Brevet FR2646212A1 — publié le 19901026

- 1 - 2646 212 La présente invention concerne un appareil de circulation et de distribution de fluide et notamment une pompe à plusieurs voies. Les pompes connues possèdent une seule entrée et une seule sortie et ne permettent donc pas de distribuer dans des voies différentes le -fluide qu'elles font circuler. Pour assurer une telle distribution, la solution usuelle consiste à disposer en série avec la pompe, une ou plusieurs vannes à voies multiples, augmentant ainsi non seulement le nombre de pièces mais aussi les risques de fuites à cause des problèmes d'étanchéité qu'elles posent et le coût total de l'installation. Par ailleurs, dans le domaine du chauffage domestique, dans le cas d'un chauffage avec chaudière à production d'eau chaude sanitaire intégrée, les vannes à voies multiples n'empêchent pas les phénomènes de thermosiphon qui, lorsque la chaudière est en position "été" c'est-à-dire lorsque le chauffage est arrêté, font passer de l'eau chaude du circuit chauffage de la chaudière dans le circuit chauffage de l'installation après un puisage d'eau chaude sanitaire. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, en proposant un appareil à plusieurs voies qui, sous un volume et un nombre de pièces réduits par rapport à ce qui existe, permet de façon très simple, non seulement la réalisation de plusieurs circuits de distribution de fluide, mais aussi leur isolement ou, à volonté, leur jonction partielle ou totale. A cet effet, le corps de l'appareil est prévu avec au moins trois orifices dont au moins une entrée et une sortie, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens assurant l'asservissement des dispositifs de fermeture d'au moins deux orifices de même fonction au sens de rotation de la turbine. On obtient ainsi un appareil assurant, outre sa fonction propre, celle de vanne à plusieurs voies. Suivant une caractéristique de l'invention, l'appareil comporte des moyens disposés dans la volute et susceptibles de détecter le sens de rotation de la turbine et de commander la fermeture d'au moins un orifice lorsque la turbine tourne dans un sens et la fermeture d'au moins un autre orifice de même fonction lorsque la turbine tourne dans l'autre sens. Ces moyens peuvent être constitués avantageusement par une pièce oscillante dont la position est fonction du sens d'écoulement du courant de fluide centrifuge créé par la turbine dans la volute. Cette réalisation présente l'avantage d'utiliser ce courant centrifuge créé, dans un sens ou dans l'autre, par la rotation de la - 2 - 26 4 6 212 turbine, pour détecter le sens de rotation de cette dernière et positionner en conséquence la commande des dispositifs de fermeture. Suivant une autre caractéristique de l'invention qui permet une réalisation simple des dispositifs de fermeture, deux orifices de même fonction sont situés face à face et leurs dispositifs de fermeture sont portés par un support unique, mobile à l'intérieur du corps de pompe et disposé entre les deux orifices. Dans un mode de réalisation intéressant de cette caractéristique, le support unique est solidaire de la pièce détectant le sens de rotation de la turbine et oscille autour du même axe, l'avantage de ce mode de réalisation étant que c'est le courant de fluide centrifuge créé par la turbine qui permet d'assurer alors la fermeture souhaitée de telle ou telles entrées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre en se référant aux plans joints illustrant un exemple, donné à titre purement indicatif et nullement limitatif, de réalisation de la presente demande; La figure 1 est une vue latérale en élévation d'une pompe selon l'invention. La figure 2 est une vue suivant II-II de la figure 1. La figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 1, mais à plus grande échelle. La figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3. La figure 5 est une coupe suivant V-V de la figure 4. La pompe à voies multiples illustrées se compose d'un moteur 1 et d'un corps de pompe 2. Une cloison 3 divise ce corps de pompe en deux parties; une volute 4 avec sa turbine 5, et un logement secondaire 6 relié à la volute par un passage 7 à travers lequel passe le nez 8 de la turbine 5. On notera que la volute 4 ne possède pas le profil dissymétrique qui participe, dans les volutes normales, au mouvement vers la sortie du courant de fluide centrifuge créé par la rotation de la turbine. Immédiatement en amont de la volute 4, se trouve une sortie 9 raccordée à