BE813268A - Robinet de fermeture a valve ne subissant aucune congelation - Google Patents

Description

  "Robinet de fermeture à valve ne subissant aucune congélation, destiné au service des eaux domestiques"  La présente invention est relative à un robinet à valve utilisable pour le service des eaux domestiques, et plus particulièrement à un robinet à valve dont le but est de constituer l'organe automatique empêchant le blocage du robinet par congélation pendant l'hiver.

  
Jusqu'à présent, il a été d'usage pratique, pour empêcher la congélation d'un robinet d'eau domestique dans une zone froide, de maintenir l'eau en circulation pendant la nuit lorsqu'elle n'est pas utilisée, de façon à conserver l'eau dans un état en mouvement empêchant ainsi la congélation.

  
Cette pratique est désavantageuse, car l'eau est perdue inutilement en maintenant sa circulation. Une autre pratique connue consiste à utiliser une valve de purge, conçue pour mettre en actionne robinet, au-dessous du niveau du sol, à proximité de la conduite d'eau principale, mais cette pratiquée non seulement désavantageuse car la valve doit être mise en action chaque nuit, et si on oublie d'actionner la valve, il est nécessaire de faire fondre la glace formée pendant la période de non circulation, de sorte qu'un grand effort doit être consenti, mais l'installation de la valve dans la conduite et le travail concomitant entraînent aussi une dépense initiale élevée.

  
La présente invention est fondée sur les caractéristiques physiques bien connues de l'eau, lesquelles sont citées ci-après. Normalement, l'eau statique a une conductivité de chaleur très faible; l'échange de chaleur entre deux zones d'eau statique, ainsi qu'entre l'eau statique et le corps qui la contient, s'effectue la plupart du temps par circulation de l'eau; et au cours du procédé de congélation de l'eau statique, un temps considérable est nécessaire peur transformer l'eau

  
de l'état liquide à l'état solide, par suite de la grande chaleur latente qui est libérée pour dégager la quantité de cha-leur requise. 

  
Tel que ceci est bien connu, une conduite d'eau com-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
la congélation se poursuit vers la conduite principale. Par conséquent, dans la présente invention, une congélation complète d'une conduite est empêchée par un procédé consistant à décharger automatiquement l'eau qui est à l'état proche de la congélation, et ce pendant un temps très court, et de la rem-

  
 <EMI ID=2.1> 

  
cipale souterraine, quelque peu plus chaude, et qui n'est pas refroidie directement par l'air froid.

  
Une forme de réalisation préférée du principe précité est esquissée schématiquement à la figure 1. L'espace interne du corps principal 1, constitué d'une matière thermo-isolante, est divisé en une chambre supérieure contenant de l'eau statique non congelée, et en une chambre inférieure raccordée directement à la conduite principale souterraine; une section de congélation spéciale, subissant une congélation avant toutes les autres pièces ou parties, en particulier avant la chambre supérieure,

  
 <EMI ID=3.1> 

  
ces conditions, un passage de la petite quantité d'eau à travers la limite, par la différence de pression produite après blocage

  
 <EMI ID=4.1> 

  
comme déclencheur pour fondre la glace formée dans la section de congélation, de sorte que cette section de congélation sert de valve fonctionnant selon le principe du givrage et dégivrage.

  
Grâce à la fonction de valve de la section de congélation, l'eau statique proche de la congélation, accumulée dans la chambre supérieure 1B, est déchargée en un instant, la glace de la section de congélation est complètement fondue par l'échange de chaleur basé sur la circulation de l'eau à partir de la conduite principale souterraine, quelque peu plus chaude,  et l'état statique original est ensuite rétabli par l'équilibre entre deux pressions hydrauliques, dont l'une s'exerce dans la chambre supérieure et l'autre dans la chambre inférieure;

  
de cette façon, un certain intervalle de temps est obtenu jusqu'à ce que le système soit amené à un autre état proche de la congélation. Ceci est le principe fondamental de l'inventif

