Brevet FR2694618A1 — publié le 19940211

DISPOSITIF DE SECURITE A RE ARMEMENT AUTOMATIQUE POUR THERMOSTAT, POUR CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT OU AUTRES L'invention concerne un dispositif de clapet de sécurité (5) (en bilames thermostatique à retournement brusque) à réarmement automatique, agissant lors d"une défaillance de la régulation du thermostat dans un moteur ou analogue. Ce dispositif est réalisé d'un clapet (5) en bi lames thermostatique à retournement brusque (cloquant) , d'une butée (3) pour le réarmement automatique du clapet (5), d'une valve de fermeture (8) étanche sur sa portée et poinçonnée pour le passage des flux en cas de mise en sécurité du clapet (5) qui peut être mont avec un joint pour parfaire l'étanchéité du thermostat. Ce dispositif est inséré dans un thermostat comprenant une armature (1) d'un axe de poussée (2) d'un élément thermo sensible (6) d'un ressort de fermeture (7) et d'une cage de retenue (10) d'un siège de valve (ou flasque) (9). FONCTIONNEMENT DU DISPOSITIF DE SECURITE A RE ARME MENT AUTOMATIQUE SUR THERMOSTAT. le clapet (5) est en bi lames thermostatique à retournement brusque (cloquant) à une température prédéterminée et le re anclanchement de ce clapet se fait mécaniquement a l'aide de la butée'(3). Sa forme peut s'adapter suivant 1' encombrement et les besoins de passage des flux. Exemple de montage n"l le clapet (5) est un disque embouti en forme d'assiette, est percé d'un trou. fig 1C. Le clapet (5) est monté sur l'élément (6 ) le diamètre intérieur du clapet passe a travers le corps (6) et prend appui sur la collerette de cette élément (6) et le clapet (5) et maintenu par le ressort de poussé (7) dans sa position fig 1C. En position repos le clapet prend appui sur son périmètre sur la valve (8) et rend le thermostat étanche.lors de mise en sécurité (ou régulation ) le clapet (8) se retourne brusquement sans modifier sa position d'appui, relative a l'élément (6) libérant le passage du flux à réguler. fig 4C. Exemple de montage n"2 le clapet (5) et un disque embouti en forme d'assiette, et percé d'un trou. fig td..le clapet est serti sur le buttoir (4) par son diamètre intérieur laissant le clapet du diamètre intérieur au diamètre extérieur. Le clapet (5) prend appu:idsur la valve (8) sur son périmètre, ce dispositif ainsi assemblé et en position repos fig 1D. En cas de mise en sécurité ou de régulation du dit clapet, les fonctions du dispositif sont idem à l'exemple de montage 1. Fonction de la butée 3 Elle à pour fonction de réarmer le clapet (5) si l'élément sensible (6) pousse l'ensemble valve (8), clapet (5), buttoir (4) jusqu'au contact du clapet (5) et de la butée (3) .fig 3D. La fonction de la butée (3) est aussi de maintenir le clapet (5) (en cas de surchauffe indépendante du thermostat) en position normal fermé fig 3D. Lorsque la température des flux à réguler est basse, le thermostat muni du dispositif de sécurité est fermé fig 1C et fig ID. La température du flux à réguler augmente jusqu'à réaction de l'élément sensible (6), cet élément pousse sur l'axe (2), celui-ci prisonnier entre l'élément sensible (6) et le butoir (4). L'élément sensible (6) entraîne la valve de fermeture (8) ainsi que le clapet de sécurité (5) de par sa conception. Fig 2C. La régulation peut se faire normalement. Après refroidissement du flux à réguler l'élément sensible (6) ne réagit plus, le ressort de poussée (7) ramène l'ensemble à la position initiale de fermeture Fig 1C et Fig 1D. Lors d'une panne momentanée du thermostat (élément sensible ou autre) la température du flux augmente. En effet le thermostat étant fermé, le circuit de refroidissement est coupé. Lorsque la température du flux atteint le seuil de la température de sécurité prédéterminée, le clapet de sécurité (5) se met en position de sécurité. Fig 4C et Fig 4D. Le circuit de refroidissement redevient alors opérationnel (Le flux passe à travers la valve de fermeture (8). n est à noter que si la panne de l'élément