Brevet FR2484596A1 — publié le 19811218

L'invention a pour objet un robinet électromagnétique à liquide. On utilise un robinet électromagnétique à liquide par exemple dans le cas où on désire maintenir à une valeur constante prédéterminée la température d'un volume habitable, comme l'habitacle d'un véhicule automobile : le débit du liquide de chauffage d'un échangeur de chaleur balayé par l'air est alors interrompu et rétabli,en alternance, sous la commande d'un capteur de température contrôlant l'alimentation de llélectro-aimant d'actionnement du robinet. On a proposé et on utilise des robinets dans lesquels c'est la pression même du liquide à l'amont du robinet qui, pour la condition de fermeture, applique à pression une mem- brane contre un siège, et cela grâce à un trou dans la membrane mettant la chambre de pression en communication avec la tubulure d'arrivée du liquide sous pression La plupart de ces robinets membrane et à trou égalisateur de pression, présentent cependant des inconvénients. Ils font appel à un ressort de rappel du noyau slagnétique, ce qui oblige à prévoir un électro-aimant relativement puissant, son action devant surmonter celle du ressort. En cas de panne d'alimentation électrique, ils restent dans leur condition de fermeture, ce qui interdit la possibilité d'assurer le chaux fage de l'habitacle. Le trou de comnunication prévu dans la membrane doit nécessairement etre de très petite section, les risques d'obturation accidentelle n'étant ainsi pas négligea- bles. D'autres robinets ont été proposés, mais ils sont d'une constitution relativement très compliquée et d'un prix de re- vient élevé, ce qui est un inconvénient majeur dans la construction automobile. Dans ces divers robinets, le passage d'une condition d'ouverture à une condition de fermeture est obtenu par l'éloignement d'un clapet de son siège, ledit clapet étant porté par l'organe mobile ou armature d'un électro-aimant et coopérant avec un siège constitué par l'orifice central de la membrane souple. L'application sous pression de la membrane sur son siège est obtenue par la force de pression développée par le liquide arrivant sous pression, le clapet introduisant une fuite lorsqu'il est éloigné du siège qui lui est affecté. Alors que dans tous les robinets connus de ce type, l'action électromagnétique se traduit par une poussée sur le clapet pour l'appliquer sur son siège, l'invention est caractérisée par ce fait que l'action de l'électro-aimant est une traction s'exerçant sur le clapet. Selon l'invention, le siège coopérant avec le clapet est situé entre le clapet et l'armature. Dans le cas où le dispositif de clapet est intégré à la membrane, l'invention prévoit un noyau de membrane suffisamment souple pour pouvoir être, au montage, traversé par le clapet, de sorte qu'en fonctionnement une traction sur le clapet assure 1 'é- tanchéité de la chambre de pression à l'égard de l'évacuation. L'invention vise ainsi un robinet à liquide à corr:- mande électromagnétique comprenant une membrane coopérant avec un siège pour la fermeture du robinet et séparant deux chambres mises en communication par un trou de la membrane prévu sur une partie annulaire de celle-ci, de sorte que c'est la pression même du liquide arrivant qui applique sur son siège un anneau faisant partie de la membrane, une communication pouvant être établie entre la chambre de pression et l'évacuation par un clapet solidaire de l'armature de l'électro-aimant, caractérisé en ce que le clapet coopère avec la face de la membrane tournée vers l'évacuation. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un robinet selon l'invention, pour la condition de fermeture - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II II de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe d'une membrane, à plus grande échelle - la figure 4 est une vue montrant la position de diverses pièces au cours du montage du robinet - la figure 5 est une vue en plan d'une demi-cuvette - la figure 6 est une vue en élévation correspondante - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6, mais à 900 de celle-ci - la figure 8 est une vue analogue à la figure 1, mais pour la condition d'ouverture du robinet. Le robinet a un corps ll (figure l), avec des cheminées tubulaires, au nombre de trois dans l'exemple, 121, 122, 123 (figure 2),.et d'où dépendent un premier embout 13, ou tubulure d'arrivée de liquide, et un second embout ou tubulure 14 de départ de liquide, les axes, respectivement 15 et 16 des deux embouts étant perpendiculaires l'un à l'autre.Le corps 11 est en forme de coupelle cylindrique 17 se prolongeant par un puits tronconique 18 ; c'est dans ledit puits qu'aboutit la tubulure 13 et dudit puits que part la tubulaire 14. celle-ci se prolonge, à l'intérieur du puits, par une jupe l9 d surface externe 21 cylindrique, ménageant un intervalle 22 avec le puits 18, et à surface interne tronconique 23, les surfaces 21 et 23 se raccordant suivant un siège circulaire 24. La surface interne 25 de la coupelle cylindrique 17, se raccorde avec la surface interne 26 de la paroi du puits 18 par une surface annulaire plane 27 qui sert d'appui à un jonc périphérique 28, à section transversale rectangulaire, d'une membrane 29, laquelle présente une saillie circulaire annulaire d'appui 31, à section transversale rectangulaire, propre à coopérer avec le siège 24 pour interrompre la communication entre la tubulure 13 et la tubulure 14, et un noyau central 32. La membrane 29 comprend en outre une partie amincie 33 (figure 3) entre le jonc périphérique 28 et la saillie d'appui 31, à deux flancs 34 et 35 se raccordant suivant un pli 36. De même, une partie amincie 37 radcorde la saillie d'appui 31 au noyau 32 et présente deux flancs 38 et 39 de part et d'autre d'un pli 41. Le noyau 32, de forme générale tubulaire, a une surface interne 42, cylindrique, et une surface externe comprenant une première partie, supérieure, 43, de plus petit diamètre que la seconde partie, inférieure, 44, une partie intermédiaire 45 ayant un diamètre encore plus petit que celui de la partie supérieure 43 et limitant avec les deux faces transversales de raccordement 46 et 47 une gorge 48. Dans la gorge 48 sont logées (figures 1 et 4) l'une et l'autre nervures 51 et 52, que présentent respectivement deux demi-cuvettes 53 et 54 à leur partie centrale. La demi-cuvette 53 (figures 5 à 7) possède un fond supérieur 611 et un bord cylindrique 621, le fond 611 est décou pé de manière à présenter deux surfaces cylindriques internes 31 et 64l, ainsi qu'une encoche 651 limitée par des surfaces planes, respectivement 66l et 671, raccordées par une surface cylindrique 681. La demi-cuvette comporte par ailleurs un demi-bossage central circulaire 69l et une demi-rainure également circulaire 711. La demi-cuvette 54 présente les mêmes éléments que ceux qui viennent d'être décrits pour la demi-cuvette 53, lesdits éléments étant affectés sur les dessins de l'indice "2". L'assemblage (figure 2) des deux demi-cuvettes a lieu par leurs bords diamétraux en regard, respectivement 55 et 56 pour la demi-cuvette 53, et 57,58 pour la demi-cuvette 54. L'ensemble forme une cuvette 59.Les deux demi-bossages 69l et 692 (figure 4) ainsi réunis présentent un profil interne qui est le conjugué du profil externe du noyau 32 de la membrane 29 et les deux demi-rainures 711 et 712 forment une rainure circulaire complète destinée à loger la surépaisseur 72 dudit noyau. La cuvette 59 est entourée par une enveloppe 73 dont le fond 74 appliqué contre les fonds 611 et 622 de la cuvette 59 se prolonge par des oreilles tubulaires 75 de même configuration que les cheminées tubulaires 12, l'assemblage étant obtenu à l'aide de vis 76 coopérant avec les cheminées tubulaires 12 et dont les têtes 77 prennent appuis sur une plaque ciroculaire 78 à oreilles 79 reposant sur une nervure circulaire 81 du fond 74 et partiellement sur une nervure périphérique 82 dudit fond. Le fond 74 de l'enveloppe 73 se prolonge par un fut cylindrique 83 dans lequel est logée l'armature cylindrique 84 d'un électro-aimant 85. Ladite armature cylindrique se prolonge vers le bas par une queue 86 traversant le noyau 32 de la membrane 29 par une cheminée 87 et se terminant par une soupape ou clapet 88,due forme générale tronconique ou en champignon. Le clapet 88 présente (figure 8) une base circulaire 89 raccordée à la surface tronconique 91 du clapet par un chanfrein 92. Cette surface tronconique se termine par une face frontale de surface réduite 101. En regard de l'embase 89 se trouve un cordon circulaire 93 de la base du noyau 32 (figures 3 et 8). Sur le flanc 35 de la partie amincie 33 de la membrane 29 est prévu un trou 90. Sur la plaque 78 est disposée la bobine 91 de l'électroaimant 85 logée dans un bottier 92. La bobine 91 fait saillie vers le haut par rapport au fond 93 du manchon 83 et dans l'intervalle laissé libre entre le