Brevet FR2623269A1 — publié le 19890519

ROBINET MELANGEUR La présente invention a pour objet une plaque de valve en céramique et un robinet mélangeur d'eau chaude et d'eau froide à usage sanitaire et une amélioration dans sa méthode de fonctionnement. Un mécanisme de valve classique comportant une paire de plaque de valve en céramique installée dans une chambre de valve d'un robinet mélangeur est représentée sur les figures 1 et 6 (figures 7 et 8 de la présente invention) du brevet Japonais publié n 37179/1981. On va maintenant brièvement décrire le mécanisme de valve représenté sur les figures 7 et 8. Une plaque de valve mobile 40 présente une chambre de mélange 41 ayant la forme d'un trou borgne ouvert vers le bas. La plaque de valve mobile 40 est placée au-dessus d'une plaque de valve fixe 42. Un orifice d'entrée d'eau chaude 43 et un orifice d'entrée d'eau froide 44 sont conçus pour être ouverts et fermés librement et ils sont toujours reliés à une sor- tie 45. L'orifice 43 d'entrée d'eau chaude et l'orifice 44 d'entrée d'eau froide sont fermés lorsqu'un levier 46 occupe la position représentée en traits pleins. De l'eau chaude et de l'eau froide sont distribuées en quantités égales lorsque le levier est abaissé en position horizontale représentée par les lignes pointillés (une longue, deux brèves). De l'eau est distribuée lorsque le levier est tourné horizontalement vers la gauche. De l'eau froide est distribuée lorsque le levier 46 est tourné horizontalement vers la droite. L'eau s'arrête lorsque le levier 46 est ramené à sa position centrale et relevé. La plaque de valve mobile 40 qui est reliée au le- vier 46 par l'axe de valve 47 se déplace d'avant en arrière en suivant une portion de guidage 49 reliée à une rainure de guidage 48 pratiquée dans la plaque fixe de valve 42 afin de distribuer ou d'arrêter l'eau chaude et l'eau froide. Cepen- dant, cette structure présente un problème en ce sens que le mécanisme de valve n'est pas facile à manipuler pour des enfants ou des gens handicapés des mains et des erreurs de fonctionnement tendent à se produire parce que la distribution et l'arrêt de l'eau chaude et de l'eau froide sont effectués par un déplacement vertical du levier et la distribution d'eau chaude et d'eau froide, soit séparément, soit ensemble, s'ef- fectue par un déplacement horizontal du levier. En outre, lorsque l'orifice d'entrée d'eau chaude est complètement ouvert, le débit d'eau diminue rapidement. Il en résulte que la température de l'eau chaude doit être réglée chaque fois que l'orifice d'entrée d'eau chaude est complètement ouvert. Le mécanisme de liaison entre la plaque de valve fixe et l'axe de valve est excessivement compliqué parce que la plaque de valve mobile est conçue à la fois pour tourner et pour effectuer un mouvement alternatif. Il en résulte une augmenta- tion du nombre des pièces et une complication du montage et du démontage lorsque surgit un problème, ce qui nuit à l'entre- tien et à la productivité.- On va maintenant décrire les problèmes à résoudre par la présente invention. La fourniture individuelle d'eau chaude et d'eau froide et le mélange, le réglage de la température, la distribution et l'arrêt de l'eau peuvent ne s'effectuer qu'en tournant le levier horizontalement de façon à déplacer la plaque de valve mobile qui ouvre et ferme le mécanisme de valve. Le mécanisme de liaison entre le levier et la plaque mobile de valve est simplifié grâce à la présente invention, ce qui assure un fonctionnement facile, empêche les erreurs de manipulation et simplifie l'entretien. On va maintenant décrire les moyens de résoudre le problème posé ci-dessus. Une paire de plaques, une plaque de valve fixe et une plaque de valve mobile ayant la forme de disques semblables sont faites en céramique. La plaque de valve mobile comprend une