FR2701662A1 - Equipement de soudage oxy-gaz pour travaux de plomberie. - Google Patents

Abstract

L'invention vise un petit poste de soudage/brasage oxy-gaz, dans un chariot (1) sur roulettes (5), avec chalumeau (27), détendeurs (17, 23), tuyaux (25, 26) et anti-retours, ce poste étant muni de deux réservoirs de gaz; l'un est une petite bouteille (12) remplissable de propane pour le brasage économique, l'autre est une cartouche jetable (28) contenant du méthylacétylène et du propadiène, pour le soudage autogène des tubes acier, tandis qu'un distributeur (19) permet de sélectionner l'un ou l'autre des gaz en donnant la priorité au propane.

Description

Équipement de soudage oxy-gaz pour travaux de plomberie
L'invention concerne un équipement de soudage oxy-gaz comprenant un support muni de moyens pour son transport manuel, sur lequel sont montés une réserve d'oxygène et une réserve de gaz combustible munies de robinets d'arrêt et de détendeurs et raccordées par des tuyaux à un chalumeau oxy-gaz.

Dans les équipements connus de ce genre, la réserve de gaz combustible est constituée par un réservoir ou bouteille contenant généralement soit de l'acétylène, soit du propane mélangé à un peu de butane. Les bouteilles d'acétylène ont l'inconvénient d'être très coûteuses, tant en ce qui concerne l'achat initial que le remplacement d'une bouteille vide par une bouteille pleine. Quant aux équipements oxy-propane, ils ne sont pas aptes au soudage autogène de l'acier au delà de 2 mm d'épaisseur, ce qui ne permet même pas de souder des tubes acier de 12-17. Or le plombier-installateur sanitaire, qui fait aussi un peu de chauffage, a besoin de souder des tubes acier de 15-21, 20-27, 26-34 et 33-42, ces nombres représentant en millimètres les diamètres intérieurs et extérieurs, en France, des tubes acier les plus courants pour le sanitaire et le chauffage.Cet utilisateur professionnel apprécierait même de pouvoir souder aussi des tubes de 40-50 voire de 50-60.

Il existe également dans le commerce un gaz qui peut être utilisé à la place du propane dans les équipements oxypropane. Ce gaz est un mélange de gaz de pétrole liquéfiés comprenant principalement, en poids, 41 % de propyne + propadiène, 44 % de propylène et 8 % de propane. Ce mélange est plus performant que le propane, et on le trouve sous la forme de bouteilles diffusées dans les réseaux de fournitures aux industries, dont les caractéristiques sont à peu près les suivantes : pression dans la bouteille 8,5 bars à 20 C, masse totale 75 kg dont 35 kg de gaz, hauteur 1,50 m. Les bouteilles sont donc lourdes et encombrantes et elles coûtent cher. Elles ne sont pas pratiques ni adaptées aux besoins du plombier, qui a besoin de mobilité puisqu'il intervient en étage ou en sous-sol.

Par ailleurs, les équipements connus comportant une seule bouteille de gaz combustible, il est pratiquement nécessaire de prévoir un indicateur de niveau, qui en augmente le coût, tout en n'évitant pas par lui-même les pannes.

Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients, et de proposer un équipement oxy-gaz léger, maniable et peu coûteux, permettant de réaliser des travaux qui nécessitent une forte puissance, et minimisant le risque de panne.

L'invention vise notamment un équipement du genre défini en introduction, dans lequel la réserve de gaz combustible est formée de deux réservoirs distincts, à savoir un réservoir rechargeable contenant un gaz constitué essentiellement par du propane, et une cartouche contenant un mélange de gaz comprenant au moins du méthylacétylène et un autre gaz de pétrole liquéfié à plus basse tension de vapeur.

D'autres caractéristiques, complémentaires ou alternatives, de l'invention sont énoncées ci-après - Ledit autre gaz de pétrole liquéfié à plus basse tension de vapeur est du butane.

- Ledit mélange comporte entre 15 % et 30 % de méthylacétylène, pouvant être remplacé en partie par du propadiène, et entre 40 % et 65 % de butane.

- La cartouche est une cartouche jetable du type à cheminée filetée.

- La cartouche est entourée sur la majeure partie de sa surface latérale par une enveloppe protectrice métallique fixée audit support.

- L'enveloppe comprend un tube d'acier, d'axe vertical, soudé au support, auquel est soudée une patte en fil d'acier en forme de U passant sous le fond de la cartouche et laissant le passage des doigts pour accéder à celle-ci et la visser lorsqu'elle est en place dans ladite enveloppe.

- L'enveloppe est fixée au support dans la région supérieure de celui-ci.

- La configuration du support et l'emplacement de l'enveloppe sont choisis de telle sorte que cette dernière et la cartouche ne puissent toucher une surface plane sur laquelle le support est posé dans quelque orientation que ce soit.

- Les deux réservoirs de gaz sont reliés à un détendeur commun par l'intermédiaire d'un distributeur.

- Le distributeur est fixé directement au robinet du réservoir de propane par un écrou de bouteille, l'axe principal du distributeur étant horizontal, et la sortie vers le détendeur est orientée verticalement vers le haut.

- Les volumes des deux réservoirs de gaz combustibles et la composition des gaz qu'ils contiennent sont choisis de telle sorte que la pression dans le réservoir de propane, tant qu'il n'est pas épuisé, reste supérieure à la pression dans la cartouche quel que soit le débit de gaz consommé et quelle que soit la température.

- Un tuyau flexible relie le robinet de la cartouche et l'entrée correspondante du distributeur, protégé par un tube métallique fixé au support.

- Le tuyau flexible fait saillie hors du tube métallique du côté du robinet sur une longueur d'au moins 50 mm de façon à supporter élastiquement celui-ci en l'absence de la cartouche.

