Brevet FR3155280A1 — publié le 20250516

Titre : Composant à fonction fluidique, notamment un détendeur électromécanique L’invention a pour objet un composant à fonction fluidique (1), notamment un détendeur électromécanique, comportant : un dispositif fluidique (2), formant notamment un actionneur électromécanique, comportant un embout (3) pourvu d’une zone de régulation (5) de circulation de fluide qui comprend au moins une entrée de fluide et au moins une sortie de fluide, un bloc de raccord fluidique (10) comportant une cavité (11) d’entrée de fluide en communication avec l’entrée de la zone de régulation (5) de circulation de fluide et une cavité (12) de sortie de fluide en communication avec la sortie de la zone de régulation de circulation de fluide, un organe de protection (20) pourvue d’au moins une région de filtrage (21) configurée pour filtrer des particules présentes dans le fluide, cette région de filtrage étant placée à l’entrée de fluide de la zone de régulation (5) de circulation de fluide du dispositif fluidique (2). Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Composant à fonction fluidique, notamment un détendeur électromécanique La présente invention concerne un composant à fonction fluidique, notamment un détendeur électromécanique ou une vanne d’arrêt, notamment du type comportant un organe de protection pour le filtrage (ou filtre) directement intégré. Pour l’intégration de certains composants à fonction fluidique tels que des détendeurs électromécaniques de type ExV (« ExV » pour « Electrical Expansion Valve » en anglais), il est utilisé des blocs de raccord fluidique obtenu par usinage. Le(s) bloc(s) usiné(s) pour obtenir des canaux pour la circulation de fluide peut(vent) être pollué(s) par des particules métalliques, notamment de l'aluminium, qui restent accrochées au(x) bloc(s) après les opérations d'usinage. Ces particules métalliques peuvent ensuite s'introduire dans le fluide qui sera utilisé dans le(s) bloc(s) de raccord fluidique. Il est important de filtrer ces particules pour les retirer du fluide en circulation pour que ces particules ne soient pas transportées par le fluide, ce qui pourrait endommager des composants du circuit dans lequel est utilisé le fluide. L’invention vise notamment un tel but. L’invention a ainsi pour objet un composant à fonction fluidique, notamment un détendeur électromécanique, comportant : un dispositif fluidique, formant notamment un actionneur électromécanique, comportant un embout pourvu d’une zone de régulation de circulation de fluide qui comprend au moins une entrée de fluide et au moins une sortie de fluide, le dispositif fluidique comprenant notamment en outre une soupape mobile dans cette zone de régulation de sorte à permettre sélectivement, dans une position fermée, de bloquer la circulation de fluide entre l’entrée et la sortie de cette zone de régulation, et, dans une position ouverte, de laisser passer du fluide entre cette entrée et cette sortie de fluide, un bloc de raccord fluidique comportant une cavité d’entrée de fluide en communication avec l’entrée de la zone de régulation de circulation de fluide et une cavité de sortie de fluide en communication avec la sortie de la zone de régulation de circulation de fluide, un organe de protection pourvue d’au moins une région de filtrage configurée pour filtrer des particules présentes dans le fluide, cette région de filtrage étant placée à l’entrée de fluide de la zone de régulation de circulation de fluide du dispositif fluidique, notamment directement sur cette entrée de fluide. L’invention est avantageuse car l'organe de protection est placé juste à l'entrée de fluide de l'embout. Cet organe de protection est de taille relativement réduite tout en permettant une bonne filtration du fluide qui passe à travers. Le montage de cet organe de protection sur l'embout qui sert de zone de régulation est aussi facilité car il suffit de l'insérer sur l’embout. L’organe de protection peut être adapté pour arrêter des particules métalliques, ou encore des particules plastiques si le bloc est réalisé en plastique. De préférence, l'organe de protection est configuré pour pouvoir être enfilé sur l’embout du dispositif fluidique, depuis une extrémité libre de cet embout. Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité de sortie de fluide est formée dans le prolongement du logement dans le bloc de raccord fluidique qui sert à recevoir l'embout du dispositif fluidique. Notamment les cavités d'entrée et de sortie de fluide sur le bloc de raccord fluidique sont obtenus par usinage. Selon l’un des aspects de l’invention, les cavités d'entrée et de sortie de fluide sont perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. Selon l’un des aspects de l’invention, le bloc de raccord fluidique présente une forme parallélépipédique, notamment une forme de pavé. Selon l’un des aspects de l’invention, l'embout du dispositif fluidique se raccorde à une partie de moteur du dispositif fluidique. Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif fluidique, par exemple un actionneur, comporte un connecteur électrique configuré pour permettre la connexion électrique du dispositif fluidique à une alimentation électrique et à une unité de commande du dispositif fluidique. Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif fluidique comporte un boîtier qui contient les différents composants électromécaniques et sur lequel est monté l'embout qui forme la zone de régulation de circulation de fluide. Selon l’un des aspects de l’invention, les composants internes à l'actionneur ne sont pas plus décrits en détail car ils sont bien connus de l'état de la technique. Selon l’un des aspects de l’invention, la zone de régulation de circulation de fluide est formée dans un embout du dispositif fluidique. Selon l’un des aspects de l’invention, cet embout forme un nez du dispositif fluidique. L’embout est configuré pour être placé dans un logement du bloc de raccord fluidique. Selon l’un des aspects de l’invention, un joint d'étanchéité, notamment un joint d'étanchéité torique, est insérée entre cet embout et le logement du bloc de raccord fluidique. Selon l’un des aspects de l’invention, l'embout comporte au moins un orifice formant l'entrée de fluide, notamment une pluralité d'orifices. Selon l’un des aspects de l’invention, les orifices sont disposés autour d'un axe longitudinal de l’embout. Selon l’un des aspects de l’invention, la soupape se déplace parallèlement à cet axe longitudinal de l’embout. Selon l’un des aspects de l’invention, l'embout comporte une paroi cylindrique s'étendant suivant l'axe longitudinal et le ou les orifices formant l'entrée de fluide de la zone de régulation sont formés sur cette parois cylindrique. Selon l’un des aspects de l’invention, les orifices formant l'entrée de fluide sont par exemple au nombre de deux, trois, quatre ou plus, et sont par exemple circulaires. Selon l’un des aspects de l’invention, l’embout comporte une extrémité ajourée avec un passage de fluide qui forme la sortie de fluide de la zone de régulation. Selon l’un des aspects de l’invention, le passage de fluide formant la sortie de fluide est adjacent à un siège sur lequel la soupape vient en appui dans la position fermée. Ainsi le fluide entre dans la zone de régulation suivant une direction globalement perpendiculaire à l’axe longitudinal de l’embout, et quitte la zone de régulation de l’embout par la sortie de fluide en suivant une direction globalement parallèle à l'axe longitudinal de l’embout. Autrement dit, dans la zone de régulation, le fluide subit un virage sensiblement à angle droit. Selon l’un des aspects de l’invention, la cavité d'entrée de fluide du bloc de raccord se présente sous la forme d'une cavité annulaire entourant localement l'embout du dispositif fluidique de sorte que l'entrée de fluide de la zone de régulation communique avec cette cavité annulaire du bloc de raccord. Selon l’un des aspects de l’invention, l'organe de protection pour le filtrage est placé dans cette cavité annulaire, autour de l'embout, en particulier avec contact, de sorte à filtrer les particules présentes dans le fluide avant d’entrer dans l'embout par le ou les orifices. Selon l’un des aspects de l’invention, la région de filtrage s'étend sur tout le pourtour de l'organe de protection. En variante, l'organe de protection comporte une alternance de régions de filtrage et de portions pleines en regard de la paroi cylindrique de l'embout du dispositif fluidique. Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe de protection se présente sous la forme d'une bague, notamment de pourtour circulaire, qui entourent la paroi cylindrique sur laquelle sont formés le ou les orifices d'entrée de fluide dans la zone de régulation du dispositif fluidique. Selon l’un des aspects de l’invention, le fluide peut être liquide, gazeux ou être une huile. Par exemple, la bague peut présenter une longueur entre 3 et 8 mm, étant par exemple de 5,5 mm. Le diamètre extérieur de la bague peut être compris entre 7 et 15 mm, étant par exemple de 9,5 mm. Selon l’un des aspects de l’invention, la région de filtrage est formée par un maillage, notamment de type métallique. Le maillage peut, en variante, être en plastique. Le maillage est par exemple de 70 microns maximum (taille d’une maille individuelle). Selon l’un des aspects de l’invention, la bague de filtration est expansible pour s'adapter au diamètre de l'embout du dispositif fluidique. Selon l’un des aspects de l’invention, l'organe de protection peut présenter une certaine souplesse pour épouser la forme de l'embout du dispositif fluidique. En variante, l'organe de protection est rigide. Dans le procédé d'assemblage, on met sur l’embout d'abord l'organe de protection puis le joint d'étanchéité. Selon l’un des aspects de l’invention, le composant à fonction fluidique est utilisé dans une pompe à chaleur, notamment embarquée à bord d'un véhicule automobile. Selon l’un des aspects de l’invention, le fluide est utilisé dans un système de climatisation et est par exemple un fluide réfrigérant notamment de type R134a et R1234yf. Selon l’un des aspects de l’invention, le bloc de raccord fluidique est en métal, par exemple en aluminium, étant notamment obtenu par usinage pour former des canaux pour la circulation de fluide. L’invention a encore pour objet un procédé d’assemblage d’un composant à fonction fluidique tel que décrit ci-dessus, comportant l’étape d’enfiler l'organe de protection sur l’embout du dispositif fluidique, depuis une extrémité libre de cet embout, avant d’assembler le dispositif fluidique avec le bloc de raccord fluidique. Avant d’assembler le dispositif fluidique avec le bloc de raccord fluidique, il peut être interposé un joint notamment de type torique (ou O-ring en anglais). D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels : FIG. 1 La FIG. 1 illustre, en perspective, un composant à fonction fluidique selon un exemple de mise en œuvre de l’invention ; FIG. 2 La FIG. 2 illustre, schématiquement et partiellement, en coupe, le composant à fonction fluidique de la FIG. 1 ; FIG. 3 La FIG. 3 illustre, schématiquement et partiellement, suivant une autre coupe, le composant à fonction fluidique de la FIG. 1 . Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur. On a représenté, sur la FIG. 1 , un composant à fonction fluidique 1, ici un détendeur électromécanique (encore appelée « EXV » pour « Electrical Expansion Valve » en anglais). Le détendeur 1 comporte un dispositif fluidique 2, formant ici un actionneur électromécanique, comportant un embout 3 pourvu d’une zone 5 de régulation de circulation de fluide qui comprend des entrées de fluide 6 et une sortie de fluide 12. Le dispositif fluidique 2 comprend en outre une soupape mobile, non représentée, dans cette zone de régulation 5 de sorte à permettre sélectivement, dans une position fermée, de bloquer la circulation de fluide entre l’entrée 6 et la sortie 7 de cette zone de régulation 5, et, dans une position ouverte, de laisser passer du fluide entre cette entrée 6 et cette sortie 7 de fluide. Le détendeur 1 comporte en outre un bloc de raccord fluidique 10 comportant une cavité d’entrée de fluide 11 en communication avec les entrées 6 de la zone de régulation 5 de circulation de fluide et une cavité de sortie de fluide 12, d’axe X, en communication avec la sortie 7 de la zone de régulation 5 de circulation de fluide. Le détendeur 1 comporte encore un organe de protection 20 avec une région de filtrage 21 configurée pour filtrer des particules présentes dans le fluide, cette région de filtrage 21 étant placée aux entrées de fluide 6 de la zone de régulation 5 de circulation de fluide du dispositif fluidique 2. L'organe de protection 20 est configuré pour pouvoir être enfilé sur l’embout 3 du dispositif fluidique 2, depuis une extrémité libre de cet embout 3. La cavité de sortie de fluide 12 est formée dans le prolongement du logement 14 dans le bloc de raccord fluidique 10 qui sert à recevoir l'embout 3 du dispositif fluidique 2. Les cavités d'entrée 11 et de sortie 12 de fluide sont perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. Le détendeur électromécanique 1 est configuré pour être intégré dans un alésage et permet de définir une chambre amont et une chambre aval formée par la cavité de sortie de fluide 12. La chambre amont communique avec un conduit d’amené du fluide formée par la cavité d’entrée de fluide 11. Le détendeur électromécanique 1 comprend des orifices d’alimentation 24 en communication avec la chambre amont. Lorsque le détendeur électromécanique 1 s’ouvre, il laisse passer le fluide de la chambre amont à la chambre aval 