Régulateur automatique de température. La présente invention a. pour objet un régulateur automatique de température, des tiné, par exemple, à régler la. température d'un four à. gaz, d'un appareil de chauffage à. eau chaude, d'une glacière refroidie par un fluide froid, etc.
Un tel régulateur est du type comportant un organe thermométrique influencé par la température à régler, ledit organe comman dant à l'aide d'une soupape et d'une façon réglable, le débit d'un fluide, de chauffage ou de refroidissement.
Ce régulateur est caractérisé en ce que l'organe thermométrique agit sur le corps de la soupape, par l'intermédiaire d'au moins unie partie d'un dispositif de réglage die la commande du débit du fluide.
Ce fluide peut être un gaz combustible, de l'eau chaude, de l'ammoniaque froid, de l'anhydride carbonique à basse température, etc., servant au chauffage .ou au refroidisse ment d'une enceinte dont la température doit être réglée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution d'un ré gulateur selon l'invention. La fig. 1 est une coupe selon l'axe de la soupape d'une première forme d'exécution; La fig. 2 est une coupe partielle selon la ligne II-II de la. fig. 1; La fig. 3 est une vue analogue à la. fig. 1 représentant une deuxième forme d'exécution, dans laquelle un levier amplificateur est dis posé entre l'organe, thermométrique et ladite partie du dispositif de réglage;
La fig. 4 est une vue en plan d'une par tie du dispositif de. réglage de l'appareil de la fig. 3.
Les mêmes chiffres de référence indiquent des organes ,analogues dans toutes les figures du dessin.
En référence aux fig. 1 et 2, le bâti 1,0 de l'appareil porte l'organe thermométrique, lequel est composé d'un tube en laiton 12 dans lequel se trouve une tige en fer 13. Le tube en laiton 12 est fixé à l'une de ses extrémités en 11 au bâti 10 et en 14 à la: tige 13 à l'aide d'un rivet. Du fait de la, différence de dila tation entre le fer et le laiton, le tube 12 se dilate et se contracte plus que la. tige 13 et comme celle-ci peut coulisser en 11 dans. le tube, sa partie saillante à l'intérieur du bâti sera plus ou moins grande en fonction de la température de l'organe thermométrique. Ce dernier ,agit sur la saillie 15 de la vis 16, la quelle est vissée dans le corps 17 de la sou pape.
Un ressort à boudin 18 tend à plaquer la soupape sur son siège, tandis que l'organe thermométrique en agissant sur la saillie 15 tend à éloigner la soupape de son siège. Une goupille 19 fixée au bâti 10 et passant dans un trou du corps de la soupape, empêche cette dernière de tourner. Par contre, la vis. 16 avec sa saillie 15 et le ressort 18 tourne soli dairement avec le levier de commande 20 du dispositif de réglage, grâce à une goupille 21 (fig. 2) passée, d'une part, dans une tige 22 solidaire de la vis 16 et logée, d'autre part, dans une rainure d'une saillie 23 d'un cône 24.
Un jeu .axial, correspondant aux dé placements de la soupape, est réservé entre la tige 22 et le cône 24, la goupille 21 pouvant coulisser dans ladite rainure. Le cône 24 est relié au levier de commande 20 par une vis 25. Ce levier porte un index 26 se déplaçant devant un cadran 27 gradué en degré de tem- p6rature. Ce cadran est fixé au couvercle 28, lequel est vissé sur le bâti 10 et ferme her métiquement l'appareil. Le cône 24 pivote dans une cavité correspondante de ce cou vercle en formant un joint hermétique grâce à la pression exercée par le ressort 18.
Le corps de la soupape 17 repose par une double arête sur son siège, il est en outre perforé en 29 de façon à laisser passer le fluide ve nant du tube 30 dans la cavité formée par le couvercle 28 et de là, lorsque la soupape a quitté son siège, dans le conduit circulaire 31 au tube de départ 32. Le fonctionnement de cette forme d'exécu tion est le suivant, par exemple lorsque le ré gulateur est destiné à régler la température d'un four à gaz: Le tube 30 est relié à une conduite d'ali mentation en gaz combustible, le tube 32 con duit le gaz ayant passé dans le régulateur aux brûleurs du four. Il est en outre prévu une lumière 33 du côté du tube d'arrivée et conduisant à une veilleuse.