Selon un autre aspect, l'invention vise un distributeur, utilisable notamment dans l'équipement défini ci-dessus, pour l'alimentation en gaz sélectivement à partir d'une première source (notamment le réservoir de propane) ou d'une seconde source (notamment la cartouche), ce distributeur comportant un clapet mobile ou déformable entre deux sièges opposés, définissant trois chambres, à savoir deux chambres extrêmes reliées respectivement aux deux sources de gaz et une chambre médiane reliée au détendeur, des moyens étant prévus pour amener le clapet, au choix, en contact avec l'un ou l'autre des deux sièges opposés pour interdire au gaz provenant de la source correspondante de parvenir au détendeur.

L'invention prévoit également que - Le clapet vient en contact avec chaque siège selon un cercle dont la surface S2 est plus grande que la surface latérale 53 de la section de passage annulaire entre le clapet et le siège pour leur écartement mutuel maximal.

- La surface S2 est au moins 2 fois, et de préférence au moins 4 fois, plus grande que la surface S3.

- Le clapet se déplace sur une course de l'ordre de 1 à 3 mm.

- Le clapet est un disque en élastomère.

- Le disque a une épaisseur de 1,5 à 4 mm.

- Les deux sièges opposés du distributeur ont sensiblement le même diamètre.

- Les deux sources sont munies de robinets d'arrêt, la première source étant à une pression plus élevée que la seconde, le clapet se déplace librement sous l'action des pressions exercées par les gaz, et vient en contact avec le siège correspondant à la première source ou avec le siège correspondant à la seconde source selon que le robinet de la première source est fermé ou ouvert, le robinet de la seconde source étant ouvert.

- La première source est à une pression plus élevée que la seconde et le distributeur comprend des moyens d'interruption du trajet du gaz provenant de la première source en amont de la chambre correspondante, lesdits moyens d'interruption pouvant être commandés par des moyens de commande à distance.

- Les moyens d'interruption comprennent un élément d'obturation pouvant se déplacer, à l'encontre de la pression du gaz de la première source, sous une pression d'oxygène, et les moyens de commande à distance sont propres à transmettre aux moyens d'interruption, par l'intermédiaire de moyens de transmission, une pression d'oxygène prélevée en aval du tuyau d'alimentation en oxygène du chalumeau.

- Les moyens de commande à distance comprennent un organe de manoeuvre pouvant être déplacé manuellement entre une position dans laquelle une pression d'oxygène est transmise aux moyens d'interruption et une position dans laquelle aucune pression d'oxygène n'est transmise aux moyens d'interruption.

- Les moyens de commande à distance sont solidaires du chalumeau.

- Le clapet comporte un guide cylindrique de diamètre plus petit que le siège correspondant à la première source, coulissant dans un alésage du corps du distributeur, par lequel arrive le gaz de la première source, le jeu subsistant autour du guide définissant un passage de gaz dont la section est inférieure à la section de passage du gaz sur tout son trajet dans le distributeur en aval dudit jeu.

Selon un troisième aspect, l'invention vise un équipement du genre défini en introduction, pouvant présenter ou non les caractéristiques ci-dessus, comprenant un dispositif d'allumage monté sur le support et comportant une partie fixe et une partie mobile propre à coopérer avec le bec du chalumeau pour se déplacer sous une poussée exercée par ce dernier, ce déplacement provoquant la formation d'une étincelle d'allumage en regard du bec.

On peut également prévoir que - Le dispositif d'allumage comprend un allumeur piézoélectrique possédant un boîtier et un bouton-poussoir, ledit déplacement de la partie mobile provoquant l'enfoncement du bouton-poussoir.

- Lesdites parties fixe et mobile comprennent des éléments tubulaires respectifs télescopiques définissant un trajet pour un jet de gaz émis par le bec du chalumeau, dans lequel se forme l'étincelle.

Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un chalumeau pouvant être alimenté en gaz combustible et en oxygène et comprenant des moyens de coupure pour interrompre momentanément son alimentation en gaz combustible tout en maintenant la continuité de l'alimentation en oxygène de sa buse de formation de flamme.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un équipement selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie de cet équipement, à plus grande échelle; - les figures 3 à 6 sont des vues en coupe longitudinale de quatre formes de réalisation du distributeur de gaz; - la figure 7 est une vue partielle en coupe longitudinale d'une variante du montant du support illustré à la figure 1; - la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VIII-VIII de la figure 7; - la figure 9 est une vue en coupe longitudinale du corps d'un chalumeau appartenant à un équipement selon l'invention; - la figure 10 est une vue partielle en coupe selon la ligne
X-X de la figure 9;; - les figures 11 à 14 et 16 sont des vues en coupe selon les lignes XI-XI à XIV-XIV et XVI-XVI respectivement de la figure 9; et -la figure 15 est une vue en coupe selon la ligne XV-XV de la figure 10.

L'équipement illustré à la figure 1 comprend un support ou chariot 1 comportant une plate-forme horizontale 2 en tôle métallique de forme sensiblement rectangulaire, munie le long d'un de ses côtés d'un rebord 3 plié vers le bas. Sur son côté opposé, la plate-forme 2 porte un essieu 4 muni de deux roues 5, dont une seule est visible sur la figure. A partir de la plate-forme 2 s'élève un montant vertical 6 en tube métallique à section carrée, qui porte au voisinage de son extrémité supérieure une poignée horizontale 7. Une tige horizontale 8 fixée au montant 6 s'étend au-dessus de la plate-forme 2, et traverse une bride 9 sous forme d'une bande de tôle s'étendant horizontalement.Un écrou à oreilles 10 se vissant sur un filetage de la tige 8 applique la bride 9 contre un réservoir d'oxygène 11 et un réservoir de propane 12, qui sont posés debout sur la plate-forme et passent de part et d'autre de la tige 8. Le terme "propane" désigne ici, conformément à un usage établi, un mélange à base de propane, contenant un peu de butane, disponible couramment dans le commerce. La bride 9 appuie à son tour les deux réservoirs contre une bride semblable 13 qui est également enfilée sur la tige 8, et qui vient ainsi en butée sur le montant 6, ou qui est soudée sur celui-ci. Les deux régions d'extrémités 14 de chacune des brides 9 et 13 sont repliées obliquement en direction de l'autre bride.Ainsi, le déplacement de la bride 9 provoqué par le vissage de l'écrou 10 sollicite les deux réservoirs à la fois vers le montant 6, jusqu'à ce qu'ils s'appuient sur celui-ci par l'intermédiaire de la bride 13, et l'un vers l'autre jusqu'à ce que leurs bases viennent en appui sur les faces opposées d'une cloison verticale 15 soudée sur la plate-forme.

