Brevet FR2422091A1 — publié le 19791102

La présente invention a pour objet un robinet mélangeur du type dans lequel le débit Fourni et leso propçrtaona de mélange entre liteau chaude et l'eau froide sont réglées par une plaque en matière dure fixe et au moins une plaque en matière dure mobile par rapport à la plaque fixe en contact avec elle suivant une surface plane, toutes les plaques étant traversées par au moins un orifice d'entrée et plaque mobile, la plus éloignée de la plaque fixe étant traversée, au moins, par un orifice de sortie de l'eau mélangée, et étant accouplée de façon étanche avec une tete de commande pourvue d'une cavité qui relie l'ouverture d'entrée et l'ouverture de sortie de ladite plaque mobile. Malgré un calcul précis de la forme des ouvertures de passage de l'eau pratiquées dans les disques en matière dure, il n'a pas encore été possible de parvenir dans les réalisations connues, à ce que le réglage du débit ne modifie pas celui des proportions de mélange, lorsque le robinet fonctionne dans des conditions de fort étranglement de l'écoulement, c'est-8-dire lorsqu'il fournit de faibles débits. On a constaté que de tels inconvénients sont dus à la limitation de l'autre utile des orifices qui, de par le déplacement des disques, selon l'un de leurs degrés de liberté de mouvement, règlent les proportions de mélange, tandis que, de par le déplacement des disques selon leur autre degre de liberté de mouvement, les mêmes orifices règlent le débit fourni, de sorte que, dans lesdites conditions indiquées, ils doivent nécessairement être presque fermés. On a essayé de remédier à ces inconvénients avec des agencements qui prévoient un effet de préfermeture, c'est-à-dire d'étranglement anticipé de l'écoulement, effectué par des parties séparées des disques en matière dure, mais actionnées en même temps qu'eux. Cependant, ces agencements impliquent l'intervention de parties étrangères aux disques en matière dure, ce qui peut etre fâcheux dans certains cas, et ils ne peuvent etre appliqués dans les cas ou la sortie de l'eau mélangée a lieu, en sens opposé à l'alimentation, par des trous de sortie pratiqués dans ledits disques en matière dure - caractéristique particulièrement appliquée lorsqu'on veut réaliser matériellement le robinet mélangeur sous forme de cartouche facilement remplaçable. On a également tenté d'améliorer le comportement d'un robinet mélangeur comportant une plaque fixe traversée par des ouvertures et une plaque mobile non pourvue d'ouvertures, mais comportant des creux de passage, en disposant un pont à travers l'une des ouvertures de la plaque fixe. Cependant, de cette façon la contre-pression engendrée par l'obstacle à la sortie de l'eau, due à la présence du pont, tend à éloigner les plaques l'une de l'autre, ce qui compromet la fermeture du robinet. La présente invention a pour objet de permettre une préfermeture avec le résultat avantageux de remédier à l'influrence du réglage de débit sur le réglage de température, sans impliquer l'intervention d'éléments étrangers aux disques en matière dure, et sans que la contre-pression compromette la fermeture du robinet. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, dans un robinet mélangeur du type précité, l'ouverture de sortie de la plaque mobile, au moins, est agencée de façon à etre fermée au moins partiellement par la plaque adjacente, au cours du déplacement de fermeture, en avance sur la fermeture des ouvertures d'entrée de l'eau froide et de l'eau chaude. Avec cet agencement, les ouvertures de sortie sont responsables du réglage du débit, au moins pour les faibles débits et elles effectuent une fermeture au moins partielle du robinet en avance sur la fermeture des ouvertures d'entrée de l'eau chaude et de l'eau froide qui gardent, de toutes façons, la fonction de réglage des proportions de mélange. On évite ainsi que, dans des conditions de fort étranglement, il s'établisse une forte différence de pression au niveau des orifices qui règlent les proportions de mélange, ce qui produit une vitesse élevée et une forte turbulence de l'écoulement et perturbe le réglage. D'autre part, la contre-pression due à l'étranglement des orifices de sortie s'établit entre la plaque mobile supérieure et la tête de commande accouplée avec elle de façon étanche, c'est-à-dire dans une position dans laquelle les moyens d'étanchéité, constitués par des joints élastiques, maintiennent facilement l'étanchéité, même en présence de faibles déplacements dus au rattrapage des jeux.Au contraire, non seulement aucune contre-pression n'a tendance à séparer les plaques de matière dure l'une de l'autre, mais au contraire la contre-pression a pour effet d'augmenter la pressionde contact entre les plaques ce qui augmente la sécurité de l'étanchéité dans les conditions de fonctionnement du robinet les plus difficiles. Les ouvertures de sortie peuvent assurer une fermeture anticipée complète ou seulement partielle du robinet. Dans le cas oR les ouvertures de sortie sont agencées de façon à assurer une fermeture complète du robinet, cette fermeture a lieu alors que les orifices de réglage du mélange sont encore notablement ouvertes et donc