FR2589989A1 - Dispositif a chalumeau fonctionnant avec un carburant gazeux et module d'alimentation en carburant de ce dispositif - Google Patents

Abstract

LE DISPOSITIF EST DESTINE A ETRE UTILISE DANS DES OPERATIONS DE DECOUPAGE, SOUDAGE, CHAUFFAGE DE MATERIAUX SOIT METALLIQUES SOIT NON METALLIQUES. IL COMPORTE UN MODULE 20 D'ALIMENTATION EN CARBURANT POUR FOURNIR DU CARBURANT GAZEUX AU CHALUMEAU 16 A UNE PRESSION ELEVEE A PARTIR D'UNE SOURCE DE GAZ A PRESSION RELATIVEMENT BASSE, PAR EXEMPLE DE GAZ NATUREL. LE MODULE COMPORTE DE PREFERENCE UN SYSTEME DOUBLE POUVANT FONCTIONNER DE MANIERE SELECTIVE POUR FOURNIR DU CARBURANT GAZEUX COMPRIME DESTINE A D'AUTRES APPLICATIONS, DONT LA RECHARGE D'UN OU PLUSIEURS RECIPIENTS, PAR EXEMPLE. LE MODULE PRESENTE DES CARACTERISTIQUES GRACE AUXQUELLES LA PRESSION DE REFOULEMENT DU CARBURANT GAZEUX PEUT ETRE MODIFIEE DE MANIERE INFINIE ET AJUSTEE PRESELECTIVEMENT DANS LES LIMITES PERMISES PAR LE COMPRESSEURS DU MODULE.

Description

1. La présente invention concerne les chalumeaux en général ou des

dispositifs semblables à des chalumeaux

pour des opérations de découpe, soudage, ou chauffage impli-

quant des matériaux soit métalliques soit non métalliques.

Plus spécifiquement, la présente invention concerne un tel chalumeau ou des appareils semblables à des chalumeaux et leur dispositif d'alimentation en combustible. Tel qu'il est utilisé ici, le terme "soudage" implique des opérations

de soudage, brasage ou autres opérations connues dans les-

quelles des articles ou parties séparées de matériau sont réunis ou réunis par fusion en utilisant un chalumeau ou un

brûleur produisant une flamme.

On connait des chalumeaux, brleurs ou autres dis-

positifs produisant des flames qui sont utilisés dans des opérations diverses telles que des opérations de soudage, découpe ou chauffage de divers objets ou matériaux, dont des matériaux soit métalliques soit non métalliques. Un tel chalumeau ou de tels dispositifs semblables à des chalumeaux produisent une flamme lors de la combustion d'un mélange

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d'air ou autre gaz contenant de l'oxygène avec un carbu-

rant approprié. Typiquement, ces carburants comprennent divers carburants tels que le propane, l'acétylène, le

gaz naturel, ou autres carburants gazeux A base d'hydro-

carbures. Les carburants destinés à être utilisés dans les opérations indiquées ci-dessus sont généralement fournis dans des réservoirs ou récipients de stockage qu'on peut connecter au chalumeau. Comme il est nécessaire d'acheter et de transporter les carburants dans des récipients de

stockage remplis préalablement, ou de remplir et de trans-

porter des récipients de stockage existant déjà, il est

très fréquent que la fourniture des carburants pour les di-

verses opérations décrites ci-dessus soit fréquemment coQ-

teuse et mal commode. En outre, à cause des différentes pressions de fonctionnement ou autres paramètres associés aux opérations indiquées cidessus, il faut en général que

les carburants soient fournis au chalumeau, ou au disposi-

tif semblable à un chalumeau à des pressions ou à des dé-

bits différents, ce qui se traduit par une incompatibilité

ou absence d'interchangeabilité de l'équipement dans certai-

nes des opérations indiquées ci-dessus.

Par conséquent, un des objets principaux de la présente invention est un chalumeau ou appareil semblable à un chalumeau comprenant un dispositif d'alimentation en

carburant, ou module, destiné à être utilisé dans la four-

niture d'un carburant à partir d'une source de carburant commode, dont on dispose facilement, et peu coûteuse, par

exemple une source de gaz naturel.

Un autre objet principal de la présente invention

est un chalumeau ou appareil semblable à un chalumeau com-

prenant un dispositif d'alimentation en carburant, ou module,

capable de fournir un carburant gazeux tel que du gaz na-

turel, à divers débits et pressions, le rendant compatible et interchangeable dans une vaste variété d'opérations de

soudage,de découpe ou de chauffage.

Un autre objet de la présente invention est un chalumeau ou autre appareil semblable à un chalumeau comprenant un dispositif d'alimentation en carburant, ou module, capable

d'être connecté a une source de carburant gazeux sous pres-

sion relativement faible telle qu'un système typique d'ali-

mentation en gaz naturel pour résidences ou locaux commer-

ciaux. Un autre objet de la présente invention est un chalumeau ou autre appareil semblable à un chalumeau comprenant un

dispositif d'alimentation en carburant, ou module, relati-

vement peu coteux, simple et commode A utiliser, relative-

ment peu coûteux à fabriquer, et de préférence portable de manière & maximaliser son emploi dans une vaste variété d'emplacements.

Un autre objet de la présente invention est un cha-

lumeau ou un appareil semblable à un chalumeau comprenant un dispositif d'alimentation en carburant ou module, capable de

s'alimenter directement à partir d'une source de carburant ga-

zeux dont on dispose facilement, tout en étant utilisa-

ble pour la recharge des réservoirs de stockage de car-

burant gazeux pour emploi ultérieur dans des emplacements situées distance o l'on ne dispose d'aucune source de

carburant gazeux. -

Selon la présente invention, un chalumeau ou autre

dispositif semblable à u. chalumeau comprend un module d'ali-

mentation en carburant prévu pour fournir un carburant ga-

zeux sous pression élevée à partir d'une source de carbu-

rant gazeux & pression relativement basse, par exemple un

système d'alimentation en gaz naturel pour résidences ou -lo-

caux commerciaux. Un module d'alimentation en carburant don-

né à titre d'exemple selon la présente invention comprend de préférence un orifice d'entrée pouvant être connecté facilement afin de transmettre un fluide a la source de

carburant gazeux, un compresseur pour comprimer du carbu-

rant gazeux provenant de la source de carburant de manière

à en augmenter la pression, et un module à décharge sélec-

tive et pouvant être connecté de façon amovible au chalumeau 3. 4. afin de fournir sélectivement le carburant gazeux comprimé à ce dernier, comprenant un régulateur réglable pour ajuster présélectivement la pression du carburant gazeux comprime fourni au chalumeau. De préférence, le modulie d'alimentation en carburant selon la présente invention comporte également

un second système de décharge permettant de contourner sé-

lectivement un régulateur réglable afin de décharger le car-

burant gazeux comprimé directement à partir du compresseur

dans le but par exemple, de recharger un ou plusieurs réci-

pients de stockage de carburant.