Le réservoir d'oxygène 11 est muni d'un robinet d'arrêt 16 et d'un détendeur 17 avec manomètre. Le réservoir de propane 12 est un réservoir de 1,7 kg connu sous la dénomination "bouteille portative remplissable". Il est également muni d'un robinet 18. Un distributeur de gaz 19 est monté directement, au moyen d'un écrou de bouteille 20, sur le filetage de sortie 21 du robinet 18, et le distributeur 19 présente une sortie filetée 22, orientée verticalement vers le haut, sur laquelle est monté un détendeur 23 au moyen d'un écrou 24 semblable à l'écrou 20. Grâce à cette disposition, le détendeur est bien visible tout en étant protégé des chocs et prend peu de place
Deux tuyaux flexibles 25 et 26 relient les détendeurs 17 et 23 respectivement à un chalumeau oxy-gaz 27 connu en soi, prévu pour être alimenté en oxygène et en propane.

Un second réservoir de gaz combustible est constitué par une cartouche jetable 28 d'une contenance d'environ 1 litre. Il s'agit d'une "cartouche standard" du type utilisé par exemple dans les pistolets à peinture, formée, en dehors de la valve de sortie, dite à cheminée filetée, d'une seule pièce en aluminium mince, et par conséquent très légère. Pour permettre de réaliser des travaux exigeant une puissance calorifique élevée, qui ne peuvent être exécutés à l'aide du propane, la cartouche 28 contient du propyne ou méthylacétylène, dont la combustion est fortement exothermique en raison d'une liaison triple carbone-carbone.La cartouche contient également du butane en une proportion suffisante pour que la pression reste inférieure à la valeur maximale admissible tant pour le récipient que pour la valve, quelle que soit la température de -30"C à +50"C.

Plus précisément, les proportions du mélange de gaz de la cartouche sont 19 % de méthylacétylène + propadiène, 20 % de propylène, 55 % de butane, 4% de propane et 2% d'autres gaz de pétrole liquéfiés. Ce mélange a une pression de vapeur d'environ 2 bars à 0 C, 5,5 bars à 20 C et 10,5 bars à 50 C, toujours largement inférieure à la "pression limite de nonéclatement" du boîtier de la cartouche d'aluminium filé, qui est de 20 bars.

La cartouche 28 est logée dans un réceptacle formé d'un tube d'acier 29 d'axe vertical, soudé à la partie supérieure du montant 6 et sur lequel est lui-même soudé un fil d'acier 30 plié en forme de U, les deux branches du U s'étendant vers le haut le long des génératrices de la cartouche et du tube 29, et le fond de la cartouche reposant sur le fond du U.

La cartouche est munie d'un robinet d'arrêt 31 qui est raccordé par un tuyau flexible 32 à un embout d'entrée 33 (figures 2 à 5) du distributeur 19, orienté horizontalement et perpendiculairement à l'axe longitudinal de celui-ci. Le tuyau 32 est enfermé sur la majeure partie de sa longueur dans un tube métallique 34 également soudé au montant 6, et dont il dépasse vers le haut sur une longueur d'au moins 50 mm pour se raccorder au robinet 31 de la cartouche. Le tube 29 et le fil 30 laissent découverte en grande partie la région d'extrémité inférieure de la paroi latérale de la cartouche, permettant de la faire tourner avec une main, tout en maintenant le robinet 31 immobile de l'autre main pour dévisser ou visser celui-ci. Lorsque le robinet est dévissé, il est supporté élastiquement par la partie saillante du tuyau 32 et peut être écarté pour laisser passer la cartouche.

Pour déplacer le chariot 1, on le fait pivoter autour de l'essieu 4, en agissant sur la poignée 7, pour éloigner le rebord 3 du sol, et on peut alors le faire rouler sur les roues 5, en le guidant au moyen de la poignée. Si le chariot bascule accidentellement, ce mouvement est limité par l'arrivée au contact du sol d'un ou plusieurs des éléments suivants : les réservoirs 11 et 12, les détendeurs 17 et 23, le distributeur 19, la tige 8, les brides 14, l'extrémité supérieure du montant 6 et la poignée 7. La position de la cartouche 28 est choisie de telle façon que, dans toutes les positions finales possibles, elle reste au-dessus du sol, protégeant ainsi cet élément le plus fragile de l'équipement contre tout choc.

Un crochet 35 soudé dans la région supérieure du montant 6 permet d'accrocher le chalumeau 27 lorsqu'il n'est pas utilisé.

La figure 3 montre un premier exemple de réalisation du distributeur 19, comprenant un corps formé de deux pièces 40 et 41 assemblées par vissage mutuel selon l'axe longitudinal horizontal 42 du distributeur. Ces deux pièces définissent une cavité 43 dans laquelle est logé un clapet métallique 44 muni de deux joints annulaires en élastomère 46 et 47 de révolution autour de l'axe 42 et décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction de celui-ci. Les pièces 40 et 41 forment respectivement deux sièges annulaires 48 et 49 adjacents à la cavité 43, tournés l'un vers l'autre et vers des faces libres radiales des joints 46 et 47 respectivement.

Le clapet 44 présente une tige cylindrique 50 guidée dans un alésage 51 de la pièce 40, qui communique par une extrémité avec une conduite d'entrée 52 reliée au robinet 18 du réservoir de propane 12 et qui débouche par son extrémité opposée à l'intérieur du siège 48. Le clapet peut se déplacer, par coulissement de la tige 50 dans l'alésage 51, entre une première position, montrée à la figure 3, dans laquelle le joint 47 vient en appui sur le siège 49, le joint 46 étant écarté du siège 48, et une seconde position extrême dans laquelle le joint 46 vient en appui sur le siège 48, le joint 47 étant écarté du siège 49. Les zones de contact annulaires entre les sièges 48 et 49 et les joints 46 et 47 respectivement définissent des cercles égaux ayant pour axe l'axe 42.

