Vanne à commande thermostatique pour radiateur La présente invention a pour objet une vanne à commande thermostatique pour radiateur compre nant une ampoule répondant aux variations de tem pérature en provoquant le déplacement axial d'un organe de fermeture commandant l'écoulement du fluide chauffant vers le radiateur.
Le déplacement de l'organe mobile a pour effet de diminuer ou d'augmenter le débit de l'eau ou de la vapeur pénétrant dans le radiateur et, par consé quent, de régler la quantité de chaleur rayonnée par le radiateur dans le local environnant.
Jusqu'à maintenant, il était d'usage d'utiliser une ampoule séparée du corps de la vanne ; cette ampoule était soit reliée rigidement à l'extérieur de la vanne, ou, dans le cas d'une ampoule située à une grande distance du corps de la vanne, reliée par un tube capillaire.
La vanne selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend une tige de soupape reliée directe ment, à l'une de ses extrémités, avec un élément d'obturation étanche au fluide, et supportant de façon coulissante, à l'autre extrémité, l'organe de fermeture, la tige étant entourée de deux ressorts coaxiaux, l'un constituant un ressort de rappel sollicitant la tige dans une direction telle que l'élément d'obturation com pense la pression de l'ampoule, l'autre constituant un ressort de compensation pressant l'organe de ferme ture contre un siège de vanne, afin de couper la cir culation du fluide à travers la vanne,
les forces res pectives des deux ressorts étant telles que la tige peut glisser à travers l'organe de fermeture lorsque celui-ci est pressé contre le siège, ceci sous l'effet de la pres sion de fluide engendrée par l'ampoule. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de la vanne objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale d'une vanne, laquelle comprend une ampoule sensible aux varia tions de température et un soufflet destiné à déplacer l'organe mobile de la vanne ; la fig. 2 est une vue en élévation partielle dans le sens de la flèche II de la fig. 1 ; la fig. 3 est une coupe selon la ligne III-1I1 de la fig. 2 ;
la fig. 4 est une vue semblable à la fig. 1 d'une autre forme d'exécution, laquelle comprend aussi une ampoule, mais utilisant un diaphragme pour la com mande de l'organe mobile, et la fig. 5 est une variante de la forme d'exécution selon la fig. 4.
Dans la vanne représentée aux fig. 1 à 3, l'eau chaude pénètre dans un joint 1 par l'orifice d'admis sion 2 ; elle s'écoule ensuite vers le radiateur en pas sant par l'orifice de sortie 3 du joint. Le passage entre les orifices d'admission 2 et de sortie 3 est réglé par la position de la tête 5 relativement au siège 4 du joint 1. La tête 5 est portée par la tige 6, laquelle est soumise à une pression exercée sur son extré mité 7 par une rondelle 8 interposée entre cette extrémité et l'extrémité correspondante du soufflet 9. L'autre extrémité du soufflet 9 est amarrée à l'extré mité inférieure d'un manchon 10 fileté extérieurement et vissé dans la partie supérieure 11 d'un corps 12 fixé au joint 1 par un écrou 13.
Le corps 12 et la tige 6 et, de préférence, le joint 1, sont en une matière mauvaise conductrice de la chaleur.
Un ressort à boudin de compression 15 est monté à l'intérieur du soufflet 8 ; il s'étend de l'extrémité 7 de la tige 6 à la paroi 14 du corps 1.2 et entoure une partie de la tige 6. Un autre ressort à boudin de compression 17 est monté dans la partie tubulaire 16 du corps 12, ce ressort s'étendant de la paroi 14 à la tête 5 de la vanne. Ainsi, les ressorts 15 et 17 sont coaxiaux, mais déportés longitudinalement l'un par rapport à l'autre. Une rondelle d'étanchéité 18 est logée dans un évidement pratiqué dans la paroi 14 et est destinée à maintenir l'étanchéité autour de la tige 6, laquelle passe à travers cette paroi 14.
Une capsule étanche 19 est montée à l'extrémité supérieure du manchon 10, cette capsule constituant l'ampoule sensible à la chaleur et destinée à com mander la vanne ; cette capsule est soumise à la tem pérature ambiante du local et renferme un fluide (normalement un liquide) présentant un coefficient de dilatation volumétrique élevé. Le liquide communique avec l'espace du manchon 10, situé au-dessus de l'extrémité supérieure du soufflet 9.
Lorsque la température ambiante du local aug mente au-dessus de celle pour laquelle la vanne a été réglée manuellement, le liquide se dilate et le souf flet 9 est comprimé, les autres parties de la vanne présentant une résistance suffisante pour résister à cet effort. Etant donné que le soufflet 9 appuie contre la rondelle de pression 8 et contre l'extrémité 7 de la tige, cette dernière est déplacée de même que la tête 5 de la vanne en direction du siège 4, de sorte que le passage pour l'eau est restreint.