  
Pendant les saisons chaudes et lorsque le robinet est sollicité à la main, la tige de la poignée de manoeuvre 3 est tournée pour faire monter l'eau de décharge et pour éliminer par conséquent une quantité d'eau requise, de la même façon que le robinet courant. Le tube 4 de la figure 1 est un racco:
tubulaire entre la conduite principale et la chambre inférieur

  
L'invention est décrite en détail ci-après en se référant aux dessins annexés où les pièces similaires ont été désignées par les mêmes références et dans lesquels :
la figure 1 est une vue frontale montrant la constitution fondamentale d'un robinet de service d'eau réalisé conformément à la présente invention;

   la figure 2 est une vue latérale en coupe longitudinale d'une forme de réalisation prérérée de la présente inven- <EMI ID=5.1>  la figure 3 est une vue en coupe transversale du robinet de la figure 2, établie le long de la ligne III-III et représentant, en vue en plan, le piston situé à la limite entre .la chambre supérieure et la chambre inférieure prévues dans l'espace interne du corps principal; <EMI ID=6.1>  la figure 3 et montre également la valve de décharge du robin-( la figure 5 est un schéma du mécanisme qui limite la <EMI ID=7.1>   <EMI ID=8.1>  la figure 6 est une vue en coupe de la structure de  la valve de congélation en fonction d'une conception préférée de la section de congélation; et la figure est une vue latérale de la valve de congélation de la figure 6. 

  
Tel que ceci a été décrit schématiquement en liaison avec la figure 1, les éléments représentés du corps principal 1 se composent de matériaux dont la conduction thermique est faible, par exemple, du chlorure de polyvinyle rigide, sauf en ce qui concerne la section de congélation.

  
A la figure 2, la jonction 10 est raccordée à une

  
 <EMI ID=9.1> 

  
thermo-isolant et est fixée dans une direction telle que l'orifice de décharge 1D. soit dirigé vers le bas.

  
L'eau entrant par l'orifice lA est directement admise dans la chambre inférieure 1C de l'espace interne du corps

  
 <EMI ID=10.1> 

  
élément thermo-irradiant à base d'un métal de conduction thermique.

  
 <EMI ID=11.1> 

  
montée au-dessus du corps principal, recouvre la partie supérieure de ce corps principal à la façon d'un dôme et est fixi sur une tige métallique creuse 12 saillant vers le haut et

  
 <EMI ID=12.1> 

  
13 par l'intermédiaire d'une valve mobile prévue à la limite entre la chambre supérieure et la chambre inférieure. La tige

  
 <EMI ID=13.1> 

  
tchouc 15 qui coopère avec son siège constituant l'orifice de décharge, de telle sorte que si la poignée 3 est tournée pour

  
 <EMI ID=14.1> 

  
lonté par l'orifice 1D.

  
Afin de permettre le remplacement de l'eau de la chambre supérieure au moment précis où elle est proche de la congélation, une valve mobile se composant d'un disque 16

  
de chlorure de polyvinyle rigide et d'une valve à piston 17

  
 <EMI ID=15.1> 

  
chambre supérieure 1C.

  
La valve à disque mobile 16, pesée sur un bourrage

  
 <EMI ID=16.1> 

  
l'intérieur de la tige creuse 12 et étanchéifiée au moyen d'une bague 19 à section droite ronde. Au cours d'une décharge d'eau normale, la tige est hermétiquement pressée contre

  
 <EMI ID=17.1> 

  
tiquées dans la surface supérieure de la valve à piston 17. Le but de ces rainures de décharge 17a est d'éliminer une petite quantité d'eau et de l'amener dans l'ouverture centrale de la tige de valve tubulaire 13, lorsqu'une différence de pression se produit entre la chambre supérieure et la chambre inférieure. Ceci se présente lorsque la section de congélatic est bloquée par la glace, ce qui déclenche ainsi le dégivrage de la section de congélation 2.

