Brevet FR2853948A1 — publié le 20041022

AGENCEMENT POUR UNE BATTERIE DE ROBINET MELANGEUR MONOCOMMANDE ACTIONNEE PAR ROTATION SEULEMENT L'invention concerne un agencement applicable pour des robinets mélangeurs monocommande actionnés par rotation, et comprenant un disque d'entrée fixe et un de régulation rotatif agencés l'un sur l'autre. L'agencement 5 peut être utilisé pour la régulation de la quantité et la proportion de l'eau froide et chaude coulant à travers le système, et formant un joint plat. Le canal d'entrée pour l'eau froide qui est raccordé au réseau d'eau et le canal d'entrée pour l'eau chaude sont développés dans le disque 10 d'entrée fixe, alors que dans le disque de régulation rotatif se trouvent les canaux d'écoulement de l'eau froide et chaude. Les canaux d'écoulement de l'eau froide et chaude sont raccordés à un espace de mélange situé soit dans le disque de régulation, soit dans un élément 15 rotatif en liaison opérationnelle avec le disque de régulation et fixé au niveau du côté du disque de régulation en face du disque d'entrée. Sur l'extrémité opposée de l'élément rotatif vis-à-vis du disque de régulation, un bras de commande est fixé. Dans les batteries de robinet monocommande communes pourvues de joints plats faits d'un matériau céramique, il est souvent le cas qu'en raison des deux types de mouvement du bras de commande, il se déplace également dans l'autre direction lorsqu'on le déplace dans une 25 direction, ainsi son fonctionnement est ambigu. Afin d'éliminer cette instabilité dans son réglage, les batteries de robinet, robinets en bref, monocommande dits de sûreté sont apparus pour des applications spécifiques. Ils sont particulièrement nécessaires dans les hôpitaux, laboratoires o pour la stérilité, le bras de commande 5 est souvent déplacé par le métacarpe ou par l'avant-bras. De nombreuses solutions ont été développées pour fournir des robinets de sûreté tels que ceux décris dans les brevets DE-32 18 091, EP-0 557 696, EP-0 653 581, GB2 073 373, W099/31 417 ou WO-99/39 119, cependant, dans 10 tous ceux-ci, le bras de commande peut être tourné seulement dans la direction de rotation, ainsi les robinets fonctionnent seulement dans une série donnée de sorte que lors de la rotation du bras, d'abord l'eau froide commence à couler, et en le tournant davantage, de 15 plus en plus d'eau chaude est mélangée avec elle, jusqu'à ce que dans la position extérieure seulement de l'eau chaude coule. L'avantage de cette solution est que le robinet peut être ouvert seulement en ouvrant l'eau froide. En ce qui concerne leur agencement, ces robinets sont similaires aux robinets monocommande normaux, c'està-dire dans la cartouche du robinet un disque d'entrée fixe est situé en dessous, et au-dessus de lui un disque de régulation rotatif peut être trouvé qui ensemble 25 forment un joint plat. Dans le disque d'entrée, le canal d'entrée pour l'eau froide raccordé au réseau d'eau et le canal d'entrée pour l'eau chaude sont situés dans une position excentrique, alors que dans son centre se trouve le canal de sortie pour l'eau mélangée raccordé à l'extrémité de tuyau d'orifice de sortie, alors que dans le disque de régulation, dans la zone des canaux d'entrée deux canaux d'écoulement, et dans une position de chevauchement avec le canal de sortie, un canal de retour 5 sont développés. La section transversale commune des canaux d'entrée et des canaux d'écoulement détermine à tout instant les sections transversales d'écoulement, c'est-à-dire les quantités de l'eau chaude et froide coulant à travers le système. Le disque de régulation est 10 relié à partir du dessus à un élément de commande. Dans l'élément de commande, l'espace de mélange est développé au-dessus du disque de régulation, qui est en liaison permanente avec à la fois le canal de régulation et le canal de retour. Le bras de commande de la batterie de 15 robinet est fixé à la partie supérieure de l'élément de commande soit directement soit par l'intermédiaire d'un élément de support. La différence entre un robinet normal et un robinet de sûreté réside dans