Brevet FR2542842A1 — publié le 19840921

DISPOSITIF DE FERMETURE AUTOMATIQUE DE SOUPAPE DANS UN ROBINET MELANGEUR D'EAU CAPABLE D'INTERROMPRE QUANTITATIVEMENT LA DECHARGE D'EAU La présente invention concerne un robinet mélangeur d'eau utili- sable dans des machines sanitaires et capable d'interrompre la décharge d'eau chaude et d'eau froide automatiquement lorsqu'une quantité préré- glée d'eau mélangée a fini d'être déchargée, c'est-à-dire capable d'in- terrompre quantitativement la décharge d'eau. Il existe un robinet mélangeur d'eau classique capable d'inter- rompre la décharge de l'eau mélangée automatiquement quand des quantités préréglées d'eau chaude et d'eau froide ont été déchargées, ce robinet mélangeur d'eau étant représenté sur la figure 1 (figure 6 de la pré- sente demande de brevet) du brevet japonais N O 14666/1981. On va décrire ce robinet mélangeur connu en référence à la figu- re 6 des dessins ci-joints Un corps 41 de ce robinet est pourvu d'un passage d'eau chaude 42, d'un passage d'eau froide 43, d'un-passage d'eau mélangée 44 et d'un passage de décharge 45 qui sont disposés dans l'ordre mentionné Une soupape 49 est placée en regard d'un orifice 46 débouchant dans le passage d'eau mélangée 44 de manière à fermer et à ouvrir l'orifice de soupape 46 quand la soupape 49 est au contact et écartée par une came 48 prévue dans une partie intermédiaire d'un pas- sage 47 Une vanne de commande 51 comportant un passage d'eau chaude 42 ' et un siège 50 est prévue de manière à traverser le passage d'eau chaude 42 et le passage d'eau froide 43 Des soupapes d'arrêt 52, 52 sont placés dans des parties intermédiaires de passages s'étendant entre le corps 41 du robinet mélangeur et un tuyau d'eau froide ainsi qu'un réservoir de stockage d'eau chaude. Dans ce robinet mélangeur, le passage d'eau chaude, le passage d'eau froide et le passage d'eau mélangée communiquent librement l'un avec l'autre En conséquence, lorsqu'une quantité préréglée d'eau mélangée a fini d'être déchargée et lorsqu'il faut fermer l'orifice de soupape, les écoulements d'eau chaude et d'eau froide sont interrompus dans le passage d'eau mélangée du fait que l'eau chaude et l'eau froide sont en communication l'une avec l'autre du côté de la pression pri- maire Il en résulte que l'eau chaude ou l'eau froide, suivant celle dont la pression est supérieure à l'autre, s'écoule en direction de l'autre en provoquant un reflux de cette dernière vers l'arrière Lors- que l'eau froide s'écoule en direction de l'eau chaude en provoquant un reflux de cette dernière vers l'arrière, une soupape de sûreté prévue dans le réservoir de stockage d'eau chaude est sollicitée en condition d'ouverture de sorte que la totalité de l'eau chaude est refoulée de celui-ci Quand l'eau chaude s'écoule en direction de l'eau froide en provoquant un reflux de cette dernière vers l'arrière, non seulement l'intérieur du tuyau d'eau froide perd son état sanitaire mais également un compteur d'eau froide est endommagé par l'eau chaude Les soupapes d'arrêt prévues dans les parties intermédiaires du passage d'eau chaude et du passage d'eau froide sont pourvues de ressort dont la force élas- tique est usuellement si petite qu'elle n'empêche pas l'écoulement d'eau froide En conséquence, lorsqu'une matière étrangère est maintenue entre une soupape d'arrêt et son siège, la décharge d'eau ne peut pas être interrompue complètement par la seule force élastique d'un ressort. Un objet de la présente invention est de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus et d'assurer la fermeture d'un orifice de soupape placé du côté eau chaude et d'un orifice de soupape placé du côté eau froide automatiquement, séparément et en même temps que la terminaison de la fourniture d'une quantité préréglée d'eau mélangée. La présente invention concerne par conséquent