rainure de guidage qui a la forme d'un sillon borgne pratiqué dans une surface d'appui de la plaque (surface infé- rieure dans ce mode de réalisation). La rainure de guidage comprend un orifice de guidage d'eau froide à l'une de ses extrémités, conçu pour être relié à un orifice d'introduction d'eau froide de la plaque de valve fixe grâce au déplacement d'un levier. La rainure de guidage comprend encore un orifice de guidage d'eau chaude à l'autre de ses extrémités et elle est conçue pour être reliée à l'orifice d'introduction d'eau chaude de la plaque de valve fixe par le déplacement du le- vier. La rainure de guidage est toujours reliée à un orifice de sortie de la plaque de valve fixe. Un certain nombre de trous d'entraînement sont destinés à recevoir des doigts d'entraînement solidaires de la plaque de valve fixe et ils sont pratiqués au bord de la surface supérieure de la plaque de valve nobile. L'orifice d'entrée d'eau chaude, l'orifice d'entrée d'eau froide et l'orifice de sortie sont tous pra- tiqués dans la plaque de valve fixe de façon à traverser la plaque de valve fixe et relier la surface supérieure de celle-ci à sa surface inférieure. Les surfaces de cette plaque de valve fixe et de cette plaque de valve mobile sont ajustées l'une contre l'autre pour former un ensemble de plaques de valve. L'intérieur du corps principal d'un robinet mélangeur supporte la plaque de valve fixe avec interposition d'une plaque de siège. Un bloc est fixé de façon à pouvoir tourner dans la chambre d'un cylindre intérieur. Il comporte un doigt d'entraînement destiné à s'engager dans un trou d'entraînement correspondant de la plaque mobile de valve. Cette plaque mobile entraînée par le bloc est insérée dans la chambre de valve du cylindre intérieur. La plaque mobile de valve et la plaque de valve fixe sont au contact l'une de l'autre par leurs surfaces d'appui. Une poignée de commande supportant un levier est fixée par une vis à un axe de commande qui est prévu sur le bloc. Grâce à cette structure, la distribution de quantités appropriées d'eau chaude et d'eau froide ou un mélange d'eau à toute température souhaitée et un réglage de température peuvent s'opérer par des mouvements du levier seulement en direction horizontale. La distribution et l'arrêt de l'eau chaude et de l'eau froide peuvent se faire sélectivement par un simple mouvement horizontal d'un levier qui satisfasse à des besoins divers tels que par exemple la distribution de quantités appropriées d'eau chaude ou d'eau froide ou d'un mélange d'eau à une température convenable. En se référant aux dessins joints, on va maintenant décrire un mode de réalisation de la présente invention. Sur les figures 1 à 3 (A) et (B), une paire constituée d'une plaque de valve fixe 1 et d'une plaque mobile de valve 2 sont faites en céramique et présentent une forme de disques. La plaque mobile de valve 2 comprend, vers le bord d'une surface d'appui 3a (surface destinée à s'ajuster à celle de la plaque de valve fixe 1), un orifice de guidage d'eau froide 6 qui a la forme d'un trou borgne et qui est conçu pour être relié à un orifice d'entrée d'eau froide 4 de la plaque de valve fixe 1 par le mouvement d'un levier 5 qui sera décrit ciaprès. La plaque de valve mobile 2 comprend encore, vers le bord d'une autre partie de sa surface d'appui 3a, un orifice de guidage d'eau chaude 8 qui est également conçu pour être relié à un orifice d'arrivée d'eau chaude 7 de la plaque de valve fixe 1 par le mouvement du même levier 5. Une rainure de guidage 10 relie l'orifice de guidage d'eau chaude 8'à l'ori- fice de guidage d'eau froide 6 en son milieu et elle est toujours reliée à un orifice de sortie 9 de la plaque de valve fixe 1. Une pluralité de trous d'entraînement 13 conçue pour recevoir une pluralité de doigts d'entraînement 12 qui seront décrits