une tuyauterie (non représentée) par laquelle le fluide sous pression sera distribué. Une pièce 10, en forme de couronne circulaire, comme il apparait figure 4, comporte, d'une part, une palette 11 qui se trouve disposée immédiatement en amont de la sortie 9 de la volute, et d'autre part, un axe 12, diamétralement opposé à la palette (11) et traversant la cloison 3 pour déboucher dans le logement secondaire 6. - 3 - 2646212 L'extrémité de l'axe 12 porte un bras 13 dont il est solidaire par une vis 25 et ce bras porte, à son tour, un corps de clapet 14 à deux faces 15 et 16. Le logement secondaire 6 possède trois orifices:un orifice 17, fermé par un bouchon 18, qui permet l'accès audit logement secondaire, et deux autres orifices situés face à face et disposés sur le même axe. L'un de ces orifices porte un embout 21 dont une extrémité 19 constitue une entrée de la pompe, l'autre extrémité dudit embout débouchant dans une tuyauterie (non représentée) reliée à une source d'eau. L'autre orifice porte un embout 22 dont une extrémité 20 constitue une autre entrée de la pompe, l'autre extrémité dudit embout débouchant dans une tuyauterie (non représentée) reliée à une autre source d'eau. Le moteur 1 possède une commande, non représentée, à deux positions de marche, l'une assurant la rotation de la turbine dans le sens de la flèche en trait plein (23) de la figure 4 et l'autre dans le sens de la flèche en trait pointillé 24 de la même figure. Dans ces conditions, le fonctionnement s'établit comme décrit ci-après. On admettra qu'avant la mise sous tension du moteur, la pompe est remplie et que la position de la pièce circulaire 10 portant la palette 11 et l'axe 12 est quelconque, et par conséquent que la position du bras 13 portant le corps de clapets 14 est indifférente si la pompe est installée dans la position représentée dans les figures 1 à 5. Si l'on met le moteur sous tension avec la commande assurant la mise en rotation de la turbine dans le sens de la flèche 23, il se crée dans la volute, un courant de fluide centrifuge de même sens qui exerce sur la palette 1Il une pression dont le résultat est de placer la pièce 10 dans la position illustrée figure 4. Dans cette position, la palette 11 participe au guidage vers la sortie du courant centrifuge créé par la turbine. Par ailleurs, le déplacement angulaire de la pièce circulaire provoqué par la pression du courant centrifuge sur la palette 11, a provoqué à son tour, grâce à l'axe 12, au bras 13 et à la vis 25 qui les rend solidaires, le déplacement angulaire du corps de clapet 14 qui a pris la position illustrée figure 5. Dans cette position, la face 16 du corps de clapet 14 est venue s'appuyer sur l'extrémité 20 de l'embout 22 réalisant ainsi la fermeture de l'entrée constituée par ledit embout 22 > la pompe est donc alimentée exclusivement à travers l'embout 21. 4 2646 2 12 Lorsque l'on veut l'alimenter par l'autre entrée, il suffit de faire tourner le moteur en sens contraire pour assurer la rotation de la turbine dans le sens de la flèche 24. Le courant centrifuge alors créé dans la volute 4 s'établit dans le même sens et exerce, sur la palette 11, une pression qui va provoquer le déplacement angulaire de la pièce circulaire 10 jusqu'à ce que ladite palette 11 vienne se positionner de l'autre cBté de la sortie 9, dans une position symétrique à celle illustrée figure 3. Par ailleurs, comme précédemment, ce déplacement angulaire de la pièce circulaire 10, a provoqué celui du corps de clapet 14 qui a pris également une position symétrique à celle qu'il avait sur la figure 5: c'est la face 15 qui est venue s'appuyer sur l'extrémité 19 de l'embout 21 réalisant ainsi le dispositif de fermeture de l'entrée constituée par ledit embout 21. On voit ansi que la palette Il a plusieurs fonctions différentes: elle détecte le sens de rotation de la turbine par l'intermédiaire de l'anneau liquide créé, elle transmet l'information au corps de clapet 14 par l'intermédiaire de la pièce circulaire 10 et de l'axe 12, et elle participe au bon écoulement de l'anneau liquide vers la sortie 9. Un avantage de cette réalisation est de permettre d'assurer soit l'étanchéité entre deux circuits, soit au contraire leur jonction automatique dans certaines conditions. On peut, pour cela, jouer sur les dimensions, la forme ou autres de la palette, ou diaphragmer les sections des entrées de manière à faire varier la pression antagoniste à la pression de fermeture. Un autre avantage de la réalisation décrite est