Le clapet 44 délimite à l'intérieur de la cavité 43 trois chambres, à savoir une chambre d'entrée de propane 53 située radialement à l'intérieur du siège 48, en regard de la face libre du joint 46, et communiquant avec l'alésage 51, une chambre 54 d'entrée du mélange gazeux de la cartouche 28 (appelé ci-après gaz à haute performance), située radialement à l'intérieur du siège 49, en regard de la face libre du joint 47, et dans laquelle débouche l'embout 33 relié à la cartouche, et une chambre de sortie annulaire 55 située radialement à l'extérieur des sièges 48 et 49 et reliée à l'embout 22 recevant l'écrou 24 du détendeur 23. La chambre 55 communique avec la chambre 53 par l'intervalle entre le siège 48 et le joint 46 lorsqu'il existe, et avec la chambre 54 par l'intervalle entre le siège 49 et le joint 47 lorsqu'il existe.

On décrit maintenant le fonctionnement de l'équipement illustré aux figures 1 à 3. Le propane contenu dans le réservoir 12 a une pression de vapeur nettement plus élevée que le gaz à haute performance contenu dans la cartouche 28, dans tout le domaine des températures ambiantes, par exemple 7,5 bars contre 5,5 bars à 20 C. Par conséquent, lorsque les deux réservoirs sont chargés et les deux robinets correspondants ouverts, la surpression du propane applique le clapet sur le siège 49, mettant le détendeur 23 en communication avec le réservoir 12. Au contraire, si seul le robinet 31 de la cartouche est ouvert, seule la pression du gaz à haute performance s'exerce sur le clapet et l'applique contre le siège 48, mettant le détendeur en communication avec la cartouche. Ainsi, le plombier peut passer d'un gaz à l'autre simplement en ouvrant ou en fermant le robinet 18 du réservoir 12.On obtient un passage franc du clapet d'une position à l'autre en choisissant le rayon du cercle de contact des sièges avec les joints et la course du clapet de telle sorte que la surface S2 de ce cercle soit supérieure à la section de passage S3 entre un siège et le joint correspondant lorsqu'ils sont écartés au maximum, S3 étant dans le cas présent la surface latérale du cylindre droit ayant pour base ledit cercle et pour hauteur la course du clapet. Il est préférable que le rapport S2/S3 soit au moins égal à 2, et même au moins égal à 4. Par ailleurs, il est avantageux que la section de passage pour le propane défini par le jeu radial entre la tige 50 et l'alésage 51 soit plus petite que la section de passage du gaz sur tout son trajet dans le distributeur, en aval de ce jeu, et en particulier inférieure à la surface S3 définie ci-dessus.

La composition du gaz à haute performance utilisé dans l'invention permet non seulement, comme indiqué ci-dessus, d'utiliser en toute sécurité une cartouche standard et d'assurer la commutation des gaz par une simple manoeuvre du robinet du réservoir de propane, mais également d'éviter d'avoir à éteindre et à rallumer le chalumeau, et dans la plupart des cas de modifier des réglages, lors de cette commutation, la combustion des deux gaz consommant sensiblement la même quantité d'oxygène, et également de modifier la pression de sortie du détendeur 23. Dans l'exemple illustré, ce dernier ne comporte d'ailleurs aucun réglage et a une pression de sortie constante de 1,8 bar. De même, il n'est prévu pour le gaz combustible ni manomètre ni autre moyen d'indication d'épuisement, le risque de panne étant réduit par la présence des deux réservoirs. Le coût de l'équipement en est diminué.

Les figures 4 et 5 illustrent des variantes du distributeur 19, et comportent les mêmes numéros de référence que la figure 3 pour désigner des éléments identiques ou similaires.

A la figure 4, le clapet métallique 44 et les joints annulaires 46 et 47 sont remplacés par un disque en élastomère 60, d'une épaisseur comprise entre 1,5 et 4 mm, et dont le bord périphérique est guidé le long de la paroi périphérique cylindrique de la cavité 43 formée entre les pièces 40 et 41.

Les deux faces opposées du disque viennent en contact avec les sièges annulaires 48 et 49 respectivement, dans les deux positions extrêmes de son déplacement selon l'axe 42.

L'alésage 51 est également supprimé, et le trajet du propane en amont de la chambre d'entrée 53 est formé par des alésages axiaux dans la pièce 40 et dans une pièce additionnelle 61, vissée sur cette dernière et sur laquelle est monté l'écrou 20. En raison du guidage axial du disque 60 dans la cavité 43, la chambre de sortie 55 de celle-ci est divisée axialement par le disque en deux régions dont l'une communique directement avec la chambre 53, ou dont l'autre communique directement avec la chambre 54, selon la position du disque, et qui communiquent entre elles par des rainures axiales 62 ménagées dans le bord périphérique du disque. Le déplacement du disque est obtenu de la même façon et entraîne les mêmes effets que le déplacement du clapet de la figure 3.

Il est possible de modifier le distributeur de la figure 3 ou celui de la figure 4 en y ajoutant des moyens de commande permettant de commander mécaniquement le déplacement du clapet ou du disque depuis l'extérieur. Une telle disposition serait utile notamment si la composition du gaz à haute performance était modifiée de façon que sa pression de vapeur devienne très voisine de celle du propane, au moins à certaines températures.