L'organe thermométrique est disposé de façon à être influencé par la température du four, par exemple, en plongeant dans celui-ci et l'index 26 est placé en face de la gradua tion du cadran correspondant à la tempéra ture que l'on désire maintenir dans le four. Lorsque l'organe thermométrique se refroidit, le tube 12 se contracte davantage que la tige 13 et celle-ci produit une poussée sur la saillie 15 de la vis 16. Cette poussée ai pour effet d'éloigner la soupape 17 de son siège contre l'effort du ressort 18 et permet par conséquent à une, plus grande quantité de fluide de passer par le régulateur et d'ali menter les brûleurs. Si la température du four s'élève, le tube 12 s'allonge plus que la tige 13 et la soupape peut de ce fait être ra menée près de son siège par le ressort 18.
Le passage du gaz est par conséquent diminué et les flammes des brûleurs sont abaissées pro portionnellement. Lorsque la température montre par trop, la tige 13 se retire en lais sant la soupape se fermer complètement, à ce moment il peut même y avoir un espace entre la tige 13 et la saillie 15.
Lorsque l'on désire maintenir la tempé rature du four à. une valeur différente de précédemment, on place l'index 26 en agis sant sur le levier de commande 20 en face de la graduation du cadran correspondant à cette nouvelle températutre. Ce déplacement. provoque une rotation correspondante du cône 24, lequel entraîne la vis 16 par l'intermé diaire de la goupille 21 et de la tige 22. Comme le corps 17 de la soupape nei peut pas tourner, grâce à. la goupille 19, il se produit un déplacement. entre le vis 16 et le corps 17. Ceci détermine le réglage de l'appareil en fai sant varier la position relative du corps de la soupape par rapport à l'organe thermomé trique.
Il est possible, de cette manière, de régler à quelle température la. soupape doit être complètement fermée et à quelle tempé rature la soupape doit être suffisamment ou verte pour laisser passer le débit normal de gaz.
Pour mettre nu point l'appareil, c'est-à- dire pour déterminer la position relative que doit occuper l'index 26 par rapport aux gra duations du cadran 27 en tenant compte de la position relative .des deux tiges de l'organe thermométrique, on mesure le jeu entre la saillie 15 et la tige 13 lorsque l'organe ther mométrique se trouve à une température con nue plus élevée que celle de la graduation devant laquelle se trouve l'index.
Par exemple, on peut effectuer cette mise au point lors du montage de l'appareil. A ce moment l'organe thermométrique se trouve à la température ordinaire connue (20 C), on place l'index par exemple en face de la graduation 0 du cadran et on mesure si la distance entre la tige 13 et la saillie 15 a une valeur convenable pour la, différence .de température entre 0 et 20 . Si tel n'est pas le cas, on déplace l'index et le cadran jusqu'à ce que cette valeur soit at teinte. Le contrôle,du jeu peut s'effectuer par le tube 30 d'arrivée de gaz.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 3 et 4, le corps 17 de la. soupape tourne solidairement avec le cône 24. En effet, le ressort 18 qui est un ressort à quatre bran ches, présente e@n son centre une ouverture, la quelle s'ajuste exactement sur la saillie carrée 23 du cône 24. Ce ressort tourne donc soli dairement avec le cône et il entraîne dans sa. rotation le corps 17 de la. soupape. Par con tre, pour permettre le réglage, la. vis 16 est empêchée de tourner.
A cet effet, elle pré sente une saillie 15 entaillée et dans l'entaille de laquelle vient se loger un levier 34 pivoté à l'une -de ses extrémités en 35 sur le bâti 1() et prenant appui par son extrémité libre sur la vis 16. La. tige 13 de l'organe ther mométrique agit sur ce levier, lequel ampli fie les mouvements dudit argane. La sou pape, au lieu :d'être à double arête, comme dans l'exemple précédent, est simple, le con duit: d'arrivée de fluide 30 se trouvant relié au bâti 10 et le tube de sortie 32 au couver cle \38. <B>Au</B> lieu que l'organe thermométrique soit composé d'un tube 12 contenant une tige 13 de dilatation différente, il peut être consti- tué par plusieurs tiges parallèles de coeffi cients de dilatation différents.
