Distributeur-régulateur. L'invention est relative à Lui distributeur- iégulateur et elle concerne plus spécialement cs appareils de ce genre montés dans des i>>stallations thermiques dans lesquelles cir cule un fluide de chauffage et destinées à fournir de la chaleur à un ou plusieurs appa reils ou dispositifs de chauffage.
Ce distributeur-régulateur est caractérisé en ce qu'il comporte tin corps de soupape alésé intérieurement et ouvert à une extrémité, i!ne lumière d'entrée destinée à. laisser passer le fluide chauffant dans l'alésage, plusieurs liunières de sortie reliées audit alésage, un tiroir mobile commandant la sortie du fluide chauffant hors de l'alésage et pouvant coulis ser dans celui-ci, de manière à permettre l'écoulement du fluide par l'une des lumières de sortie ou conjointement par toutes les lumières,
le déplacement dudit tiroir mobile clans l'alésage étant commandé par un pre inier élément extensible et rétrécissable qui fixe la position du tiroir mobile dans ledit alésage, et un deuxième élément extensible et rétrécissable qui entoure le premier élément. de façon étanche et qui est en communication avec l'ouverture de l'alésage, à ladite extré- niité dit corps de soupape.
Un tel distributeur-régulateur peut être adjoint notamment à chacun des différents appareils de chauffage d'une installation dei chauffage pour contrôler le débit de fluide eliauffant distribué à, chaque appareil.
En se référant plus spécialement au cas d'une ins tallation domestique pour le chauffage cen tral comprenant une seule source de chaleur, telle qu'une chaudière à chauffage électrique, au mazout, au gaz, au charbon ou tout autre combustible solide, le fluide chauffant peut être un liquide qui ne s'évapore que très peu aux températures auxquelles fonctionnent les différents appareils faisant partie de l'instal lation, et. qui ne, se solidifie pas quand sa température devient égale à une température minimum de l'atmosphère.
A titre d'exemple, des appareils qui peuvent faire partie de telles installations, on peut citer ceux servant au chauffage d'un immeuble, ceux utilisés pour faire fonctionner un réfrigérateur, ceux servant à chauffer de façon réglée les four neaux de cuisine pour faire bouillir, cuire, frire, rôtir, griller des aliments et ceux uti lisés pour la production de vapeur pour ac tionner une génératrice électrique destinée à fournir du courant pour l'éclairage, pour faire fonctionner une pompe puisant de l'eau dans une source et pour d'autres usages pour lesquels on doit disposer d'une source de force motrice quelconque. etc.
De préférence, le fluide chauffant utilisé est un fluide lion toxique et qui n'attaque pas le bois ou les autres matériaux utilisés pour la construction d'u:n immeuble, au cas où une fuite se produirait dans les canalisations de l'installation. A titre d'exemple, des fluides convenant. à. cet effet, on petit citer le tétra- crésylsilicate, le tricrésylphosphate et d'autres produits analogues.
Un liquide qui peut être utilisé avec avan tage comme fluide thermique dans le distri- buteur-régulateur selon l'invention et comme liquide de chauffage dans une installation de chauffage est, par exemple, le tétracrésyl- silicate qui a un poids spécifique de 1,120, une chaleur spécifique de 0,45 et un point d'ébullition de 436 ' C à la pression atmosphé rique, qui est liquide depuis -54 C (tempé rature à laquelle il est visqueux) jusqu'à 400 C et qui est non toxique et non corrosif pour le fer, l'acier,
le laiton et le cuivre.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exem- pie, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention.
Les -fig. 1 et 2 sont, respectivement, des vues en plan et par-dessous du distributeur régulateur.
La fig. 3 est une vue; en coupe axiale, mon trant un détail dans une position de fonc tionnement.
La fig. 4 est Lune même vue que la fig. 3, montrant ce détail dans une autre position de fonctionnement.
Les fig. 5, 6 et 7 sont des coupes transver sales, respectivement selon 5-5, 6-6 et 7-7 de la fig. 3.
Les fig. 8, 9 et 10 sont des vues respective ment en coupe axiale, en coupe transversale selon 9-9 et en coupe transversale selon 10-10 de la fig. 3.
La fig. 11 montre, sous forme de schéma, les circuits du liquide chauffant d'une ins- tallation comprenant le distributeur-régula- teur objet de l'invention.
