Brevet FR2625785A1 — publié le 19890713

Mitigeur thermostatique. L'invention concerne un mitigeur thermostatique comprenant un bottier, un élément de travail thermostatique muni d'un dispositif de réglage de la température pour actionner un premier élément de soupape qui, avec deux bases de soupapes de régulation, forme des soupapes de régulation d'eau froide et d'eau chaude pouvant être déplacées en sens contraires,et un dispositif de réglage de quantité destiné à la quantité d'eau mélangée. Dans un mitigeur thermostatique connu de ce type (US-A 32 28 603), les soupapes de régulation d'eau froide et d'eau chaude servent non seulement à la régulation.de la température mais aussi au réglage de la quantité. A cette fin, l'une des bases de soupapes de régulation est fixe et l'autre base est montée de manière à pouvoir être déplacée axialement à l'aide d'un dispositif de réglage de quantité constitué par une poignée tournante. Un bouton tournant monté sur la poignée tournante permet de régler l'élément de travail thermostatique et de ce fait une valeur de consigne de température désirée pour l'élément de soupape qui coopère avec les deux bases de soupapes de régulation. Quand la seconde base de soupape de régulation se rapproche de la première base, les soupapes de. régulation peuvent être également totalement fermées, ce qui fait qu'il est possible de démonter l'élément de travail, mais non l'élément de soupape mentionné. Quand il y a modification du réglage de quantité, l'élément de soupape conserve sa position par rapport à la seconde base de la soupape de régulation, alors que la distance par rapport à la première base se modifie. Ceci conduit à une modification indésirable de la température. Des modifications de température comparables apparaissent quand les rapports de pression entre l'amenée d'eau chaude et l'amenée d'eau froide se modifient. Il est en outre connu de séparer les fonctions de régulation de la température et de régulation de la quantité en disposant dans le canal de sortie d'eau mélangée une soupape de réglage de quantité. Il est vrai que ceci permet d'obtenir un élément de constitution simple, mais - 2 - la conséquence est que l'amenée d'eau chaude et l'amenée d'eau froide sont constamment en liaison mutuelle par l'intermédiaire des deux soupapes de régulation et qu'il en résulte que l'eau chaude peut s'écouler directement dans la conduite à eau froide lorsque les rapports de pression sont défavorables. L'invention a pour but de proposer un mitigeur thermostatique du type décrit dans le préambule, au moyen duquel on puisse modifier la température et la quantité largement indépendamment l'une de l'autre. Selon l'invention, ce but est atteint du fait qu'est montée en amont de la soupape de régulation d'eau froide et de la soupape de régulation d'eau chaude une soupape de réglage de quantité respective et du fait que la soupape de réglage de quantité comprend deux bases de soupapes de réglage pouvant être déplacées axialement l'une par rapport à l'autre par le dispositif de réglage de quantité ainsi qu'un second élément de soupape commun, qui se dispose dans une position qui dépend des pressions régnant dans l'amenée d'eau froide et dans l'amenée d'eau chaude. Grâce à cette construction, les soupapes de réglage de quantité sont séparées des soupapes de régulation. Si on modifie le réglage de la quantité, les rapports restent inchangés pour les soupapes de régulation. Comme les soupapes de réglage de quantité sont montées en amont et non en aval, il n'y a aucun danger à l'état fermé que de l'eau chaude et de l'eau froide viennent en contact mutuel. Il est vrai qu'on a besoin de deux soupapes de réglage de quantité du fait de ce montage en amont. Comme leur élément de soupape commun vient occuper une position déterminée par un équilibrage des pressions, il suffit de prédéterminer la quantité totale au moyen du dispositif de réglage de quantité car la répartition en section transversale sur les deux soupapes de réglage s'effectue automatiquement. En raison de cette dépendance vis-à-vis de la pression, lesvariations de pression dans les conduites d'amenée sont également automatiquement équilibrées. On obtient