un robinet mélan- geur comportant un passage d'eau chaude et un passage d'eau froide qui sont agencés pour être ouverts et fermés au moyen, respectivement d'une soupape d'eau chaude et d'une soupape d'eau froide, un passage d'eau mélangé formé entre le passage d'eau chaude et le passage d'eau froide, un mécanisme réducteur connu et deux cames reliées fonctionnellement au mécanisme réducteur, à la fois le mécanisme réducteur et les cames étant isolés du passage d'eau mélangée, des tiges de la soupape d'eau chuade et de la soupape d'eau froide sont placées en regard de surfaces de travail des cames dans la même condition de sollicitation, les arbres sur lesquels les cames sont montées, une tige de manoeuvre servant au réglage de débit et reliée aux arbres à cames de manière que l'énergie puisse être ainsi transmise dans une direction, et un accouplement prévu à une ex- trémité de la tige de manoeuvre et relié au mécanisme réducteur portant une roue à palettes, de manière que la rotation de la tige de manoeuvre puisse être transmise au mécanisme réducteur, ce qui permet à la déchar- ge d'eau chaude et à la décharge d'eau froide d'être interrompues automa- tiquement et séparément en même temps que la terminaison de la fournitu- re d'une quantité préréglée d'eau mélangée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue partiellement arrachée en coupe longitu- dinale d'un robinet mélangeur d'eau conforme à la- présente invention; la figure 2 est une vue en élévation de face et en coupe faite sur la ligne A-A de la figure 1; la figure 3 A est une vue en élévation de face à échelle agrandie et en coupe faite suivant la ligrie B-B de la figure 1; la figure 3 B est une vue en élévation de face à échelle agrandie faite en coupe suivant la ligne C-C de la figure 1. la figure 4 est une vue en élévation de face en coupe partielle d'un autre exemple d'une came; la figure 5 A est une vue en élévation et en coupe partielle du robinet mélangeur pourvu d',un autre exemple de corps de soupape; la figure 5 B est une vue en élévation latérale et'en coupe par- tielle à échelle agrandie faite suivant la ligne D-D de la figure 5 A; et la figure 6 représente en coupe un robinet mélangeur d'eau de l'art antérieur. Le mode de réalisation de la présente invention est agencé de la manière suivante Conmie le montre les figures 1-3 A et 3 B, un corps de robinet mélangeur 1 est pourvu dans ses deux parties extrêmes d'un pas- sage d'eau chaude 4 et d'un passage d'eau froide 5 qui sont reliés res- pectivement à une partie eau chaude 2 et à une partie eau froide 3 du robinet, dont les soupapes sont ouvertes après qu'une certaine tempéra- ture de l'eau mélangée a été réglée, et qui sont en communication avec respectivement une source d'alimentation en eau chaude et une source 4. d'alimentation en eau froide Sur une ligne droite coupant le passage d'eau chaude 4 et le passage d'eau froide 5, il est prévu des trous filetés 7, 7 dans lesquels sont logés des tampons 6, 6 et un orifice de soupape d'eau chaude 10 ainsi qu'un orifice de soupape d'eau froide 11, qui sont respectivement placées en regard d'une soupape d'eau chaude 8 et d'une soupape d'eau froide 9, sont ménagés d'une manière telle que les trous 7, 7 et les orifices de soupape 10, 11, communiquent coaxiale- ment l'un avec l'autre et avec un passage d'eau mélangée 12 Ce passage d'eau mélangée 12 est en communication avec un passage de décharge 14 par l'intermédiaire d'un orifice de communication 13 Le passage de décharge 14 est en outre en communication avec un tuyau de décharge 26. L'eau mélangée s'écoulant dans le passage de décharge 14 provoque la rotation d'une roue à palettes 15 La force de rotation de la roue à palettes 15 est transmise à un mécanisme réducteur 17 connu se composant d'untrain d'engrenages réducteurs monté sur un arbre 