la forme des canaux d'entrée et des 20 canaux de régulation. Du fait que le disque de régulation réalise seulement un mouvement de rotation, l'agencement des canaux d'entrée et des canaux de régulation doit être en sorte que leurs rotations mutuelles doivent réguler à la fois les quantités absolues et relatives de l'eau 25 chaude et froide coulant à travers le système. Il peut être vu à partir des brevets indiqués ci-dessus que lors du choix des formes et agencement des canaux d'entrée et des canaux de régulation, différents points de vue pourraient être considérés, ainsi ils présentent un très grande variété. Les hôpitaux et laboratoires ont généralement nécessité un bras de commande bien plus long que d'habitude, pour la facilité de manipulation. Basé sur 5 cette condition, un courant de construction est né, dans lequel la base de sortie et le bras de commande étaient unifiés. Pour ceci, plusieurs exemples sont présentés dans le document US 4 768 557. Dans un mode de réalisation, un tiroir rotatif d'axe 10 horizontal est situé dans le logement du robinet, le bras de sortie est fixé à une extrémité de ce tiroir. Dans le tiroir rotatif, dans les plans verticaux par rapport à son axe, deux ouvertures oblongues sont situées décalées l'une par rapport à l'autre, elles tournent au-dessus des 15 alésages d'entrée développés dans le logement. La quantité et la température de l'eau peuvent être régulées en tournant le tiroir, dans la position extrême elles sont fermées, ainsi d'une position fermée à l'autre, la régulation entière doit être réalisée. Cette version a également un mode de réalisation ayant des disques plats, dans lequel le tiroir d'un axe horizontal est remplacé par des disques plats ayant également des axes horizontaux. Dans un mode de réalisation amélioré de l'exemple 25 précédent, deux tiroirs sont l'un dans l'autre, l'un régule la quantité, l'autre la température. Le tiroir à l'intérieur est pourvu d'un bouton rotatif en face de l'arbre de sortie. Dans une autre version, l'élément de régulation est un tiroir qui peut être déplacé verticalement et peut être tourné autour de son axe. Le bras de sortie élève et baisse le tiroir par une transmission par crémaillère et engrenage, ceci assure la régulation de quantité, et en 5 même temps, il est en liaison de support avec le tiroir dans la direction de rotation, la rotation du tiroir garantie la régulation de température. Dans un mode de réalisation de la solution rotative et se déplaçant de façon axiale, le bras de sortie divise 10 le tiroir en deux parties, et le déplace de façon axiale par un agencement excentré. Ceci assure la régulation de température. L'inclinaison du bras de sortie fait tourner le tiroir, et ceci assure la régulation des quantités. Dans une troisième version, les éléments de 15 régulation sont des disques plats traditionnels caractéristiques pour les robinets monocommande. Le bras de sortie est relié dans un collier de forme hémisphérique scellé dans le logement de la batterie de robinet. L'espace de mélange au-dessus du disque de 20 régulation est développé entre le collier et le disque de régulation, et non dans l'élément de support en liaison avec le disque de régulation. Un autre principe de fonctionnement de base est présenté dans le document US 5 685 339. Dans celui-ci, un 25 clapet à bille est situé dans le logement du robinet, avec un conduit en forme de Y à l'envers à l'intérieur. Le bras de sortie est relié à l'arbre du Y et en face des arbres, les ouvertures d'entrée pour l'eau chaude et froide sont développées dans le logement. Lors de la rotation du clapet à bille dans le plan des ouvertures d'entrée, la régulation de température se produit, en tournant à partir de cette position vers toute direction, les ouvertures d'entrée sont fermées. Dans les solutions ci-dessus, en plus de la possibilité de décalage, un autre désavantage est que leur production n'est pas favorable en raison de leur structure compliquée. L'objet de la présente invention est de développer un robinet mélangeur monocommande ayant les avantages d'à la fois les