Brevet FR2010761A1 — publié le 19700220

La présente invention a pour objet une vanne à 4' voies, avec détendeur, applicable tout particulièrement aux radiateurs d'instal- lations de chauffage par thermosiphon. On sait que, actuellement, la presque totalité des installations de chauffage par thermosiphon à circulation d'eau sont réalisées en reliant les radiateurs en dérivation entre un tuyau d'alimentation, ou tuyau de départ provenant de la chaudière, et un tuyau de retour qui ramène liteau dans ladite chaud"ière. On sait également que chaque radiateur est assemblé au tuyau dialimenta- tion par l'interposition dlune vanne de type simple à 2 voies par laquelle le radiateur peut être inséré ou non dans le circuit d'alimentation, l'autre tuyau pouvant être équipé d'une vanne de type différent, ou "détendeur" destiné au réglage en cours d'installation de l'écoulement dteau. Plus récemment, on a essayé d'adopter pour les radiateurs le schéma de l'alimentation en série en employant une vanne de type autre que traditionnel, mais les résultats obtenus n'ont pas été acceptables, car la vanne utilisée est cause d'inconvénients intolérables dans une installation par thermosiphon, le plus sérieux de ces inconvénients étant de ne pas pouvoir démonter un radiateur sans procéder à la vidange préalable de l'installation. Le but 'principal de la présente invention est d'obvier à la limitation de devoir effectuer l'installation avec les radiateurs en dérivation, par l'adoption d'une vanne à 4 voies qui est exempte des inconvénients ci-dessus et, en particulier, qui permet au besoin le démontage rapide de chaque radiateur sans qu'il soit nécessaire d'en retirer leau au préalable. ,,f. , Un autre but de l'invention est de simplifier le montage des installations par thermosiphon soit par le fait que l'alimentation ait lieu par un tuyau unique, soit par le fait d'avoir, en conséquence, réduit à un des raccords nécessaires, car dans la vanne utilisée on a incorporé aussi le détendeur. les buts ci-dessus et d'autres encore sont atteints grâce à la vanne à 4 voies conçue selon lYinvention, qui se caractérise essentiellement par le fait quelle réunit dans un corps unique:le raccord pour le tuyau d'alimentation vertical; ltorifice pour l'assemblage avec le tuyau dtinjection qui pénètre dans le radiateur en s'étendant horizontalement dans la partie basse de celui-ci; la voie de retour d'eau, d'une part à travers une couronne annulaire formant une tubulure unique de raccordement au radiateur, coaxialement et extérieurement audit tuyau d'injection, et, dtautrepart, à travers le détendeur qui est lui-même incorporé; et enfin le raccord pour le tuyau de sortie communiquant avec le détendeur ayant prévu un dispositif qui peut etre actionné par le volant extérieur, pour isoler partiellement ou complètement le radiateur de l'alimentation, en permettant à l'eau de pàsser en tout ou en partie directement du raccord-du tuyau d'entrée au raccord de tuyau de sortie. Le dispositif pour le réglage de l'alimentation du radiateur est constitué par un-organe cylindrique assemblé par filetage au corps de vanne et coaxial au tuyau d'injection, dont la partie terminale porte un élément en forme de disque qui est destiné à fermer deux sièges de soupape opposés, l'un de ces sièges étant prévu à l'entrée dudit tuyau d'injection, tandis que l'autre est prévu sur la parmi opposée du raccord de tuyau d'entrée à::travers lequel passe aussi l'organe cylindrique et qui établit la communication directe entre tuyau entrée et tuyau de sortie d'eau-, la position de l'élément en forme de disque, d'une pièce qui est mobile avec-liorgane cylindrique précité, provoquant la fermeture- ou l'ouverture partielle ou complète du radiateur et, de cette façon, la communication direct, totale ou partielle, entre les tuyaux d'entrée et de sortie d'eau. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : - la figure 1 montre schématiquement une installation avec deux radiateurs alimentés en série par l'interposition de.vannes -conçues selon l-a présente invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale de la vanne selon l'invention comprenant aussi les parties terminales du tube d'injection et des tuyaux d'entrée et de sortie dans leur condition de@ montage respective, le tout étant référé à la position pour alimentation maxima du radiateur;- - la figure 3 montre la vanne de la figure 2 mais en position pour alimentsion partielle du radiateur, et - la figure 4 montre, toujours suivant la coupe de la figure 2, la position de fermeture complète, csest-à-dire de non alimentation du radiateur. On se référe tout sabord à la figure l, sur laquelle R désigne, en principe, deux radiateurs alimentés en série par une