Divers modes de réalisation du module d'alimenta-

tion en carburant selon la présente invention peuvent compor-

ter une caractéristique ou l'ensemble de diverses caracté-

ristiques en option, mais ayant la préférence, telles qu'un

filtre à carburant gazeux entre l'orifice d'entrée du modu-

le d'alimentation en carburant et l'admission du compresseur

un filtre de lubrifiant pour capter et recueillir les lubri-

fiants du compresseur à partir du carburant gazeux comprimé la sortie de refoulement du compresseur, un système de

retour pour renvoyer les lubrifiants du compresseur à l'ad-

mission de ce dernier, un dispositif de refroidissement pour réduire la température du carburant gazeux comprimé provenant de l'orifice de refoulement du compresseur, ou

un système de soupapes pouvant fonctionner de manière sélec-

tive afin de refouler sélectivement le carburant gazeux com-

primé soit par l'intermédiaire du régulateur réglable soit

directement à partir du compresseur. D'autres caractéristi-

ques en option, mais ayant la préférence, comportent un

dispositif réglable de coupure de la pression pour le pré-

réglage de la pression maximum de refoulement du compres-

seur et un système réglable à soupape de sécurité pour pré-

régler la pression limite agissant sur le régulateur régla-

ble. La présente invention sera bien comprise lors de

la description faite en liaison avec les dessins ci-joints

5. dans lesquels:

La figure 1 est une vue en perspective du dispo-

sitif à chalumeau fonctionnant au gaz selon la présente in-

vention, comprenant un module d'alimentation en carburant, donné à titre d'exemple, qui est branché de manière à four- nir un carburant gazeux au chalumeau;

La figure 2 est une vue en perspective, sembla-

ble à celle de la figure 1, mais illustrant le module d'ali-

mentation en carburant de la figure 1 alors qu'il est bran-

ché pour fournir du carburant gazeux destiné à la recharge d'un ou de plusieurs récipients de stockage de carburant gazeux; La figure 3 est une vue en perspective du module d'alimentation en carburant de la figure 1, avec des parties

de son carter enlevées de manière à révéler certains compo-

sants intérieurs; La figure 4 est un diagramme de circulation du

dispositif d'alimentation en carburant de la figure 1.

Les figures 1 à 4 décrivent un mode de réalisa-

tion, donné à titre d'exemple, d'un dispositif à chalumeau

fonctionnant avec un carburant gazeux selon la présente in-

vention qui comporte un module d'alimentation en carburant destiné à être employé soit pour fournir un carburant gazeux

par exemple de gaz naturel, à un chalumeau;soit pour rechar-

ger un ou plusieurs réservoirs de stockage de carburant ga-

zeux. L'homme du métier verra facilement d'après la descrip-

tion suivante et les dessins d'accompagnement que la présen-

te invention s'applique également aux dispositifs à chalu-

meau et modules d'alimentation en carburant autres que ceux

décrits à titre d'illustration dans les figures. Il apparal-

tra également facilement d'après la discussion suivante et les dessins d'accompagnement que la présente invention peut

être adaptée à diverses applications en plus de son utili-

sation en moyen d'alimentation d'un chalumeau et d'un réci-

pient de stockage.

6.

En figure 1, un dispositif 10 de chalumeau fonc-

tionnant avec un carburant gazeux comprend généralement un chalumeau assemblé 16, un dispositif 18 d'alimentation en oxygène, et un module d'alimentation en carburant 20, avec une conduite 22 d'alimentation en oxygène reliant le

dispositif 18 au chalumeau 16 et une conduite 24 d'alimen-

tation en carburant reliant le module 20 au chalumeau 16.

Le chalumeau 16 de la figure 1 est typique et représenta-

tif d'une vaste variété de chalumeaux bien connus qu'on utili-

se couramment dans des opérations de découpe, de soudage ou

de chauffage. Le chalumeau 16 comporte généralement un cla-

pet d'oxygène 26 et un clapet de carburant 28 permettant d'ajuster le mélange carburant-oxygène dans une partie de mélange 30 de manière à produire une flamme à l'extrémité

32 du chalumeau lors de la combustion du mélange air et car-

burant. Bien que non représenté spécifiquement en figure 1,

le chalumeau 16 comporte de préférence un régulateur-réduc-

teur permettant à l'utilisateur du chalumeau de procéder à

un réglage fin de la fourniture de carburant.

Comme le chalumeau 16, le dispositif 18 de four-

niture d'oxygène est typique et représentatif d'une vaste

variété de dispositifs bien connus d'alimentation en oxygè-

ne qu'on utilise couramment dans les opérations de découpe,

de soudage ou de chauffage. Le dispositif 18 comporte généra-

lement un réservoir d'oxygène 40, une soupape de coupure 42, et un régulateur d'oxygène 44 pour le contrôle et le réglage

de la pression et du débit de l'oxygène délivré.

