FR2728059A1 - Dispositif de commande de l'ecoulement de deux gaz et bruleur muni de ce dispositif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande de l'écoulement de deux gaz, qui comporte un premier conduit pour un premier gaz et un deuxième conduit pour un deuxième gaz, chaque conduit d'alimentation étant muni d'un organe d'arrêt (92, 94) de l'écoulement gazeux correspondant. Le dispositif comporte en outre un dispositif de synchronisation (22) des deux organes d'arrêt (92, 94) et un organe unique (82) d'actionnement de ces deux organes d'arrêt (92, 94). Application aux chalumeaux oxy-acétyléniques.

Description

La présente invention concerne un dispositif de commande de l'écoulement de deux gaz destinés à être mélangés ainsi qu'un brûleur, notamment un chalumeau, muni d'un tel dispositif.

On connaît déjà des brûleurs du type comportant un premier conduit d'alimentation en un gaz combustible et un deuxième conduit d'alimentation en un gaz comburant, reliés à une même buse d'extrémité d'alimentation d'une flamme en mélange de ces deux gaz, chaque conduit d'alimentation étant muni d'un organe d'arrêt de l'écoulement gazeux correspondant et notamment des chalumeaux à main destinés à chauffer une pièce métallique en vue de son soudage ou de sa découpe. Dans de tels chalumeaux, le gaz combustible utilisé est par exemple de l'acétylène, alors que le gaz comburant est de l'oxygène.

Les chalumeaux actuels comportent généralement sur la conduite d'alimentation en gaz combustible et en gaz comburant deux robinets de réglage séparé du débit de chaque gaz. De plus, afin de ne pas dérégler ces robinets pour interrompre l'écoulement de chacun des gaz en vue de l'extinction de la flamme, il est connu de munir chaque conduit d'alimentation d'un robinet supplémentaire d'arrêt utilisé uniquement pour l'interruption du débit du gaz correspondant.

De tels chalumeaux permettent de conserver les réglages de débit en gaz combustible et en gaz comburant même après extinction de la flamme. Ils présentent cependant l'inconvénient de nécessiter la fermeture successive de deux robinets indépendants.

De plus, des désagréments lors de l'allumage et surtout lors de l'extinction de la flamme sont fréquemment rencontrés par l'utilisateur. En effet, il doit, afin d'éteindre la flamme du chalumeau, fermer successivement les deux robinets. Les opérations de fermeture de ces deux robinets s'effectuant suivant un ordre aléatoire, il est fréquemment constaté la création de flammèches au niveau de la buse d'extrémité du chalumeau, ou encore l'apparition de claquements. Le même phénomène est parfois constaté lors de l'allumage. Ces claquements sont la conséquence de l'établissement de régimes transitoires non maîtrisés pour les deux débits de gaz. Ainsi, la vitesse de sortie du mélange gazeux est parfois inférieure à la vitesse de déflagration de celui-ci, ce qui provoque ces claquements.

L'invention a pour but de fournir un dispositif de commande de l'écoulement de deux gaz utilisable par exemple dans un brûleur, et notamment un chalumeau à main, qui, s'il est pourvu de moyens de réglage de débits, présente l'avantage d'un dispositif d'arrêt séparé du dispositif de réglage des débits de gaz combustible ou comburant, et qui, en outre, lors de l'extinction de la flamme ou l'allumage de celle-ci, préserve des claquements et exclut tout risque de flammèches.

L'invention a également pour but de fournir un brûleur, dont l'allumage ou l'extinction de la flamme puisse se faire de manière très simple et préservant des inconvénients mentionnés ci-dessus.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande de l'écoulement de deux gaz destinés à être mélangés, caractérisé en ce qu'il comprend
- un premier conduit pour un premier gaz ;
- un deuxième conduit pour un deuxième gaz ;
- un organe d'arrêt d'écoulement gazeux associé à chaque conduit
- un dispositif de synchronisation des deux organes d'arrêt ; et
- un organe unique d'actionnement de ces deux organes d'arrêt.

Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif peut présenter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes
- le dispositif de synchronisation comporte un arbre à cames muni de deux surfaces de came d'actionnement associées chacune à un organe d'arrêt d'un écoulement gazeux,
- les organes d'arrêt comportent chacun un poussoir comprenant une extrémité formant bouchon d'obturation d'une portion d'un conduit correspondant, et une autre extrémité en appui sur la surface de came correspondante de l'arbre à cames,
- le dispositif de synchronisation comporte un corps dont une première partie est munie d'un alésage de réception de l'arbre à cames, dans lequel il est libre en rotation, cette première partie comportant en outre des trous de guidage traversants pour les poussoirs dont une extrémité débouche sur la surface intérieure de l'alésage en regard d'une surface de came de l'arbre à cames et dont l'autre extrémité débouche sur une face extérieure de la première partie du corps, cette face extérieure étant disposée en regard d'une seconde partie du corps dans laquelle sont ménagées des portions des conduits pour les premier et deuxième gaz,
- la seconde partie du corps comporte pour chaque conduit une portion de conduit d'arrivée du gaz et une portion de conduit complémentaire d'évacuation du gaz débouchant toutes deux sur un fond d'une cuvette de raccordement ménagée dans une face de celle-ci, ces cuvettes délimitant avec la face extérieure en regard de la première partie du corps des passages entre les deux portions complémentaires de chaque conduit, le poussoir correspondant au conduit, actionné par une came correspondante, étant déplaçable entre une position escamotée dans la première partie du corps et une position d'obtura tion d'une extrémité d'une portion de conduit débouchant sur le fond de la cuvette,
- une membrane élastique et non perméable aux gaz est disposée de manière étanche entre les première et deuxième parties du corps et coiffe lesdites cuvettes,
- l'arbre à cames a une portion cylindrique et comporte sur celle-ci des méplats composites formant les surfaces de came,
- la surface de came associée à l'organe d'arrêt de l'écoulement du premier conduit comporte une portion d'arrêt décalée angulairement par rapport à une portion d'arrêt correspondante de la surface de came associée à l'organe d'arrêt de l'écoulement du deuxième conduit,
- chaque surface de came associée à un poussoir comporte deux portions planes concourantes suivant une arête parallèle à l'axe de l'arbre à cames, ces portions délimitant entre elles un angle qui définit la loi d'arrêt de l'écoulement en fonction du déplacement angulaire de l'arbre à cames,
- les deux surfaces de came associées à chaque conduit comportent des portions de came coplanaires correspondant à l'ouverture maximale de chaque conduit,
- l'angle extérieur à l'arbre à cames défini par les deux portions de la surface de came associée au premier conduit est plus petit que celui défini par les deux portions de la surface de came associée au deuxième conduit,
- les organes d'arrêt sont des valves dont les tiges de commande respectives sont actionnées par les surfaces de came respectives de l'arbre à cames,
- l'arbre à cames comporte des surfaces de came en saillie d'actionnement des tiges de commande des valves,
- les valves sont reçues axialement dans les conduits d'alimentation en gaz et il est ménagé autour de l'arbre à cames des chambres indépendantes de passage des gaz depuis chaque conduit d'alimentation vers un conduit de sortie associé,
- l'arbre à cames comporte des évidements d'indexation et le corps comporte un cliquet d'indexation coopérant avec lesdites encoches de l'arbre à cames.

L'invention a également pour objet un brûleur, notamment chalumeau, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande de l'écoulement de deux gaz tel que défini ci-dessus et dans lequel le premier conduit est un conduit d'alimentation d'une flamme en un gaz combustible et le deuxième conduit est un conduit d'alimentation de la flamme en un gaz comburant.

Suivant des modes particuliers de réalisation, le brûleur peut présenter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes
- le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, achever l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz combustible avant l'arrêt complet de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz comburant,
- le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, comme cer l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz combustible avant de commencer l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz comburant,
- le dispositif de synchronisation est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, comme cer l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz comburant avant l'achèvement de l'arrêt complet de l'écoulement dans le conduit d'alimentation en gaz combustible,
- le dispositif de commande est intégré dans le corps du brûleur.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue en élévation d'un chalumeau selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe, suivant la ligne Il-Il de la figure 1, du dispositif de commande de l'écoulement des gaz d'alimentation du chalumeau de la figure 1,
- les figures 3 et 4 sont des vues en coupe suivant respectivement les lignes III-III et IV-IV de la figure 2,
- la figure 5 est une vue en élévation de l'arbre à cames entrant dans la composition du dispositif de la figure 2, tourné angulairement de 90" par rapport à sa position sur cette figure,
- les figures 6, 7, 8 et 9 sont des vues en coupe transversale de l'arbre à cames de la figure 5 suivant respectivement les lignes de coupe VI-VI, VII-VII, VIII-VIII et IX-IX de cette figure 5,
- la figure 10 est une vue en coupe transversale du dispositif de commande de la figure 2, suivant la ligne de coupe X-X,
- la figure 11 est une vue analogue à celle de la figure 2, l'arbre à cames ayant été tourné vers la position d'arrêt des gaz,
- La figure 12 est une vue en coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 11,
- la figure 13 est une vue analogue aux figures 2 et 11, dans laquelle l'arbre à cames est dans une position d'arrêt complet des gaz,
- la figure 14 représente une vue en coupe d'une surface de came de l'arbre à cames, suivant un autre mode de réalisation du dispositif de commande de l'écoulement selon l'invention, et
- la figure 15 est une vue en coupe longitudinale d'un second mode de réalisation d'un dispositif de commande de l'écoulement des gaz d'alimentation selon l'invention.

