Brevet FR2525725A1 — publié le 19831028

La présente invention a pour objet un perfetionriemes;t aux vannes a trois voies destinées notamment aux appareils a gaz du genre chaudières mixtes à production d'eau chaude sanitaire par réchauffage d'un réservoir d'accumulation. Il est connu, dans de telles installations, d'utiliser une vanne motorisée a trois voies permettant d'aiguiller l'eau chaude sortant du corps de chauffe de la chaudière, soit sur le circuit de radiateur, soit sur le réchauffeur ou echangeur interieur du réservoir d'eau chaude sanitaire en fonction des besoins du chauffage et de la production d'eau chaude sanitaire avec priorité pour cette dernière. Ces vannes se présentent généralement sous la forme d'un ensemble mobile comportant deux clapets aiguilleurscommandés au moyen d'une membrane différentielle classique qui est elle-meme actionnée par la différentielle de pression créée par une pompe de circulation de façon a orienter l'eau chaude vers l'un ou l'autre circuit. Le changement brusque de vitesse et d'orientation dans l'écoulement de l'eau de chauffage s'accompagne souvent de chocs bruyants provoqués par l'apparition du phénomène connu en hydraulique sous le nom de coup de bélier. En effet, au moment de la fermeture brusque du clapet, la surpression de l'eau sur ce clapet provoque des vibrations et des chocs qui risquent de détériorer le mécanisme. Pour eviter ce phénomène, on connait des organes obturateurs constitués par une combinaison de deux clapets sollicités en permanence l'un contre l'autre par un ressort de compression, de telle maniere qu'en cas de surpression brusque, due au coup de bélier de fermeture, llun des clapets décolle momentanément de l'autre et ouvre a travers ce dernier un passage d'eau suffisant pour ecouler, en l'amortissant, l'onde de surpression. L'invention se rapporte @@@@ @@ mont@ge dans @@@ va trois voies de tels organes @bturateurs formés de deux clapets aiguilleurs monts en opposition sur une meme tige et qui se déplacent en même temps que la membrane pour diriger l'eau chaude vers l'un des circuits. Suivant l'invention, a chaque clapet aiguilleur est asso@@ un clapet dedécharge, les deux clapets de décharge étant également montés en opposition sur la tige pour amortir l'onde de surpression au moment de la fermeture de l'un desdits clapets aiguilleurs. D'autres caractéristiques particulieres ainsi que les avantages de l'invention, ressortiront maintenant de la description qui va suivre d'une forme de réalisation en référence aux dessins annexés qui représentent : - figure 1 : une vue en coupe d'une vanne trois voies en position repos. - figure 2 : une vue en coupe montrant la position des clapets de la vanne trois voies au mome@ de l'onde de surpression. La vanne trois voies représentée a la figure 1 est constituée d'un bottier 1 et d'un couvercle 2 entre lesquelles est positionnée une membrane différentielle 3 qui réagit à la pression régnant dans une chambre de commande 4 située au-dessus d @ ladite membrane 3.La chambre de commande 4 est elle-même soumise sans restrif- tion à la pression de l'eau qui s'établit soit en ava@ d'une pompe de circulation @@@ représentée, par un petit conduit de prise de pression 5, soit @@ @@@@@ d@ @@@@ pompe par un autre petit co@@@@@ de @@@@@ de @ess@@@ @@ La mise en com@unication @@ @@ham@@ @@@ @ avec l'aval ou @@@mon@ @pe fonction de la posit@@@ @@@ @lette @@@@@ dont l'obturateur d'extrémité 8 ferme l'un o autre des pe@ conduits de prise de pression 5 ou 6.L'autre extrémité de la palette oscillante 7 est solidaire du noyau mobile 9 d'un electroaimant 10 qui commande donc le basculement de ladite palette en fonction des besoins d'eau chaude vers le circuit de radiateurs ou vers le réservoir d'accumutation. Le corps 1 de la vanne trois voies comporte une chambre superieure 11 et une chambre inférieure 12 séparées l'une de l'autre par deux sieges de clapets 13 et 14 entre lesquels débouche une canalisation 15 de départ de l'eau vers le corps de chauffe de la chaudiere. Dans la chambre supérieure 11 entre la membrane différentielle 3 et le siège de clapet 13 débouche une canalisation 16 de retour de l'eau du réservoir d'accumulation et dans la chambre inférieure 12 au-dessous du siège de clapet 14 débouche également une canalisation 17 de retour de l'eau du circuit de radiateurs Le siège de clapet 13 délimite donc une ouverture centrale 18 mettant en communication la canalisation 16 avec la canalisation 15 par la chambre supérieure 11 et le siège de clapet 14 delimite aussi dans le même axe que l'ouverture 18, une ouverture centrale 19 mettant en communication la canalisation 17 avec la canalisation 15 par la chambre inferieure 12. La membrane différentielle 3 supporte un ensemble mobile 20 qui suit les mouvements de ladite membrane et qui- se compose d'une tige verticale 21 traversant les ouvertures (18 - 19) et sur laquelle sont fixés d'une part un premier clapet aiguilleur 22 pouvant venir s'appliquer sur le siege 13 et d'autre part un second clapet aiguilleur 23 pouvant s'appliquer sur le siege 14. Les deux clapets aiguilleurs 22 et 23 