Brevet FR2560662A1 — publié le 19850906

"Valve d'expansion thermostatique munie d'un dispositif d'amortissement des vibrations". L'invention concerne le domaine des valves d'expansion thermostatiques et plus particulièrement une valve d'expansion thermostatique comportant un dispositif d'amortis- sement de vibrations pour empêcher les composants internes de la valve d'entrer en résonarce en fonctionnement. Les valves d'expansion thermostatiques sont uti- lisées dans les installations de réfrigération et de condition- nement d'air pour commander la circulation du réfrigérant vers l'évaporateur lorsque les conditions de charge de chaleur va- rient. Une construction typique de ce type de valve est illustrée dans le brevet aux Etats-Unis d'Amérique n0 3 537 645 et une telle construction utilise généralement un ensemble à bille et à plateau, tige-poussoir et tige-cavalier suspendus entre un diaphragme et un ressort. Le système masse/ressort est par nature sous-amorti et ainsi soumis à des risques de résonance créée par des impulsions de pression provenant du compres- seur. La résonance ainsi créée pourrait provoquer l'ouver- ture et la fermeture de la valve, amplifiant l'impulsion de pression en amont de la valve d'expansion thermostatique. Dans certaines conditions, la tuyauterie de l'installation pourrait être amenée en résonance, produisant un bruit audible indésira- ble. Une tentative antérieure pour maîtriser le bruit de l'installation a été d'y installer des silencieux. Ceux-ci étaient généralement placésdans la tuyauterie d'aspiration ou de décharge du compresseur. Ceci, cependant, ne résolvait pas toujours les problèmes de bruit et, également, accroissait considérablement le coût de l'installation. Une autre méthode antérieure pour résoudre le problème fût de remplacer la configuration de la tuyauterie haute pression entre le réservoir et la valve. Ceci provoquait un glissement de la fréquence de résonance de la tuyauterie, rendant plus difficile pour l'oscillation de la valve de provoquer la résonance de la tuyauterie. Ceci ne -2. fut qu'une tentative et un errement qui ne se montra toujours pas efficace. Aussi, l'invention a pour objectif de créer un dispositif efficace et peu onéreux pour amortir les vibrations dans une valve d'expansion thermostatique. L'objectif précédent et d'autres encore sont at- teintspar l'invention en créant une valve d'expansion thermos- statique du type comportant un corps de valve et un mécanisme de commande fixé à coulissement dans ce corps, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'amortissement de vibra- tions dudit mécanisme de commande comportant des moyens d'ap- plication d'une force constante en direction normale à la direction du mouvement de coulissement dudit mécanisme de commande, interposés entre le corps de valve et ledit méca- nisme de commande. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens d'application d'une force comportent un organe de forme annu- laire fixé solidement à l'un des deux dispositifs constitués par le corps de valve et le mécanisme de commande, cet organe ayant une multiplicité de doigts s'étendant en direction dudit mouement de coulissement et tendus pour exercer une force d'application de contact contre l'autre desdits deux disposi- tifs. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'application d'une force sont constitués sous la forme d'un organe en une seule pièce de métal à ressort com- portant des doigts adaptés à créer une force de tension. Ces caractéristiques et avantages de l'invention ainsi que d'autres ressortiront plus clairement de la des- cription qui va suivre concernant des formesde réalisation préférentiellesde l'invention donnéesà titre d'exemples non limitatifset représentssur les dessins, o les éléments correspondantsdes différentes figures portent le même numéro de référenceet dans lesquels: - La Fig. 1 est une section longitudinale d'une valve d'expansion thermostatique associée à un système de réfrigération représenté schématiquement, comportant un dis- positif d'amortissement de vibrations, selon l'invention, - La Fig.2 est une vue de dessus du dispositif d'amortissement de vibrations installé sur la valve de la figure 1, - La Fig. 3 est une section le long de la ligne 3-3 de la figure 2, - la Fig. 4 est un détail agrandi d'une partie de la valve de la figure 1 montrant. 