Brevet FR2017263A1 — publié le 19700522

La presente invention concerne une soupape de réglage ainsi qu son application dans des installations de chauffage central. fles commandes de soupapes connues sont compliquées, coûteuses et sujettes a dérangement. L'invention crée une soupape peu coûteuse, d'un fonctionnement sûr et facile à monter. Elle est caractérisée en ce que le corps de soupape communique avec une chambre à volume variable pratiquement proportionnel à la course de la soupape et qui communique de son et té par un organe produisant une dépression ou une surpression avec le fluide de passage à régler, le tout pour assurer le mouvement du corps de soupape dans la chambre par variation de la pression. L'invention est expliquée, ci-après, à titre d'exemple à l'aide des dessins annexés. la fig. 1 est une coupe longitudinale d'une soupape de passage ordinaire. La fig. 2 est une coupe longitudinale d 'une variante d tune soupape de passage analogue à la fig. 1. La fig. 3 est une coupe longitudinale d'une soupape mélangeu- se utilisant une pompe entraînée au moyen d'un moteur Ferrari. La fig. 4 représente une réalisation semblable à celle de la fig. t comportant une pompe produisant une différence de pression et qui est entraînée par le fluide même traversant la soupape. La soupape de passage ordinaire représentée à la fig. 1 présente une boite 1 comportant une tubulure d'admission 3 et une tubulure d'écoulement 5. Un siège 7 sur lequel s'applique le corps 9 de la soupape qualld elle est fermée se trouve entre ces tubulures 3 et 5. Ce corps de soupape 9 est relié par un souf- flet 11 en caoutchouc, tombak, acier inoxydable, matière synthétique ou analogue avec un couverole intermédiare 13. Un ressort hélicoidal 17 s'applique à une extrémité sur un plateau 15 qvz sert en même temps à fixer les extrémités du soufflet li sur le couvercle intermédiaire 13 et à l'autre extrémité dans une rainure 19 du corps de soupape.Un manchon de support 21 à alésage cen- tral 22 est vissé dans le courvercle intermédiaire 13. Son extré irti-té libre peut coulisser dans un appendice 23 du corps de soupa- pe 9. L'intérieur 24 de ce corps 9, limité sur le cté par le soufflet Il communique par des orifices 25 avec l'intérieur ae l'appendice 23 et en outre par l'alésage 22 avec le côté d'as piration du rotor ae pompe 27. Ce dernier est monté sur un arbre du moteur d'entraînement 30 qui est fixé, comme on le voit, an couvercle 31.La chambre de refoulement 33 de la pompe débouche par le conduit de refoulement 34 daus- la- tubulure d'admission 3 La tête du corps de soupape 9 comporte, pour assurer le remplissage de la chambre 24 un ou plusieurs orifices 36 dont la section peut être modifiée, le cas échéant au moyen de goujons, et qui servent aussi à régler la quantité refoulée (point de travail de la pompe), cette soupape de traversée simple fonctionne de la façon suivante : Lorsque la pompe est à l'arrêt, la soupape se trouve à l'état fermé, comme on peut le voir à la fig. 1.Si la soupape doit être réglée sur la base du débit prédéterminé, ceci peut être effectué du fait que l'on règle la vitesse de rotation du moteur 30 et que l'on diminue ainsi la pression régnant dans la chambre inférieure 24 suivant la caractéristique de la pompe entraînée par ce moteur (avec une quantité de passage pratiquement nulle). Cette pression est d'autant plus faible que la vitesse de rotation de la pompe est plus grande, de sorte qu'avec un rapport de pression prédétermi- né le corps de soupape 9 commence à se soulever du siège 7 et que la soupape est traversée.Pour assurer que la chambre d'intérieur 24 soit toujours remplie de liqude on prévoit un ou plusieurs orifices 36. Il s'établit dans la chambre d'intérieur 24 une pression spécifique suivant la vitesse de rotation de la pompe er sa caractéristique; par suite avec une pression extérieure constante sur le corps de la supape 9 il se régle une position d'ouverture prédéterminée de la soupape et par suite de la quantité de passage predéterminée. Des soupapes de ce genre sont utilisables tant pour des