Brevet FR2428195A1 — publié le 19800104

La présente invention concerne une vanne télécommandée destinée à des circuits de fluide où la circulation de fluide doit être provoquée, interrompue ou modifiée en fonction d'un signal électrique de commande. Cette vanne trouve son application notamment comme vanne de sécurité, et dans les installations de chauffage, lorsque la commande de la vanne doit être effectuée à une distance relativement éloignée de celle-ci. On connaît déjà des dispositifs destinés à provoquer ou interrompre à volonté la circulation d'un fluide dans un circuit. tes robinets thermostatiques simples ou à commande par bulbe, ainsi que les vannes à membrane à dérivation de fluide, qui entrent dans cette catégorie, et présentent comme avantages de ne pas nécessiter de source d'alimentation en énergie séparée, de pouvoir interrompre le débit de fluide ou l'augmenter ou le réduire sans l'interrompre totalement, et d'avoir un fonctionnement silencieux, ont par contre parfois pour inconvénients de ne pas offrir de possibilité de commande à distance (sauf, par exemple, les robinets thermostatiques à commande par bulbe qui permettent grâce à un tube capillaire une distance d'ailleurs limitée à quelques mètres au prix d'une certaine fragilité, et les vannes à membrane à commande à l'aide d'une source d'énergie auxiliaire), de ne pas pouvoir être commandés par des organes directeurs couplés en parallèle ou en série, et de nécessiter une position de montage bien déterminée ; de plus, le montage des robinets thermostatiques à commande par bulbe et des vannes à membrane à dérivation de fluide est relativement difficile, et leur encombrement n'est pas faible (il est même assez élevé pour les vannes à membrane qui sont par ailleurs difficiles à appliquer aux faibles débits et dont le prix n'est pas négligeable).En ce qui concerne les électro-vannes, vannes motori sées, accélérateurs ou pornpes entrant dans cette catégorie, nécessitant une source d'alimentation en énergie séparée, ils ont pour avantages d'offrir des possibilités de commande & distance, par des organes directeurs couplés en parallèle ou en série, ainsi que de posséder une certaine robustesse ; par contre, le fonctionnement de ces dispositifs n'est pas extrêmement silencieux, surtout celui des électro-vannes qui ne permettent en outre pas d'augmenter ou de réduire le débit de fluide sans l'interrompre totalement, mais qui ont sur les vannes motorisées, accélérateurs et pompes, l'avantage de pouvoir être montées facilement et d'avoir un faible encombrement ainsi qu'un faible prix de revient ; enfin, les accélérateurs et pompes, en principe prévus pour assurer un débit donné sous une pression donnée, ne sont pas destinés à fermer un circuit comme une électro-vanne, et peuvent être- difficilement appliqués aux faibles débits ; de plus, ils doivent obligatoirement, ainsi que les électro-vannes, être montés dans une position bien déterminée. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients des dispositifs connus, et notamment de créer une vanne pouvant être commandée à une grande distance par des organes directeurs couplés en parallèle ou en série, permettant d'augmenter ou de réduire le débit de fluide éventuellement sans l'interrompre totalement, que ce débit soit faible ou plus important, pouvant être positionnée d'une façon quelconque, facile à monter, peu encombrante, peu fragile, ayant un fonctionnement silencieux et un faible prix de revient. A cet effet, l'invention concerne une vanne télécommandée pour faire varier le débit -d'un fluide en circulation dans un circuit, comportant un orifice d'entrée, un orifice de sortie et un passage pour le fluide entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie, ainsi qu'un clapet coulissant mobile entre deux positions extrêmes correspondant respectivement à un débit minimal ou nul et à un débit maximal par suite de l'obturation plus ou moins grande du passage par ledit clapet, vanne caractérisée en ce quelle comporte un élément chauffant et un élément sensible à la chaleur placé à proximité dudit élément chauffant, le clapet étant solidarisé