Brevet FR2234498A1 — publié le 19750117

La présente invention se rapporte à une vanne ou valve du type qui comprend un corps destiné à eAtre traversé par un fluide, un organe servant de siège de vanne et comportant un siège définissant un orifice ouvert sur le trajet du fluide traversant la vanne, une entrée et une sortie pour le fluide, une tige assurant la fermeture et pouvant prendre une position de fermeture, dans laquelle elle coopère avec l'organe servant de siège de vanne pour interdire la traversée de l'orifice par le fluide, et des moyens servant à déplacer la texte de fermeture et comprenant de préférence un dispositif à dilatation thermique. Dans une vanne à fluide connue, du type précédent, dans laquelle la tête de fermeture de la vanne est amenée au contact du siège de vanne au moyen dlun dispositif à thermodilatation (voir Brevet anglais No. 275,873), le dispositif à thermodilatation comprend un corps allongé traversant l'orifice du siège de vanne et portant, à son extrémité intérieure, la tête de vanne, un fluide thermodilatable remplissant le corps, et un plongeur ou poussoir sortant du corps du dispositif de façon à engager un bouchon mobile dans le corps de vanne.Le réglage en température de cette vanne se fait en réglant la distance séparant le bouchon de l'extrémité libre du poussoir: pour élever la température de réglage on augmente cette distance, on la diminue pour abaisser la température de réglage, La vanne étant en fonctionnement, le poussoir est mis en mouvement de façon à venir en contact avec le bouchon et le corps allongé du dispositif à dilatation tire ensuite la tête de vanne pour l'appliquer sur le siège afin qu'elle ferme la vanne.Cette vanne présente un inconvénient: il n'est pas possible d'abaisser la température de réglage de la vanne au cours de son fonctionnement, car le poussoir est en butée sur le bouchon. Autre inconvenient: une dilatation exagérée du dispositif à dilatation pourrait soumettre à des contraintes excessives le siège de vanne et la tette de vanne, qui sont en contact. Dans une vanne quelque peu semblable (voir Brevet allemand 973.429) un ressort est interposé entre l'extrémité libre du poussoir et le bouchon mobile de réglage de la température.Ceci permet d'abaisser la température de réglage au cours du fonctionnement de la vanne, grâce à la compressibilité du ressort, mais l'augmentation de la compression du ressort est désavantageuse du fait qu'une contrainte plus forte apparat au niveau du siège et de la tête de vanne, qui se touchent. De plus, le fonctionnement des ressorts est peu fiable, ils peuvent par exemple s'affaisser et voir leur force diminuer par un usage prolongé. On surmonte ces inconvénients, dans la présente invention, en prévoyant un organe annulaire qui porte le siège de vanne et qui est disposé de façon à pouvoir-se déplacer dans le corps de vanne, cet organe annulaire présentant des orifices d'entrée permettant au fluide-venant de entrée de la vanne de pénétrer à l'intérieur dudit organe, ledit fluide s'échappant de l'organe annulaire pour aller à la sortie de la vanne lorsque celle-ci est en position d'ouverture, des moyensfétant également prévus pour positionner l'organe annulaire dans le corps-de vanne, ces moyens comprenant une tige, mobile axialement, qui pénètre dans l'organe annulaire et porte une butée limitant le déplacement axial de l'organe annulaire dans le sens où il se rapproche de la tête de fermeture de la vanne. Cet agencement selon la présente invention permet d'assurer le réglage de la vanne en température par un simple réglage de la position axiale de la tige, sans faire appel à un ressort, ce qui permet d'abaisser (ou de relever) la température de consigne de la vanne pendant le fonctionnement de celle-ci, sans augmenter aucunement les contraintes s'exerçant sur la tette ou sur le siège de vanne. De-plus, si le dispositif à dilatation se dilate à lte cès, l'organe annulaire portant le siège de vanne peut se déplacer vers l'extérieur sous l'action de la texte de fermeture de la vanne de façon à atténuer une augmenta- tion éventuelle des contraintes. De préférence, l'organe annulaire est conçu sous forme d'un piston différentiel, de sorte que lorsque la tête de fermeture est déplacée de façon à fermer la vanne, le fluide qui se trouve à l'intérieur du piston maintient celui-ci dans une position où la vanne est fermée, et les organes de positionnement servent à maintenir le piston lorsque la tête de fermeture