fluides gazeux que pour des fluides liquides; on utilise dans l'un des cas un ventilateur et dans l'autre une pompe. Etant donne que la soupape est équilibres en pression, sa force de fermeture est égalment extrêment faible contrairement aux soupapes connues. La soupape de passage décrite est de construction et de réglage extrêmement simples. Elle permet de commander le @@@p@ de soupape suivant la caractéristique d'ouvrerture désirée à l'aide de organe de réglage approprié faisant varier la tension et par suite la vitesse de rotation du moteur de commande. La fig. 2 illustre une variante de la soupape à la fig. 1 dans laquelle la pompe est disposée sous la forme d'un disque simple dans une boite 40 divisée transversalement en deux parties. La chambre sous pression 41 est en forme de bourrelet et le disque 43 est fabriqué en une seule pièce par le procédé d'estampage d'une manière extrêmement simple, avec des aubes 44 estampées de façon appropriée sur les deux côtés du disque 43. Ce dernier comporte toujours dans son centre ou dans sa zone centrale des orifices qui font agir les deux côtés du disque comme pompe. L'arbre 45 appartenant au disque 43 est supporté dans un palier à pointe et cuvette 46, ainsi que dans un palier radial 48 et est entraîné directement par un moteur de commande 49. Ce dernier est fixé dans la partie supérieure 40 du carter. La chambre sous pression en forme de bourrelet 41 communique par un alésage 52 avec le coté d'entree. Un corps de soupape présente également un ou plusieurs orifices de remplissage et de réglage 53. Etant donné que la quantité refoulée par la pompe ou par le ventilateur est extrêmement faible (seule la quantité parvenant par l'alésage 53 dans la chambre 24 est refoulé à l'état d'équilibre à la soupape), il s'agit d'une pompe pour produire une pression prédéterminée dans la chambre 24 ou pour produire une dépression. Stant donné que la quantité refoulée de cette pompe n'ést que très faible, en utilisant une pompe centrifuge on peut aussi choisir sa largeur faible avec un grand diamètre, de même que le moteur de commande, dont la puissance est très faible et qui n'a à fournir qutune puissance de refoulement pendant l'ouverture du corps de soupape 9. Par canséquent, la force active de cette pompe joue un role tout à fait secondaire, de sorte qu'elle peut être fabriquée comme représenté sous la forme d'un disque simple à aubes estampées ou-embouties par une opération à la presse. La soupape mélangeuse représentée à la fig. 3 comporte une boite 56 comportant une tubulure d'eau froide 57, une tubulure d'eau glacée 58 et une tubulure d'eau mélangée 59. il stagit ici d'une soupape de passage affectant la forme itus melangeur tel qu'on peut l'utiliser par exemple dans une installation de climatisation ou de réfrigération. Une cloison de séparation 61 présentant un siège de soupape 62 est prévue dans la bote 56 de la soupape tandis que la tubulure d'eau glacée 58 porte un siège de soupape 64 à son extrémité d'appui placé dans la bote 56. Un corps de soupape 65 qui est relié, comme on l'a indiqué à titre d'-exemple à l'aide des fig. 1 et 2 par un soufflet 11 à la boîte de soupape 56 ou a un couvercle intermédiaire 13, se trouve entre ces deux sièges de soupape 62 et 64. Il y a dans cette réalisation un générateur de pression differentielle affectant la forme d'un disque de pompe 67 qui est constitué sur toute sa surface de saillies radiales 68, d'emboutis ou parties analogues, qui produisent une pression dans la chambre 41 ou une dépression dans la chambre intérieure 24 lorsque le disque 67 tourne, comme cela a été expliqué à l'aide de la fig. 2. La différence essentielle de cette réalisation par rapport à celle de la fig. 2 consiste en ce que le disque 67 est en même temps le rotor du moteur électrique qui travaille suivant le principe Ferrari. Be disque 67 est monté pour tourner dans le moteur Ferrari 71 à électro-aimants 70 représenté schématiquement et par suite il produit une réduction de pression dans la chambre 24 suivant sa vitesse de rotation. On connaît le mode de