé 12 des deux gaz, assemblé comme cela est représenté sur la figure 2, l'arbre à cames 22 est reçu dans l'alésage longitudinal 28. La tête 70 est reçue dans le suralésage 30, et une poignée d'entraînement 82 est fixée par tout moyen appro¬ prié, une vis par exemple, sur la portion de section carrée 68. La poignée 82 comporte un bras d'actionnement 84. Une vis 86, représentée sur la figure 10, de maintien de l'arbre à cames 22 dans l'alésage 28 et traversant partiellement la première partie 20 du corps 18 a son extrémité reçue dans la portion de gorge 72 et assure en outre une limitation du débattement angulaire de l'arbre à cames 22 dans l'alésage 28.
A l'intérieur du trou traversant 42 est dispo- sée, une bille 88 prenant appui sur un ressort hélicoïdal 90 disposé en arrière de celle-ci, l'ensemble formant un cliquet à bille.
Des poussoirs identiques 92, 94 de forme allon¬ gée sont reçus dans les trous de guidage 32 et 34. Ces poussoirs 92, 94 comportent une portion cylindrique centrale prolongée à chacune de ses extrémités par des calottes sphériques venues de matière. L'une des extrémi¬ tés 92A, 94A de chaque poussoir 92, 94 prend appui sur une surface de came associée 74 et 76 respectivement de l'arbre à cames 22. L'autre extrémité 92B, 94B de chaque -
14 poussoir 92, 94 est en contact avec une membrane élastique 96 non perméable aux gaz disposée de manière étanche entre la face de base 36 de la première partie 20 et la face 44 en regard de la deuxième partie 24 du corps 18. L'étan- chéité est obtenue par exemple par application d'une colle entre les parties du corps et la membrane. L'extrémité opposée à la bille 88 du ressort 90 prend appui sur cette membrane élastique 96.
Le fonctionnement du chalumeau représenté à la figure 1 va maintenant être décrit en regard des figures 2, et 11 à 13.
Sur la figure 2, le dispositif d'arrêt synchro¬ nisé 12 est représenté en position ouverte. Cette position correspond au fonctionnement du chalumeau et à l'alimenta- tion permanente de la flamme créée à l'extrémité de la buse 16 avec un mélange des deux gaz combustible et combu¬ rant. Les gaz sous pression, provenant par exemple de bouteilles séparées de stockage, sont acheminés par les conduits d'alimentation 8 et 10 vers respectivement les passages latéraux d'entrée 62 et 58. Sous l'effet de la pression, le gaz combustible arrivant par le passage latéral 62 et le gaz comburant arrivant par le passage latéral 58 circulent via les trous borgnes 54 et 50 au travers des cuvettes respectives 48 et 46 délimitant chacune avec le film élastique 96 un passage étanche. Ces gaz circulent ensuite par les trous borgnes 56, 52 vers les passages latéraux de sortie 60 et 64 respectivement, avant d'être dirigés vers l'injecteur 14.
Dans ce mode de fonctionnement, les poussoirs 92 et 94 sont escamotés totalement à l'intérieur des trous de guidage 32 et 34 et ne déforment pas la membrane élastique 96. Ainsi, le débit de chacun des gaz combustible et comburant est maximal.
En vue d'éteindre la flamme, l'utilisateur tourne progressivement la poignée d'entraînement 82 for- mant organe d'actionnement unique pour les deux organes d'arrêt, dans le sens imposé par la vis 86. La rotation de l'arbre à cames 22 provoque le déplacement des poussoirs 92 et 94 actionnés par les surfaces de came 74, 76 sur lesquelles leurs extrémités 92A et 92B sont en appui. Alors que lorsque le dispositif est en position totalement ouverte, les extrémités 92A, 94A des poussoirs sont en appui sur les segments 74C, 76C des surfaces de came, la rotation des surfaces de came autour de l'axe de l'arbre à cames 22 conduit ces extrémités 92A, 94A à être repous¬ sées par les deuxièmes portions planes respectivement 74B et 76B des surfaces de came. Ces portions 74B et 76B n'étant pas coplanaires, le déplacement en translation des poussoirs 92 et 94 s'effectue de manière différenciée mais coordonnée ou synchronisée.