Le distributeur-régulateur représenté est désigné, d'une manière générale, par 20 et comprend un corps de soupape 21 et une boîte 22, cette dernière présentant une extré mité élargie 22a par laquelle elle est vissée sur le corps 21. Celui-ci sert de logement à un tiroir mobile 23, tandis que la boîte 22 contient le mécanisme destiné à la commande du tiroir.
Le corps 21 présente, à son extrémité inté rieure, une ouverture 31 entourée d'iin bos- sage annulaire 32 et destiné à recevoir un doigt 33 d'un soufflet ou autre élément exten sible et rétrécissable 34, qui est relié à des moyens réagissant aux variations de tempé rature et décrits ci-après.
Le soufflet 34 est destiné à actionner le: tiroir en déterminant la position d'un piston <B>23e</B> de celui-ci qui règle à son tour le passage du liquide chauffant à travers le corps 21, c'est-à-dire par une entrée 24 dans l'alésage du corps et puis soit entièrement par la sortie 26 (fig. 3) qui communique par une , dérivation appropriée avec l'appareil desservi par le distributeLir-régulateiir, soit par la sor tie 25 (fig. 4) pour retourner au circuit prin cipal, soit encore en partie par la- sorties 25 et en partie par la sortie 26 (fig. 8). Pour, obtenir un écoulement sans étranglement.
entre l'entrée 24 et l'une ou l'autre des sorties 25 et 26, le pistou<B>23e</B> du tiroir 23 présente une longueur axiale à sa périphérie qui est inférieure à la dimension correspondante de , l'ouverture intérieure de l'entrée 24, mais su- périeuire à la dimension correspondante de, chacune des sorties 25 et 26, tout en ne dé passant pas la valeur de la distance comprise entre les bords extrêmes de ces sorties, pour, pouvoir effectuer un écoulement simultané à travers les deux sorties et, en tout temps, assurer la continuité du débit du liquide chauffant à travers le corps 21 par l'entrée et les sorties en question.
Le tiroir 23 est sou mis à l'action antagoniste d'un ressort 30 placé entre une tige 23a. .du tiroir et un chapeau 29 vissé sur le corps 21.
Le soufflet 34 peut être en toute manière appropriée quelconque et peut comporter, t comme les appareils analogues connus, Line paroi annulaire en laiton conformée de ma nière que sa cavité intérieure présente un dia mètre sensiblement constant. Le bord 34a de cette paroi est. fixé à Lune plaque 35, par exem ple à l'aide d'une soudure susceptible de résis ter à la température maximum du liquide chauffant circulant dans l'installation.
La plaque 35 comporte un bossage creux central 36, dirigé vers l'extérieur et auquel est fixée s l'extrémité d'un tube capillaire mobile 37 abou- tissant, à son autre extrémité, à un élément thermostatique 38 (fig. 1 et 11) ou tout autre dispositif approprié sensible à la chaleur. La plaque 35 est supportée axialement dans la boîte 22 en étant fixée à un manchon fileté 39 traversant une ouverture 40 ménagée dans la paroi terminale externe 22b de la boîte 22 et vissée dans un disque de réglage 41.
Un ressort travaillant à la compression 42 est dis posé entre la face intérieure de la paroi 22b (le la boîte 22 et la plaque 35 du soufflet 34, et maintient le disque de réglage 41 appliqué contre la face extérieure de la paroi 22b dont une saillie circulaire 43 coopère avec un épau lement circulaire 41a. du disque pour guider le disque en rotation.
I!7n déplaçant le disque de réglage 41 par rapport à la plaque 35, on déplace le soufflet 34 longitudinalement par rapport au corps de soupape 21 et on règle la température à la- cluelle l'appareil de chauffage doit être chauffé.
Le réglage de la position angulaire du disque 41 peut être fait par des moyens appro priés quelconques. Dans les fi-.<B>1,</B> 2 et<B>3,</B> on a montré, à cet effet, un volant 44 aisément accessible pour l'usager. Dans l'exemple mon tré, le volant 44 est fixé sur un axe 45 sur lequel est monté un pignon à vis sans fin 46 (fig. <B>1),</B> ce pignon étant en prise avec des (lents hélicoïdales 47 prévues à la périphérie du disque 41. On monte sur le volant un index coopérant avec une plaque indicatrice de la température ou portant d'autres indications appropriées, telles que ouvert , chaud , moyen , fermé , ete.