Le chalumeau représenté à la figure 1 est un chalumeau de chauffe oxy-acétylénique. I1 comporte à une extrémité d'une poignée 2 de préhension, une entrée 4 pour un gaz combustible supposé être de l'acétylène, et une entrée 6 pour un gaz comburant supposé être de l'oxygène.

Chacune des entrées, associée à un raccord rapide classique, constitue l'extrémité amont d'un conduit d'alimentation 8, 10, respectivement en gaz combustible et en gaz comburant. Chaque conduit 8, 10 est muni d'un robinet 8A, 10A de réglage du débit, respectivement du gaz combustible et du gaz comburant. En aval de ces robinets de réglage, sur les conduits 8 et 10 est disposé intégré au corps du chalumeau, un dispositif de commande synchronisé de l'écoulement 12 des deux gaz encore appelé dispositif d'arrêt synchronisé dans la suite de la description. Les sorties en gaz combustible et en gaz comburant de ce dispositif d'arrêt 12 sont reliées à un injecteur 14 adapté pour réaliser le mélange des gaz. Un conduit unique 15 d'acheminement du mélange relie l'injecteur 14 à une buse d'extrémité 16 d'alimentation de la flamme.

La figure 2 représente une vue en coupe du dispositif d'arrêt synchronisé 12 selon l'invention. Il comporte un corps métallique usiné 18 formé d'une première partie 20, dans laquelle est reçu un arbre à cames 22, et d'une seconde partie 24 solidarisée à la première partie 20, suivant des faces en regard, par des vis non représentées.

La première partie 20, réalisée dans un bloc massif, a une forme extérieure à peu près parallélépipédi que et comporte sur l'une de ses faces latérales un décrochement longitudinal 26, comme cela est représenté sur la figure 3.

Dans sa portion de plus faible épaisseur, la première partie 20 du corps comporte un alésage longitudinal 28 de réception de l'arbre à cames 22. Cet alésage 28 présente à l'une de ses extrémités un suralésage 30. Deux trous de guidage 32 et 34 d'axes parallèles entre eux et orthogonaux à celui de l'alésage 28, relient celui-ci à une face extérieure de base 36 de la première partie 20 sur laquelle est fixée la deuxième partie 24 du corps 18.

L'axe de chacun des trous 32 et 34 coupe l'axe de l'alésage 28. Sur la face de base 36, chacun des trous de guidage 32 et 34 est muni d'un suralésage noté respectivement 38 et 40. Un troisième trou 42 de réception d'un cliquet est ménagé entre cette face de base 36 et l'alésage 28.

La deuxième partie 24 du corps 18, formée dans un bloc massif parallélépipédique et de dimensions correspondant à celles de la première partie 20, comporte, comme cela est représenté sur les figures 2 à 4, sur une face 44 en regard de la face de base 36 de la première partie, deux cuvettes de raccordement 46, 48 de forme oblongue et dont la largeur correspond au diamètre des suralésages 38 et 40. Ces deux cuvettes 46, 48 ont un espacement égal à celui des trous de guidage 32 et 34 et sont disposées en regard de ceux-ci. Sur le fond de ces cuvettes de raccordement 46, 48, débouchent deux trous borgnes parallèles notés 50 et 52 pour la cuvette 46 et 54, 56 pour la cuvette 48. Les trous borgnes 50 et 54 sont de même diamètre que les trous de guidage 32 et 34 et sont alignés avec ceux-ci lorsque la deuxième partie 24 du corps 18 est fixée sur la première partie 20.

Comme cela est représenté sur la figure 3, les trous borgnes 54, 56 communiquent avec les parois latéra les de la deuxième partie 24 du corps par des passages cylindriques obtenus par perçage, notés respectivement 58 et 60. Ces passages 58, 60 forment avec les trous borgnes 54, 56 des portions de conduit d'alimentation en gaz comburant. De même, les trous borgnes 50 et 52 sont associés de manière analogue à des passages latéraux 62 et 64 formant ensemble des portions de conduit d'alimentation en gaz combustible.

Sur la figure 5, on a représenté l'arbre à cames 22 tourné d'un angle de 90C par rapport à sa position sur la figure 2. Celui-ci comporte une portion cylindrique principale 66 de même diamètre que l'alésage 28, prolongée à l'une de ses extrémités par une portion coaxiale 68 de section carrée de fixation d'une poignée d'entraînement.

A l'autre extrémité de la portion cylindrique 66, l'arbre à cames 22 présente une tête 70 cylindrique de dimensions correspondantes à celles du suralésage 30. Depuis la tête 70, la portion cylindrique 66 comporte sur sa périphérie une portion de gorge 72 s'étendant sur un quart de la circonférence du cylindre. Le profil de cette gorge 72 est représenté en détail sur la figure 6.

La portion cylindrique 66 présente ensuite deux paires successives de méplats 74, 76 formant des surfaces de came. Le profil de chacune des paires de méplats 74, 76 formant des méplats composites est représenté en détail sur les figures 7 et 8. Ils présentent chacun une première portion plane 74A, 76A, s'étendant dans un même plan et définissant en section une demi-corde pour la portion cylindrique 66.