Ainsi, comme cela est représenté sur la figure 11, l'angle délimité par les portions 74B et 74B étant inférieur à celui délimité par les portions 76A, 76B, le poussoir 92 subit pour un même déplacement angulaire de l'arbre à cames 22 un déplacement vers la cuvette 46 plus important que celui du poussoir 94. Ainsi, la membrane 96 est plus déformée par le poussoir 92 que par le poussoir 94. Pour une rotation suffisante de l'arbre à cames 22, la membrane 96, sous l'effet du poussoir 92 et en particulier de son extrémité d'obturation 92B, vient obturer l'extré¬ mité du trou borgne 50 alors que la même membrane 96 n'est pas suffisamment déformée pour obturer complètement l'ex¬ trémité du trou borgne 54.
La déformation de la membrane 96 par le poussoir 92 est représentée en détail sur la figure 12. On voit que cette membrane 96 est déformée suivant la longueur de la cuvette de forme oblongue, et que l'extrémité 92B en calotte sphérique du poussoir 92 garantit l'étanchéitê au niveau de l'extrémité du trou borgne 50 et constitue ainsi un bouchon d'obturation. Dans cette position de la poignée 82, l'écoule¬ ment du gaz combustible est arrêté alors que l'écoulement de gaz comburant est maintenu avec un débit seulement diminué. En l'absence d'alimentation en gaz combustible, la flamme entretenue jusqu'alors à l'extrémité de la buse 16 s'éteint. De plus, l'écoulement de gaz comburant étant maintenu, la flamme est soufflée par celui-ci lors de son extinction, ce qui évite tout risque de claquement ou de production de flammèches.
En continuant jusqu'à son terme le mouvement de rotation de l'arbre à cames 22, l'utilisateur atteint la position représentée sur la figure 13. Dans celle-ci, chacune des extrémités 92A, 94A des poussoirs prend appui sur la portion cylindrique 66 de l'arbre à cames 22. Ainsi, la membrane 96 est déformée de manière maximale au- dessus de chacune des extrémités des trous borgnes 50 et 54. Les deux écoulements gazeux sont donc arrêtés.
On comprend d'après les formes des surfaces de came, comme décrites en regard des figures 7 et 8, que le dispositif de synchronisation, lors de la phase d'arrêt de la flamme, commence l'arrêt de l'écoulement dans la conduite d'alimentation en gaz combustible avant l'arrêt complet de l'écoulement dans la conduite d'alimentation en gaz comburant.
De même, le dispositif de synchronisation, lors de cette même phase d'extinction de la flamme, commence 1'arrêt de l'écoulement dans la conduite d'alimentation en gaz comburant avant l'arrêt complet de l'écoulement dans la conduite d'alimentation en gaz combustible.
Comme cela est représenté sur les figures 2 et 13, la bille 88 chargée par le ressort 90 est reçue dans l'un ou l'autre des évidements 78, 80, en fonction de la position de l'arbre à cames 22. Ainsi, les positions extrêmes de celui-ci sont maintenues fermement sous l'effet du ressort 90, ce qui interdit à la poignée 82 tout déplacement accidentel, notamment lors des manuten¬ tions du chalumeau.
On conçoit que lors de l'allumage du chalumeau, la rotation de la poignée 82 dans le sens opposé à celui qui vient d'être décrit provoque les ouvertures successi¬ ves et synchronisées des conduits d'alimentation de gaz comburant puis de gaz combustible. Dans ces conditions, lors du régime transitoire précédant l'allumage de la flamme, un excès de gaz comburant est constaté au niveau de la buse 16, garantissant ainsi la totale combustion du gaz combustible lors de son arrivée dans cette buse d'extrémité. Aucun risque de combustion incomplète ou de perte de gaz combustible non brûlé n'est alors possible. Suivant le type de synchronisation recherché entre les deux gaz comburant et combustible, les angles entre les deux portions des surfaces de came 74 et 76 pourront être modifiés. Les surfaces de came pourront également avoir des formes complexes. De même, il est envisageable d'utiliser des poussoirs de longueurs diffé¬ rentes.