se rétracte, pour permettre ltouverture de la vanne, et l'orga- ne annulaire peut présenter des épaulements pour assurer l'eS- fet de piston différentiel. I1 est possible, grâce à cet effet de piston différentiel, de réduire le recours à des ressorts pour assurer le fonctionnement de la vanne, bien que l'on puisse prévoir un ressort de positionnement servant simplement à porter l'organe annulaire au contact de la butée de la tige de façon à permettre d'utiliser la vanne dans une orientation quelconque. Une réalisation de la présente invention est décrite ciaprès à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin dans lequel La Fig. 1 représente une vue latérale en coupe d'une vanne thermostatique à fluide selon la présente invention, La Fig. 2 représentant un détail d'une variante de la vanne de la Fig. 1. On voit sur la Figo 1 qu'une vanne thermostatique I comporte un corps de vanne 2 présentant un orifice d'entrée 3 et un orifice de sortie 4 destinés à un fluide de chauffage, de la vapeur par exemple, un manchon 5 permettant à la vapeur de sté- couler de l'entrée 3 à la sortie 4, et pouvant coulisser dans le corps 2. Une tête de sortie 6 vissée sur une extrémité du manchon 5 présente un siège de vanne 7.Un organe de fermeture 8 porté par un dispositif à thermodilatation 9 peut entrer en contact avec le siège de vanne 7 lorsque le dispositif se dilate thermiquement de façon à interdire au fluide-le passage par le manchon-5, Le dispositif à thermodilatation 9 est propre a etre placé dans un échangeur de chaleur-(non représenté), un réchauffeur d'huile par exemple, et la vanne 1 commanderait dans ce cas le passage de la vapeur dans un serpentin chauffant (non représenté) de cet échangeur de chaleur. Le manchon 5 est logé à coulissement dans un alésage 20 du corps 2, l'étanchéité dudit alésage étant assurée par une bague torique élastique 10 logée dans une cavité annulaire épaulée dudit alésage et destinée à interdire le passage du fluide entre l'entrée 3 et la sortie 4 de la vanne par l'alésage 20, ledit manchon portant à son extrémité extérieure un rétreint il qui en est solidaire, ledit rétreint étant pourvu d'un trou 12 dans lequel passe à glissement une tige 13 dont l'extrémité intérieure porte une tête 14 servant à soutenir le manchon 5 au au rétreint 11. Des orifices 15 pratiqués dans la paroi du manchon assurent au fluide une communication entre le manchon 5 et l'entrée de vanne 5. Le manchon 5 porte un épaulement 16 qui lui permet d'agir en piston différentiel lorsque du fluide (de la vapeur) pénètre dans le manchon 5 de sorte que celui-ci est amené à s'appuyer fermement sur l'organe de fermeture 8 à la fermeture de la vanne, et de plus, pour renforcer l'effet du piston différentiel l'alésage intérieur de la tette de sortie 6 est agencé de telle sorte que la texte 6 présente un léger épaulement intérieur 17. L'organe de fermeture 8 comporte un disque élastique 18 dépassant par rapport à un porte-disque cylindrique, 19, ainsi qu'il est indiqué dans le Brevet anglais nO 1.233.181 délivré à la demanderesse, ce qui fait qu'en cas de surchauffe du dispositif à thermodilatation 9 le porte-disque cylindrique 19 vient au contact du siège 17 pour empêcher le disque 18 d'être comprimé encore plus, et donc endommage. Un ressort de compression 21 logé dans un prolongement cylindrique 22 du corps 2 se trouve placé entre un rebord extérieur 23 du manchon 5 et un bouchon 24 porté par l'extrémité extérieure du prolongement 22 et sert à solliciter le manchon 5 vers le bas (dans l'orientation de la Fig. 1) pour qu il entre en contact avec la tête 14 de la tige 19, de façon à mettre à poste le manchon 5 et permettre d'orienter la vanne dans une position quelconque.On a prévu dans le bouchon 24 une garniture ou joint d'étanchéité 25o Pour le réglage de température de la vanne, on a fixé la tige-guide 13 à un chapeau 26 fixé par un filetage sur le prolongement cylindrique 22 de sorte qu'en faisant tourner de l'angle choisi le chapeau 26 on provoque un déplacément axial correspondant de la tige 13 de façon à - modi- fier ltécartement axial entre le siège de vanne 17 et l'organe de fermeture 8, ce dernier écartement étant une mesure de la température "de consigne" recherchée. On a prévu un indicateur 27 servant à indiquer la température de réglage de la vanne, une vis de blocage 28 servant a' bloquer le chapeau 26 à la position voulue. Le prolongement 22 comporte une portion 29j resserrée et de diamètre intérieur