Brevet FR2857722A1 — publié le 20050121

VANNE DE MELANGE La présente invention est relative à une vanne de mélange et son dispositif de commande et d'entraînement permettant le pilotage d'un boisseau limitant, en fonction de sa position axiale, 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 mélangé à partir d'eau chaude et d'eau froide à une température de consigne Tco préalablement réglée et de maintenir cette température constante. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un raccord 15 comprenant une entrée d'eau froide formée par un premier tuyau, une entrée d'eau chaude réalisée par un second tuyau et une sortie d'eau mélangée constituée par un troisième tuyau, d'un dispositif de commande et d'entraînement constitué d'un moteur pas à pas permettant le déplacement angulaire autour de son axe principal d'un boisseau guidé à l'intérieur d'un logement du raccord et une 20 sonde thermostatique contrôlant la température d'eau mélangée Tm à la sortie du tuyau par rapport à la température de consigne Tco préétablie. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un dispositif de commande et d'entraînement qui est constitué d'un moteur pas à pas traversé par 25 une vis filetée, d'un boîtier ouvert permettant la mise en place et le guidage axial dudit moteur, et d'une biellette raccordant le boîtier portant le moteur au boisseau. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un raccord qui comprend une platine solidaire de deux doigts cylindriques s'étendant à partir de 30 ladite platine suivant une direction perpendiculaire au plan contenant ladite platine, lesdits doigts cylindriques étant disposés dans des plans parallèles afin de recevoir les extrémités de la vis filetée du moteur pas à pas. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un dispositif de 35 commande et d'entraînement dont la vis filetée traversant le moteur pas à pas comprend une première extrémité percée d'un trou pour venir s'accrocher sur un doigt cylindrique solidaire du raccord et une seconde extrémité en forme de pointe destinée à venir coopérer à l'intérieur d'un doigt cylindrique solidaire du raccord. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un boisseau qui est constitué de 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. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un boisseau dont le 45 doigt cylindrique comprend sur son pourtour externe un méplat. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un dispositif de commande et d'entraînement dont la biellette comprend à l'une de ses extrémités un trou présentant dans sa partie interne un méplat de profil complémentaire à celui du doigt cylindrique afin de relier le dispositif de commande et d'entraînement au boisseau. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un dispositif de commande et d'entraînement dont le boîtier coopère avec la biellette par l'intermédiaire d'un axe fileté coulissant au moyen d'un guide annulaire dans une 10 lumière oblongue ménagée dans ladite biellette à l'opposé du trou. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte une biellette dont la lumière oblongue est percée dans le corps de la biellette de manière que son axe de plus grande longueur passe par le centre du trou. 15 La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un dispositif de commande et d'entraînement dont le boîtier présente une forme parallélépipédique ouverte dans sa partie supérieure et comportant deux espaces séparés par une cloison pour la mise en place et le guidage du moteur pas à pas, 20 tandis que les faces périphériques de plus grande dimension du boîtier comprennent chacune une échancrure pour le passage de la vis filetée. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un raccord dont les premier et second tuyaux comprennent respectivement un alésage interne 25 communiquant l'un avec l'autre au niveau d'un logement cylindrique recevant le boisseau, tandis que le troisième tuyau comprend un alésage interne qui débouche dans le logement cylindrique dans le prolongement de l'alésage interne du second tuyau. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un raccord dont les alésages internes de chaque tuyau coopèrent respectivement avec un clapet antiretour maintenu en translation à l'opposé du logement cylindrique par l'intermédiaire d'un élément cylindrique creux. La vanne de mélange suivant la présente invention comporte un raccord dont l'alésage interne du troisième tuyau comprend à proximité du logement cylindrique une chambre de mélange dans laquelle est positionné un dispositif de sécurité à capsule de cire agencé avec un clapet à ressort permettant de fermer la sortie d'eau mélangée du tuyau, lorsque cette dernière présente une température Tm 40 supérieure à une température de sécurité Ts. 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 45 procurer: Figure 1 est une vue en perspective éclatée illustrant la vanne de mélange suivant la présente invention. Figure 2 est une vue en perspective éclatée montrant le dispositif d'entraînement de la vanne de mélange suivant la présente invention. Figure 3 est une vue en perspective représentant la vanne de mélange suivant la présente invention. Figure 4 est une vue en coupe illustrant la vanne de mélange suivant la présente invention. On a montré en figures 1 à 4 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, de manière non limitative, d'un premier tuyau 15 cylindrique 5 formants l'entrée d'eau 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 30 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 35 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 40 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 45 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. 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. 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. Le boisseau 4 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. Le doigt cylindrique 33 est percé en son milieu d'un alésage fileté 34, tandis que 25 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 30 logement 8. La biellette 27 comporte à l'une de ses extrémités un trou 38 présentant dans sa 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 35 boisseau 4. La biellette 27 est retenue sur le doigt cylindrique 33 du boisseau 4 par 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. 40 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 4 à l'intérieur de son logement cylindrique 8. 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 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 5 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 10 mise en place et le guidage du moteur pas à pas 24. Les faces périphériques de plus grande dimension du boîtier 26 comportent 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 15 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 entre les doigts cylindriques 10,11. Le mouvement longitudinal du moteur pas à pas 24 le long de la vis filetée 25 est 20 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 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 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. 30 En effet, la rotation angulaire du boisseau 4 à l'intérieur du logement 8 permet de présenter le profil particulier de la jupe centrale 32 en face des alésages internes 12 et 13 des entrées d'eau froide et d'eau chaude afin d'ouvrir ou de fermer plus ou moins chaque alésage en fonction de la correction de la température Tm à 35 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 40 sortirait pas en remplaçant les détails d'exécutions décrits par tout autre équivalent. REVENDICATIONS 1. 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), caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de commande et d'entraînement (3) constitué d'un moteur pas à pas (24) permettant le déplacement angulaire autour de son axe principal d'un boisseau (4) guidé à l'intérieur d'un logement (8) du raccord (2) et une sonde thermostatique (23) contrôlant la température d'eau mélangée 15 Tm à la sortie du tuyau (7) par rapport à la température de consigne Tco préétablie. 2. Vanne de mélange suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de commande et d'entraînement (3) est constitué d'un moteur pas à 20 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). 3. Vanne de mélange suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le 25 raccord (2) comprend une platine (9) solidaire de deux doigts cylindriques (10, 11) s'étendant à partir de ladite platine suivant une direction perpendiculaire au plan contenant ladite platine, lesdits doigts cylindriques (10, 11) étant disposés dans des plans parallèles afin de recevoir les extrémités de la vis filetée (25) du moteur pas à pas (24). 4. Vanne de mélange suivant la revendication 2, caractérisée en ce que 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 un doigt cylindrique (10) solidaire du raccord (2) et une seconde extrémité (29) en forme de pointe 35 destinée à venir coopérer à l'intérieur d'un doigt cylindrique (11) solidaire du raccord (2). 5. Vanne de mélange suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le boisseau (4) est constitué de deux disques parallèles (30, 31) séparés par une 40 jupe centrale (32) et d'un doigt cylindrique (33) s'étendant à partir du disque (31) en direction de l'extérieur du boisseau. 6. Vanne de mélange suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le doigt cylindrique (33) comporte sur son pourtour externe un méplat (35). 45 7. Vanne de mélange suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la biellette (27) comporte à l'une de ses extrémités un trou (38) présentant dans sa 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). 8. Vanne de mélange suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le boîtier (26) coopère avec la biellette (27) par l'intermédiaire d'un axe fileté coulissant au moyen d'un guide annulaire (41) dans une lumière oblongue (42) 10 ménagée dans ladite biellette à l'opposé du trou (38). 9. Vanne de mélange suivant la revendication 8, caractérisée en ce que 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). 15 10.Vanne de mélange suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le boîtier (26) présente une forme parallélépipédique ouverte dans sa partie supérieure et comportant deux espaces (43, 44) séparés par une cloison (45) pour la mise en place et le guidage du moteur pas à pas (24), tandis que les 20 faces périphériques de plus grande dimension du bottier (26) comprennent chacune une échancrure (46, 47) pour le passage de la vis filetée (25). 11.Vanne de mélange suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le raccord (2) comporte des premiers et seconds tuyaux (5, 6) comprenant 25 respectivement un alésage interne (12, 13) communiquant l'un avec l'autre au niveau d'un 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). 12.Vanne de mélange suivant la revendication 11, caractérisée en ce que les alésages internes (12, 13) de chaque tuyau (5, 6) coopèrent respectivement avec un clapet anti-retour (15, 16) maintenu en translation à l'opposé du logement cylindrique (8) par l'intermédiaire d'un élément cylindrique creux (17, 35 18). 13.Vanne de mélange suivant la revendication 11, caractérisée en ce que 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 40 dispositif de sécurité à capsule de cire (20) agencé avec 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.