Le ressort 18 peut aussi prendre appui, d'une part, sur l'une des pièces filetées mo biles, soit la- vis 16, soit le corps de soupape 17, d'autre part, .sur le couvercle 28 ou le bâti 10, de manière à empêcher une rotation de la pièce filetée sur laquelle il prend appui par rapport aux organes fixes, l'autre pièce filetée tournant solidairement avec le le vier 20.
Le fonctionnement :de cette forme d'exé cution est analogue à celui de l'appareil des fig. 1 et 2, sauf que les mouvements de l'or gane thermométriques sont amplifiés. Par contre, lors de son réglage, le corps ,de sou pape 17, le ressort 18 et le cône 24 tournent solidairement avec le levier -de commande 20 et la. vis 16 reste immobile. .La mise au point de @ce régulateur se fait comme ci-dessus dé crit en ce sens que l'on contrôle le jeu entre la vis 16 et le levier 34.
On remarquera qu'en plaçant le métal à, grand coefficient de -dilatation à l'extérieur !de l'organe thermométrique, la .déformation du tube 12 précède celle de la tige 13, ce qui accentue le réglage au début d'un déséqui libre de température. Ceci permet de corriger plus rapidement par un sur-réglage, la, va riation de température qui a provoqué la fer meture ou l'ouverture de la soupape. Ce phé nomène peut être exagéré en ménageant une couche isolante, par exemple de l'air, entre le tube 12 et la tige 13.
Si, par exemple, le tube est en laiton et la tige en fer ou en acier, les rapports des coefficients de dilatation seront compris en tre 1/s et 1, ce qui produit un effet de sur réglage bien marqué.
Lorsque l'appareil doit fonctionner pour maintenir la température constante dans une enceinte froide (frigorifique) à l'aide d'un fluide froid, on peut construire l'organe ther mométrique en plaçant le métal à grande cli- latation à la place de la tige 13 et le tube 12 .est alors fait avec le métal à faible dilata tion. Il en résulte qu'une élévation -de la tem- pérature @de l'organe thermométrique provo que l'ouverture .de la soupape et par consé quent l'augmentation -du débit du fluide froid.
Le même résultat pourrait être obtenu avec l'appareil de la fig. 3 en plaçant le point de pivotement 35 :du levier 34 entre le point d'attaque de l'organe thermométrique et le point de résistance de la soupape. Il est alors nécessaire de prévoir un ressort @de rappel pour le levier 34, ressort assez fort pour pouvoir soulever la soupape contre la pres sion .du ressort 18.
L'appareil peut servir à régler la tempé rature -d'un bain, par exemple, en faisant plonger l'organe thermométrique dans le bain et -en reliant le tube 30à une amenée .d'eau chaude, le tube 32 conduisant cette eau chaude à. un mélangeur pour la mélanger avec @de l'eau froide. Inversement, le régula teur pourrait commander le -débit de l'eau froide.
Au lieu que la vis 16 soit indépendante de la soupape et tourne dans celle-ci (fig. 1) ou que la. soupape tourne autour d'elle (fig. 3), cette vis pourrait être solidaire de la soupape et la pièce femelle entourant la vis serait disposée entre la vis et l'organe thermo métrique.
Le ressort 18 de la première forme,d'exé cution au lieu .d'être un ressort à .boudin pourrait être un ressort composé -de deux lames prenant appui l'une sur l'autre.
On remarquera qu'en dévissant le cou-. vercle 28, on peut, démonter l'appareil et en re tirer la soupape et le dispositif de réglage, ce qui permet la vérification et le nettoyage dies organes de l'appareil. En particulier le siège de la soupape qui est solidaire du bâti 10 peut, .de cette façon, être rodé ou plané sur un "marbre".
Automatic temperature regulator. The present invention a. for object an automatic temperature regulator, tiné, for example, to adjust the. temperature from oven to. gas, from heater to. hot water, cooler cooled by cold fluid, etc.
Such a regulator is of the type comprising a thermometric member influenced by the temperature to be regulated, said member controlling, by means of a valve and in an adjustable manner, the flow rate of a fluid, heating or cooling.
This regulator is characterized in that the thermometric member acts on the body of the valve, by means of at least one part of an adjusting device for controlling the flow of the fluid.
This fluid can be a combustible gas, hot water, cold ammonia, low temperature carbon dioxide, etc., used for heating or cooling an enclosure whose temperature must be regulated. .
