CH658110A5 - Dispositif de melange thermostatique d'eau chaude et d'eau froide. - Google Patents
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Description
La présente invention a pour objet un dispositif de mélange thermostatique d'eau chaude et d'eau froide.
Le fascicule de demande de brevet japonais N° 57-127171 décrit un dispositif connu de ce type dans lequel une soupape est actionnée lorsqu'un capteur de température détecte une différence entre la température de l'eau chaude et celle de l'eau froide, cela de façon à commander la température de l'eau chaude sortant du robinet. La figure 2 de ce fascicule, qui correspond aux figures 9 et 10 des dessins annexés, montre un dispositif de mélange qui présente différents inconvénients, notamment que, lors du passage de l'eau chaude et de l'eau froide à travers lui, une soupape de commande peut être poussée vers le côté basse pression et que l'élément capteur de température n'est pas suffisamment sensible, ce qui conduit à un gaspillage d'eau.
Le but de l'invention est d'éliminer ces inconvénients. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une chambre d'alimentation en eau chaude, une chambre d'alimentation en eau froide, une chambre d'eau mélangée communiquant avec les deux chambres et coaxiale avec elles, un boîtier de soupapes disposé dans la chambre d'alimentation en eau chaude et la chambre d'alimentation en eau froide et communiquant avec ces deux chambres par un orifice d'admission d'eau chaude et un orifice d'admission d'eau froide respectivement, une soupape principale et une soupape de commande montées à coulissement dans le boîtier de soupapes, un corps tubulaire allongé logé dans la chambre d'eau mélangée et reliée au boîtier de soupapes, une extrémité du corps allongé qui est disposée dans le boîtier de soupapes présentant un siège de soupape sur lequel la soupape de commande est destinée à demeurer et un carter monté à coulissement dans le corps tubulaire allongé et dans lequel est logé un élément capteur de température.
Les dessins, donnés à titre d'exemple, illustrent un dispositif connu et une forme d'exécution du dispositif selon l'invention:
La figure 1 est une vue en plan et en coupe partielle, du dispositif selon l'invention;
la figure 2 est une vue frontale et en coupe de ce dispositif; la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 1 ; la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 2; la figure 5 est une vue en coupe selon V-V de la figure 2;
la figure 6 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une variante du dispositif;
la figure 7 est une vue latérale de celui-ci;
la figure 8 est une vue en perspective à plus grande échelle et avec arrachement d'un carter dans lequel est logé l'élément capteur de température;
la figure 9 est une vue en coupe horizontale d'un dispositif connu; et la figure 10 est une vue à plus grande échelle d'une partie de celui-ci.
Les figures 9 et 10 du dessin annexé représentant un dispositif connu montrent une enveloppe 50 présentant une chambre 51 d'alimentation en eau chaude et une chambre 51 d'alimentation en eau froide, séparée de la chambre 52 par une paroi de séparation 65, une chambre 53 d'eau mélangée, et un corps tubulaire et allongé 54, monté dans la chambre 53. L'extrémité de gauche du corps 54 constitue un siège de soupape 56 à travers lequel de l'eau froide est admise dans le corps 54 à partir de la chambre 52. Un bouchon 59 est vissé dans un trou taraudé 58 prévu dans la paroi latérale de la chambre 51. L'extrémité intérieure du bouchon constitue un siège de soupape 57. Un trou 63 prévu dans la paroi de séparation 65 sert de guide à une soupape de commande 60 interposée entre les sièges de soupape 56 et 57. Un carter 61, dans lequel est logé un élément capteur de température 64, est ajusté dans le corps tubulaire 54. Un trou décentré 62 pratiqué dans la paroi terminale de gauche du carter 61 est aligné sur l'axe d'un ensemble de plusieurs trous 55 pratiqués dans le centre de la soupape de commande 60, de sorte que lorsque la surface annulaire de gauche de la soupape 60 est dégagée du siège de soupape 57, de l'eau chaude peut s'écouler de la chambre 51, dans le carter 61, de manière à venir en contact avec l'élément capteur de température 64.
