Brevet FR2602024A1 — publié le 19880129

L'invention concerne un mitigeur à usage sanitaire comprenant une surface fixe de commande comportant des ouvertures respectives de passage pour l'eau chaude et l'eau froide, et une surface de commande appliquée contre la précédente et déplaçable suivant deux degrés de liberté et qui en fonction de sa position, pour réaliser la commande de la quantité et du taux de mélange, obture les ouvertures ou les relie à une sortie d'eau. Des mitigeurs à usage sanitaire de ce type comportent par exemple deux disques céramiques, qui sont appliqués l'un contre l'autre au niveau d'une de leurs surfaces. On peut cependant également imaginer que les surfaces de commande sont des éléments de surface sphériques. Dans ces mitigeurs, il est souhaitable de disposer d'ouvertures de commande aussi grandes que possible afin d'obtenir de faibles vitesses d'écoulement à l'état totalement ouvert. En effet, en raison de la faible vitesse d'écoulement, le développement de bruits est réduit. En outre la surface aussi grande que possible des ouvertures de commande sert notamment dans la direction de déplacement du mélange, à autoriser un déplacement aussi ample que possible de l'organe de manipulation. Ainsi l'utilisateur doit pouvoir régler d'une manière aussi précise que possible la température du mélange. Des grandes ouvertures de commande conduisent cependant à ce que le mélange est instable déjà pour de faibles variations de pression entre l'eau chaude et l'eau froide. La forme et les dimensions de l'ouverture de commande sont importantes pour le comportement de commande. On connaît déjà un mitigeur du type indiqué plus haut (brevet allemand 29 37 475), dans lequel une plaque est montée, en aval de la surface de commande, sur un disque de commande céramique mobile. Cette plaque est réalisée sous la forme d'un corps d'introduction de l'écoulement et doit constituer une gêne pour l'écoulement arrivant. C'est cet effet de gêne qui est censé reduire le développement de bruits. De même on connaît une vanne à disque de comman de (brevet allemand N" 30 31 371), dans laquelle le support du disque comporte des nervures constituant des éléments de cloisonnement qui s'étendent radialement en aval du disque de commande mobile. La présence de ces nervures est censée entraîner une réduction du bruit d'écoulement, pour une puissance constante de l'écoulement traversant. En outre on connaît une vanne à disque de commande, dans laquelle le filtre est disposé dans l'écoulement en amont, c'est-à-dire en avant du disque fixe de commande. De même ce filtre est censé contribuer à réduire les bruits. En outre on connaît un insert en forme de disque de commande pour un dispositif de commande d'admission d'eau (demande de brevet allemand publiée sous le N" 27 37 907) et dans lequel les ouvertures ménagées dans les deux disques de commande sont formées par des fentes étroites séparées par des barrettes qui possèdent une largeur au moins égale à celle des fentes. Cet insert en forme de disque de commande est censé permettre une faible course de réglage moyennant un faible dé- veloppement de bruits. L'invention a pour but de réaliser un mitigeur à usage sanitaire comportant deux surfaces de commande dépla çables l'une par rapport à l'autre, de telle sorte que, même dans le cas de grandes ouvertures de commande, le mitigeur peut être aisément adapté à des conditions différentes, à des pressions d'eau différentes, etc. Pour résoudre ce problème, il est prévu confor mément à l'invention qu'au voisinage d'au moins une ouverture de passage se trouve disposé un insert qui influe sur le comportement d'écoulement traversant l'ouverture et réduit la section transversale d'écoulement. De cette manière il est possible, pour une ouverture de commande donnée, par exempledans le cas d'un disque céramique comportant une ouverture fixe, d'adapter la forme et les dimensions de l'ouverture de passage au comportement désiré et/ou aux grandeurs d'entrée données, comme par exemple la pression de l'eau. Selon une variante de réalisation, on peut prévoir que l'insert s'applique au moins'partiellement sur le pourtour de l'ouverture de passage. De ce fait il est possible de choisir par exemple différemment la forme des ouvertures, mais de décaler également par exemple un bord d'extrémité de l'ouverture. De ce fait il est possible d'équiper différentes vannes avec un même type de disque céramique étant donné que les dimensions et la forme des ouvertures peuvent être modifiées ultérieurement dans une large mesure. Conformement à l'invention il est prévu