  
Lorsqu'il est envisagé d'exécuter une opération de décharge normale du robinet, la surface du disque 16, située .

  
à la limite, doit être maintenue pressée contre le sommet de 

  
 <EMI ID=18.1> 

  
poignée 3 soit directeEent communiqué à la valve de décharge
13 qui, par conséquent, est pressée cu exécute un mouvement

  
 <EMI ID=19.1>  lorsque la poignée 3 est tournée dans l'une ou l'autre direction.

  
Afin d'exercer l'effet précisément décrit, un ressort

  
de compression 20, agissant sur la tige centrale 18 du disque par l'intermédiaire d'un écrou-tampon 21, est prévu dans l'ouverture centrale 12a de la tige de poignée creuse 12, de même qu'un écrou de réglage 22 au moyen duquel la force de pression du ressort de compression 20 peut être réglée. Dans la forme

  
de réalisation décrite jusqu'ici, la surface supérieure du disque 16 est soumise à la pression atmosphérique.

  
 <EMI ID=20.1> 

  
17 est pourvue d'une bague à section droite ronde sur sa

  
 <EMI ID=21.1> 

  
s'insère la tige de valve de décharge 13. Sa course est limitée à environ 1,6 mm entre les parties inférieures des boulons

  
 <EMI ID=22.1> 

  
décharge d'eau normale et manuelle, son influence est dans l'ensemble négligeable.

  
La partie du support métallique 11, vissée sur la tige
12, se prolonge vers le bas dans la chambre supérieure 1B et sa partie finale inférieure est en prise d'une manière étanche

  
 <EMI ID=23.1> 

  
droite ronde 27 étant montée ici. Sur la face extérieure de

  
la partie saillant vers le bas du support métallique 11, on a prévu un filet externe pour le vissage d'une bague métallique

  
30 d'une manière réglable, en ce sens que le réglage ascendant et descendant de celle-ci peut modifier la surface de conduction thermique effective. Le but de ce réglage est de déterminer

  
le temps pendant lequel l'eau statique de la chambre supérieure

  
 <EMI ID=24.1>   <EMI ID=25.1>  robinet particulier est utilisa. La possibilité de congèle

  
 <EMI ID=26.1> 

  
 <EMI ID=27.1> 

  
exposée puisse être 'réglée (aucune représentation de cette réalisation n'est- donnée).

  
La section de congélation 2 est une valve capable d se congeler avant toutes les autres parties ou pièces et en particulier avant l'eau statique de la chambre supérieure.

  
Cette section s'ouvre lorsque la glace exerçant une action blocage fond par la circulation de l'eau.

  
Une forme de réalisation préfères de la valve de cc gélation de la section 2 est représentée aux figures 6 et 7 Tel que ceci a été décrit en liaison avec la figure 1, la s tion de congélation 2 est incorporée à un branchement de ce duite qui raccorde la chambre supérieure à l'admission lA.

  
En examinant la figure 6, la section de congélatior se compose d'un cylindre métallique 31 exposé à l'air froic

  
 <EMI ID=28.1> 

  
blables à des ailettes cu tiges rayonnantes 32 (figure 2) saillant dans l'air externe, s'il est nécessaire que la se< 2 soit congelée avant toutes les autres parties du robinet.

  
L'élément 33 comprenant la valve de congélation es1 disposé transversalement à la voie de passage de l'eau de :
section de congélation et est pourvu d'une ouverture centra

  
 <EMI ID=29.1> 

  
l'eau passe par l'élément 33 lorsque aucune glace formée n'

  
 <EMI ID=30.1>  rectement une combinaison de dimensions pour l'ouverture

  
 <EMI ID=31.1> 

  
combinaison de leur nombre, non seulement la durée de congélation peut être réglée, mai.s aussi la durée de remplacement de' l'eau correspondant au temps s'écoulant entre le dégivrage et <EMI ID=32.1>  la forme d'un paraboloide de part et d'autre, en vue de produ une couche de glace relativement uniforme, de prévoir aisémen' un givrage et dégivrage et d'assurer des fonctions sûres de fermeture et d'ouverture à la valve de congélation.