Comme cela est représenté sur la figure 7, la première portion plane 74A est prolongée par une deuxième portion plane d'arrêt 74B délimitant avec la première 74A un angle extérieur à l'arbre à cames de 170ç. Ces deux portions de surface de came 74A et 74B se coupent suivant une arête 74C parallèle à l'axe de la portion cylindrique 66.

De manière analogue, comme cela est représenté sur la figure 8, la première portion 76A est prolongée par une deuxième portion plane d'arrêt 76B délimitant avec la première un angle extérieur à l'arbre à cames de 2000. Les première et deuxième portions 76A et 76B se coupent suivant une arête 76C porté par la même droite que l'arête 74C.

Les portions planes d'arrêt 74B et 76B sont donc décalées angulairement sur l'arbre à cames 22.

Entre la deuxième surface de came 76 et la portion 68 de section carrée, la portion cylindrique 66 comporte à sa circonférence deux évidements d'indexation coniques 78, 80 de réception de l'extrémité d'un cliquet espacés angulairement l'un de l'autre de 90 , comme cela est représenté sur la figure 9.

Dans le dispositif d'arrêt synchronisé 12 des deux gaz, assemblé comme cela est représenté sur la figure 2, l'arbre à cames 22 est reçu dans l'alésage longitudinal 28. La tête 70 est reçue dans le suralésage 30, et une poignée d'entraînement 82 est fixée par tout moyen approprié, une vis par exemple, sur la portion de section carrée 68. La poignée 82 comporte un bras d'actionnement 84. Une vis 86, représentée sur la figure 10, de maintien de l'arbre à cames 22 dans l'alésage 28 et traversant partiellement la première partie 20 du corps 18 a son extrémité reçue dans la portion de gorge 72 et assure en outre une limitation du débattement angulaire de l'arbre à cames 22 dans l'alésage 28.

A l'intérieur du trou traversant 42 est disposée, une bille 88 prenant appui sur un ressort hélicoïdal 90 disposé en arrière de celle-ci, l'ensemble formant un cliquet à bille.

Des poussoirs identiques 92, 94 de forme allongée sont reçus dans les trous de guidage 32 et 34. Ces poussoirs 92, 94 comportent une portion cylindrique centrale prolongée à chacune de ses extrémités par des calottes sphériques venues de matière. L'une des extrémités 92A, 94A de chaque poussoir 92, 94 prend appui sur une surface de came associée 74 et 76 respectivement de l'arbre à cames 22. L'autre extrémité 92B, 94B de chaque poussoir 92, 94 est en contact avec une membrane élastique 96 non perméable aux gaz disposée de manière étanche entre la face de base 36 de la première partie 20 et la face 44 en regard de la deuxième partie 24 du corps 18. L'étanchéité est obtenue par exemple par application d'une colle entre les parties du corps et la membrane. L'extrémité opposée à la bille 88 du ressort 90 prend appui sur cette membrane élastique 96.

Le fonctionnement du chalumeau représenté à la figure 1 va maintenant être décrit en regard des figures 2, et 11 à 13.

Sur la figure 2, le dispositif d'arrêt synchronisé 12 est représenté en position ouverte. Cette position correspond au fonctionnement du chalumeau et à l'alimentation permanente de la flamme créée à l'extrémité de la buse 16 avec un mélange des deux gaz combustible et comburant. Les gaz sous pression, provenant par exemple de bouteilles séparées de stockage, sont acheminés par les conduits d'alimentation 8 et 10 vers respectivement les passages latéraux d'entrée 62 et 58. Sous l'effet de la pression, le gaz combustible arrivant par le passage latéral 62 et le gaz comburant arrivant par le passage latéral 58 circulent via les trous borgnes 54 et 50 au travers des cuvettes respectives 48 et 46 délimitant chacune avec le film élastique 96 un passage étanche.Ces gaz circulent ensuite par les trous borgnes 56, 52 vers les passages latéraux de sortie 60 et 64 respectivement, avant d'être dirigés vers l'injecteur 14.

Dans ce mode de fonctionnement, les poussoirs 92 et 94 sont escamotés totalement à l'intérieur des trous de guidage 32 et 34 et ne déforment pas la membrane élastique 96. Ainsi, le débit de chacun des gaz combustible et comburant est maximal.

En vue d'éteindre la flamme, l'utilisateur tourne progressivement la poignée d'entraînement 82 formant organe d'actionnement unique pour les deux organes d'arrêt, dans le sens imposé par la vis 86. La rotation de l'arbre à cames 22 provoque le déplacement des poussoirs 92 et 94 actionnés par les surfaces de came 74, 76 sur lesquelles leurs extrémités 92A et 92B sont en appui.