12. L’organe de protection 20 protège le mécanisme d’ouverture (déplacement de la soupape) du détendeur électromécanique 1. L’organe de protection 20 est de dimensions suffisamment réduites pour ne pas nuire à la bonne intégration du détendeur électromécanique 1dans son logement. Le bloc de raccord fluidique 10 présente une forme parallélépipédique, notamment une forme de pavé. L'embout 3 du dispositif fluidique 2 se raccorde à une partie de moteur 17 du dispositif fluidique 2. Le dispositif fluidique 2, ici un actionneur, comporte un connecteur électrique 18 configuré pour permettre la connexion électrique du dispositif fluidique 2 à une alimentation électrique et à une unité de commande du dispositif fluidique 2. Le dispositif fluidique 2 comporte un boîtier 20 qui contient les différents composants électromécaniques et sur lequel est monté l'embout 3 qui forme la zone de régulation 5 de circulation de fluide. Les composants internes à l'actionneur 2 ne sont pas plus décrits en détail car ils sont bien connus de l'état de la technique. L’embout 3 forme un nez du dispositif fluidique 2, et est configuré pour être placé dans le logement 14 du bloc de raccord fluidique 10. Des joints d'étanchéité torique 22 sont insérés entre cet embout 3 et le logement 14 du bloc de raccord fluidique 10. L'embout 3 comporte des orifices 24 formant les entrées de fluide 6. Les orifices 24 sont disposés autour de l’axe longitudinal X de l’embout 3. La soupape se déplace parallèlement à cet axe longitudinal X de l’embout 3. L'embout 3 comporte une paroi cylindrique 25 s'étendant suivant l'axe longitudinal X et les orifices 24 formant les entrées de fluide de la zone de régulation 5 sont formés sur cette parois cylindrique 25. Les orifices 24 formant l'entrée de fluide sont par exemple au nombre de deux, trois, quatre ou plus, et sont par exemple circulaires. L’embout 3 comporte une extrémité ajourée 28 avec un passage de fluide qui forme la sortie de fluide 7 de la zone de régulation 5. Le passage de fluide formant la sortie de fluide 7 est adjacent à un siège 29 sur lequel la soupape vient en appui dans la position fermée. Ainsi le fluide entre dans la zone de régulation 5 suivant une direction globalement perpendiculaire à l’axe longitudinal X de l’embout 3, et quitte la zone de régulation 5 de l’embout 3 par la sortie de fluide 7 en suivant une direction globalement parallèle à l'axe longitudinal X de l’embout 3. Autrement dit, dans la zone de régulation 5, le fluide subit un virage sensiblement à angle droit. Ces directions d’écoulement sont représentées par des flèches sur la FIG. 3 . La cavité d'entrée de fluide 11 du bloc de raccord se présente sous la forme d'une cavité annulaire entourant localement l'embout 3 du dispositif fluidique 2 de sorte que les entrées 6 de fluide de la zone de régulation 5 communique avec cette cavité annulaire 11 du bloc de raccord 10. L'organe de protection 20 pour le filtrage est placé dans cette cavité annulaire 11, sur l'embout 3, de sorte à filtrer les particules présentes dans le fluide avant juste d’entrer dans l'embout 3 par les orifices 24. Le contact de l'organe de protection 20 avec l’embout 3 permet de limiter l’encombrement de l'organe de protection 20 (ou filtre 20) et de ne pas nécessiter de modification du logement de l’embout 3. La région de filtrage 21 s'étend sur tout le pourtour de l'organe de protection 20. En variante, l'organe de protection 20 peut comporter une alternance de régions de filtrage et de portions pleines en regard de la paroi cylindrique de l'embout 3 du dispositif fluidique 2. L’organe de protection 20 se présente sous la forme d'une bague élastique ou non, de pourtour circulaire, qui entourent la paroi cylindrique 25 sur laquelle sont formés les orifices 24 d'entrée de fluide dans la zone de régulation 5 du dispositif fluidique 2. Le fluide peut être liquide, gazeux ou être une huile Comme on peut le voir sur la FIG. 2 , la région de filtrage 21 est formée par un maillage, de type métallique. Le maillage peut, variante, être en plastique. La bague de filtration 20 est expansible pour s'adapter au diamètre de l'embout 3 du dispositif fluidique 2. L'organe de protection 20 peut présenter une certaine souplesse pour épouser la forme de l'embout 3 du dispositif fluidique 2. En variante, l'organe de protection 20 est rigide. Dans le procédé d'assemblage, on met sur l’embout 3 d'abord l'organe de protection 20 et les joints d'étanchéité 22, avant d’assembler le dispositif fluidique 2 avec le bloc de raccord fluidique 10. Le composant à