Comme représenté en figures 1 et 2, le module 20 d'alimentation en carburant est adaptable pour fournir un carburant gazeux au chalumeau 16 par l'intermédiaire de la

conduite 24 d'alimentation en carburant, qu'on peut bran-

cher de manière amovible au module 20 au moyen d'un raccord

à branchement rapide 50, ou, en variante, pour un autre ob-

jet comme représenté en figure 2. En figure 2, une conduite

de recharge 58 peut être connectée à un raccord 60 à branche-

ment rapide afin de fournir du carburant gazeux par 7. l'intermédiaire d'un collecteur 62 à un ou plusieurs récipients de stockage 64. Au moyen d'un tel agencement, le module 20

d'alimentation en carburant présente aussi une utilité indi-

recte dans des chalumeaux situés dans des endroits éloignés o il n'existe aucune énergie électrique ou source de carbu- rant gazeux, permettant donc la recharge, le transport et l'utilisation d'un ou de plusieurs récipients de stockage 64

afin de fournir du carburant gazeux auxdits endroits. On re-

marquera, comme cela apparaîtra à l'homme du métier, que le module 20 peut être également utilisé dans des applications

autres que la fourniture de carburant gazeux pour la rechar-

ge de récipients de stockage.

On notera que les récipients de stockage 64 contien-

nent de préférence un sorbant (adsorbant ou absorbant) de ma-

nière à augmenter leur capacité de stockage en carburant ga-

zeux. Des exemples de réservoirs de stockage de ce type sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4 531 558,

n 4 523 548 et n 4 522 159 (incorporés ici à titre de réfé-

rence), et des exemples de sorbants comprennent du charbon ac-

tivé, des zéolites, des matériaux du type gel de silice, ou

diverses argiles.

Le module 20 d'alimentation en carburant comprend généralement un carter 66 présentant un ou plusieurs volets de ventilation 68, une ou plusieurs poignées de transport 70

et un panneau de commande 72. Le panneau de commande 72 compor-

te un commutateur de mise en service - hors service 74 pour

la mise sous tension et hors tension du module 20 et un sélec-

teur 76 pour la présélection de l'un des modes de fonctionne-

ment représentés en figures 1 et 2. Le panneau 72 comporte également un voyant lumineux 78 de mise sous tension qui

indique à l'utilisateur que le commutateur de mise en servi-

ce se trouve dans la position "fermée", un voyant 80 indi-

quant le type d'application choisi pour le chalumeau et un voyant 82 indiquant qu'il s'agit de la recharge de réservoir ou autre application représentée en figure 2. Une commande 86

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8.

du régulateur de la pression du chalumeau est également pré-

vue sur le panneau 72 pour permettre à l'utilisateur de régu-

ler sélectivement la pression d'alimentation en carburant

gazeux. Un manomètre 88 est monté sur le panneau 72 pour con-

trôler la pression de refoulement du carburant gazeux dans

le mode de fonctionnement en chalumeau, et un manomètre simi-

laire 90 est prévu pour contrôler la pression de décharge du carburant gazeux dans le mode de fonctionnement o il y a recharge des récipients de stockage ou autres applications

19 de ce type.

En liaison plus particulièrement avec les figures 1 à 3, les divers composants du module 20 d'alimentation en carburant sont contenus à l'intérieur du carter 66 et montés sur un châssis 94. Le carter 66 et le châssis 94 sont de préférence conçus pour que le module 20 ait une durabilité correspondant à l'emploi qui en est fait. Cependant, comme cela apparaîtra à l'homme du métier, les divers composants et configurations structurelles du module 20 doivent être tels qu'on obtient un dispositif aussi léger et compact que

possible de manière à en faciliter le transport et l'emploi.

A cet égard, on a construit un premier prototype du module ayant les dimensions hors-tout approximatives suivantes: cm de large, 71 cm de profondeur et 39 cm de haut, le poids étant environ 34 kg. Néanmoins, il est envisagé de réduire sensiblement les dimensions hors-tout et le poids des versions commerciales du module 20 sans que cela ait un effet important sur sa durabilité, sa qualité et son utilité. En liaison plus particulièrement avec le schéma de circulation de la figure 4, mais toujours en liaison

avec la figure 3,on décira maintenant les composants inté-

rieurs et le fonctionnement du module 20 d'alimentation en carburant. La source de carburant pour le module 20 est un système de fourniture en carburant gazeux, représenté schématiquement par la référence 100 en figure 4. Le 9. système 100 peut être virtuellement constitué de toutes les

sources de carburant gazeux dont on dispose, mais de préfé-

rence de celles qu'on rencontre dans les installations ré-

sidentielles ou industrielles. Un tel système de fourniture de gaz naturel fournit typiquement du gaz à des pressions comprises généralement entre 1,72 kPa et environ 69 kPa,

selon l'emplacement et le fournisseur du système de gaz natu-

rel, et le fait que le système de fourniture sert à alimen-

ter des résidences ou des locaux commerciaux.

Le module 20 d'alimentation en carburant comporte

un connecteur à branchement rapide 102 pour connecter sélec-

tivement et de manière amovible une conduite d'entrée 104

qui communique avec le système 100 de fourniture. La condui-

te 104 comporte de préférence une soupape d'entrée 106 ac-

tionnée par solénoide, un filtre 108, et une soupape de re-

tenue unidirectionnelle 110. Le filtre 108 peut être cons-

titué de n'importe lequel d'un certain nombre de filtres pouvant être utilisés avec le carburant gazeux particulier fourni,mais il comporte de préférence un déshydratant afin d'extraire l'humidité ou autres corps indésirables

du carburant gazeux. Bien qu'on puisse employer divers ty-

pes de filtres à déshydratant, un filtre préféré comprend un sorbant (absorbant ou adsorbant), tel que du charbon activé, un matériau à base de zéolite, un matériau du type à

gel de silice, ou diverses argiles, par exemple.

Le carburant gazeux qui est de préférence du gaz

naturel est fourni par l'intermédiaire de la conduite d'en-

trée 104, d'un raccord en T 112 et des autres composants dé-

crits ci-dessus à l'admission 114 d'un compresseur 116 qui peut être mis sélectivement en marche afin de comprimer le

carburant gazeux pour en augmenter la pression. Dans un pro-

totype réellement construit du module 20, le compresseur 116 était un compresseur hermétique du type couramment utilisé dans les appareils de réfrigération. De tels compresseurs sont peu coûteux, durables et se trouvent facilement en o. stock. L'homme du métier reconnaîtra, naturellement que

d'autres types de compresseurs peuvent être utilisés en va-

riante. De préférence, le compresseur 116 comprime le car-

burant gazeux à une pression généralement comprise entre environ 689 kPa et environ 3450 kPa en fonction des paramè-

tres présélectionnés discutés ci-dessus et des caractéris-

tiques de l'application particulière.