sensible (6) ou autre est momentanée et que le thermostat reprend sa fonction normale, l'élément sensible (6) reprend alors ses fonctions en entraînant la valve de fermeture (8) ainsi que le clapet de sécurité (5), celui-ci vient se réarmer contre la butée de réarmement automatique (3). Fig 3C et Fig 3D. Ce qui permet au thermostat de reprendre toutes ses fonctions initiales. Après refroidissement du flux le thermostat est en position normalement fermée .Fig 1C et Fig 1D. Lors d'une surchauffe indépendante du thermostat, ce dit thermostat est en position d'ouverture maximum Fig 3C et Fig 3D, la température étant proche de la température de sécurité du clapet (5) ou l'ayant dépassée, la butée de réarmement (3) maintient le clapet de sécurité (5) en position fermée Fig 3C et Fig 3D. Le thermostat tétant pas mis en cause, le dispositif de sécurité est neutralisé temporairement, le thermostat reprend ses fonctions initiales. Ce dispositif permet de plus le déclenchement du clapet de sécurité (5) très proche (voir identique) des températures de fonctionnement de la régulation du thermostat. La fonction du dispositif de réarmement, dans tous les cas, ne neutralise pas la fonction de sécurité du clapet (5) ni celle du thermostat, donc tous déclenchements intempestifs ou non du clapet (5), (dû à des surchauffes momentanées telles que, temps de réponse de l'élément sensible (6) ouverture trop lente de la valve de fermeture par rapport à la montée en température du moteur ou analogue ou après l'arrêt du moteur ou analogue, le flux ne circulant plus, cela provoque une élévation de température proche des températures critiques), n'altèrent en aucun cas les fonctions du dispositif objet du brevet ni celles du -dit thermostat. Ce dispositif à la particularité, en cas de surchauffe due à un facteur indépendant au thermostat, exemple cité ci-dessus ( élément sensible fonctionnel), de ne pas déclencher le clapet de sécurité (5) car la butée de réarmement (3) maintient ce clapet (5) en position normale Fig 3C et Fig 3D. Ce dispositif à la particularité de plus, d'avoir des températures de fonctionnement du clapet de sécurité (5) très précises et instantanées. Ce dispositif est considéré comme un double régulateur thermique et en cas de panne momentanée ou non, le régulateur clapet (5) devient organe de sécurité. En effet le clapet (5) peut se déclencher plus rapidement que l'élément thermique (et cela dans les cas cités ci-dessus ou autres) favorisant ainsi une régulation indépendante de la fonction de l'élément sensible du dit thermostat. Ce dispositif à la particularité d'avoir uniquement un seul déplacement lors de sa mise en sécurité, (ou régulation comme citée ci-dessus) celui du clapet de sécurité (5) . Ce dispositif à la particularité lors de sa mise en sécurité que toutes ses pièces et fixations restent solidaires de l'ensemble thermostat. Le clapet de sécurité (5) reste mécaniquement lié à l'ensemble. Ce dispositif reste fonctionnel quelque soit les sens de flux et de pression qui le traversent. Ce dispositif comporte un clapet bilames thermostatique à retournement brusque de sécurité (5) autonome dans sa fonction et développe sa propre énergie pour libérer la circulation du flux en cas de mise en sécurité de ce dit clapet. La mise en sécurité du clapet (5) se fait sans l'aide de ressort ni de pression de flux ou autres. Ce dispositif permet de plus, lors de sa mise en oeuvre (fabrication du thermostat) un contrôle à 100% des fonctions de sécurité et autres, cela sans nuire aux caractéristiques fonctionnelles du thermostat. Cet avantage permet d'avoir une fiabilité dans la qualité à 100% du thermostat équipé de ce dispositif. Cette fiabilité sécurise les prescripteurs ainsi que les constructeurs. Ce dispositif permet de plus, la livraison de ce type de thermostat (équipé du dispositif objet du brevet) en position de déclenchement de sécurité (clapet de sécurité (5) ouvert) et ce pour faciliter et simplifier les dégazages (purge) du