Alors que lorsque le dispositif est en position totalement ouverte, les extrémités 92A, 94A des poussoirs sont en appui sur les segments 74C, 76C des surfaces de came, la rotation des surfaces de came autour de l'axe de l'arbre à cames 22 conduit ces extrémités 92A, 94A à être repoussées par les deuxièmes portions planes respectivement 74B et 76B des surfaces de came. Ces portions 74B et 76B n'étant pas coplanaires, le déplacement en translation des poussoirs 92 et 94 s'effectue de manière différenciée mais coordonnée ou synchronisée.

Ainsi, comme cela est représenté sur la figure 11, l'angle délimité par les portions 74B et 74B étant inférieur à celui délimité par les portions 76A, 76B, le poussoir 92 subit pour un même déplacement angulaire de l'arbre à cames 22 un déplacement vers la cuvette 46 plus important que celui du poussoir 94. Ainsi, la membrane 96 est plus déformée par le poussoir 92 que par le poussoir 94. Pour une rotation suffisante de l'arbre à cames 22, la membrane 96, sous l'effet du poussoir 92 et en particulier de son extrémité d'obturation 92B, vient obturer l'extrémité du trou borgne 50 alors que la même membrane 96 n'est pas suffisamment déformée pour obturer complètement l'extrémité du trou borgne 54.

La déformation de la membrane 96 par le poussoir 92 est représentée en détail sur la figure 12. On voit que cette membrane 96 est déformée suivant la longueur de la cuvette de forme oblongue, et que l'extrémité 92B en calotte sphérique du poussoir 92 garantit l'étanchéité au niveau de l'extrémité du trou borgne 50 et constitue ainsi un bouchon d'obturation.

Dans cette position de la poignée 82, l'écoulement du gaz combustible est arrêté alors que l'écoulement de gaz comburant est maintenu avec un débit seulement diminué.

En l'absence d'alimentation en gaz combustible, la flamme entretenue jusqu'alors à l'extrémité de la buse 16 s'éteint. De plus, l'écoulement de gaz comburant étant maintenu, la flamme est soufflée par celui-ci lors de son extinction, ce qui évite tout risque de claquement ou de production de flammèches.

En continuant jusqu'à son terme le mouvement de rotation de l'arbre à cames 22, l'utilisateur atteint la position représentée sur la figure 13. Dans celle-ci, chacune des extrémités 92A, 94A des poussoirs prend appui sur la portion cylindrique 66 de l'arbre à cames 22.

Ainsi, la membrane 96 est déformée de manière maximale audessus de chacune des extrémités des trous borgnes 50 et 54. Les deux écoulements gazeux sont donc arrêtés.

On comprend d'après les formes des surfaces de came, comme décrites en regard des figures 7 et 8, que le dispositif de synchronisation, lors de la phase d'arrêt de la flamme, commence l'arrêt de l'écoulement dans la conduite d'alimentation en gaz combustible avant l'arrêt complet de l'écoulement dans la conduite d'alimentation en gaz comburant.

De même, le dispositif de synchronisation, lors de cette même phase d'extinction de la flamme, commence l'arrêt de l'écoulement dans la conduite d'alimentation en gaz comburant avant l'arrêt complet de l'écoulement dans la conduite d'alimentation en gaz combustible.

Comme cela est représenté sur les figures 2 et 13, la bille 88 chargée par le ressort 90 est reçue dans l'un ou l'autre des évidements 78, 80, en fonction de la position de l'arbre à cames 22. Ainsi, les positions extrêmes de celui-ci sont maintenues fermement sous l'effet du ressort 90, ce qui interdit à la poignée 82 tout déplacement accidentel, notamment lors des manutentions du chalumeau.

On conçoit que lors de l'allumage du chalumeau, la rotation de la poignée 82 dans le sens opposé à celui qui vient d'être décrit provoque les ouvertures successives et synchronisées des conduits d'alimentation de gaz comburant puis de gaz combustible. Dans ces conditions, lors du régime transitoire précédant l'allumage de la flamme, un excès de gaz comburant est constaté au niveau de la buse 16, garantissant ainsi la totale combustion du gaz combustible lors de son arrivée dans cette buse d'extrémité. Aucun risque de combustion incomplète ou de perte de gaz combustible non brûlé n'est alors possible.

Suivant le type de synchronisation recherché entre les deux gaz comburant et combustible, les angles entre les deux portions des surfaces de came 74 et 76 pourront être modifiés. Les surfaces de came pourront également avoir des formes complexes. De même, il est envisageable d'utiliser des poussoirs de longueurs différentes.

Suivant un autre mode de réalisation, il est envisageable également d'intégrer le dispositif d'arrêt synchronisé 12 non pas dans le corps du chalumeau à main mais dans le corps d'un double manomètre fixé directement sur les têtes des bouteilles d'alimentation en gaz combustible et comburant.