Suivant un autre mode de réalisation, il est envisageable également d'intégrer le dispositif d'arrêt synchronisé 12 non pas dans le corps du chalumeau à main mais dans le corps d'un double manomètre fixé directement sur les têtes des bouteilles d'alimentation en gaz combus¬ tible et comburant.
Plus généralement, ce dispositif de commande 12 de l'écoulement de gaz peut être utilisé dans toutes les installations nécessitant un arrêt coordonné ou synchro¬ nisé de plusieurs gaz suivant une mise en oeuvre simple et sûre. En particulier, ce dispositif peut être utilisé dans une installation d'assistance respiratoire d'un malade hospitalisé. Les gaz alimentés sont alors de l'oxygène et de l'azote par exemple. Le dispositif d'arrêt synchronisé 12 peut également être intégré dans un chalumeau dit coupeur. Ce type de chalumeau, en plus des deux arrivées de gaz combustible et de gaz comburant pour l'alimentation de la flamme de chauffe, est muni d'un troisième conduit d'ali¬ mentation de la buse d'extrémité 16 en oxygène de coupe.
Un chalumeau coupeur est utilisé pour la découpe par oxycoupage de pièces métalliques, telles que des plaques d'acier ou des tuyaux. La pièce à couper est tout d'abord chauffée jusqu'à une température de coupe, grâce à la flamme de chauffe alimentée par les gaz combustible et comburant, puis l'alimentation en oxygène de coupe est ouverte, ce qui provoque la combustion du métal et la découpe de celui-ci. Selon l'invention, dans un chalumeau coupeur, la commande de l'ouverture et de la fermeture de l'oxygène de coupe peut être intégrée au dispositif d'arrêt synchronisé 12. Dans ce cas, l'arbre à cames 22 comporte une troisième surface de came décalée angulairement par rapport aux surfaces de came 74 et 76. Cette troisième surface de came commande un troisième poussoir adapté pour obturer sélec¬ tivement, en fonction de la position de la came, le conduit d'alimentation en oxygène de coupe, suivant un agencement analogue à ceux décrits pour les conduits d'alimentation en gaz combustible et comburant.
Afin de permettre l'ouverture du conduit d'ali¬ mentation en oxygène de coupe alors que la flamme de chauffe est maintenue allumée et est alimentée avec un débit constant en gaz combustible et comburant, la portion de gorge 72 est prolongée afin de permettre une course en rotation plus importante de l'arbre à cames 22. La surface de came associée à l'oxygène de coupe est ménagée sur la portion cylindrique 66 de l'arbre à cames 22 de telle manière que, uniquement lorsque l'arbre à cames 22 est engagé dans cette portion de course supplémentaire, le conduit d'alimentation en oxygène de coupe soit ouvert.
Afin de permettre des débits constants de gaz combustible et comburant pendant cette période d'alimenta- tion en oxygène de coupe, il peut être nécessaire de remplacer les portions d'ouverture maximale 74A, 76A planes des surfaces de came 74 et 76 associées à ces deux gaz par des portions cylindriques 100 de même axe que l'arbre à cames prolongées par des portions planes 102, comme représenté à la figure 14.
Le chalumeau représenté à la figure 15 est un chalumeau de chauffe oxy-acétylénique. Il comporte à une extrémité d'une poignée 202 de préhension, une entrée 204 pour un gaz comburant supposé être de l'oxygène, et une entrée 206 pour un gaz combustible supposé être de l'acé¬ tylène. Chacune des entrées, associée à un raccord rapide classique, constitue l'extrémité amont d'un conduit d'alimentation 208, 210, respectivement en gaz comburant et en gaz combustible. Chaque conduit 208, 210 est muni d'un robinet 208A, 210A de réglage du débit, respective¬ ment du gaz comburant et du gaz combustible. En aval de ces robinets de réglage, sur les conduits 208 et 210 est disposé intégré au corps du chalumeau, un dispositif de commande synchronisé de l'écoulement 212 des deux gaz encore appelé dispositif d'arrêt synchronisé dans la suite de la description. Les sorties en gaz combustible et en gaz comburant de ce dispositif d'arrêt 212 sont reliées à un injecteur 214 adapté pour réaliser le mélange des gaz. Un conduit unique 215 d'acheminement du mélange relie 1'injecteur 214 à une buse d'extrémité 216 d'alimentation de la flamme.
