Brevet FR2505438A1 — publié le 19821112

L'invention concerne un robinet à membrane, pour la commande de l'écoulement d'un fluide tel qu'un liquide. Un robinet dit "à membrane" comprend en général un conduit ou passage de fluide qui comporte un siège d'appui d'une membrane en matériau élastiquement déformable. Cette membrane, portée par un organe mobile du robinet, est propre à être appuyée sur le siège pour obturer le conduit dans la condition de fermeture du robinet et à en autre écartée dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan dudit siège dans la condition d'ouverture du robinet. Un tel robinet présente l'avantage qu'un débit important de fluide à travers le robinet peut btre obtenu pour un déplacement relativement faible de la membrane à partir de sa position en appui étanche sur le siège du conduit ou passage de fluide. Toutefois, il résulte également de cette structure que l'ouverture et la fermeture du robinet ne présentent pratiquement aucune progressivité, c'est-à-dire que l'on passe d'un débit nul à un débit important, et inversement, pour un déplacement très faible de la membrane, sans pouvoir régler le débit à une valeur intermédiaire. Itur pallier cet inconvénient, on a déjà proposé de former des cavités ou des rainures dans le siège d'appui de la membrane. Ainsi, lorsque cette membrane est en appui léger sur le siège, le fluide peut circuler, avec un débit relativement faible, en s'écoulant par les cavités, canaux ou rainures du siège. Si l'on comprime la membrane sur le siège avew une force suffisante, on déforme cette membrane suffisamment pour que la matière dont elle est constituée vienne remplir les cavités ou rainures du siège et interrompe toute circulation de fluide. Toutefois, l'effort à exercer sur la membrane pour assurer la fermeture étanche du robinet est très important, ce qui représente un autre inconvénient. L'invention a pour objet un robinet à membrane ne présentant aucun de ces inconvénients, c'est-à-dire un robinet à ouverture et fermeture progressives dans lequel la force à appliquer à la membrane pour assurer la fermeture étanche du robinet est relativement très faible. L'invention propose dans ce but un robinet du type décrit plus haut, caractérisé en ce que la membrane est conformée de façon à présenter une déformation sans compression pour assurer la progressivité de l'ouverture et de la fermeture du robinet. L'invention prévoit que des passages de fluide, présentant une section réduite pour assurer une progressivité de l'ouverture et de la fermeture du robinet, puissent être fer més par la membrane en appui sur le siège, à la suite, non pas d'une compression ou d'un écrasement de la membrane sur le siège, mais d'une déformation, par exemple en flexion, d'une partie de la membrane. La force qu'il est alors néces- saire d'appliquer à la membrane est beaucoup plus faible que dans la technique antérieure. Dans la description qui suit, on se réfère aux dessins annexéa, donnés à titre d'exemples, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe longitudinale d'un robinet selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue correspondant à la figure 1, mais représentant le robinet an condition de fermeture ; - la figure 3 est une vue agrandie d'un détail de la figure i - la figure 4 représente schématiquement les organes essentiels d'un robinet selon un second mode de réalisation de l'invention - la figure 5 est une vue correspondant à la figure 4, mais représente les organes dans la condition de fermeture du robinet ;; - la figure 6 est une vue correspondant à la figure 4, et représente un autre mode de réalisation d'un robinet selon l'invention ; et - la figure 7 est une vue correspondant à la figure 6, mais représentant les organes du robinet dans la condition de fermeture du robinet. On se réfère d'abord aux figures 1, 2 et 9 qui représentent un premier mode de réalisation d'un robinet selon l'invention. Le robinet représenté dans les figures 1 et 2 est du type à réglage fin par commande thermostatique. il comprend un corps 10 contenant un conduit