Ce dispositif connu présente l'inconvénient que, lors du passage de l'eau chaude et de l'eau froide à travers lui, la soupape de commande 60 peut être poussée vers le côté basse pression. Cela est dû au fait qu'il y a une différence entre le diamètre D du trou 63 et le diamètre D, des cercles formés par les deux extrémités de la soupape de commande 60, d'une part, et par le fait que la soupape 60 est dépourvue de tige, d'autre part.
Le dispositif connu décrit ci-dessus présente un autre inconvénient en ce sens que l'élément 64 capteur de température n'est pas suffisamment sensible, et que la soupape de commande a besoin de tellement de temps pour régler le débit qu'une grande quantité d'eau
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est perdue. Ce manque de sensibilité est provoqué par un courant d'eau s'écoulant lentement à travers un espace T trop grand prévu entre la surface interne du carter 61 et la surface externe de l'élément capteur de température 64.
La forme d'exécution représentée aux figures 1 à 5 comprend une enveloppe 1, dans laquelle sont formées une chambre 3 d'alimentation en eau froide et une chambre 4 d'eau mélangée, ces chambres étant coaxiales et séparées les unes des autres par des brides intérieures 28. De l'eau chaude est envoyée dans la chambre 2 par un passage d'eau chaude 8, communiquant avec la chambre 2 par une entrée d'eau chaude 5. De l'eau froide est envoyée à la chambre 3 par un passage d'eau froide 9, communiquant avec la chambre 3 par une entrée d'eau froide 6. Les passages 8 et 9 sont séparés des chambres 2, 3 et 4, par une paroi 10, de telle manière que les passages 8 et 9 cheminent parallèlement aux chambres 2, 3 et 4 dans la direction axiale de l'enveloppe 1. Les portions aval des passages 8 et 9 sont disposées l'une au-dessus de l'autre, comme présenté aux figures 4 et 5.
Un boîtier de soupapes 24, dans lequel peuvent coulisser une soupape principale 17 et une soupape de commande cylindrique 18, est ajusté dans les brides intérieures 28. L'eau chaude s'écoule de la chambre 2 dans le boîtier de soupapes 24 par une entrée d'eau chaude 5', tandis que l'eau froide s'écoule de la chambre 3 dans la boîte 24 par une entrée d'eau froide 6'.
L'extrémité de droite du boîtier de soupapes 24 présente un filetage 42, sur lequel est vissé un écrou-capuchon 19, (figures 1 et 2). Une tige de soupape 23 s'étend à travers un trou axial pratiqué au centre de l'écrou 19. Une extrémité de la tige 23 est vissée dans un trou fileté 43 prévu axialement dans la soupape principale 17, tandis que l'autre extrémité de la tige 23 est munie d'un bouton 38. En tournant le bouton 38, on peut déplacer axialement la soupape principale 17 de manière qu'elle soit pressée contre la soupape de commande 18. Ainsi le bouton 38 peut être utilisé pour couper manuellement l'écoulement de l'eau.
L'extrémité de gauche du boîtier de soupapes 24 est reliée à l'extrémité droite d'un corps tubulaire allongé 11 qui s'étend à travers la chambre 4 d'eau mélangée (figures 1 et 2). L'extrémité du corps tubulaire 11 disposée à l'intérieur du boîtier de soupapes 24 constitue un siège de soupape 13 sur lequel la soupape de commande 18 est destinée à demeurer. Le corps tubulaire 11 présente une bride extérieure 41. Un bouchon 16 est vissé dans l'extrémité gauche de l'enveloppe 1 de manière à presser la bride extérieure 41 contre un épaule-ment annulaire constitué par la bride intérieure extrême gauche 28, lorsque l'on regarde la figure 1. Le corps tubulaire 11 s'étend plus à gauche à travers le bouchon 16. La portion du corps tubulaire 11 émergeant du bouchon 16 présente un filetage 44 sur lequel est vissé un écrou-capuchon 33. Une broche 23' s'étend à travers un trou axial prévu dans le centre du capuchon 33. L'extrémité extérieure de la broche 23' est reliée à un bouton 38' par une cannelure 35, tandis que son extrémité intérieure est reliée à un bouchon 45 par une cannelure 36. Le bouchon 45 est vissé dans le corps tubulaire 11.