robinets de sûreté et à bras de sortie. L'invention est basée sur la reconnaissance qu'un élément rotatif peut être développé pour obtenir les robinets de 15 sûreté faciles à produire et bien éprouvés avec des disques en céramique, dans lesquels la taille de l'axe permet le développement d'un conduit axial. Par l'intermédiaire de ce conduit, l'espace de mélange audessus du disque de régulation peut être raccordé à 20 l'orifice de sortie. Donc, l'invention est un agencement pour un robinet mélangeur monocommande actionné par rotation seulement, comprenant un disque d'entrée fixe et un disque de régulation rotatif agencé l'un sur l'autre formant 25 ensemble un joint plat, et servant à la régulation de la quantité et la proportion d'eau froide et chaude coulant à travers lui. Le canal d'entrée d'eau froide raccordé au réseau d'eau et le canal d'entrée pour l'eau chaude sont situés dans le disque d'entrée fixe, alors que les canaux d'écoulement pour l'eau chaude et froide sont développés dans le disque de régulation. Les canaux d'écoulement pour eau chaude et froide sont raccordés à un espace de mélange, qui est développé soit dans le disque de 5 régulation, soit dans l'élément rotatif au niveau du côté du disque de régulation opposé au disque d'entrée en liaison opérationnelle avec le disque de régulation. Le bras de commande est situé au niveau de la partie de l'élément rotatif opposée au disque de régulation. L'essence de l'agencement réside en ce qu'un conduit axial conduisant également à travers le bras de commande est situé dans l'élément rotatif, une extrémité duquel est raccordée à l'espace de mélange, l'autre extrémité au conduit développé dans la sortie d'armature reliée à 15 l'élément rotatif au-dessus du bras de commande, le conduit étant en liaison avec l'orifice de sortie. L'invention peut être mieux comprise sur la base d'un mode de réalisation représenté sur les dessins. La figure 1 représente une cartouche de robinet 20 selon l'invention en coupe graduelle axiale marquée par I-II sur la figure 2, la figure 2 est la vue de dessous de la cartouche de robinet, les figures 3 et 4 représentent le disque d'entrée 25 en vue de dessous et de dessus, les figures 5 et 6 représentent le disque de régulation en vue de dessous et de dessus, les figures 7 à 10 illustrent les disques d'entrée et de régulation dans différentes positions de fonctionnement. Comme cela est connu, les éléments fonctionnels de robinets mélangeurs monocommande modernes sont unifiés dans une cartouche de robinet. La figure 1 représente une 5 telle cartouche de robinet 1. Afin de comprendre l'invention, la description détaillée de cette cartouche est satisfaisante. La cartouche de robinet 1 est construite dans un logement 2 du robinet mélangeur représenté seulement en partie. La cartouche de robinet 1 comprend un logement de cartouche cylindrique 3 avec une base 4 fixée dans son fond. La base 4 a trois ouvertures d'écoulement 5, 6 et 7 entourées par un joint de forme particulière monobloc 8 au niveau du fond de la base 4, comme cela est représenté 15 sur la figure 2. L'ouverture 5 est raccordée au tuyau d'eau froide 9 du réseau d'eau froide, l'ouverture 6 au tuyau d'eau chaude 10 du réseau d'eau. L'ouverture 7 ne joue aucun rôle dans le présent mode de réalisation de la cartouche de robinet 1 selon l'invention, mais la base 4 20 est développée de sorte qu'elle peut être utilisée également dans des robinets mélangeurs d'autres constructions, o elle serait raccordée à l'orifice de sortie du robinet mélangeur. Dans le mode de réalisation représenté, l'ouverture 7 est fermée par la surface 25 interne du logement 2 du robinet mélangeur. Un disque d'entrée il est placé au-dessus de la base 4, qui est bloqué pour ne pas tourner dans le logement de cartouche 3. Le canal d'entrée d'eau froide 12 et le canal d'entrée d'eau chaude 13 reliant les deux surfaces du disque d'entrée sont développés dans le disque d'entrée 11, comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, ainsi qu'un canal de sortie 14. Des joints similaires à des tuyaux 15 sont installés