plus tard sont pratiqués dans une autre surface de la plaque mobile 2 à distance de la rainure de-guidage 10 (en fait, dans le bord supérieur de la plaque de valve mobile 2). L'orifice d'arrivée d'eau froide 4, l'orifice d'arrivée d'eau chaude 7 et l'orifice de sortie 9 traversent tous la plaque de valve fixe 1 en reliant la surface supérieure et la surface inférieure de cette plaque de valve fixe 1. Un ensemble A de plaques de valve est formé par l'association de la plaque de valve fixe 1 et de la plaque de valve mobile 2 de façon telle qu'une surface d'appui 3a de la plaque de valve mobile 2 et la surface d'appui 3 de la plaque de valve fixe 1 soient au contact l'une de l'autre. Un cylindre intérieur 18 comportant une plaque de siège 16 et une chambre de valve 17 est soli- daire du boîtier 15. La plaque de valve fixe 1 et la plaque de valve mobile 2 sont insérées dans la chambre de valve 17 de façon à ce que la plaque de valve fixe 1 se trouve en-dessous et la plaque de valve mobile 2 soit disposée au-dessus, leurs surfaces d'appui 3 et 3a étant au contact l'une de l'autre. Un axe de commande 19 est rendu solidaire d'un bloc 20 par mou- lage à insert. Le bloc 20 et le cylindre intérieur 18 qui sont insérés dans le boîtier 15 sont conçus pour pouvoir tourner librement l'un par rapport à l'autre en s'appuyant sur des épaulements correspondants 21 et 21a. Un ressort 23 et une bille 24 qui sont disposés pour arrêter le bloc 20 à une position d'arrêt d'eau froide, qui sera décrite ci-après, sont disposés dans un trou latéral 22 perforé dans le bloc 20 et l'axe de commande 19. Un ergot 25 qui fait saillie de la circonférence du bloc 20 s'engage dans une rainure de guidage latéral 26 pratiquée à l'horizontale dans la circonférence intérieure du cylindre intérieur 18 et ayant la forme d'un arc semi-circulaire. La position à laquelle l'ergot 25 touche la partie gauche 27 et s'arrête est définie comme étant la posi- tion de distribution d'eau chaude, qui sera décrite ci-après, et la position à laquelle l'ergot 25 touche la partie droi- te 27a et s'arrête est définie comme étant la position de fourniture d'eau froide, qui sera décrite ci-après. Un certain nombre de doigts d'entraînement 12 font saillie de la surface inférieure du bloc 20. Ces doigts d'entraînement 12 s'engagent dans les trous d'entraînement 13 prévus dans la circonférence supérieure de la plaque de valve mobile 2 de façon à faire tourner la plaque mobile de valve 2 en même temps que le bloc 20. Une poignée de commande 28 est reliée à l'axe de commande 19 par une vis 29. Le levier 5 est disposé de façon à faire saillie en direction circonférentielle de la partie supérieure de la poignée de commande 28. L'eau chaude et l'eau froide sont toutes les deux arrêtées lorsque le levier 5 est disposé sur le même axe vertical que l'axe du tuyau d'évacua- tion 30. Lorsque le levier 5 se trouve à la position de dis- tribution d'eau chaude représentée sur la figure 5 (A) après avoir été tourné horizontalement vers la gauche à partir de la position d'arrêt de fourniture d'eau, un passage d'eau chau- de 31 représenté sur la figure 6 fournit la totalité du débit d'eau chaude. Simultanément à la distribution complète d'eau chaude, une partie de la rainure de guidage 10 et une portion d'angle 4a de l'orifice d'entrée d'eau froide 4 sont légère- ment reliées l'une à l'autre. Grâce à cette faible connexion entre la rainure de guidage 10 et l'orifice d'entrée d'eau froide 4, l'eau froide se trouvant dans une chambre 32 de fourniture d'eau froide est progressivement réchauffée par conduction de la chaleur lorsque de l'eau chaude est distri- buée à plein débit pendant une période de temps prolongée. Il en résulte que les surfaces du corps principal B du robinet mélangeur sont protégées d'une surchauffe. Par déplacement du levier 5 