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La présente invention concerne un dispositif destiné à commander le débit d'arrivée d'un combustible dans un brûleur ou un organe analogue, et plus particu- lièrement un dispositif de commande comprenant un robinet de combustible commandé manuellement en combinaison avec une valve à commande thermostatique.
Le dispositif de commande est caractérisé par un robinet de combustible, qui sert à commander l'ad- mission dû-combustible dans un carter, et à fournir du combustible à une flamme pilote tout en commandant le mouvement d'un siège de valve. Une valve montée dans le carter coopère avec ce siège de valve pour commander le passage du combustible à travers ce siège; cette valve est actionnée par deux leviers rotatifs et reliés ensem- ble, en combinaison avec un élément thermostatique.
La
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précision de fonctionnement de la valve est assurée par l'emploi d'un dispositif de calibrage et d'un dispositif compensateur de la température ambiante, en combinaison avec les leviers rotatifs et conjugués; le carter du dis- positif de commande comporte un dispositif qui permet de le fixer sous la forme d'un bloc à un collecteur de com- bustible ou à un organe analogue en une seule opération d'assemblage.
Le dispositif de commande est aussi caracté- risé par un dispositif de transmission, prévu pour le robinet de combustible et coopérant avec un dispositif de verrouillage qui permet de verrouiller positivement le robinet dans la position voulue pour empêcher l'écoulement du combustible.
Le mode de réalisation préféré du dispositif de commande est caractérisé en outre par un dispositif de réglage de débit, qui est combiné avec le robinet de com- bustible. Ce dispositif de réglage de débit est supporta dans un canal axial du robinet de combustible, de manière à pouvoir faire varier le débit du combustible à travers le robinet ; son déplacement est commandé indépendamment du mouvement de rotation du robinet.
L'un des buts de l'invention est de comman- der le mouvement de la valve au moyen de deux leviers rotatifs etconjugués, en combinaison avec un élément thermostatique ou dispositif répondant à la température.
L'invention a aussi pour but de calibrer le dispositif de commande en faisant varier les limites de rotation de l'un des leviers utilisés pour commander le mouvement de la valve. Dans le dispositif de commande
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conforme à l'invention, on,modifie le réglage de tempéra- ture en décalant la position du siège par rapport à la valve ; l'arrivée du combustible à une flamme pilote s'ef fectue à travers le robinet de combustible; le dispositif de réglage de débit, en combinaison avec le robinet de combustible, permet de faire varier le débit de combusti- ble fourni par le dispositif de commande. La commande de ce dispositif de réglage s'effectue indépendamment de la
0 rotation de réglage de température du robinet de combus- tible.
Un pouvoir adéquat de récupération d'alimentation en combustible est assurée pour de petites variations de la température.
Tous ces buts, ainsi que d'autres buts, de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante se référant au dessin annexé. Sur ce dessin : la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 2 est une vue supérieure en plan du même dispositif; la figure 3 est une élévation en bout; la figure 4 est une coupe faite suivant la. ligne IV-IV de la figure 2 et montre une application du dispositif; la figure 5 est une élévation en bout des bou- tons gradués de réglage de température et de débit; la figure 6 est une coupe faite suivant la ligne VI-VI de la figure 1; la figure 7 est une coupe analogue à la figure 6, mais avec le robinet de combustible qui a été tourné jusqu'à sa position de fermeture.
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La figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7 ;
La figure 9 est une coupe longitudinale à travers un autre mode de réalisation du dispositif de commande conforme à l'invention.
Si on se réfère plus particulièrement aux figures 1 à 4 inclusivement, on voit que le dispositif représenté comprend un carter 10 dans lequel se trouvent une chambre 12.relativement grande et une chambre conique 14 relativement petite ; carter comporte un orifice taraudé de sortie 16 dans l'une de ses parois et un rac- cord fileté de montage 18 qui s'étend à partir d'une autre paroi: ce raccord 18 est percé d'un canal d'entrée 20. La chambre 12 du carter est fermée hermétiquement par un couvercle 22, qui est fixé sur le carter 10 par plusieurs boulons 24; un joint d'étanchéité 26 est inter- calé entre le couvercle et le carter pour éviter les fui- tes.
Le raccord fileté d'entrée 18 constitue, non seulement une entrée pour le carter 10, mais aussi un moyen pour fixer le dispositif de commande sur un collec- teur de combustible 25. Ce raccord est vissé dans un orifice taraudé 27 du collecteur 25; grâce à la configu- ration du carter 10, on peut fixer le dispositif de com- mande tout entier sur le collecteur 25, d'un seul bloc et en une seule opération d'assemblage. On remarquera, en particulier sur les figures 3 et 4, que le raccord d'entrée 18 fait saillie vers le bas à partir de la sur- face inférieure 29 du carter; cette surface s'étend lon- gitudinalement, sensiblement dans un même plan,- elle ne
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présente aucune saillie autre que celle du raccord 18.
Grâce à cette configuration du carter 10 et à la positio. du raccord d'entrée 18 sur le carter, on peut visser le raccord 18 dans l'orifice taraudé 27 du collecteur en faisant tourner le carter 10, sans qu'aucune interférence se produise entre le collecteur et une partie quelconque du carter.
Un robinet de combustible 28, comportant deux gorges périphériques 30 et 32, est monté dans la chambre conique 14. Ces deux gorges périphériques 30 et 32 communiquent avec le canal 20 d'entrée du combustible; la gorge 30 est sensiblement alignée avec le canal 20 et la gorge 32 communique avec ce canal par l'intermédiaire d'une cavité 34 prévue dans la paroi de la chambre coni- que 14. Le robinet de combustible 28 comporte aussi un @ canal transversal 36 et un canal axial 38, qui se coupent mutuellement; ces deux canaux communiquent avec le canal centrée 20.
A son extrémité de gauche (figure 4), le robinet de combustible 28 comporte une cavité annulaire 39 et une tige 40 prise dans la masse, qui s'étend à partir de cette cavité. Cette tige 40 est munie sur sa ,surface périphérique d'une rainure longitudinale de cla- vette 42; elle est d'autre part traversée par un canal axial 44.