à l'élément sensible à la chaleur, de telle sorte qu'en fonction de la chaleur transmise de l'élément chauffant à l'élément sensible à la chaleur soient provoquées des variations dans les dimensions dudit élément sensible à la chaleur et l'actionnement du clapet vers l'une des deux positions extrêmes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de l'exemple qui fait I1 objet de la des cription qui va suivre, en regard des dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe d'une vanne télécommandée selon l'invention la figure 2 est une vue extérieure de la vanne de la figure 1 ; et la figure 3 est un schéma de principe montrant le branchement d'une vanne selon l'invention à un organe directeur tel qu'un interrupteur ou un thermostat. La vanne selon l'invention, destinée à modifier le débit d'un fluide circulant dans un circuit, comporte un corps 1 muni d'un passage 11 pour le fluide, avec un orifice d'entrée 12 et un orifice de sortie 13, l'orifice d'entrée 12 comportant par exemple un filetage 121 et l'orifice de sortie étant alors réalisé dans une région 14 munie d'un filetage extérieur 141, pour le raccordement aux conduites d'un circuit ; l'orifice d'entrée 12 est réalisé dans une région 15 pouvant avoir par exemple la forme dlun écrou hexagonal comportant extérieurement, à son extrémité, une partie chanfreinée 151, et l'orifice de sortie 13 comporte une fraisure 131 pouvant recevoir un joint, une bague, ou analogue. le passage 11 entre l'orifice d'entrée 12 et l'orifice de sortie 13 devant être obturable par un clapet 3 mobile en translation longitudinale, il est muni d'un siège tronconique 111, destiné à recevoir ledit clapet 3, à proximité de l'orifice d'entrée 12, afin que le fluide ne puisse pénétrer plus en aval dans ledit passage 11 lorsque l'extrémité du clapet est en appui contre ce siège 111. ledit clapet 3 étant logé à l'intérieur d'un boîtier 2, le corps 1 comporte, à l'opposé de l'orifice d'entrée 12, un orifice de montage sous la forme d'un alésage fileté 16 ; cet alésage fileté 16 est destiné à recevoir l'extrémité filetée extérieurement 21 du boitior 2 contenant le clapet mobile en translation longitudinale, et un élément sensible à la chaleur tel qu'un élément dilatable 4 pour actionner le clapet 3, ainsi qu'un organe de rappel Clastique tel qu'un ressort 5 ou un empilage de rondelles élastiques. le boîtier 2 comporte, à l'opposé de son extrémité filetée 21 munie d'un alésage 211 pour le passage du clapet, une chambre 22 de forme générale cylindrique, suivie, en direction de l'extrémité filetée, d'une chambre 23 de plus petit diamètre occupant la partie centrale dudit boîtier ; c'est dans cette chambre 23 que débouche l'alésage 211 pour le clapet, lui-même de plus petit diamètre que la chambre 23. le clapet 3 comporte, outre une partie antérieure 31 de forme générale cylindrique munie dune extrémité tronconique 311 destinée à prendre appui contre le siège 111 du corps 1 en position de fermeture, une partie centrale 32 de plus grand diamètre, et une embase 33, de plus grand diamètre que la partie centrale 32, située à l'extrémité opposée à la partie antérieure 31. La partie centrale 32 sert notamment de guide au ressort de rappel 5 de forme hélicoldale, et l'embase 33 de surface d'appui pour l'extrémité de-ce ressort 5. L'élément dilatable 4 est ici sous la forme d'un soufflet sensible aux variations de température, réagissant à un apport de chaleur en s'allongeant dans le sens de l'axe longitudinal de la vanne, mais ce pourrait être également une bilame ou un empilage de capsules dilatables ou tout autre dispositif analogue ; cet élément dilatable 4 est maintenu en butée à une extrémité 41 (opposée au clapet 3) et son autre extrémité 42 est en appui contre la face extérieure 331 de l'embase 33 du clapet coulissant, c'est-à-dire la face de ladite embase 33 qui est opposée à la face 332 où s'exerce l'effort du ressort 5. De la sorte, le ressort, en appui à une extrémité 51 contre la paroi 231 de la chambre 23 du boîtier 2 où débouche l'alésage 211 pour le clapet, pousse le clapet 3 par son embase 33 en appui contre une extrémité 42 de