Lorsque la tempé rature du local diminue, la diminution du volume du liquide dans la capsule 19 provoque une extension du soufflet 9 et, par conséquent, l'ouverture du pas sage pour l'eau. La tige 6 est maintenue appuyée contre le soufflet par le ressort 15.
Le réglage de la température du local est effectué en positionnant la tête 5 à plus ou moins grande dis tance du siège 4. Ce positionnement s'effectue en fai sant tourner la capsule 19 et le manchon 10 dans le corps fileté 12. La vanne comprend encore un anneau 20 (de préférence en plastique moulé) lequel entoure un rebord 19A que présente la capsule 19 ; cet anneau 20 présente une série longitudinale de rainu res 21 équidistantes.
Au moins une saillie 22 du rebord 19A pénètre dans l'une des rainures 21 (la vanne comprend de préférence trois organes comme représenté à la fig. 3) ; de cette façon, l'anneau 20 est claveté à la capsule 19 qui peut être mise en rotation en faisant tourner cet anneau 20.
Un ergot d'arrêt 23 est fixé sur l'anneau 20 et est destiné à venir en contact avec une console 24 de façon à limiter la rotation de cet anneau à un angle compris entre 20 et 3300 ; ces limites déterminent un domaine de réglage suffisant, les températures étant indiquées par un index porté par la console 24 et coopérant avec une échelle graduée de l'anneau 20.
Si cette gamme de températures ne convient pas pour une installation particulière, on peut procéder à un ajus tage correspondant à plusieurs degrés de température (en plus ou en moins) en enlevant l'anneau 20 de la capsule 19, en faisant tourner cette capsule dans le sens voulu et en replaçant l'anneau 20.
Il peut arriver, lorsque le thermostat est réglé pour des températures élevées et que la tête 5 est située sur le siège 4, en raison de la dilatation du liquide dans la capsule 19, qu'un usager essaie de faire tourner la capsule 19 afin de régler la tempé rature du local à une valeur inférieure ; ceci aurait pour effet d'endommager le soufflet 9.
Pour éviter de provoquer un tel dommage, le res sort 17 sert à empêcher la tête 5 d'être sollicitée au-delà du siège 4 en permettant à la tige 6 de se déplacer à travers cette tête 5 et en empêchant ainsi au soufflet 9 d'être soumis à des efforts trop élevés.
La forme d'exécution représentée à la fig. 4 n'uti lise pas un soufflet comme dans la forme d'exécution précédemment décrite, mais un diaphragme roulant. Le déplacement imprimé par le soufflet est effectué ici par le diaphragme roulant.
Le fonctionnement de cette vanne est semblable au fonctionnement de la vanne décrite ci-dessus, excepté que le soufflet 9 est remplacé par le dia phragme roulant 25.
Le diaphragme roulant 25 enveloppe normale ment la surface extérieure d'une coupelle coulissante 26, la partie du diaphragme 25 appliquée sur le fond de la coupelle étant fixée à ce dernier par une plaque de retenue 27. Le bord du diaphragme 25 s'étend radialement et est fixé entre les brides d'une cou pelle 28 et d'un manchon 29 se vissant dans le corps 30 de la vanne. L'ampoule sensible est constituée par la capsule 31, laquelle est portée par la coupelle 28 et est entièrement fermée à l'exception d'une ouver ture 32 permettant au fluide de s'écouler vers la plaque de retenue 27.
L'extrémité inférieure de la tige 34 passe à tra vers une coupelle inférieure 35 qui vient buter contre la tête 36 ; les deux organes 35 et 36 sont mainte nus à l'extrémité de la tige 34 par un ressort 37 destiné à céder lorsque la tige 34 se déplace au-delà du point correspondant à la fermeture du passage. Sauf dans ce cas, la coupelle inférieure 35, la tête 36 et la tige 34 fonctionnent comme si elles cons tituaient un seul organe.
Lorsque la température du local s'élève, le liquide se dilate et agit sur la plaque de retenue 27 en com primant le ressort de rappel 38, de sorte que la cou pelle supérieure 26 se déplace vers le bas. Le dia phragme permet ce mouvement, tout en retenant le liquide dans l'espace délimité au-dessus du dia phragme. Le déplacement vers le bas de la coupelle 26 provoque un déplacement correspondant de la tige 34 et, par conséquent, un déplacement de la tête 36 en direction du siège 39 du corps 30 ; ceci a pour effet de diminuer le passage pour l'eau entre l'orifice d'entrée 40 et l'orifice de sortie 41.
Une ron delle d'étanchéité 42 est disposée entre le corps 30 de la vanne et le manchon 29.
Une diminution de la température du liquide pro voque un déplacement vers le haut de la tige 34 sous l'effet du ressort de rappel 38, de sorte que le pas sage pour l'eau est augmenté. Le réglage de la tem pérature du local s'effectue en positionnant la tête 36 relativement au siège 39 par rotation du manchon 29 dans le corps 30.