Une rondelle 21 est disposée dans l'extrémité de gauche de la soupape de commande 18 représentée à la figure 2, et un ressort 22 vient engager, par ses extrémités opposées, la rondelle 21 et un épau-lement annulaire 21' prévu dans la soupape principale 17, de manière à solliciter la soupape de commande 18 contre le siège de soupape 13.
En se référant maintenant aux figures 2 à 7, on voit que la soupape de commande 18 est pourvue d'une bague 15' sur la face tournée du côté du siège de soupape 13. Les diamètres D des axes annulaires des bagues 15 et 15' sont égaux au diamètre extérieur de la soupape de commande 18.
Plusieurs trous 14 sont prévus dans la soupape de commande 18, qui sont parallèles à son axe, de sorte que lorsque la bague 15 est à l'écart de la soupape principale 17, de l'eau chaude peut s'écouler de la chambre 2 dans le carter 26, cela en passant par l'entrée 5' et les trous 14. De même lorsque la bague 15' est à l'écart du siège de soupape 13, de l'eau froide peut s'écouler de la chambre 3 dans le carter 26 en passant par l'entrée 6' pour l'eau froide.
En se reportant maintenant aux figures 2 et 8, on voit le carter 26 monté à coulissement dans le corps tubulaire et allongé 11, et dans lequel est logé l'élément capteur de température 30, cet élément étant rempli d'un milieu liquide ou gazeux sensible à la température. Le 5 carter 26 présente plusieurs saillies 27' sur le côté tourné vers la soupape 18 de manière à former plusieurs cavités 27 entre les saillies 27'. Les cavités 27 servent à permettre à l'élément capteur de température 30 d'être très sensible tout au début d'un changement de la température de l'eau. Une extrémité de l'élément capteur de tempé-io rature 30 émerge du carter 26 de sorte que, lorsque la bague 15'
vient buter contre le siège 13, l'extrémité de l'élément capteur de température 30 peut pénétrer légèrement dans la soupape de commande 18. Le courant d'eau s'écoule à travers un espace étroit 29' délimité entre la surface interne du carter 26 et la surface externe de is l'élément 30 puis s'écoule hors du carter 26 par des orifices de sortie 40, ce courant étant indiqué par la flèche P3, à la figure 8. L'effet d'étranglement du carter 26 sert à permettre à l'élément 30 d'être très sensible.
Une tige de poussée 31 est agencée pour agir dans le carter 26. Le 20 bouchon 45 présente un trou dans lequel peut coulisser axialement un disque 32 présentant une surface en forme de coupèlle destinée à retenir l'extrémité gauche de la tige 31. Le disque 32 est sollicité vers la droite par un ressort 22'. Ce ressort travaille en opposition au ressort 22, et les deux ressorts maintiennent normalement la soupape 25 de commande 18 en équilibre. Cet équilibre est destiné à être rompu lorsque l'élément capteur de température 30 répond à un changement de la température de l'eau passant à travers l'espace 29. La soupape de commande 18 est ainsi actionnée pour régler les débits de l'eau chaude et de l'eau froide. L'indice de référence 34 représen-30 tente un bouton-poussoir pour un dispositif de sécurité (non représenté).
