Brevet FR2474129A1 — publié le 19810724

La présente invention est relative à une vanne de com- mande thermosensible, plus particulièrement, bien que non exclusivement, destinée à être utilisée pour commander l'é- coulement et ainsi la température de l'eau de refroidissement d'un moteur à combustion interne à refroidissement par eau ou analogue. Une vanne classique de ce type comprend habituellement une vanne auxiliaire ayant un petit orifice qui s'ouvre lors- que la température d'un bulbe sensible à la température s'é- lève jusqu'à une première valeur prédéterminée. La vanne classique comprend également une vanne principale ayant un grand orifice qui s'ouvre lorsque la température de l'eau de refroidissement continue de s'élever jusqu'à une seconde va- leur prédéterminée supérieure. Dans une telle construction, il est possible d'empêcher le pompage de la vanne qui peut se produire en raison des fluctuations de la pression en amont et en aval de la vanne, produites par l'ouverture secondaire de la vanne lorsque le bulbe thermosensible est actionné pour ouvrir la vanne lorsqu'il a capté un certain niveau de la teix- pérature de l'eau de refroidissement. Il est également possi- ble d'empêcher une augmentation de la température réelle d'ou- verture de la vanne. Cependant, dans-une vanne classique telle que ci-dessus, la vanne principale et la vanne auxiliaire sont formées dans des corps séparés, et il en résulte une complication de la construction de la vanne ainsi qu'une imprécision dans la com- mande du débit. L'invention a pour but de supprimer les inconvénients précités, et de réaliser une vanne thermosensible dans laquel- le la vanne principale elle-même remplisse également la fonc- tion d'obturateur ou de siège pour la vanne auxiliaire, tandis que le boîtier du bulbe thermosensible remplit également lui- même la fonction d'obturateur ou de siège pour la vanne auxi- liaire, assurant ainsi une construction simplifiée capable d'assurer la commande du débit de l'écoulement avec une préci- sion plus grande. L'invention a pour objet à cet effet une vanne de com- -mande thermosensible comprenant un bâti ayant un siège fixe, un bulbe thermosensible ayant un boîtier mobile axialement disposé à l'intérieur du bâti, un obturateur mobile entourant une partie dudit bulbe thermosensible et en contact à glisse- ment axial avec leditsiège fixe, une surface prévue sur l'ob- turateur étant adaptée pour venir en contact avec une surface dudit boîtier pour fermer un trajet de fuite, des-moyens élas- tiques agissant sur le bottier pour maintenir lesdites surfa- ces en contact et empêcher un écoulement entre elles, et un organe de contact fixé sur une partie dudit boîtier, ce boi- tier se déplaçant dans le sens approprié pour ouvrir un trajet de fuite entre lesdites surfaces lorsque la température dudit bulbe thermosensible atteint une première valeur prédéterminée, l'obturateur restant fermé contre le siège fixe pendant le dé- placement dudit boitier pour ouvrir le trajet de fuite, et ledit organe de contact étant adapté pour écarter ledit obtu- rateur dudit siège fixe lorsque la température du bulbe ther- mosensible atteint une seconde valeur prédéterminée supérieure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'e- xemple et dans lequel - la Fig. 1 est une vue en coupe axiale d'une vanne de commande thermosensible suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue en plan de dessus de la vanne représentée à la Fig. 1. En se référant au dessin, la vanne comprend un bâti dési- gné dans son ensemble par la référence 10 et comprenant un é- lément annulaire plat 11, un organe de retenue 12 et un étrier 13, qui sont tous fixés ensemble à l'encontre de tout déplace- ment relatif. Un siège cylindrique fixe 14 ayant une surface s'étendant axialement est fixé sur la périphérie interne de l'élément annulaire 11. Une tige 16 de support est fixée sur l'étrier 13 et fait saillie de façon coulissante à l'intérieur d'un bulbe thermosensible 17. Le bulbe 17 comprend un boXtier 18 ayant une partie cylindrique 19 qui est disposée de façon a coulisser axialement dans une ouverture centrale 21 prévue dans l'extrémité inférieure de l'organe de retenue 12. Le boi- tier 18 comporte une partie agrandie 22 au-dessus de la partie cylindrique 19, et cette partie agrandie 22 comporte à sa par- tie inférieure une surface conique 23 et à sa partie supérieure une surface convexe incurvée 24. Le boXtier 18 contient une cire cristalline d'un type se dilatant lorsque sa température est élevée au-dessus d'un point critique prédéterminé. Un siège 25 pour un ressort entoure le bulbe thermosen- sible 17 et comporte une partie qui est en contact avec la surface conique 23. Un ressort principal 26 a une extrémité inférieure qui est en contact avec la partie inférieure de l'organe de retenue 12 et une extrémité supérieure qui soutient le siège 25. Un organe mobile ou obturateur 27 entoure une partie du bulbe 17 et comprend une bague métallique 28 ayant une péri- phérie externe 38 qui est située au-dessous du siège cylindri- que 14. Une feuille de recouvrement 29 est disposée sur la surface supérieure de la bague métallique 28 et comporte une lèvre 31 s'étendant vers le bas qui coulisse dans la surface interne 15 s'étendant axialement du siège cylindrique 14. Un disque annulaire 32 est disposé au-dessous de la bague métal- lique 28 et comporte une surface incurvée 33 concave qui épou- se la surface convexe 24 du boîtier 