Le carburant gazeux comprimé est acheminé à par-

tir de l'orifice de refoulement 118, par l'intermédiaire

d'une conduite 120, jusqu'à un séparateur 122 du lubri-

fiant du compresseur. Le séparateur 122 peut être constitué

d'un certain nombre de dispositifs séparateurs ou de fil-

tres connus dont la fonction est d'extraire les huiles ou

liquides de lubrification d'un courant gazeux les traver-

sant. De préférence, le séparateur 122 est du type bien con-

nu à tube capillaire, à gravité, et est destiné à renvoyer les lubrifiants recueillis à l'admission du compresseur 114 par une conduite de retour de lubrifiant 188, sous l'effet

de la pression de refoulement du compresseur.

29 A partir du séparateur de lubrifiant 122, le cou-

rant gazeux comprimé est de préférence envoyé dans un con-

denseur ou échangeur de chaleur 124 pour en réduire la

température. L'échangeur de chaleur 124 comporte de préfé-

rence un serpentin de refroidissement sur lequel l'air am-

biant est entraîné par un ventilateur 232. Dans le prototy-

pe réellement construit du module 20,la température du car-

burant gazeux, lequel était du gaz naturel, à son entrée dans l'échangeur de chaleur 124 était d'environ 60 C et la température du gaz naturel à la sortie de l'échangeur correspondait sensiblement à la température ambiante. Bien

que l'échangeur de chaleur 124 soit décrit dans les figu-

res comme comportant un serpentin de refroidissement air-

gaz, l'homme de l'art remarquera qu'on peut employer en

variante d'autres types d'échangeur de chaleur, conden-

seurs ou autres appareils de refroidissement dans le but de 11. réduire la température du carburant gazeux comprimé sortant

de l'orifice de refoulement 118 du compresseur 116.

A partir de l'échangeur de chaleur 124, le carbu-

rant gazeux comprimé et refroidi parcourt une conduite 126 jusqu'à un raccord en T 129, o il est alors déchargé du mo-

dule 20 en passant par l'un de deux dispositifs de déchar-

ge, comme illustré en figures 1 et 2. Dans le premier dispo-

sitif de décharge du module d'alimentation en carburant,

le carburant gazeux comprimé traverse, à la sortie du rac-

cord 129, une soupape 130 de chalumeau de préférence action-

née par solénoide, une première conduite de décharge 132,

et un raccord en T 134, pour aboutir à un régulateur régla-

ble 136. Le régulateur 136 peut être n'importe quel régula-

teur permettant d'ajuster présélectivement la pression d'un

courant gazeux le traversant. Le régulateur 136 peut fonc-

tionner sélectivement sous la commande 86 du panneau de

* commande 72 de manière à décharger présélectivement le carbu-

rant gazeux à une pression ajustée présélectivement dans le

raccord 50 de décharge dans le chalumeau au moyen d'une sou-

pape de retenue unidirectionnelle 140.

Le module 20 comporte également de préférence une

soupape de sûreté réglable 184 branchée, au moyen du rac-

cord en T 134, au côté d'entrée du régulateur réglable 136

de manière à permettre le pré-réglage de la pression limi-

te pour le régulateur 136. Comme le compresseur 116 est ty-

piquement un compresseur à vitesse constante, sortie cons-

tante, il refoule un courant gazeux comprimé sensiblement continu et constant, lorsqu'il est en en marche. Ainsi,

toute sortie en excès du compresseur 116 doit être ren-

voyée à l'admission 114 au moyen de la soupape de sûreté 184 et d'une conduite de retour de gaz 186 qui communique avec l'admission 114 du compresseur par l'intermédiaire du

raccord en T 112.

Grâce à l'agencement de la soupape de sûreté réglable venant d'être discuté, le module 20 d'alimentation 12.

en carburant peut être sélectivement pré-réglé, par ajus-

tement de la soupape 184, pour une pression maximum de décharge du carburant gazeux dans le premier dispositif de

décharge du module qui ne peut être dépassée lors du fonc-

tionnement du régulateur 136. La présence des caractéris-

tiques précédentes dans le module 20 permet donc un ajuste-

ment ou une variation présélectionnées infinies de la pres-

sion de refoulement du module d'alimentation en carburant

pour le mode de fonctionnement en chalumeau, avec des limi-

tes réglables de manière infinie, à l'intérieur des p!ages de réglage du régulateur 136 et de la soupape de sreté 184,

et dans les limites de capacité maximum de décharge du com-

presseur 116. De manière à permettre à l'utilisateur du mo-

dule de surveiller la pression à laquelle le carburant gazeux est fourni au chalumeau, un raccord en T 138 est prévu sur le

côté de sortie du régulateur 136 qui communique, par l'intermé-

diaire d'une conduite 162 avec le manomètre 88 du chalumeau.

Pour l'autre mode de fonctionnement du module 20, à savoir la recharge des récipients de stockage, en figure 2, le raccord en T 129 est également connecté à un second dispositif de décharge du module au moyen d'une seconde

conduite 152 et d'une soupape 154 de réservoir, de préféren-

ce actionnée par solénoide. Le carburant gazeux comprimé dans le second dispositif de décharge est acheminé directement

de la soupape 154, en passant par une soupape de retenue uni-

directionnelle 156, une seconde conduite de décharge 158 et

un raccord en T 160, jusqu'au raccord 60 de décharge en ré-

servoir. Comme cela apparaîtra facilement en figure 4, le second dispositif de décharge fournit du carburant gazeux comprimé au raccord 60 sans passer par le régulateur 136 du premier dispositif de décharge du module. Cela est d au fait qu'on désire que la pression de décharge, lors de la recharge du réservoir, soit maintenue au-dessous d'une

valeur maximum préréglée de manière à éviter la surpres-

sion des réservoirs. Pour permettre à l'opérateur d'obser-

ver la pression à laquelle le carburant gazeux comprimé est 13. déchargé dans le raccord 60, ce qui permet à l'utilisateur

de surveiller l'opération de recharge par exemple, une con-

duite 164 communique avec le raccord 160 et avec le manomè-

tre 90 du panneau de commande 72.