1' installation d'une se- conde forme de réalisation d'un dispositif d'amortissement de vibrationsselon l'invention, - la Fig. 5 est une vue de dessus du dispositif d'amortissement de vibration de la figure 4, - la Fig. 6 est une section le long de la ligne 6-6 de la figure 5, - la Fig. 7 est un détail agrandi d'une partie de la valve de la figure 1 montrant l'installation d'une troisième forme de réalisation d'un dispositif d'amortisse- ment de vibrationsselon l'invention, - la Fig. 8 est une vue de dessus du dispositif d'amortissement de vibrationsde la figure 7, et - la Fig. 9 est une section le long de la ligne 9-9 de la figure 8. En référence aux dessins, la valve d'expansion thermostatique montrée sur la figure 1, comporte un corps de valve 10, dont la partie inférieure est munie d'un passage d'entrée 12 et d'un passage de sortie 14 séparéspar une cloi- son dans laquelle est prévu un orifice 16 pour amener le ré- frigérant sous la cloison. Une soupape du type à bille 18 coopère avec un siège 20 pour commander la circulation de fluide du passage d'entrée 12 au passage de sortie 14. La bille 18 est centrée sur une coupelle 22 qui est poussée en direction de la position de ferneture oe la valve par un ressort 24 can- primé entre la coupelle 22 et un bouchon de réglage 26 fileté dans l'extrémité du corps de valve 10 qui est ajustable en p642 vue de permettre la modification de la force du ressort. Un anneau torique 28 étanchéifie la liaison entre le bouchon de réglage 26 et le corps de valve 10. La valve 18 est actionnée par une tige-poussoir 30 qui, à son tour, est actionnée par une tige-cavalier de diaphragme 32 fixée au plateau de diaphragme 34 et ayant une extrémité saillante en saillie à travers le plateau 34 et le diaphragme 36 de manière à communiquer avec la chambre de tête 38. La tige 30 est montée en ajustement glissant re- lativement serré dans l'alésage 40 pour minimiser les fuites le long de cette partie puisqu'une telle fuite constituerait une dérivation. L'anneau torique 43 procure une étanchéifica- tion contre les fuites entre la tige 32 et l'intérieur de la douille 62. Dans la partie supérieure du corps de valve 10, est prévu un conduit de retour aoportant un passage d'entrée 42 relié à la sortie de l'évaporateur E et un passage de sortie 44 relié à l'entrée d'un compresseur C. Il sera com- pris que, comme d'habitude, la sortie du compresseur C est branchée au condenseur K etde là au réservoir R qui est relié au passage d'entrée 12 du corps de valve 10. La pres- sion dans le conduit de retour peut être transmise à la cham- bre 46 sous le diaphragme 36 par l'orifice 48 de la paroi supérieure du corps de valve 10. Le diaphragme 36 est monté entre la tête en forme de dôme 54 et la coupelle support 50 vissée dans l'extrémité supérieure du corps de valve 10 et étanchéifiée par rapport à celle-ci au moyen d'un anneau torique 52. La chambre de tête 38 est chargée par une charge sensible à la température amenée à travers le tube capillaire 56 qui est alors scellé. Dans certainesconditions,des impulsions de pres- sion provoquées par le compresseur C mettent le mécanime de commande de la valve comprenant la bille de valve 18, la tige-poussoir 30 et la tigecavalier 32,en oscillation. Selon l'invention, un amortisseur de vibrations élastique est fixé rigidement à la tige-cavalier 32. Comme montré sur les figu- res 2 et 3, l'amortisseur de vibrations66 est un organe de forme annulaire ayant une multiplicité de doigts 68 qui s'é- tendent dans la direction du mouvement de coulissement du mécanisme de commande par rapport au corps de valve. L'amor- tisseur de vibrations66 est constitué sous la forme d'un or- gane en une seule pièce en métal à ressort de telle sorte que lesdoigts 68, après avoir été plies comme montré par le repère 70, si ils sont davantage comprimés ensemble exercent une force dirigée vers l'extérieur. L'amortisseur de vibrations 66 comporte également une multiplicité de pattes d'accrochage 72 qui servent à fixer solidement le dispositif d'amortisse- ment 66 sur la tige-cavalier 32. Comme montré sur la figure 1, les doigts 68 sont en contact avec la coupelle support 50 et sont auto-tendus contre pour appliquer une force constante entre la tige-cavalier et la coupelle-support 50 dans une di- rection normale àla direction du mouvement de la tige-cavalier 32. Ainsi, un frottement glissant est créé pour amortir les vibrations de manière à empêcher les composants mobiles d'en- trer en résonance, ce qui, autrement aurait tendance à amener la tuyauterie du système en résonance à son tour. La disposition décrite ci-dessus est également avantageuse par le fait que, en plus de la création d'un amortissement en direction axiale, elle ne donne naissance à aucune force élas- tique qui provoquerait une force variable à l'encontre du dé- placement, ce qui contrarierait le fonctionnement normal de la valve de commande en fonction de forces de ressort éta- lonnées.La disposition décrite ci-dessus produit une force de frottement d'amplitude constante en direction axiale. On comprendra qu'un dispositif tel que celui re- présenté sur les figures 1 à 3 peut être prévu en différents emplacements à l'intérieur d'une valve pour atteindre les mê- mes résultats. Ainsi, les figures 4 à 6 montrent une seconde forme de réalisation de l'invention dans laquelle un dispositif d'amortissement de vibrations74 est fixé à l'intérieur du 6. bouchon de réglage 26 pour appliquer une force à la coupelle 22. De la même manière, une troisième forme de réalisation est représentée sur les figures 7 à 9 dans lesquelles la tige-cavalier 32 est modifiée de manière à s'étendre à l'ex- térieur de la douille 62, l'alèsage 41 est élargi, et un dispositif d'amortissement de vibrations76 est fixé à la tige-cavalier 32 et produit une force à l'encontre de la paroi de l'alésage 41. Ainsi, il a été décrit diversesformes de réa- lisation d'un dispositif d'amortissement de vibrationspour une valve d'expansion thermostatique, et il sera compris que ces formes de réalisation illustrent purement et simplement l'invention, mais que d'autres formes de réalisation peuvent être envisagées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de celle-ci. 7. 2560662 REVENDICATIONS 1 ) Valve d'expansion thermostatique du type comportant un corps de valve (10) et un mécanisme de commande (18,22,24,30,32,34,36) fixé à coulissement dans ce corps, ca- ractériséeen ce qu'elle comporte un dispositif d'amortissement de vibrations dudit mécanisme de commande comportant des moyens d'application (66), (74), (76) d'une force constante en direc- tion normale à la direction du mouvement de coulissement dudit mécanisme de commande, interposés entre le corps de valve (10) et ledit mécanisme de commande (18,22,24,30,32,34,36). 2 ) Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'application d'une force comportent un organe de forme annulaire (66), (74),(76) fixé solidement à l'un des deux dispositifs constitués par le corps de valve (10) et le mécanisme de commande (18,22,24,30,32,34,36), cet organe ayant une multiplicité de doigts (68) s'étendant en direction dudit mouvement de coulissement et tendus pour exercer une force d'ap- plication de contact contre l'autre desdits deux dispositifs. ) Valve selon la direction 2, caractérisée en ce que le corps de valve (10) comporte une chambre (46) fermée par un diaphragme (36) et ledit mécanisme de commande (18,22,24 ,32,34,36) de valve comporte une tigecavalier (32), s'éternant à travers ladite chambre (46) pour la li'nbii audit diaphragme (36) ledit or- gane de forme annulaire (66) étant monté sur ladite tige-cavalier (32) de telle sorte que lesdits doigts (68) soient en contact de la paroi de ladite chmbere (4( 4 ) Valve selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un organe de soupape (18) et un siège de soupape (20), et ledit mécanisme de commande de valve com- porte une coupelle (22) et un ressort (24) poussant ledit organe de soupape (20) sur ledit siège de soupape (18), ladite coupelle (22) et ledit ressort (24) étant supportés dans une chambre cons- tituée dans ledit corps de valve (10), ledit organe de forme annulaire (74) étant supporté à l'intérieur de ladite chambre de telle sorte que lesdits doigts soient en contact avec ladite coupelle (22). S60662 8. ) Valve selon la revendication 2, caractérisée en ce que le mécanisme de commande comporte une tige-cavalier (32) s'étendant dans un alesage formé dans le corps de valve (10) et ledit organe de forme annulaire (76) est monté sur la- dite tige-cavalier (32) de telle sorte que lesdits doigts soient en contact de la paroi dudit alésage. 6 ) Valve selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens d'application (66),(74),(76) d'une force sont constitués sous la forme d'un organe en une seule pièce de métal à ressort comportant des doigts (68) adaptés à créer une force de tension.