susceptibles d'effectuer sans perturbations le réglage qui leur est confié, et l'organe de manoeuvre du robinet présente, dans ce cas, une brève course morte pour fermer également les orifices de mélange, après la fermeture des ouvertures de sortie et l'interception de l'écoulement.Par contre, dans le cas où les ouvertures de sortie sont agencées pour effectuer une fermeture seulement partielle du robinet, la fermeture complète est ensuite effectuée par les orifices qui règlent le mélange, mais sur un écoulement déjà suffisamment étranglé par la préfermeture des ouvertures de sortie pour ne pas provoquer de perturbations du réglage des proportions de mélange. L'invention va maintenant etre déerite avec plus de détails en se référant à trois modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple seulement et représentés aux dessins annexés, dans lesquels fig. 1 représente une coupe diamètrale schématique d'une paire de disques et de la tete de commande correspondante, réalisée au niveau d'un orifice d'entrée et de l'orifice de sortie, dans des conditions d'ouverture fig. 2 représente les memes éléments, en position de fermeture, fig. 3 est une vue en coupe de la paire de disques en matière dure, suivant la ligné III III de la figure 2, fig. 4 et 5 représentent, de façon analogue à la figure 2, deux autres modes d'exécution de l'invention. Sur les figures, la référence 1 désigne un disque en matière dure fixé dans le corps d'un robinet non représenté, et présentant deux orifices 2 d'entrée de l'eau chaude et respectivement de l'eau froide, et une ouverture 3 de sortie de l'eau mélangée. La référence 4 désigne un disque mobile superposé au premier et présentant un orifice 5 de mélange > coopérant avec les orifices d'entrée 2 du disque 1, et une ouverture de sortie 6 coopérant avec l'ouverture 3 du disque 1. La référence 8 désigne une tête de commande fixée au disque mobile 4 avec interposition d'un joint d'étanchéité 10 et présentant une cavité interne 9 qui met en communication l'orifice de mélange 5 et l'ouverture de sortie 6 du disque mobile 4 ; la tête 8 a pour rôle de commander les déplacements du disque mobile 4, au moyen d'organes de commande 12 représentés schématiquement uniquement sur la figure 5.Comme il est connu, dans un tel type de robinet, l'eau chaude et l'eau froide parviennent aux orifices 2 du disque 1 par des canalisations séparées (non représentées) et parviennent à la cavité 9 de la tête par les sections de passage délimitées par la coopération des orifices 2 et 5, sections dont on peut modifier le rapport en déplaçant en rotation le disque 4, de façon à faire varier le rapport de mélange entre l'eau chaude et l'eau froide parvenant à se mélanger dans la cavité 9. Dans cette cavité peut se trouver un élément amortisseur destiné à réduire le bruit du robinet. L'eau mélangée traverse ensuite les ouvertures de sortie 6 et 3 et parvient à une canalisation de débit non représentée. Selon la caractéristique de l'invention, les ouvertures de sortie 6 et 3 sont conformées et disposées de façon qu'un déplacement diamétral du disque 4 non seulement fasse varier, comme d'habitude, les sections de passage délimitées par la coopération des orifices 2 et 5, mais également la section de passage présentée au courant mélangé sortant et cela de façon que (selon le mode d'exécution des figures 1 et 3) cette section de passage s'annule avant que les orifices 2 et 5 se ferment. Cela ressort particulièrement des figures 2 et 3. Comme le montre cette dernière figure, ensuite, l'une au moins des ouvertures de sortie 6 et 3 a une étendue circonférentielle notable, de façon à agir uniformément, quel que soit le rapport de mélange imposé.Au moment où le déplacement diamétral du disque 4 provoque la fermeture entre les orifices 6 et 3, la section de passage entre les orifices 2 et 5 est encore notable, et par suite le mélange a lieu dans des conditions encore non perturbées. En conséquence, on n'observe pas de variation de température de l'eau mélangée débitée résultant du réglage du débit, et cela Jusqu'S la fermeture complète du robinet. Du fait que, selon le mode d'exécution des figures 1 à 3 la fermeture entre les ouvertures de sortie 6 et 3 est complète, on obtient une véritable séparation des roules des orifices 2 et 5 qui ne sont chargés que du réglage des proportions de mélange, et des orifices 6 et 3 qui ne sont chargés que de la fermeture ; le réglage effectif du débit fourni dépend, bien entendu, de tous les orifices mais l'effet prédominant aux baye débits est du aux orifices 6 et 3. Au contraire dans le mode d'exécution de la figure 4, on prévoit une fermeture seulement partielle entre les ouvertures 6 et 3, et cela consiste à introduire un fort étranglement du débit. Dans ce but, l'une des ouvertures, l'ouverture 6 sur le dessin, débouche dans une zone rabaissée 7 du disque correspondant, dans ce cas le disque 4 et la zone rabaissée 7 forme un conduit qui relie toujours entre elles, mais avec une forte résistance à l'écoulement les ouvertures 6 et 3, même lorsqu'elles ne sont pas en regard. Dans ce cas, la fermeture du robinet est de nouveau effectuée par les orifices 2 et 5, mais dans les conditions de débit très réduit, l'étranglement de l'écoulement dû à son passage dans les ouvertures 6 et 3 et éventuellement 7 est tel qu'il ne peut pas s'établir de vitesse élevée et de turbulence forte dans les ouvertures 2 et 5 qui peuvent ainsi agir sans perturbations et maintenir inchangé le rapport de mélange, même dans ces conditions. Dans les modes d'exécution décrits jusqu'ici, la plaque fixe 1 présente une ouverture de sortie 3 destinée, en général, à être reliée de façon étanche à une canalisation de débit, de façon que le corps du robinet, entourant les plaques~fixe et mobile, ne soit pas envahi par liteau. Une telle ouverture de sortie 3 n'est pas, par contre, nécessaire, lorsqu'il faut que l'èau réglée retourne dans le corps du robinet, par exemple pour être envoyée à un bec qui part dudit corps. Pour de tels cas, c'est le mode d'exécution de la figure 5 qui convient : la plaque fixe 1 ne présente pas d'ouverture de sortie 3, mais seulement un bord Il qui coopère avec l'ouverture de sortie 6 traversant la plaque mobile 4, de la même façon que le bord de l'ouverture 3 selon les modes d'exécution précédents. Dans ce cas, le bord 11 peut être avantageusement arrondi, ce qui est techniquement facile, du fait qu'il stagit d'un bord périphérique, tandis qu'il serait très difficile d'effectuer un tel usinage sur le bord d'une ouverture telle que l'ouverture 3. L'invention peut être également mise en oeuvre dans des modes d'exécution très différents de ceux indiqués. Par exemple, l'ensemble de disques du robinet pourrait comprendre trois disques, au lieu de deux seulement et, dans ce cas, l'agencement de l'invention pourrait être appliqué entre le disque fixe et le premier disque mWhile ou bien entre les deux disques mobiles. Au lieu d'etre fixé au corps du robinet, le disque fixe 1 pourrait être fixé à l'enveloppe d'une cartouche montée de façon amovible dans le corps du robinet. La conformation et la disposée tion des orifices des disques pourraient également être entièrement différente de celle représentée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et représentés. On pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 - Robinet mélangeur, du type dans lequel le débit et les proportions du mélange entre eau froide et eau chaude sont contrôlés par une plaque fixe en matière dure et par au moins une plaque en matière dure mobile par rapport à la plaque fixe en contact avec ladite plaque fixe le long d'une surface plane, toutes lesdites plaques étant traversées par au moins une ouverture d'entrée et au moins la plaque mobile la plus éloignée de la plaque fixe étant traversée par une ouverture de sortie pour l'eau mélangée et étant couplée de façon étanche avec une tête de commande ayant une cavité qui constitue une communication entre les ouvertures d'entrée et de sortie de ladite plaque mobile, caractérisé en ce que au moins l'ouverture de sortie (6) de ladite plaque mobile (4) est conformée et disposée de maniere d être fermée au moins en partie par la plaque (1) adjacente, dans le cours du déplacement de fermeture, en avance par rapport à la fermeture des ouvertures d'entrée (2,5) pour l'eau froide et chaude. 20 - Robinet mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (1) adjacente à ladite plaque mobile (4) est pourvue elle aussi d'une ouverture de sortie (3), et en ce que la fermeture au moins partielle anticipée est effectuée par la coopération entre lesdites ouvertures de sortie (3,6). 3 - Robinet mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (i) adjacente à ladite plaque mobile (4) est dépourvue d'ouverture de sortie, et en ce que la fermeture au moins partielle anticipée est effectuée par la coopération entre l'ouverture de sortie (6) de ladite plaque mobile (4) et le bord (11) de la plaque (1) adjacente. 40 - Robinet mélangeur selon la ravendication 1, caractérisé en ce que ladite ouverture de sortie (6) est disposée de manière à provoquer une fermeture anticipée totale, et en ce qu'il est prévu un déplacement ultérieur, sans effet sur le flux débité, des organes (12) de commande du robinet, pour la fermeture des ouvertures d'entrée (2,5). 50 - Robinet mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite ouverture de sortie est disposée pour provoquer une fermeture anticipée seulement partielle, constituant un fort étranglement du flux, et en ce que la fermeture totale est effectuée par les ouvertures d'entrée, (2,5). 60 - Robinet mélangeur selon les revendications 2 et 5 caractérisé en ce que au moins une (6) desdites deux ouvertures de sortie (6,3) s'ouvre dans une partie creusée (7) de la plaque correspondante (4) en matière dure, constituant un chemin d'écoulement avec forte résistance vers l'ouverture de sortie (3) de l'autre plaque (1) en matière dure (fig. 4). 70 - Robinet mélangeur selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que ledit bord (11) coopérant avec l'ouverture de sortie (6) de la plaque mobile (4) est arrondi. 80 - Robinet mélangeur selon la revendication 1 et éventuellement 2, caractérisé en ce que au moins une (6) desdites ouvertures de sortie (6,3) s'étend sur une large zone de la plaque correspondante (4) en matière dure.