Les différentes parties occupent normalement les positions représentées à la figure 2. L'eau chaude est envoyée dans la chambre d'alimentation en eau chaude 2 par le passage 8 pour l'eau chaude et 35 l'orifice d'admission d'eau chaude 5, puis elle s'écoule de la chambre 2 dans le boîtier de soupapes 24 à travers l'orifice d'admission d'eau chaude 5' puis dans le carter 26 à travers les trous 14. Elle s'écoule ensuite à travers l'espace étroit 29 en demeurant en contact avec la surface de l'élément capteur de température 30, s'écoule du carter 26 40 dans la chambre 4 d'eau mélangée en passant à travers les orifices de sortie 40' du corps tubulaire allongé 11, pour finalement sortir par un robinet 39.
L'élément capteur de température 30 agit rapidement lorsqu'il détecte un changement de température de l'eau chaude fournie à la 45 chambre 4 d'eau mélangée, à travers l'espace 29.
En effet, l'élément 30 s'étend vers la soupape de commande 18 qui subit une poussée. L'espace délimité entre la soupape de commande 18 et la soupape 17 est rétréci, tandis que la bague 15' de la 5() soupape de commande 18 est dégagée du siège de soupape 13. En conséquence l'eau froide qui s'est écoulée, de la chambre 3 dans le boîtier de soupapes 24 à travers l'orifice d'admission 6' pour l'eau froide peut s'écouler dans le boîtier 26 et se mélanger avec l'eau chaude durant le passage à travers l'espace 29. Ensuite l'eau mélan-S5 gée s'écoule du carter 26 dans la chambre 4, à travers les orifices de sortie 40 et 40', puis elle est délivrée par le robinet 39.
Durant la période où la bague 15' de la soupape dé commande 18 n'est que faiblement éloignée du siège 13 de la soupape, l'eau froide s'écoule dans le boîtier 26 à travers les cavités 27', de sorte 60 qu'une chute de la température de l'eau causée par la pénétration de l'eau froide peut être décelée par l'élément capteur de température 30 tout au début de la chute de température. Ensuite l'élément 30 se contracte et règle ainsi l'espace entre la soupape de commande 18 et la soupape principale 17 de manière que de l'eau chaude à tempéra-65 ture modérée soit délivrée par le robinet 39.
Le contrôle de température décrit ci-dessus est facilité par le fait que le carter 26 et l'élément 30 sont sollicités élastiquement vers la droite par le ressort 22' et par le fait que le ressort 22 travaille en
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opposition au ressort 22' de façon à maintenir élastiquement la soupape de commande en équilibre.
Si l'on désire une commande fine, on actionne le bouton 38 de manière à visser le bouchon 45 vers l'intérieur. Ainsi le ressort 22' est comprimé et vient exercer une pression sur le carter 26 et sur l'élé- 5 ment 30, par l'intermédiaire du disque 32 et de la tige de poussée 31 de manière à diminuer la plage dans laquelle se déplace la soupape de commande 18.
Pour diminuer le débit d'eau chaude du robinet 39, il suffît d'actionner le bouton 38 de manière à rendre plus étroit l'espace délimité io entre la soupape de commande 18 et la soupape principale 17.
Pour interrompre l'écoulement de l'eau, il suffit de manipuler le bouton 38 de manière à déplacer la soupape principale 17 vers la gauche lorsque l'on regarde la figure 2. Puis la soupape principale 17 est pressée contre la soupape de commande 18 de manière que l'eau 15 chaude et l'eau froide soient interceptées à l'extérieur des bagues 15 et 15' respectivement.
La présente invention présente les avantages suivants:
1) La place où l'eau chaude est interceptée est maintenue séparée de la place où l'eau froide est interceptée. Cette construction 20
empêche que l'eau froide, dont la pression d'entrée est supérieure à celle de l'eau chaude, reflue en arrière dans le chauffe-eau et provoque une perte de chaleur et/ou éteint la veilleuse du brûleur.