La forme de réalisation préférée, montrée dans les fig. 3, 4 et 8, comprend, en outre, un élément creux extensible et rétrécissable 50 qui a la forme d'un soufflet, sensible à la tempé rature et qui entoure le soufflet thermostati- clue 34 décrit plus haut. Ce soufflet creux 50 constitue un récipient destiné à contenir la partie du fluide chauffant qui passe dans les intervalles compris entre l'extrémité de la tige 23b du tiroir et la paroi du trou 31 dans le corps 21.
Comme représenté dans les fig. 3, 4 et 8, le soufflet 50 est fermé d'une manière étanche, à son extrémité externe 50a, par bra sure à la plaque 35 autour du soufflet. 34. L'extrémité interne 50b du soufflet 50 est fer mée, d'une manière étanche, de toute manière appropriée entre le corps 21 et la boîte 22, par exemple, en pin #.a.nt fortement l'extrémité du soufflet 50 entre le corps 21 et la boîte 22 dans le joint formé à l'endroit 22a où la boîte 22 est vissée sur le corps 21.
L'utilisation de ce soufflet 50 évite l'utili sation d'une garniture d'étanchéité et permet des mouvements coulissants absolument exempts de frottements de la tige \?3b et, par conséquent, de l'ensemble du tiroir 23.
Dans la forme d'exécution décrite du dis tributeur, le tiroir coopère avec des moyens thermostatiques qui sont sensibles à la tempé rature de l'appareil desservi par l'installation de chauffage et qui, de ce fait, commandent automatiquement ledit tiroir, afin de régler L'apport de chaleur à cet appareil.
A titre d'exemple, le schéma de la fig. 11 montre une installation typique à. laquelle on peut appliquer le distributeur-réglxlateur objet de l'invention. Cette installation comprend une chaudière 55 analogue à celles utilisées généralement comme source de chaleur pour le chauffage central. Cette chaudière est reliée, par un tuyau 56, au conduit de départ prin cipal 57. Le conduit de retour principal est désigné par 58. Une chambre de dilatation 59 est reliée par un tube 60 au conduit de départ principal 57. Une pompe 61 est. montée dans le conduit de retour 58 et reliée à L'entrée de la. chaudière 55.
L'appareil de chauffage 62 sert, par exemple, à chauffer l'intérieur d'une habitation ou d'un immeuble, le nombre de radiateurs 62 étant aussi élevé que l'on désire. Chaque radiateur ou groupe de radiateurs est contrôlé par un distributeur-régulateur 20 analogue à celui montré dans les fi-.<B>3,</B> 4 et<B>8.</B> Le distributeur 20 est relié, par un tube 63, au conduit de départ principal 57 par son entrée 24, et par un tube 63a à l'entrée du ou des serpentins de chaque radiateur ou groupe de radiateurs 62, dont la sortie communique, par un tube 64, au conduit de retour principal 58. Un tube 64a relie la. sortie 25 du distri- buteur 20 au conduit de retour 64.
De même, un tube 65 relie le conduit de .départ 57 à un deuxième distributeur 20, qui est relié à l'en trée du serpentin de chauffage d'un frigori fique 66 ou d'un groupe de frigorifiques, la sortie du ou des serpentins de chauffage de ces appareils étant reliée par un tube 67 au conduit de retour principal 58. La sortie 25 du distributeur-régulateur du frigorifique ou groupe -de frigorifiques est reliée par un tube 67a au tube de retour 67, aboutissant au con duit de retour principal 58. D'autres appareils d'utilisation, montés dans l'installation, peu vent être reliés respectivement et d'une ma nière analogue aux conduits principaux 57 et 58.
L'installation, telle que montrée à la fig.11, comprend également un distributeur-régula- teur 20, montré à plus grande échelle et adjoint à un four 68, l'entrée 24 de ce distri buteur étant raccordée au conduit d'alimen tation principal 57, alors que sa sortie 26 com munique, par un tube 69, avec un ou des ser pentins de chauffage 70 du four. Un tube 71 relie la sortie du ou des serpentins 70 au con duit .de retour principal 58. Un tube 71a relie la sortie 25 du distributeur 20 au tube de re tour 71, aboutissant au conduit de retour prin cipal 58.
L'élément thermostatique 38 est relié, par son tube capillaire 37, au soufflet sensible à la chaleur,du distributeur-régulateur et qui correspond à celui désigné par 34 dans les fig. 3, 4 et 8. Le thermostat 38, tel que mon tré, est logé dans le foilx où l'on peut rôtir, bouillir ou effectuer d'autres traitements ana logues.