que l'insert délimite une ouverture dont la forme et les dimensions en coupe transversale diffèrent de celles de l'ouverture de passage. Pour obtenir un montage particulièrement simple de l'insert, on peut prévoir que ce dernier est formé par façonnage de préférence d'un seul tenant sur une plaque de base parallèle à la surface de commande. Conformément à l'invention on peut prévoir que l'insert comporte une plaque, qui se termine dans ou en avant de la surface de commandé, dans la direction d'écoulement et s'étend approximativement parallèlement à cette direction. Contrairement à la plaque selon le brevet allemand 29 37 475, la plaque ne doit par conséquent pas servir en tant que corps d'arrivée de l'écoulement pour un liquide, mais être contournée par ce liquide selon un écoulement laminaire. Le liquide, qui arrive contre la surface de commande ou contre les bords de la surface mobile de commande, est subdivisé en différentes couches en forme d'écoulements laminaireS ce qui conduit à une stabilisation du rapport de mélange.En outre la plaque permet de réduire la section transversale de l'écoulement, en depit d'une surface, étendue du point de vue géométrique, de l'ouverture, ce qui peut être souhaitable dans certains buts. L'invention peut faire l'objet d'une application particulièrement avantageuse lorsque les surfaces de commande sont ménagées sur des disques de commande, et que la plaque peut être reliée au disque de commande, les dimensions de la plaque mesurées dans la direction d'écoulement étant de préférence approximativement égales à l'épaisseur du disque fixe de commande. De cette manière les couches liquides en écoulement laminaire sont stabilisées d'une manière particulièrement avantageuse. Selon une variante de réalisation on peut prévoir plusieurs plaques. Ces plaques subdivisent les zones de l'ouverture de sorte qu'il peut se former plusieurs couchesd'écoulement. Selon une variante de réalisation, on peut prévoir que les bords d'extrémité des plaques s'etendent parallèlement à la surface de commande. Ces bords d'extrémité peuvent aussi bien être situes dans la surface de commande que se terminer légèrement en avant de cette dernière. On peut alors pre- voir que tous les bords d'extrémité des plaques sont à la même distance de la surface de commande. Cependant, selon une variante de réalisation, on peut également prévoir que les bords d'extrémité des plaques sont situés à des distances différentes de la surface de commande. Ils peuvent être disposés par exemple en étant étagés. I1 peut alors être avantageux que le bord d'extrémité de la plaque, qui est la plus proche du bord de fermeture, soit situe à la plus faible distance vis-à-vis de la surface de commande, tandis que les plaques suivantes sont échelonnées à la manière de marches. On peut également prévoir que les plaques s'étendent parallèlement à l'écoulement, dans la direction d'écoulement. Cependant on peut également prévoir avantageusement que, lorsqu'on regarde dans la direction d'écoulement, les plaques soient disposées légèrement obliquement par rapport à l'écoulement, auquel cas selon une variante de réalisation, on peut prévoir que les plaques s'étendent également obliquement les unes par rapport aux autres dans la direction de l'écoulement. En ce qui concerne la surface des ouvertures de passage, les plaques peuvent être par exemple avantageusement approximativement parallèles au pourtour de l'ouverture de passage. Ceci est avantageux notamment lorsque les ouvertures de passage possèdent une forme allongée qui peut être aussi bien rectiligne que cintrée. Il est également avantageusement possible que les plaques puissent être perpendiculaires à la ligne de contour des ouvertures de passage, c'est-à-dire s'étendent par exemple radialement dans le cas d'ouvertures courbes et allongées. De même il est possible que les plaques soient planes et/ou parallèles entre elles. Il est particulièrement approprié qu'au moins une plaque soit inclinée par rapport au bord de fermeture du disque fixe de commande. De même il est possible qu'au moins une plaque soit inclinée à partir du bord de fermeture du disque de commande fixe. I1 est également possible que, lorsque l'on regarde dans la direction d'écoulement, les lamelles soient coudées vers l'aval. On peut prévoir avantageusement que les plaques soient très minces de manière qu'elles puissent être réalisées sous la forme de lamelles. Elles peuvent comporter un bord avant et/ou arrière biseauté ou arrondi. Il est particulièrement avantageux que les plaques ou les lamelles soient installées sur une plaque de support qui est disposée au-dessous du disque fixe de commande et supporte ce dernier, et pénètrent dans les ouvertures du disque fixe de commande. Ceci conduit à une fabrication simple, les plaques ou les lamelles n'ayant pas besoin d'être fabriquées avec le matériau du disque de commande. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente d'une manière simplifiée une coupe longitudinale d'un mitigeur conforme à l'inven tion - la figure 2 représente une vue en plan du disque mobile de commande placé sur le disque fixe de commande, dans la position correspondant à la position de mélange totalement ouverte - la figure 3 represente une coupe prise suivant la ligne III-III sur la figure 2 - la figure 4 représente une coupe arrachée, correspondant à la figure 3 d'une forme de réalisation modifiée - la figure 5 représente une vue en plan du disque fixe de commande, dans le cas d'une autre forme de réalisation - la figure 6 représente une vue en plan, correspondant à la figure 5, d'une autre forme de réalisation - la figure 7 représente une vue en plan d'un disque de commande modifié - la figure 8 représente une coupe, correspondant à celle de la figure 3, d'une forme de réalisation comportant un système de commande par un bord extérieur - la figure 9 représente une coupe, correspondant à celle de la figure 8, d'une autre forme de réalisation - la figure 10 représente une vue en plan du disque fixe de commande de la forme de réalisation de la figure 9, lorsque le disque mobile de commande est retiré ; et - la figure 11 représente une vue en plan conforme à la figure 10, dans le cas d'une autre forme de réalisation. Sur la figure 1, on a représenté seulement selon une vue arrachée le boîtier 1 d'un mitigeur. I1 comporte une base 12 qui est équipée de plusieurs admissions 13 pour l'eau, dont l'une seulement est visible sur la figure 1 , ainsi qu'une sortie 14 pour l'eau. Dans le boitier 11 se trouve inséré un insert de commande 15 qui est fixé par vissage, à partir de l'extérieur, au moyen d'un manchon fileté 16. Le manchon fileté 16 s'engage par un filetage extérieur 17, situé sur sa face extérieure, dans un taraudage correspondant 18 du boitier 11. L'insert de commande 15 contient une base formant cartouche 19, qui possède deux passages 20, dont seul l'un d'eux est visible sur la figure 1. Le passage 20 est situé directement au-dessus de l'admission 13 pour l'eau. L'insert de commande 15 contient, à l'intérieur d'une première douille 21, et ce directement au-dessus de la base formant cartouche 19, un disque fixe de commande 22, qui est réalisé en céramique et possède deux ouvertures de passage 23 qui sont disposées directement au-dessus des passages 20 de la base formant cartouche 19. La surface limite supérieure, sur la figure 1, du disque fixe de commande 22 constitue la surface de commande 24 de ce disque de commande. Sur le disque fixe de commande 22 se trouve disposé un disque mobile de commande 25, dont la surface limite inférieure, sur la figure 1, forme sa surface mobile de commande 26. Les deux surfaces de commande 24,26 sont planes. L'embout inférieur 28 d'un organe de manoeuvre 25 s'engage par-dessus un organe de transmission 27 qui est monté de façon à pouvoir pivoter et tourner au moyen d'un palier sphérique 30. Sur la base du déplacement de l'organe de manoeuvre 29, on peut déplacer et faire tourner le disque mobile de commande 25 par rapport au disque fixe de commande 22. Le disque mobile de commande 25 contient une ouverture centrale de passage 31. Si cette ouverture de passage 31 est disposée de telle sorte que les ouvertures de passage 23 du disque fixe de commande 22 sont au moins partiellement ouvertes, l'eau peut refluer à travers les ouvertures 23 du disque fixe de commande 22 et à travers l'ouverture 31 du disque mobile de commande 25 vers le haut et latéralement, vers le côté droit de la figure 1, en descendant et en traversant la sortie 14 pour l'eau. Si au contraire on déplace le disque mobile de commande 25 de manière que les deux ouvertures 23 de passage pour l'eau soient fermées, le mitigeur est fermé. Entre la base formant cartouche 19 et le disque fixe de commande 22 se trouve disposé une garniture dtétanchéi té 32 entourant l'ouverture 23. Une garniture d'étanchéité semblable est disposée autour de l'ouverture 20 sur la face inférieure de la base formant cartouche 19. La base formant ccartouche contient deux plaques en forme de lamelles 33, qui sont fixées à cette base et font saillie vers le haut, c'est-à-dire en aval, au-dessus de la surface 34 de cette base. Les deux plaques 33 pénètrent dans les ouvertures de passage 23 du disque fixe de commande 22 et s'étendent jusqu'à une faible distance de la surface de commande 24. La plaque de droite 33 sur la figure 1 s'étend de manière à être légèrement plus proche de la surface de commande 24, tandis que la seconde plaque 33 se situe à une distance légèrement supérieure par rapport à cette surface de commande 24. Lors de la fermeture de l'ouverture 23, ce qui est obtenu par un déplacement du disque de commande 25 vers la droite, le bord de droite sur la figure 1 de l'ouverture 23 constitue le bord de fermeture 35. La plaque 33, qui est plus proche du bord de fermeture 35, se situe par conséquent à une distance plus faible vis-àvis de la surface de commande 24. La figure 2 représente une vue en plan des disques de commande superposés 25 et 22. L'ouverture centrale d passage 31 du disque de commande 25 est disposée de telle sorte que les deux ouvertures de passage 23 du disque fixe de commande 22 sont partiellement ouvertes. Ceci signifierait que de l'eaupolrmittraverser le mitigeur aussi bien en provenance de la canalisation d'eau chaude que de la canalisation d'eau froide. Sur la figure 2 on peut voir que les deux ouvertures de passage 23 s'étendent approximativement avec une forme cintrée d'arc de cercle sur un angle d'environ 90" et que les plaques 103 s'etendent également avec une forme courbe en arc de cercle sur le même angle, en étant approximativement parallèles entre elles.Les plaques 33 subdivisent les ouvertures de passage 23 en trois fentes en forme d'arcs de cercle. La figure 3 représente, selon une vue à plus grande échelle, une coupe prise approximativement suivant la ligne III-III sur la figure 2. Les deux plaques 33 qui sont fixées à la base formant cartouche 19 s'étendent jusque dans les ouvertures 23 du disque fixe de commande 22. Le bord. d'extrémité 36 de la plaque 33, qui est le plus proche du bord de fermeture 35, se situe à une très faible distance vis-à-vis de la surface de commande 24, tandis que le bord d'extrémité 36 de l'autre plaque 33 s'en trouve situé à une distance supérieure. Les deux plaques sont parallèles à l'écoulement, lorsqu'on regarde dans la direction de ce dernier. Dans le cas de la forme de réalisation de la figure 4, qui représente une coupe semblable à celle de la figure 3, les deux plaques 33 sont, lorsqu'on regarde dans la direction en écoulement, légèrement inclinées par rapport à cette direction et ce sur un angle très faible. Ces deux plaques sont en outre inclinées l'une par rapport à l'autre. I1 serait également possible que les plaques 33 soient inclinées par rapport à la direction de l'écoulement, mais soient parallèles entre elles. La figure 5 représente une vue en plan uniquement du disque fixe de commande 22'. Les ouvertures de passsage 23 possèdent à nouveau la même forme d'arc de cercle que dan la forme de réalisation de la figure 2. Les plaques 33' sont planes et parallèles entre elles dans ce cas et s'étendent approximativement dans la direction longitudinale de la section transversale de l'ouverture 23, sans en épouser la forme coudée. Dans le cas de la forme de réalisation de la figure 6, le disque fixe de commande 37 comporte à nouveau trois ouvertures de passage 23, dont la forme correspond à celle de l'ouverture de passage 23 de la forme de réalisation de la figure 2. Les plaques 38 s'étendent cependant approximativement radialement par rapport au disque fixe circulaire de commande 37, et sont par conséquent approximativement perpendiculaires au contour extérieur des ouvertures de forme cintrée 23. Dans ce cas cinq plaques 38 sont disposées dans chaque ouverture. Dans le cas de la forme de réalisation de la figure 7, les ouvertures de passage 23 des disques fixes de commande 39 sont disposées de la même manière que dans le cas de la forme de réalisation des figures 2,5 ou 6. Cette fois, les plaques 30 des deux ouvertures 23 sont planes et parallèles entre elles et parallèles à un diamètre du disque fixe circulaire de commande 39. Ici également, grâce à la disposition des plaques 40, l'écoulement traversant les ouvertures de passage est subdivisé en couches laminaires individuenles, de sorte que le taux de mélange reste stable, indépendamment des pressions de 1 'eau. La figure 8 représente une vue correspondant à celle de la figure 3, mais cette fois le disque mobile de commande 41 exécute la commande par son bord extérieur. Pour la fermeture, le disque de commande 41 est déplacé vers la gauche sur la figure 8 de sorte qu'alors le bord de commande est le bord gauche 43 de l'ouverture 44.