Un manchon creux 46 (figures 2,4 et 6) est monté à l'extérieur du carter 10 et s'étend à partir de celui-ci, sensiblement en alignement axial avec la cham- bre conique 14, Ce manchon 46 porte deux oreilles 48, 50 diamétralement opposées, qui sont munies respectivement
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de deux fentes transversales 52 et 54 (figure 6). Deux vis 56 et 58 de dimensions différentes coopèrent respec- tivement avec les fentes 52 et 54, pour fixer le manchon 46 sur le carter 10; on a donné aux vis 56, 58 des dimen- sions différentes pour éviter un assemblage incorrect du manchon et du carter. Le manchon 46 comporte aussi une cavité annulaire 60 à son extrémité intérieure.
Le robinet de combustible 28 peut être entrai né par une rondelle d'entraînement 62, qui est montée dans la cavité 60 du manchon 46 et qui est munie d'une clavette 64 engagée dans la rainure de clavetage 42 du robinet (figure 6). La rondelle d'entraînement 62 porte également deux pattes espacées 66,68 qui s'étendent à partir de sa périphérie extérieure. Un ressort de com- pression 70, dont une extrémité est appuyée sur la ron- delle d'entraînement 62, et dont l'extrémité opposée s'appuie dans la cavité 39 du robinet, pousse la rondelle d'entraînement 62 et le robinet da combustible 28 vers leurs positions respectives d'assemblage et de fonction- nement.
Un manchon 72 (figure 4) est monté tournant et coulissant dans le manchon creux 46; il norte un bou- ton gradué 74 de réglage de température, qui est claveté sur son extrémité extérieure, en 78. L'extrémité inté- rieure du manchon' 72 bute contre la rondelle d'entraîne- ment 62 et porte deux pattes espacées 80, 82, qui s'éten-. dent à partir de ce manchon (figures 6 et 8) et qui sont disposées entre les pattes espacées 66, 68 de la rondelle 62. Les pattes 66, 68 et 80, 82 constituent un moyen pour entraîner en rotation le robinet de combustible 28 quand on fait tourner le bouton 74 de réglage de tempé- rature.
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Le bouton 74 de réglage de température compor, te une cavité annulaire 84, dans laquelle s'appuie une extrémité d'un ressort de compression 86. L'autre extré- mité de ce ressort est appuyée sur une paroi d'extrémité 88 d'un organe en biseau 90; cet organe 90 entoure le bou- ton de commande 74 et porte un repère indicateur de tem- pérature 91 (figure 5) en face duquel on peut placer une division choisie de la graduation de température prévue sur la face extérieure 92 du bouton 74. L'organe 90 en biseau est maintenu sur un panneau 94 (représenté en par- tie seulement), qui fait partie d'un poêle ou d'un appa- reil analogue auquel le dispositif de commande est relié et qui ne fait pas partie de celui-ci.
La cavité annulaire 60 du manchon 46 est munie d'une partie saillante ou came 96 (figure 6) qui s'étend à partir de la-face interne 98 ; la périphérie intérieure de la cavité 60 porte aussi une patte de butée 100 s'éten, d'ant vers l'intérieur suivant une direction radiale. La longueur périphérique de la came 96 est très légèrement inférieure à la distance séparant les pattes 66 et 68 de la rondelle d'entraînement 62; la came 96 se termine, le long de la face interne 98 de la cavité 60, en formant deux parois d'extrémité 102 et 104; ces parois constituent respectivement deux organes de verrouillage pour les pat- tes 66 et 68 ; décrira ultérieurement plus en détail ces organes de verrouillage.
La patte de butée 100 de la cavité 60 coopère avec les pattes 66, 68 de la rondelle d'entraînement 62 pour limiter l'amplitude de rotation de celle-ci; la patte 66 coopère avec la patte 100 pour limiter la position d'ouverture de débit maximum, c'est- à-dire la rotation maxima, dans le sens inverse de celui
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des aiguilles d'une montre, du robinet de combustible 26, tandis que la patte 68 coopère avec la patte 100 pour définir la position de fermeture annulant le.débit, c'est. à-dire la rotation maxima du robinet 28 dans le sens des aiguilles d'une montre (considérer la figure 5 pour le sens de rotation).
Un dispositif de réglage de débit est consti- tué par un'manchon 106 (figure !+)' qui est monté dans le canal axial 38'du robinet de combustible 28 ; manchon porte une tige 108 et comporte dans sa paroi un orifice 110 sensiblement triangulaire. On peut placer cet orifi- ce 110 en regard du canal transversal 36 du robinet 28, de manière à faire varier le débit du combustible, en faisant tourner le manchon 106 par rapport au robinet.
Un ressort de compression lll assure la coïncidence de l'orifice 110 avec le canal 36, dans le sens longitudinal.,
Le manchon 106 de réglage du débit est entral- né en rotation au moyen d'un autre manchon 112, qui com- porte une fente 114 susceptible de recevoir un axe 116 fixé sur la tige 108. Le manchon 112 porte 'une colleret- te annulaire 118 et peut être disposé à l'intérieur du manchon 72 au moyen de deux rondelles 120 et 122, en combinaison avec un ressort de compression 124; la ron- delle 122 s'appuie contre la-collerette annulaire 116 du manchon'112, tandis'que la rondelle 120 prend appui contre une collerette annulaire 123 prévue sur la péri- phérie interne du manchon 72.
Le manchon 112 est monté dans un canal axial 126 du bouton 74 de réglage de température; il est clave- té en 128" sur un bouton gradué 130 de réglage de débit, qui est monté tournant dans une cavité annulaire 132 de
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la face avant 92 du bouton 74 de réglage de température.
On fait tourner le bouton 130 au moyen d'une poignée ou d'un prolongement longitudinal 131. Le bouton 130 porte des graduations appropriées (figure 5) indiquant la posi tion de l'orifice 110 du manchon 106, par rapport au canal transversal 36 du robinet, c'est-à-dire le volume de combustible traversant l'orifice 110.