circuit de refroidissement du moteur ou analogue. De par sa conception le thermostat équipé du dispositif de sécurité clapet (5) reprend ses fonctions normales, (ré enclenchement) grâce à la butée de ré armement (3) dès que la température du moteur ou analogue atteint la température de ré armement. A ce jour, la mise en place des thermostats classiques, non équipés de ce dispositif, dans les circuits de refroidissement reste délicate et longue du fait que le thermostat est fermé. Les avantages apportés par cette invention sont: - Ce dispositif n'offre aucune résistance au fluide circulant donc sans diminution de débit en fonction normale. - Ce dispositif à un temps de réponse (bilames à retournement brusque instantané). - Ce dispositif peut être parfaitement étanche car le clapet (5) de sécurité peut être monté avec un joint et ce pour parfaire l'étanchéité du dit thermostat. - Ce dispositif peut être livré ouvert pour dégazage des circuits (clapet de sécurité (5) ouvert) se réarment à la première élévation normale de température du flux à réguler. -Un thermostat équipé de ce dispositif devient un thermostat à double régulateur thermique avec fonction de sécurité. - Ce dispositif (clapet bilames thermostatique (5)) est autonome dans sa fonction de sécurité et de régulation et n'a pas besoin de ressort de poussée ou de pression pour son déclenchement. - Ce dispositif permet d'adapter les sections de passage des flux suivant les besoins de débit, (lorsque la valve (5) est en sécurité) et ce en adaptant les surfaces du clapet (5) ainsi que la surface et le poinçonnage de la valve (8). Dans sa deuxième réalisation le dispositif de sécurité telle que mentionne l'invention substitut un principe ou système de régulation autonome intégrant ou non la sécurité mentionnée ci-dessus, à savoir: - que la valve de fermeture (8) est substituée par 1 ou plusieurs disques bilames (5) à retournements brusques, ayant pour particularité un enclenchement et un déclenchement à des températures prédéterminées. Ceci permet une régulation par un système de multi disques (5) mentionnés ci-dessus. Fig 5A et Fig 5B . Dans cette deuxième réalisation, les disques de régulation thermique se déclenchent à une température prédéterminée libérant le flux réfrigérant à travers le flasque (9) et se ré enclenchent à une température prédéterminée de manière à réguler le flux. Dans cette deuxième réalisation, le fait d'utiliser plusieurs disques de surface et de températures de fonctions différentes permet une régulation du flux dans la température et le débit très précise. Ce dispositif comporte un Bimétal de sécurité rearmable ce Bimétal peut-être en forme d'assiette ou autres .Son fonctionnement en position de retournement instantanée est de l'ordre du dixième de seconde . n permet une circulation du circuit de refroidissement immediate. En outre il permet un déclenchement (retournement à des températures très précise inférieures a 1 CO,)Les températures de fonction de ce dispositif sont de -40 C" à 350 C". Ce clapet (5) permet à toutes les conception de thermostats ,avec un choix judicieux de positionnement de celui-ci d'obtenir une double régulation avec ou sans sécurité . Ce clapet (5) peut-être fixé sur la valve d'ouverture (8) soit par sertissage soit par un autre mode. Sur la fig lc par exemple la fixation et fait par le ressort de poussé (7). Les modes de réalisation de valve (8) sont multiples il est essentiel que le poinçonnage de celles-ci permet la libre circulation des fluides a travers elles (uniquement lorsque le clapet (5) et en position de retournement sécurité fig 4c). Fonctionnement du bimetal.clapet 5. Le Bimétal de par sa conception modifie sa géométrie à des températures pré détermine es. - température de retournement en position de sécurité fig 4C. - température de reanclanchement en position marche normale fig 1C: Le clapet (5) peut-être autonome dans ses fonctions de réarmement et de retournement et cela à des températures prédéterminées ,sans