- Dans ce cas le bord d'extrémité 36 de la plaque 33 de gauche sur la figure 8 est plus proche de la surface de commande 24 du disque fixe de commande 42 que le bord d'extrémité 36 de la plaque 33 de droite sur la figure 8. Dans le cas de la forme de réalisation de la figure 9, un insert, qui pénètre dans l'ouverture de passage 23 du disque fixe de commande 42, est formé par façonnage d'un seul tenant sur la face supérieure, tournée vers le disque fixe de commande 42,de la base formant cartouche 19. L'insert possède en outre une plaque 33, qui s'étend dans la direction d'écoulement, est parallèle à cette dernière, dans la coupe transversale de la figure 9, et se termine dans la surface de commande 24 qui est formée par le plan de la face inférieure du disque mobile de commande 41 et de la face supérieure du disque fixe de commande 42. Sur la figure 10 on peut voir que l'insert 45 s'applique sur une majeure partie de son pourtour contre le pourtour de l'ouverture de passage 23. Non seulement l'ouverture intérieure délimitée par l'insert possède une section transversale inférieure à celle de l'ouverture de passage 23, mais possède une autre forme en coupe transversale. Dans le cas de la forme de réalisation de la figure 11, l'insert 45' comporte un bord de fermeture 47 muni de dents. Par ailleurs l'insert 45' est constitué de la même manière que l'insert 45 de la figure 10, c'est-à-dire qu'il fait partie intégrante de la base formant cartouche 19. Le bord de fermeture dentelé présente l'avantage consistant en ce que l'impulsion de pression apparaissant lors de la fermeture est annihilée, ce qui fournit une fermeture plus douce. REVENDICATIONS 1. Mitigeur à usage sanitaire comprenant une surface fixe de commande (24) comportant des ouvertures respectives de passage (23,44) pour l'eau chaude et l'eau froide, et une surface de commande (26) appliquée contre la précédente et déplaçable suivant deux degrés de liberté et qui, en fonction de sa position, pour réaliser la commande de la quantité et du taux de mélange, obture les ouvertures (23,44) ou les relie à une sortie d'eau (14), caractérisé en ce qu'au voisinage d'au moins une ouverture de passage (23,44) se trouve disposé un insert (45) qui influe sur le comportement d'écoulement traversant l'ouverture et réduit la section transversale d'écoulement. 2. Mitigeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert (45) est appliqué au moins partiellement contre le pourtour de l'ouverture de passage (23,44). 3. Mitigeur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'insert (45) délimite une ouverture (46) dont la forme et les dimensions en coupe transversale sont différentes de celles de l'ouverture de passage. 4. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'insert (45') possède un bord de fermeture de forme irrégulière et notamment dentelée. 5. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'insert (45) est formé par façonnage, de préférence d'un seul tenant, sur une plaque de base (19) qui est parallèle à la surface de commande (24). 6. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'insert (45) comporte une plaque (33,38,40), qui se termine dans ou en avant de la surface de commande (24), dans la direction d'écoulement et s'étend approximativement parallèlement à cette direction. 7. Mitigeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les surfaces de commande (24,26) sont ménagées sur des disques de commande (22,25,41,42), et que la plaque (33,38, 40) peut être, reliée au disque fixe de commande, les dimensions de la plaque (33,38,40) mesurées dans la direction d'écoulement étant de préférence approximativement égales à l'épaisseur du disque fixe de commande (22,42). 8. Mitigeur selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs plaques (33,38, 40). 9. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les bords d'extrémité (36) des plaques (33,38,40) sont parallèles à la surface de commande. 10. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications b à 9, caractérisé en ce que les bords d'extrémité (36) des plaques (33,38,40) sont situés à des distances différentes de la surface de commande (24). 11. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que, dans la direction d'écoulement, la plaque (33) est légèrement oblique par rapport à l'écoulement. 12. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que la plaque (33) est approximativement parallèle au pourtour de l'ouverture de passage (23). 13. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que les plaques sont planes et/ou parallèles entre elles.