fonction fluidique 1 est utilisé dans une pompe à chaleur, notamment embarquée à bord d'un véhicule automobile. Le fluide est utilisé dans un système de climatisation et est par exemple un fluide réfrigérant notamment de type R134a et R1234yf. Le bloc de raccord fluidique 10 est en métal, par exemple en aluminium, étant notamment obtenu par usinage pour former des canaux pour la circulation de fluide. Composant à fonction fluidique (1), notamment un détendeur électromécanique ou une vanne d’arrêt, comportant : un dispositif fluidique (2), formant notamment un actionneur électromécanique, comportant un embout (3) pourvu d’une zone de régulation (5) de circulation de fluide qui comprend au moins une entrée de fluide et au moins une sortie de fluide, le dispositif fluidique (2) comprenant notamment en outre une soupape mobile dans cette zone de régulation (5) de sorte à permettre sélectivement, dans une position fermée, de bloquer la circulation de fluide entre l’entrée et la sortie de cette zone de régulation (5), et, dans une position ouverte, de laisser passer du fluide entre cette entrée et cette sortie de fluide, un bloc de raccord fluidique (10) comportant une cavité (11) d’entrée de fluide en communication avec l’entrée de la zone de régulation (5) de circulation de fluide et une cavité (12) de sortie de fluide en communication avec la sortie de la zone de régulation (5) de circulation de fluide, un organe de protection (20) pourvue d’au moins une région de filtrage (21) configurée pour filtrer des particules présentes dans le fluide, cette région de filtrage étant placée à l’entrée de fluide de la zone de régulation (5) de circulation de fluide du dispositif fluidique (2). Composant à fonction fluidique (1) selon la revendication précédente, dans lequel l'organe de protection (20) est configuré pour pouvoir être enfilé sur l’embout (3) du dispositif fluidique (2), depuis une extrémité libre de cet embout (3). Composant à fonction fluidique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’embout (3) est configuré pour être placé dans un logement (14) du bloc de raccord fluidique (10). Composant à fonction fluidique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l'embout (3) comporte au moins un orifice (24) formant l'entrée de fluide, notamment une pluralité d'orifices, et les orifices sont disposés autour d'un axe longitudinal (X) de l’embout (3). Composant à fonction fluidique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’embout (3) comporte une extrémité ajourée (28) avec un passage de fluide qui forme la sortie de fluide de la zone de régulation. Composant à fonction fluidique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la cavité d'entrée de fluide (11) du bloc de raccord se présente sous la forme d'une cavité annulaire entourant localement l'embout 3 du dispositif fluidique de sorte que l'entrée de fluide de la zone de régulation communique avec cette cavité annulaire (11) du bloc de raccord. Composant à fonction fluidique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l'organe de protection (20) pour le filtrage est placé dans cette cavité annulaire (11), autour de l'embout (3), de sorte à filtrer les particules présentes dans le fluide avant d’entrer dans l'embout (3) par un ou des orifices (24). Composant à fonction fluidique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la région de filtrage (21) s'étend sur tout le pourtour de l'organe de protection (20). Composant à fonction fluidique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’organe de protection (20) se présente sous la forme d'une bague, notamment de pourtour circulaire et notamment expansible, qui entourent une paroi cylindrique sur laquelle sont formés un ou des orifices d'entrée de fluide dans la zone de régulation du dispositif fluidique. Composant à fonction fluidique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la région de filtrage (21) est formée par un maillage, notamment de type métallique. Le maillage peut, variante, être en plastique. Composant à fonction fluidique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le composant à fonction fluidique (1) est utilisé dans une pompe à chaleur, notamment embarquée à bord d'un véhicule automobile. Procédé d’assemblage d’un composant à fonction fluidique selon l’une des revendications précédentes, comportant l’étape d’enfiler l'organe de protection (20) sur l’embout (3) du dispositif fluidique, depuis une extrémité libre de cet embout (3), avant d’assembler le dispositif fluidique avec le bloc de raccord fluidique (10).