travail d'un tel moteur Ferrari qui est décrit par exemple dans le manuel HUTTE, volume 1, 28ème édition, page 1507. Iwans une autre réalisation suivant la fig. 4, l'arbre 80 portant le disque 93 supporte aussi une roue à palettes 81 qui fonctionne (suivant ne Fluide de passage) comme roue hydraulique ou pneumatique et qui est alimentée en passant sur un conduit de refoulement 82 depuis 1 > tubulure de refoulement et donc depuis llarri- vée tandis que le départ s'effectue en passant par un organe d'étraF glement 75 et un conduit d'écoulement 83 prévu dans le côté d'écoulement de la soupape. On suppose ici que la chute de pression du fluide en passant par le singe de soupape pe et le corps de soupape est si grande que cette différence de pression suffit à entraîner la roue à palettes 81 et par suite le disque de pompe 43. L'organe d'étranglement 75 permet ici aussi d'effectuer un réglage correspondant en faisant varier la vitesse de rotation de la roue à palettes 81, du fait que l'on peut faire varier la différence de pression disponible de fa- çon appropriée à l'aide de cet organe d'étranglement 75. Ce dernier peut être commandé de façon prédéterminée par un organe de commande rapproprié, par exemple des sondes de tempe ratures et as organes de réglage. Il est naturellement possible aussi et dans de nombreux cas avantageux de disposer le corps de soupape sur le c3té de refoule- ment du fluide de passage, de telle sorte que la pression du fluide tende à fermer la soupape. ba chambre à volume variable est soumise à la pression pour une ouverture de la soupape, ce qui est plus simple au point de vue technique pur et offre diverses possibilités. On réalise alors une disposition constructive analogue à celle de la fig. 3 pour 16 corps de soupape 65 et le siège de soupape 62. L'utilisation de la pression du courant permet aussi de mieux choisir de plus petites dimensions pour la pompe et le moteur. REVENDICATIONS 1 - Soupape de réglage, caractérisée en ce que le corps de soupape 9 communique avec une chambre 24 à volume variable pratiquement proportionnel a la course de la soupape et qui communique de son côté par un organe 27 produisant une dépression ou une surpression avec le fluide de passage à régler, le tout pour assures le mouvement du corps de soupape 9 dans la chambre 24 par variation de la pression. 2 - Application de la soupape de réglage suivent la revendication 1, dans des installations de chauffage central, de climatisation et de refroidissement. 3 - Soupape de réglage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le générateur de pression est constitué sous la forme d'une turbine 27, par example sous forms de pompe ou ventilateur centrifuge. 4 - Soupape de réglage suivant la revendication 3, caractérisée par une commande directe 30 pouvant être contrôlée par la vitesse de rotation du générateur de pression 27. 5 - Soupape de réglage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor du générateur de pression est constitué sous forme de disque 43, 67 comportant des emo-outis 44 ou des sail- lies 68, de préférence sur les deux faces. 6 - Soupape de réglage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le générateur de pression 68 est constitué sous la forme d'un groupe combiné basé sur le principe Ferrari, dans lequel le rotor de pompe ou de ventilateur 68 est en même temps le rotor du moteur de commande 71. 7 - Soupape de réglage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la commande du générateur de pression 43, 44 se fait au moyen d'une roue à aubes 81 entreînés directement par le fluide de passage. 8 - Soupape de réglage suivant la revendication 7, caractérisés en ce que la roue à aubes 81 est disposée dans la dérivation du flux principal de la soupape. 9 - Soupape de réglage suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'un organe d'étranglement 75 est prévu dans la déri vation pour la commande de la quantité de passage par une machine l'entraînement du générateur de pression. 10 - Aplication de la soupape comme organe de commande d'un dispositif de réglage de mélange.