18. La feuille de recou- vrement 29 et le disque annulaire 32 sont tous deux réalisés en caoutchouc ou en résine synthétique. Un ressort auxiliaire 34 est disposé entre le disque annulaire 32 et le siège de ressort 25. Un organe de contact constitué par une plaque 35 en forme de disque est fixé au boXtier 18 au voisinage de son extrémité supérieure et présente un rebord périphérique 36 s'étendant vers le bas. De petits trous 37 sont prévus à la jonction de la plaque 35 et de son rebord périphérique 36 pour permettre l'écoulement du liquide à travers ces trous dans certaines conditions, comme on le décrira dans la suite. L'écoulement de l'agent de refroidissement à travers la vanne se produit du bas vers le haut en considérant la Fig.l. Lorsque la température de l'agent de refroidissement atteint un premier niveau prédéterminé, le bottier 18 du bulbe ther- mosensible 17 se déplace axialement vers le bas, forçant la surface convexe 24 du boîtier à s'écarter légèrement de la surface concave 33. Ce mouvement est limité par l'entrée en contact du rebord périphérique 36 de la plaque 35 avec la feuille de recouvrement 29 de l'organe mobile 27. Un faible courant d'agent de refroidissement passe alors entre les sur- faces 24 et 33, à travers l'ouverture centrale 39 de l'organe mobile 27, et à travers les petits trous 37 de la plaque 35. Lorsque la température de l'agent de refroidissement at- teint la seconde valeur prédéterminée plus élevée, le boîtier 18 du bulbe 17 se déplace encore plus vers.le bas pour forcer le bord périphérique 36 à déplacer l'organe mobile 27 à l'en- contre de l'action-du ressort principal 26, l'extrémité infé- rieure du bottier 18 se déplaçant à travers l'ouveeture 21 de l'extrémité inférieure de l'organe de retenue 12. Ce mouve- ment a pour résultat que la feuille 29 de recouvrement de l'or- gane 27 glisse dans la surface 15 du siège 14 jusqu'à ce-qu'el- le soit complètement dégagée de ce dernier. Un courant plus important d'agent de refroidissement peut alors passer au-des- sous du siège cylindrique 14 et au-dessus de la feuille 29. Ensuite, une chute de température de l'agent de refroidisse- ment a pour résultat que le bulbe 17 se contracte axialement, en étant forcé par le ressort principal 26. L'organe mobile 27 prend tout d'abord une position de fermeture en entrant en con- tact avec le siège cylindrique 14, et le trajet de fuite entre les surfaces 24 et 33 est fermé lorsque Xe mouvement de l'or- gane 27 vers le haut a été arrêté par l'entrée en contact du bord inférieur du siège cylindrique 14 avec la périphérie ex- terne 38 de la bague métallique 28. On remarquera que le siège cylindrique 14 présente une longueur notable prédéterminée dans la direction du déplace- ment de l'organe mobile 27. En conséquence, avant que l'organe 27 puisse se déplacer jusqu'à sa position d'ouverture, il doit être déplacé axialement d'une distance prédéterminée notable. Par conséquent, pour ouvrir la vanne principale, la tempéra- ture de l'agent de refroidissement doit être maintenue de fa- çon continue à des valeurs supérieures à une température pré- déterminée. Cette caractéristique permet de surmonter l'incon- vénient des vannes de commande classiques thermosensibles dans lesquelles l'obturateur principal n'est pas déplacé sur une telle distance prédéterminée importante, ce qui a pour résul- tat des variations de la température de l'agent de refroidis- sement qui provoquent des ouvertures et des fermetures répétées de la vanne, ce qui produit à son tour des variations du débit de l'agent de refroidissement traversant la vanne principale. Cet effet peut avoir pour résultat un pompage indésirable de la vanne principale. REVENDICAT IONS 1 - Vanne de commande thermosensible, caractérisée en ce qu'elle comprend un bâti (10) ayant un siège fixe (14), un bulbe thermosensible (17) ayant un bottier (18) mobile-axia/e- ment disposé dans le bâti, un obturateur mobile (27) entourant une partie dudit bulbe thermosensible (17) et en contact à coulissement axial avec ledit siège fixe, une surface (33) de l'obturateur (27) étant adaptée pour venir en contact avec une surface (24) dudit bottier pour fermer un trajet de fuite, des moyens élastiques (26) agissant sur le bottier pour maintenir lesdites surfaces en contact et empêcher un écoulement entre elles, et un organe de contact (35) fixé sur une partie du boîtier (18), ce dernier se déplaçant dans le sens voulu pour ouvrir un trajet de fuite entre lesdites surfaces (24, 33) Izos- que la température du bulbe (17) atteint un premier niveau px- déterminé, l'obturateur (27) restant en position de fermeture contre le siège fixe (14) pendant le déplacement du boltier pour ouvrir le trajet de fuite, et ledit organe de contact étant adapté pour écarter l'obturateur du siège fixe (14) lIrs- que la température du bulbe (17) atteint un second niveau pré- déterminé supérieur. 2 - Vanne suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'un siège (25) de ressort est en contact avec le boîtier 118), lesdits moyens élastiques comprenant un ressort principal '126) s'étendant entre le bâti (10) et ce siège de ressort (25), -un ressort auxiliaire (34) étant intercalé entre le siège de res- sort (25) et ledit obturateur (27). 3 - Vanne suivant l'une des revendications 1 et 2, carac- térisée en ce que ledit organe de contact (35) est une plaque en forme de disque ayant des trous (37) pour laisser passer du liquide traversant ledit trajet de fuite.