16,-qui est dis- posé coaxialement à la roue à palettes 15 et d'un train d'engrenages réducteurs monté sur un autre arbre 16 ' La force de rotation réduite à un niveau prédéterminé est ensuite transmise à des engrenages 19, 19 ' placés sur une tige de manoeuvre 18 qui va être décrite dans la suite. La force de rotation résultante est en'outre transmise, par l'intermé- diaire d'engrenages 21, 21 qui sont-en prises avec l'engrenage 19 ', à des arbres 20, 20 sur les parties extrêmes desquels sont montées des cames 22, 22 de façon à être positionnées dans le passage de déchar- ge 14 En conséquence, les positions de contact de surfaces incurvées de travail 23 par rapport aux tiges 24, placées en regard des surfaces de travail 23, de la soupape d'eau chaude 8 et de la soupape d'eau froi- de 9, varient de manière que, lorsqu'une certaine quantité d'eau mélan- gée déchargée a atteint un niveau réglé à l'avance au moyen de la tige de manoeuvre 18, l'orifice de soupape d'eau chaude 10 et l'orifice de soupape d'eau froide 11 soient fermés indépendamment Une poignée 25 est fixée sur la tige de manoeuvre 18 de manière que le nombre de tours dont doit tourner la poignée 25 puisse être réglé en correspondance avec une quantité d'eau mélangée à décharger et dans une position qui est définie au moyen d'une échelle et d'un index de conception connue (qui sont tout deux omis du dessin), ces éléments étant prévus sur une surface circon- férentielle de la poignée 25 et sur la partie correspondante d'une sur- face circonférentielle du corps de robinet 1. Les soupapes prévues dans la partie eau chaude 2 et la partie eau froide 3 du robinet, qui sont ouvertes et fermées par actionnement des poignées 25 a, 25 b, doivent être maintenues ouvertes après que la tempé- rature de l'eau chaude a été réglée L'eau mélangée s'écoulant dans le passage de décharge 14 pendant la rotation de la roue à palettes 15 placée dans celui-ci est débitée vers l'extérieur par l'intermédiaire d'un tuyau de décharge 26 La figure 4 représente un autre exemple d'une came 22 Une came unique 22 ' est pourvue, sur les parties opposées d'une surface circonférentielle, de surfaces incurvées de travail 23, 23 ayant la même courbure et placées en regard de parties extrêmes de travail 27, 27 de tiges de soupapes 24 Les figures 5 A et 5 B représentent un autre exemple de la soupape d'eau chaude 8 et de la soupape d'eau froide 9 Un corps de soupape 28 est pourvu dans cet exemple d'un guide 31 qui est introduit dans l'orifice de soupape d'eau chaude 10 et dans l'orifice de soupape d'eau froide 11 de manière à venir se placer à tous moments dans un trou fileté 30 ménagé dans la partie centrale d'un joint d'étanchéi- té 29, de manière que le corps de soupape 28 puisse être utilisé à la fois du côté eau chaude et du côté eau froide Le guide 31 comporte plusieurs évidements incurvés 13 ' répartis entre plusieurs nervures 32 formées sur une surface circonférentielle du guide, lesdits évide- ments 13 ' permettant l'écoulement d'un fluide entre leurs surfaces et des surfaces intérieures de l'orifice de soupape d'eau chaude 10 et de l'orifice de soupape d'eau froide 11 On va maintenant décrire un exem- ple o une quantité imposée d'eau mélangée est fournie par exemple à une machine à laver et à un réservoir d'eau chaude (ces deux éléments étant omis sur le dessin) En premier lieu, lorsque la poignée 25 représentée sur la figure 2 est actionnée dans une direction prédéterminée pour régler une quantité déchargée imposée sur l'échelle graduée, la rotation de la tige de poignée 18 est transmise aux cames 22, 22 disposées coaxia- lement à celle-ci, les engrenages 21, 21 étant en prise avec l'engre- nage 19 ' sur les deux côtés de celui-ci, afin de faire tourner les cames - 22, 22 dans la même direction et de la même manière Pendant ce temps, les parties