vers les positions intermédiaires entre la position d'arrêt d'eau et la position de distribution d'eau chaude, on peut librement réaliser le mélange d'eau chaude et d'eau froide et le réglage de la température de l'eau. En déplaçant le levier 5 vers les positions intermédiaires entre la posi- tion d'arrêt d'eau et la position de distribution d'eau froi- de, on peut régler librement le débit de l'écoulement d'eau. L'eau froide est introduite dans la chambre 32 de distribution d'eau froide vers le tuyau 30 de distribution d'eau par l'ori- fice d'entrée d'eau froide 4, la rainure de guidage 10 et l'orifice de sortie 9 et une chambre de distribution 11 repré- sentée sur la figure 6. L'eau chaude est introduite dans la chambre 33 de fourniture d'eau chaude vers le tuyau de distri- bution d'eau 30 par l'orifice 7 d'entrée d'eau chaude, la rainure de guidage 10, l'orifice de sortie 9 et la chambre de distribution 11. Lorsque le levier 5 placé en position d'arrêt est dé- placé progressivement de la position représentée sur la fi- gure 4 (A) vers la gauche, le bloc 20 qui est relié à la poignée de commande 28 solidaire du levier 5 sur l'axe de commande 19 tourne dans la même direction que celle'du le- vier 5. La plaque de valve mobile 2 qui est reliée au bloc 20 par les doigts d'entraînement et les trous d'entraînement 13 tourne dans la même direction que le levier 5 et le bloc 20. Ainsi, l'orifice 8 de guidage d'eau chaude pratiqué dans la rainure de guidage 10 de la plaque de valve mobile 2 est relié à l'orifice d'introduction d'eau chaude 7 de la plaque de valve fixe 1 et, en même temps, l'orifice 6 de guidage d'eau froide de la rainure de guidage 10 est relié à l'orifice d'entrée d'eau froide 4 de la plaque de valve fixe 1. Par conséquent, l'eau chaude et l'eau froide sont fournies en quantités égales. Lorsque le levier 5 est déplacé vers la gauche, les relations de positions étant maintenues comme elles sont, la quantité d'eau chaude augmente tandis que la quantité d'eau froide diminue et tend vers zéro. Pendant ce processus, l'ergot 25 du bloc 20 approche de l'épaulement 27 de la rainure de guidage latérale 26. Le levier 5 s'arrête à la position o l'ergot 25 touche cet épaulement 27. La tota- lité du débit d'eau chaude est fournie à cette position d'ar- rêt. Lorsque de l'eau chaude est fournie de cette façon, les relations entre la rainure de guidage 10 et l'orifice 7 d'en- trée d'eau chaude et l'orifice 4 d'entrée d'eau froide, repré- sentés sur la figure 5 (A), sont tels que l'orifice 8 de guidage d'eau chaude et l'orifice 7 d'entrée d'eau chaude sont totalement reliés et l'orifice 6 de guidage d'eau froide et l'orifice 4 d'introduction d'eau froide sont fermés. Cepen- dant, une partie de la rainure de guidage 10 et la partie d'angle 4a de l'orifice 4 d'entrée d'eau froide sont légère- ment reliées de telle sorte qu'un peu d'eau froide soit intro- duite dans la chambre 32 de fourniture d'eau froide en même temps que l'eau chaude. Il en résulte que l'eau froide dans la chambre 32 d'introduction d'eau froide est empêchée de se dilater par chauffage même lorsque de l'eau chaude est intro- duite en continu. La quantité d'eau froide introduite augmen- tant linéairement avec le mouvement du levier 5 vers la droite après que l'introduction d'eau chaude ait cessée par le mouve- ment du levier 5 vers la position d'arrêt d'eau, on peut introduire la quantité souhaitée d'eau froide. Lorsque le levier 5 est déplacé progressivement vers la droite, l'er- got 25 du bloc 20 approche de même de l'épaulement 27a de la rainure latérale de guidage 26. Le levier 5 s'arrête en posi- tion de fourniture d'eau froide lorsque l'ergot 5 heurte l'épaulement 27a et seule de l'eau froide est introduite à cette position. Pendant le mouvement du levier 5 vers la droite, les relations entre la rainure