Plus généralement, ce dispositif de commande 12 de l'écoulement de gaz peut etre utilisé dans toutes les installations nécessitant un arrêt coordonné ou synchronisé de plusieurs gaz suivant une mise en oeuvre simple et sûre. En particulier, ce dispositif peut être utilisé dans une installation d'assistance respiratoire d'un malade hospitalisé. Les gaz alimentés sont alors de l'oxygène et de l'azote par exemple.

Le dispositif d'arrêt synchronisé 12 peut également être intégré dans un chalumeau dit coupeur. Ce type de chalumeau, en plus des deux arrivées de gaz combustible et de gaz comburant pour l'alimentation de la flamme de chauffe, est muni d'un troisième conduit d'alimentation de la buse d'extrémité 16 en oxygène de coupe.

Un chalumeau coupeur est utilisé pour la découpe par oxycoupage de pièces métalliques, telles que des plaques d'acier ou des tuyaux. La pièce à couper est tout d'abord chauffée jusqu'à une température de coupe, grâce à la flamme de chauffe alimentée par les gaz combustible et comburant, puis l'alimentation en oxygène de coupe est ouverte, ce qui provoque la combustion du métal et la découpe de celui-ci.

Selon l'invention, dans un chalumeau coupeur, la commande de l'ouverture et de la fermeture de l'oxygène de coupe peut être intégrée au dispositif d'arrêt synchronisé 12. Dans ce cas, l'arbre à cames 22 comporte une troisième surface de came décalée angulairement par rapport aux surfaces de came 74 et 76. Cette troisième surface de came commande un troisième poussoir adapté pour obturer sélectivement, en fonction de la position de la came, le conduit d'alimentation en oxygène de coupe, suivant un agencement analogue à ceux décrits pour les conduits d'alimentation en gaz combustible et comburant.

Afin de permettre l'ouverture du conduit d'alimentation en oxygène de coupe alors que la flamme de chauffe est maintenue allumée et est alimentée avec un débit constant en gaz combustible et comburant, la portion de gorge 72 est prolongée afin de permettre une course en rotation plus importante de l'arbre à cames 22. La surface de came associée à l'oxygène de coupe est ménagée sur la portion cylindrique 66 de l'arbre à cames 22 de telle manière que, uniquement lorsque l'arbre à cames 22 est engagé dans cette portion de course supplémentaire, le conduit d'alimentation en oxygène de coupe soit ouvert.

Afin de permettre des débits constants de gaz combustible et comburant pendant cette période d'alimentation en oxygène de coupe, il peut être nécessaire de remplacer les portions d'ouverture maximale 74A, 76A planes des surfaces de came 74 et 76 associées à ces deux gaz par des portions cylindriques 100 de même axe que l'arbre à cames prolongées par des portions planes 102, comme représenté à la figure 14.

Sur la figure 15 est représenté un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de commande 100 de l'écoulement des gaz dans un chalumeau coupeur. Comme expliqué précédemment, ce dispositif est adapté pour commander l'alimentation en gaz combustible et en gaz comburant, ainsi que l'alimentation en oxygène de coupe.

Le dispositif de commande 100 comporte un corps métallique 102 sur une face d'extrémité duquel débouchent trois trous étagés 104, 106, 108 d'axes parallèles formant respectivement des conduits d'alimentation pour le gaz combustible, le gaz comburant et l'oxygène de coupe. Un alésage traversant étagé 110 s'étend orthogonalement aux conduits parallèles 104, 106, 108 dans le plan défini par ceux-ci. Les conduits 104, 106 et 108 communiquent avec celui-ci par des portions de liaison de diamètre réduit 104A, 106A, 108A respectivement.

En regard de l'extrémité débouchante des portions de liaison 104A, 106A et 108A sont ménagés dans des positions diamétralement opposées par rapport à l'alésage 110 des conduits de sortie des gaz notés respectivement 112 pour le gaz combustible, 114 pour le gaz comburant et 116 pour l'oxygène de coupe. Les conduits de sortie 112 et 114 débouchent dans un conduit unique 118 d'alimentation de la flamme, alors que le conduit 116 est prolongé par une conduite 120 d'acheminement de l'oxygène de coupe jusqu'à la buse 16 du chalumeau.

A l'intérieur de chacun des conduits d'alimentation 104, 106, 108 sont vissées sur une partie taraudée de ceux-ci, adjacente aux portions de liaison avec l'alésage 110, des valves notées respectivement 122, 124, 126, dont une tige de commande respective 128, 130, 132 est dirigée axialement vers l'alésage 110 et s'étend au travers de la portion de liaison correspondante 104A, 106A, 108A. Ces valves, de type connu, sont maintenues fermées par un organe élastique intégré lorsqu'aucune charge n'est appliquée axialement sur l'extrémité de la tige associée.

Lorsqu'une charge est appliquée sur la tige, la valve s'ouvre avec un débit qui est fonction de la course d'enfoncement de la tige.