plus faible, qui pénètre dans la cavité annulaire de l'alésage 20 de façon à positionner la bague torique 10 dans cette cavité, et des orifices 30 sont prévus sur le pourtour de la portion resserrée 29 pour permettre au fluide de passer de l'entrée 3 aux orifices 15 du manchon. -Lorsque la vanne fonctionne, un échauffement du dispositif à thermodilatation-9 placé dans l'échangeur de chaleur amène l'élément de fermeture 8 à venir s'appliquer sur levmanchon 5 lorsque la température de consigne est atteinte, de façon à fermer la vanne 1, toute élévation supplémentaire de la température soulevant alors le manchon 5 qui cesse de reposer sur la texte 14 de la tige. La vapeur qui pénètre dans le manchon 5 maintient celui-ci à la position de fermeture en raison de la réaction exercée par la vapeur sur les épaulements 16, 17 du manchon, de sorte que ce dernier agit en piston différentiel. En fait, la vapeur agit sur toutes les surfaces latérales du manchon 5, mais celui-ci est agence - surtout du fait des épaulements 16, 17 - de telle façon que la résultante nette est une force qui est dirigée vers l'intérieur et tend à rapprocher le manchon 5 de la texte de fermeture 9. Si le dispositif thermo-dilatable 9 subit une dilatation exagérée, le manchon 5 se borne à céder à la force exercée par le dispositif 9, son mouvement étant contrecarré par l'action de la vapeur entrante sur le manchon 9, action aidée par le ressort 21o Quand le dispositif à dilatation 9 se refroidit, le manchon 5 se déplace axialement pour venir buter sur la texte 14 de la tige, tandis que l'organe de fermeture 8 se rétracte, ce qui fait que l'organe de fermeture 8 se libère du siège devanne 17. La vanne décrite ci-dessus a pour caractéristique de permettre d'agir dans un sens ou dans ltautrepour modifier le réglage de la température de la vanne. I1 est commode que la tête de décharge 6 soit vissée dans le manchon 5 de façon à etre aisément remplacée. On pourrait utiliser des têtes d'une forme différente, la Fig. 2 montre une texte 6 avec un orifice réduit, 6a. REVENDICATIONS 1 - Vanne pour fluide; comprenant un corps destiné à entre traversé par un fluide, un organe servant de siège de vanne et comportant un siège définissant un orifice ouvert sur le trajet du fluide traversant la vanne, une entrée et une sortie pour le fluide, une texte assurant la fermeture et pouvant prendre une position de fermeture dans laquelle elle coopère avec l'organe servant de siègede vanne pour interdire la traversée de l'orifice par le fluide,. et des moyens servant à déplacer la tête de fermeture et comprenant de préférence un dispositif à dilatation thermique, cette vanne étant caractérisée en ce que le siège de vanne est situé sur un organe annulaire disposé de façon à pouvoir se déplacer dans le corps de vanne, cet organe annulaire présentant des orifices d'entrée permettant au fluide venant de l'entrée de la vanne d'arriver à l'intérieur de l'organe annulaire, ledit fluide passant de l'organe annulaire à la sortie de la vanne lorsque celle-ci est en position d'ouverture, et en ce qu'il est prévu des moyens servant à positionner l'organe annulaire dans le corps de vanne et comprenant une tige déplaçable axialement, qui pénètre dans l'organe annulaire, une butée étant prévue. sur la tige pour limiter le déplacement axial de l'organe annulaire quand il se rapproche de la tette de fermeture de la vanne. 2 - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe annulaire est réalisé de façon à former un piston différentiel, de sorte que lorsque la tete de fermeture se déplace pour fermer la vanne, le fluide qui se trouve à l'intérieur du piston maintient celui-ci dans une position où la vanne est fermée, et en ce que des organes de positionnement servent lorsque la tête de fermeture se rétracte, à maintenir le piston pour permettre l'ouverture de la vanne. 3 - Vanne selon l'une quelconque des revendications I ou 2, caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens élastiques servant à rappeler l'organe annulaire pour qu'il vienne en contact avec la butée, pour assurer le positionnement de l'organe annulaire. 4 - Vanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'organe annulaire présente des portions en épaulement pour assurer l'effet de piston différentiel. 5 - Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tige présente une tête qui forme la butée et qui peut entrer en contact avec un rebord de 1' organe annulaire pour maintenir celui-ci.