En vue de pouvoir régler la température du four 68, le disque de réglage 41 est placé clans une position angulaire correspondant à cette température. Avant le réglage, le disque 41 se trouve à la position 0 pour laquelle le soufflet 34 a une forme telle que son doigt 33 refoule le tiroir 23 vers la position montrée à la fig. 4 en agissant sur l'extrémité libre de la tige de droite 23b de ce tiroir et en com primant le ressort 30. La partie 23b du tiroir permet alors le débit en plein -du fluide chauf fant depuis l'entrée 24 par la boite du distri- buteur et ensuite par la sortie 25 et le tube 71a (fig. 11) qui aboutit au conduit de retour principal 58.
Les fig. 3 et 4 montrent des intervalles existant entre l'extrémité libre du doigt 33 et l'extrémité libre de la tige 23b du tiroir, et entre la base du doigt 33 et la face adjacente du rebord annulaire 32. Ces intervalles n'exis tent, en fait, pas et ne sont indiqués que pour des raisons de clarté du dessin.
En revenant au réglage de la température du four schématisé à la fig. 11, on fait tourner le disque 41 d'un angle correspondant à la température désirée, ce qui oblige le doigt. 33 de se retirer de la position montrée à la fig. 4 à celle de la fig. 3, ce qui permet au tiroir 23 de se déplacer sous l'action de son ressort de rappel 30, de manière telle que son piston 23c occupe la position montrée à la fig. 3. Dans ces conditions et comme déjà expliqué, le fluide chauffant passe par l'entrée 24 et le corps du distributeur et s'écoule en totalité par sa sortie 26 dans le tube 69 vers l'entrée du ou des serpentins de chauffage du four 68.
A la sortie de ce ou ces serpentins, le fluide chauffant passe, par le tube 71, au conduit de retour principal 58.
Par suite du chauffage de l'intérieur du four, la température du liquide contenu dans le thermostat 38, dans le tube capillaire 37 et dans le soufflet 34 augmente progressivement et le liquide se dilate, de sorte que le soufflet 34 se dilate aussi et que son doigt 33 vient en contact avec l'extrémité libre de la tige 23b du tiroir. La partie centrale 23e de celui-ci est. déplacée progressivement vers la gauche de la fig. 4 dans une position intermédiaire entre les sorties 25 et 26. A la fig. 8, cette position est telle qu'à peu près la moitié de chacune de ces sorties est obturée.
Quand la température dans le four augmente davantage, la dilatation du soufflet 34 se poursuit. Quand l'intérieur du four atteint la température désirée prévue par le réglage du disque 41, comme indiqué plus haut, le piston<B>23e</B> .du tiroir s'est déplacé complètement vers la gauche, comme montré à la fig. 4, en obturant tout le passage 26, ce qui interrompt l'écoulement du fluide chauffant vers le four.
Quand l'intérieur du four se refroidit, du fait d'une cuisson dans le four et des pertes (lues au rayonnement, le doigt. 33 recule de puis la position montrée à la fi-. 4, vers une position intermédiaire analogue à celle de la fig. 8, de sorte que le tiroir se déplace vers la droite de manière que le fluide chauffant s'écoule en partie vers les serpentins chauf fants du four et retourne en partie vers le conduit de retour principal 58. Quand la tem pérature désirée par le réglage du disque 41 est. rétablie, le mouvement du tiroir 23 est in versé afin qu'il puisse interrompre, en totalité ou en partie, le débit du fluide vers les ser pentins de chauffage du four.
Le fonctionne- iLient automatique susdit du distributeur-régu- lateur continue ;jusqu'à ce que la cuisson ou tout autre traitement, thermique dans le four soit achevé.
11 est à noter que tous les joints des diffé rents distributeurs et tous les conduits ou ca nalisations sont étanches et cela sans l'inter vention de garnitures, de boîtes de bourrage ou analogues, puisque les divers organes mo biles de chaque distributeur sont logés entière ment dans le corps de celui-ci et actionnés sans l'intervention d'aucun axe ou autre organe s'étendant jusqu'à l'extérieur du corps du distributeur, ce qui écarte donc des risques de fuites, de pertes du fluide chauffant de dangers pour les personnes et de détériora tions (les objets ou habitations, etc.
t.orsque la cuisson ou autre traitement dans le four ou dans un autre appareil des servi par le distributeur est, terminé, le disque (le réglage 41 du distributeur qui contrôle ces appareils est placé dans sa position zéro ou de fermeture, ce qui ramène le doigt 33 du souf flet 34 à sa position montrée dans la fig. 4. On remarquera que la course maximum du mouve ment de va-et-vient du tiroir 23 est représentée par la position du doigt 33 montrée dans la fig. 3 par rapport à celle montrée dans la fig. 4.