Pour fournir une pression maximum pré-réglée au

refoulement du compresseur, ainsi que pour obtenir une ca-

ractéristique de sécurité positive en cas de mauvais fonc-

tionnement du système, le module 20 comporte de préférence un raccord en T 177 dans la seconde conduite de décharge

158, qui assure la transmission de fluide au moyen d'une con-

duite 178 de commande du compresseur aboutissant à un contrô-

leur 180 de coupure de la pression. Le contrôleur 180 est

pré-réglable de manière pré-sélective pour une pression glo-

bale maximum du refoulement du compresseur et, comme décrit

avec plus de détail ci-après, est capable d'arrêter le com-

presseur aumnyen d'une conduite de commande 182 reliant le

contrôl61eur de coupure 180 au moteur d'entraînement (non re-

présenté) du compresseur 116. Le contrôleur 180 peut être pré-

réglé pour fournir des limites supérieures de la pression de

refoulement du carburant gazeux dans les dispositifs de dé-

charge du module, ainsi que pour fournir une coupure automa-

tique du compresseur 116 en cas de rupture des conduites ou

tuyaux souples situés en aval, ou autre mauvais fonctionne-

ment dans lequel il est nécessaire et souhaitable d'arrêter le compresseur.On préfère que, dès que le contrôleur 180 a mis hors-marche le compresseur 116, il puisse être réarmé pour reprendre le fonctionnement seulement par une procédure manuelle de manière à pousser l'utilisateur à s'assurer de

la cause de la mise hors-marche du compresseur et à corri-

ger tout mauvais fonctionnement avant la reprise du fonc-

tionnement. De manière à assurer les diverses fonctions et

caractéristiques décrites ci-dessus, le module 20 compor-

te un système d'alimentation et de commande, représenté sché-

matiquement en figure 4, pour mettre en service, hors service 14.

et réguler les divers composants. Le module 20 est de préfé-

rence alimenté électriquement et peut être connecté de maniè-

re amovible à une source extérieure d'alimentation électri-

que 200 au moyen d'un connecteur classique 202. L'énergie électrique est transmise par une ligne d'alimentation 204 reliée au commutateur principal de mise en service 74, qu'on peut mettre sélectivement sur la position "marche" ou sur

la position "arrêt".

Lorsque le commutateur 74 est dans la position

"marche", l'énergie est appliquée par une ligne d'alimenta-

tion 206 et une ligne 210 jusqu'au voyant 78 du panneau 72, ce qui indique à l'opérateur que le module 20 est sous-ten-

sion. L'énergie électrique est également fournie par l'inter-

médiaire du commutateur 74, de la ligne d'alimentation 206 et

d'une ligne d'alimentation 208, au sélecteur 76 pour des rai-

sons décrites ultérieurement. Le commutateur 74 constitue également le véhicule de fourniture d'énergie électrique,par

l'intermédiaire d'une autre ligne électrique 218 et d'une li-

ane 222 d'alimentation du compresseur, à la commande (non représentée) du moteur du compresseur 116, ce qui permet au compresseur 116 d'être sélectivement mis sous tension et hors

tension par l'intermédiaire du commutateur 74. La ligne d'ali-

mentation 218 comporte également une dérivation vers une ligne 224 de manière à exciter un actionneur 226 à solénoide afin

d'ouvrir la soupape d'entrée 106 lorsque le système est sous-

tension ou de fermer cette soupape lorsque le système n'est

plus sous-tension.

Une ligne 228 d'alimentation de moteur de ventila-

teur est également prévue pour alimenter en énergie électri-

que à partir du commutateur 74 le moteur 230 du ventilateur 232 de l'échangeur de chaleur. Ainsi, le compresseur 116, le moteur 230 du ventilateur et le ventilateur 232 et la soupape d'admission 106 actionnée par solénolde sont tous

mis sous tension et hors tension, en même temps que le sé-

lecteur 76 et le voyant lumineux 78, à la suite du fonction-

nement du commutateur principal 74.

15. Dés que le module 20 a été mis sous tension de façon que le sélecteur 76 soit alimenté, ce dernier peut être mis sélectivement sur la position dite "chalumeau" de

manière à faire fonctionner le premier actionneur à solénoi-

de 170 de la soupape 130, par l'intermédiaire d'une premiere ligne de commande 174. D'une façon similaire, si on place le

sélecteur 76 sur la position dite "réservoir", un second ac-

tionneur à solénoide 172 est excité par l'intermédiaire d'une seconde ligne de commande 176 afin d'ouvrir la soupape 154. Par conséquent, lorsque le sélecteur 76 est mis sur la position "chalumeau", l'actionneur 170 est mis en marche de manière à ouvrir la soupape 130, et d'une manière quasi-si multanée, l1actionneur 172 est mis hors marche de façon à fermer la soupape 154 du réservoir. Inversement, lorsqu'on place le sélecteur sur la position "réservoir", l'actionneur 172 est mis en marche de manière à ouvrir la soupape 154, et d'une façon quasi-simultanée, l'actionneur 170 est mis hors-marche afin de fermer la soupape 130 du chalumeau.Avec

un tel agencement, le module 20 peut être employé pour dé-

charger le carburant gazeux comprimé, de préférence du gaz naturel, soit par l'intermédiaire du premier dispositif de décharge du module pour le fonctionnement du chalumeau soit par l'intermédiaire du second système de décharge du module

pour la recharge du récipient de stockage ou autre applica-

tion.

De manière à donner à l'utilisateur une indica-

tion sur le mode choisi, "chalumeau" ou "réservoir", une ligne 214 est connectée pour fournir de l'énergie au voyant 80

du chalumeau à partir de la première ligne de commande 174.

D'une manière similaire, une ligne électrique 212 fournit de l'énergie entre la seconde ligne de commande 176 et le

voyant 82 du réservoir.