il de passage d'un fluide tel qu'un liquide dont l'extrémité supérieure forme un siège 12 d'appui d'une membrane 13 propre à fermer de façon étanche le débouché du conduit il et portée par un organe mobile ou piston 14 déplaçable en mouvement alternatif rectiligne le long de l'ase 15 du corps 10 et du conduit Il d'une part au moyen d'un levier de commande représenté schématiquement par une ligne en trait d'axe 16 et, d'autre part, par un dispositif thermostatique comprenant une chambre 17 alimentée en liquide de commande par un conduit 18. Un ressort 19 est interposé entre le fond du piston 14 et une cuvette 20 logée dans ce piston et sur laquelle appuie un poussoir 21 dont l'extrémité supérieure comporte une plaque d'élastomère fermant de façon étanche le fond de la chambre 17. Un ressort de rappel 22, entourant le piston 14, est interposé entre un épaulement supérieur de celui-ci et un épaulement inférieur du capot 23 fermant de façon étanche l'extrémité supérieure ouverte du corps 10. Le levier de manoeuvre 16 est articulé en 24 sur le capot 23 et agit sur le piston 14 par l'intermédiaire d'un dispositif de came ou d'excentrique. La membrane 13 destinée à assurer la fermeture étanche du débouché du conduit 11 d'amenée de liquide, comprend une partie centrale 25 clipsée sur le fond du piston 14 et une partie périphérique annulaire 26 serrée de façon étanche entre l'extrémité supérieure du corps 10 et l'extrémité inférieure du capot 23. Les parties 25 et 26 de la membrane 13 sont reliées par une partie intermédiaire souple 27 permettant le déplacement axial de la partie centrale 25 de la membrane 13. Le fonctionnement d'un tel robinet est bien connu et ne sera donc pas décrit en détail. On rappellera seulement que, dans la condition ouverte du robinet représentée en figure 1, le liquide amené par le conduit il circule dans le sene indiqué par les flèches 30 et que, quand le levier 16 passe de la position 0 de la figure 1 à la position F de la figure 2, le piston 14 descend et vient appliquer de façon étanche la membrane 13 sur l'extrémité supérieure du conduit 11, en fermant ainsi ce conduit de façon étanche. Da température plus ou moins élevée provoque une dilatation du liquide transmise dans la chambre 17 par la canalisation 18 et provoque un déplacement plus ou moins important du poussoir 21 et donc un déplacement plus ou moins grand du piston 14 et de la membrane 13 par rapport au siège 12 prévu à l'extrémité supérieure du conduit 11, l'avancée ou le retrait du poussoir 21 étant transmis au piston 14 par l'intermédiaire du ressort 19, tant que la membrane 13 n'est pas appliquée à pression sur le siège 12 du conduit 11. Selon l'invention, la partie centrale 25 de la membrane 13 comprend une partie circulaire plate 31 (figure 3) bordée par une partie tronconique 32 reliée à la partie circulaire 31 par une zone annulaire d'attache facilement déformable par exemple en flexion, résultant d'un amincissement de cette zone ou bien de la formation d'une gorge annulaire 33 dans la surface extérieure de la jupe cylindrique 34 de la membrane. La partie tronconique 32 de la membrane est destinée à coopérer avec une portée tronconique 35 du siège 12 formé à l'extrémité supérieure du conduit 11, cette portée tronconique 35 présentant des nervures ou saillies 36 espacées les unes des autres et délimitant entre elles des canaux 37 (figure i). Dans l'exemple représenté en figures 1 à 3, les sail- lies 36 sont formées depuis l'extrémité inférieure de la partie tronconique 35 mais ne s'étendent pas jusqu'à l'extrémité supérieure de celle-ci, de sorte que les canaux 37 communiquent annulairement les uns avec les autres par leurs extrémités supérieuress. Le bord supérieur 38 du siège 12 est formé par le bord supérieur arrondi de la portée tronconique 35. Un robinet comprenant la membrane 13 et le siège 12 selon l'invention fonctionne de la façon suivante : dans la condition d'ouverture, représentée en trait plein en figure 3, la partie tronconique 32 de la membrane 13 est écartée du siège 12 et délimite avec celui-ci un