que l'ensemble de la fonction vanne a plusieurs voies ne nécessite aucun système d'étanchéité du fluide par rapport à l'extérieur, aucune pièce en mouvement n'étant en contact avec celui-ci. Un dernier avangage, mais non le moindre, est la fonction antithermosiphon que peut assurer également la réalisation décrite. Pour cela, il suffit de placer la pompe non plus dans la position illustrée par les dessins, mais dans une position telle que l'axe commun aux embouts 21 et 22, et donc aux entrées 16 et 19, se trouve à la verticale. Dans une telle position, lorsque la pompe est arrêtée, le corps de clapet 14 vient, par son propre poids, obturer l'entrée qui se trouve placée à la partie inférieure. Ainsi, dans le cas d'un chauffage avec chaudière à production d'eau chaude sanitaire intégrée et quand la chaudière est en position "été" c'est-à-dire que le chauffage est arrêté, on peut, après arrêt de la pompe, garder le circuit chauffage fermé et empêcher ainsi l'eau chaude du circuit chauffage -5 - 2646212 de la chaudière d'aller dans le circuit chauffage de l'installation. Pour cela, il suffit que le circuit qui assure la production d'eau chaude sanitaire passe par l'entrée située à la partie supérieure. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir de l'invention, modifier des détails de construction ou de fonctionnement en vue d'obtenir les mêmes résultats. Il serait possible, par exemple, de commander la tête 14 par un système électromagnétique qui assurerait sa mise en place pour fermer l'une ou l'autre des entrées en fonction du sens de rotation de la turbine. La pompe décrite comporte deux entrées disposées face à face. Il est bien évident qu'elle pourrait en compter davantage et qu'il serait possible, suivant les besoins, de les disposer autrement, par exemple, décalées. Bien que l'exemple décrit concerne un appareil de circulation et de distribution d'un liquide, l'invention s'applique également aux appareils de circulation et de distribution des fluides gazeux. - 6 - 2646 2 12 REVENDICATIONS 1. Appareil de circulation d'un fluide comprenant une turbine tournant dans une volute et au moins trois orifices dont au moins une entree et au moins une sortie, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens assurant l'asservissement des dispositifs de fermeture (15,16) d'au moins deux orifices de même fonction (19,20) au sens de rotation de la turbine. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (10,11) disposés dans la volute et susceptibles de détecter le sens de rotation de la turbine et de commander la fermeture d'au moins un orifice lorsque la turbine tourne dans un sens et la fermeture d'au moins un autre orifice de même fonction lorsque la turbine tourne dans l'autre sens. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de détection du sens de rotation de la turbine et de commande de fermeture des orifices de même fonction (19,20) sont constitués par une pièce oscillante (10,11) dont la position est fonction du sens d'écoulement du courant de fluide centrifuge créé par la turbine. 4. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins deux orifices de même fonction (19,20) sont disposés face à face. 5. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les dispositifs de fermeture (15,16) des orifices de même fonction situés face à face sont disposés de part et d'autre d'un support unique (14) mobile, à l'intérieur du corps de l'appareil, entre lesdits orifices. 6. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le support unique (14) portant les dispositifs de fermeture est monté oscillant. 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce (10, 11) assurant la détection du courant de fluide centrifuge et le support unique (14) des dispositifs de fermeture sont montés solidaires du mime axe oscillant (12). 8. Appareil suivant l'une quelconque des revendications I à 7 formant pompe à plusieurs voies comportant au moins deux entrées, caracté- risé en ce qu'il comporte dans la volute une pièce (10) pouvant osciller sous l'action de l'anneau liquide créé par la turbine et portant, d'une part une palette (11) disposée immédiatement en amont de la sortie de la volute, et d'autre part un axe (12) dont est solidaire un corps de clapets (14) à deux faces, une face (15) venant fermer une autre entrée (19) de la pompe lorsque la pièce oscillante est dans une position extrême, et l'autre - 7 - 2646 2 12 face (16) venant fermer une autre entrée (20) lorsque la pièce est dans l'autre position extrême.