chaudière ( non représentée ), et V est la vanne à 4 voies, avec détendeur, ' monté sur chacun de ces radiateurs. Ladite soupape, qui est montée sur la partie basse du radiateur, est disposée de manière que les bouts des deux tuyaux 1 et 2, d'entrée et de sortie d'eau respectivement, soient disposés verticalement. La soupape est montée sur le radiateur R au moyen de la tubulure deraccordement 3 ( figures 2, 3 et 4 ) dont le filetage extérieur 3a, prévu à cet effet, permet de la visser dans le trou taraudé correspondant pratiqué dans une paroi verticale du radiateur considéré. A noter que le diamètre de ladite tubulure de raccordement, à lbndroit du filetage 3a, peut varier en fonction de son adaptation à toute installation particulière. A l'intérieur de la tubulure 3, coaxialement à celle-ci, passe le tuyau d'injection 4 lequel s1 étend opportunément à l'intérieur du radiateur jusqu'à un point à proximité de la paroi verticale opposée à celui-ci, ce qui réalise une remise en circulation aisée de l'eau et empêche presque complètement le mélange du fluide chaud avec le fluide froid en augmentant considérablement le rendement thermique de l'installation. la vanne V est à son tour assemblée avec étanchéité à la tubulure 3 par l'entremise du manchon 5, les tuyaux entrée et sortie 1 et 2 étant accouplés à la vanne par des manchons ou analogues 6 qui assurent le montage étanche des deux tuyaux dans leurs logements T et 8. L'eau arrivant du tuyau 5 passe par le raccord cylindrique 9 qui est coaxial à ce tuyau et de même diamètre que celui-ci. le raccord 9 est fermé en haut par la paroi 10 et présente sur ses côtés opposés deux orifices 11 et t2, dont l'un, le 11, débouche dans I'extrémité 4a du tuyau dtinjection ou plus précisément dalimenta- tion du radiateur, tandis que l'autre, le 12, met le tuyau d'entrée 1 en communication directeavec le tuyau 2 de sortie dseau. Lesdits orifices 11 et 12 peuvent être alternativement ouverts ou fermés moyennant actionnement du volant de réglage 13 qui est solidaire d'un piston 14 s'accouplant par un filetage 15 à un manchon 16 monté sur le corps de la vanne V, une double garniture annulaire 17 interposée entre ce piston 14 et le trou correspondant 16a du manehon 16, étant maintenue en place par un capuchon 18. L'extrémité interne du piston 14 porte, solidaire de lui-meme, le corps de soupape 19 lequel permet de boucher de façon étanche tant l'orifice 11 que l'orifice 12. Plus présisément, la fermeture de l'orifice 11 est réalisée par la surface conique métallique 19a, tandis que la fermeture de l'orifice 12 est obtenue par le disque 19b. Lorsque l'orifice 12 est fermé ( figure 2 ), le fluide arrivant du tuyau 1 à travers le raccord 9 et leouverture 11, passe dans le tuyau d'injection 4, lequel, comme il a déjà été dit, s'étend horizontalement à l'intérieur du radiateur R jusqu'à proximité de la paroi verticale de celui-ci qui est opposée à la paroi sur laquelle la vanne est montée. Ainsi, grâce aux différences de température, l'eau monte de l'extrémité du tuyau et, en suivant le parcours en serpentin , circule dans tout le radiateur jusqu'à déboucher dans la section annulaire 20 entre manchon. 3- et tuyau d'injection 4.Puis, à travers la chambre de la vanne 21, liteau atteint le détendeur 22, lui même incorporé dans l'-ensemble, et enfin, en passant par l'ouverture 23 dudit détendeur ( lequel bien entendu en position d'ouverture ) s'écoule par le-raccord 24 dans le tuyau de sortie 2 qui aboutit à ce raccord. Comme on le voit-, pour cette position de la vanne, tout le fluide provenant du tuyau d'entrée 1 passe à travers le radiateur R avant de sortir de ladite vanne Quant à l'organe 22, celui-ci est constitué pat un élément cylindrique 25 àpartie terminale 25a, qui peut se déplacer axialement au moyen d'un filetage à l'intérieur de -son logement 26, celui-ci étant accouplé, également au moyen d'un filetage, au corps de la vanne. li'élément cylindrique 25 est-actionné à'l'aide d'un tournevis et son réglage nta~lleu qu'en cours de montage de l'installation. L'ensemble ci-dessus est couvert par un capuchon 27, lui-même monté par vissage. Lorsque la vanne est dans-la position de la figure 3 ( les deux passages 11 et 12 étant- ouverts.), une partie du fluide passe à travers le radiateur en suivant le parcours précédemment décrit, et l'autre partie à travers l'orifice 12 pour aller directement dans le tuyau de sortie 2. il s'ensuit qu'une partie de l'eau alimente le radiateur, et l'autre partie n'ayant subi aucune réduction de température est dirigée vers d'autre usagers. lies positions de l'élément de soupape 19 peuvent être toutes les positions intermédiaires entre la fermeture de l'orifice 11 et la fermeture de l'orifice 12.Si, par