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Brevet d'invention SOCIETE DE CONSTRUCTION ET DIFFUSION DE PROTOTYPES
ET MATERIEL MODERNE (PROTO) Dispositif pour proportionnel? de façon constante des débits varia- bles séparés de fluides liquides et/ou gazeux, sans mélange entre eux.
Dans certaines installations, notamment dans les instal- lations de chauffage utilisant le mazout ou d'autres combusti- bles liquides, ou même des combustibles gazeux, ou encore, simulta- nément, un combustible liquide et un combustible gazeux, ou bien plusieurs combustibles liquides ayant des caractéristiques différen- tes, il est nécessaire d'amener aux appareils consommateurs, tels que brûleurs, séparément le ou les fluides combustibles et le fluide comburant ou d'autres fluides devant être mis en présence seulement. au moment de leur utilisation.
Dans ce cas, le fonctionnement optimum des dits appareils consommateurs exige que les dits fluides leur soient amenés en proportion constante quelles que soient les variations de leurs débits, imposées par les nécessités de fonction- nement, par exemple par la température d'un fluide, appareil ou local à chauffer et quelles que soient les contre-pressions en aval.
La présente invention a précisément pour objet un dis- positif permettant de proportionner les'débits individuels de plusieurs fluides liquides et/ou gazeux, sans mélange immédiat,
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quelles que soient les variations de ces débits. Elle prévoit, en outre, des moyens assurant le maintien d'une pression de distribu- tion constante desdits fluides en présence des variations de leurs débits.
-Un dispositif conforme à l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'un organe de commande, contrôlé manuellement ou par un dispositif automatique, agit simultanément sur des organes variateurs de débit des deux fluides ou plus à débiter simultanément.
Suivant une forme de réalisation, l'organe de commande agit, d'une part, sur une pompe refoulant un fluide en faisait varier la course du ou des organes de refoulement et, d'autre part, sur un obturateur démasquant plus ou moins des orifices de passage d'un autre fluide refoulé sous pression.
Les dispositifs distributeurs des divers fluides peuvent 'être contrôlés à la fois par des organes permettant un réglage initial, par exemple manuel, et par des organes à réglage continu, commandés automatiquement. Dos organes de réglage combinés peuvent 'être utilisés, par exemple par translation, pour le réglage manuel initial et par rotation pour le réglage automatique continu, ou vice-versa. Le réglage peutêtre effectué, soit par des obturateurs masquant plus ou moins des sections de passage des fluides, soit par des organes faisant varier la course du piston de refoulement.
Des dispositifs peuvent également être prévus pour main- tenir constante près du point d'utilisation, d'une part, la pression de distribution du fluide combustible et, d'autre part, la pression de distribution du fluide comburant.
L'invention s'étend d'ailleurs à de nombreuses autres caractéristiques qui ressortent de la description détaillée qui suit.
Des formes de réalisation du dispositif conforme à l'in- vention sont représentées, à. titre d'exemple, sur le dessin annexé.
La fige 1 est une vue schématique d'une première forme de réalisation, dans laquelle le réglage s'effectue sur un fluide liquide par variation de course du piston de refoulement, et sur un fluide gazeux par contrôle d'orifices de passage à l'aide d'obtu- @
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rateurs à translation pour le réglage manuel et à rotation pour le réglage automatique.
La :fige 2 est une vue analogue à la fige 1 montrant l'emploi d'un obturateur combiné, à translation et rotation.
La fig. 3 représente une variante utilisant pour le fluide gazeux un obturateur à mouvements de translation et de rota- tion et, pour le fluide liquide, une pompeà pistons en étoile à course variable.
La fige 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig.4a est une vue en perspective d'une came à pas variable,
Les fig. 5, 6 et 7, représentent des variantes de dis- positifs proportionneurs de débits de plusieurs fluides comportant, en outre, des régulateurs de vitesse de passage desdits fluides.
La fige 8 .est une coupe d'un dispositif servant à main- tenir une pression constante du fluide combustible.
La fig. 9 est une coupe d'un dispositif assurant le maintien d'une pression constante du fluide comburant.