entre la 5 base 4 et le disque d'entrée 11. Le canal d'entrée d'eau froide 12 est raccordé à l'ouverture 5 dans la base 4 fournissant de l'eau froide, alors que le canal d'entrée 13 pour eau chaude est joint à l'ouverture 6 fournissant de l'eau chaude. Le canal de sortie n'a 10 aucune fonction ici non plus, il est raccordé à l'ouverture 7. Un disque de régulation 16 est placé sur le disque d'entrée 11. Les surfaces d'appui du disque d'entrée il et du disque de régulation 16 sont polies ensemble. Les 15 deux surfaces polies forment un joint plat entre le disque d'entrée il et le disque de régulation 16. Dans le disque de régulation 16, une ouverture d'écoulement ressemblant à une aile déployée est développée, comme cela est représenté sur les 20 figures 5 et 6, les deux sections radiales de laquelle forment un canal d'écoulement d'eau froide 17 et un canal d'écoulement d'eau chaude 18, et sa partie centrale forme l'espace de mélange 19. La description détaillée de la taille et 25 l'agencement du canal d'entrée d'eau froide 12 et du canal d'entrée d'eau chaude 13, ainsi que celle pour le canal d'écoulement d'eau froide 17 et le canal d'écoulement d'eau chaude 18 seront données plus bas, en ce qui concerne leur fonctionnement. Un élément rotatif 20 est installé sur le disque de régulation 16 à partir du dessus, en face du disque d'entrée. L'élément rotatif 20 est constitué de deux parties. La plaque en céramique mobile 21 d'un diamètre 5 plus important est en liaison de support avec le disque de régulation 16. Un joint 22, à savoir un joint torique, est installé entre la plaque en céramique mobile 21 et le disque de régulation 16 fermant l'espace de mélange 19 du disque de régulation 16 par rapport à l'environnement. La 10 rotation sans heurts entre la plaque en céramique mobile 21 et le logement de cartouche 3 est garantie par un anneau en téflon 23. La plaque en céramique mobile 21 comprend un alésage axial 24, dans lequel une tige de commande 25 de la 15 cartouche de robinet 1 est installée. Une liaison de support existe également entre la tige de commande 25 et la plaque en céramique mobile 21, elles ont un joint torique 26 entre elles, également. La tige de commande 25 comprend un conduit d'écoulent axial 27. La partie supérieure de la tige de commande 25 fait saillie à partir du logement de cartouche 3 et a une partie nervurée près du logement 3 sur laquelle un bras de commande 28 est fixé. Au-dessus de ceci, une sortie d'armature est fixée sur la partie supérieure de la tige 25 de commande 25 ayant un conduit 30 le long de sa longueur entière, une extrémité duquel est raccordée au conduit axial 27 dans la tige de commande 25, alors que son autre extrémité forme un orifice de sortie 31. Donc, le conduit 27 relie l'espace de mélange 19 et le conduit 30. 1l Ainsi, le conduit 30 est raccordé à l'orifice de sortie 31. Naturellement, entre la partie de la tige de commande 25 à l'extérieur du logement de cartouche 3 et la sortie d'armature 29 un joint torique 32 est également installé. Le fonctionnement du robinet mélangeur selon l'invention peut être illustré sur la base des figures 7 à 10. Les figures 7 à 10 représentent les surfaces d'appui 10 du disque d'entrée il et du disque de régulation 16 situés l'un au-dessus de l'autre. Il s'agit seulement d'une illustration théorique, du fait qu'en pratique les éléments se trouvant l'un sur l'autre ne peuvent jamais être vus. De façon pratique, les bords de régulation 15 coopérants du disque d'entrée il et du disque de régulation 16 sont représentés, qui déterminent les sections transversales d'écoulement réelles. Pour une meilleure compréhension, le disque d'entrée 11 est marqué par un trait continu, le disque de régulation 16 est 20 marqué par un trait discontinu, et les sections transversales actives sont marquées par des hachures. Le bras de commande 28 est symbolisé par sa ligne d'axe et son extrémité par rapport à l'orifice de sortie. Dans la position représentée sur la figure 7, le 25 canal d'écoulement d'eau froide 17 et le canal d'écoulement d'eau chaude 18 sont situés entre