de guidage 10 et l'ori- fice de guidage d'eau froide 6 contribuent à une augmentation de la quantité d'eau froide. On peut donc introduire la quan- tité souhaitée d'eau froide. Le dispositif selon la présente invention, tel que décrit ci-dessus, apporte les avantages suivants: (1) Etant donné qu'une rainure de guidage ayant la forme d'un trou borgne comportant un orifice de guidage d'eau froide et un orifice de guidage d'eau chaude à chacune de ses extrémités est creusée dans une surface d'appui d'une plaque de valve mobile, on peut régler le débit d'écoulement d'un mélange d'eau chaude et d'eau froide et on peut régler la température de l'eau, on peut fournir un écoulement à plein débit d'eau chaude en tournant un levier horizontalement vers la gauche à partir d'une position d'arrêt, on peut régler l'eau froide à plein débit et l'on peut fournir de l'eau froide à plein débit en tournant le levier horizontale- ment vers la droite à partir de la position d'arrêt. (2) Etant donné que la plaque de valve mobile et le bloc sont rendus solidaires l'un de l'autre par des doigts d'entraînement et des trous d'entraînement, et qu'un axe de commande est solidaire du bloc et d'une poignée de commande, les facilités de fonctionnement sont plus grandes, car il suffit simplement de tourner le levier à l'horizontale vers l'un ou l'autre côté d'une position d'arrêt et l'on peut complètement éviter un dangereux jaillissement d'eau chaude même si l'on fait tourner rapidement le levier, que ce soit vers la droite ou vers la gauche. (3) Etant donné que le bloc et un cylindre intérieur qui reçoit le bloc sont disposés de façon à glisser à frot- tement doux par l'intermédiaire de surfaces d'épaulement correspondantes, on peut rendre la structure étroitement adaptée à la pression de fluide appliquée sur la plaque de valve mobile, et l'on peut faire fonctionner le robinet mélangeur avec une grande douceur sans que la rotation du bloc et de la plaque de valve mobile soit gênée. (4) Par comparaison avec le mouvement classique vertical ou horizontal du levier, le fonctionnement est rendu plus facile, car il suffit d'une simple manipulation du - levier en direction horizontale, soit vers la droite, soit vers la gauche, pour obtenir la quantité désirée d'eau chaude, d'eau froide ou de mélange et, même une personne gênée de ses mains peut faire fonctionner en toute sécurité le robinet mélangeur et éviter des er- reurs de fonctionnement et, le mécanisme de fonction- nement étant si simple, on peut en réduire les coûts de fabrication et d'entretien. Brève description des dessins: - la figure 1 représente une vue en coupe verticale d'un robinet mélangeur selon la présente inven- tion; - la figure 2 (A) représente une vue en plan explosée d'une plaque de valve fixe; - la figure 2 (B) représente une vue en plan explosée d'une plaque de valve mobile du robinet mélangeur selon la présente invention; la figure 3 (A) représente une vue en coupe transversale verticale explosée du mécanisme de fonc- tionnement selon la présente invention; - la figure 3 (B) représente une vue en coupe transversale en plan explosée prise selon la ligne Y-Y de la figure 3 (A); - la figure 4 (A) représente une vue illustrant la rela- tion entre un levier et une position à laquelle la fourniture d'eau est stoppée; 2&ZSZ69 - la figure 4 (B) représente une vue illustrant la rela- tion entre le levier et le rapport de mélange de l'eau chaude et de l'eau froide et le réglage de la température; - la figure 5 (A) est une vue illustrant la relation entre le levier et le plein débit d'eau chaude et un faible débit d'eau froide; - la figure 5 (B) est une vue illustrant la relation entre le levier et un plein débit d'eau froide seul; - la figure 6 est une vue en plan dont une partie a été omise du robinet mélangeur illustrant la relation