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ROBINET MELANGEUR MITIGEUR PERFECTIONNE.
La présente invention concerne les robinets mélangeurs ou mitigeurs, et plus particulièrement les robinets destinés au mélange progressif . de deux liquides, comportant dans chacune des arrivées de liquide une valve d'admission mue à une position voulue au moyen d'un mécanisme approprié commandé par exemple par une manette tournant sur un certain angle et pourvue éventuellement d'un indicateur de position.
Pour les diverses réalisations envisagées jusqu'à présent, le point jugé important consistait dans la progressivité du mélange et diverses propositions ont été faites à ce sujet, portant d'une part sur la forme des valves d'admission, et d'autre part sur le mécanisme agissant sur ces valves.
Mais si pour les valves il a été possible d'obtenir économiquement des solutions paraissant satisfaisantes, il n'en a pas été de même pour les mécanismes qui, en raison de la progressivité cherchée, comportent un ensemble de pièces de forme compliquée, et dans lesquels l'addition des jeux de montage rend difficile un réglage précis, et favorise l'usure avec le déréglage subséquent.
D'autre part, dans les diverses solutions proposées, on s'est contenté d'admettre comme condition suffisante, que la somme des ouvertures partielles reste à peu près constante et sensiblement égale à l'ouverture de l'une quelconque des admissions, celles-ci étant toujours égales dans la pratique. Or il a été contesté que, pour les positions intermédiaires, l'homogénéité du mélange, à sa sortie du robinet était souvent insuffisante, et que cette homogénéité était-très sensiblement améliorée lorsque, pour ces positions intermédiaires et notamment la position médiane, la somme des ouvertures partielles était nettement supérieure à l'ouverture maximum ou totale d'une valve d'admission.
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Il a été en outre remarqué d'autre part que, du fait de certains phénomènes hydrauliques bien connus tels que, par exemple, des vibrations dans les canalisations,des petits coups de bélier, etc, la position du mécanisme de commande et par conséquent les proportions du mélange, se modifiait spontanément., ce qui est particulièrement critiquable lorsque l'on désire débiter en toute certitude un seul des deux liquides. actuellement, il est impossible de remédier à ce défaut, sans, ou bien durci? la commande du robinet, ce qui indispose certains utilisateurs , ou bien complique encore davantage le mécanisme de commande.
La présente invention a pour objet la suppression de ces défauts et inconvénients en faisant appel à un mode perfectionné de réalisation portant sur les points suivants :
1 ) Suppression de tout mécanisme compliqué et de tout jeu nuisible tout en conservant une progressivité précise.
2 ) Réduction des éléments constitutifs mobiles à trois éléments de forme très simple, usinables économiquement, et pouvant être assemblés ou montés sans retouche individuelle, ou réglage subséquent au montage, à savoir : deux valves d'admission et un organe de commande de ces valves.
3 ) Tracé des valves d'admission assurant une grande progressivité d'ouverture et de fermeture, liée d'une manière voulue et indéréglable avec la position des valves.
4 ) Tracé de l'organe commandant les valves assurant pour les positions intermédiaires, une somme d'ouvertures partielles des valves supérieure à l'ouverture maximum ou totale de l'une quelconque des valves.
5 ) Tracé de l'organe commandant les valves assurant pour les positions extrêmes un auto-blocage garantissant la non-pollution de celui des liquides que l'on désire recevoir à l'état pur.
L'invention sera aisément comprise en se reportant à la fig. 1 du dessin joint, dans laquelle sont représentées les parties intéressées d'un robinet mélangeur perfectionné selon l'invention destiné à titre d'exemple à la distribution à la demande d'un mélange désiré d'eau chaude et d'eau froide, ou d'un de ces liquides seulement.
Le dessin joint comprend plusieurs autres figures référencées 2, 3 et 4 dont il sera parlé plus loin.
Dans la fig. l, on voit un corps de robinet 1, comportant une chambre circulaire 2, clôturable par un couvercle étanche (non représenté), pourvu de tubulures filetées 3, 4 et 5, les deux premières 3 et 4, destinées au raccord avec les canalisations d'amenée des liquides à mélanger, et contenant chacune un bloc valve, et la troisième 5 destinée au raccord avec la canalisation de sortie.
Les tubulures 3 et 4 ainsi que leur bloc-valve respectif sont identiques, et un seul de ces ensembles partiels sera décrit en détail.
La tubulure 3 est cylindrique et comporte un filetage extérieur de raccordement 6, un filetage intérieur 7 dont la fonction sera indiquée plus loin, une chambre cylindrique 8 pourvue en son fond d'un siège de valve 9 et d'un conduit cylindrique 10, débouchant dans la chambre circulaire 2, coaxiaux avec la chambre 8.
