Brevet FR2733566A1 — publié le 19961031

VANNES 2,3 ET 4 VOIES A AUTORITE ADAPTABLE Il existe actuellement dans le commerce des vannes 2. 3 et 4 voies qui s'utilisent dans le domaine de la régulation, que se soit industriel ou domestique. Le rôle de ces vannes, et plus particulièrement les vannes 3 et 4 voies, est de pouvoir réguler, sur un circuit la température du fluide caloporteur à destination des émetteurs de calories. Ces vannes permettent principalement de faire évoluer, de 0 à 100 % la proportion de fluide directement issu du générateur d'énergie dans le circuit de déperdition de calories (par exemple, radiateurs, plancher chauffant, aérotherme, échangeur pour eau chaude sanitaire). Le fluide caloporteur circule dans les conduites gracie à une pompe de circulation, pompe qui propulse le fluide dans les canalisations. Ces vannes s'utilisent de même dans le domaine de la climatisation. en régulation chaud et froid sur fluide gazeux, liquide ou émulsion. Il s'avére que pour satisfaire la précision de la régulation (ces vannes peuvent être motonsées) en fonction des différentes installations, (trois types pnncipaux se dégagent dans le chauffage domestique : installation neuve avec radiateurs. plancher chauffant et rénovation), ces vannes doivent avoir, pour chacun des différents types de circuits, un coefficient de perte de charge traduit par la notion d'autorité . Cette notion d'autorité se concrétise par le fait que le réglage de l'angle d'ouverture de la anne de sa position fermée à ouverture complète induise une variation de débit linéaire du fluide à diluer (ex sur position I, 10 % du débit. sur VII, 70 O/o du débit). Cette notion est aussi représentée par un coefficient appelé Kvs. La traduction du probléme évoqué s'image fort bien dans la réalité ' une installation existante où le client constate que sur la position 0, il n'y a pas de chauffage et sur la position I, il a beaucoup trop chaud. alors que les graduations permettent une variation jusqu'à X. Cela vient du fait que la vanne à été mal calibrée ( autorité )) inadaptée). On trouve donc sur le marché domestique trois types de vannes, en général moulées en laiton ou en fonte. Mais ces vannes sont unique (en ce qui concerne leur autorité ) et il faut donc avoir 3 vannes pour un diamétre donné en stock (3 types d'autorité ) pour répondre à la demande. Il faut noter que la notion section de passage du fluide, profil actuellement solidaire du corps de la vanne (réalisé lors du moulage). Egalement, les vannes domestiques actuellement sur le marché proposent des courbes d'évolution % eau de chaudière dans débit installation par rapport à position de vanne (de 0 à X) qui ne sont pas linéaires sur toute la courbe (type hystérésis), mais uniquement sur une partie de celle-ci. La plus grande variation de % (sensible) ne se fait pas sur toute la plage de réglage, mais uniquement sur la partie linéaire de la courbe. On n'utilise donc pas toute la plage de régulation de maniére satisfaisante. La présente invention permet, à coût modique (car ce n'est pas le corps de la vanne dans ce cas qui conditionne le Kvs). de proposer une solution adaptée à chaque situation. La courbe idéale est une droite. allant de 0 % pour une position fermée (position 0), c'est à dire débit uniquement sur le circuit radiateur, à 100 % pour la position d'ouverture maximum (position X), débit passant intégralement par le générateur d'énergie. La faculté d'avoir une évolution proportionnelle permet un réglage cohérent de l'adaptation à la demande et l'assurance d'absence de La présente invention permet, dans un corps de vanne standard, de pouvoir adapter Cette invention permet de même de réduire le stock de vanne. car un seul corps de vanne peut répondre à toutes les demandes de type d'autorité par simple adjonction d'une pièce, très simple à mettre en oeuvre. et qui ne nécessite pas le démontage des conduites dans l'éventualité d'une adaptation après installation. Cette vanne peut etre moulée sous presslon en polyéthylène armé. résistant à la chaleur et l'eau. Une autre caracténstique de cette invention est de pouvoir observer éventuellement l'écoulement du fluide. et par là mème. de devenir simultanément un controleur visuel de débit. Les différentes figures qui sulvent illustres les différentes façons d'adapter On appellera autonté > ) pour toute la suite de la descnption. le fait de l'incidence de l'angle de rotation de la palette mobile (9) sur la variation de la proportion de débit retour circuit de déperdition des calones et débit Issu du départ du générateur d'énergies. fluides chaud et froid se mélangeant pour partir vers le circuit de déperdition. Les