La chambre conique 14 (figure 4) est taraudée en 134; un siège de valve rotatif 136 est vissé dans le taraudage 134. Ce siège 136 porte une patte d'entraîne- ment 138 qui est logée dans une fente transversale 140 (représentée en trait pointillé) du robinet de combusti- ble 28; le siège 136 est traversé par un canal axial 142 qui s',évase vers l'extérieur en 143 et qui communique avec le canal axial 38 du robinet de combustible. Le siège 136 comporte également une gorge annulaire 144 dan laquelle est logée une rondelle d'étanchéité 146. Ainsi, quand on fait tourner le robinet de combustible 28, le siège de valve 136 se déplace dans une direction axiale, vers l'intérieur ou vers l'extérieur de la chambre coni- que 14.
Deux leviers rotatifs 148, 150 sont montés tournants dans ,la chambre 12 du carter respectivement sur des axes 152, 154, ces deux leviers sont reliés élastiquement entre eux par deux ressorts de tension
156 et 158 (dont un seul est représenté). Le levier
148 est muni d'un prolongement 160 en forme de Z et le levier 150 comporte entre ses extrémités un couteau 162,
Les leviers 148, 150 sont également reliés entre eux par un troisième levier rigide le+, qui est porté par les leviers 148 et 150 de manière à pouvoir
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pivoter et coulisser. Le levier 164 porte à l'une de ses extrémités un couteau 166 qui s'appuie sur le prolo gement 160 en forme de Z du levier 148; le levier 164 s'appuie, près de son extrémité opposée sur le couteau 162 du levier 150.
Une bande bimétallique 168 consti- tuant un élément compensateur de la température ambiante, est fixée sur le levier 164.
Une valve 170, ayant la forme d'un disque, est reliée au-levier rotatif 150; elle peut être entrai, née par ce levier entre plusieurs positions de commande par rapport à son siège 136. La valve 170 comporte sur une face une rotule sphérique 172 qui est supportée par un organe élastique 174, fixé rigidement sur le levier 150. La rotule 172 peut s'appuyer dans un orifice 176 du levier 150 de manière à réaliser ainsi une liaison universelle entre la valve 170 et le levier rotatif 150,
Un élément thermostatique ou dispositif ré- pondant à la température, désigné dans son ensemble par le nombre de référence 178, est fixé sur le couvercle 22 du carter par un goujon 180 ; comprend une partie 182 extensible et rétractile, portant un bouton de pous- sée 184, un tube capillaire 186 et un élément de détec- tion 187.
Quand le dispositif de commande est installé en position d'utilisation, par exemple sur un poêle ou un appareil analogue, comme on le voit sur la figure 4, l'élément détecteur 187 est entouré d'un manchon de pro- tection 188; l'assemblage de l'élément détecteur et de son manchon de protection est disposé au centre d'un brûleur 189, l'élément détecteur 187 étant en contact thermique avec un ustensile de cuisson 226 supporté par le brûleur.
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La partie 182 de l'élément thermostatique, le tube capillaire 186 et l'élément détecteur 187 sont remplis d'un liquide approprié, qui subit un changement de volume quand l'élément détecteur 187 détecte un chan- gement de température ; en résulte alors un déplacement du bouton de poussée 184 dans l'un ou l'autre sens.
Puisque les éléments thermostatiques de ce type sont bien connus, on n'a pas jugé nécessaire d'en décrire la struc ture et d'en expliquer le fonctionnement. Il est suffi- sant de dire que le bouton de poussée 184 est appliqué contre la bande bimétallique 168 de manière à transmettre -un mouvement de rotation aux leviers 148, 150, en réponse à un changement de température à l'endroit de l'élément détecteur 187.
Une vis de calibrage 190 est portée par le carter 10 ; est disposée de manière à buter contre une extrémité du prolongement 160, en forme de Z, du le- vier rotatif 148. La vis de calibrage 190 effectue le calibrage du dispositif de commande en limitant la rota- tion du levier 148 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre (en regardant la figure 4), de manière à faire varier la position de la bande bimétalli- que 168 par rapport au bouton de poussée 184 de l'élément thermostatique.' Une rondelle élastique 191 portée par la vis de calibrage 190 empêche une rotation accidentelle de celle-ci.
Le canal taraudé de sortie 16 du carter 10 porte un embout fileté 192 (figures 3 et 4), qui comporte 'dans une extrémité un orifice 194 de décharge de combus- . tible. L'embout 192 est muni d'une collerette périphérie que 196, de forme hexagonale, qui permet d'utiliser une
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clef pour le visser dans le canal de sortie 16; cette collerette périphérique 196 peut s'appuyer sur la face usinée 200 d'une cavité 198 creusée dans la paroi exté- rieure du carter 10. Une conduite 202 relie l'embout 192 au collecteur 204 d'entrée du brûleur et alimente ' ainsi le brûleur 189 avec le combustible, s'écoulant à travers l'orifice de décharge 194 de l'embout.
Le carter 10 comporte également un canal(non -représenté) pour le combustible d'une flamme pilote ; canal communique avec la gorge de combustible 32 du robi. net 28 et se termine, à l'extérieur du carter 10, par un(. seconde ouverture de sortie 206 du cartèr. On peut régler sélectivement l'écoulement du combustible à travers le canal d'alimentation de la flamme pilote au moyen d'une vis 208 de réglage de débit. Cette ouverture de sortie 206 porte un bouchon fileté 210 qui reçoit une extrémité d'un tube capillaire 212 (représenté partiellement) four- nissant du combustible à un gicleur 214 de flamme pilote.
Le gicleur 214 est porté par un support 216 monté près du brûleur 189; le gicleur 214 étant ainsi disposé, forme un premier élément d'un système pilote double. Le deuxième élément du système consiste en un petit brûleur pilote auxiliaire 218, qui est aussi monté sur le support 216 et qui est alimenté en combustible par un conduit capillaire 220 fixé par un raccord vissé '222 sur le collecteur de combustible 25.