A l'extrémité de chacune des tiges est monté coulissant à l'intérieur des portions de liaison des poussoirs creux notés respectivement 134, 136 et 138 munis de passages longitudinaux pour les gaz provenant de chacun des conduits d'alimentation 104, 106 et 108 respectivement.

Un arbre à cames 140 est monté libre en rotation à l'intérieur l'alésage 110. I1 comporte à l'une de ses extrémités une tête cylindrique 142 reçue dans un suralésage 144 ménagé à l'extrémité de l'alésage 110 et comporte à son autre extrémité une poignée d'actionnement 146. En regard de chacun des poussoirs 134, 136, 138, l'arbre à cames 140 comporte des surfaces de came notées respectivement 148, 150, 152, séparées axialement par des tronçons de plus gros diamètre munies de joints d'étanchéité 154.

Ainsi, les joints d'étanchéité 154 coopérant avec la paroi de l'alésage 110 délimitent trois chambres indépendantes 156, 158, 160 de passage des gaz depuis le conduit d'alimentation associé vers le conduit de sortie en regard et dans lesquelles s'étendent respectivement les surfaces de came 148, 150, 152 de l'arbre à cames. Chacune des surfaces de came comporte des portions en saillie d'actionnement des poussoirs 134, 136, 138, qui font partiellement saillie dans l'alésage 110 et sont maintenus en contact avec l'arbre à cames 140 par les tiges de commande des valves 122, 124, 126.

Ainsi que cela a été décrit en détail en regard du mode de réalisation précédent, les surfaces de came 148, 150, 152 de l'arbre à cames 140 sont adaptées pour synchroniser l'ouverture et la fermeture de chacun des conduits d'alimentation 104, 106, 108 par action sur les tiges de commande des valves associées par l'intermédiaire des poussoirs creux interposés.

L'actionnement en rotation de la poignée 146 depuis une position d'extinction complète des gaz provoque en premier lieu l'ouverture du conduit d'alimentation en gaz comburant 106, puis pour un déplacement angulaire plus important l'ouverture du conduit d'alimentation en gaz combustible 104. Lorsque la poignée 146 est tournée d'un quart de tour, les deux conduits 104 et 106 sont complètement ouverts, ce qui permet une alimentation permanente de la flamme de chauffe en un mélange équilibré de ces deux gaz par le conduit d'alimentation 118.

Lorsque l'utilisateur du chalumeau souhaite découper d'une pièce métallique, il tourne d'un quart de tour supplémentaire la poignée 146 afin que la surface de came 152 actionne le poussoir 138 et provoque l'ouverture de la valve 126 associée au conduit d'alimentation 108 en oxygène de coupe, les valves 122 et 124 étant maintenues ouvertes.

Il est aisé à l'homme de métier à partir de ce principe de fonctionnement de dessiner les profils en saillie des surfaces de came correspondants.

On conçoit que l'entraînement de la poignée 146 en sens inverse provoque tout d'abord l'obturation du conduit d'alimentation 108 en oxygène de coupe puis successivement l'obturation du conduit 104 d'alimentation en gaz combustible et enfin l'obturation du conduit d'alimentation 106 en gaz comburant.

I1 est à noter que, contrairement au mode de réalisation précédent, les surfaces de came 148, 150, 152 portées par l'arbre à cames 140 sont formées par des zones en saillie et non plus en creux afin de permettre l'enfon- cement des tiges de commande des valves pour provoquer leur ouverture.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1.- Dispositif de commande (12 ; 110) de l'écoulement de deux gaz destinés à être mélangés, caractérisé en ce qu'il comprend

- un premier conduit (8 ; 104) pour un premier gaz

- un deuxième conduit (10 ; 106) pour un deuxième gaz;

- un organe d'arrêt (92, 94 ; 122, 124) d'écoulement gazeux associé à chaque conduit

- un dispositif de synchronisation (22 ; 140) des deux organes d'arrêt ; et

- un organe unique (82 ; 146) d'actionnement de ces deux organes d'arret (92, 94 ; 122, 124).

2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation comporte un arbre à cames (22 ; 140) muni de deux surfaces de came (74, 76 ; 148, 150) d'actionnement associées chacune à un organe d'arrêt (92, 94 ; 122, 124) d'un écoulement gazeux.

3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes d'arrêt comportent chacun un poussoir (92, 94) comprenant une extrémité formant bouchon (92B, 94B) d'obturation d'une portion (50, 54) d'un conduit (8, 10) correspondant, et une autre extrémité (92A, 94A) en appui sur la surface de came (74, 76) correspondante de l'arbre à cames (22).