Dans cette chambre 8 et ce conduit ou forage 10, peut coulisser un bloc valve comprenant trois parties ayant chacune une forme de révolution par rapport à l'axe commun à la chambre 8 et au forage 10. Ces trois parties forment un bloc par assemblage quelconque classique d'éléments appropriés usinés séparément.
La tubulure 3 est disposée de telle sorte que l'axe commun à la chambre et au forage rencontre l'axe 11 de la chambre circulaire 2.
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Dans le dessin, les axes communs aux chambres et forages respectifs de chacune des tubulures sont dans le prolongement l'un de l'autre, mais cette disposition n'est pas impérative et ces deux axes peuvent former un angle si on le juge opportun.
Le bloc-valve de la tubulure 3 comprend un disque-tampon 12, une tige cylindrique 13 pourvue de rainures 14, dont la disposition:et le' rôle seront expliqués plus loin, et un piston valve 15 portant sur sa périphérie des rainures 16 parallèles à son axe.
Dans la chambre circulaire 2 du corps de robinet, on voit une came 17 de profil spécialement étudié demi-lune solidaire d'une manette de commande 18, (représentée) en pointillé), dont l'axe de rotation est le même que l'axe 11 de la chambre circulaire 2, le mouvement de rotation de cet ensemble "came-manette" étant guidé par deux paliers étanches (non représentés) ménagés l'une dans le corps du robinet, l'autre dans son couvercle. La came 17 est placée en regard du disque tampon 12 et sa rotation permet soit de refouler le bloc-valve pour admettre le liquide correspondant, soit de laisser revenir le bloc-valve spontanément jusqu'au butage du piston-valve 15 sur le siège 9 pour arrêter l'introduction du liquide. Cette position de fermeture d'un bloc-valve est représentée dans la tubulure 4.
Le retour spontané du bloc-valve est normalement assuré par la pression du liquide dans la canalisation d'amenée correspondante, mais si on le juge nécessaire, ce retour peut être aidé par un ressort 19 comprimé entre le piston-valve 15 et une bague filetée (non représentée) vissée dans le filetage 7.
Lorsque le bloc-valve est suffisamment refoulé par la came 17, le liquide arrivant dans la tubulure 3 passe par les rainures 16, puis les rainures 14 et pénétre dans la chambre 2. Il en sort, après mélange ou non, par la tubulure 5.
L'organisation des rainures 14 constitue une des caractéristiques importantes de la-,présente invention. Cette caractéristique sera aisément comprise en se reportant aux fig. 2, 3 et 4 du dessin joint.
La fig. 2 représente une disposition déjà connue et adoptée dans plusieurs domaines pour faire passer avec progessivité un liquide ou un fluide, de l'espace 20 dans l'espace 21, ces deux espaces étant séparés par la cloison 23.
A cet effet, la tige 24 coulissant sans jeu dans le forage 22, est pourvue de rainures 25 limitées du -côté de l'arrivée du liquide par des extrémités ogivées 26. On conçoit aisément que, lorsque la tige 24 avance dans le sens de la flèche 27, et que les sommets des extrémités ogivées débouchent dans l'espace 20, on peut obtenir un passage très progressif du liquide au .fluide, de l'espace 20 dans l'espace 21. Mais cette progressivité ne se manifeste que pour un parcours de la tige 24 égale à la hauteur des ogives, hauteur comprise entre les deux traits discontinus 28 et 29. Ce parcours est évidemment très faible et souvent insuffisant.
Pour surmonter cette difficulté, la présente invention prévoit un échelonnement approprié des sommets des extrémités ogivées (voir la fig. 3), la forme ogivale n'étant plus alors indispensable du fait de cet échelonnement, accompagné éventuellement d'un accroissement du nombre des rainures, en sorte que la progessivité s'étend sur la grande distance 30,31 au lieu de la trop courte distance 28, 29.
En outre, il devient possible de choisir une progressivité particulière absolument indéréglable au cours de l'emploi du robinet, en situant les sommets des extrémités 26 suivant une courbe déterminée. C'est ainsi que dans la fig. 3, ces sommets sont situés sur une hélice à pas constant en sorte que les débits de passage du liquide varient linéairement avec le déplacement de la tige rainurée, tandis que dans la fig. 4, cette variation du débit est
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une fonction non linéaire prédéterminée du déplacement de la tige rainurée.
On comprendra aisément que la disposition de la fig. 4 peut être utilisée soit seule, soit en combinaison avec une organisation appropriée de l'ensemble partiel "came-manette de commande" pour réaliser une autre caractéristique importante de l'invention à savoir l'obtention pour les positions intermédiaires d'une somme d'ouvertures partielles supérieure à l'ouverture maximum ou totale de l'une quelconque des ouvertures d'admission de liquide.
En ce qui concerne l'organe de commande du robinet ou ensemble partiel "came-manette",en se reportant à la fig. 1, on voit que son organisation repose essentiellement sur les degrés de refoulement des blocs-valves à obtenir en fonction de la position angulaire de cet ensemble partiel.