l'élément dilatable 4, luimême calé à son autre extrémité 41 ; la dilatation de l'élément dilatable 4 s'exerce donc de façon à comprimer le ressort 5 qui élimine le jeu entre ledit élément dilatable 4 et le clapet coulissant 3 et assure la remise du clapet coulissant 3 dans sa position initiale lors de la contraction de l'élément dilatable. Le boîtier 2 comporte extérieurement, dans sa partie extrême munie d'une chambre 22, un filetage 24 pour la fixation d'un capot 6 muni d'un alésage fileté 61. Ce capot 6 renferme un élément chauffant 7 produisant de la chaleur en réponse à un signal donné par un ou plusieurs thermostats ou interrupteurs cet élément chauffant peut être constitué par exemple par une résistance électrique à laquelle le signal est transmis par deux conducteurs électriques 71 pénétrant dans le capot 6 par un orifice de passage 61.Ici, le capot 6 comporte également un moyen de butée 62, sous la forme d'une partie de cloison s'étendant transversalement et pouvant venir buter contre l'extrémité de la partie munie d'une chambre 22 du boîtier 2, afin d'obtenir une position limite de blocage que l'on n'atteint en général pas en pratique, et contre lequel vient buter l'extrémité 41 opposée au clapet coulissant 3 de ltélément dilatable 4, comme il a déjà été vu ; le filetage 24 permet d'éloigner plus ou moins le capot 6 du boîtier 2 et d'obtenir un réglage micrométrique de la position de 11 élément chauffant 7 par rapport à ltélément dilatable 4, et par conséquent du réglage du débit. Afin de faciliter le montage, le boîtier 2 peut comporter, par exemple dans sa partie munie d'une chambre 23, des plats ou une région à section hexagonale destinée à être manoeuvrée à l'aide d'une clef, et la périphérie du capot 6 peut être partiellement ou totalement moletée et munie d'un dispositif d'arrêt positif non représenté sur la figure. La figure 3 montre schématiquement une vanne A selon l'invention reliée par deux conducteurs 71 à une alimentation en énergie électrique 8 ayant un organe directeur (à interrupteur ou thermostat 81) comportant un transformateur 82 dont le secondaire alimente les conducteurs 71, par exemple en basse tension, et dont le primaire est branché à un réseau à moyenne tension par l'intermédiaire de l'interrupteur 81 (il est possible de se passer de transformateur notamment si le réseau est à basse tension). les autres repères de cette figure 3 désignent les mêmes organes que sur les figures 1 et 2 ; le sens de circulation du fluide dans l'exemple décrit est montré par les flèches. Une telle vanne peut par exemple être montée dans une installation de chauffage central à circulation d'eau chaude, de manière à diminuer ou interrompre la circulation d'eau chaude lorsqu'un ou plusieurs thermostats (en fonction de leur montage électrique) atteignent une température déterminée ; ainsi, lorsque l'élément chauffant 7 est alimenté en énergie et chauffe l'élément dilatable 4, celui-ci, en se dilatant, pousse le clapet coulissant 3 vers la position représentée en traits fins sur la figure 1, ce qui diminue ou supprime le passage de l-'eau chaude ; lorsque, par suite du changement d'état du thermostat et de l'arrêt de l'alimentation de l'élément chauffant 7, l'élément dilatable 4 se rétracte, le ressort 5, en maintenant le clapet coulissant en contact avec lui, provoque le retour dudit clapet coulissant 3 dans la position permettant le passage de l'eau chaude ; il s'agit donc d'une vanne que l'on peut qualifier de "normalement ouverte". I1 est évidemment possible de concevoir de manière analogue une vanne 1,normalement fermée c'est-à-dire où le chauffage de l'élément chauffant entraîne le passage ou une augmentation du débit du fluide, au lieu d'une interruption ou d'une diminution du débit ; dans ce cas, le clapet peut par exemple être muni d'un canal pour le fluide, et placé dans une position telle que normalement ce canal n'-assure pas la continuité entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie, mais puisse relier ces deux orifices lors du déplacement du clapet sous l'action de la chaleur dégagée par l'élé- ment chauffant.Dans tous les cas, le