  
Pendant la phase de congélation, le givrage commence à la périphérie de l'élément 33 qui est en contact direct ave

  
 <EMI ID=33.1> 

  
de glace des ouvertures périphériques 34b sont fondues. Ensu l'eau de la conduite principale afflue rapidement par les ou-

  
 <EMI ID=34.1> 

  
congélation présente dans la chambre supérieure 1B.

  
Etant donné qu'au voisinage immédiat de l'ouverture

  
 <EMI ID=35.1> 

  
se forme à l'état mou gélifié et contient de fins vides, ou à l'état dit fréquemment "gel de neige", cet état de gel de neige peut se produire à la fermeture de l'ouverture centrale
34a, ce qui donne une glace molle aisée à fondre au cours du procédé de congélation; ensuite, la glace peut être fondue ef ficacement en utilisant une petite quantité d'eau en circulat

  
 <EMI ID=36.1> 

  
décrit ci-avant, par la valve à piston 17 sous l'influence d'une différence de pression entre la chambre supérieure et .la chambre inférieure, se produisant lorsque la valve de con-
-gélation précitée se ferme.

  
En utilisant correctement ce phénomène de congélation

  
 <EMI ID=37.1> 

  
valvé de congélation pour l'afflux de l'eau, peuvent être plus grandes, c'est-à-dire que le flux d'eau effectif peut être accru dans une certaine mesure et, par conséquent, le débit d'eau pendant la phase de dégivrage peut être augmenté.

  
De cette façon, l'eau statique proche de la congélation, pré-

  
 <EMI ID=38.1> 

  
de l'eau, sont plus grandes, elles résistent davantage au blocage provoqué par le tartre de l'eau, de sorte que leur durée de vie est par conséquent prolongée.

  
Selon une autre forme de réalisation dans laquelle la valve de congélation 33 de la section 2 a la forme d'un disqu on a observé qu'en raison de début de formation de glace à la périphérie, elle se développe progressivement sous une forme plus mince depuis la périphérie jusqu'au centre, ce qui résul en une formation de glace semblable à un paraboloide. La rai son pour laquelle une valve de congélation 33 du type paraboloide est utilisée pour le premier exemple de réalisation, est de concevoir la forme de la valve telle qu'elle correspor à la forme naturelle de la glace, de façon que la glace forme prenne plus rapidement l'état dit gel de neige précité.

  
Le fonctionnement de la valve du robinet de fermeture automatique, ne subissant aucune congélation, est décrit à présent ci-après. En premier lieu, et dans le but de faire

  
 <EMI ID=39.1> 

  
congélation, conforme à la présente invention, il importe de définir l'effet suivant. Tout d'abord, comme mentionné ci-

  
 <EMI ID=40.1> 

  
conduction thermique est pauvre, aucun transfert de chaleur ne peut avoir lieu entre l'eau statique de la chambre supérieure

  
 <EMI ID=41.1> 

  
temps que l'eau est maintenue statique,et un transfert de chaleur quelconque est provoqué uniquement par l'afflux de l'eau.

  
Ensuite, étant donné que l'espace situé au-dessus de la valve mobile 16 est raccordé à l'atmosphèee par la tige creuse 12

  
 <EMI ID=42.1> 

  
16, et comme, d'autre part, l'espace situé au-dessous de la valve mobile 16 est également raccordé à la pression atmosphérique de l'orifice de décharge par la tige creuse 13, cette valve mobile 16 est soumise à la pression atmosphérique du côté de la chambre supérieure et du côté de la chambre inférieure, si bien qu'elle fonctionne essentiellement à la pression atmosphérique.