Dans le dessin, la came est située dans l'une de ses positions extrêmes correspondant à l'admission unique du liquide arrivant par la tubulure 3. Les dimensions et le profil de cette came doivent être déterminés par l'épure classique, en fonction de la course angulaire désirée pour la manette 18 et du déplacement minimum des blocs-valves assurant le débouchage du sommet 31 d'extrémité de rainure (voir les fig. 3 et 4) dans la chambre cylindrique de la tubulure correspondante, c'est-à-dire l'ouverture totale du bloc-valve.
Mais on remarquera que le rayon 11,32 de la came (voir la fig. 1) est tel que si on fait tourner la dite came de gauche à droite, le bloc-valve est d'abord refoulé puis revient vers la droite (retour spontané) et ne commence à fonctionner en fermeture qu'à partir du moment où ce rayon 11,32 atteint la position 11,33. Donc, pendant cette manoeuvre, l'ouverture totale est constamment assurée dans la tubulure 3, mais par contre, le profil arrondi 34 de la came a commencé à refouler le bloc-valve de la tubulure 4, et donc, à l'ouvrir progressivement.
On remarquera encore que le profil de la came est symétrique par rapport à un plan solidaire de la manette de commande, et d'autre part, que déjà lorsque le point 35 de la came entre en contact avec le point 36 du disque tampon du bloc-valve de la tubulure 4, ce bloc-valve aura atteint une position d'ouverture totale, le bloc-valve de la tubulure 3 restant toujours dans une position d'ouverture totale.
Pour aider à la compréhension de cette combinaison de mouvement conjugués des deux blocs-valves, la description de ces mouvements est rassemblée dans le tableau ci-après en correspondance, pour l'exemple de réalisation représenté dans la fig. l, avec une manoeuvre angulaire complète de gauche à droite de la manette de commande.
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Pour la description des mouvements des blocs-valves dans une manoeuvre de droite à gauche, il suffit d'inverser, dans le tableau ci-dessus, les références numériques des tubulures.
On voit d'après ce tableau que, pour l'ensemble des positions intermédiaires 3, 4 et 5, les deux tubulures sont totalement ouvertes, ce qui assure des conditions optimum pour le mélange homogène des deux liquides.
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On voit en outre que pour les positions extrêmes de l'organe de commande, le degré de refoulement du bloc-valve en ouverture totale est cependant inférieur au degré maximum correspondant à la position médiane 4, et de ce fait, en raison de la pression exercée par le liquide sur le piston-valve rainuré, il y a auto-blocage de l'organe de commande dans ces positions extrêmes.
D'après le desin joint, la course angulaire de l'organe de commande, correspondant à l'ensemble des positions intermédiaires 3, 4 et 5 est relativement importante, tandis que les courses angulaires du même organe, correspondant aux intervalles 1, 2 et 6, 7 sont relativement réduites. Il doit être entendu que le dessin joint ne constitue qu'un exemple démonstratif destiné à bien faire ressortir les principes de fonctionnement d'un robinet perfectionné selon .l'invention, et que dans la pratique, les divers arguments; course angulaire totale de l'organe de commande, profil de la came, refoulement minimum des blocs-valves assurant leur ouverture totale, sont choisis de telle sorte que l'intervalle 3,4 et 5 est très réduit tandis que les in- tervalles 1, 2 et 6, 7 ont au contraire une grande étendue.
En outre, ainsi qu'on l'a expliqué plus haut, on peut faire intervenir comme quatrième argument la forme de l'échelonnement des extrémités des rainures (coté arrivée du liquide), ménagées sur les corps cylindriques des blocs-valves en vue d'amodier convenablement la fonction de progressivité.
On voit donc finalement que les perfectionnements faisant l'objet de la présente invention suppriment complètement les défauts et inconvénients énumérés au début du présent exposé à propos des robinets mélangeurs actuellement connus, et cela, dans des conditions remarquables de simplicité mécanique et d'usinage économique.
Les blocs-valves peuvent être constitués par' un assemblage coaxial d'éléments décolletés.
Le'montage du robinet est très simple et ne nécessite ni retouche individuelle des pièces, ni réglage particulier après montage.
Le système mobile ne comporte aucun jeu nuisible par construction et une usure éventuelle entre la came et les disques-tampons des blocs-val- ves est automatiquement rattrapée par la pression des liquides à mélanger, et éventuellement, dans le cas où cette pression serait trop faible, par l'action des ressorts 19.
Il doit être entendu que conformément aux règles de l'art, le robinet mélangeur perfectionné conformément à la présente invention, peut comporter tous les détails de construction usuels, tels que : indexde posi- tion de la manette de commande avec cadran parlant, bouchon de vidange, raccords coudés sur les tubulures permettant la visite et le nettoyage aisé des blocs-valves, garniture plastique résistant à la chaleur sur les surfaces d'appui en fermeture des pistons-valves, etc.