Brevet FR2223602A1 — publié le 19741025

La présente invention, due à la collaboration de MM. Claude CONDËT et Jacques SAUGES, se rapporte à un robinet à soupapes destiné à contrôler le débit d'un liquide dans un circuit, en particulier dans un circuit d'alimentation d'un échangeur de chaleur. Dans un échangeur de chaleur incorporé par exemple à un dispositif de climatisation, il est important de pouvoir ajuster le débit de fluide chauffant à une fraction très faible du débit total, si l'on veut assurer une bonne progressivité de la variation de température de l'air qui le traverse. Pour fixer les idées, dans le domaine de la climatisation d'un habitacle de véhicule automobile, où l'air introduit est réchauffé par passage dans un échangeur dont le fluide primaire est le liquide de refroidissement du moteur, si l'on veut obtenir une élévation de température de l'air égale à la moitié de celle qui est obtenue avec le débit maxim > sl d'eau, il faut diviser ce dernier par vingt environ. Pour obtenir un débit aussi réduit avec un robinet à soupape, il faut assurer une levée de la soupape d'une quantité très faible, de l'ordre de quelques centièmes de millimètre, et tout écart par rapport à la cote théorique entraîne de grosses variations sur l'élévation de température de l'air qui traverse l'aérotherme. Une telle précision est absolument impossible à obtenir avec une commande manuelle. On peut alors avoir recours à des robinets à boisseau ou à plateau tournant, mais ces robinets présentent d'autres inconvénients: ils s'encrassent rapidement, car le liquide véhiculé provoque des dépôts ; ils présentent une résistance élevée à la manoeuvre, du fait des frottements et ils sont souvent d'une étanchéité imparfaite à la fermeture. Pour remédier à ces inconvénients, on a parfois recours à un échangeur de chaleur comportant différents faisceaux susceptibles d'être alimentés l'un après l'autre par un robinet distributeur à plusieurs voies, mais on augmente alors le prix de revient de l'ensemble échangeur-conduits de raccordement. L'invention a pour but de réaliser un robinet à soupape à ouverture très progressive permettant d'obtenir très facilement, par un moyen d'actionnement manuel, un débit précis très réduit par rapport à son débit maximal. EIle s'applique à un robinet, tel que décrit par exemple dans le brevet français n" 70 02 051 (2 076 607), comportant, d'une part, un corps muni de deux sièges coaxiaux, d'un premier embout et d'un deuxième embout de raccordement à des conduits d'arrivée et de départ de fluide, et, d'autre part, un organe de commande associé à deux obturateurs également coaxiaux dont l'un est monté fixe sur ledit organe de commande tandis que l'autre y est mohté coulissant à l'encontre de l'action d'un organe élastique, les deux obturateurs coopérant successivement avec leur siège respectif. Elle est caractérisée principalement en ce que l'obturateur monté fixe sur l'organe de commande, et son siège, sont disposés entre le premier embout et un passage de faible section relié au deuxième embout, tandis que l'obturateur monté coulissant sur l'organe de commande, et son siège, sont disposés entre le premier embout et un passage de forte section relié au deuxième embout. Suivant un mode de réalisation, le passage de forte section est délimité concentriquement à l'intérieur du deuxième embout et le passage de faible section comprend au moins un conduit ménagé dans l'épaisseur de la paroi qui délimite le deuxième embout et le passage de forte section. Un tel agencement est particulièrement compact. L'invention va être décrite plus en détail ci-dessous, en se référant au dessin annexé, sur lequel - les Fig. 1 à 3 sont des vues en coupe axiale d'un robinet suivant l'invention dans trois positions successives ; et, - la Fig. 4 est une vue analogue à celle de la Fig. 1, pour une variante de réalisation. Le robinet représenté aux Fig. 1 à 3 comprend, notamment, un corps 1 muni de deux embouts de raccordement 2, 3 dont l'un correspond à l'entrée du liquide et l'autre à la sortie. L'intérieur du corps 1 délimite deux chambres 4, 5 séparées par un siège 6. Le premier embout 2 débouche directement dans la chambre 4. Le deuxième embout 3 communique avec la chambre 5, d'une part, par un conduit 7 de forte section, d'autre part, par un ou plusieurs orifices 8 de très faible section. L'extrémité du conduit 7 forme un siège 9 séparant, du côté de la chambre 5, le conduit 7 du ou des orifices 8. Le corps 1 est fermé par un chapeau 10 dans lequel est monté coulissant un organe de commande Il. Ce dernier se termine par un obturateur 12 destiné à coopérer avec le siège 6. L'obturateur 12 comporte un revêtement élstique qui se prolonge par une membrane souple 13 dont la partie périphérique est serrée entre le corps 1 et le chapeau 10. Une tige centrale 14 comportant un épaulement 14a est montée coulissante dans l'organe de commande 11. Cette tige se termine à son extrémité opposée à celle où se trouve I'épaulement 14a par un obturateur 15 muni d'un revêtement élastique et destiné à coopérer avec le siège 9. Un ressort 16 tend à repousser l'obturateur 15 vers son siège 9. L'organe de commande 11 se prolon:geE à l'extérieur du chapeau 10, par une tige 17 sur laquelle est vissé un écrou borgne 18 repoussé, par un ressort 19, dans le sens qui tend à éloigner les obturateurs 12 et 15 de leur siège respectif. Le chapeau 10 est prolongé par une partie cylindrique 20 à l'intérieur de laquelle est articulée une came 21 liée à un levier de manoeuvre 22. Entre la