raide d' une butée ou autres ,comme montré dans une des realisations possible fig 5A, 5B. les figures fig 1C, fig l.lC, fig 2C, fig 3C, fig 4C, fig 1D, fig I.1D, fig 2D, fig 3D, fig 4D, fig 5A, fig 5 B, montrent plusieurs réalisations parmi d'autres avec ré armement du clapet (5) par la butée (3). Le mode de réalisation de la butée (3) est multiple ,dans une réalisation possible cette butée (3) et représentée sous forme de ressort. Il est important que quelque soit le mode de réalisation de cette butee (3) il permet un ré réarmement de la sécurité à une température prédéterminée, lorsque la surchauffe est indépendante du thermostat , thermostat fonctionnel position ouvert.Cette butée (3) doit aussi neutralisée le clapet (5) en position de fermeture dans les cas cités ci-dessus. Cette butée (3) doit-etre capable d'absorber la surcourse de élément sensible sans détériorer le dispositif. La butée (3) doit se rétracteur tout en maintenant une pression suffisante sur le clapet (5) pour le maintenir fermé sur la valve (8) REVENDICATIONS 1) Dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un clapet dit bilames thermostatique à retournement brusque (5) ou cloquant. 2) Dispositif selon la revendication N"1, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet(S) bilames thermostadque à retournement. brusque ce dit clapet étant un régulateur thermique donc les thermostats équipés de ce dispositif sont des thermostats à doubles régulations et de sécurité. 3) Dispositif selon la revendication N" 1, caractérisé en ce qu'il comporte un déclenchement brusque et ce sans désolidarisé aucune pièce du thermostat Le clapet bilames thermostatique à retournement brusque (5) reste lié mécaniquement à l'ensemble. 4) Dispositif selon la revendication N" 1, caractérisé en ce qu'il comporte une butée (3) de réarmement automatique qui , lors d'un dépassement de température prédéterminée sur un thermostat fonctionnel et en position d'ouverture, neutralise temporairement le dispositif de sécurité en position fermée. Ce dispositif reste opérationnel quel que soit le nombre d'enclenchement et de déclenchement du clapet de sécunté (5). 5) Dispositif selon la revendication N" 1, caractérisé en ce qu'il comporte un;:clapet bilames thermostatique à retournement brusque de sécurité (5kantonome dans sa fonction et développe sa propre énergie pour libérer la circulation du flux 6) Dispositif selon la revendication N" 1, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet bilames thermostatique à retournement brusque de sécurité (5) seul élément à se déplacer lors de la mise en sécurité du dispositif 7) Dispositif selon la revendication N" 1, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet qui peut être monté avec un joint pour parfaire 11 étanchéité du thermostat 8) Dispositif selon la revendication N" 1, caractérisé en ce qu'il comporte que la section du clapet de sécurité (5) ainsi que la section de la valve de fermeture (8) sont adaptées suivant les besoins de débit en position de sécurité. 9) Dispositif selon la revendication N" 1, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet de sécurité (5) réglé pour des températures de fonctions très précises et pouvant être très proches des températures de fonctions du thermostat, voir identique. 10) Dispositif selon la revendication N" 1, caractérisé en ce qu'il comporte une valve de fermeture (8) étanche sur sa portée et poinçonnée pour le passage des flux. 11) Dispositif selon la revendication N"1, caractérisé en ce qu'il comporte un clapet de sécurité (5) réglé pour un déclenchement très précis et proche de la température de fonctionnement du thermostat de façon à éliminer les risques de mise en sécurité trop tardives. 12) Dispositif suivant les revendications N"1 à 11 caractérisé en ce que le dit thermostat peut-être mis en service avec le clapet (5) en sécurité, pour faciliter le dégazage (purge ) du circuit .Le clapet (5) reprend sa position normale à la première mise en chauffe du circuit.