Au cours de ce mouvement, la tige 23(r, dit tiroir est maintenue et guidée par l'alésage 28 du corps de soupape 27.. Le liquide sensible à la température des dispositifs de contrôle thermostatiques petit être le même que celui employé comme fluide de chauffage dans l'installation de chauffage.
Le corps du distributeur et ses parties constitutives peuvent être en un métal quel conque, capable de résister aux températures existant dans l'installation. On peut citer, à cet effet, le cuivre, le laiton, le bronze, l'alumi nium, l'acier, etc. De préférence, on choisit le métal. utilisé pour le distributeur et ses parties constitutives, par rapport à celui utilisé pour les canalisations et les autres parties de l'ins tallation, de manière que des différences exces sives de dilatation et de contraction soient évi tées entre ces éléments lorsqu'ils sont traver sés par le liquide chauffant, de même que pour éviter tout effet électrolytique entre les diffé rents métaux et toute autre action préjudi ciable.
Comme, actuellement, on constitue gé néralement les soufflets anéroïdes et analogues en laiton, il. est préférable .de se servir de lai ton ou de enivre pour fabriquer le distribu teur, ses parties constitutives et les canalisa tions.
La chambre (le dilatation 59 peut être pla cée en tout endroit choisi pourvu que ce soit. à un niveau suffisamment élevé au-dessus du point le plus haut de l'ensemble de l'installa tion, pour permettre la dilatation nécessaire du fluide chauffant. En montant l'installation dans un immeuble, il convient d'établir cette chambre à proximité du toit, à l'intérieur dit bâtiment et dans un espace non utilisé.
Des moyens appropriés sont prévus pour permettre l'échappement. de l'air hors de la chambre de dilatation, dans le cas où le liquide chauffant se dilate, par exemple tin tube 75 (fig. 11) qui communique avec la partie supérieure de cette chambre et qui débouche: à l'air libre; ce tube comportera une soupape de retenue 76 qui s'ouvre seulement vers l'extérieur et qui con trôle le débit de ce tube.
Il est également dési rable que la chambre- de dilatation 59 comporte un moyen susceptible d'empêcher la produc tion d'un vide ou d'une dépression entre le tube 75 et sa partie supérieure, ce moyen pou vant. comporter un conduit. 77 partant du tube 75 entre son extrémité extérieure et la sou pape 76, pour arriver à la partie supérieure de la chambre 59, et comportant une soupape de retenue 78 qui s'ouvre seulement vers l'in térieur de ladite chambre.
Quand on désire chauffer une maison ou un immeuble par des radiateurs et des canali sations ordinaires, ceci peut être obtenu à l'aide d'un échangeur de chaleur dont le ou les serpentins sont reliés au conduit d'alimen tation principal de l'installation décrite plus haut, ce ou ces serpentins étant susceptibles de transmettre la chaleur à un ou plusieurs serpentins dans lesquels circule de l'eau uti lisée comme fluide chauffant dans ces appa reils de chauffage usuels. La température de chaque appareil en particulier peut alors être contrôlée par un distributeur - régulateur, agencé de manière à pouvoir fonctionner avec de la vapeur ou de l'eau chaude, ou par tout autre organe analogue approprié.
L'utilisation du tétracrésylsilicate comme liquide chauffant est avantageuse pour la rai son que, lorsqu'une fuite se produit, elle peut aisément être décelée à cause de l'odeur carac téristique de ce produit, de sorte que cette fuite peut être rapidement réparée.
Il ressort de ce qui précède que le distri- buteur-régi-.dateur peut être utilisé avec avan tage pour des installations et des appareils autres que ceux dans lesquels circule un fluide chauffant, par exemple pour -des installations dans lesquelles un gaz est utilisé comme fluide chauffant; dans ce cas, on s'arrange pour que les entrées ou sorties de l'alésage du distribu teur contenant le tiroir soient bien étanches au gaz.