came 21 et l'écrou 18 est disposée une bille 23, maintenue dans un logement conique 24 de l'écrou. Le fonctionnement de ce robinet est le suivant: Dans la position de la Fig. 1, la came 21 maintient l'obturateur 12 contre son siège 6 et le ressort 16 maintient l'obturateur 15 contre son siège 9. Le robinet est complètement fermé. Lorsqu'on fait tourner le levier 22, donc la came 21, dans le sens de la flèche F, l'organe de commande 11 coulisse dans le chapeau 10 et l'obturateur 12 s'éloigne de son siège 6 (Fig. 2). Par contre le ressort 16 maintient toujours l'obturateur 15 contre son siège 9. La communication entre les embouts 3 et 2 est assurée uniquement par les orifices 8 de faible section, ce qui permet d'avoir un chauffage réduit. Dans cette position, le débit est contrôlé par la section des orifices 8 et non par la distance qui sépare lEbturateur 12 de son siège 6, distance qui n'a donc pas besoin d'être précise. Ceci constitue un avantage essentiel de l'invention par rapport aux solutions antérieures. De plus, la construction du robinet est particulièrement simple et compacte. Si l'on poursuit le mouvement de pivotement du levier 22, l'organe de commande 1 1 entraîne la tige 14, par son épaulement 14a et l'obturateur 15 s'éloigne de son siège 9. La communication entre les embouts 3 et 2 est alors assurée à la fois par le conduit 7 et les orifices 8 (Fig. 3) et le débit est réglé par la levée de l'obturateur 15. La forme de la came 21 est choisie pour que l'ouverture du seul obturateur 12 soit obtenue pour une rotation d'environ 90 du levier 22 et pour que l'ouverture totale soit obtenue pour une rotation d'environ 180 . Le rôle de l'écrou 18 est d'ajuster la longueur de l'ensemble mobile. La variante de la Fig. 4 diffère de l'exemple précédent notamment par la disposition des passages de forte et faible section et par le fait que c'est l'obturateur entrai qui est monté fixe sur l'organe de commande et l'obturateur extérieur qui est monté coulissant. On a simplement désigné sur la Fig. 4 les éléments correspondant à ceux du mode de réalisation des Fig. 1 à 3 par les mêmes références numériques, affectées d'un indice b. Le passage 8b de faible section est percé dans une cloison 30b du corps tandis que le passage de forte section 7b est annulaire et délimité entre cette cloison et la paroi extérieure du corps lb. La cloison 30b sépare donc le corps lb en deux chambres 31b, 32b dans lesquelles débouchent, respectivementyles embouts 2b, 3b et qui peuvent être mises en communication par l'intermédiaire du passage 8b ou d-u passage 7b commandés eux-mêmes par leurs obturateurs 1Zb, 15b. Le fonctionnement et les résultats sont en tous points identiques à ceux décrits ci-dessus. Par ailleurs, on a prévu, dans cette variante, un dispositif de commande par vis 33b et écrou 34b analogue à celui quoi est décrit dans le brevet français n" 70 02 051, mais il est clair que l'un ou l'autre des dispositifs de commande peuvent être prévus avec l'une ou l'autre des solutions proposées. REVENDICATIONS 1 - Robinet à soupape comportant, d'une part, un corps muni de deux sièges coaxiaux, d'un premier embout et d'un deuxième embout de raccordement à des conduits d'arrivée et de départ de fluide et > d'autre part, un organe de commande associé à deux obturateurs également coaxiaux, dont l'un est monté fixe sur ledit organ de commande tandis que l'autre y est monté coulissant à l'encontre de l'action d'un organe élastique, les deux obturateurs coopérant successivement avec leur siège respectifs caractérisé en ce que l'obturateur (12 ; 12b) monté fixe sur l'organe de commande (14, 14b), et son siège (6 ;6b)sont disposés entre le premier embout (2, Zb) et un passage (8, 8b) de faible section relié au deuxième embout (3, 3b), tandis que l'obturateur (15, 15b) monté coulissant sur l'organe de commande, et son siège (9, 9b) > sont disposés entre le premier embout et un passage (7 ; 7b) de forte section relié au deuxième embout. 2 - Robinet à soupape suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le passage (7) de forte section est délimité concentriquement à l'intérieur du deuxième embout (3) et le passage de faible section comprend au moins un conduit (8) ménagé dans l'épaisseur de la paroi qui délimite le deuxième embout et le passage de forte section. 3 - robinet suivant la revendication 2 > dans lequel le deuxième embout, les deux sièges et l'organe de commande portant les obturateurs sont coaxiaux, caractérisé en ce qu'on trouve à peu près dans un même plan radial perpendiculaire à leur axe commun, ouccessivementoe l'în- térieur vers i'extérieur, le passage (7) de forte section, le siège (9), le passage (8) de faible section et le siège (6). 4 - Robinet suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (lb) comporte une cloison (30b) qui le sépare en deux chambres (31b, 32b) dans lesquelles débouchent respectivement les conduits ou embouts (2b, 3b), la communication entre ces deux chambres étant réalisée soit à travers un orifice (8b) de faible section, percé dans la dois on (30b), soit pàr un passage (7b) de forte section, sous la commande des deux obturateurs coaxiaux ( 12b, 1 5b). 5 - Robinet suivant la revendication 4,caractérisé en ce que le passage (7b) de forte section est annulaire et entoure la première chambre (3 lb) 6 - Robinet suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement- est du type à came (21) et poussoir. 7 - Robinet suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement est du type à vis (33b) et écrou (34b).