Brevet FR2294374A1 — publié le 19760709

La présente invention vise un dispositif pour mélanger deux courants de liquides de caractéristiques différentes, par exemple un liquide froid et un liquide chaud, notamment de l'eau froide et de l'eau chaude, et est plus particulièrement destiné à servir de mitigeur mécanique tel que ceux utilisés dans les applications ménagères ou sanitaires. On connaît déjà de nombreux dispositifs de ce genre dans lesquels, au moyen d'un organe de manoeuvre extérieur, on règle dans une chambre de mé- lange, les débits d'admission respectifs des deux courants de liquides, froid et chaud, et peut ainsi ajuster la température du mélange qui est déversé de ladite chambre par un conduit approprié. Selon les cas, l'organe de manoeuvre peut assurer à lui seul la fermeture complète des deux passages par lesquels les courants liquides sont admis dans la chambre de mélange et il permet alors le réglage du débit du mélange entre une valeur maximale èt l'arrêt de l'écoulement. Cette disposition implique généralement que pour parvenir à la temperature de melange desirée, on doive passer par un écoulement entièrement constitué par le courant froid, avec un débit variant de zéro à lavaleurd'utilisation, puis ce dernier débit restant sensiblement constant, il y a apport progressif d'eau chaude avec réduction correspondante du débit d'eau froide, jusqu'à ce que, par la manoeuvre continue de l'organe extérieur, la température désirée pour le mé- lange soit atteinte.Si on la dépasse, l'eau déversée devient de plus en plus chaude, jusqu'à ce que l'écoulement ne contienne plus que de l'eau chaude. L'arrêt de cet écoulement se fait par les opérations inverses, le réglage de mélange étant à chaque fois detruit, et on doit donc repasser, avant l'arrêt complet, par un écoulement d'eau froide, ce qui peut, en usage courant, présenter des inconvénients. D'autres dispositifs prévoient de disposer sur le conduit de déversement du melange un robinet d'arrêt distinct. On peut ainsi conserver d'une utilisation à l'autre le réglage relatif des débits, donc de la température du mélange, une simple manoeuvre du robinet d'arrêt étant suffisante pour provoquer l'écoulement ou l'arrêt du mélange liquide voulu. Le dispositif selon l'invention appartient à cette dern.ière catégorie et présente, par rapport aux dispositifs connus, des avantages de simplicité et de robustesse assurant une bonne longévité et une grande sécurité de fonctionnement. En outre, le dispositif selon l'invention a l'avantage de permettre une grande progressivité du réglage quel que soit le rapport de mélange nécessaire pour obtenir, par exemple, la temperature souhaitée. Le dispositif mélangeur selon l'invention, destiné à mélanger, en proportions réglables au moyen d'un organe de manoeuvre accessible de l'extérieur, deux courants de liquides de caractéristiques differentes, en particulier d'un liquide froid et d'un liquide chaud, ce mélange s'effectuant dans une chambre de mélange dans laquelle chacun des deux liquides à mélanger est admis par un passage de section réglable sous l'action dudit organe de manoeuvre est caractérisé en ce que chaque passage de section réglable est commandé par un clapet mobile suivant l'axe d'un siege annulaire entre une position d'obturation complète au contact dudit siège et une position d'ouverture définie par une butée fixe vers laquelle le clapet est rappelle élastiquement, l'organe de manoeuvre etant agencé pour permettre le déplacement d'un poussoir adapté à cooperer alternativement avec chaque clapet, ce déplacement s'effectuant entre deux positions extrêmes du poussoir dans chacune desquelles ledit poussoir maintient un des clapets en position d'obturation à l'encontre de son rappel élastique et laisse l'autre en position d'ouverture. Ce dispositif est en outre caractérisé en ce que chaque clapet est agence pour rester, sous l'action de son rappel elastique, au contact du poussoir dans la première partie du déplacement de ce poussoir à partir de la position extrême dans laquelle ledit clapet se trouve en position d'obturation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le poussoir et chaque clapet sont agencés pour qu'à la fin de cette première partie de son déplacement, le poussoir soit séparé du clapet avec lequel il coopérait, lequel se trouve au contact de la butée fixe et en position d'ouverture, ledit poussoir étant alors au contact du second clapet. Ainsi, ce poussoir agit alternativement sur chacun des clapets et cette commande séparée des clapets a pour conséquence une tres grande progressivité de réglage. - Une des applications les plus courantes du dispositif selon l'invention est l'équipement d'installations sanitaires, pour assurer le mélange à une température choisie par l'utilisateur d'eau chaude et d'eau froide; il va cependant de soi que d'autres applications necessitant des mélanges de liquides de caractéristiques différentes sont possibles. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs mieux de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple, en référence -aux dessins annexes dans lesquels: La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne I-I de la Figure 2, d'une forme de réalisation du dispositif mélangeur selon l'invention, l'organe de manoeuvre occupant une position extrême correspondant à une obturation complète du passage d'admission d'un premier courant de liquide et à l'ouverture maximale du passage d'admission d'un second courant de liquide. La Figure 2 est une vue partielle en coupe longitudinale du dispositif, prise suivant la ligne II-II de la Figure 1. La Figure 3 est une vue partielle analogue à la Figure 1, l'organe de manoeuvre occupant une position extrême opposée dans laquelle le passage d'admission du premier courant est ouvert au maximum tandis que le passage d'admission du second courant est complètement obturé. La Figure 4 est une vue analogue à celles des Figures 1 et 3, l'organe de manoeuvre occupant une position intermédiaire. Dans la forme de réalisation choisie et représentée notamment aux Figures 1 et 2, le dispositif selon l'invention comprend un corps 10 dans lequel est ménagée une cheminée cylindrique 11 ouverte a sa partie supérieure et comportant un fond 12 qui est perce d'un trou central 13 et est espacé du fond 14 du corps 10. Le corps 10 comporte également deux embouts latéraux 16 et 17, destines à être raccordés aux conduits d'admission des courants liquides à mélange. En regard de l'embout 16, le corps 10 comporte une cavite 18, distincte de la cheminée 11 et communiquant avec celle-ci par une lumière 20 pratiquée dans la paroi de cette cheminée.De même, le corps 10 présente en regard de l'embout 17 une cavité 21 distincte de la cavité 18 et de la cheminée 11 et en communication avec cette derniere par le trou 13, ce dernier, comme on le verra ci-après, constituant, dans sa partie tournée vers le haut de la cheminee 11, un siege annulaire. Par ailleurs, le corps 10 présente un troisième embout latéral de raccordement 22 (Fig. 2) destiné à être raccordé au conduit de déversement du mélange et communiquant avec la cheminée 11 par un passage 23 ménagé dans la paroi de celle-ci. A sa partie supérieure ouverte, la cheminée 11 présente un alésage fileté 24 et reçoit un bouchon cylindrique 25 comportant une portée filetee cooperant avec l'alésage 24 et une collerette d'arrêt 27 qui vient en butée contre le bord supérieur de la cheminée 11. A sa partie inférieure, le bouchon 25 comporte un prolongement cylindrique 28 qui est engagé sans jeu radial notable dans la cheminée 11. Dans sa région supérieure, ce prolongement 28 présente une série de lumières radiales 30 qui sont en regard de la lumière 20 et qui débouchent dans un alésage axial 31 du bouchon 25 se terminant à la partie inférieure de ce bouchon par un siège annulaire 32, sur le rôle duquel on reviendra ci-apres. Cet alésage 31 est limité à sa partie supérieure par une cloison transversale 35.Le prolongement 28 présente en outre, au delà des lumières 30, une gorge extérieure périphérique 34 dans laquelle est loge un joint torique 36 qui est en contact d'étanchéité avec la paroi interne de la cheminée 11. A sa partie supérieure, le bouchon 25 présente un alésage fileté 37 qui reçoit une portée également filetée d'une tige de commande 38 qui porte un bouton de manoeuvre 39 à une extrémite et dont l'autre extremité, 40, cylindrique traverse un trou axial 41 de la cloison 35, garni d'un joint d'étan cheité 42, et s'étend suivant l'axe de la cheminée 11 jusque vers le fond 14 du corps 10. Cettetige traverse les sièges coaxiaux 32 et 13 en menageant un passage annulaire entre elles et ces sièges. Sur la partie cylindrique 40 de la tige 38 est ménagée une collerette également cylindrique 44, tandis qu'entre le fond 12 de la cheminee et l'extrémité inférieure du bouchon 25, c'est-à-dire la portée ménageant le siège 32, est maintenu un fourreau 45 qui presente intérieurement un epaulement annulaire 46 dans lequel est menagée au moins une saignée transversale 47 (Fig. 3) permettant la communication de la partie centrale de la cheminée comprise entre les sièges 32 et 13, qui forme chambre de mélange, avec le passage 23 vers l'embout de raccordement 22. Le diametre intérieur du passage ménagé par cet epaulement 46 est légèrement superieur au diamètre exterieur de la collerette 44.Sur la tige cylindrique 40, de part et d'autre de la collerette 44, sont enfilés à coulissement étanche deux clapets 48 et 50, de forme annulaire, présentant chacun une portee tronconique adaptée à venir en regard, respectivement, des sièges 32 et 13. Deux ressorts hélicoldaux 51 et 52, entourant la tige 40 sont disposés respectivement entre la cloison 35 et le clapet 48, et entre le fond 14 et le clapet 50 et tendent à écarter ces clapets de leurs sièges respectifs. Si on suppose l'embout 16 raccordé à une source de liquide froid et l'embout 17 raccordé à une source de liquide chaud, le fonctionnement du dispositif selon l'invention s'analyse de la maniere suivante: Dans la position représentée aux Figures 1 et 2, la tige de commande 38, par la manoeuvre du bouton 39, est relevée dans une position extrême dans laquelle la collerette 44 qui forme poussoir, est en appui contre le clapet 48; ce dernier est pressé contre son siège 32, le ressort 51 etant comprimé. De ce fait, la communication entre la cavité 18 et la chambre de mélange est coupée. Par contre, sous l'effet du ressort 52,le clapet 50 est repoussé jusqu'au contact de l'épaulement 46, dégageant ainsi le siège 13 et mettant en communication la cavité 21 et la chambre de mélange. Il y a ainsi arrivée de liquide chaud, et uniquement de liquide chaud, dans celle-ci et dans le conduit de déversement qui y est raccordé. A la Figure 3, est représentée l'autre position extrême de la tige de commande 38. Par la manoeuvre du bouton 39, cette tige a été repoussee vers l'intérieur de la cheminée. La collerette 44 prenant appui sur le clapet 50 a repousse celui-ci, à l'encontre du ressort 52, contre le siège associe 13, ce qui interrompt toute communication entre la chambre de mélange et la cavité 21. Par contre, le clapet 48, livré à la seule action du ressort 51, est repoussé contre l'épaulement 46, ce qui dégage le siège 32 et met la chambre de mélange avec la cavité 18 et la source de liquide froid. Ainsi, il y a arrivée de liquide froid dans cette chambre. Pour pouvoir interrompre l'écoulement de liquide par le conduit de déversement, on dispose naturellement sur celui-ci un robinet d'arrêt (non représenté). Bien entendu, la tige de commande 38, par la manoeuvre du bouton 39, peut prendre toute position intermédiaire entre ces deux positions extrêmes des Figures 1 et 3. Ainsi, on a représenté à la Figure 4, une position obtenue à partir de celle de la Figure 1, c'est-à-dire de la pleine admission de liquide chaud. Si, à partir de cette position de la figure 1, on enfonce progressivement la tige'38, le clapet 48 que son ressort 51 presse contre la collerette 44, s'écarte progressivement du siège 32 et livre ainsi graduellement passage au courant de liquide froid. Ce dernier se mélange au liquide chaud qui lui, est toujours admis à plein débit par le passage 13. Le mouvement de la tige 38 se poursuivant, le clapet 48 s'écarte de plus en plus de son siège et la proportion de liquide froid mélangée au liquide chaud augmente. La Figure 4 représente une telle position intermediaire. Pendant une première partie de la course de la tige 38, la collerette 44 est sans action sur le clapet 50 et, vers la fin de cette premiere partie, liquide froid et liquide chaud sont admis à plein débit, la température du mélange dépendant de ces débits, et des températures des liquides bien entendu. Le mouvement de la tige se poursuivant encore, la collerette 44 arrive au contact du clapet 50 qu'elle repousse vers son siège. il y a ainsi réduc- tion du débit de liquide chaud. Avant cette arrivée au contact, si la hauteur de la collerette 44 est inférieure à celle de l'épaulement 46, ou simultanément, si ces hauteurs sont égales, ou un peu après si, au contraire la hauteur de la collerette 44 est supFrieure & celle d'épaulement 46, le clapet 48 vient en butée contre ledit epaulerent. Le débit de liquide froid est alors maximal et reste invariable pendant le reste de la manoeuvre; par contre, la réduction du débit d'eau chaude se poursuit et, en fin de course, on parvient à la position de la Figure 3. il est ainsi possible d'obtenir un réglage particulierement progressif du melange et, dans ce cas, de sa température. De préférence, pour éviter des passages intempestifs d'eau froide dans le circuit d'eau chaude, ou inversement, si ces circuits fonctionnent sous des pressions tres différentes, des clapets anti-retour, non représentes, sont disposés à l'entrée des embouts de raccordement 16 et 17. L'invention n'est bien entendu pas limite à la forme de réalisation decrite et représentée, qui n'a ete donnée qu'à titre d'exemple, et peut faire l'objet de nombreuses variantes. REVENDICATIONS 1.- Dispositif melangeur destiné à mélanger, en proportions réglables au moyen d'un organe de manoeuvre accessible de l'extérieur, deux courants de liquides de caractéristiques différentes, en particulier d'un liquide froid et d'un liquide chaud, ce mélange s'effectuant dans une chambre de mélange dans laquelle chacun des deux liquides à mélanger est admis par un passage de section réglable sous l'action dudit organe de manoeuvre, caractérisé en ce que chaque passage de section réglable est commandé par un clapet mobile suivant l'axe d'un siège annulaire entre une position d'obturation complète au contact dudit siège et une position d'ouverture définie par une butee fixe vers laquelle le clapet est rappelle élastiquement, l'organe de manoeuvre étant agencé pour permettre le déplacement d'un poussoir adapté à coopérer alternativement avec chaque clapet, ce déplacement s'effectuant entre deux positions extrêmes du poussoir dans chacune desquelles ledit poussoir maintient un des clapets en position d'obturation à l'encontre de son rappel élastique et laisse l'autre en position d'ouverture. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque clapet est agencé pour rester, sous l'action de son rappel élastique, au contact du poussoir dans la première partie du deplacement de ce poussoir à partir de la position extrême dans laquelle ledit clapet se trouve en position d'obturation. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérise en ce que le poussoir et chaque clapet sont agencés pour qu'à la fin de cette première partie de son déplacement, le poussoir soit sépare du clapet avec lequel il coopérait, lequel se trouve au contact de la butée fixe et en position d'ouverture, ledit poussoir etant alors au contact du second clapet. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux sièges d'admission des liquides à mélanger sont ménages à deux extrémités opposées de la chambre de mélange et sont coaxiaux, l'organe demanoeuvre consistant en une tige déplaçable selon l'axe des sièges et sur laquelle sont montés coulissants deux clapets annulaires adaptés à coopérer chacun avec l'un desdits sièges, le poussoir consistant en une collerette de ladite tige, disposée entre lesdits clapets, et la butée fixe en une saillie ménagée dans la chambre de mélange, sur le trajet des clapets et entre ceux-ci. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre de mélange constitue la partie centrale d'une cheminée cylindrique dont les parties extrêmes forment deux chambres d'admission des liquides à mélange, ces chambres d'admission étant séparées de la chambre centrale par des cloisons dans lesquelles sont ménagés les sièges d'admission, la tige de commande s'etendant suivant l'axe de ladite cheminee à travers lesdites chambres. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la butee fixe est un épaulement annulaire coaxial à la tige, ménage dans la chambre de mélange, épaulement d'une hauteur voisine de celle de la collerette portée par ladite tige. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caracterise en ce que le rappel elastique de chaque clapet est assuré par un ressort hélicoïdal entourant la tige.