Une veilleuse 218 est fixée sur le conduit 215 légèrement en retrait de la buse d'extrémité 216. Cette veilleuse est alimentée par un conduit 220 d'alimentation en gaz combustible. Celui-ci s'étend le long du conduit unique 215 depuis le dispositif de commande synchronisé 212 jusqu'à la veilleuse 218. Une dérivation 221 est prévue sur le conduit 210 en amont du robinet 210A pour alimenter en gaz combustible le conduit 220 à partir du dispositif de commande synchronisée 212.
Par ailleurs, une électrode 222 d'allumage de la flamme de veilleuse est disposée immédiatement en sortie de la veilleuse 218. L'électrode est reliée au dispositif de commande synchronisé 212 par un conducteur d'alimenta- tion 224 isolé qui s'étend dans la conduite 220. Ce conducteur ressort du conduit 220 par un agencement étanche en amont de la veilleuse 218.
Sur la figure 16 est représenté le dispositif de commande 212 de l'écoulement des gaz du chalumeau de la figure 16. Ce dispositif est adapté pour commander l'ali¬ mentation en gaz combustible et en gaz comburant, ainsi que l'allumage, l'alimentation et l'extinction de la veil¬ leuse.
Le dispositif de commande 212 comporte un corps métallique 302 sur une face d'extrémité duquel débouchent trois trous étages 304, 306, 308 d'axes parallèles formant respectivement des conduits d'alimentation pour le gaz combustible d'alimentation de la flamme de chauffe, le gaz comburant et le gaz combustible d'alimentation de la veil- leuse 218. Un alésage traversant étage 310 s'étend ortho- gonalement aux conduits parallèles 304, 306, 308 dans le plan défini par ceux-ci. Les conduits 304, 306 et 308 communiquent avec celui-ci par des portions de liaison de diamètre réduit 304A, 306A, 308A respectivement. En regard de l'extrémité débouchante des por¬ tions de liaison 304A, 306A et 308A sont ménagés dans des positions diamétralement opposées par rapport à l'alésage 310 des conduits de sortie des gaz notés respectivement 312 pour le gaz combustible d'alimentation de flamme de chauffe, 314 pour le gaz comburant et 316 pour le gaz combustible d'alimentation de la veilleuse. Les conduits de sortie 312 et 314 débouchent dans un conduit unique 318 d'alimentation de la flamme formant l'injecteur 214 et prolongé par le conduit 215. Le conduit 316 est prolongé par le conduit 220 d'acheminement du gaz combustible jusqu'à la veilleuse 218.
A l'intérieur de chacun des conduits d'alimenta¬ tion 304, 306, 308 sont vissées sur une partie taraudée de ceux-ci, adjacente aux portions de liaison avec l'alésage 310, des valves notées respectivement 322, 324, 326, dont une tige de commande respective 328, 330, 332 est dirigée axialement vers l'alésage 310 et s'étend au travers de la portion de liaison correspondante 304A, 306A, 308A. Ces valves, de type connu, sont maintenues fermées par un organe élastique intégré lorsqu'aucune charge n'est appli¬ quée axialement sur l'extrémité de la tige associée. Lors¬ qu'une charge est appliquée sur la tige, la valve s'ouvre avec un débit qui est fonction de la course d'enfoncement de la tige. A l'extrémité de chacune des tiges est monté coulissant à l'intérieur des portions de liaison des pous¬ soirs creux notés respectivement 334, 336 et 338 munis de passages longitudinaux pour les gaz provenant de chacun des conduits d'alimentation 304, 306 et 308 respective- ment.