le canal d'entrée d'eau froide 12 et le canal d'entrée d'eau chaude 13, donc le disque de régulation 16 ferme le canal d'entrée d'eau froide 12 et le canal d'entrée d'eau chaude 13, ainsi ni l'eau froide, ni l'eau chaude ne peut couler dans l'espace de mélange 19. Ceci est la position fermée de la cartouche de robinet 1, la cartouche de robinet 1 sur la figure 1 est également représentée dans cette position. Pour ouvrir la cartouche de robinet 1, le bras de commande 28 doit être tourné dans la direction représentée par une flèche 33. Ensuite, le bras de commande 28 fait tourner la plaque en céramique mobile 21 10 au moyen de la tige de commande 25, conjointement avec le disque de régulation 16 en liaison de support avec elle. Lorsque le disque de régulation 16 tourne, d'abord le canal d'écoulement d'eau froide 17 atteint le canal d'entrée d'eau froide 12 en dessous, alors que le disque 15 de régulation 16 maintient le canal d'entrée d'eau chaude 13 fermé. Dans ce cas, seulement l'eau froide coule dans l'espace de mélange 19. En tournant le bras de commande 26 de 300, comme cela est représenté sur la figure 8, la section transversale entière du canal 20 d'entrée d'eau froide 12 devient libre, ceci correspond à la quantité maximum d'eau froide coulant à travers le système. L'eau froide parvenant à l'espace de mélange 19 coule à travers le conduit dans la tige de commande 25 jusque dans le conduit 30 dans l'armature 29, et à partir 25 de là jusque dans l'environnement à travers l'orifice de sortie 31. En tournant le bras de commande 28 dans la direction de la flèche 33, le canal d'écoulement d'eau chaude tourne également au-dessus du canal d'entrée 13 pour eau chaude, ainsi l'écoulement d'eau chaude commence également à travers le canal d'entrée 13, comme cela est représenté sur la figure 9. De cette manière, l'eau chaude provenant du canal d'entrée d'eau chaude 13 est 5 mélangée dans l'eau froide coulant dans l'espace de mélange 19. Il est facile de voir que la température de l'eau de sortie est déterminée par les sections transversales d'écoulement du canal d'entrée d'eau froide 12 et du canal d'écoulement d'eau froide 17, 10 conjointement avec celles du canal d'entrée d'eau chaude 13 et du canal d'écoulement d'eau chaude 18. Au point o le bras de commande 28 est tourné de 900 dans la direction de la flèche 33, le canal d'écoulement d'eau froide 17 tourne par-dessus le canal d'entrée d'eau 15 froide 12, ainsi le disque de régulation 16 ferme le canal d'entrée 12. Le canal d'écoulement d'eau chaude 18 parvient complètement au-dessus du canal d'entrée d'eau chaude 13, donc la section transversale entière du canal d'entrée d'eau chaude 13 devient libre. Ceci est la 20 position dans laquelle la quantité d'eau chaude coulant à travers le système est maximum. Cette position est représentée sur la figure 10. Dans la position extrême du bras de commande 28 donc seulement de l'eau chaude coule dans l'espace de mélange 19, et à partir de là jusque 25 dans l'environnement à travers les conduits 27 et 30, et ensuite à travers l'orifice de sortie 31. Pour fermer la cartouche de robinet 1, le bras de commande 28 doit être tourné dans la direction opposée à la flèche 33. Il doit être vu que le changement de la température de l'eau sortant à travers l'orifice de sortie 31 d'inférieure à supérieure, ou de supérieure à inférieure est continu, nous ne pouvons pas sauter les températures 5 intermédiaires. Théoriquement, la température de l'eau doit être réglée à toutes les températures intermédiaires, si seulement pour un temps très court, et seulement après ceci la température souhaitée peut être réglée, c'est-à-dire la régulation de température peut 10 être réalisée seulement dans une série donnée. Il est bien vu à partir de cette description qu'un robinet mélangeur monocommande d'une simple structure peut être préparé qui est simple à manipuler, et dans lequel la possibilité de décalage est totalement éliminée 15 par la construction pour l'ouverture et la fermeture de la cartouche de robinet, ainsi que pour le réglage de la température, du