de contact des surfaces incurvées de travail 23, 23 des cames 22, 22, qui sont placées en regard des parties extrêmes de tra- vail 27, 27 des tiges de soupape 24, 24, atteignent des positions prédé- terminées de réglage de quantité déchargée La manoeuvre de la poignée - est alors arrêtée et l'orifice de soupape d'eau chaude 10 et l'ori- fice de soupape d'eau froide 11, qui sont placés respectivement en regard de la soupape d'eau chaude 8 et de la soupape d'eau chaude 9, sont ouverts en même temps. Pendant l'opération décrite ci-dessus, l'engrenage 19 placé sur la tige de poignée 18 est tourné de la même façon qu'un embrayage à friction de type connu, comme indiqué sur la figure-3 B, de façon que la forcé de rotation de la tige 18 ne puisse pas être transmise au méca- nisme réducteur 17 En conséquence, la poignée 25 peut être actionnée facilement. Lorsque les poignées 25 a, 25 b sont tournées dans la direction d'ouverture de soupape après qu'une quantité définie d'eau mélangée déchargée a été réglée par l'opération décrite ci-dessus, de l'eau chau- de s'écoule à partir du passage d'eau chaude 4 vers le passage d'eau mélangée 12 en passant par l'orifice de soupape d'eau chaude 10 tandis que de l'eau froide s'écoule en provenance du passage d'eau froide 5 vers le passage d'eau mélangée 12 par l'intermédiaire de l'orifice de soupape d'eau froide 11 L'eau chaude et l'eau froide sont mélangées ensemble de façon appropriée pendant qu'elles s'écoulent depuis le pas- sage d'eau mélangée 12 jusqu'à l'orifice de communication 13 L'écoule- ment d'eau mélangée résultante passe par le passage de décharge 14 com- muniquant avec l'orifice 13, afin de faire tourner la roue à palettes 15 pendant que l'eau mélangée s'écoule dans le passage de décharge 14 (en référence aux figures 1 et 2) La force de rotation s'exerçant sur la roue à palettes 15 tournant rapidement est réduite à un niveau prédéter- minée pendant qu'elle est transmise au train d'engrenages monté sur l'arbre 16 ' par l'intermédiaire de l'arbre 16 et du train d'engrenages placé sur celui-ci La force de rotation ainsi réduite est transmise aux arbres à cames 20, 20 à une vitesse lente de la manière opposée à celle mentionnée ci-dessus, par l'intermédiaire des engrenages 19, 19 et des engrenages 21, 21 qui sont en prise avec les engrenages 19, 19 En con- séquence, les cames 22, 22 sont entraînées en rotation également dans la direction opposée pour faire varier graduellement les positions de con- tact des surfaces incurvées de travail 23, 23 avec les parties extrêmes de travail 27, 27, placées en regard des surfaces de travail 23, 23, des tiges de soupapes 24, 24 Lorsque les positions d'interruption de dé- charge d'eau des surfaces incurvées de travail 23, 23 des cames 22, 22 sont alignées avec les parties extrêmes de travail 27, 27 comme indiqué sur la figure 2, l'orifice de soupape d'eau chaude 10 et l'orifice de soupape d'eau froide Il sont fermés et il en résulte que la soupape 7. d'eau chaude 8 et la soupape d'eau froide 9 sont également fermées si- multanément et séparément En conséquence, la décharge d'eau mélangée est interrompue après qu'une quantité préréglée de cette eau a fini d'être débitée En même temps, que les arbres à cames 20, 20 sont en- traînés en rotation, l'engrenage 19 est tourné vers l'avant de manière à faire tourner la tige de manoeuvre 18 dans la même direction, de sorte que la tige de manoeuvre 18 et la poignée 25 reviennent dans les posi- tions de départ o elles avaient été placées avant le réglage de la quantité déchargée, en vue d'une utilisation dans une opération ulté- rieure Le fonctionnement de cet autre mode de réalisation de l'inven- tion est également conforme à ce qui a été décrit ci-dessus; La présente invention, ayant la structure décrite ci-dessus, procure les avantages suivants: 1. la soupape