Un arbre à cames 340 est monté libre en rotation à l'intérieur de l'alésage 310. Il comporte à l'une de ses extrémités une tête cylindrique 342 reçue dans un suralé¬ sage 344 ménagé à l'extrémité de l'alésage 310 et comporte à son autre extrémité une poignée d'actionnement 346. En regard de chacun des poussoirs 334, 336, 338, l'arbre à cames 340 comporte des surfaces de came notées respective¬ ment 348, 350, 352, séparées axialement par des tronçons de plus grand diamètre 353 munies de joints d'étanchêité 354. Ainsi, les joints d'étanchêité 354 coopérant avec la paroi de l'alésage 310 délimitent trois chambres indépen¬ dantes 356, 358, 360 de passage des gaz depuis le conduit d'alimentation associé vers le conduit de sortie en regard et dans lesquelles s'étendent respectivement les surfaces de came 348, 350, 352 de l'arbre à cames. Chacune des surfaces de came comporte des portions en saillie d'ac¬ tionnement des poussoirs 334, 336, 338, qui font partiel¬ lement saillie dans l'alésage 310 et sont maintenus en contact avec l'arbre à cames 340 par les tiges de commande des valves 322, 324, 326.
Une quatrième surface de came 362 est ménagée sur l'arbre à cames 340 entre la tête cylindrique 342 et la portion de plus grand diamètre 353 délimitant la chambre 360. En regard de la surface de came 362 est disposé dans un passage débouchant du corps métallique 302 un transducteur piézoélectrique 364 schématisé sur cette figure. Le transducteur piézoélectrique présente une surface d'actionnement 366 en regard de la surface de came 362. Par ailleurs, le transducteur piézoélectrique est relié à l'électrode 222 par le conducteur 224 afin de créer une différence de potentiel entre celle-ci et la structure métallique du chalumeau. Le conducteur 224 est amené du transducteur piézoélectrique 364 au conduit 316 par un perçage 368 pourvu d'un joint d'étanchêité 370. Les surfaces de came 348, 350, 352 de l'arbre à cames 340 sont adaptées pour synchroniser l'ouverture et la fermeture de chacun des conduits d'alimentation 304, 306, 308 par action sur les tiges de commande des valves associées par l'intermédiaire des poussoirs creux interpo- ses. De plus, la surface de came 362 assure la sollicita¬ tion synchronisée de l'élément piézoélectrique 364 et ainsi l'établissement d'un arc électrique au niveau de l'électrode 222.
L'actionnement en rotation de la poignée 346 depuis une position d'extinction complète des gaz provoque en premier lieu l'ouverture du conduit d'alimentation en gaz comburant 306, puis pour un déplacement angulaire plus important l'ouverture sensiblement simultanée des conduits d'alimentation en gaz combustible 304 et 308. La poursuite de la rotation de la poignée 346 provoque l'actionnement du transducteur piézoélectrique 364. Il naît alors une étincelle au niveau de l'électrode 222. Celle-ci enflamme le mélange aéro-combustible formé par l'air ambiant et le gaz combustible acheminé par le conduit 220, préalablement connecté à la source de gaz combustible. Le mélange oxy- combustible sortant de la buse 216, suffisamment riche en gaz combustible, s'enflamme alors pratiquement instantané¬ ment au contact de la flamme de la veilleuse.
Pour un déplacement angulaire de l'arbre à cames 340 correspondant à l'allumage de la veilleuse, les deux conduits 304 et 306 sont complètement ouverts, ce qui permet une alimentation permanente de la flamme de chauffe en un mélange équilibré de ces deux gaz.
En tournant encore la poignée 346 jusqu'à un déplacement angulaire égal à un quart de tour, la flamme de la veilleuse s'éteind, la came 352 libérant la valve 326 qui arrête l'écoulement gazeux dans le conduit 308. Les valves 322 et 324 sont quant à elles maintenues ouvertes. II est aisé à l'homme de métier à partir de ce principe de fonctionnement de dessiner les profils en saillie des surfaces de came correspondants.
Il est à noter que les surfaces de came 348, 350, 352 portées par l'arbre à cames 340 sont formées par des zones en saillie afin de permettre l'enfoncement des tiges de commande des valves pour provoquer leur ouvertu¬ re.
On conçoit que l'entraînement de la poignée 346 en sens inverse provoque tout d'abord l'obturation com- plète du conduit 304 d'alimentation en gaz combustible et enfin l'obturation complète du conduit d'alimentation 306 en gaz comburant. Cette synchronisation permet d'éviter tout claquement au niveau de la buse 216.
De plus, à cet effet, l'arbre à cames 340 est tel que l'arrêt de l'écoulement dans le premier conduit
304 d'alimentation en gaz combustible commence avant de commencer l'arrêt de l'écoulement dans le second conduit d'alimentation 306 en gaz comburant.