fond 93 et le fond 94 du boitier 92 est placé un tampon 95 en matériau magnétique maintenu dans un orifice central 96 dudit fond 94. Le bord inférieur 97 du boîtier 92 permet l'accrochage à la plaque 78 grâce a l'intervalle annulaire 98 entre la face inférieure de ladite plaque et la face supérieure 99 du fond 74 de la cuvette 73. Pour le montage, le clapet 88 (figure 4) est présenté par sa face frontale 101 devant l'orifice 102 de la cheminée 87 et introduit à force par poussée à travers le noyau central 32 de la membrane 29, profitant de l'élasticité du matériau constitutif de cette dernière, et cela jusqu'S ce que la tdte ait complètement défilé le long de la cheminée 87 et fasse saillie par rapport à la saillie circulaire 93 dudit noyau. Dans l'exemple représenté, la tige 86 et le clapet 88 constituent une seule et même pièce avec l'armature 84 de l'électro aimant. Dans d'autres formes de réalisation (non re présentées) e l'ensemble clapet 88-tige 86 peut être rapporté sur l'armature 84. Enfin, seul le clapet 88 pourrait être rapporté sur l'ensemble armature 84 tige 86. Les moyens dGassem- blage entre ces différents éléments sont connus en soi vis sage par exemple. C'est l'ensemble ainsi constitué par la membrane 29, le clapet 88, y compris la tige 86 et l'armature 84 de l'électro- aimant, qui est assemblé avec la cuvette 59, la nervure 51, 52 des demi-bossages 69l et 692 étant introduite dans la gorge 48 du noyau 32 en jouant à nouveau sur l'élasticité du matériau constitutif de la membrane. L'ensemble est alors posé sur la surface annulaire d'appui 27 et l'enveloppe 73 présentant le fût 83 est introduite par son bord 105 dans l'intervalle laissé libre entre les bords cylindriques 62p et 622 des demi-cu vettes 61l et 612 et la coupelle cylindrique 17 du corps ll 611 et 61 et 1 du robinet. L'ensemble constitué par le corps d'électro-aimant 85, le boîtier 92 et la plaque 78 est ensuite posé sur des nervures 106 en saillie par rapport aux oreilles 75 que présente l'enveloppe 73 et la fixation a lieu à l'aide des vis 76 qui sont introduites dans les lumières en regard des oreilles 75 et des cheminées 12. La position montrée sur la figure 1 est la position de fermeture. L'électro-aimant 85 est excité. L'armature 84 portant le clapet 88 est sollicitée vdrs le haut et la face plane 89 du clapet 88 est appliquée sous pression contre la lèvre 93 que présente le noyau 32 de la membrane 29. Le liquide sous pression dans la tubulure 13 emplit l'intervalle annulaire 22 qui communique par le trou 90 avec la chambre 108 située au-dessus de la membrane 29. C'est la pression ainsi créee dans ladite chambre qui applique l'anneau 31 que présente la membrane 29 contre le siège 24, le débouché de la tubulure 14 est complètement obturé et aucune communication n'est établie entre la tubulure 13 et la tubulure 14. Pour ouvrir le robinet, et ainsi permettre la communication entre la tubulure 13 et la tubulure 14, l'alimentation électrique de l'électro-aimant 85 est interrompue. La pression qui règne dans la cheminee 87 au-dessus de la face plane 89 du clapet 88 conjuguée au poids propre dudit clapet 88, sont suffisants pour pousser ce dernier à l'éloignement par rapport à la lèvre 93 de la membrane 29 : la pression diminue dans la chambre 108 ; la pression qui règne dans la chambre annulaire 22, et qui est celle de la tubulure 13, s'appliquant sur la partie annulaire 33 de la membrane, soulève celle-ci, le trou 90 de la membrane 29-étant suffisamment petit par rapport à la section de passage entre la tige 86 et la cheminée 87 pour que le débit à travers ledit trou soit incapable de compenser la diminution de pression dans la chambre 108 provenant de 1'éloignement du clapet 88. La saillie circulaire d'appui 31 de la membrane 29 s'éloigne de son siège 24 et une communication directe s'établit entre la tubulure 13 et la tubulure 14 par l'intervalle entre ladite saillie et le siège. Ce fonctionnement est obtenu sans un ressort de rappel comme utilisé habituellement dans ce type de robinet. La force qui doit être fournie par l'électro-aimant est ainsi diminuée. L'électro-aimant peut être de dimensions moindres que ceux utilisés habituellement et donc ainsi l'ensemble du robinet peut être réalisé à coût réduit. La position d'ouverture est celle qui est montrée sur la figure 8. La face plane 89 du clapet 88 est alors peu éloignée de la lèvre 93, l'armature 84 de l'électro-aimant ayant été arrêtée dans son