Le brûleur auxiliaire pilote 218 étant ainsi en communication direc- te avec le collecteur 25 est constamment alimenté en combustible et maintient par conséquent continuellement une. petite flamme pilote près du brûleur 189 et du gi- cleur 214, L'emploi d'un petit brûleur auxiliaire pilote
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218 à flamme continue est nécessaire pour allumer instan- tanément le brûleur 189, puisque l'arrivée du combustible au gicleur pilote 214, est complètement obstruée quand on tourne le robinet de combustible 28 jusqu'à sa 'position de fermeture, comme on l'expliquera en détail un peu plus loin.
La figure 9 représente un autre mode de réalisation du dispositif de commande conforme à l'inven tion. Le dispositif de la figure 9 ne diffère du mode de réalisation préféré que par la suppression du manchon 106 de réglage de débit et des parties coopérant avec ce manchon, et aussi par le fait que l'élément détecteur 187 a été remplacé par une ampoule capillaire allongée 224.
Puisque la structure et le fonctionnement des deux modes de réalisation sont identiques par ailleurs, on n'a pas estimé utile d'expliquer davantage le mode de réalisation de la figure 9. Il suffit de faire remarquer que le dis- positif de la figure 9 convient particulièrement bien pour commander l'arrivée du combustible au brûleur d'un four ou d'un appareil analogue. On a utilisé les mêmes nombres de référence pour désigner les mêmes éléments structuraux dans les deux modes de réalisation.
FONCTIONNEMENT.
Si on considère la figure 4, on voit que le dispositif de commande est représenté dans une position d'utilisation caractérisée par le fait que le raccord fileté 18 du carter 10 est vissé sur le collecteur 25 de combustible et que l'orifice 194 de l'embout 192 communi, que avec le brûleur 189. On a fait tourner le robinet
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de combustible @ô jusque une position d'ouverture maxima pour le combustible ou position de température élevée; le combustible peut s'écouler à partir du collecteur 25 par le canal d'entrée 20 du raccord 18, le canal transversal 36 du robinet 28, l'ouverture 110 du manchon 106 de régla- ge de débit, le canal axial 38 du robinet 28, le siège de valve 136, la valve 170, l'orifice 194 et enfin la condui te 102 pour arriver au brûleur 189.
Si l'élément thermostatique 178 détecte une élévation de température à l'endroit de l'élément détec- teur 187, le bouton de poussée 184 se déplace vers le bas et le levier 164 fait tourner le levier rotatif 150 dans le sens des aiguilles d'une montre, de manière à entraîne:; la valve 170 vers son siège 136. Quand la température prédéterminée qui a été affichée sur le bouton 74 est at- teinte par l'élément détecteur 187, le levier 150 appli- que la valve 170 contre le siège 136 et arrête l'écoule- ment du combustible à travers ce siège.
Ensuite, si l'élément détecteur 187 subit une réduction de température, le bouton de poussée 184 se déplace vers le haut et le levier rotatif 150 est entrai- né dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une mon- tre par les ressorts 156, 158 de manière à ouvrir la valve 170. Il faut remarquer que, grâce à l'emploi des deux leviers rotatifs 148, 150 reliés ensemble, un léger re- froidissement de l'élément détecteur 187 et le petit mou- vement résultant du bouton de poussée 184 produisent un déplacement relativement grand de la valve 170, en permet- tant ainsi un débit de combustible relativement important pour récupérer rapidement les pertes de chaleur.
L'emploi
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de ce système à leviers multiples, pour commander les déplacements de la valve 170, en vue de réaliser une gran. de capacité de récupération de combustible pour de petits changements de température se produisant à l'endroit de l'élément détecteur 187, compense les dimensions relati- vement réduites de la section d'écoulement offerte par le siège mobile 136.
Si on désire modifier le débit du combustible à travers le robinet 28, quand on a tourné le bouton 74 pour le régler sur une température donnée quelconque, on fait tourner le manchon 106 de réglage de débit dans l'un ou l'autre sens, indépendamment du bouton 74, au moyen du bouton 130, de manière à faire varier les dimensions de la portion de l'orifice 110 se trouvant en regard du canal transversal 36 du robinet de combustible.
Le robinet de combustible 28 étant dans la position représentée sur la figure 4, on remarque aussi que le combustible peut passer à partir du collecteur 25 par le canal d'entrée 20, la cavité 34 de la chambre 14, la gorge 32 du robinet, le canal (non représenté) d'ali- mentation de la flamme pilote dans le carter 10, la secon. de sortie 206 du carter, le tube capillaire 212 et enfin le gicleur pilote 214, La gorge 32 du robinet de combus- tible,en combinaison avec la cavité 34, assure ainsi l'alimentation totale et stable de la flamme pilote et constitue, dans le robinet de combustible 28, un canal séparé pour le combustible de la flamme pilote; ce canal est alimenté indépendamment du courant principal de com- bustible passant dans le canal axial 38 du robinet.
Si on tourne le bouton gradué 74 dans le sens des aiguilles d'une montre (en regardant la figurer),
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de manière à passer d'un réglage à haute température à un réglage à température plus basse, le siège 136 est entraîné dans la direction axiale vers la droite (en regardant la figure 4) à l'intérieur de la chambre 14 'et s'applique contre la valve 70, de manière à arrêter l'écoulement du combustible. Ce déplacement axial du siège 136 provoque également la rotation du levier 150 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre; ce levier fait tourner le levier le+ dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, autour du bouton de poussée 184 de l'élément thermostatique.
Cette rotation du levier le+ entraîne la rotation du levier 148 dans le sens des aiguilles d'une montre; il en résulte que le prolongement 160 en forme de Z du levier 148 perd le contact avec la vis de calibrage 190. Cette rotation du levier 148, s'effectuant malgré la résistance des res- sorts 156 et 158, permet au levier 164 de se déplacer vers le bas par rapport au bouton de poussée 184 de l'élé ment thermostatique et empêche ainsi une détérioration de 1 élément thermostatique 178, quand on tourne le ca-' dran gradué 74 pour passer d'un réglage à haute tempéra- ture à un autre réglage à température plus basse.
