Brevet FR2857721A1 — publié le 20050121

i BOISSEAU POUR VANNE DE MELANGE La présente invention est relative à un boisseau pour vanne de mélange permettant en fonction de sa position axiale de limiter le passage d'eau froide et/ou d'eau chaude à mélanger dans ladite vanne. La vanne de mélange suivant la présente invention permet de produire un fluide 10 mélangé à partir d'eau chaude et d'eau froide à une température de consigne Tco préalablement réglée et de maintenir cette température constante. Le boisseau pour vanne de mélange suivant la présente invention comporte une jupe centrale présentant en coupe un profil dit en tête d'oiseau afin de limiter 15 au maximum les perturbations de l'écoulement d'eau chaude et d'eau froide à l'intérieur du raccord et ce, quelle que soit la position angulaire du boisseau à l'intérieur dudit raccord. Le boisseau pour vanne de mélange suivant la présente invention est constitué de 20 deux disques parallèles séparés par une jupe centrale et d'un doigt cylindrique s'étendant à partir du disque en direction de l'extérieur du boisseau. Le boisseau pour vanne de mélange suivant la présente invention comporte une jupe centrale qui est constituée à partir du centre C du boisseau d'un premier 25 secteur périphérique de forme convexe en portion de cercle de rayon r identique à celui des disques parallèles, d'un second secteur de forme concave à profil courbe prolongeant le premier en direction de l'intérieur du boisseau et d'un troisième secteur à profil courbe raccordant les deux premiers. Le boisseau pour vanne de mélange suivant la présente invention comporte une jupe centrale dont le second secteur présente un rayon de courbure a qui est inversé par rapport au premier r. Le boisseau pour vanne de mélange suivant la présente invention comporte une 35 jupe centrale dont le troisième secteur présente, à partir du premier secteur, un premier profil courbe concave de rayon de courbure b et un second profil courbe convexe de rayon de courbure e permettant le raccordement avec le deuxième secteur. Le boisseau pour vanne de mélange suivant la présente invention comporte une jupe centrale dont le troisième secteur présente, à partir du second profil courbe convexe de rayon de courbure e un troisième profil courbe concave de rayon de courbure f permettant le raccordement avec le deuxième secteur. Le boisseau pour vanne de mélange suivant la présente invention comporte une jupe centrale dont le troisième secteur est constitué de trois profils à rayon de courbure b. e et f de centre différent. Le boisseau pour vanne de mélange suivant la présente invention comporte une jupe centrale dont le troisième secteur présente un profil à double rayon de courbure afin de définir à l'intérieur du boisseau et au niveau du raccordement avec le second secteur un profil en forme de pointe. Le boisseau pour vanne de mélange suivant la présente invention comporte une jupe centrale dont le doigt cylindrique est percé en son milieu d'un alésage fileté, tandis que son pourtour externe présente un méplat. Le boisseau pour vanne de mélange suivant la présente invention est introduit à l'intérieur dans un logement cylindrique ménagé à l'intérieur du raccord de manière que le doigt cylindrique sorte à l'extérieur dudit logement pour traverser le trou central d'une platine venant se fixer sur le raccord pour fermer ledit logement. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Figure 1 est une vue en perspective éclatée illustrant la vanne de mélange suivant la présente invention. Figures 2 et 3 sont des vues représentant le boisseau de la vanne de mélange suivant la présente invention. Figure 4 est une représentation graphique donnant la température d'eau mélangée en fonction de la position du moteur pas à pas de la vanne de mélange suivant la présente invention. On a montré en figure 1 une vanne de mélange 1 comportant un raccord 2 en forme de T sur lequel est guidé un dispositif de commande et d'entraînement 3 destiné au pilotage d'un boisseau 4. Le raccord 2 est constitué d'un premier tuyau cylindrique 5 formant l'entrée d'eau 35 froide, d'un second tuyau cylindrique 6 disposé perpendiculairement au premier et formant l'entrée d'eau chaude et d'un troisième tuyau cylindrique 7 se trouvant dans le prolongement du second pour constituer la sortie du raccord 2 de l'eau mélangée. Le raccord 2 comporte au niveau de l'intersection du premier tuyau 5 et du second tuyau 6 un logement cylindrique 8 ouvert à l'une de ses extrémités et dirigé suivant une direction verticale et perpendiculaire aux axes principaux des tuyaux 5,6. Le raccord 2 comprend une platine 9, reliant le profil externe des tuyaux 5 et 7, qui est solidaire de deux doigts cylindriques 10, 11 s'étendant à partir de ladite platine suivant une direction perpendiculaire au plan contenant ladite platine. Les deux doigts cylindriques 10, 11 sont disposés dans des plans parallèles afin de recevoir le dispositif de commande et d'entraînement 3 permettant le pilotage en rotation du boisseau 4 à l'intérieur de son logement 8. Les premiers et seconds tuyaux 5, 6 comportent respectivement un alésage interne 12,13 communiquant l'un avec l'autre au niveau du logement cylindrique 8 recevant le boisseau 4, tandis que le troisième tuyau 7 comprend un alésage interne 14 qui débouche dans le logement cylindrique 8 dans le prolongement de l'alésage interne 13 du second tuyau 6. Les alésages internes 12, 13 de chaque tuyau 5, 6 coopèrent respectivement avec un clapet anti-retour 15, 16 qui est immobilisé en translation à l'opposé du logement cylindrique 8 par l'intermédiaire d'un élément cylindrique creux 17, 18. L'alésage interne 14 du troisième tuyau 7 comporte à proximité du logement cylindrique 8 une chambre de mélange 19 dans laquelle est positionné un dispositif de sécurité à capsule de cire 20 comprenant un clapet à ressort 21 permettant de fermer la sortie d'eau mélangée, du tuyau 7, lorsque cette dernière présente une température Tm supérieure à une température de sécurité Ts. 20 Le dispositif de sécurité 20 et le clapet 21 sont maintenus en position à l'intérieur de l'alésage interne 14 et de la chambre de mélange 19 par l'intermédiaire d'un élément cylindrique creux 22 solidaire d'une sonde 23 permettant de contrôler en permanence la température Tm de l'eau mélangée. 25 Le dispositif de sécurité 20 et le clapet 21 permettent de couper l'eau mélangée à la sortie du raccord 2 lorsque la température Tm devient supérieure à la température de sécurité Ts. Le dispositif de commande et d'entraînement 3 est constitué d'un moteur pas à pas 24 traversé par une vis filetée 25, d'un boîtier ouvert 26 permettant la mise en place et le guidage axial dudit moteur, et d'une biellette 27 raccordant le boîtier 26 portant le moteur 24 au boisseau 4. La vis filetée 25 traversant le moteur pas à pas 24 comporte une première extrémité 28 percée d'un trou pour venir s'accrocher sur le doigt cylindrique 10 et une seconde extrémité 29 en forme de pointe destinée à venir coopérer à l'intérieur du doigt cylindrique 11. La biellette 27 comporte à l'une de ses extrémités un trou 38 présentant dans sa partie interne un méplat 39. Le boîtier 26 coopère avec la biellette 27 par l'intermédiaire d'un axe fileté, non représenté, qui coulisse au moyen d'un guide annulaire 41 dans une lumière 45 oblongue 42 ménagée dans ladite biellette à l'opposé du trou 38. La lumière oblongue 42 est percée dans le corps de la biellette 27 de manière que son axe de plus grande longueur passe par le centre du trou 38. La liaison glissante 41, 42 entre le boîtier 26 et la biellette 27 permet de maintenir la vis filetée 25 dans une position adéquate par rapport au moteur pas à pas 24 lorsque ce dernier se déplace le long de ladite vis (figures 2, 3). Le boîtier 26 présente une forme parallélépipédique ouverte dans sa partie supérieure et présentant deux espaces 43, 44 séparés par une cloison 45 pour la mise en en place et le guidage du moteur pas à pas 24. Les faces périphériques de plus grande dimension du boîtier 26 comportent 10 chacune une échancrure 46, 47 pour le passage de la vis filetée 25. Le déplacement angulaire de la biellette 27, entraînant la rotation angulaire du boisseau 4 dans son logement 8, est obtenu par la translation longitudinale, soit à droite, soit à gauche du moteur pas à pas 24 le long de la vis filetée 25 retenue 15 entre les doigts cylindriques 10,11. On a représenté en figures 2 et 3 le boisseau 4 suivant la présente invention qui est constitué de deux disques parallèles 30, 31 séparés par une jupe centrale 32 et d'un doigt cylindrique 33 s'étendant à partir du disque 31 en direction de 20 I'extérieur du boisseau. La jupe centrale 32 présente en coupe un profil dit en tête d'oiseau constitué à partir du centre C du boisseau 4 d'un premier secteur périphérique 50 en portion de cercle convexe de rayon r identique à celui des disques parallèles 30, 31, d'un 25 second secteur 51 à profil courbe concave prolongeant le premier en direction de l'intérieur du boisseau et d'un troisième secteur 52 à profil courbe raccordant les deux premiers. Le second secteur 51 présente un rayon de courbure a qui est inversé par rapport 30 au premier r. Le troisième secteur 52 présente, à partir du premier secteur 50, un premier profil courbe concave de rayon de courbure b, un second profil courbe convexe de rayon de courbure e et un troisième profil courbe concave de rayon de courbure f 35 permettant le raccordement avec le deuxième secteur 51. On note que le troisième secteur 52 est constitué de trois profils de rayon de courbure b, e et f de centre différent. On remarque que le troisième secteur 52 présente un profil à triple rayon de courbure afin de définir à l'intérieur du boisseau 4 et au niveau du raccordement avec le second secteur 51 un profil en forme de pointe 53. Le doigt cylindrique 33 est percé en son milieu d'un alésage fileté 34, tandis que 45 son pourtour externe présente un méplat 35. Le boisseau 4 est introduit à l'intérieur du logement cylindrique 8 de manière que le doigt cylindrique 33 sorte à l'extérieur dudit logement pour traverser le trou central 36 d'une platine 37 venant se fixer sur le raccord 2 pour fermer ledit 50 logement 8. La biellette 27 comporte à l'une de ses extrémités un trou 38 présentant dans sa 5 partie interne un méplat 39 de profil complémentaire à celui 35 du doigt cylindrique 33, afin de relier le dispositif de commande et d'entraînement 3 au boisseau 4. La biellette 27 est retenue sur le doigt cylindrique 33 du boisseau 4 par 10 l'intermédiaire d'une vis de serrage, non représentée, qui vient en butée contre et au-dessus du trou 38 et se visser à l'intérieur de l'alésage fileté 34. La biellette 27 est guidée en rotation par l'intermédiaire d'une jupe 40 s'étendant autour du trou 36 de la platine 37, afin de pouvoir déplacer en rotation le boisseau 15 4 à l'intérieur de son logement cylindrique 8. On a montré en figure 4 une représentation graphique donnant la température d'eau mélangée en fonction de la position du moteur pas à pas 24 sur sa vis filetée 25. On constate une plus grande progressivité de la courbe pour le boisseau 4 (courbe avec point en forme de cercle) impliquant donc un gradient température/déplacement plus faible permettant une régulation en température plus fine. Ainsi, la forme particulière de la jupe centrale 32 du boisseau 4 permet de limiter au maximum les perturbations de l'écoulement d'eau chaude et d'eau froide à l'intérieur du raccord 2 et ce, quelle que soit la position angulaire du boisseau qui est déterminée par la position du moteur pas à pas 24 sur sa la vis filetée 25. 30 Le mouvement longitudinal du moteur pas à pas 24 le long de la vis filetée 25 est commandé par l'intermédiaire d'une carte électronique, non représentée, qui reçoit des informations provenant de la sonde 23 en fonction des variations possibles de la température Tm de l'eau mélangée qui ne doit pas être supérieure 35 et/ou inférieure à la température de consigne Tco préenregistrée sur la carte électronique. Ainsi, le moteur pas à pas 24 permet d'entraîner angulairement le boisseau 4 à l'intérieur du logement 8 et autour de son axe principal qui peut être vertical, afin 40 d'ouvrir plus ou moins soit l'entrée d'eau chaude, soit l'entrée d'eau froide en fonction de la correction de la température Tm à réaliser. En effet, la rotation angulaire du boisseau 4 à l'intérieur du logement 8 permet de présenter le profil particulier de la jupe verticale 32 en face des alésages internes 45 12 et 13 des entrées d'eau froide et d'eau chaude, afin d'ouvrir ou fermer plus ou moins chaque alésage en fonction de la correction de la température Tm à réaliser pour que cette dernière soit semblable à la température de consigne Tco préenregistrée. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécutions décrits par tout autre équivalent. REVENDICATIONS 1. Boisseau pour vanne de mélange permettant de produire un fluide mélangé à une température de consigne Tco préalablement enregistrée et de maintenir cette température constante, ladite vanne étant constituée d'un raccord (2) comportant une entrée d'eau froide formée par un premier tuyau (5), une entrée d'eau chaude réalisée par un second tuyau (6) et une sortie d'eau 10 mélangée constituée par un troisième tuyau (7), caractérisé en qu'il comporte une jupe centrale (32) présentant en coupe un profil dit en tête d'oiseau afin de limiter au maximum les perturbations de l'écoulement d'eau chaude et d'eau froide à l'intérieur du raccord (2) et ce quelle que soit la position angulaire du boisseau (4) à l'intérieur dudit raccord. 15 2. Boisseau pour vanne de mélange suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué de deux disques parallèles (30, 31) séparés par une jupe centrale (32) et d'un doigt cylindrique (33) s'étendant à partir du disque (31) en direction de l'extérieur du boisseau. 3. Boisseau pour vanne de mélange suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la jupe centrale (32) est constituée à partir du centre C du boisseau (4) d'un premier secteur périphérique (50) de forme convexe en portion de cercle de rayon r identique à celui des disques parallèles (30, 31), d'un second 25 secteur (51) de forme concave à profil courbe prolongeant le premier en direction de l'intérieur du boisseau et d'un troisième secteur (52) à profil courbe raccordant les deux premiers. 4. Boisseau pour vanne de mélange suivant la revendication 3, caractérisé en 30 ce que le second secteur (51) présente un rayon de courbure a qui est inversé par rapport au premier r. 5. Boisseau pour vanne de mélange suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le troisième secteur (52) présente, à partir du premier secteur (50), un 35 premier profil courbe concave de rayon de courbure b et un second profil courbe convexe de rayon de courbure e permettant le raccordement avec le deuxième secteur (51). 6. Boisseau pour vanne de mélange suivant la revendication 5, caractérisé en 40 ce que le troisième secteur (52) présente, à partir du second profil courbe convexe de rayon de courbure e un troisième profil courbe concave de rayon de courbure f permettant le raccordement avec le deuxième secteur 51. 7. Boisseau pour vanne de mélange suivant la revendication 6, caractérisé en 45 ce que le troisième secteur (52) est constitué de trois profils à rayon de courbure b e et f de centre différent. 8. Boisseau pour vanne de mélange suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le troisième secteur (52) présente un profil à triple rayon de courbure afin de définir à l'intérieur du boisseau (4) et au niveau du raccordement avec le second secteur (51) un profil en forme de pointe (53) . 9. Boisseau pour vanne de mélange suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le doigt cylindrique (33) est percé en son milieu d'un alésage fileté (34), tandis que son pourtour externe présente un méplat (35). 10. Boisseau pour vanne de mélange suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est introduit à l'intérieur d'un logement cylindrique (8) ménagé à l'intérieur du raccord (2) de manière que le doigt cylindrique (33) sorte à l'extérieur dudit logement pour traverser le trou central (36) d'une platine (37) venant se fixer sur le raccord (2) pour fermer ledit logement (8).