mouvement de descente par coopération de sa face frontale inférieure 109 avec la face frontale supérieure lll du fond 61 de la cuvette 59. Ainsi, la course de l'armature 84 est maintenue à une valeur faible et le fonctionnement de 1'électro-aimant a lieu dans sa condition où il fournit un effort maximal. Pour fermer le robinet, l'alimentation électrique de 1 ' électro-aimant est rétablie. Après une faible course, vers le haut, la face supérieure 89 du clapet 88 est appliquée contre la lèvre 93 du noyau 32 de la membrane 29, lequel est solidaire du bossage 69 de la cuvette 59. L'écoulement du liquide de la chambre 108 à travers la cheminée 87 dans la tubulure 14 cesse, de sorte que la pression dans ladite chambre, en communication avec le liquide arrivant par la tubulure 13, la chambre 22, le trou 90, augmente. C'est la force développée par cette pression qui déforme la membrane 29 en la déplaçant vers le bas, ce qui applique l'anneau 31 faisant partie de ladite membrane contre l'orifice 24 d entrée de la tubulure 14 En cas de panne d'alimentation de courant, le robinet prend sa condition d'ouverture. Si, le robinet étant dans sa condition de fermeture, la pression monte au-delà d'une valeur prédéterminée dans la tubulure d'arrivée 13, la force s'exerçant sur la face supérieure du clapet 88 devient supérieure à la force d'attraction qu'e- xerce l'électrowaimant et le robinet s'ouvre, jouant ainsi le râle de soupape de sécurité. Les passages constitués par le trou 90 et la cheminée annulaire 92 ont une section suffisante pour empêcher l'encras sage du robinet par suite de la présence accidentelle de pous sières en suspension dans le liquide. Un tel robinet est particulièrement bien adapté pour la commande d'un circuit de liquide de chauffage en fonction d'une commande provenant d'un capteur de température situé dans un local à chauffer, comme un habitacle de véhicule automobile. REVENDICATIONS 1. Robinet à liquide a commande électromagnétique comprenant une membrane coopérant avec un siège pour la fermeture du robinet et séparant deux chambres mises en communication par un trou de la membrane prévu sur une partie annulaire de celle-ci, de sorte que c'est la pression même du liquide arrivant qui applique sur son siège un anneau faisant partie de la membrane, une communication pouvant être établie entre la chambre de pression et l'évacuation par un clapet solidaire de l'armature de l'électrosaimant, caractérisé en ce que le clapet coopère avec la face de la membrane tournée vers l'évacuation. 2. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet coopère avec une lèvre que présente un noyau tubulaire de la membrane. 3. Robinet selon la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet est porté par une tige ménageant avec le noyau une cheminée annulaire. 4. Robinet selon la revendication 3, caractérisé en ce que le noyau est en un matériau suffisamment élastique pour permettre sa traversée par un clapet dont le diamètre est supérieur à celui du canal de traversée en condition sollicitée du noyau. 5. Robinet selon la revendicatbn 1, caractérisé en ce que le clapet tend à éloigner la membrane de son siège sous l'action de traction de ltélectro-aimant. 6. Robinet selon la revendication 5, caractérisé en ce que la membrane est maintenue par son noyau dans un bossage d'une cuvette rigide. 7. Robinet selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bord de la cuvette contribue au maintien sous pression d'étanchéité du bord périphérique de la membrane contre le corps du robinet. 8. Robinet selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite cuvette est coiffée par une enveloppe se prolongeant par un manchon pour le logement de l'armature d'électro-aimant. 9. Robinet selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fond du manchon est surmonté par une rondelle de concentration du champ électromagnétique. lo. Robinet selon la revendication 6, caractérisé en ce que la cuvette de maintien du noyau de la membrane est en deux parties. 11. Robinet selon la revendication 3, caractérisé en ce que le clapet, la tige et l'armature de l'électro-aimant forment une seule pièce. 12. Robinet selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige et l'armature d'électro-aimant forment une seule pièce dans laquelle est rapporté le clapet. 13. Robinet selon la revendication 3. caractérisé en ce que le clapet et la tige formant une seule pièce sont rapportés sur l'armature.