donc une constance élevée de la température réglée dans toutes les conditions de fonctionnement. Il est particulièrement avantageux, quand on retire le dispositif de réglage de quantité, que les soupapes de réglage de quantité se -3disposent dans leur position de fermeture sous l'influence de la pression exercée par l'amenée d'eau froide et l'amenée d'eau chaude, et que les soupapes de réglage ainsi que l'élément de travail puissent être retirés axialement du bottier. En montant en amont la soupape de réglage de quantité, il est donc possible de retirer les parties sensibles des soupapes de régulation sans actionner des robinets de fermeture des conduites d'amenée et sans avoir besoin de démonter totalement le mitigeur. Sur le plan constructif, il est avantageux que les deux bases des soupapes de réglage et que le second élément de soupape soient constitués sous forme de manchons et qu'ils entourent concentriquement l'élément de travail thermostatique ainsi que les deux soupapes de régulation. Ceci permet d'obtenir un ensemble compact qui facilite également le démontage des soupapes de régulation et de l'élément de travail. Il est dans ce cas avantageux que la première base de soupape de réglage soit montée de façon fixe dans le bottier et que la seconde base de soupape de réglage puisse être déplacée axialement par le dispositif de réglage de quantité.. Comme il suffit de déplacer une unique base de soupape de réglage, on obtient un ensemble simple. Il est particulièrement recommandé que l'une des bases de soupapes de réglage soit constituée par une douille à bourrelet externe et que l'autre base de soupape de réglage soit constituée par une douille à bourrelet interne, et que le second élément de soupape recouvre les deux bourrelets et comprenne, pour la formation des deux soupapes de réglage de quantité, à une extrémité une bride interne coopérant avec le bourrelet externe et à l'autre extrémité une bride externe coopérant avec le bourrelet interne. Bourrelets et brides constituent ensemble des soupapes de réglage de quantité permettant une fermeture étanche. En outre, ils forment les éléments d'accouplement mécaniques avec lesquels la seconde base de soupape de réglage peut forcer le second élément de soupape à prendre sa position de fermeture quand la base mentionnée est poussée vers sa position d'extrémité par le dispositif de réglage de quantité ou par la pression d'amenée. Il est également avantageux que les pressions d'amenée de l'eau - 4 froide et de l'eau chaude agissent dans le même sens sur le second élément de soupape et sur la seconde base de soupape de réglage, pour qu'en cas de retrait du dispositif de réglage de quantité la bride interne du second élément de soupape vienne s'appliquer contre le bourrelet externe de la première base de soupape de réglage et que la bride externe du second élément de soupape vienne s'appliquer contre le bourrelet interne de la seconde base de soupape de réglage. Ceci provoque une fermeture automatique des soupapes de réglage quand on démonte le dispositif de réglage de quantité. Toutes les forces provenant de la pression de l'eau sont supportées par le bourrelet externe de la première base de soupape de réglage. De préférence, le second élément de soupape peut être déplacé de façon étanche sur le premier élément de soupape. La conséquence de cette proximité est que les soupapes de réglage et de régulation associées sont étroitement voisines. On obtient des parcours d'écoulement de courte longueur et une constitution compacte du mitigeur. En outre, le c8té frontal d'une douille formant la première base de soupape de réglage peut former la première base de la soupape de régulation. Ceci conduit également à une constitution compacte. La seconde base de la soupape de régulation peut être constituée par un élément ou insert dont la position est assurée par venue en appui contre un couvercle fixé au boîtier. Ainsi, les deux bases des soupapes de régulation sont montées à une distance fixe l'une de l'autre, ce qui donne les mêmes rapports pour toutes les quantités réglées. Il est en outre recommandé de disposer sur les deux côtés du canal d'eau mélangée qui contient l'élément de