L'élément détecteur 187 se refroidit donc quand on fait tourner le bouton gradué 74 à partir d'un réglage à haute température jusqu'à un réglage à tempéra- ture plus basse; quand ce refroidissement s'effectue, la charge appliquée au levier 148 devient telle que celui-ci tourne dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, jusqu'au moment où le prolongement 160 en forme de Z s'applique de nouveau sur la vis de calibrage 190.
Si le bouton de poussée 184 se rétracte davantage par
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suite du refroidissement de l'élément détecteur 187, les ressorts 156, 158 font tourner le levier 150 dans le sent inverse de celui des aiguilles d'une montre et il en résulte que la valve 170 s'éloigne de son siège 136. Le levier 150 continue à tourner dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, jusqu'à ce que l'élé- ment détecteur 187 soit porté à la .température prédéter- minée qui a été réglée par le bouton 74.
Si,on désire arrêter complètement l'écoule- ment du combustible à travers le dispositif de commande, on fait tourner le robinet de combustible 28 dans le sens des aiguilles d'une montre (en regardant la figure 5) jusqu'à une.position de fermeture ou position de verrouil, lage représentée sur les figures 7 et 8.
Dans cette position du robinet de combustible 28, les gorges 30 et
32 sont complètement fermées par rapport au canal d'entrée
20, et l'écoulement du combustible ne peut plus par con- . séquent s'effectuer, ni vers le brûleur principal 189, ni vers le gicleur pilote 214,
Quand on fait tourner le bouton gradué 74 dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à sa posi- tion de fermeture, les pattes 66,68 de la rondelle d'entraînement 62 montent sur la surface de came 96 et s'appliquent respectivement contre les organes de ver- rouillage 102, 104 en réalisant ainsi un verrouillage du robinet de combustible 28 contre toute rotation acciden- telle à partir de sa position de fermeture.
Le ressort de compression 70 applique fortement les pattes 66, 68 .sur la face intérieure 98 de la cavité 60, et maintient respectivement leurs engagements avec les détentes 102 et 104.
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Pour déverrouiller le bouton gradué74, il faut le pousser avec le manchon 72 dans le sens axial et intérieur, de manière à entraîner dans cette même direc- tion la rondelle*d'entraînement 62 le long de la tige 40. malgré la résistance opposée par le ressort de compres- sion 70. Quand la rondelle d'entraînement 62 a été ainsi déplacée à tel point que les pattes 66, 68 ne sont plus engagées respectivement contre les organes de verrouilla ge 102, 104, on peut faire tourner le bouton gradué 74 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, de manière à mettre de nouveau en communication les gor- ges 30, 32 du robinet de. combustible avec le canal d'en- trée 20.
On n'a représenté et décrit ici que deux mode: de réalisation de l'invention; il est évident cependant pour les techniciens que l'invention peut être réalisée sous d'autres formes variées et que l'on peut apporter aux modes de réalisations décrits de nombreuses modifica.. tions, au point de vue de la construction et de la dispos sition des pièces, sans sortir pour cela du domaine de l'invention.
EMI18.1
R E'V î >I D I C à T 1 0 N S.
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The present invention relates to a device intended to control the flow rate of arrival of a fuel into a burner or a similar device, and more particularly to a control device comprising a manually controlled fuel valve in combination with a thermostatically controlled valve. .
The controller is characterized by a fuel valve, which serves to control the intake of fuel into a crankcase, and to supply fuel to a pilot flame while controlling the movement of a valve seat. A valve mounted in the casing cooperates with this valve seat to control the passage of fuel through this seat; this valve is operated by two rotary levers and linked together, in combination with a thermostatic element.
The
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valve operating precision is ensured by the use of a calibration device and an ambient temperature compensating device, in combination with the rotary and conjugate levers; the casing of the control device comprises a device which enables it to be fixed in the form of a block to a fuel collector or to a similar member in a single assembly operation.
The control device is also characterized by a transmission device, provided for the fuel valve and cooperating with a locking device which allows the valve to be positively locked in the desired position to prevent the flow of fuel.
The preferred embodiment of the control device is further characterized by a flow control device, which is combined with the fuel valve. This flow rate adjustment device is supported in an axial channel of the fuel valve, so as to be able to vary the fuel flow rate through the valve; its movement is controlled independently of the rotary movement of the valve.
One of the objects of the invention is to control the movement of the valve by means of two rotating and conjugate levers, in combination with a thermostatic element or device responding to the temperature.
Another object of the invention is to calibrate the control device by varying the limits of rotation of one of the levers used to control the movement of the valve. In the control device
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according to the invention, the temperature setting is modified by shifting the position of the seat relative to the valve; the fuel is supplied to a pilot flame through the fuel tap; the flow rate adjustment device, in combination with the fuel tap, allows the fuel flow rate supplied by the control device to be varied. This adjustment device is operated independently of the
0 rotation of fuel valve temperature control.
Adequate fuel feed recovery is ensured for small variations in temperature.
All these objects, as well as other objects, of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawing. In this drawing: Figure 1 is a side elevational view of a preferred embodiment of the invention; Figure 2 is a top plan view of the same device; Figure 3 is an end elevation; Figure 4 is a section taken along the. line IV-IV of figure 2 and shows an application of the device; Figure 5 is an end elevation of the temperature and flow rate control graduated knobs; Figure 6 is a section taken along line VI-VI of Figure 1; Figure 7 is a section similar to Figure 6, but with the fuel cock which has been turned to its closed position.
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Figure 8 is a section taken on line VIII-VIII of Figure 7;
Figure 9 is a longitudinal section through another embodiment of the control device according to the invention.