En outre, lors de l'extinction de la flamme, l'arrêt de l'écoulement dans le second conduit d'alimenta¬ tion 306 en gaz comburant commence avant l'achèvement de l'arrêt complet de l'écoulement dans le premier conduit d'alimentation 304 en gaz combustible.
La réouverture rapide de la valve 326 alimentant la veilleusee 218, qui se produit lors du retour de la poignée 346, ne libère pas suffisamment de gaz combustible pour qu'une flamme prenne naissance à la sortie de la veilleuse.
Dans le chalumeau représenté aux figures 15 et 16, l'allumage de la flamme est facilité puisqu'il s'ef¬ fectue de manière automatique sans nécessité l'apport d'une source de flamme extérieure, un briquet par exemple. Le chalumeau décrit ici est donc d'un usage commode puisqu'il ne nécessite pour sa mise en marche que l'ac- tionnement d'une unique poignée. Ainsi, il évite tout danger lié à la nécessité d'intervenir au voisinage de la buse 216. De plus, son fonctionnement synchronisé permet d'éviter les claquements et les flammèches lors de sa mise en marche et son extinction. Suivant une variante non représentée, le dispo¬ sitif d'allumage automatique de la veilleuse est supprimé. Dans ce cas, il est nécessaire d'allumer celle-ci avec une source de flamme externe. Cependant, les risques de brûlure sont réduits puisque l'opérateur n'a à accéder qu'à la veilleuse dont le débit de gaz est faible et non directement à la sortie de la buse 216. Dans ce cas, il est possible de prévoir que l'ouverture du conduit d'ali¬ mentation en gaz combustible 308 de la veilleuse se fasse avant l'ouverture du conduit d'alimentation en gaz combus- tible 304 de la flamme de chauffe.
Dans la description qui précède, l'organe unique d'actionnement est une poignée. Toutefois, tout autre dis¬ positif approprié peut être utilisé, un vérin rotatif ou un moteur électrique par exemple. De plus, il est possible de munir l'extrémité de l'arbre à cames d'un pignon coopé¬ rant avec une crémaillère à actionnement manuel.
Différents modes de réalisation ont été décrits dans la description qui précède. Il est bien entendu que les caractéristiques d'un mode de réalisation peuvent être transposées dans un autre mode de réalisation. En particu¬ lier, les différents types d'arbre à cames décrits peuvent être échangés en fonction du type d'organe d'arrêt utilisé pour les gaz. C'est ainsi que les valves de l'agencement de la figure 16 peuvent être remplacées par un dispositif à membrane et poussoirs (figure 2). L'arbre à cames comporte dans ce cas des surfaces de cames en creux comme celles de l'arbre à cames 22.

Claims

REVENDICATIONS 1.- Brûleur, notamment chalumeau, du type comprenant :
- un premier conduit (210, 304) d'alimentation d'une flamme en un gaz combustible,
- un deuxième conduit (208, 306) d'alimentation de la flamme en un gaz comburant, et
- un dispositif (212) de commande de l'écoule¬ ment des gaz, lequel dispositif comporte : . un organe (322, 324) d'arrêt d'écoulement gazeux associé à chaque conduit (304, 306),
. un dispositif (340) de synchronisation méca¬ nique des deux organes d'arrêt (322, 324), et
. un organe unique (346) d'actionnement de ces deux organes d'arrêt (322, 324), caractérisé en ce qu'il comporte une veilleuse (218) dis¬ posée au voisinage du point d'établissement de la flamme et alimentée par un troisième conduit (220, 221, 308) d'a¬ limentation en gaz combustible, muni d'un troisième organe (326) d'arrêt de l'écoulement gazeux associé au troisième conduit (308), le troisième organe d'arrêt (326) étant commandé de manière synchronisée avec les deux premiers organes d'arrêt (322, 324) par ledit dispositif de syn¬ chronisation (340) sous l'action dudit unique organe d'actionnement (346).
2.- Brûleur selon la revendication 1, caracté¬ risé en ce que ledit dispositif de synchronisation com¬ porte un arbre à cames (340) muni de trois surfaces de came d'actionnement (348, 350, 352) associées chacune à un organe d'arrêt (322, 324, 326) d'un écoulement.