travail un canal d'amenée d'eau froide et un canal d'amenée d'eau chaude. Le bottier du mitigeur est ainsi totalement exempt de tels canaux à l'extrémité opposée. Ceci facilite le démontage des pièces de la soupape de régulation. Avantageusement, il est fait en sorte que le dispositif de réglage de quantité comprenne au moins un coin disposé entre un élément de transmission pouvant être déplacé axialement et une surface inclinée, et soit déplacé au moyen d'un levier transversalement à la direction du -- 5 -- déplacement. Un tel dispositif de réglage de quantité est facile à actionner. L'élément de transmission peut traverser le couvercle par des doigts de pression passant par des ouvertures et agir sur la seconde base de soupape de réglage. Il est en outre avantageux que le dispositif de réglage de température comprenne une poignée tournante qui coopère par l'intermédiaire d'un filetage avec un écrou-coulisseau en vue du réglage de la valeur de consigne de l'élément de travail. Le réglage de la température par rotation se différencie nettement du réglage de la quantité par actionnement d'un levier. On peut dans ce cas disposer dans la poignée tournante la surface inclinée, les coins et le levier. Ceci permet de réaliser un ensemble compact. L'invention va maintenant être décrite plus en détail dans ce qui suit à l'aide d'un mode de réalisation préféré présenté sur les dessins annexés dans lesquels: la Fig. i est une vue en coupe longitudinale d'un mitigeur selon l'invention, la Fig. 2 est une vue en coupe partielle à plus grande échelle de l'insert, la Fig. 3 est une vue en plan schématique de la poignée tournante à levier, la Fig. 4 est une vue en coupe longitudinale partielle à plus grande échelle passant par la région d'une soupape de régulation et d'une soupape de réglage d'un mode de réalisation modifié. Le mitigeur montré à la Fig. 1 comprend un bottier 1 en deux parties. Il est constitué par un bottier de raccordement 2 et par un bottier rapporté 4 séparé du premier par une surface de séparation plane 3. Le bottier de raccordement 2 comprend un raccord à eau froide , un raccord à eau chaude 6 et un raccord à eau mélangée 7. Les trois raccords sont chacun munis d'un alésage de liaison 8, 9 ou 10 dont les axes sont parallèles et perpendiculaires à la surface de séparation 3. Le bottier de raccordement 2 ne contient aucune-pièce lâche et est constitué an un matériau à galvanisation durable tel que du laiton. La -6liaison avec le réseau s'effectue au moyen d'un filetage constitué dans les raccords 5 et 6 ou par brasage. Dans le bottier rapporté est prévu un canal à eau froide 11l et un canal à eau chaude 12 qui sont disposés sur les deux c8tés d'un canal à eau mélangée 13. Ces canaux se terminent par des alésages de liaison correspondants 14, 15 ou 16, dont les axes sont parallèles et perpendiculaires à la surface de séparation 3. Le bottier rapporté 4 remplit avec toutes les pièces internes et annexes toutes les fonctions mécaniques et automatiques qui sont nécessaires à une régulation de quantité et de température. Cette unité peut être livrée après avoir été réglée en usine, de sorte qu'aucun nouveau réglage ne soit nécessaire en cas de remplacement. Pour obtenir une liaison étanche entre le bottier de raccordement 2 et le bottier. rapporté 4, on prévoit des douilles enfichables 17, 18 ou 19. La section de la douille enfichable 17 qui pénètre dans l'alésage 8 supporte dans une rainure périphérique une bague d'étanchéité 20. Il en va de même pour les autres douilles enfichables 18 et 19. On peut éventuellement renforcer l'étanchéité des bagues d'étanchéité au moyen de graisse de silicone. Les douilles enfichables sont constituées en un matériau un peu élastique, de manière qu'elles s'élargissent quand elles sont soumises à une pression, et qu'elles améliorent ainsi l'étanchéité. Le plus souvent, il suffit pour obtenir ce résultat d'une matière synthétique dure. En outre, les douilles enfichables 17 et 18 forment un support pour un tamis respectif 22 ou 23. Quand on retire le bottier rapporté 4, on peut facilement inspecter les tamis 22 et 23, les nettoyer ou les remplacer. En raison de l'utilisation de douilles