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of a regulator according to the invention. Fig. 1 is a section along the axis of the valve of a first embodiment; Fig. 2 is a partial section along line II-II of the. fig. 1; Fig. 3 is a view similar to. fig. 1 showing a second embodiment, in which an amplifying lever is arranged between the thermometric member and said part of the adjustment device;
Fig. 4 is a plan view of part of the device. adjustment of the apparatus of fig. 3.
The same reference numerals indicate members which are analogous in all the figures of the drawing.
With reference to fig. 1 and 2, the frame 1,0 of the apparatus carries the thermometric member, which is composed of a brass tube 12 in which there is an iron rod 13. The brass tube 12 is attached to one from its ends at 11 to the frame 10 and at 14 to the: rod 13 using a rivet. Due to the difference in expansion between iron and brass, tube 12 expands and contracts more than. rod 13 and like this one can slide in 11 in. the tube, its protruding part inside the frame will be larger or smaller depending on the temperature of the thermometric member. The latter acts on the projection 15 of the screw 16, which is screwed into the body 17 of the valve.
A coil spring 18 tends to press the valve against its seat, while the thermometric member, acting on the projection 15, tends to move the valve away from its seat. A pin 19 fixed to the frame 10 and passing through a hole in the body of the valve, prevents the latter from turning. On the other hand, the screw. 16 with projection 15 and the spring 18 rotates in solidarity with the control lever 20 of the adjustment device, thanks to a pin 21 (FIG. 2) passed, on the one hand, in a rod 22 integral with the screw 16 and housed, on the other hand, in a groove of a projection 23 of a cone 24.
An axial clearance, corresponding to the displacements of the valve, is reserved between the rod 22 and the cone 24, the pin 21 being able to slide in said groove. The cone 24 is connected to the control lever 20 by a screw 25. This lever carries an index 26 moving in front of a dial 27 graduated in degree of temperature. This dial is fixed to the cover 28, which is screwed onto the frame 10 and closes the device metically. The cone 24 pivots in a corresponding cavity of this cover, forming a hermetic seal thanks to the pressure exerted by the spring 18.
The body of the valve 17 rests by a double ridge on its seat, it is furthermore perforated at 29 so as to allow the fluid coming from the tube 30 to pass into the cavity formed by the cover 28 and from there, when the valve has left its seat, in the circular duct 31 at the starting tube 32. The operation of this form of execution is as follows, for example when the regulator is intended to regulate the temperature of a gas oven: The tube 30 is connected to a fuel gas supply line, the tube 32 conveys the gas which has passed through the regulator to the burners of the furnace. A light 33 is also provided on the side of the inlet tube and leading to a pilot light.
The thermometric member is arranged so as to be influenced by the temperature of the oven, for example, by dipping into the latter, and the index 26 is placed opposite the graduation of the dial corresponding to the temperature which is being want to keep in the oven. When the thermometric member cools, the tube 12 contracts more than the rod 13 and the latter produces a thrust on the projection 15 of the screw 16. This thrust has the effect of moving the valve 17 away from its seat against the. 'spring force 18 and therefore allows a greater amount of fluid to pass through the regulator and feed the burners. If the temperature of the oven rises, the tube 12 elongates more than the rod 13 and the valve can therefore be brought close to its seat by the spring 18.
The passage of gas is consequently reduced and the flames of the burners are proportionally lowered. When the temperature rises too much, the rod 13 is withdrawn allowing the valve to close completely, at this time there may even be a space between the rod 13 and the projection 15.
When you want to keep the oven temperature at. a value different from the previous one, the index 26 is placed by acting on the control lever 20 opposite the graduation of the dial corresponding to this new temperature. This displacement. causes a corresponding rotation of the cone 24, which drives the screw 16 through the intermediary of the pin 21 and the rod 22. As the body 17 of the valve cannot rotate, thanks to. the pin 19, there is a displacement. between the screw 16 and the body 17. This determines the adjustment of the apparatus by varying the relative position of the valve body with respect to the thermometric member.
It is possible, in this way, to set at what temperature the. valve should be fully closed and at what temperature the valve should be sufficient or green to allow normal gas flow to pass.
To bring the device into focus, that is to say to determine the relative position that the index 26 must occupy with respect to the gradations of the dial 27, taking into account the relative position of the two rods of the organ thermometric, the clearance between the projection 15 and the rod 13 is measured when the thermometric member is at a known temperature higher than that of the graduation in front of which the index finger is located.
For example, one can carry out this adjustment during the assembly of the apparatus. At this moment the thermometric member is at the known ordinary temperature (20 C), the index is placed for example in front of the 0 graduation of the dial and it is measured whether the distance between the rod 13 and the projection 15 has a suitable value for the temperature difference between 0 and 20. If this is not the case, the index and the dial are moved until this value is reached. The clearance can be checked by the gas inlet tube 30.
In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the body 17 of the. valve rotates integrally with the cone 24. In fact, the spring 18, which is a four-branch spring, has at its center an opening, which fits exactly on the square projection 23 of the cone 24. This spring rotates therefore solidly with the cone and it entails in its. rotation of the body 17 of the. valve. On the other hand, to allow the adjustment, the. screw 16 is prevented from turning.
To this end, it has a notched projection 15 and in the notch of which is housed a lever 34 pivoted at one of its ends at 35 on the frame 1 () and resting by its free end on the screw 16. The rod 13 of the thermometric member acts on this lever, which amplifies the movements of said argan. The valve, instead of: being with a double edge, as in the previous example, is simple, the fluid inlet pipe 30 being connected to the frame 10 and the outlet tube 32 to the cover \ 38. <B> Instead of the thermometric member being composed of a tube 12 containing a rod 13 of different expansion, it may be constituted by several parallel rods of different expansion coefficients.
The spring 18 can also be supported, on the one hand, on one of the movable threaded parts, either the screw 16 or the valve body 17, on the other hand, on the cover 28 or the frame 10. , so as to prevent rotation of the threaded part on which it bears relative to the fixed members, the other threaded part rotating integrally with the screw 20.
The operation: of this form of execution is similar to that of the apparatus of FIGS. 1 and 2, except that the movements of the thermometric organ are amplified. On the other hand, during its adjustment, the body of the valve 17, the spring 18 and the cone 24 rotate integrally with the control lever 20 and the. screw 16 remains stationary. The adjustment of this regulator is carried out as described above in the sense that the clearance between screw 16 and lever 34 is checked.
It will be noted that by placing the metal with a large coefficient of expansion outside! Of the thermometric member, the deformation of the tube 12 precedes that of the rod 13, which accentuates the adjustment at the start of an imbalance. temperature free. This makes it possible to correct more quickly by over-adjustment, the temperature variation which caused the closing or opening of the valve. This phenomenon can be exaggerated by providing an insulating layer, for example air, between the tube 12 and the rod 13.
If, for example, the tube is made of brass and the rod of iron or steel, the ratios of the expansion coefficients will be between 1 / s and 1, which produces a marked over-adjustment effect.
When the device has to operate to maintain the temperature constant in a cold (refrigeration) enclosure using a cold fluid, the thermometric organ can be constructed by placing the high-cli- lation metal in place of the thermometer. rod 13 and tube 12. is then made with the metal at low expansion. As a result, an increase in the temperature of the thermometric member causes the opening of the valve and consequently an increase in the flow rate of the cold fluid.
The same result could be obtained with the apparatus of FIG. 3 by placing the pivot point 35: of the lever 34 between the point of attack of the thermometric member and the point of resistance of the valve. It is then necessary to provide a return spring for the lever 34, spring strong enough to be able to lift the valve against the pressure of the spring 18.
The apparatus can be used to regulate the temperature of a bath, for example, by immersing the thermometric member in the bath and by connecting the tube 30 to a hot water supply, the tube 32 leading this water. hot to. a mixer to mix it with cold water. Conversely, the regulator could control the flow of cold water.
Instead of the screw 16 being independent of the valve and turning in it (fig. 1) or that the. valve rotates around it (fig. 3), this screw could be integral with the valve and the female part surrounding the screw would be placed between the screw and the thermometric member.
The spring 18 of the first form, of execution instead of .d'être a spring with .boudin could be a spring composed of two leaves bearing on each other.
Note that by unscrewing the neck. vercle 28, it is possible to dismantle the apparatus and remove the valve and the adjustment device, which allows the checking and cleaning of the apparatus parts. In particular the seat of the valve which is integral with the frame 10 can, .de this way, be lapped or leveled on a "marble".