Referring more particularly to Figures 1 to 4 inclusive, it is seen that the device shown comprises a housing 10 in which there is a relatively large chamber 12 and a relatively small conical chamber 14; housing has a threaded outlet orifice 16 in one of its walls and a threaded mounting connection 18 which extends from another wall: this connection 18 is pierced with an inlet channel 20. The chamber 12 of the casing is hermetically sealed by a cover 22, which is fixed to the casing 10 by several bolts 24; a seal 26 is interposed between the cover and the casing to prevent leaks.
The inlet threaded connector 18 constitutes not only an inlet for the housing 10, but also a means for fixing the control device to a fuel manifold 25. This connection is screwed into a threaded hole 27 of the manifold 25; by virtue of the configuration of the housing 10, it is possible to fix the entire control device on the manifold 25, in a single block and in a single assembly operation. Note, in particular in Figures 3 and 4, that the inlet connector 18 projects downwardly from the lower surface 29 of the housing; this surface extends longitudinally, substantially in the same plane, - it does not
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has no protrusion other than that of connector 18.
Thanks to this configuration of the casing 10 and to the positio. From the inlet connector 18 to the housing, the connector 18 can be screwed into the threaded hole 27 of the manifold by rotating the housing 10, without any interference occurring between the manifold and any part of the housing.
A fuel valve 28, comprising two peripheral grooves 30 and 32, is mounted in the conical chamber 14. These two peripheral grooves 30 and 32 communicate with the fuel inlet channel 20; the groove 30 is substantially aligned with the channel 20 and the groove 32 communicates with this channel by means of a cavity 34 provided in the wall of the conical chamber 14. The fuel valve 28 also comprises a transverse channel 36 and an axial channel 38, which intersect with each other; these two channels communicate with the centered channel 20.
At its left end (FIG. 4), the fuel tap 28 comprises an annular cavity 39 and a rod 40 taken in the mass, which extends from this cavity. This rod 40 is provided on its peripheral surface with a longitudinal keyway 42; it is also crossed by an axial channel 44.
A hollow sleeve 46 (Figures 2, 4 and 6) is mounted on the exterior of the housing 10 and extends therefrom, substantially in axial alignment with the conical chamber 14. This sleeve 46 carries two lugs. 48, 50 diametrically opposed, which are provided respectively
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two transverse slots 52 and 54 (Figure 6). Two screws 56 and 58 of different dimensions cooperate respectively with the slots 52 and 54, to fix the sleeve 46 on the housing 10; The screws 56, 58 were made different in size to avoid incorrect assembly of the sleeve and the housing. The sleeve 46 also has an annular cavity 60 at its inner end.
The fuel valve 28 can be entered by a drive washer 62, which is mounted in the cavity 60 of the sleeve 46 and which is provided with a key 64 engaged in the keyway 42 of the valve (Figure 6). The drive washer 62 also carries two spaced legs 66,68 which extend from its outer periphery. A compression spring 70, one end of which rests on the drive washer 62, and the opposite end of which rests in the cavity 39 of the valve, pushes the drive washer 62 and the valve back into place. fuel 28 to their respective assembly and operating positions.
A sleeve 72 (Figure 4) is rotatably and slidably mounted in the hollow sleeve 46; it carries a graduated temperature control knob 74, which is keyed on its outer end, at 78. The inner end of the sleeve '72 abuts against the drive washer 62 and carries two spaced legs 80 , 82, which extends. tooth from this sleeve (Figures 6 and 8) and which are disposed between the spaced tabs 66, 68 of the washer 62. The tabs 66, 68 and 80, 82 provide a means for rotating the fuel valve 28 when the temperature control knob 74 is rotated.
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The temperature control knob 74 has an annular cavity 84, in which one end of a compression spring 86 rests. The other end of this spring is supported on an end wall 88 of. a bevel member 90; this member 90 surrounds the control button 74 and carries a temperature indicator mark 91 (FIG. 5) in front of which a chosen division of the temperature graduation provided on the outside face 92 of the button 74 can be placed. The bevelled member 90 is held on a panel 94 (shown in part only), which forms part of a stove or the like to which the control device is connected and which does not form part of that. -this.
The annular cavity 60 of the sleeve 46 is provided with a protrusion or cam 96 (Figure 6) which extends from the inner face 98; the inner periphery of the cavity 60 also carries a stopper tab 100 extending, from ant inwards in a radial direction. The peripheral length of the cam 96 is very slightly less than the distance between the tabs 66 and 68 of the drive washer 62; the cam 96 ends, along the internal face 98 of the cavity 60, by forming two end walls 102 and 104; these walls respectively constitute two locking members for the legs 66 and 68; These locking members will be described in more detail later.
The stop tab 100 of the cavity 60 cooperates with the tabs 66, 68 of the drive washer 62 to limit the amplitude of rotation of the latter; the tab 66 cooperates with the tab 100 to limit the maximum flow opening position, that is to say the maximum rotation, in the opposite direction to that
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clockwise, the fuel valve 26, while the tab 68 cooperates with the tab 100 to define the closed position canceling the flow rate, that is. that is to say the maximum rotation of the valve 28 in the direction of clockwise (consider figure 5 for the direction of rotation).
A flow adjustment device is constituted by a 'sleeve 106 (figure! +)' Which is mounted in the axial channel 38 'of the fuel valve 28; sleeve carries a rod 108 and has in its wall a substantially triangular orifice 110. This orifice 110 can be placed opposite the transverse channel 36 of the valve 28, so as to vary the fuel flow, by rotating the sleeve 106 relative to the valve.
A compression spring III ensures the coincidence of the orifice 110 with the channel 36, in the longitudinal direction.
The flow rate adjustment sleeve 106 is rotated by means of another sleeve 112, which includes a slot 114 capable of receiving a pin 116 fixed to the rod 108. The sleeve 112 carries a collar. annular 118 and can be disposed inside the sleeve 72 by means of two washers 120 and 122, in combination with a compression spring 124; the washer 122 bears against the annular flange 116 of the sleeve 112, while the washer 120 bears against an annular flange 123 provided on the internal periphery of the sleeve 72.