enfichables 17, 18 et 19, il suffit de fixer le bottier rapporté 4 avec seulement deux vis sur le bottier de raccordement 2. Le canal à eau froide 11 est en liaison par l'intermédiaire d'une soupape de réglage d'eau froide 24 montée en amont et d'une soupape de régulation d'eau froide 25 montée en aval avec le canal mélangeur 13. Le canal à eau chaude 12 est en liaison par l'intermédiaire d'une soupape de réglage d'eau chaude 26 montée en amont et d'une soupape de régulation d'eau chaude 27 montée en aval avec le canal à eau mélangée 7- 13. Les deux soupapes de réglage de quantité 24 et 26 présentent la constitution suivante: une première base de soupape de réglage 28 est constituée sous forme d'une douille, reliée d'un seul tenant à la douille d'enfichage 19 et supportant un bourrelet externe 29. Une seconde base de soupape de réglage 30 est constituée sous forme d'une douille et supporte un bourrelet interne 31. Un élément de soupape commun 32 est également constitué sous forme d'une douille; il recouvre les deux bourrelets 29 et 31. A une extrémité est prévue une bride interne 33 qui coopère avec le bourrelet interne 29 de manière à constituer la soupape de réglage 26. A l'autre extrémité est prévue une bride externe 34 qui peut coopérer avec le bourrelet interne 31 de manière à former la soupape de réglage 24. Le bourrelet interne 31 et la bride interne 33 servent également au logement d'une bague d'étanchéité utilisée à des fins d'étanchéité sur un dispositif de guidage du bottier. Sous l'influence de la pression régnant dans le canal à eau froide 11, la base 30 de la soupape de réglage est pressée contre le doigt de pression 35 d'un élément de transmission 36 qui est maintenu par un ressort 37 contre une plaque coulissante 38. Sur celle-ci agit un dispositif de réglage de quantité 39. Ce dernier est constitué par un premier coin 40 à surface de base en forme de U (-Fig. 4) et un second coin 41 dont la surface de base est similaire, qui s'appuie de son côté contre une surface inclinée 42 d'une poignée tournante 43. Les deux coins 40 et 41 peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre par un levier 44 qui leur est relié par des tourillons 45 et 46. Il en résulte que la position de la base 30 de la soupape de réglage dépend de la position de pivotement du levier 44. L'ensemble de l'élément de soupape 32 est soumis sur le côté gauche du bourrelet interne 33 à l'influence de la pression régnant dans le canal à eau chaude 12 et sur le côté droit de la bride externe 34 à l'influence de la pression de l'eau froide à l'arrière de la soupape de réglage de quantité 24. Il en résulte une position d'équilibre de cet élément de soupape 32 qui est telle que la même pression règne approximativement dans les conduites d'amenée à -8- l'arrière des soupapes de réglages 24 et 26, indépendamment des variations de la pression. Si le dispositif de réglage est amené à sa position zéro ou est totalement retiré, l'ensemble de l'élément de soupape 32 se déplace sous l'influence de la pression régnant dans le canal à eau chaude 12 jusqu'à ce que la bride interne 33 vienne en appui contre le bourrelet externe 29 et que la base 30 de la soupape de réglage vienne en appui sur le bourrelet interne 31 de la bride externe 34 sous l'influence de la pression de l'eau chaude, de façon à réaliser une fermeture automatique des conduites d'amenée d'eau froide et d'eau chaude. En ce qui concerne les soupapes de régulation 25 et 27, on prévoit une première base 47 de soupape de régulation formée par la surface frontale de la douille formant la première base 28 de la soupape de réglage et une seconde base 48 de soupape de régulation disposée à une distance fixe de la première, et formée par la surface frontale d'un élément ou insert 49. Cet élément est appliqué contre un couvercle fileté 51 sous l'influence d'un ressort 50, ce couvercle étant vissé sur le bottier rapporté 4. L'élément est rendu étanche vis-à-vis de la base 30 de la soupape de réglage par une bague d'étanchéité. Entre les deux bases 47 et 48 des soupapes de régulation est prévu un élément de soupape commun 52 semblable à un piston, sur lequel l'élément de soupape de réglage 32 peut se