3.- Brûleur selon la revendication 2, carac¬ térisé en ce que les organes d'arrêt sont des valves (322, 324, 326) dont les tiges de commande (328, 330, 332) res¬ pectives sont actionnées par les surfaces de came (348, 350, 352) respectives de l'arbre à cames (340).
4.- Brûleur selon la revendication 3, caracté¬ risé en ce que l'arbre à cames (340) comporte des surfaces de cames (348, 350, 352) en saillie d'actionnement des tiges de commande (328, 330, 332) des valves (322, 324, 326).
5.- Brûleur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les valves (322, 324, 326) sont reçues axialement dans les conduits d'alimentation en gaz (304, 306, 308) et il est ménagé autour de l'arbre à cames (340) des chambres indépendantes (356, 358, 360) de passage des gaz depuis chaque conduit d'alimentation (304, 306, 308) vers un conduit de sortie associé (312, 314, 316).
6.- Brûleur selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (340) est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, achever l'arrêt de l'écoulement dans le premier conduit d'alimentation (304) en gaz combustible avant l'arrêt complet de l'écoulement dans le second conduit d'alimentation (306) en gaz comburant.
7.- Brûleur selon la revendication 6, caracté¬ risé en ce que le dispositif de synchronisation (340) est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, commencer l'arrêt de 1*écoulement dans le premier conduit d'alimentation (304) en gaz combustible avant de commencer l'arrêt de l'écoulement dans le second conduit d'alimenta¬ tion (306) en gaz comburant.
8.- Brûleur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (340) est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, commencer l'arrêt de l'écoulement dans le second conduit d'alimentation (306) en gaz comburant avant 1'achèvement de l'arrêt complet de l'écoulement dans le premier conduit d'alimentation (304) en gaz combustible.
9.- Brûleur selon l'une quelconque des revendi¬ cations précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (340) est adapté pour, lors de la phase d'allumage de la flamme, réaliser l'ouverture de l'écou- lement dans le troisième conduit (308) d'alimentation en gaz combustible de la veilleuse avant l'ouverture de l'écoulement dans le premier conduit (304) d'alimentation en gaz combustible de la flamme, ou simultanément à celle- ci.
10.- Brûleur selon l'une quelconque des revendi¬ cations précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (340) est adapté pour, lors de la phase d'allumage de la flamme, arrêter l'écoulement dans le troisième conduit (308) d'alimentation en gaz combustible de la veilleuse après l'ouverture des premier conduit (304) et second conduit (306) d'alimentation respective¬ ment en gaz combustible et en gaz comburant.
11.- Brûleur selon l'un quelconque des revendi¬ cations précédentes, caractérisé en ce que la veilleuse (218) est associée à un dispositif automatique (222, 364) d'allumage de la flamme de veilleuse, et en ce que ce dispositif automatique d'allumage est actionné de manière synchronisée avec les trois organes d'arrêt (322, 324, 226) par ledit dispositif de synchronisation (340) sous l'action dudit unique organe d'actionnement (346).
12.- Brûleur selon les revendications 2 et 11 prises ensemble, caractérisé en ce que ledit arbre à cames (340) comporte une quatrième surface de came d'actionne¬ ment (362) associée audit dispositif automatique d'allu- mage (364) de la flamme de veilleuse.
13.- Brûleur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que ledit dispositif automatique d'allu¬ mage comporte un transducteur piézoélectrique (364) relié par un conducteur électrique (224) à une électrode (222) disposée à la sortie de la veilleuse (218), lequel trans- ducteur piézoélectrique (364) est sollicité par la qua¬ trième surface de came (362) de l'arbre à cames (340) lors de la rotation de celui-ci.
14.- Brûleur selon l'une quelconque des revendi- cations 11 à 13, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'allu¬ mage de la flamme, actionner ledit dispositif automatique d'allumage (364) de la flamme de veilleuse après l'ouver¬ ture de l'écoulement dans le troisième conduit (308) d'alimentation en gaz combustible de la veilleuse.
15.- Brûleur selon l'une quelconque des revendi¬ cations précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande (212) est intégré dans le corps du brûleur.
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