The sleeve 112 is mounted in an axial channel 126 of the temperature control knob 74; it is keyed in 128 "on a graduated flow control knob 130, which is rotatably mounted in an annular cavity 132 of
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the front face 92 of the temperature adjustment button 74.
The knob 130 is rotated by means of a handle or a longitudinal extension 131. The knob 130 has appropriate graduations (figure 5) indicating the position of the orifice 110 of the sleeve 106, relative to the transverse channel 36 valve, i.e. the volume of fuel passing through port 110.
The conical chamber 14 (FIG. 4) is threaded at 134; a rotary valve seat 136 is screwed into the thread 134. This seat 136 carries a drive tab 138 which is seated in a transverse slot 140 (shown in dotted lines) of the fuel valve 28; the seat 136 is crossed by an axial channel 142 which flares outwardly at 143 and which communicates with the axial channel 38 of the fuel valve. The seat 136 also has an annular groove 144 in which a sealing washer 146 is housed. Thus, when the fuel valve 28 is rotated, the valve seat 136 moves in an axial direction, inward or outward. the exterior of the conical chamber 14.
Two rotary levers 148, 150 are rotatably mounted in the chamber 12 of the casing respectively on axes 152, 154, these two levers are elastically connected to each other by two tension springs
156 and 158 (only one of which is shown). The lever
148 is provided with a Z-shaped extension 160 and the lever 150 has between its ends a knife 162,
The levers 148, 150 are also interconnected by a third rigid lever the +, which is carried by the levers 148 and 150 so as to be able to
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rotate and slide. The lever 164 carries at one of its ends a knife 166 which rests on the Z-shaped extension 160 of the lever 148; the lever 164 rests, near its opposite end, on the knife 162 of the lever 150.
A bimetallic strip 168, constituting a compensating element for the ambient temperature, is fixed to the lever 164.
A valve 170, in the form of a disc, is connected to the rotary lever 150; it can be entered by this lever between several control positions relative to its seat 136. The valve 170 comprises on one face a spherical ball joint 172 which is supported by an elastic member 174, rigidly fixed to the lever 150. The ball joint 172 can rest in an orifice 176 of the lever 150 so as to thus achieve a universal connection between the valve 170 and the rotary lever 150,
A thermostatic element or temperature-responsive device, designated as a whole by the reference number 178, is fixed to the cover 22 of the housing by a stud 180; comprises an expandable and retractable portion 182, carrying a push button 184, a capillary tube 186 and a sensing element 187.
When the control device is installed in the position of use, for example on a stove or the like, as seen in Figure 4, the sensor element 187 is surrounded by a protective sleeve 188; the assembly of the detector element and its protective sleeve is disposed at the center of a burner 189, the detector element 187 being in thermal contact with a cooking utensil 226 supported by the burner.
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The portion 182 of the thermostatic element, the capillary tube 186 and the sensor element 187 are filled with a suitable liquid, which undergoes a change in volume when the sensor element 187 detects a change in temperature; This then results in a displacement of the push button 184 in one or the other direction.
Since thermostatic elements of this type are well known, it has not been considered necessary to describe their structure and explain their operation. Suffice it to say that the push button 184 is pressed against the bimetallic strip 168 so as to impart a rotational movement to the levers 148, 150, in response to a change in temperature at the element. detector 187.
A calibration screw 190 is carried by the housing 10; is arranged so as to abut one end of the Z-shaped extension 160 of the rotary lever 148. The calibration screw 190 performs the calibration of the control device by limiting the rotation of the lever 148 in the opposite direction. clockwise (looking at Figure 4), so as to vary the position of the bimetallic strip 168 relative to the push button 184 of the thermostatic element. A spring washer 191 carried by the calibration screw 190 prevents accidental rotation of the latter.
The threaded outlet channel 16 of the housing 10 carries a threaded end 192 (Figures 3 and 4), which has' in one end a fuel discharge port 194. tible. The end piece 192 is provided with a periphery flange 196, of hexagonal shape, which allows the use of a
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key to screw it into the outlet channel 16; this peripheral flange 196 can rest on the machined face 200 of a cavity 198 hollowed out in the outer wall of the casing 10. A pipe 202 connects the end piece 192 to the burner inlet manifold 204 and thus supplies the burner. burner 189 with the fuel, flowing through the discharge port 194 of the nozzle.
The casing 10 also includes a channel (not shown) for the fuel of a pilot flame; channel communicates with the fuel throat 32 of the robi. net 28 and terminates, outside the casing 10, with a second outlet opening 206 of the casing. The flow of fuel through the pilot flame supply channel can be selectively adjusted by means of a flow adjustment screw 208. This outlet opening 206 carries a threaded plug 210 which receives one end of a capillary tube 212 (shown partially) supplying fuel to a pilot flame nozzle 214.
The nozzle 214 is carried by a support 216 mounted near the burner 189; the nozzle 214 being thus disposed, forms a first element of a dual pilot system. The second element of the system consists of a small auxiliary pilot burner 218, which is also mounted on the support 216 and which is supplied with fuel through a capillary duct 220 attached by a screw connection 222 on the fuel manifold 25.
Pilot auxiliary burner 218 thus being in direct communication with manifold 25 is constantly supplied with fuel and therefore continually maintains one. small pilot flame near burner 189 and nozzle 214, The use of a small auxiliary pilot burner
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218 with a continuous flame is necessary to instantly ignite the burner 189, since the fuel supply to the pilot nozzle 214 is completely obstructed when the fuel cock 28 is turned to its closed position, as is the case. will explain in detail a little further.
FIG. 9 shows another embodiment of the control device according to the invention. The device of FIG. 9 differs from the preferred embodiment only by the elimination of the flow rate regulating sleeve 106 and of the parts cooperating with this sleeve, and also by the fact that the detector element 187 has been replaced by a capillary bulb. elongated 224.