2) Les deux côtés de la soupape de commande 18 sont soumis à la même pression d'eau, en raison du fait que les diamètres D des axes annulaires des bagues 15 et 15' sont égaux au diamètre extérieur de la soupape de commande 18. Ainsi la soupape de commande 18 est libre de toute pression différentielle pouvant provoquer un déplacement de la vanne de commande 18 vers le côté basse pression, en rendant ainsi difficile pour le dispositif de maintenir une température réglée d'avance.
3) Si un dépôt se forme sur les surfaces de la soupape principale 17, de la soupape de commande 18 et/ou de la bague 13, ou si une substance étrangère adhère à ces surfaces en quantités suffisantes pour empêcher le réglage fin de la température de l'eau, ces dépôts ou cette substance étrangère peuvent être lavés en manipulant le bouton 38 de manière à imprimer plusieurs mouvements de va-et-vient à la soupape principale 17 pendant que l'eau chaude s'écoule du robinet 39.
4) Etant donné la présence des cavités 27 et de l'espace étroit 29, l'élément capteur de température 30 peut réagir rapidement même à une manipulation brutale du bouton 38, et assurer ainsi un contrôle souple de la température.
5) Comparativement aux dispositifs connus, il n'y a aucune possibilité que les boutons 38 et 38' soient actionnés de façon erronée. La construction simple du dispositif selon l'invention permet d'augmenter la productivité et diminue fortement les frais de distribution tels que frais de transport et d'emballage.
4 feuilles dessins
Claims (7)
- 6581102REVENDICATIONS1. Dispositif de mélange thermostatique d'eau chaude et d'eau froide, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre d'alimentation en eau chaude (2), une chambre d'alimentation en eau froide (3), une chambre d'eau mélangée (4) communiquant avec les deux chambres et coaxiale avec elles, un boîtier de soupapes (24) disposé dans la chambre d'alimentation en eau chaude (2) et la chambre d'alimentation en eau froide (3) et communiquant avec ces deux chambres par un orifice d'admission d'eau chaude et un orifice d'admission d'eau froide respectivement, une soupape principale (17) et une soupape de commande (18) montées à coulissement dans le boîtier de soupapes (24), un corps tubulaire allongé (11) logé dans la chambre d'eau mélangée et relié au boîtier de soupapes, une extrémité du corps allongé qui est disposée dans le boîtier de soupapes présentant un siège de soupape (13) sur lequel la soupape de commande est destinée à demeurer et un carter (26) monté à coulissement dans le corps tubulaire allongé et dans lequel est logé un élément capteur de température (30).
- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ressort (22) vient engager, par ses extrémités opposées, les soupapes principales et de commande de manière à solliciter la soupape de commande contre le siège de soupape (13).
- 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape de commande (18) est pourvue d'une première bague (15) du côté tourné vers la soupape principale et d'une seconde bague (15') du côté tourné vers le siège de soupape, les diamètres des axes annulaires des bagues étant égaux au diamètre extérieur de la soupape de commande.
- 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter (26) présente plusieurs saillies (27') du côté tourné vers la soupape de commande de manière à former plusieurs cavités (27) alternant avec ces saillies.
- 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace (29) délimité entre la surface interne du carter (26) et la surface extérieure de l'élément capteur de température (30) est étroit par rapport à la chambre d'eau mélangée (4).
- 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une extrémité de l'élément capteur de température (30) émerge du carter de manière que lorsque la seconde bague (15') engage le siège de soupape, l'extrémité de l'élément capteur de température (30)pénètre dans la soupape de commande (18).
- 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une tige de poussée (31), dont une extrémité est reliée au carter (26) du côté opposé à celui tourné vers la soupape de commande (18), un bouchon (45) vissé dans le corps tubulaire allongé(11) et présentant un trou dans lequel peut coulisser axialement un moyen pour maintenir l'autre extrémité de la tige de poussée, une broche (23') reliée au bouchon (45) à l'une des extrémités et émergeant extérieurement à l'autre extrémité, et un bouton (38') prévu sur l'extrémité extérieure de la broche (23').
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