  
Lorsque la valve de congélation 33 est fermée par

  
 <EMI ID=43.1> 

  
qui est refroidie à un état proche de la congélation, s'élève au fur et à mesure de son refroidissement, le sdisque 16 du mécanisme de valve mobile à la limite entre la chambre supérieure et la chambre inférieure subit une poussée vers le haut et, par conséquent, une petite quantité d'eau est déchargée par la voie de passage de la tige de valve de décharge 13. En raison de cette décharge, la pression hydraulique de la chambre supérieure s'abaisse au-dessous de celle de la chambre inférieure 1[pound],le piston 17 subit une poussée par la pression hydraulique de la chambre inférieure, de sorte que l'eau se trouvant dans l'espace au-dessus du piston est éliminée par le rainures de décharge 17a. Bien que la course du piston soit

  
 <EMI ID=44.1> 

  
au mouvement du piston est éliminée en raison de cette déchai d'eau.

  
 <EMI ID=45.1> 

  
33 est brisé par le flux d'eau dû à la montée du piston 17.

  
Au cours de ce procédé, comme la tige de valve de décharge 1:

  
 <EMI ID=46.1> 

  
de la congélation, se trouvant dans la chambre supérieure, est complètement déplacée par l'eau quelque peu plus chaude accumulée dans la conduite principale. Cette eau quelque pei

  
 <EMI ID=47.1> 

  
par suite du dégivrage. Après un court intervalle de temps, attribuable à l'échange de chaleur dû à l'afflux d'eau, la température de l'eau et la pression hydraulique à l'intérieur du corps principal 1, entre la chambre supérieure et la chaml

  
 <EMI ID=48.1> 

  
tiale, en fermant la limite comprise entre' les deux chambres et en arrêtant&#65533;a décharge d'eau. Cette condition d'équilibre statique ainsi établie est maintenue jusqu'à ce que la valve

  
 <EMI ID=49.1> 

  
glace formée sous l'influence de l'air froid ambiant, ce qui permet ainsi de définir un temps supplémentaire avant que la congélation commence de nouveau. Ensuite, lorsque la valve  .congélation est de nouveau fer.T.ée par la glace, le même cycle congélation-fusion-circulation d'eau-décharge et remplacement équilibre statique-congélation est automatiquement répété.

  
Si un robinet automatique ne subissant aucune congela tien, conforme à la présente invention, est destiné à des

Claims (1)

1. opérations de décharge manuelles normales, au cours des- <EMI ID=50.1>

   la tige 13 par le ressort 20, la poignée de décharge 3 est

   tournée pour faire monter la valve de décharge 15 à un niveau juste suffisant pour exécuter les décharges requises.

   Le résultat d'une opération expérimentale, réalisée

   en utilisant un robinet conçu conformément à la présente invention et mise en oeuvre dans une chambre réfigérante, est

   donné ci-dessous ;

   - Température de la chambre réfrigérante : -15[deg.]C - Utilisation d'eau à 13[deg.]C, l'intervalle de temps jusqu'à la décharge est de l'ordre

   <EMI ID=51.1>

   pour le.second et tous

   <EMI ID=52.1>

   - Durée de la décharge : environ 20 secondes - Quantité déchargée environ 1 litre

   Le robinet expérimental a fonctionné d'une manière

   très stable sans aucune fuite.

   Etant donné que la quantité de décharge est réglable,

   <EMI ID=53.1>

   fisante pour remplacer l'eau se trouvant dans la partie verticale du tube.

   Comme décrit en détail, la présente invention permet

   d'empêcher automatiquement une congélation complète d'une cor

   duite d'eau, par suite de la décharge automatique d'une petit

   quantité d'eau qui est proche de l'état de congélation, et ce

   <EMI ID=54.1>

   REVENDICATIONS

   1.- Robinet de fermeture automatique à valve ne subis

   <EMI ID=55.1> corps principal, formé d une matière à faible conduction thermique, est divisé intérieurement en une chambre supérieur* et en une chambre inférieure et est conçu pour empêcher une congélation complète par remplacement automatique de l'eau statique proche de la congélation, remplissant la chambre supérieure, et ensuite de l'eau statique de la chambre inféri. eure par de l'eau non encore refroidie se trouvant dans la conduite principale, caractérisé en ce qu'il comprend une section de congélation incorporée au tube de branchement abou tissant à la chambre supérieure, conçue de façon à se congé! avant toutes les autres parties, en exerçant ainsi des foncti de valve par l'intermédiaire du givrage et du dégivrage s'effectuant à l'intérieur de cette section;