Since the structure and operation of the two embodiments are otherwise identical, it was not considered useful to further explain the embodiment of Figure 9. It suffices to point out that the device of Figure 9 is particularly suitable for controlling the arrival of fuel to the burner of a furnace or similar apparatus. The same reference numbers have been used to designate the same structural elements in both embodiments.
OPERATION.
Considering Figure 4, it can be seen that the control device is shown in a position of use characterized by the fact that the threaded connection 18 of the housing 10 is screwed onto the fuel manifold 25 and that the orifice 194 of the nipple 192 communi, that with the burner 189. We turned the tap
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fuel @ ô up to a maximum open position for the fuel or high temperature position; fuel can flow from manifold 25 through inlet channel 20 of connector 18, transverse channel 36 of valve 28, opening 110 of flow rate regulating sleeve 106, axial channel 38 of valve 28, the valve seat 136, the valve 170, the orifice 194 and finally the conduit 102 to arrive at the burner 189.
If the thermostatic element 178 senses a rise in temperature at the sensing element 187, the push button 184 moves downward and the lever 164 rotates the rotary lever 150 clockwise. 'a watch, so as to entail :; valve 170 to its seat 136. When the predetermined temperature which has been displayed on button 74 is reached by sensing element 187, lever 150 applies valve 170 against seat 136 and stops the flow. ment of fuel through this seat.
Then, if the sensing element 187 undergoes a temperature reduction, the push button 184 moves upwards and the rotary lever 150 is driven counterclockwise by the springs. 156, 158 so as to open the valve 170. It should be noted that, thanks to the use of the two rotary levers 148, 150 connected together, a slight cooling of the detector element 187 and the small movement resulting from the push button 184 produce a relatively large displacement of valve 170, thereby allowing a relatively large flow of fuel to quickly recover heat loss.
Employment
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of this system with multiple levers, to control the movements of the valve 170, with a view to achieving a gran. This fuel recovery capacity for small temperature changes occurring at the sensing element 187 compensates for the relatively small size of the flow area offered by the movable seat 136.
If it is desired to modify the fuel flow rate through the tap 28, when the knob 74 has been turned to adjust it to any given temperature, the flow rate adjustment sleeve 106 is rotated in one or the other direction, independently of the button 74, by means of the button 130, so as to vary the dimensions of the portion of the orifice 110 located opposite the transverse channel 36 of the fuel valve.
The fuel valve 28 being in the position shown in Figure 4, it is also noted that the fuel can pass from the manifold 25 through the inlet channel 20, the cavity 34 of the chamber 14, the groove 32 of the valve, the channel (not shown) for supplying the pilot flame in the casing 10, the secon. outlet 206 from the crankcase, the capillary tube 212 and finally the pilot nozzle 214, The groove 32 of the fuel valve, in combination with the cavity 34, thus ensures the total and stable supply of the pilot flame and constitutes, in fuel cock 28, a separate channel for pilot flame fuel; this channel is supplied independently of the main stream of fuel passing through the axial channel 38 of the valve.
If we turn the graduated knob 74 clockwise (looking at the figure),
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in order to change from a high temperature setting to a lower temperature setting, the seat 136 is driven in the axial direction to the right (looking at Figure 4) inside the chamber 14 'and s' applied against the valve 70, so as to stop the flow of fuel. This axial displacement of the seat 136 also causes the rotation of the lever 150 in the counterclockwise direction; this lever rotates the + lever counterclockwise around the push button 184 of the thermostatic element.
This rotation of the le + lever causes the lever 148 to rotate in a clockwise direction; as a result, the Z-shaped extension 160 of the lever 148 loses contact with the calibration screw 190. This rotation of the lever 148, taking place despite the resistance of the springs 156 and 158, allows the lever 164 to move. move downward with respect to the push button 184 of the thermostatic element and thus prevents deterioration of the thermostatic element 178, when turning the dial 74 to change from a high temperature setting to another lower temperature setting.
The sensor element 187 therefore cools down when the graduated knob 74 is rotated from a high temperature setting to a lower temperature setting; when this cooling takes place, the load applied to the lever 148 becomes such that the latter rotates counterclockwise, until the time when the Z-shaped extension 160 reappears on the calibration screw 190.
If the push button 184 retracts further by
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Following the cooling of the sensing element 187, the springs 156, 158 rotate the lever 150 counterclockwise and the valve 170 moves away from its seat 136 as a result. 150 continues to rotate counterclockwise, until sensing element 187 is brought to the preset temperature which was set by knob 74.
If it is desired to completely stop the flow of fuel through the control device, the fuel valve 28 is turned clockwise (looking at Figure 5) to a position. closure or locking position, lage shown in Figures 7 and 8.
In this position of the fuel tap 28, the grooves 30 and
32 are completely closed from the input channel
20, and the flow of fuel can no longer by con-. sequent to be carried out, neither towards the main burner 189, nor towards the pilot nozzle 214,
When the graduated knob 74 is rotated clockwise to its closed position, the tabs 66,68 of the drive washer 62 mount on the cam surface 96 and apply. respectively against the locking members 102, 104, thereby locking the fuel valve 28 against any accidental rotation from its closed position.
The compression spring 70 strongly applies the tabs 66, 68 on the inner face 98 of the cavity 60, and maintains their engagement with the detents 102 and 104 respectively.
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To unlock the graduated button 74, it must be pushed together with the sleeve 72 in the axial and internal direction, so as to drive the drive washer 62 in this same direction along the rod 40. despite the resistance opposed by the compression spring 70. When the drive washer 62 has thus been moved to such an extent that the tabs 66, 68 are no longer engaged respectively against the locking members 102, 104, the graduated knob can be turned 74 counterclockwise, so as to again put the grooves 30, 32 of the valve in communication. fuel with the inlet channel 20.
Only two embodiments of the invention have been shown and described here: it is obvious however for the technicians that the invention can be carried out in other varied forms and that one can bring to the embodiments described numerous modifications, from the point of view of the construction and the arrangement. sition of parts, without going beyond the scope of the invention.
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