montage est très facile et peut être réalisé très loin d'un organe directeur, grâce à deux fils conducteurs seulement, l'alimentation en basse tension assurant une grande sécurité et une consommation négligeable. De plus, il est possible de monter de telles vannes dans des installations existantes ; ces vannes possèdent toutes les qualités d'un robinet thermostatique classique, avec en plus des possibilités d'installation dans toutes les positions. I1 est également possible par exemple de réaliser l'élé- ment dilatable 4, le clapet 3 et le capot 6 en deux pièces seulement ou même en une seule, ce qui permet de se passer de la présence de l'organe de rappel élastique 5, objet de prévoir un soufflet de dilatation ayant une forme creuse pour y loger l'élément chauffant afin d'augmenter la conductibilité, de placer des joints toriques dans des gorges de l'alésage 211 autour de la partie antérieure 31 du clapet, avec un canal radial entre eux pour permettre une sortie éventuelle de liquide, pour contrôle d'étanchéité, de prévoir un rhéostat (incorporé ou non à la vanne) permettant en fonctionnement un temporisateur, de prévoir des moyens adaptés à un fonctionnement en régulation modulante, avec un thermostat potentiométrique, etc., puisque, bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation ci-dessus décrite et représentée, à partir de laquelle on pourra prévoir d'autres variantes sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVEDIDICATIONS 1. Vanne télécommandée pour faire varier le débit dluxl fluide en circulation dans un circuit, comportant un orifice d'entrée, un orifice de sortie et un passage pour le fluide entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie, ainsi qu'un clapet coulissant mobile entre deux positions extrêmes correspondant respectivement à un débit minimal ou nul et à un débit maximal par suite de l'oDturation plus ou moins grande du passage par le clapet, vanne caractérisée en ce qu'elle comporte un élément chauffant et un élément sensible à la chaleur placé à proximité dudit élément chauffant, le clapet étant solidarisé à l'élement sensible à la chaleur, de telle sorte qu'en fonction de la chaleur transmise de l'élément chauffant à l'élément sensible à la chaleur soient provoques des variations dans les dimensions dudit élément sensible à la chaleur et l'actionnement du clapet vers l'une des deux posltions extrêmes. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément chauffant est une résistance électrique comportant au moins deux bornes pour la relier à une alimentation en énergie électrique. 3. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément sensible à la chaleur comporte une partie constituée sous la forme d'un soufflet. 4. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément sensible à la chaleur comporte une partie constituée par une bilame. 5. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément sensible à la chaleur est constitué par un empilage de capsules dila-tables. 6. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un organe de rappel élastique tendan-t à ramener le clapet vers une des deux positions extrêmes en éliminant le jeu entre le clapet et l'élé- ment sensible à la chaleur. 7. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un éltzment sensible à la chaleur et un clapet constitues en une même pièce. 8. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la position extrême dans laquelle la transmission de chaleur de l'élément chauffant entraîne le clapet est une position dans laquelle le débit est nul. 9. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la position extreme dans laquelle la transmission de chaleur de l'élément chauffant entraSne le clapet est une position dans laquelle le débit est maximal. 10. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le clapet coulissant est logé dans un boîtier et comporte une embase maintenue en contact contre l'élément chauffant par un organe de rappel élastique tel qu'un ressort hélicoïdal en appui à une extrémité contre cette embase et à une autre extrémité contre une paroi d'une chambre prévue dans ledit boîtier.