déplacer de façon étanche. Un élément de travail thermostatique 53 ayant la forme d'une cartouche de cire est monté dans le canal mélangeur 13. Il est pressé par un ressort 54, avec interposition d'un organe de pression en forme de croisillon 55, contre l'élément de soupape 52. Le piston 56 de l'élément de travail 53 repose contre un tourilion 57 qui peut être réglé axialement en faisant tourner la poignée 43. Comme le montre plus en détail la Fig. 2, ce résultat est atteint du fait que le tourillon 57 est supporté par un manchon coulissant 58 dont le filetage interne 59 coopère avec le filetage 60 d'une broche 61 montée dans l'élément 49, maintenue dans une position axiale prédéterminée par une butée 66 et qui peut être tournée à l'aide de la poignée tournante 43. A cette fin, la broche 61 est reliée à cette poignée tournante 43 par un accouplement 62, l'ensemble étant protégé par une enveloppe 64 fixée -9 - par une vis 63. Le tourillon 57 peut être réglé dans l'écrou-coulisseau 58 par son filetage 65, à des fins de réglage. On peut donc voir qu'en faisant tourner la poignée tournante 43 on peut régler la valeur de consigne de la température de l'eau mélangée, et qu'en faisant pivoter le levier 44 on peut régler la quantité d'eau sortante. Quand la température de l'eau mélangée est trop élevée, on fait sortir le piston 56 de l'élément de travail 15 de manière-qu'il se déplace vers la gauche à l'encontre de la force du ressort 54. Il en résulte une diminution de l'interstice d'étranglement de la soupape de régulation d'eau chaude 27, et la température de l'eau mélangée baisse. L'inverse est valable quand la température de l'eau mélangée baisse. La régulation de quantité s'effectue par un soulèvement et un abaissement du levier 44. L'élément de transmission 36 est déplacé axialement par les coins 40, 41. La base 30 de la soupape de réglage est alors déplacée et la soupape de réglage d'eau froide 24 s'ouvre. La pression de l'eau froide agit sur la surface d'extrémité de droite de l'élément de soupape 32 et repousse la soupape de réglage d'eau chaude 26 vers la position d'ouverture. La section d'ouverture d'ensemble de l'amenée d'eau chaude et de l'amenée d'eau froide est ainsi déterminée par la position de la base 30 de la soupape de réglage, alors que le rapport entre les sections d'ouverture de la soupape de réglage d'eau froide 24 et de la soupape de réglage d'eau chaude 26 est approximativement inversement proportionnel au rapport de pression entre le canal à eau froide 11 et le canal à eau chaude 12. En desserrant la vis 63, on peut retirer les pièces 36, 37, 38, 40, 41, 43 et 64. On peut donc retirer la poignée tournante 43 et le dispositif de réglage de quantité. Dans ce cas, les deux soupapes de réglage 24 et 26 se ferment sous l'influence de la pression de l'eau. Après dévissage du couvercle 51, on peut retirer les pièces de régulation de température 49, 50 et 52 à 58, ce qui permet de remplacer l'élément de travail 53. Ceci facilite sensiblement les travaux d'entretien. On peut voir en outre à la Fig. 4 un ressort mou 67 qui charge l'ensemble de l'élément de soupape 32. Ce ressort permet d'être certain que l'élément de soupape 32 s'ouvre même dans le cas d'une surpression du c5té de l'eau chaude. Le ressort 27 est cependant constitué de - 10 - manière à ne pas gêner le fonctionnement de régulation et de fermeture automatique des soupapes de réglage 24 et 26. - 11 - REVENDICATIONS 1. Mitigeur thermostatique comprenant un bottier, un élément de travail thermostatique muni d'un dispositif de réglage de la température pour actionner un premier élément de soupape qui, avec deux bases de soupapes de régulation, forme deux soupapes de régulation d'eau froide et d'eau chaude pouvant être déplacées en sens contraires et un dispositif de réglage de quantité destiné à la quantité d'eau -mélangée, caractérisé en ce qu'est montée en amont de la soupape de régulation d'eau froide (25) et de la soupape de régulation d'eau chaude (27) une soupape de réglage de quantité (24, 26) respective et en ce que la soupape de réglage de quantité comprend deux bases de soupapes de réglage (28, 30) pouvant être déplacées axialement l'une par rapport à l'autre par le dispositif de réglage de quantité (39) ainsi qu'un second élément de soupape commun (32) qui se dispose dans une position qui dépend des pressions régnant dans l'amenée d'eau froide et dans l'amenée d'eau chaude. 2. Mitigeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsqu'on retire le dispositif de réglage de quantité (39), les soupapes de réglage de quantité (24, 26) se disposent dans leur position de fermeture sous l'influence de la pression exercée par l'amenée d'eau froide et l'amenée d'eau chaude, les soupapes de réglage (25, 27) ainsi que l'élément de travail (53) pouvant être retirés axialement du bottier (1). 3. Mitigeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux bases des soupapes de réglage (28, 30) et le second élément de soupape (32) sont constitués sous forme de manchons et entourent concentriquement l'élément de travail thermostatique (53) ainsi que les deux soupapes de régulation (25, 27). 4. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première base de soupape de réglage (28) est montée de façon fixe dans le bottier et la seconde base de soupape de réglage (30) peut être déplacée axialement par le dispositif de réglage de quantité (39). 5. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'une des bases de soupape de réglage (28) est - 12 - constituée par une douille à bourrelet externe (29) et l'autre base de soupape de réglage (30) est constituée par une douille à bourrelet interne (31), et en ce que le second élément de soupape (32) recouvre. les deux bourrelets et comprend, pour la formation des deux soupapes de réglage de quantité (24, 26), à une extrémité une bride interne (33) coopérant avec le bourrelet externe et à l'autre extrémité une bride externe (34) coopérant avec le bourrelet interne. 6. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pressions d'amenée de l'eau froide et de l'eau chaude agissent dans le même sens sur le second élément de soupape (32) et sur la seconde base de soupape de réglage (30), pour qu'en cas de retrait du dispositif de réglage de quantité (39) la bride interne (33) du second élément de soupape vienne s'appliquer contre le bourrelet externe (29) de la première base de soupape de réglage (28) et que la bride externe (34) du second élément de soupape vienne s'appliquer contre le bourrelet interne (31) de la seconde base de soupape de réglage (30). 7. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le second élément de soupape (32) peut être déplacé de façon étanche sur le premier élément de soupape (52). 8. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le côté frontal d'une douille formant la première base de soupape de réglage (28) forme la première base de la soupape de régulation (47). 9. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la seconde base de soupape de régulation (48) est constituée par un insert (49) dont la position est assurée par venue en appui contre un couvercle (51) fixé au bottier (1). 10. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un canal d'amenée d'eau froide et un canal d'amenée d'eau chaude (11, 12) sont disposés sur les deux côtés du canal d'eau mélangée (13) qui contient l'élément de travail (53). 11. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de quantité (39) comprend au moins un coin (40, 41) disposé entre un élément de - 13 - transmission (36) pouvant être déplacé axialement et une surface inclinée (42), et être déplacé au moyen d'un levier (44) transversalement à la direction du déplacement. 12. Mitigeur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de transmission (36) traverse le couvercle (51) par des doigts de pression (35) passant par des ouvertures et agit sur la seconde base de soupape de réglage (30). 13. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de température comprend une poignée tournante (43) qui coopère par l'intermédiaire d'un filetage (60) avec un écrou-coulisseau (58) en vue du réglage de la valeur de consigne du premier élément de travail (53). 14. Mitigeur selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la surface inclinée (42), les coins (40, 41) et le levier (44) sont montés dans la poignée tournante (43).