symétriques l'un par rapport a l'autre sont percés de petits orifices 24 et comportent chacun des collerettes de guidage 25 qui coulissent dans les ouvertures (18 - 19). Deux petits clapets de décharge 26 et 27 sont montés coulissants sur la tige verticale 21 et en opposition l'un par rapport a l'autre, entre les deux clapets aiguilleurs (22 - 23). Ils sont maintenus en permanence chacun en appui contre la face intérieure d'un clapet aiguilleur par un unique ressort de compression 28 monté entre ces deux clapets de decharge (26 - 27). En temps normal, les deux clapets de decharge (26 - 27) obturent donc les petits orifices 24 des clapets aiguilleurs (22 - 23 ). De plus, l'ensemble mobile 20 solidaire de la membrane différentielle 3 est rappelé vers le haut par un ressort 29 dentelle maniere que dans le cas où la pression régnant dans la chambre de commande 4 est inférieure a la force de rappel dudit ressort 29, le clapet aiguilleur 23 soit appliqué contre le siège 14. La vanne trois voies fonctionne de la maniere suivante Pendant la période de réchauffage de l'eau sanitaire du réservoir d'accumulation, la bobine d'induction de l'électroaimant 10 n'est pas excitée si bien que l'obturateur d'extrémité 8 de la palette oscillante. 7 obture le petit conduit de prise de pression 5. La chambre de commande 4 est donc en communication avec l'amont de la pompe de circulation par le petit conduit 6. La pression dans la chambre de commande 4 étant inferieure a la force de rappel du ressort 29, le clapet aiguilleur 23 ferme l'ouverture 19 tandis que le clapet aiguilleur 22 ouvre l'ouverture 18 mettant ainsi en communication la canalisation 16 de retour du réservoir d'accumulation avec la canalisation 20 de depart vers la chaudière. Inversement, pendant la période de chauffage des radiateurs, la bobine d'induction de l'électroaimant 10 est excitée et l'obturateur d'extrémité 8 ferme le petit conduit 6 mettant la chambre de commande 4 en communication avec l'aval de la pompe de circulation par le petit conduit 5. La pression agissant sur la membrane ditférentielie z etant dans ce cas supérieure a la force de rappel du ressort 29, l'ensemble mobile 20 descend de telle manière que le clapet aiguilleur 22 ferme l'ouverture 18 et le clapet aiguilleur 23 ouvre l'ouverture 19, reliant la canalisation 17 de retour du circuit de chauffage avec la canalisation 20 de depart vers la chaudière. Au moment de la fermeture brusque de l'un des clapets aiguilleurs (22-23) par exemple le clapet aiguilleur 23 sur son siège 14 (figure 2), la vitesse de l'eau dans la canalisation 17 s'annule brusquement, d'ou une augmentation instantanee de la différence de pression de part et d'autre du clapet aiguilleur 23, due au coup de bélier de fermeture. Cette différence de pression s'exerçant par les petits orifices 24 décolle momentanément le clapet de decharge 27 de la face interieure du clapet aiguilleur 23 et l'onde de pression peut s'amortir par écoulement d'une certaine quantité d'eau a travers lesdits orifices 24. L'onde de pression étant passée, le clapet de décharge 27 rappelle par le ressort 28 revient immediatement obturer les orifices 24. Evidemment le fonctionnement est absolument identique au moment de la fermeture du clapet aiguilleur 22, le clapet de decharge 26 se décollant moaentane- ment de la face intérieure dudit clapet. Ce montage d'un clapet de décharge sur les deux clapets aiguilleurs, de la vanne trois voies permet donc, au moment du changement brusque de vitesse et d'orientation de l'eau de chauffage, d'amortir l'onde de surpression et d'eviter les chocs brusques du coup de bélier. La description se rapporte a un mode de realisation préferentielle de l'invention, des variantes pouvant être envi sagées sans sortir du cadre de cette invention. Revendications 1. Perfectionnement aux vannes @ trois voies destinées notamment aux appareils @ gaz du genre chaudi@res mixtes pour l'alimentation soit d'un circuit de radia teurs, soit d'un reser-roir d'accumulation d'eau chaude sanitaire et comportant une membrane différentielle qui commande un ensemble mobile formé de deux clapets aiguilleurs montés en opposition l'un par rapport a l'autre sur une même tige verticale solidaire de la dite membrane differentielle caractérisé en ce qu'a chaque clapet aiguilleur (22 - 23) est associe un petit clapet de décharge (26 - 27), destiné a amortir l'onde de surpression au moment de la fermeture de l'un desdits clapets aiguilleurs et en ce que les clapets aiguilleurs (22- 23) sont munis de petits orifices de communication (24-) coiffes par les clapet de décharge (26-27). 2. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux petits clapets de décharge (26 - 2,} sont montés coulissants sur la même tige verticale (21) et egalement en opposition l'un par @apport à l'autre, entre les deux clapets aiguilleurs (22 - 23). 3. Perfection@ement selon les revendications l et ? caractérisé en ce qu'un unique ressort de compression (28) prenant appui entre @es deux petits clapets de dé- charge (26-27) les mainti@@t appliqués cor@@e les faces intérieures des clape s aiguilleurs 22 23)::