4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation comporte un corps (18) dont une première partie (20) est munie d'un alésage (28) de réception de l'arbre à cames (22), dans lequel il est libre en rotation, cette première partie (20) comportant en outre des trous de guidage traversants (32, 34) pour les poussoirs (92, 94), dont une extrémité débouche sur la surface intérieure de l'alésage (28) en regard d'une surface de came (74, 76) de l'arbre à cames (22) et dont l'autre extrémité débouche sur une face extérieure (36) de la première partie (20) du corps (18), cette face extérieure (36) étant disposée en regard d'une seconde partie (24) du corps (18) dans laquelle sont ménagées des portions (50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64) des conduits (8, 10) pour les premier et deuxième gaz.

5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde partie (24) du corps (18) comporte pour chaque conduit (8, 10) une portion de conduit d'arrivée (50, 54, 58, 62) du gaz et une portion de conduit complémentaire (52, 56, 60, 64) d'évacuation du gaz débouchant toutes deux sur un fond d'une cuvette (46, 48) de raccordement ménagée dans une face (44) de celleci, ces cuvettes (46, 48) délimitant avec la face extérieure (36) en regard de la première partie (20) du corps (18) des passages entre les deux portions complémentaires de chaque conduit, le poussoir (92, 94) correspondant au conduit, actionné par une came (74, 76) correspondante, étant déplaçable entre une position escamotée dans la première partie (20) du corps (18) et une position d'obturation d'une extrémité d'une portion (50, 54) de conduit débouchant sur le fond de la cuvette (46, 48).

6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une membrane (96) élastique et non perméable aux gaz est disposée de manière étanche entre les première (20) et deuxième (24) parties du corps (18) et coiffe lesdites cuvettes (46, 48).

7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'arbre à cames (22) a une portion cylindrique (66) et comporte sur celle-ci des méplats composites formant les surfaces de came (74, 76).

8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface de came (74) associée à l'organe d'arrêt (92) de l'écoulement du premier conduit comporte une portion d'arret (74B) décalée angulairement par rapport à une portion d' arrêt (76B) correspondante de la surface de came (76) associée à l'organe d'arrêt (94) de l'écoulement du deuxième conduit.

9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque surface de came (74, 76) associée à un poussoir (32, 34) comporte deux portions planes concourantes (74A, 74B, 76A, 76B) suivant une arête (74C, 76C) parallèle à l'axe de l'arbre à cames (22), ces portions délimitant entre elles un angle qui définit la loi d'arrêt de l'écoulement en fonction du déplacement angulaire de l'arbre à cames (22).

10.- Dispositif selon la revendication 7 à 9, caractérisé en ce que les deux surfaces de came (74, 76) associées à chaque conduit comportent des portions de came coplanaires (74A, 76A) correspondant à l'ouverture maximale de chaque conduit.

11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'angle extérieur à l'arbre à cames défini par les deux portions (74A, 74B) de la surface de came (74) associée au premier conduit est plus petit que celui défini par les deux portions (76A, 76B) de la surface de came (76) associée au deuxième conduit.

12.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes d'arrêt sont des valves (122, 124) dont les tiges de commande (128, 130) respectives sont actionnées par les surfaces de came (148, 150) respectives de l'arbre à cames (140).

13.- Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'arbre à cames (140) comporte des surfaces de cames (148, 150) en saillie d'actionnement des tiges de commande (128, 130) des valves (122, 124).

14.- Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que les valves (122, 124) sont reçues axialement dans les conduits d'alimentation (104, 106) en gaz et il est ménagé autour de l'arbre à cames (148) des chambres indépendantes (156, 158) de passage des gaz depuis chaque conduit d'alimentation (104, 106) vers un conduit de sortie associé (112, 114).

15.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 14, caractérisé en ce que l'arbre à cames (22) comporte des évidements (78, 80) d'indexation et le corps (18) comporte un cliquet (88, 90) d'indexation coopérant avec lesdites encoches (78, 80) de l'arbre à cames (22).

16.- Brûleur, notamment chalumeau, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande (12) de l'écoulement de deux gaz selon l'une quelconque des revendications precédentes, dans lequel le premier conduit (8) est un conduit d'alimentation d'une flamme en un gaz combustible et le deuxième conduit (10) est un conduit d'alimentation de la flamme en un gaz comburant.

17.- Bruleur selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (22) est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, achever l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation (8) en gaz combustible avant l'arrêt complet de l'écoulement dans le conduit d'alimentation (10) en gaz comburant.

18.- Brûleur selon la revendication 17, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (22) est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, commencer l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation (8) en gaz combustible avant de commencer l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation (10) en gaz comburant.

19.- Brûleur selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que le dispositif de synchronisation (22) est adapté pour, lors de la phase d'extinction de la flamme, commencer l'arrêt de l'écoulement dans le conduit d'alimentation (10) en gaz comburant avant l'achèvement de l'arrêt complet de l'écoulement dans le conduit d'alimentation (8) en gaz combustible.

20.- Brûleur selon l'une quelconque des revendications 13 à 19, caractérisé en ce que le dispositif de commande (12) est intégré dans le corps du brûleur.