entre le robinet mélangeur et le levier; et - les figures 7 et 8 sont des vues illustrant un robinet mélangeur classique dans lequel est illus- tré le mode opératoire du levier déplaçable verticalement et horizontalement. Symboles utilisés dans les dessins joints: 1......... plaque de valve fixe 2......... plaque de valve mobile 3, 3a..... surfaces d'appui 4...... . orifice d'entrée d'eau froide 4a........ portion d'angle 5......... levier 6......... orifice de guidage d'eau froide 7......... orifice d'entrée d'eau chaude 8......... orifice de guidage d'eau chaude 9........ . orifice de sortie 10......... rainure de guidage 11......... doigt d'entraînement 13......... trou d'entraînement 17......... chambre de valve 19......... axe de commande 20......... bloc 28......... poignée de commande A......... ensemble de plaques de valve B......... corps principal du robinet mélangeur C......... moyens de commande..DTD: REVENDICATIONS 1.- Un robinet mélangeur comportant un mécanisme de valve pour fournir individuellement de l'eau chaude et de l'eau froide ou un mélange d'eau à une température souhaitée, par réglage d'une combinaison d'une plaque de valve fixe (1) et d'une valve mobile (2) en céramique, ce robinet mélangeur comprenant: - un ensemble (A) de plaques de valve dans lequel un orifice (4) d'entrée d'eau froide, un orifice (7) d'en- trée d'eau chaude et un orifice (9) sont respectivement pratiqués dans cette plaque de valve fixe (1) de façon à traverser cette plaque de valve (1) et en relier la surface supérieure à la surface inférieure, et dans lequel une rainure de guidage (10) est pratiquée sous la forme d'un trou borgne dans une surface d'appui (3a) de cette plaque mobile de valve (2); - un corps de valve mélangeuse principale (B) comportant une chambre de valve (17) dans laquelle sont insérées cette plaque de valve (1) et cette plaque de valve mobile (2), leurs surfaces d'appui (3 et 3a) étant au contact l'une de l'autre; - des moyens de commande (C) grâce auxquels cette plaque mobile de valve (2) et un levier (5) sont reliés par l'intermédiaire d'un axe de commande (19) et d'un bloc (20) de telle façon qu'une force puisse être trans- mise par eux, robinet dans lequel une quantité convena- ble d'eau chaude et d'eau froide peut être fournie individuellement ou un mélange à une température conve- nable peut être fourni par déplacement angulaire hori- zontal de ce levier (5). 2.- Une plaque de valve mobile selon la revendication 1, dans laquelle cette rainure de guidage (10) comportant un orifice (6) d'introduction d'eau froide et un orifice (8) d'introduction d'eau chaude à chacune de ses extrémités est pratiquée sous la forme d'un trou borgne dans cette surface d'appui (3a) située au contact de cette surface d'appui (3) de cette plaque de valve fixe (1). 3.- Un ensemble de plaque de vanne selon la revendica- tion 2, dans lequel une partie de la rainure de guidage (10) de cette plaque de vanne mobile (2) et une portion d'an- gle (4a) de cette orifice (4) d'entrée d'eau de cette plaque de valve fixe (1) sont adaptées pour n'être reliées que lors- que de l'eau chaude est introduite, ensemble dans lequel un orifice (8) de guidage d'eau chaude de cette plaque mobile de valve (2) et cet orifice (7) d'introduction d'eau chaude de cette plaque de valve fixe (1) sont alignés. 4.- Des moyens de commande selon la revendication 1, dans lesquels ce levier (5) est conçu pour n'être déplaçable que dans un plan horizontal grâce à une connexion entre cette plaque de valve mobile (2) et ce bloc (20), de façon telle que l'on puisse les déplacer en synchronisme à l'aide d'un doigt d'entraînement (12) associé et d'un trou d'entraînement (13), et grâce à une liaison entre ce bloc (20) et une poignée de commande (28) portant ce levier (5) par l'intermédiaire de cet axe de commande (19).