La variante de la figure 5 diffère de celle de la figure 4 uniquement en ce que la dimension axiale de la cavité 43 et la distance mutuelle des sièges 48 et 49 sont augmentées, et que le simple disque 60 est remplacé par un clapet également en élastomère 70 formé de deux portions discoïdales 71 et 72 venant simultanément en contact, en l'absence de pression de gaz, avec les sièges 48 et 49 respectivement, et reliées entre elles par un pont de matière 73 uniquement dans la zone de l'axe 42. Les bords périphériques des deux régions 71 et 72 sont munies de rainures axiales 74 semblables aux rainures 62 de la figure 4. Le déplacement du disque 60 sous l'effet de la pression des gaz est remplacé par un fléchissement des régions 71 et 72 qui se rapprochent l'une de l'autre dans leurs zones périphériques, celle qui est soumise à la pression, ou à la pression la plus élevée, s'écartant ainsi du siège correspondant tandis que celle qui n'est pas soumise à la pression ou est soumise à la pression la plus basse reste en contact avec son siège. Ici encore, ce changement ne modifie pas les fonctions du distributeur, vu de l'extérieur.

A la figure 6, des éléments identiques ou similaires à ceux des figures 3 à 5 sont également indiqués par les mêmes numéros de référence. Comme dans la figure 3, un clapet 44 muni de deux joints 46 et 47 présente une tige 50 guidée dans un alésage 51 de la pièce 40. Cependant, l'axe 42 du clapet et de l'alésage est orienté verticalement, la chambre 54 étant placée au-dessus de la chambre 53. Comme dans le cas des figures 4 et 5, la conduite d'entrée de propane 52 est ménagée horizontalement, selon un axe 80, dans une pièce 61 vissée dans la pièce 40. L'embout 22 de sortie de gaz vers le détendeur est disposé verticalement à l'extrémité supérieure du distributeur, et l'embout 33 relié à la cartouche de gaz est orienté horizontalement.

La pièce 61 et une pièce supplémentaire 81 sont vissées dans des taraudages respectifs aux extrémités opposées d'un alésage 82 traversant la pièce 40 selon l'axe horizontal 80.

Cet alésage définit une chambre 83, 84 limitée par la pièce 81 et communiquant avec la conduite 52 par l'intermédiaire d'un orifice central ménagé dans une rondelle d'étanchéité en caoutchouc nitrile 85 qui est serrée entre l'extrémité de la pièce 61 et un épaulement de l'alésage 82. Cette chambre est subdivisée de façon étanche en deux parties 83 et 84 grâce à la tige 86 d'un piston, en contact avec un joint torique 87 fixé dans l'alésage 82. La tête 88 de ce piston, de diamètre plus grand que la tige, coulisse également dans l'alésage 82, par l'intermédiaire d'un joint torique 89 partiellement logé dans une gorge de la tête. La tige 86 et la tête 88 sont tournées respectivement vers les pièces 61 et 81.Un embout 90 propre à recevoir l'extrémité d'un tuyau flexible non représenté est fixé sur la pièce 81 et communique, par l'intermédiaire d'une cavité 91 de celle-ci, avec l'alésage 82, en étant séparé de la partie de chambre 83 par la tête de piston et son joint 89. La partie de chambre 84 est reliée à l'alésage 51 par un conduit 92.

Le distributeur de la figure 6 permet de passer d'un gaz à l'autre non plus en manoeuvrant le robinet du réservoir de propane, mais au moyen d'une pression d'oxygène commandée à partir du chalumeau. Ainsi, lorsque le plombier est éloigné du support, il n'a pas besoin de revenir à celui-ci pour manoeuvrer le robinet. Un dispositif de commande monté sur le chalumeau, qui sera décrit plus loin, permet d'envoyer ou non la pression d'oxygène dans la cavité 91 de la pièce 81, par l'intermédiaire de l'embout 90. En l'absence de pression d'oxygène, la pression du propane présente dans la conduite 52 s'exerce sur l'extrémité libre de la tige de piston 86 et repousse le piston jusqu'à ce que sa tête 88 vienne en appui sur la pièce 81, comme montré sur la figure 6. Le propane pénètre alors dans la partie de chambre 84, d'où il parvient dans l'alésage 51 par l'intermédiaire du conduit 92.Le distributeur fonctionne alors de la même façon que celui de la figure 3 lorsque le robinet du réservoir de propane est ouvert.

Lorsque la pression d'oxygène est envoyée, elle s'exerce sur la tête de piston 88, par une surface plus grande que celle soumise à la pression du propane. Le piston est donc repoussé vers la pièce 61 et son extrémité libre vient en appui sur la rondelle d'étanchéité 85, obturant l'orifice de celle-ci et empêchant le propane de parvenir dans l'espace 84 et par suite dans l'alésage 51. Le distributeur fonctionne alors comme le fait celui de la figure 3 lorsque le robinet du réservoir de propane est fermé.

Un évent 93 permet de maintenir l'espace 83 à la pression atmosphérique lorsque son volume varie par suite du déplace ment du piston 86, 88.

Dans les exemples décrits, les deux sièges 48 et 49 sont disposés en regard l'un de l'autre dans la direction de l'axe 42, et s'étendent dans des plans radiaux, le déplacement ou la déformation du clapet ayant lieu dans la direction axiale.

Il est également possible de disposer les deux sièges dans des plans non parallèles et de prévoir pour le clapet un mouvement ou une déformation non linéaire, par exemple un mouvement de pivotement.

Le distributeur selon l'invention permet de débrancher en toute sécurité l'un des réservoirs de gaz même pendant le fonctionnement du chalumeau.

Le plombier disposant de l'équipement décrit utilisera le propane, qui est le gaz le moins coûteux, pour tous les travaux que celui-ci permet d'exécuter, notamment le brasage du cuivre, ce qui représente en moyenne environ les deux tiers du temps d'utilisation du chalumeau. Il emploiera le gaz de la cartouche, plus coûteux, pour les autres travaux, notamment le soudage de l'acier, soit environ un tiers du temps d'utilisation du chalumeau. Il réalisera ainsi une économie importante par rapport à l'utilisation des équipements oxy-acétyléniques connus qui permettent seuls, aujourd'hui, de réaliser de façon satisfaisante l'ensemble des travaux. L'équipement selon l'invention serait encore économiquement avantageux par rapport à l'équipement oxyacétylénique pour une proportion d'un tiers de brasage de cuivre et deux tiers de soudage d'acier.