exempte, ledit élément est tout proche du passage 11 il y aura alimentation minimale du radiateur, la plus grande partie de l'eau allant à la sortie sans avoir été utilisée par le radiateur considéré. La même condition est applicable lorsque l'élément de soupape est tout proche du passage 12. ~Le cas limite de fermeture complète du passage 11 ( figure 4) correspond évidemment à l'isolement complu du radiateur de l'alimentation, toute l'eau passant directement du tuyau d'entrée 1 au tuyau de sortie 2. La figure 4 montre aussi le détendeur 22 en position de fermeture complète, cette position étant obligatoire lorsqu'on veut démonter le radiateur sans être obligé de le vider, ce qui, comme déjà dit, n'-est pas possible avec les vannes de ce type, actuellement disponibles sur le marché. Sur la-figure 1 on a schématise une-installation pour l'ali- mentation en série des radiateurs, systèmeconvenable, qui permet de réduire de moitié: la tuyauterie nécessaire avec, par conséquent, des avantages économiques lors montage. Cependant, l'adoption d'une vanne conçue selon l'invention permet ..également le raccordement des radiateurs en d-érivation, et ce, par simplé assemblage des pièces de raccordement telles que les pièces 9 et 24, avec les tuyaux départ et retour respectivement. En définitif, l'adoption dela vanne à 4 voies conçue selon l'invention permet de réaliser une- économie importante dans les coûts de montage de l'installation proprement dite, et ce, grâce à la réduction des tuyauteries requises et des pièces de raccordement pour celles-ci; elle assure en outre un entretien aisé de l'installation, un rendement thermique élevé, une ligne simple et robuste. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Vanne à 4 voies, en particulier pour installation par thermosiphon, caractérisée en ce quelle réunit dans un corps unique le raccord pour le tuyau dtalimentation vertical; l'orifice pour le raccordement au tube d'injection qui stengage dans le radiateur en parcourant horizontalement la partie basse de celui-ci; la voie de retour d'eau, d'une part à travers une couronne annulaire qui forme une tubulure unique de raccordement au radiateur, coaxialement et extérieurement. audit tuyau d'injection, et d'autre part à travers le détendeur, lui-même incorporé; et enfin, le raccord pour le tuyau de sortie communiquant avec ledit détendeur; un dispositif agissant en soupape étant prévu, pouvant être actionné par le volant extérieur afin d'isoler partiellement ou complètement le radiateur de l'alimentation, tout en permettant à l'eau de passer, en tout ou en partie, directement du raccord de tube entrée au raccord de tube sortie. 2 - Vanne suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif pour le réglage de ltalimentation du radiateur comporte un organe cylindrique accouplé par filetage au corps de vanne et coaxial audit tube d'injection, la partie terminale de cet organe portant un élément en forme de disque est destiné à fermer deux sièges de soupape opposés, dont Itun est prévu à ventrée dudit tuyau d'injection; tandis que l'autre est prévu sur la paroi opposée du raccord de. tuyau d'entrée à travers lequel passe aussi l'organe cylindrique, et qui met directement en comsunication le tuyau d'entrée avec le tuyau de sortie de liteau; la position de l'élément de soupape en forme de disque, d'une seule pièce mobile avec l'organe cylindrique, déterminant la fermeture ou l'ouvérture partielle ou complète du radiateur donc la liaison directe complète ou partielle entre lesdits tuyaux d'entrée et de sortie de l'eau. 3 - Vanne suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce vue le détends-vz, qui est lui-même incorporé dans la vanne, est prévu sur la conduite de retour, et précisément cn série avec la conduite annulaire passant à l'intérieur de la tubulure de raccord, l'orifice réglable dudit détendeur étant en communicatlon avec le tuyau de sortie de l'eau. 4 - Vanne suivant revendicatinn 3, caractérisée en ce que ledit détendeur est monté sur le corps de vanne par l'entremise vissée dans un col fileté correspondant, le corps mobile du détendeur pouvant se déplacer, par vissage, à l'intérieur de ladite douille, en vue dietre amené à une distance appropriée. de 1orifice de soupape correspondant, l'ensemble étant fermé par un capuchon que lion peut retirer pour effectuer le réglage. 5 - Vanne suivant les revendications 1, 2, 3, et 4, caractérisée en ce qu'elle permet l'alimentation en série des radiateurs. 6 - Vanne suivant les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisée en ce qu'elle permet l'alimentation des radiateurs dlinstal- lations par thermosiphon qui sont disposés en dérivation sur les deux conduites aboutissant à la chaudière.