Le fonctionnement du module 20 peut être briève-

ment décrit dans ses grandes lignes en commençant par son branchement pour obtenir le mode de fonctionnement désiré; 16. avec le chalumeau 16 comme représenté en figure 1, ou avec

des récipients de stockage 64, comme représenté en figure 2.

Le module 20 peut être interconnecté avec le dispositif 100 d'alimentation en carburant gazeux au moyen du connecteur à branchement rapide 102, opération qu'on fait suivre de l'in- terconnexion électrique avec la source d'alimentation 200

au moyen du connecteur 202.

Lorsqu'on met le commutateur principal de mise en

service 74 sur la position "fermé" le voyant 78, le sélec-

teur 76, le compresseur 116, le moteur 230 du ventilateur, et l'actionneur 226 à solénoide sont tous mis sous tension de manière à permettre la transmission de fluide avec le

dispositif 100 de fourniture de carburant gazeux et à démar-

rer le module 20 d'alimentation en carburant. Selon la po-

sition choisie pour le sélecteur 76, le voyant approprié "chalumeau", ou le voyant 82 "réservoir" est mis sous

tension et s'allume.

Lorsqu'on met le commutateur principal 74 sur la position "fermé" et que le sélecteur 76 est placé sur la

position "chalumeau", la soupape 130 pour chalumeau s'ou-

vre, et la soupape 154 pour réservoir se ferme simultané-

ment. Cette situation permet au carburant gazeux comprimé d'être envoyé, par l'intermédiaire du premier dispositif de décharge du module, au chalumeau 16, la pression de décharge étant sélectivement ajustée et commandée par le régulateur 136 et sa commande 86. Une telle régulation de la

pression de décharge peut être exécutée dans les limites pré-

établies qui sont imposées au premier dispositif de décharge du module par la soupape réglable manuellement 184, comme

on l'a décrit ci-dessus.

D'une manière similaire, lorsqu'on déplace le sé-

lecteur 76 sur la position "réservoir", la soupape 154 s'ouvre et la soupape 130 se ferme simultanément de manière

à décharger le carburant gazeux comprimé, par l'intermé-

diaire du second dispositif de décharge du module, directe-

ment dans le récipient de stockage 64 ou pour obtenir un 17. autre fonctionnement utilisant du carburant. Comme on l'a

indiqué ci-dessus, la pression de décharge du module d'ali-

mentation en carburant dans l'un ou l'autre des modes de

fonctionnement est finalement régie par le réglage de la pres-

sion maximum, préétablie de manière sélective, de refoule- ment du compresseur, ce réglage étant celui du dispositif

de coupure 180.

Inversement, lorsqu'on place le commutateur princi-

pal 74 sur sa position "'arrêt", les composants venant d'être

décrits sont mis hors-service de manière à arrêter la tota-

lité du module 20. A cet égard, on notera que le gaz reste dans le module 20 car on n'a prévu aucun stockage interne

du gaz naturel comprimé. Cette caractéristique augmente sen-

siblement la sécurité du module 20 en évitant l'établisse-

ment de carburant gazeux pressurisé pendant des périodes

de non-utilisation.

De manière à donner des exemples de composants ap-

propriés pour le module 20, on présente ci-après un tableau, o la majorité des composants principaux du module 20 sont identifiés soit génériquement soit par leur fournisseur soit par une autre information appropriée sur le produit, qu'on

accompagne des noms commerciaux ou des marques, le cas éché-

ant. On notera que les informations données ci-après le sont simplement à titre d'exemple et que l'homme du métier verra

facilement qu'on peut employer d'autres composants équiva-

lents ou des variantes de composants.

Numéro de référence

du composant Description

Adaptateur/raccord pour tuyau souple CGA en laiton

Connecteur rapide de coupure, à extrémi-

té femelle unique SS-QC4-B-4PF "Swagelok" 76 Sélecteur bipolaire à deux directions, ampères, 115 volts 88 Manomètre "Wika" 111.10, CBMri/U-C, 6,3 cm; 0-0,2 MPa 18. Manomètre "Wika" 111.10, CBM/U-C, 6,3 cm; 0-2,6 MPa

106 "Valcor" SV-62, soupape à solénoide normale-

ment fermée, diamètre d'orifice 6 mm, 115 volts, 60 Hz

108 Ensemble séparateur d'humidité/filtre rem-

pli de déshydratant 116 Compresseur hermétique soudé "Copeland"

JRL4-0050

122 Séparateur d'huile "Composants AC&R"

S-5580

124 Echangeur de chaleur, double rangée, pression de travail, 4 MPa /154 Soupape à solénoide normalement fermée "Valcor" SV-12, diamètre d'orifice 6 mm, V, 60 Hz 136 Régulateur réducteur de pression armé à la main "Tescom",pression de sortie 0,35 MPa Soupape de retenue en ligne, "Nupro", 4CP 184 Soupape de sûreté en ligne, réglable, "Nupro" 4CPA 230 Moteur de ventilateur "Steveco" 9W-CCW,

V, 60 Hz.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

19.

Claims (25)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif à chalumeau fonctionnant avec un

carburant gazeux destiné à être utilisé dans des opéra-

tions de découpe ou de soudage, comprenant en combinaison: - un moyen de chalumeau (16) pouvant fonctionner de manière sélective pour la combustion d'un mélange de carburant gazeux et d'oxygène; - un moyen de fourniture d'oxygène (18) pour fournir de l'oxygène au moyen de chalumeau; et - un module (20) d'alimentation en carburant pour fournir du carburant gazeux au moyen de chalumeau à une pression élevée à partir d'une source (100) de carburant

gazeux à une pression relativement faible, le module compor-

tant: - un moyen d'entrée (102) pouvant être connecté à des fins d'acheminement de fluide à la source de carburant gazeux à pression relativement faible; - un moyen de compression (116) communiquant par fluide avec le moyen d'entrée du module d'alimentation en carburant et pouvant être mis sélectivement sous tension

afin de comprimer le carburant gazeux provenant de la sour-

ce de carburant gazeux dans le but d'en augmenter la pression, le moyen de compression ayant un orifice d'aspiration (114)

communiquant par fluide avec le moyen d'entrée du module d'ali-

mentation en carburant et un orifice de refoulement (118) pour décharger le carburant gazeux comprimé à partir du moyen de compression; et - un moyen de décharge de module-d'alimentation en carburant pouvant être connecté sélectivement et de manière

amovible au moyen de chalumeau afin de fournir sélective-

ment le carburant gazeux comprimé provenant du moyen de compression au moyen de chalumeau, le moyen de décharge du module d'alimentation en carburant comportant un moyen de régulateur réglable (136) communiquant par fluide avec l'orifice de refoulement du moyen de compression et pouvant 20. fonctionner pour ajuster présélectivement la pression du

carburant gazeux comprimé provenant du moyen de compres-

sion de manière à fournir le carburant gazeux comprimé au

moyen de chalumeau à une pression, ajustée présélective-

ment, de décharge du module d'alimentation en carburant.