figures I et 2 représentent les quatre éléments pnnclpaux qui constituent une vanne avec autorité > > adaptable. La pièce (2) représente le corps de la vanne. Ce corps peut ètre obtenu par moulage de quelque matière que ce soit (aluminium. fonte. acier. verre. plastique. etc..). opaque ou transparente. ou obtenu par usinage sur machine avec raccordements (6) aux tuyautenes. La pièce (9) la palette rotative. mobile autour d'un axe. La plaque (11) de fermeture. opaque ou transparente. Cette plaque (11) assure l'étanchéité sur le corps de vanne par le Joint (13). Les pièces (1). (3) et (4) objets de l'invention pour l'adaptation de l'autorité . . Ces pièces ( 1). (3) et (4) sont différentes possibilités mécaruques et géométriques objets de l'invention. L'on constate ainsi que l'élément régissant l'autorité par la section (10) de passage du fluide n'est pas solidalre du corps de vanne. mais bien indépendant de ce dernier. Cette variation d'autorité est traduite par le profil d'ouverture de la section (10) de passage du fluide sur les pièces (1), (3) et (4) lorsque la palette (9) mobile varie d'angle d'ouverture. La planche UV représente la vanne en coupe, vue de face et de dessus, Les planches IUV, 1111V et lVlV reprennent les différentes géométries possibles de sections de passage du fluide, par des moyens mécaniques différents (tube, opercules, feuillard) Pour le tube ou cylindre(l): La figure nO 3.0 représente un exemple de sections (10) circulaires sur les 4 faces. La figure n" 3.1 représente un exemple de sections (10) circulaires et triangulaires arrondies, La figure nO 3.2 représente un exemple de sections (10) triangulaires, La figure nO 3.3 représente un exemple de sections (10) elliptiques horizontales, La figure n" 3.4 représente un exemple de sections (10) par fentes horizontales. La figure nO 3.5 représente un exemple de sections (10) mélangées diverses, La figure nO 4 représente un exemple de sections (10) circulaires sur 3 faces seulement, solution retenue pour l'utilisation en vanne 3 voies (la 4émue conduite inutilisée est équipée d'un bouchon). Pour l'opercule (4): La figure n" 5 représente l'opercule positionné dans son logement, en butée sur l'épaulement (5), La figure n 6.0 représente un exemple de section (10) elliptique, La figure n 6.1 représente un exemple de section (10) triangulaire arrondie, La figure n 6.2 représente un exemple de section (10) à multiples trous. Pour le feuillard (3) représenté en développé: La figure n 7.0 représente un exemple de sections (10) alternées circulaires et triangulaires arrondies. La figure n 7.1 représente un exemple de sections (10) elliptiques. La figure n 7.2 représente un exemple de sections (10) triangulaires. La figure n 7.3 représente un exemple de sections ( 10) quelconques mélangées. Le positionnement du feuillard se fait en l'enroulant sur lui-même et en le positionnant dans l'alésage du corps de la vanne. La palette rotative vient se positionner à l'intérieur. Cette solution permet un usinage facile des sections de passage (découpe laser, emboutissage). Tous panachages et possibilités de géométrie de passage (10) sont possibles à mettre en oeuvre. Nous ne décnrons pas la multitude de possibilités. mais savons qu'elles sont possibles. On remarquera qu'il est également possible de 'superposer' des sections de passage (tube et feuillard, feuillard et opercules. tube et opercules par exemple). 'Le profil de la palette mobile peut être de la forme d'une hélice (fig. 9) de manière à exploiter au maximum le décalage des sections de passage. Le cylindre (1) pourra être rigide ou coupé sur sa longueur dans l'axe de ce demier. Pour le fixer et le maintenir dans son logement (éviter qu'il ne tourne), une solution est de le munir d'un épaulement (8) venant se positionner dans une gorge de l'alésage. En le glissant par dessus, I'épaulement empèche le cylindre (1) de tourner, Une autre solution est que son diamètre étant légèrement supérieur à celui du logement dans lequel il s'insère, c'est en pressant les deux parties du cylindre (1) qu'il peut être positionné. Il se maintien dans son logement gracie à la force résiduelle exercée sur les parois latérales de son logement. Les sections (10) de passages peuvent êtres identiques sur les trois ou quatre conduites, ou tout simplement différentes, par exemple des ellipses pour le départ chaudière et retour radiateur et fentes verticales pour le retour vers la chaudière et départ radiateurs, ou autre exemple, pas d'opercules sur le départ vers les radiateurs et sur le retour vers la chaudière et présence d'opercules sur le départ chaudière et retour radiateurs. Tous panachages sont