Un dépassement de la course de la tige 34 est permis grâce au ressort 37, lequel permet à la tige 34 de coulisser dans la tête 36 lorsque l'effort qu'il subit devient suffisant.
La vanne est construite de telle façon que, lors que l'ensemble formé par la capsule 31 et le man chon 29 est déplacé verticalement par vissage, les coupelles 26 et 35, la tige 34 et la tête 36 ne puis sent être tournées relativement à l'enveloppe de la capsule ; une telle rotation aurait pour effet d'endom mager le diaphragme roulant 25. Ce dernier, toute fois, permet aux organes de se déplacer librement en évitant toute fuite de liquide. L'avantage pratique est que l'on peut obtenir une vanne thermostatique ayant les mêmes performances que celle connue, mais dont l'encombrement est beaucoup plus faible.
Un autre avantage réside dans le fait que si l'organe sensible tombe en panne (par exemple fuite du liquide), on peut toujours obtenir un réglage limité de la température du local en manoeuvrant manuel lement la vanne.
Dans la variante représentée à la fig. 5, on a utilisé les mêmes signes de référence. Cette variante diffère de la forme d'exécution selon la fig. 4, prin cipalement en ce que le diaphragme roulant 25 est renfermé à l'intérieur d'une cartouche 43 et en ce que la capsule sensible 31 ne constitue pas elle-même le bouton de réglage de la vanne, mais est logée à l'intérieur d'un bouton de réglage séparé 51.
La cartouche 43 comprend un corps cylindrique 64 et un chapeau 63, une rondelle d'étanchéité 65 étant interposée entre le corps 64 de la cartouche et un manchon 66 vissé dans le corps 30 de la vanne.
L'extrémité supérieure du corps 64 présente une bride 47 sertie dans la bride creuse 48 du chapeau 63 ; ce chapeau présente une ouverture dans sa par tie supérieure destinée à recevoir l'extrémité d'une douille creuse 49 communiquant avec l'intérieur de la capsule 31. Un disque 52 est serré entre l'extré mité supérieure du chapeau 63 et un épaulement 50 du bouton 51 ; ce disque présente une languette 53 engagée dans une rainure axiale 54 que présente le corps 30 de la vanne, ceci afin d'empêcher la rota tion du disque 52. Ainsi, le bouton 51 peut tourner relativement au disque 52 lorsque le bouton est vissé sur le corps 30 de la vanne.
Un piston ou tête 134 est monté coulissant à l'intérieur<B>du</B> corps 64 de la cartouche, ce piston ou tête 134 étant disposé sur la tige 34 de la soupape et supportant le chapeau 60.
Une plaque de retenue 61 est fixée par un rivet 56 à l'extrémité supérieure du chapeau 60 ; le dia phragme 25, en caoutchouc par exemple, est serré en son centre entre la plaque de retenue 61 et l'extré- mité supérieure du chapeau 60, la périphérie de ce diaphragme étant serrée entre les brides 47 et 48 du corps 64 de la cartouche, respectivement du chapeau 63. Lorsque le piston et le chapeau 60 coulissent à l'intérieur de la cartouche 43, le diaphragme 25 roule le long de la paroi latérale du chapeau 60.
La tête 54 de la vanne est montée coulissante à l'extrémité inférieure de la tige 34, la tête 54 pou vant être déplacée relativement au siège 55 entourant l'orifice d'entrée 40 ; ainsi, le débit de l'eau ou de la vapeur s'échappant de l'orifice de sortie 41 relié au radiateur peut être réglé. La tête 54 est sollicitée en position ouverte par un ressort de compression 58 disposé entre le piston et la bride intérieure 57 du manchon 66. Un ressort 62 est monté concentrique ment à l'intérieur du ressort 58, ce ressort 62 étant interposé entre le piston et le fond de la coupelle 67 appliquée sur la tête 54 et servant à positionner ces ressorts 58 et 62.
Le bouton cylindrique 51, lequel constitue la seule partie tournante de la vanne, peut être utilisé pour le réglage manuel de la température du local ; ce réglage s'effectue en faisant tourner le bouton en regard d'indications portées sur le couvercle fixe 59 lequel est fixé sur la capsule 31.
La rotation du bouton 51 (sur le corps 30 de la vanne) positionne la tête 54 relativement au siège 55 de façon à restreindre l'écoulement du fluide à la valeur nécessaire pour obtenir la température. Le disque 52 est appliqué contre l'épaulement 50 du bouton 51 par le ressort de rappel 58, lequel agit par l'intermédiaire du piston, de la coupelle 60 et de la plaque de retenue 61. L'autre ressort 62 permet à la tige 34 de continuer sa course lorsque la tête 54 est appliquée sur le siège 55.