2 - Dispositif selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le carburant gazeux est du gaz naturel.

3 - Dispositif selon la revendication 2, carac-

térisé en ce que la source (100) de carburant gazeux à pres-

sion relativement faible comprend un système de fourniture

de gaz naturel, le moyen d'admission (102) du module d'ali-

mentation en carburant comprenant un moyen pour connecter

sélectivement et de manière amovible le module d'alimenta-

tion en carburant du système de fourniture de gaz naturel.

4 - Dispositif selon la revendication 3, caractéri-

sé en ce que le gaz naturel dans le système de fourniture en gaz naturel se trouve à une pression généralement comprise

entre environ 1,72 kPa et environ 69 kPa, le moyen de com-

pression augmentant la pression du gaz naturel à une valeur

inférieure à environ 3,450 MPa.

- Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant comporte en outre un moyen de filtre (108) pour filtrer le

carburant gazeux entre le moyen d'entrée du module d'alimen-

tation en carburant et l'admission du moyen de compression.

6 - Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant comporte en outre un moyen de filtre (122) de lubrifiant de manière à capturer et recueillir la quasi-totalité des

lubrifiants du moyen de compression présents dans le car-

burant gazeux comprimé provenant de l'orifice de refoule-

ment du moyen de compression.

7 - Dispositif selon la revendication 6, caracté-

risé en ce que le moyen de filtre (122) de lubrifiant compor-

te un moyen de conduite de fluide (188) pour renvoyer à 21.

l'admission du moyen de compression les lubrifiants recueil-

lis.

8 - Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant comporte en outre un moyen de refroidissement (124) communi-

quant par fluide avec l'orifice de refoulement (118) du mo-

yen de compression (116) afin de réduire la température du

carburant gazeux comprimé en sortant.

9 - Dispositif selon la revendication 8, caracté-

risé en ce que le moyen de refroidissement (124) comporte

un échangeur de chaleur entre air et carburant gazeux.

- Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant com-

porte en outre, un second moyen de décharge communiquant par fluide avec l'orifice de refoulement (118) du moyen de compression de manière à contourner sélectivement le moyen de régulateur réglable (136) et à décharger le carburant

gazeux comprimé provenant du module.

11 - Dispositif selon la revendication 10, carac-

térisé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant

comporte en outre des moyens de soupape (130,152) pour dé-

charger sélectivement le carburant gazeux comprimé du moyen de compression en le faisant passer par l'un des premier

et second moyens de décharge du module.

12 - Dispositif selon la revendication 11, carac-

térisé en ce que le second moyen de décharge du module peut être connecté sélectivement et de manière amovible à au moins unrécipient (64) de stockage de carburant gazeux

de manière à permettre le remplissage sélectif du réci-

pient à partir de la source (100) de carburant gazeux à pression relativement basse par l'intermédiaire du module

d'alimentation en carburant.

13 - Dispositif selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant comprend en outre un moyen de coupure (180) réglable de 22. manière présélective pour arrêter automatiquement le moyen

de compression quand le carburant gazeux provenant de l'ori-

fice (118) de refoulement du moyen de compression atteint

une pression de refoulement maximum présélectionnée.

14 - Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant

comprend en outre un moyen de soupape de sûreté (184) régla-

ble présélectivement afin de renvoyer une partie du carbu-

rant gazeux du moyen de décharge du module à l'admission (114)

du moyen de compression lorsque la pression du carburant ga-

zeux dans ce moyen de décharge atteint une valeur présélec-

tionnée, la pression de décharge du module réglée présélecti-

vement étant sensiblement limitée à une valeur ne dépassant

pas la valeur de la pression de sûreté présélectionnée.

15 - Dispositif à chalumeau fonctionnant avec un carburant gazeux destiné à être utilisé dans des opérations de découpe ou de soudage, comprenant en combinaison: - un moyen de chalumeau (16) pouvant fonctionner de

manière sélective pour la combustiond'un mélange de gaz na-

turel et d'oxygène; - un moyen de fourniture d'oxygène (18) pour fournir de l'oxygène au moyen de chalumeau; et - un module (20) d'alimentation en carburant pour

fournir du gaz naturel, au moyen de chalumeau à une pres-

sion élevée à partir d'un système (100) de fourniture de gaz naturel à une pression relativement faible, le module comprenant:

- un moyen (102) d'entrée au module pouvant être con-

necté de manière à permettre la communication de fluide avec le système de fourniture de gaz naturel; - un moyen de compression (116) communiquant par fluide avec le moyen d'entrée du module et pouvant être mis en marche de manière sélective pour comprimer le gaz naturel

provenant du système de fourniture de gaz naturel de maniè-

re à en augmenter la pression, le moyen de compression ayant 23. un orifice d'admission (114) communiquant avec le moyen d'entrée du module et un orifice de refoulement (118) pour décharger le gaz naturel comprimé à partir du moyen de compression; - un moyen de filtre de lubrifiant (122) communi-

quant avec l'orifice de refoulement (118) du moyen de com-

pression (116) afin de capturer et de recueillir les lubri-

fiants du moyen de compression présents dans le gaz naturel comprimé provenant de l'orifice de refoulement du moyen de compression; - un moyen de refroidissement (124) communiquant par fluide avec l'orifice de refoulement (118) du moyen de

compression (116) afin de réduire la température du gaz natu-

rel comprimé en provenant; et - un moyen de décharge du module d'alimentation en carburant pouvant être connecté de manière sélective et

amovible au moyen de chalumeau (16) afin de fournir sélec-

tivement le gaz naturel comprimé provenant du moyen de com-

pression (116) au moyen de chalumeau, le moyen de décharge du module comportant un moyen de régulateur réglable (136) communiquant par fluide avec l'orifice de refoulement du moyen de compression et pouvant ajuster présélectivement la pression du gaz naturel comprimé provenant du moyen de compression de manière à fournir ce gaz naturel comprimé au moyen de chalumeau à une pression de décharge du module

réglée de façon présélective.

16 - Dispositif selon la revendication 15, carac-

térisé en ce que le gaz naturel du système (100) de fourni-

ture de gaz naturel se trouve à une pression généralement comprise entre environ 1,72 kPa et environ 69 kPa, le moyen de compression (116) augmentant la pression du gaz naturel à une valeur inférieure à environ 3, 45 MPa, l'orifice (102)

d'entrée au module comportant un moyen permettant de connec-

ter de façon sélective et amovible le module au système de

fourniture de gaz naturel.

24.

17 - Dispositif selon la revendication 15, caracté-

risé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant com-

prend en outre un moyen de filtre (108) à déshydratant pour filtrer le gaz naturel entre le moyen d'entrée et l'admission

(114) du moyen de compression.

18 - Dispositif selon la revendication 15, carac-

térisé en ce que le moyen de refroidissement (124) comporte

un échangeur de chaleur air-gaz naturel.

19 - Dispositif selon la revendication 15, carac-

térisé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant comprend en outre un second moyen de décharge du module communiquant par fluide avec l'orifice de refoulement (118) du moyen de compression afin de contourner sélectivement le moyen de régulateur (136) et de décharger le gaz naturel

comprimé du module.

- Dispositif selon la revendication 19, carac-

térisé en ce que le module d'alimentation en carburant com-

porte en outre des moyens agissant en soupape (130, 152) pour décharger sélectivement le gaz naturel comprimé du moyen de compression par l'intermédiaire du premier ou du

second moyen de décharge du module d'alimentation en carbu-

rant.

21 - Dispositif selon la revendication 20,carac-

térisé en ce que le second moyen de décharge du module d'alimentation en carburant peut être connecté de manière sélective et amovible à au moins un récipient (64) de

stockage de gaz naturel de manière à permettre le remplis-

sage sélectif de ce récipient à partir du système (100) de fourniture de gaz naturel à pression relativement basse

par le module (20) d'alimentation en carburant.

22 - Dispositif selon la revendication 20,oarac-

térisé en ce que le module d'alimentation en carburant peut être connecté à une source d'alimentation électrique (200), les moyens agissant en clapet (130, 152) comportant au moins une soupape actionnée par solénoïde électrique dans 25. chacun des premier et second moyens de décharge du module, et un sélecteur (76) pouvant être mis en marche de façon sélective pour actionner les soupapes à solénoide afin d'ouvrir sensiblement simultanément l'une des soupapes tout en fermant l'autre de manière à décharger sélectivement le gaz naturel comprimé par l'intermédiaire du premier ou du

second moyen de décharge correspondant du module.

23 - Dispositif selon la revendication 22, carac-

térisé en ce que chacun des premier et second moyens de décharge du module d'alimentation en carburant comporte un indicateur (88, 90) de la pression du gaz naturel afin de

surveiller la pression du gaz naturel comprimé qui est dé-

chargé sélectivement par l'un ou l'autre des premier et

second moyens de décharge du module.

24 - Dispositif selon la revendication 22, caracté-

risé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant comporte en outre un commutateur principal (78) pour mettre

sélectivement en marche et hors marche le moyen de compres-

sion (116), le sélecteur (76) et le moyen de refroidisse-

ment (124).

- Dispositif selon la revendication 24, carac-

térisé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant comporte en outre des voyants électriques pour indiquer soit l'état de marche soit l'état de mise hors marche du

moyen de compression, du sélecteur, et du moyen de refroi-

dissement, et pour indiquer celle des soupapes actionnées par solénoide des premier et second moyens de décharge du module qui se trouve ouverte et qui se trouve fermée, les voyants électriques étant également mis sous tension

ou hors tension sélectivement par le commutateur princi-

pal (74).

26 - Dispositif selon la revendication 15, carac-

térisé en ce que le module (20) d'alimentation en carburant

est enfenrmé dans une enceinte (66) sous forme d'ensemble por-

tatif autonome pouvant être séparé du moyen de chalumeau

(16) et du moyen de fourniture d'oxygène (40).

27 - Dispositif selon la revendication 15, 26.

caractérisé en ce que le module (20) d'alimentation en car-

burant comporte en outre un moyen de soupape de sûreté (184) réglable de façon prêsélective afin de renvoyer une partie du gaz naturel du moyen de décharge du module à l'admission (114) du moyen de compression lorsque la pression du gaz na- turel dans le moyen de décharge du module atteint une valeur de sûreté présélectionn&e, la pression de décharge du module étant sensiblement limitée à une valeur ne dépassant pas la

valeur de sûreté présélectionnée.

28 - Dispositif selon la revendication 15, carac-

térisé en ce que le module (20) d'alimentation en carbu-

rant comporte en outre un moyen de coupure (180) réglable de

façon présélective afin de mettre automatiquement hors mar-

che le moyen de compression lorsque le gaz naturel provenant de son orifice de refoulement atteint une valeur maximum pré3sélectionnée.

29 - Dispositif selon la revendication 28, carac-

térisé en ce que le moyen de coupure (180) comporte un moyen pour éviter sensiblement que le moyen de compression mis hors-marche ne soit remis en service avant réarmement manuel

du moyen de coupure.

- Dispositif selon la revendication 15,

caractérisé en ce que le moyen (122) de filtre de lubri-

fiant comporte un moyen de conduite de fluide (188) pour ren-

voyer les lubrifiants recueillis du moyen de compression à

l'orifice d'admission (114) du moyen de compression.