possibles à mettre en oeuvre. Les opercules (4) se mettent en place par clipsage. vissage ou tous autres moyens permettant leurs interchangeabilités. Ces opercules peuvent de la même manière se positionner directement sur le cylindre (1), et non sur le corps de vanne (2). Il existe. dans le logement prévu, une section permettant la pose de l'opercule (4) de manière à se qu'il ne tourne pas tout seul autour d'un axe parallèle à l'axe de la conduite (6)(fig. 5), dans ce cas , ces opercules (4) sont obtenus par moulage, usinage ou emboutissage. Ils peuvent avoir un contour extérieur hexagonal, carré, rectangulaire ou toutes autres formes ne permettant pas la rotation dans son logement. La surface de l'opercule (4) regardant l'intérieur de la vanne, c'est à dire l'endroit où se trouve la palette (9) mobile, est de préférence arrondie de manière à ce qu'il y ait continuité de surface intérieure. Il peut exister un léger retrait de manière à ce que la palette mobile (9) ne bute sur une aspérité de l'opercule (4) lorsqu'elle est en mouvement. De même, une butée (5) dans le corps de la vanne permet de maintenir l'opercule (4). Il est possible que la plaque (11) de fermeture soit transparente. avec joint d'étanchéité (13), et de pouvoir visualiser l'écoulement du fluide grâce à un éclairage à l'aide d'une lampe électrique par exemple, ou d'illuminer l'intérieur de la vanne grâce à un systeme d'éclairage propre (fig. 8). Une pile ou une relation au secteur permet, par l'intermédiaire d'un interrupteur positionné de préférence sur-le corps de vanne. d'activer l'ampoule (15) qui permet l'éclairage de la cavité de passage du fluide. Une autre façon (fig. 8.2)de faire est de positionner l'ampoule (16) sur l'axe même de la palette mobile (9), dans son milieu par exemple. Cette solution permet. avec une seule ampoule (16). d'éclairer de part et d'autre de la palette. Une autre caractéristique est que la palette (9) mobile possède (fig.8), sur la partie face à la plaque (il) de fermeture transparente. une fonction de nettoyage de la paroi. En effet, I'eau de chauffage ayant une forte tendance à encrasser, il faut assurer. sans démonter l'ensemble, le nettoyage de la paroi (11) servant à la visualisation de l'écoulement. Pour ce faire, un élément frottant (14) (un petit balai, un caoutchouc ou toute autre matière malléable) peut être fixé sur la palette (9) mobile. Lorsque la palette (9) tourne, elle frotte, par l'intermédiaire de la pièce (14) nettoyante. la surface intérieure de la plaque de fermeture (11). Le nettoyage s'effectue donc. De même, une autre caractéristique de ce corps de vanne est de posséder deux types de fixations des conduites, c'est-à-dire simultanément un taraudage (7) intérieur (en 26/34 par exemple) et un filetage (12) extérieur (en 40/49 par exemple). Le filetage extérieur permet de fixer directement un raccord démontable. avec le joint plat portant directement sur le corps de la vanne. Ce corps de vanne possède également une section. permettant d'y fixer une clef plate ou clef à molette afin de faciliter le serrage des raccords. Cette section se trouve sur les parties servant au raccordement (6) des conduites dans le cas d'un taraudage (7) intérieur uniquement. REVENDICATIONS 1- Vanne 2, 3 ou 4 voies pour fluide liquide ou gazeux à palette rotative caractérisée en ce que les formes des sections de passage du fluide sont définies par un ou plusieurs éléments amovibles. indépendants du corps principal et placés sur le parcours d'écoulement du fluide. 2- Elément amovible selon la revendication 1 et caractérisé en ce qu'il peut être de géométrie: - Cylindrique avec sections de passage sur le pourtour. - Feuillard à enrouler avec sections de passage quelconques. - Opercule à positionner avec section de passage quelconque. 3- Vanne 2, 3 ou 4 voies selon l'une quelconque des revendications précédentes et caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de visualisation par transparence de l'écoulement du fluide, 4- Vanne 2, 3 ou 4 voies selon l'une quelconque des revendications précédentes et caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen d'éclairage propre de l'écoulement du fluide. - Eclairage positionné sur la plaque de fermeture, - Eclairage positionné sur la palette rotative. 5- Vanne 2, 3 ou 4 voies selon l'une quelconque des revendications précédentes et caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen positionné sur la palette rotative de nettoyage interne de la plaque de fermeture. 6- Vanne 2. 3 ou 4 voies à palette rotative selon l'une quelconque des revendications précédentes et caractérisée en ce que la palette rotative peut être de forme hélicoïdale,