Dans la fig. 1, le liquide, tel que mazout, est fourni par une pompe à pistons parallèles 1, comportant une admis sion 2 et une sortie 3. Par ailleurs, l'air est fourni par un ventilateur 4 refoulant l'air ou autre gaz par un conduit 5 vers 1'pareil d'utilisation. Un moteur 6 entraîne le ventilateur 4 monté sur son arbre 7. Cet arbre porte, en outre, un pignon 8 relié par une chaïme 9 à un pignon 10 entraînant la pompe 1. Un régulateur à main ou automatique, par exemple un thermostat, agit sur un levier 11, solidaire d'un pignon 12 et d'un manchon 13, portant une came 14, Le pignon 12 . est relié par une chaîne 15 à un pignon 16, solidaire d'un manchon 17, portant par des bras 18, un registre cylindrique 19, présentant des ouvertures 20. Ce registre 19 est destiné à tourner dans un boisseau 21 d'admission d'air eu ven- tilateur 4.
Un registre coulissant 22, présentant des ouvertures 23, peut coulisser sur l'extérieur du boisseau 21.
Pour effectuer le réglage initial des sections d'admission
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d'air au ventilateur 4, on règle manuellement le tiroir coulissant 22 par rapport au boisseau 21, de façon que les ouvertures 23 de ce tiroir coïncidant, plus ou moins avec les lumières du boisseau 21.
Ensuite, lorsque le moteur 6 est mis en marche pour entraîner la pompe à, liquide 1 et le ventilateur 4, le débit de ces deux éléments est réglé automatiquement, par exemple sous l'action du régulateur thermostatique agissant sur le levier 11, du fait que ce levier fait tourner le manchon 13, dont la came 14 agitsur le ou les pistons de la pompe 1 pour faire varier la course de refoulement de ces pistons d'une part, et, d'autre part, par l'intermédiaire du,pignon 12, de la chaîne 15, du pignon 16, du manchon 17 et des bras 18 sur le tiroir rotatif 19 pour faire varier la mesure dont leouvertures 20 de ce tiroir viennent en coïncidence avec les lumières du boisseau 21.
Dans la variante de la fig. 2, les marnes éléments sont désignés par les mêmes références, mais le tiroir coulissant 22 et le tiroir rotatif 19 de la fig. 1 sont combinés en un seul tiroir 24 présentant des fenêtres 25 qui coopèrent avec le boisseau 21 présentant des lumières 26.
Ici, le levier 11 commandant le réglage, attaque le pignon 16, solidarisé pour la rotation par une vis à téton 27 avec le manchon 28 portant les bras 29 du tiroir 24.
Pour le réglage initial, on fait coulisser manuellement la tiroir 24 par son manchon 28 sur le manchon fixe en trans- lation 30 tournant dans le boisseau 21. Par ailleurs, le mou- vement de rotation imprimé par le levier 11 à ce manchon 30 et au moyeu 28 par la vis à. téton 27 a pour effet de faire tourner le tiroir rotatif 24 par rapport au boisseau 21. Ainsi, comme cela ressort nettement du dessin, tant le mouvement de coulissement du tiroir 24 que son mouvement de rotation ont pour effet de faire varier la section de passage déterminée par la coïncidence des ouvertures 25 avec les lumières 26 du boisseau 21.
Dans les fig.3 et 4, le levier 11 du régulateur agit sur une douille tournante 31 entraînant en rotation par une vis à
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téton 27 un manchon 32 pouvant coulisser sur cette douille.
Le manchon 32 porte par des bras 33, un tiroir coulissant et rotatif 34, dont les ouvertures 35 peuvent !être amenées plus ou moins en regard des lumières 36 d'un boisseau d'ad= mission d'air 37, En outre, la douille 31 tourne autour d'une douille fixe 41 et porte une came 38 se déplaçant dans une fente 40 de la douille fixe 41. Cette came 38 agit par une touche 42, sur le moyeu 43 d'une pompe 44 à pistons en étoile assurant le refoulement de liquide, tel que mazout;,
Pour effectuer le réglage initial de l'admission d'air, on fait coulisser manuellement le tiroir 34 ,par son manchon 32 sur la douille 31. Ensuite; le régulateur ou la main agissant sur le levier 11 fait tourner cette douille 31, qui entraîne , dans son mouvement de rotation, le tiroir 34, d'une part, et, d'autre part, la came 38.