   une chambre inférieu raccordée directment à la conduite principale et contenant de l'eau statique isolée du froid externe; un mécanisme de valve mobile disposé à la limite comprise entre la chambre inférieu et la chambre supérieure; et un mécanise de décharge ouvert fermé par une poignée de manoeuvre fonctionnant manuellement.

   2.- Mécanisme de valve de congélation pour un robinet de fermeture automatique à valve ne subissant aucune congelât

   <EMI ID=56.1>

   térisé en ce qu'un cylindre métallique, comprenant des élémer échangeurs de chaleur conçus pour une thermo-irradiation, est situé dans la partie médiane du tube de branchement thermoisolant, aboutissant à la chambre supérieure, c'est-à-dire dans le passage du flux d'eau du cylindre métallique; et en ce qu'une valve de congélation, munie de surfaces avant et

   <EMI ID=57.1>

   ture centrale soit soumise à la congélation après que toutes les autres ouvertures aient été congelées, et fende également avant toutes les autres ouvertures, leurs fonctions de givrage de dégivrage soient utilisées comme des opérations d'ouverture synchrones pour le remplacement de l'eau de la chambre supérieure.

   3.- Mécanisme de valve mobile suivant la revendication caractérisé en ce que la tige active de la poignée de décharge d'eau et la tige de la valve de décharge d'eau, à la sortie du robinet, sont toutes deux creuses, en vue d'établir une pre: s ion atmosphérique égale sur la face supérieure et la face inférieure du disque du mécanisme de valve, disposé à la limite entre la chambre supérieure et la chambre inférieure, de façon que les pressions hydrauliques de la chambre supérieure et de la chambre inférieure soient équilibrées de telle sorte qu'au cours de l'opération normale de la valve manuelle, tout effet de déséquilibre de pression entre les deux chambres soit élimii

   4.- Mécanisme de valve mobile suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'au-dessous du disque de mécanisme de valve mobile, disposé à la limite entre la chambre supérieure et la chambre inférieure et en contact avec celle-ci, on a prévu un piston muni de rainures peu profendes sur sa surface supérieure, la course libre de ce piston étant limitée à une certaine distance permise par les boulons en U rattachés à

   ce pistcn, de telle sorte que ce piston soit utilisé pour déclencher le dégivrage de la valve de congélation par l'utilisation d'une différence ce pression établie entre la chambre supérieure et la chambre inférieure, immédiatement après une formation de glace dans la section de congélation, tandis qu'ai cours d'une opération de décharge d'eau manuelle et normale,

   <EMI ID=58.1>

   d'eau soient pressés l'ur. centre l'autre par un ressort tel que la tige de valve de décharge du robinet soit manuellement

   <EMI ID=59.1> <EMI ID=60.1>

   monié sur la partie saillante à l'intérieur de la chambre supérieure à partir d'un support métallique recouvrant le log

   <EMI ID=61.1>

   isolante, de façon que sa zone superficielle thermo-conductri puisse être réglée.

   6.- Mécanisme de réglage du taux de refroidissement pour la chambre supérieure, similaire à celui de la revendication 5, caractérisé en ce que seule une partie de l'enveloppe cylindrique de la chambre supérieure se compose d'un métal; et en ce que la chambre thermo-isolante (par exemple, en chlorure de polyvinyle) est cimentée sur l'enveloppe cylin drique métallique de telle sorte que la zone superficielle thermo-conductrice puisse être réglée.

   7.- Robinet de fermeture à valve ne subissant aucune congélation, destiné au service des eaux domestiques,substan-

   <EMI ID=62.1>

   annexés.