La figure 7 montre la partie supérieure du montant 6 du support selon l'invention, dans une version modifiée par rapport à la figure 1. Ce montant est un tube à section carrée ouvert à son extrémité supérieure. Une pièce en tôle 100 soudée à l'intérieur du tube 6 définit un compartiment 101 qui loge partiellement un allumeur piézo-électrique comprenant un corps 102 et un bouton-poussoir 103, le bouton-poussoir 103 reposant sur le fond 104 du compartiment 101 et le corps 102 faisant saillie au-dessus de ce dernier.

Un évidement 105 est ménagé dans la paroi du tube, à un niveau compris entre la pièce 100 et l'extrémité supérieure de celui-ci.

Un autre tube 106, à section carrée de plus petit côté que le tube 6, est monté coulissant à l'intérieur de celui-ci. A son extrémité inférieure, le tube 106 est prolongé par un appendice 107 qui est recourbé horizontalement en formant une patte 108 qui s'étend sur une surface carrée correspondant à la section extérieure du tube. Une bougie d'allumage 109 est montée sur la patte 108 et traverse un orifice de celle-ci.

L'électrode 110 de cette bougie est reliée, au-dessous de la patte 108, au fil de sortie 111 de l'allumeur, et fait saillie vers le haut par rapport à l'isolant 112 de la bougie. La face inférieure de la patte 108 s'appuie sur l'extrémité supérieure du corps 102 de l'allumeur. Une vis 113 est vissée dans un orifice de la paroi du tube 106, à proximité de l'extrémité inférieure de celui-ci, et passe au-dessus de l'électrode 110, à une distance de celle-ci comprise entre 1 et 2 millimètres. La tête de la vis est logée dans l'évidement 105. Une tige horizontale 114 est rivetée au tube 106 de façon à s'étendre en travers de celui-ci, au-dessus de l'extrémité supérieure du tube 6 et à une distance d'environ 30 millimètres de la vis 113.

Le tube 106 et la tige 114 sont dimensionnés de telle façon que le bec d'un chalumeau ne puisse passer entre la tige et la paroi du tube. Lorsqu'on introduit le bec dans la partie supérieure du tube 106 et qu'on pousse le chalumeau vers le bas, le bec vient en butée sur la tige et pousse à son tour le tube qui coulisse à l'intérieur du tube 6. L'abaissement de la patte 108 entraîne l'enfoncement du bouton-poussoir 103 et la production d'une tension électrique entre l'électrode 110, reliée au fil de sortie 111 de l'allumeur, et la vis 113, reliée à la masse de celui-ci par l'intermédiaire du tube 106 et de la patte 108. Il se forme alors une étincelle qui enflamme le mélange gazeux projeté à partir du bec du chalumeau, mélange qui circule à l'intérieur du tube 106 et est guidé par la patte 108 de façon à s'échapper par l'évidement 105, qui est disposé et dimensionné de façon appropriée.

Le chalumeau est ainsi allumé. La patte 108 évite que des quantités appréciables de gaz pénètrent dans le tube 6.

Celui-ci peut en outre être obturé de façon étanche par une cloison non représentée, au-dessous de la bougie. Lorsqu'on relâche la poussée sur le chalumeau, le tube 106 remonte à sa position de repos sous l'action du ressort du bouton-poussoir 103. Bien entendu, un ressort supplémentaire pourrait être prévu si nécessaire.

En variante, le mouvement de translation du tube 106 peut être remplacé par un mouvement de pivotement d'une pièce rapportée appropriée, le bras de levier de la poussée exercée par le bec du chalumeau étant de préférence plus élevé, par exemple double, de celui exercé en sens inverse par le ressort de l'allumeur.

Les figures 9 à 16 illustrent un chalumeau destiné à être associé au distributeur de la figure 6, quelque peu modifié par rapport au chalumeau 27 montré à la figure 1.

Seul le corps du chalumeau est représenté, comportant à son extrémité avant un embout fileté 120 destiné à recevoir une lance terminée par un bec à partir duquel se forme la flamme du chalumeau. Ce corps comprend un boîtier formé de deux demi-coquilles en matière plastique 121 et 122 se raccordant mutuellement dans un plan 123 qui est un plan général de symétrie du chalumeau. Les deux demi-coquilles sont assemblées à deux blocs métalliques 124 et 125 au moyen de quatre vis 126 dont chacune se visse dans l'une des demi-coquilles et dans l'un des deux blocs. Le bloc 124, placé à l'intérieur du boîtier, sert également au prélèvement d'oxygène destiné à la commande du distributeur de la figure 6.Le circuit d'alimentation en oxygène du chalumeau comprend deux tubes métalliques 127 et 129 disposés dans le prolongement l'un de l'autre dans la direction longitudinale du corps de celui-ci.

Un tube amont 127, dont l'extrémité arrière fait saillie au-delà du boîtier 121, 122 et reçoit l'extrémité aval du tuyau d'alimentation 25 (figure 1), a son extrémité avant vissée dans la partie arrière d'un alésage traversant 128 ménagé dans le bloc 124. L'extrémité arrière du tube aval 129 s'engage de façon étanche dans la partie avant de l'alésage 128, et son extrémité avant est reliée à un robinet classique 130 disposé dans le bloc 125 et muni d'un bouton de manoeuvre rotatif 131. L'alésage 128 est relié, par l'intermédiaire d'un conduit 132, à un autre alésage longitudinal 133 du bloc 124, dans lequel est vissé un embout 134 faisant saillie vers l'avant.Cet embout 134 est relié par un tuyau souple 135 à un embout d'entrée 136 d'un commutateur pneumatique 137 du type 3/2 monostable, qui est immobilisé dans la direction perpendiculaire au plan de symétrie 123 par contact avec les faces internes des demi-coquilles 121 et 122, et dans les directions parallèles à ce plan par le tube aval 129 d'alimentation en oxygène et un tube 138 d'alimentation en gaz combustible, qui présentent à cet effet des épaulements 139.

Le commutateur 137 présente également un embout de sortie 140 qui est relié par un tuyau souple 141 à l'embout 90 du distributeur de la figure 6.

Le commutateur 137 comporte un bouton-poussoir de commande 142 qui peut se déplacer entre une position sortie montrée à la figure 10, rappelé par ressort, pour laquelle l'embout de sortie 140 est relié à l'atmosphère, et une position enfoncée pour laquelle l'embout de sortie est relié à l'embout d'entrée 136. La demi-coquille 121 présente en regard du bouton-poussoir 142 une ouverture 143 qui est traversée par un curseur 144 guidé en translation dans la direction longitudinale à l'intérieur de cette même demi-coquille. Le curseur 144 comprend un élément de manoeuvre moleté 145 faisant saillie hors du boîtier, auquel se raccordent successivement vers l'avant une rampe 146 inclinée à environ 45 par rapport à la direction longitudinale du corps et une partie de maintien 147 orientée selon cette direction longitudinale.Lorsqu'on pousse le coulisseau 144 vers l'arrière à partir de la position montrée à la figure 10, la rampe 146 s'appuie sur le bouton-poussoir 142 et provoque son enfoncement progressif, après quoi il est maintenu complètement enfoncé par la partie 147. La pression d'oxygène prélevée dans le bloc de dérivation 124 est transmise par le commutateur 137 au distributeur, qui interrompt l'alimentation en propane comme décrit plus haut et provoque par conséquent l'alimentation du chalumeau en gaz provenant de la cartouche 28. Lors du mouvement inverse du curseur 144, le bouton-poussoir 142 est libéré, interrompant l'alimentation en oxygène du distributeur, et reliant à l'atmosphère le circuit d'oxygène en aval du commutateur 137. Le chalumeau est alors alimenté en propane par l'intermédiaire du distributeur.

Le chalumeau illustré comprend un robinet de commande d'alimentation en gaz combustible, monté dans un alésage borgne transversal 150 du bloc 125 au fond duquel débouche un conduit longitudinal 151 ménagé également dans le bloc 125, dans le prolongement du tube 138. La région de fond rétrécie 152 de l'alésage peut être isolée du reste de l'alésage, communiquant lui-même avec l'embout 120 de sortie du corps du chalumeau, par un pointeau 153 solidaire d'une tige 154 portée par une vis 155 qui coopère avec un taraudage de l'alésage 150. La tige 154 est coaxiale à l'alésage et à la vis 155. Un bouton moleté 156 solidaire de la vis permet de faire tourner celle-ci à la main. Un bouton-poussoir 157 fixé à l'extrémité de la tige 154 opposée au pointeau 153 est partiellement logé dans un évidement du bouton rotatif 156 et fait saillie axialement vers l'extérieur par rapport à celui-ci.Un ressort hélicoïdal 158 disposé autour de la tige 154 est comprimé entre la vis 155 et le bouton-poussoir 157 et tend à faire sortir celui-ci. Lorsqu'on serre la vis 155, celle-ci pousse le pointeau 153 en appui sur son siège et interrompt le passage de gaz. Cette position correspond à la mise hors service du chalumeau. Un desserrage progressif de la vis permet un débit de gaz progressivement croissant. Si, pour une position d'ouverture quelconque de la vis, on presse le bouton-poussoir 157, le ressort 158 se comprime et la tige 154 coulisse dans la vis, amenant de nouveau le pointeau en position de fermeture. Cette manoeuvre permet d'interrompre momentanément l'alimentation du chalumeau en gaz combustible, en maintenant inchangé le jet d'oxygène produit par le bec.

Cet apport d'oxygène sur un tube métallique préalablement chauffé localement par la flamme du chalumeau permet de réaliser une combustion également localisée du métal de façon à découper le tube, la température voulue étant entretenue par la chaleur de combustion. On peut ainsi en particulier découper une ouverture dans la paroi du tube permettant d'y raccorder l'extrémité d'un autre tube disposé transversalement par rapport au premier. Bien que la découpe ainsi obtenue n'ait pas les qualités de finition de celles qu'on peut réaliser à l'aide d'outils munis d'une buse spéciale à cet effet, elle suffit dans de nombreux cas et permet au plombier d'éviter l'utilisation d'un tel outil spécial.

Lorsque l'opération de coupe est terminée, la libération du bouton-poussoir 157 permet de revenir au réglage initial du chalumeau pour reprendre les opérations de chauffage.

Claims (31)

Revendications

1. Équipement de soudage oxy-gaz comprenant un support (1) muni de moyens (4, 7) pour son transport manuel, sur lequel sont montées une réserve d'oxygène (11) et une réserve de gaz combustible (12, 28) munies de robinets d'arrêt (16, 18, 31) et de détendeurs (17, 23) et raccordées par des tuyaux (25, 26) à un chalumeau oxy-gaz (27), caractérisé en ce que la réserve de gaz combustible est formée de deux réservoirs distincts, à savoir un réservoir rechargeable (12) contenant un gaz constitué essentiellement par du propane, et une cartouche (28) contenant un mélange de gaz comprenant au moins du méthylacétylène et un autre gaz de pétrole liquéfié à plus basse tension de vapeur.

2. Équipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit autre gaz de pétrole liquéfié à plus basse tension de vapeur est du butane.

3. Équipement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit mélange comporte entre 15 % et 30 % de méthylacétylène, pouvant être remplacé en partie par du propadiène, et entre 40 % et 65 % de butane.

4. Équipement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cartouche est une cartouche jetable du type à cheminée filetée.

5. Équipement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cartouche (28) est entourée sur la majeure partie de sa surface latérale par une enveloppe protectrice métallique (29, 30) fixée audit support (1).

6. Équipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend un tube d'acier (29), d'axe vertical, soudé au support, auquel est soudée une patte en fil d'acier (30) en forme de U passant sous le fond de la cartouche et laissant le passage des doigts pour accéder à celle-ci et la visser lorsqu'elle est en place dans ladite enveloppe.

7. Équipement selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'enveloppe est fixée au support dans la région supérieure de celui-ci.

8. Équipement selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la configuration du support et l'emplacement de l'enveloppe sont choisis de telle sorte que cette dernière et la cartouche ne puissent toucher une surface plane sur laquelle le support est posé dans quelque orientation que ce soit.

9. Équipement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux réservoirs de gaz sont reliés à un détendeur commun (23) par l'intermédiaire d'un distributeur (19).

10. Équipement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le distributeur (19) comporte un clapet (44, 60, 70) mobile ou déformable entre deux sièges opposés (48, 49), définissant trois chambres, à savoir deux chambres extrêmes (53, 54) reliées respectivement aux deux réservoirs de gaz (12, 28) et une chambre médiane (55) reliée au détendeur (23), des moyens étant prévus pour amener le clapet, au choix, en contact avec l'un ou l'autre des deux sièges opposés pour interdire au gaz contenu dans le réservoir correspondant de parvenir au détendeur.

11. Équipement selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le clapet vient en contact avec chaque siège selon un cercle dont la surface S2 est plus grande que la surface S3 de la section de passage annulaire entre le clapet et le siège pour leur écartement mutuel maximal.

12. Équipement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la surface S2 est au moins 2 fois plus grande que la surface S3.

13. Équipement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la surface S2 est au moins 4 fois plus grande que la surface S3.

14. Équipement selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que le clapet se déplace sur une course de l'ordre de 1 à 3 mm.

15. Équipement selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que le clapet (60) est un disque en élastomère.

16. Équipement selon la revendication 15, caractérisé en ce que le disque a une épaisseur de 1,5 à 4 mm.

17. Équipement selon l'une des revendications 10 à 16, caractérisé en ce que les deux sièges opposés du distributeur ont sensiblement le même diamètre.

18. Équipement selon l'une des revendications 10 à 17, caractérisé en ce que le clapet se déplace librement sous l'action des pressions exercées par les gaz, et vient en contact avec le siège correspondant au réservoir de propane ou avec le siège correspondant à la cartouche selon que le robinet du réservoir de propane est fermé ou ouvert, le robinet de la cartouche étant ouvert.

19. Équipement selon l'une des revendications 10 à 17, caractérisé en ce que le distributeur comprend des moyens (85, 86, 88) d'interruption du trajet du propane en amont de la chambre correspondante (53), lesdits moyens d'interruption pouvant être commandés par des moyens de commande à distance (137).

20. Équipement selon la revendication 19, caractérisé en ce que les moyens (86, 88) d'interruption comprennent un élément d'obturation pouvant se déplacer, à l'encontre de la pression du propane, sous une pression d'oxygène, et que les moyens de commande à distance sont propres à transmettre aux moyens d'interruption, par l'intermédiaire de moyens de transmission (141), une pression d'oxygène prélevée en aval du tuyau (25) d'alimentation en oxygène du chalumeau.

21. Équipement selon la revendication 20, caractérisé en ce que les moyens de commande à distance comprennent un organe de manoeuvre (144) pouvant être déplacé manuellement entre une position dans laquelle une pression d'oxygène est transmise aux moyens d'interruption et une position dans laquelle aucune pression d'oxygène n'est transmise aux moyens d'interruption.

22. Équipement selon l'une des revendications 19 à 21, caractérisé en ce que les moyens de commande à distance sont solidaires du chalumeau.

23. Équipement selon l'une des revendications 10 à 22, caractérisé en ce que le clapet (44) comporte un guide cylindrique (50) de diamètre plus petit que le siège (48) correspondant au propane, coulissant dans un alésage (51) du corps du distributeur, par lequel arrive le propane, le jeu subsistant autour du guide définissant un passage de gaz dont la section est inférieure à la section de passage du gaz sur tout son trajet dans le distributeur en aval dudit jeu.

24. Équipement selon l'une des revendications 10 à 23, caractérisé en ce que le distributeur (19) est fixé directement au robinet (18) du réservoir de propane par un écrou de bouteille (20), l'axe principal (42) du distributeur étant horizontal, et en ce que la sortie (22) vers le détendeur est orientée verticalement vers le haut.

25. Équipement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les volumes des deux réservoirs de gaz combustibles et la composition des gaz qu'ils contiennent sont choisis de telle sorte que la pression dans le réservoir de propane, tant qu'il n'est pas épuisé, reste supérieure à la pression dans la cartouche quel que soit le débit de gaz consommé et quelle que soit la température.

26. Équipement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un tuyau flexible (32) relie le robinet (31) de la cartouche et l'entrée correspondante (33) du distributeur, protégé par un tube métallique (34) fixé au support (1).

27. Équipement selon la revendication 26, caractérisé en ce que le tuyau flexible fait saillie hors du tube métallique du côté du robinet sur une longueur d'au moins 50 mm de façon à supporter élastiquement celui-ci en l'absence de la cartouche.

28. Équipement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'allumage monté sur le support et comportant une partie fixe (6) et une partie mobile (106) propre à coopérer avec le bec du chalumeau pour se déplacer sous une poussée exercée par ce dernier, ce déplacement provoquant la formation d'une étincelle d'allumage en regard du bec.

29. Équipement selon la revendication 28, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage comprend un allumeur piézoélectrique possédant un boîtier (102) et un bouton-poussoir (103), ledit déplacement de la partie mobile provoquant l'enfoncement du bouton-poussoir.

30. Équipement selon l'une des revendications 28 et 29, caractérisé en ce que lesdites parties fixe et mobile comprennent des éléments tubulaires respectifs télescopiques définissant un trajet pour un jet de gaz émis par le bec du chalumeau, dans lequel se forme l'étincelle.

31. Équipement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chalumeau comprend des moyens de coupure (153, 154, 157, 158) pour interrompre momentanément son alimentation en gaz combustible tout en maintenant la continuité de l'alimentation en oxygène de sa buse de formation de flamme.