Il s'ensuit que simultanément à la fermeture et à l'ouverture des lumières 36 du boisseau d'ad.=
37 mission d'air/par les ouvertures 35 du tiroir 34, la came 38 diminue ou augmente respectivement l'excentration du moyeu 43 de la pompe à pistons en étoile en faisant varier de façon correspondante le débit de cette pompe à liquide.
On a ainsi une variation concomitante du débit d'air et du débit de liquide qui assure le maLntien de la proportion prédéterminée des débits de ces deux fluides.
Il est évident que le tracé de la came 39 doit être déterminé par voie empirique ou expérimentale. Cette came peut présenter un profil variable, comme représenté en 39 à la fig.
4a, de telle façon que l'on puisse faire varier la course maximum des pistons en la déplaçant par rapport à la touche 42 afin que celle-ci suive une courbe d'un profil différent.
Dans. la fig, 5, le moteur 6 entratne par son arbre 7 le ventilateur 4 et la pompe à liquide 45. Le dispositifde proportionnement des débits de liquides et de gaz est le même qu'aux fig. 3 et 4. Mais, ce dispositif comporte, en outre, un régulateur supplémentaire assurant qu'une dépression constante pré- déterminée régneneconstamment à l'intérieur du boisseau d'admission
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s'air 37.
A cette fin, un papillon 46, monté sur un axe 47. dans le tuyau de refoulement 5 du ventilateur 4 est relié par un bras de manivelle 48 et une tige 49 à un diaphragme 50 placé dans une capsule 51 dont la chambre inférieure communique par un orifice 52 avec l'atmosphère et dont la chambre supérieure communique par un tube 53 avec l'intérieur du boisseau d'admission d'air 37.
Ainsi, lorsque la pression baisse dans le boisseau d'ad- mission 37, la dépression est communiquée par le tube 53 à, la chambre placée au-dessus du diaphragme 50 qui s'infléchit, comme représenté, sous l'action de D'atmosphère entrant par l'orifice 52, puis tire sa tige 49 qui ferme le papillon 46.
Le débit au refoulement est ainsi réglé pour maintenir constante la dépression prédéterminée à l'admission, ce qui permet, en outre, d'observer directement ce débit qui est proportionnel à l'angle de rotation du tiroir 34. où
Dans ce cas/Lbn utilise un régulateur, le profil de la came de variation de course des pistons est bien déterminé
Dans le cas de la fig. 6, de l'air arrive sous pression en 54 dans une chambre annulaire 55 entourant le boisseau d'admission 56 contrôlé par un tiroir coulissant et tournant 57 comportant des ouvertures pouvant venir plus ou moins en concordance avec les lumières du boisseau 56. Le moteur 58 entraîne la pompe 59, dont le moyeu est commandé simultanément au tiroir de réglage d'air 57 de la façon décrite à l'aide des fig,3 et 4.
Le réglage initial du tiroir 57 est effectué à l'aide d'une tige 60 portant une cloche 61, reliée audittiroir par des bras 62.
La tige 60 reçoit, en outre, un mouvement de rotation imprimé par un levier 63, contrôlé par le régulateur thermostatique ou autre commande, ce mouvement de rotation étant transmis, d'une part, au tiroir 57 contrôlant l'admission d'air et, d'autre part, à, un manchon 64 claveté en 65 aveo la cloche 61 qui porte la came
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39 décrite à l'aide des fin. 3 et 4.
En outre, une capsule manométrique 66 est munie d'un
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diaphragme 67, solidaire d'une tige 68 agissant par une manivelle 6e sur un papillon 70. La chambre inférieur ede la capsule manométrique est reliée par un conduit 71 à la chambre annulaire 55 recevant l'air sous pression et la chambre supérieure de cette capsule est reliée par un conduit 72 à la capacité de refoulement 73, .Ainsi, lorsque la pression baisse dans la capacité de refoulement 73.
la pression de distribution arrivant dans la chambre 55, qui est propagée sous la diaphragme 67, soulève ce diaphragme et la tige 68 qui ferme partiellement le papillon 70, en réglant le débit pour maintenir une chute de pression constante, ce qui assure un débit proportionnel à la section de passage, même lorsqu'il y a des variations de pression en amont,
La fig.
7 illustre une réalisation dans laquelle on utilise pour l'alimentation de l'appareil consommateur, un gaz combustible arrivant sous pression en 74 et sortant en 75 et un fluide comburant, tel qu'air, refoulé par un ventilateur 76 entraîné par le moteur 77 dans une sortie 78, Un boisseau 79 d'admission au ventilateur 76 est contrôlé par un tiroir rotatif 80, comme dans les exemples précédente Ce tiroir peut coulisser sur un manchon 81 pour le réglage initial, dans lequel il est fixé à l'aide d'une vis 82. Le manchon 81 peut être tourné sous l'action d'un levier 83 commandé par un régulateur. Le manchon 81 entraîne en rotation, non seulement le tiroir ter rotatif 80, mais également un tiroir rotatif 84, contrôlant des ori- fices 85 de débits de gaz sous pression. Le tiroir 84 peut coulisser par son moyeu 86 sur le manchon 81 auquel il est cla- veté en 87.
Le réglage initial du tiroir 84 est effectué par translation au moyen d'une tige 88 fixée dans la position réglée, au moyen d'une vis 89;
On voit ainsi que les deux tiroirs, 80 réglant le débit d'air, et 84 réglant le débit de gaz, peuvent recevoir chacun indépendamment un réglage initial par translation et sontoensuite soumis à un réglage commun par rotation au moyen du levier 83 et du manchon 81. Le réglage initial par translation des tiroirs
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80 et 84 peut être aussi obtenu par une seule manoeuvre grâce à la jonction de leurs moyeux.
Une capsule manométrique 90 assure, comme dans l'exemple précédent, le maintien d'une dépression constante dans le boisseau d'admission du ventilateur 76 et une autre capsule manométrique 91 assure le maintien d'une chute de pression constante au passage des orifices 85 en agissait sur un papillon 93 contrô- lant la sortie 75 de ce gaz.
Dans les réalisations des fig. 6 et 7, un surpresseur peut 'être intercalé si besoin entre la capacité de réglage du fluide gazeux et le papillon contrôlant la sortie.
Ce dispositif permet ainsi la la fois le réglage concomi- tant et correspondant du débitd'un gaz combustible sous pression et d'un fluide comburant refoulé par le ventilateur 76.
Les fig. 8 et 9 représentent un dispositif servant à maintenir la pression constant':! des fluides distribués jusqu'aux lieux de mélange et d'utilisation, en vue d'obtenir une bonne pul- vérisation pour les liquides et une efficience optimum du fluide gazeux, tout en conservant les proportions de ces fluides entre les différents points d'utilisation. Ce dispositif peut 'être adjoint ou non à ceux des figures précédentes selon les cas.
Dans la fige 8, le fluide combustible liquide ou gazeux, proportionné par les dispositifs des figures précédentes, arrive par une tubulure 94 dans une chambre 95 communiquant par un canal 96 avec le canal de distribution au four. Une tigo 98 coulisse dans ce canal et présente à. son extrémité une fente en v 99.
Cette tige prend appui par une culasse 100 contre un piston 101, poussé par un ressort de compression 102, placé dans un cylindre 104 se vissant dans un corps 105 portant un volant 106. 107 est une tige munie d'un bouton de manoeuvre 108 et portant par son extrémité 109 contre le piston 101 pour imprimer un mouvement de va-et-vient à ce piston et à la tige 98 en vue du nettoyage du oanal 96, 100 est un manchon muai d'un bouton de manoeuvre 111 et portant un filet hélicoidal 112 s'engageant entre les spires du ressort 102.
La tige 98 est fixée sur une
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membrane élastique 113 soumise à Inaction du combustible arrivant dans la chambre 95,
Pour régler la compression du ressort 102, en fonction d'un débit prédéterminé, il suffit de faire tourner le corps 105 en maintenant le bouton 111; ce corps pousse par le collet 110' le manchon 110 et son filet 112 qui comprime le ressort 102. Par ailleurs, en vissant plus ou moins le manchon 110 par son filet 112 dans le ressort 102, on fait varier la partie active de ce ressort et par suite sa flexibilité, ce qui permet d'assurer le proportionnement entre divers points d'utilisation.
Lorsqu'il n'y a qu'un point d'utilisation, le manohon 110 est superflu, le ressort prenant appui directement sur la pièce 105.
Le ressort se trouvant ainsi réglé, d'une part, en compression et, d 'autre part, en flexibilité sous une pression donnée du combustible arrivant dans la chambre 95, le fluide sous pression repousse la membrane 113 en arrière en reculant la tige 98 dont la fente en V 99 permat l'écoulement du fluide combustible vers le brûleur. L'écoulement et la projection de ce fluide par la fente 99 se font donc sous une pression donnée.
Le fluide combustible sortant du canal 96 passe par le canal 114 (fig. 9). Dans le dispositif de cette figure, le gaz comburant, tel qu'air, arrive par la tubulure 115 dans une chambre 116, dans laquelle un manchon 117 'peut coulisser, ce manchon étant solidaire d'une membrane ou diaphragme flexible 118 et comportant des lumières 119. A 1'intérieur du manchon 117 se trouve un autre manchon fixe 120, présentant des lumières 121, qui est relié à la pièce 1122 oontenant le canal 114. Un manchon 123, vissé sur cette pièce 122, présente deux collets de butée 124. Un ressort de compression 125 est assujetti par son extré- mité 125' sur le manchon 1123.
Un second manchon 126, vissé dans le carter 127, présente un rebord intérieur hélicoïdal 1128 s'engageant entre deux spires du ressort 125, En tournant séparé- ment l'une des deux pièces 123 ou 126. l'autre restant fixe, on déplace le rebord 128 dans les spires du ressort 125, en faisant
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ainsi varier sa flexibilité.
Par contre, en tournant ensemble les deux pièces 123 et
126 on repousse la partie du ressort 125 placée devant le re- bord 128 en faisant varier la compression du ressort pour un débit prédéterminé. 129 est un soufflet assurant l'étanchéité entre la pièce 122 et le manchon 117. 130 est un canal de sortie d'air secondaire qui peut être prévu si on le désire ou employé seul si l'on supprime les lumières 119. le combustible sortant du canal 96 est dirigé à travers le canal 114 et le manchon 120 vers le four, suivant la flèche f..
L'air ou autre ga.z comburant sous pression arrivant par la tubulure 115 agit dans la chambre 116 sur la membrane 118 qui fait reculer le manchon 117, de sorte que ses lumières 119 viennent plus ou moins en coïncidence avec les orifices 121 du manchon 120 en laissant passer plus ou moins d'air ou gaz com- burant de la chambre 116 dans la manchon 120 formant bec.
Au lieu de prévoir une fente en v à l'extrémité de la tige 98, cette extrémité pourrait former pointeau conique.
Les dispositifs des fig. 8 et 9 peuvent 'être utilisés pour d'autres fluides que des combustibles ou comburants. lle peuvent en outre être utilisés séparément.
Diverses modifications peuvent,d'ailleurs âtre apportées aux exemples de réalisation représentés et décrits sans sortir du cadre de l'invention. En outre, les dispositifs décrits peuvent être combinés, par exemple de façon à. distribuer avec un réglage concordant, plusieurs fluides, soit un fluide liquide combustible, un fluide gazeux combustible et un fluide comburant, ou bien plusieurs fluides liquides combustibles de viscosité ou poids différents et un fluide comburant,,
Les dispositifs de l'invention permettent dans tous les cas de proportionner la distribution de deux ou plusieurs fluides liquides ou gazeux, quel que soit le débit variable de ces fluides.