fait que le bras de commande doit seulement être tourné. Certaines remarques méritent d'être faites en ce qui 20 concerne le mode de réalisation représenté. Tout d'abord, il doit être indiqué que bien que dans les robinets mélangeurs monocommande l'utilisation de cartouches de robinet soit caractéristique, l'invention peut naturellement être utilisée dans des constructions 25 dans lesquelles les éléments sont construits directement dans le logement du robinet. Dans la description des détails, il a été indiqué pour plusieurs éléments qu'ils sont applicables dans des cartouches de robinet d'autre conception, ainsi ils contiennent également des éléments ne participant pas au fonctionnement de la cartouche de robinet selon l'invention. Il peut être vu à partir de la description du fonctionnement qu'ils n'ont en fait aucune fonction, 5 mais également que leur présence n'entraîne aucun problème. En dépit de ceci, les éléments en question peuvent être développés également de sorte qu'ils ne contiennent pas ces parties, c'est-à-dire ils sont faits particulièrement pour la cartouche de robinet selon 10 l'invention. Dans le mode de réalisation représenté l'élément rotatif est construit de deux parties, à partir de l'élément intérieur mobile et à partir du bras métallique. La raison pour ceci est que les deux parties 15 peuvent être préparées de deux matériaux différents, correspondant à l'utilisation souhaitée. Il y a des agencements connus dans lesquels l'espace de mélange est situé au-dessus du disque de régulation de sorte que dans le fond de l'élément rotatif ou l'élément 20 intérieur mobile, un creux est développé, c'est-àdire l'élément rotatif ou l'élément intérieur mobile se plie par-dessus les canaux d'écoulement du disque de régulation comme une tulipe. L'invention peut être utilisée pour de telles conceptions également. liste des éléments 1 Cartouche de robinet 2 Logement 3 Logement de cartouche 4 Base Ouverture 6 Ouverture 7 Ouverture 8 Joint de forme particulière 9 Eau froide Réseau d'eau chaude il Disque d'entrée 12 Canal d'entrée d'eau froide 13 Canal d'entrée d'eau chaude 14 Canal de sortie Joint 16 Disque de régulation 17 Canal d'écoulement d'eau froide 18 Canal d'écoulement d'eau chaude 19 Espace de mélange Elément rotatif 21 Plaque en céramique mobile 22 Joint 23 Anneau en téflon 24 Alésage Bras métallique 26 Joint 27 Conduit 28 Bras de commande 29 Sortie d'armature Conduit 31 Joint 32 Flèche REVENDICATIONS 1. Agencement pour robinets mélangeurs monocommande actionné par rotation seulement, comprenant un disque d'entrée fixe (11) et un disque de régulation rotatif (16) agencés l'un au-dessus de 5 l'autre et formant un joint plat par l'intermédiaire de leurs surfaces d'appui, pour réguler les quantités et la proportion de l'eau chaude et froide coulant à travers le système, le canal d'entrée d'eau froide (12) raccordé au réseau d'eau froide et le canal d'entrée 10 d'eau chaude (13) sont développés dans le disque d'entrée fixe (11), alors que le canal d'écoulement d'eau froide (17) et le canal d'écoulement d'eau chaude (18) sont développés dans le disque de régulation rotatif (16), le canal d'écoulement d'eau 15 froide (17) et le canal d'écoulement d'eau chaude (18) sont raccordés à un espace de mélange (19), qui est développé soit dans le disque de régulation (16) soit dans un élément rotatif (20) en liaison opérationnelle avec le disque de régulation (16) et situé au niveau du 20 côté du disque de régulation (16) opposé au disque d'entrée (11), le bras de commande (28) est fixé sur une partie de l'élément rotatif (20) en face du disque de régulation (16), caractérisé en ce que dans l'élément rotatif (20) un conduit axial (27) est situé 25 conduisant également à travers le bras de commande (28), une extrémité du conduit (27) est raccordée à l'espace de mélange (19), alors que l'autre extrémité est en liaison avec l'alésage (30) développé dans l'orifice de sortie d'armature (29) raccordé à l'élément rotatif (20) (Tú) aT-4OS Gp a;TD 1OT BaAe UOSTeTT un que 9 (0ú) BesbsTlI '(8) apueu1woo ep seiq np snssep-ne 61 9,6M2: