Brevet FR2391407A1 — publié le 19781215

L'invention concerne les vannes de commande d'ouverture et de fermeture d'un circuit fluide sous pression, plus particuliè rement destinées aux circuits domestiques par exemple pour ma chine à laver. Il est connu de commander l'ouverture et la fermeture du cir cuit d'un fluide sous pression pai une electro-vanne alimentée en courant electrique par intermittence. Généralement pour les électro-vannes le clapet est commandé par le noyau plongeur d'un électro-aimant monté co-axialement au siege dudit clapet, le plon geur étant soumis a. l'action d'un moyen élastique de rappel le sollicitant dans le sens contraire au déplacement provoqué par la force électromagnétique. Ce type de vanne est relativement onéreux à cause du bobinage en cuivre nécessaire pour l'électro-aimant et présente en outre un encombrement important. L'invention a notammcnt pour butte proposer un nouveau type de vanne d1un prix de revient intéressant et d'un encombrement réduit. Les vannes comportent généralement deux parties, par exemple un corps ou boitier et un carter. Le corps est muni d'un raccord d'arrivee de liquide et une sortie en forme de puits dont l'ex- trémité interieure constitue le siège du clapet.Ledit clapet est généralement constitué par une membrane élastique perforée en son centre et disposée le long de sa peripherie entre le corps et le carter de la vanne, de manière a. realiser deux chambres, l'tsne supérieure au dessus de la membrane dans laquelle débouche le raccord d'arrivée du fluide et où se trcuve le puits de sortie et l'autre inférieure en dessous de ladite membrane.En outre, cette dernière est munie d'un ajour excentré tandis qu'un obturateur coulisse dans un conduit amenagé dans la chambre inférieure et peut obturer ou non en coulissant la perforation centrale de la membrane L'obturateurétant en position d'obturation de la perforation centrale de la membrane, le fluide sous pression remplit les deux chambres sus-mentionnées qui communiquent entre elles par l'ajour excentré. Les pressions de part et d'autre de la membrane s'equilibrent et la membrane reste appliquée contre son siège. Pour ouvrir la vanne, il suffit de déplacer l'obturateur, ce qui entraine un écoulement du fluide de la chambre inférieure vers la sortie et donc une diminution de la pression dans ladite chambre.L'équilibre des pressions étant rompu, la membrane se sépare de son siège et met en communication l'arrivée et la sortie du fluide. Le passage a la position de fermeture en agissant sur l'obturateur provoque une action sur la membrane et un nouvel équilibre des pressions1 qui oblige ladite membrane a s'appliquer de nouveau contre son siège et donc de couper la communication entre l'entrée et la sortie du fluide. La demande de brevet nO 75 37 153 au nom du même déposant propose une vanne mécanisée dans laquelle l'obturateur est monté coulissant et de manière étanche dans son conduit de guidage, ledit obturateur étant actionné par tout moyen, C'est l'un des buts de l'invention de fournir un moyen d'actionnement pour un tel type de vanne.C'est pourquoi l'invention a pour objet une vanne d'ouverture et de fermeture d'un circuit fluide sous pression comportant une chambre supérieure qui contient une conduite d'arrivée et une conduite d'évacuation de fluide dont I'extrémité intérieure constitue le siège de la vanne et une chambre inférieure sépare de la première par un clapet muni d'une perforation centrale et d'un ajour excentré tandis qu'un obturateur est monté coulissant de manière étanche dans un conduit ménagé dans la chambr.e inférieure, un moyen d'actionnement étant prévu pour faire coulisser ledit obturateur entre une position d'ouverture et une position de fermeture, vanne remarquable en ce que le moyen.d'actionnement-comporte un bilame qui est en contact thermique avec une résistance et qui est monté de manière a entrainer dlrectement ou indirectement l'obturateur ou une partie liée à. celui-ci lorsqu'il se déforme, de telle sorte que le passage de courant dans la résistance entraine une déformation du bilame par échauffement et le déplacement de l'obturateur vers sa position d'ouverture. Avantageusement le circuit d'alimentation en courant de la résistance de chauffage est muni d'un interrupteur sollicité élastiquement vers sa position fermée et actionné à-la coupure par un élément lié au mouvement du bilame et de l'obturateur de telle sorte qu'une déformation prédéterminée du bilame entrai-, ne une coupure du courant et donc un refroidissement du bilame suivi d'une nouvelle fermeture de l'nterrupteur et ainsi de suite créant de cette manière un chauffage alterné qui provoque un mouvement de va et vient de faible amplitude de l'obturateur. De préférence le bilame est une bande rectangulaire fixée ou calée a' ses extrémités dans le sens de la longueur et disposée dans sa partie centrale entre la résistance et un élément, par exemple en forme de couteau,solidaire d'un étrier lié è la résistance et à. l'obturateur de telle sorte que la déformation du bilame entraine le deplacement dudit étrier et donc de l'obturateur. Eventuellement un élement de forme appropriée, elliptique par exemple, est disposé sous le bilame pour le contraindre à-pren- dre cette forme dès qu'elle.est chauffée par la résistance. L'invention n'est pas limitée au clapet formé d'une membranne. Celui-ci est avantageusement constitué par un élément mobile sollicité élastiquement vers sa position de fermeture et monté coulissant de manière étanche, tandis qu'une butée est prévue .pour limiter le déplacement dudit clapet dans sa position d'ouverture. En outre pour notamment éviter des inconvénients dus a. lt usure et'aux imprécisions de fabrication, l'obturateur est constitué de la manière préconisée par la demande 75 37 153 déjà. citée eut comporte deux parties distinctes appelées ci-après respectivement joint et douille.. Le joint est monté légèrement mobile axialement dans la douille avec un jeu limité et sollici- té dans- sa position extrême vers le clapet par un moyen élastique approprié, tel un ressort hélicoïdal de compression, tandis que ladite douille présente un prolongement qui fait saillie vers I'extérieur hors du conduite guidage et qui est destiné selon l'invention-a être actionné par le bilame entre une position de fermeture et une position d'ouverture, la douille etant montée coulissante de façon étanche dans le conduit. L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités apparaitront a la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel la figure 1 montre schématiquement en coupe une vanne selon l'invention, les figures 2 et 3 montrent schématiquement une installation possible de plusieurs vannes selon l'invention pour une machine a laver. La vanne représentée à la figure 1 comporte un corps 1 et un carter 2 fixés entre eux de manière étanche par un joint torique 3. Dans le corps 1 débouche un conduit d'arrivée de fluide 4 muni d'un raccord 5, tandis qu'une sortie de fluide 6 sous forme de puits présente une extrémité intérieure 7 effilée qui constitue le siège d'un clapet 8. Le clapet 8 comporte un support rigide 9 muni d'un pointeau 10 percé en son centre et un joint 11 par exemple en caoutchouc également percé en son centre en 12, de telle sorte que la sortie 6 peut communiquer avec l'intérieur du carter 2. Un ajour excentré 13 est ménagé dans le support 9 du clapet 3. Ce dernier est monté coulissant dans le carter 2 de manière étanche au moyen d'un joint torique.approprié 14. Le clapet 8 est sollicité vers une position de fermeture par un ressort 15, tandis qu'un épaulement 16 est ménagé a' l'intérieur du carter 2 pour limiter le mouvement d'ouverture du clapet. Le carter 2 comporte un conduit de guidage 17 dans lequel coulisse un obturateur 18. Ce dernier est constitue par une douille 19 qui coulisse de manière étanche a. l'aide de joints 20 dans le conduit 17 et par un joint 21 disposé dans un godet 22. Ce dernier est monté coulissant dans la douille 19 avec un léger jeu et sollicité vers une position d'obturation par un ressort 23 tandis que la douille 19 présente une saillie 24. Le carter 2 est pourvu ou solidaire d'un boitier 25 dans lequel est installé le dispositif d'actionnement de la vanne. Le boitier 25 comporte un épaulement 26 sur lequel est disposu une rondelle 27 tandis qu'un bilame 28 sous la forme d'une bande rectangulaire est calé par ses extrémites dans le sens de la longueur par tout moyen tels que des rebords menagés sur la rondelle 27. Un étrier 30 qui traverse un ajour convenable de la rondelle 27 présente une extrémité femelle 31 de forme conjuguée de la saillie 24 de la douille 19 de manière à venir en prise avec celle-ci. L'étrier 30 chevauche le bilame 28 et présente un couteau 32 de section triangulaire qui vient s'appuyer sur le dessus et dans le sens de la largeur sur le bilame 28. L'étrier 30 soutient en outre l'axe isolé d'une résistance bobinée 33 disposée juste en dessous du bilame 28 sensiblement selon l'axe transversal de ce dernier, de telle sorte que ledit bilame est coincé entre le couteau 32 et la résistance 33. La résistance 33 est connectée électriquement b deux bornes 34 et 35. La borne 34 est connectée a' une autre borne 36 par l'intermédiaire d'un interrupteur a' fermeture élastique qui comporte une lame conductrice flexible 37, les bornes 35 et 36 étant reliées électriquement à un dispositif de commande qui sera précisé ci-après. L'étrier 30 est pourvu d'un poussoir 38 disposé sous la résistance 33, tandis qu'un élément 39 sous forme d'une plaque est disposé sous le bilame 28 selon un plan perpendiculaire audit bilame et passant par l'axe longitudinal de celui-ci. Il est monté dans deux rainures axiales 40 diamétralement opposées ménagées dans l'épaulement 26 du boîtier 25. L'élément 39 présente un bord longitudinal supérieur concave, de profil par exemple elliptique, destiné a. contraindre le bilame a. se déformer suivant cette forme. Le fonctionnement est clair Un dispositif de commande électrique tel un programmateur électronique ou autre est connecté aux bornes 34 et 35. Lorsque la résistance 33 est parcourue par un courant, elle s'échauffe par effet joule et transmet cette chaleur au bilame 28 qui, calé à. ses extrémités comme il a été dit, se déforme en s'incurvant vers le fond du boitier 25. Le bilame entraine l'ensemble étrier 30 et obturateur 18 en agissant directement sur la résistance 33 par sa partie centrale où l'amplitude de deforma- tion est la plus grande. De ce fait le joint 21 de l'obturateur 18 se détache du pointeau 10 et la vanne s'ouvre selon le pro- cessus décrit ci-avant; Ltélément 39 permet d'obtenir une déformation sensiblement elliptique pour le bilame. A partir d'une certaine déformation qui correspond a. une certaine température le poussoir 38 appuie sur la lame 37 et coupe le circuit électrique de telle sorte que le bilame se refrcidit, tend a. reprend'e Sa forum initiale, ce qui ferme de nouveau le circuit électrique. On obtient ainsi un chauffage rythmé du bilame accompagné d'un mouvement de va-et-vient de faible amplitude de l'obturateur.Cette disposition permet de limiter ltéchauffe- ment du bilame pour d'une part, que celui-ci conserve ses propriétés et, d'autre part, qu'il ne s'échauffe pas au delà d'une température excessive afin que le temps de refroidissement soit le plus court possible, Lorsque l'alimentation en courant est volontairement coupée, il est clair que le bilame se refroidit, reprend sa forme initiale et ferme la vanne en agissant en sens contraire sur l'obturateur par l'intermédiaire du couteau 32 de l'etrier 30. Les temps de chauffage et de refroidissemeiit sont suffisamment courts pour obtenir respectivement des ouvertures et des fermetures quasi instantannées de la vanne. Les figures 2 et 3 montrent schématiquement une utilisation possible de telles vannes. Cesschémas représentent cinq vannes 51 a. 55 (figure 2) montées sur un distributeur d'eau 56 d'une machine a. laver. Ces vannes sont destinées a' alimenter directement les cuves ou recipients 57 à. 60 (figure 3) correspondant à. la cuve de lavage et aux différents récipints pour lessives, amollissants, eau de javel, etc. La vidange directe dans la cuve de lavage des récipients peut être obtenue par des vannes similaires. Il est évident que l'invention n'est pas limitée à ce type d'utilisation et concerne tous les domaines qui nécessitent des vannes d'ouverture et de fermeture.d'un circuit fluide. En outre de nombreuses modifications peuvent être apportées dans les moyens utilisés sans sortir du cadre de l'invention, l'un des objets principaux selon l'invention étant la commande d'un clapet de vanne au moyen d'un bilame dont le chauffage est contrôlé. REVENDICATIONS 1 - Vanne d'ouverture et de fermeture d'un circuit fluide sous pression comportant une chambre supérieure qui contient une conduite d'arrivée et une conduite d'évacuation de fluide dont l'extrémité intérieure constitue le siège de la vanne et une chambre inférieure séparée de la première par un clapet muni d'une perforation centrale et d'un ajour excentré tandis qu'un obturateur est monté coulissant de manière étanche dans un conduit aménagé dans la chambre inférieure, un moyen d'actionnement étant prévu pour faire coulisser ledit obturateur entre une position d'ouverture et une position de fermeture, vanne caractérisée en ce que le moyen d'actionnement comporte un bilame qui est en contact thermique avec une résistance et qui est monté de manière à- entrainer dxrectement ou indirectement l'obturateur ou une partie liée à,celui-ci lorsqu'il se déforme de telle sorte que le passage de courant dans la résistance entraîne une déformation du bilame par échauffement et le deplacement del'obtura- teur vers sa position d'ouverture. 2 - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit d'alimentation en courant de la résistance de chauffage est muni d'un interrupteur sollicité élastiquement vers sa position fermée et actionné a. la coupure par un élément lié au mouvement du bilame et de l'obturateur de telle sorte qu'une déformation prédéterminée du bilame entraine une coupure du courant, et donc un refroidissement du bilame suivi d'une nouvelle fermeture de l'interrupteur et einsi de suite créant de cette manière un chauffage alterné qui provoque un mouvement de va-et vient de faible amplitude de l'obturateur. 3 - Vanne selon- l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le bilame est une bande rectangulaire fixée ou calée à. ses extrémités dans le sens de la longueur et disposée dans sa partie centrale entre la résistance et un élément, par exemple en forme de couteau, solidaire d'un étrier lié å la resistance et à. l'obturateur de telle sorte que la déformation du bilame entraine le dAplacement dudit étrier et donc de, l'obturateur. 4 - Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 a. j, caractérisée en ce qu'un élément de forme appropriee, elliptique par exemple est disposé sous le bilame pour le contraindre à. prendre cette forme dès qugelle ess chauffée par la résistance. 5 - Vanne d'ouverture et de fermeture selon la revendication 1, caractérisée on ce que le clapet de la vanne est constitué par un élément mobile sollicite élastiquement vers sa position de fermeture et monté coulissant de manière étanche, tandis qu'une buée est prévue pour limiter le déplacement dudit clapet dans sa position d'ouverture.