passage permettant un débit relativement important de liquide. Dans la position représentéeen trait fantôme en figure 3, la membrane 13 est appliquée sans pression sur le siège 12, de telle sorte que sa partie tronconique 32 soit en contact avec les saillies 36 dadit siège. Dans ces conditions, le liquide peut encore sortir du conduit 11 en s'écoulant autour du bord supérieur arrondi 38 de la portée tronconique 35 et en passant par les canaux 37. Si l'on exerce alors sur le piston 14 une force dirigée vers le siège 12 du conduit 11, la membrane 13 va Btre appliquée à pression sur ce siège et sa partie tronconique 32 va se déformer par flexion autour de sa zone d'attache à la partie circulaire 31 jusqu'à ce que la périphérie de cette partie 31 soit appliquée à pression sur le bord supérieur arrondi 38 de la portée tronconique 35 du siège 12. Dans ces conditions, l'écoulement de liquide sortant du conduit il est totalement interrompu. Il est bien évident que la force exercée sur le piston 14 et sur la membrane 13 pour faire fléchir la partie tronconique 32 autour de sa zone d'attache à la partie circulaire 31 (ou par rapport au fond de la gorge annulaire extérieure 33) est beaucoup plus faible que s'il fallait comprimer et écraser la membrane de façon à venir boucher les canaux 37 formés entre les saillies 36. On se réfère maintenant aux figures 4 et 5, qui représentent un second mode de réalisation de l'invention. Dans ces figures, le conduit 41, correspondant au conduit Il du premier mode de réalisation, est à bord supérieur 42 arrondi, à section sensiblement semi-circulaire, propre à coopérer avec une partie annulaire 43 d'une membrane 44 fixée par clipsage sur le fond d'un piston 45 et maintenue fixement à sa périphérie 46 sur le corps de robinet. Selon l'invention, la partie annulaire 43 de la membrane 44, propre à coopérer avec le siège 42, présente des ondulations radiales ou rayonnantes, de sorte que la face inférieure de la partie 43 de la membrane, tournée vers le siège 42, présente en alternance des sommets 47 et des fonds 48 arrondis. Comme la partie 43 de la membrane est ondulée sur toute son épaisseur, la face supérieure de cette partie est également ondulée et est à sommets et fonds arrondis, un sommet de la face supérieure correspondant à un sommet 47 de la face inférieure et un fond de la face supérieure correspondant également à un fond 48 de la face inférieure. Quand le piston 45 est déplacé de la position repréventée en figure 4 vers la position représentée en figure 5, la partie 43 de la membrane est approchée du siège 42 du conduit 41, ce qui réduit la section de passage offerte au liquide sortant du conduit 41 comme indiqué par les flèches 49. Quand la partie 43 de la membrane est amenée juste au contact du siège 42 du conduit 41, le liquide peut encore 'échapper du conduit 41 en passant par les intervalles laissés libres entre les fonds arrondis 48 de la membrane. Si on applique cette membrane sur le siège 42 avec une force diterminée, on aplatit les ondulations de la partie 43 de la membrane, et on vient obturer complètement les passages de fluide. Là encore, la déformation de la partie 43 de la membrane, permettant d'obturer de façon étanche le débouché du conduit 41, ne s'accompagne que d'une compression ou d'un écrasement relativement très faible de la membrane. La progressivité de l'ouverture et de la fermeture du robinet est liée uniquement à la déformation en flexion des parties ondulées de la membrane et non pas à son écrasement. itur calibrer les déformations des ondulations, on peut interposer un ressort annulaire ondulé radialement, de la mme forme que la membrane, entre l'extrémité inférieure du piston et la partie centrale de la membrane. On se réfère maintenant aux figures 6 et 7 représentant un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans ces figures, le conduit 51 de passage de liquide, débouchant dans le corps de robinet, est identique au conduit 41 du mode de réalisation précédent et présente un bord supérieur arrondi 52 formant siège d'appui d'une partie 53 