d'eau chaude et la soupape d'eau froide sont placées en regard l'une de l'autre du côté de pression primaire de l'ori- fice de soupape d'eau chaude et de l'orifice de soupape d'eau froide, et les tiges desdites soupapes sont disposées séparément de façon à être placées en regard des surfaces incurvées de tra- vail des cames accouplées au mécanisme réducteur En conséquence, la quantité d'eau mélangée à débiter, qui se compose de la même quantité d'eau chaude et d'eau froide, peut être réglée aisément à un niveau imposé par un simple actionnement de la poignée de régulation de température En outre, lorsqu'une température de l'eau mélangée est réglée à un niveau désiré à l'avance, le robi- net mélangeur peut être utilisé dans cette condition lorsqu'il est nécessaire de l'employer de façon répétée dans les mêmes circonstances Cela permet dé supprimer des opérations de régula- tion de température. 2. la décharge d'eau chaude et d'eau froide est interrompue séparé- ment en une fois et en même temps que la terminaison de la four- niture quantitative d'eau mélangée, par alignement des positions de contact des surfaces incurvées de travail des cames par rap- port aux parties extrêmes de travail des tiges de soupapes avec les positions dans lesquelles l'orifice de soupape d'eau chaude et l'orifice de soupape d'eau froide sont fermés en même temps que respectivement la soupape d'eau chaude et la soupape d'eau froide En conséquence, un fluide, dont l a pression est supé- rieure à celle de l'autre fluide, ne s'écoule pas en direction du second fluide, de sorte que ce second fluide ne reflue pas vers l'arrière Il en résulte que l'intérieur du tuyau d'eau froide conserve des conditions sanitaires et que l'eau chaude se trou- vant dans le réservoir d'eau chaude n'est pas refoulée à l'exté- rieur. 3. à la différence d'un robinet mélangeur d'eau classique dans lequel un passage d'eau chaude et un passage d'eau froide commu- niquent librement avec un passage d'eau mélangée et dans lequel un fluide, dont la pression est supérieure à celle de l'autre fluide, s'écoule en direction du second fluide pour provoquer un reflux de celui-ci vers l'arrière, le robinet mélangeur d'eau conforme à la présente invention est capable de fermer l'orifice de soupape d'eau chaude et l'orifice de soupape d'eau froide séparément en une fois et en même temps que l'interruption quan- titative que la décharge d'eau mélangée Il en résulte que la présente invention peut empêcher en toute sécurité un reflux d'eau chaude et d'eau froide vers l'arrière jusque dans le tuyau d'eau froide ou jusque dans-le réservoir d'eau chaude. REVENDICATION Dispositif de fermeture automatique de soupapes dans un robinet mélangeur d'eau capable d'interrompre quantitativement la décharge d'eau, caractérisé en ce qu'il comprend un passage d'eau chaude ( 4) et un passa- ge d'eau froilde ( 5) qui sont agencés pour être ouverts et fermés au moyen respectivement d'une soupape d'eau chaude ( 8) et d'une soupape d'eau froide ( 9), et communiquant l'un avec l'autre par l'intermédiaire d'un passage d'eau mélangée ( 12), un mécanisme réducteur ( 17) isolé dudit passage d'eau mélangée ( 12) et pourvu de cames ( 22, 22 ') reliées à ladite soupape d'eau chaude ( 8) et à ladite soupape d'eau froide ( 9) par l'intermédiaire de tiges de soupapes ( 24), une tige de manoeuvre ( 18) pour régler le débit, et des arbres ( 20) sur lesquels lesdites cames ( 22, 22 ') sont montées, ladite tige de poignée ( 18), lesdits arbres à cames ( 20) et ledit mécanisme réducteur ( 17) étant reliés d'une manière telle que l'énergie puisse leur être transmise dans une direction, afin que la décharge d'eau chaude et la décharge d'eau froide puissent être interrompues séparément et automatiquement, concurremment avec la termi- naison de fourniture quantitative d'eau mélangée.