d'une membrane 54 clipsée sur le fond d'un piston 55 et maintenue à sa périphérie 50 sur le corps de robinet. La partie 53 de la membrane est sensiblement cylindrique tubulaire et comprend une gorge annulaire 56 délimitant une lèvre annulaire 57 propre à être appliquée sur le siège 52 et rattachée à la partie 53 par une paroi cylindrique tubulaire 58 relativement mince formée par le fond de la gorge 56. De place en place, cette paroi cylindrique 58 est percée d'orifices transversants 59 débouchant dans la gorge extérieure 56 et à l'intérieur de la partie 53. Dans la position d'ouverture représentée en figure 6, le liquide circulant dans le conduit 51 sort de ce conduit comme indiqué par les flèches 60. Quand le piston 55 est approché du siège 52, jusqu'à ce que la face inférieure de la partie 53 de la membrane soit en contact avec le siège 52, le liquide ne peut plus sortir du conduit 51 que par les orifices traversants 59. ssi l'on exerce ensuite sur le piston 55 une pression orientée vers le conduit 51, la lèvre annulaire 57 en appui sur le siège se rapproche de la face opposée de la gorge 56 et vient fermer le débouché de cette dernière. Selon une variante, on peut inverser la structure des figures 6 et 7, c' est-à-dire que la gorge annulaire peut astre formée sur la périphérie interne de la partie 53 de la membrane, la lèvre annulaire déformable étant orientée vers l'intérieur et les orifices traversants 59 étant formés alors dans la paroi cylindrique tubulaire du fond de la gorge annulaire (ce fond correspondant à la périphérie externe de la partie 53). L'invention permet donc d'obtenir de façon simple une ouverture et une fermeture progressives d'un robinet à membrane, sans qu'il soit nécessaire d'exercer sur la membrane une force très importante pour obtenir cette progressivité. R ECATIONS 1. robinet à membrane, du type comprenant un conduit ou passage de fluide comportant un siège d'appui d'une membrane en matériau élastiquement déformable propre à être appuyée sur ledit siège pour obturer ledit conduit dans la condition de fermeture du robinet et à en être écartée dans la condition d'ouverture du robinet, des moyens étant prévus pour assurer une progressivité de l'ouverture et de la fermeture du robinet lorsque la membrane est au voisinage immédiat ou au contact dudit siège, caractérisé en ce que la membrane (13, 44, 54) est conformée de manière à présenter une déformation sans compression pour assurer la progressivité de l'ouverture et de la fermeture du robinet. 2. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite déformation est une déformation en flexion. 3. Robinet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des passages de fluide (37, 47, 56) à section réduite, propres à outre fermés par la membrane (13, 44, 54) lorsque celle-ci subit ladite déformation. 4. Robinet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit siège (12) comporte des nervures (36) sensiblement radiales délimitant entre elles des canaux (37) de passage de fluide s'étendant sur une partie seulement de la surface (35) dudit siège (12) dont la partie dépourvue de rainures forme une zone annulaire communiquant avec lesdits canaux (37) et propre à titre amenée, en raison de la déformation de la membrane (13), en contact étanche avec une partie annulaire (31) de cette membrane (13) et à assurer la fermeture du robinet. 5. Robinet selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie (43) de la membrane (44) propre à coopérer avec le siège (42) présente des ondulations radiales (47, 48). 6. Robinet selon lune des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie (53) de la membrane (54) propre à coopérer avec le siège (52) est de forme sensiblement cylindrique tubulaire comprenant une gorge (56) délimitant une lèvre annulaire (57) propre à etre appliquée sur le siège (52) et reliée au reste de la membrane par une paroi cylindrique (58) pourvue d'orifices traversants (59) débouchant dans ladite gorge (56). 7. Robinet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est du type à commande thermostatique.