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La présente invention concerne un robinet mélangeur servant au mélan- ge de fluides chaud et froid tel que par exemple au mélange d'eau chaude et froide avant qu'elle n'entre dans la cuve d'une machine de lavage automatique de linge.
La présente invention a pour but de fournir un robinet mélangeur dans lequel :
1/ Le robinet peut être réglé de façon à fournir au moins trois tem- pératures différentes du fluide de sortie,
2/ Le mélange de fluide peut être accompli sans avoir recours à un ap- pareil thermostatique de réglage du débit, ce qui réduit le prix de révient du robinet,
3/ Le robinet peut comprendre une enveloppe normale thermostatique de corps de robinet, ce qui permet au fabricant de construire une série de robinets thermostatiques et de robinets non thermostatiques avec le minimum de pièces d'inventaire et de coûts d'outillage.
4/ Le robinet comprend un organe de construction économique unitaire, de retenue, qui agit à la fois sur les fluides froids et chauds de manière à em- pêcher le courant de changer de sens et qui agit également au moins partielle- ment pour compenser tout déséquilibre dans les pressions des fluides chaud et froid de manière à régler la température du fluide de sortie à une valeur qui soit commercialement acceptable.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention res- sortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé sur lesquels les mêmes références désignent les pièces correspondantes sur les dif- férentes vues. Sur le dessin annexé :
La figure 1 est une coupe à travers un mode de réalisation de l'inven- tion, coupe faite sensiblement selon la ligne I-I de la figure 2.
La figure 2 est une coupe faite selon la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est un plan d'un robinet de retenue utilisé dans le mode de réalisation de la figure 1, le disque élastique 60 et la plaque circulaire de retenue 58 ayant été enlevés afin de faire apparaître des détails du corps 16 du robinet de retenue.
La figure 4 est une vue partielle selon la ligne IV-IV de la figure 1.
Avant d'expliquer en détail la présente invention, il doit être en- tendu qu'elle nesse limite pas dans ses applications aux détails de construction et arrangements des parties représentées sur le dessin annexé mais qu'elle est sus- ceptible de recevoir d'autres modes de réalisation et d'être mise en oeuvre de différentes manières.
Sur le dessin on a représenté un robinet mélangeur comprenant une en- veloppe de robinet 10 moulée en "nylon" ou en matière plastique semblable. L'én- veloppe 10 est formée avec un évidement cylindrique 12 s'étendant à l'intérieur à partir de la face 14 de l'enveloppe. Une plaque-couvercle 15 démontable ferme 1'évidement.
A l'intérieur de l'évidement 12 se trouve un corps cylindrique 16 placé de manière amovible et formé en "nylon" ou en matière plastique semblable.
Le corps 16 comprend une paroi cylindrique 18 qui est pourvue d'une ouverture 20 délimitée par les surfaces 21, 22, 23 et 24. Le corps 16 comprend également une paroi supérieure circulaire 26 et une paroi inférieure semi-circulaire 28. Les parois 26 et 28 sont reliées entre elles par une cloison verticale 30 qui s'étend diamétralement en travers du corps 16 dans un plan passant par l'axe vertical du corps. La cloison 30 coopère avec les parois 26 et 28 pour délimiter une
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chambre 32 pour le fluide froid et une chambre 34 pour le fluide chaud.
La chambre 32 reçoit l'alimentation en fluide froid à partir d'un raccord 36 via un passage 38. La chambre 34 reçoit l'alimentation en fluide chaud à partir d'un raccord 40 via un passage 42 (représenté en tirets à la fi- gure 1).
En raison de la direction selon laquelle la figure 1 est prise, le passage 42 n'est pas visible à la figure 1 mais ledit passage relie l'évidement 12 en-dessous de la paroi 28 en un point situé dans le plan horizontal défini par les trois portions de branches équidistantes 44 qui font partie intégrante du corps 16. Les portions de branches 44 sont munies de faces planes 46 qui vien- nent en contact contre les faces planes conjuguées 48 formées par les portions de parois saillantes 50. Les portions de branches 44 et de parois 50 ont pour rôle d'empêcher toute rotation fortuite du corps 16 autour de son axe vertical, une fois qu'il a été mis en place dans l'évidement 12. A ce propos, on remarquera que les faces planes 46 et 48 viennent en contact l'une contre l'autre de façon à empêcher tout mouvement de rotation du corps 16.
Les trois épaulements 51 for- més par les portions de parois 50 limitent le mouvement vers le bas du corps 16.
Afin d'empêcher tout déplacement axial vers le haut du corps 16, ce- lui-ci est pourvu de deux entretoises 52 et 54, qui s'étendent vers le haut à partir de la paroi 26 et viennent en contact avec le couvercle 15, la disposi- tion étant telle qu'telle empêche tout déplacement du corps 16 dans le sens de la flèche 56.
Chacune des entretoises 52 et 54 a une section en forme d'U de manière à former un évidement rectangulaire 53 pour recevoir l'une des extrémités d'un élément 58 métallique, allongé, de retenue. L'élément de retenue 58 est placé dans le plan de la cloison 30 et recouvre un disque élastique en caoutchouc 60.
Une vis 62 s'étend à travers l'élément 58 et le disque 60 dans un alésage fileté 63 dans la paroi 26 de manière à bloquer solidement les parties du disque 60 qui sont situées sous l'élément 58. Un rebord 64 est formé à la partie inférieure de chaque entretoise de manière à supporter la face inférieure de l'élément 58, de manière à empêcher une pression excessive de blocage sur le disque 60.
Etant donné que l'élément 58 est placé dans le plan de la cloison 30, le disque 60 peut librement fléchir selon des lignes sensiblement parallèles à la cloison. Des orifices 65 sont ménagés dans la partie des parois 26 qui est située au-dessus de la chambre 32 de fluide froid, et des orifices 66 sont formés dans la partie de paroi 26 qui est située au-dessus de la chambre 34 de fluide chaud.
La pression du fluide froid à travers les orifices 65 sur le disque 60 est telle qu'elle fait fléchir la partie 67 semi-circulaire de disque vers le haut de maniè re à permettre au fluide froid de passer dans la chambre de mélange 68. La pres- sion du fluide chaud à travers les orifices 68 sur le disque 60 est telle qu'elle fait fléchir la partie semi-circulaire de disque 69 en permettant ainsi au fluide chaud de passer dans la chambre 68. Tout courant inverse provenant de la chambre 68 est empêché par le disque élastique reposant contre la face supérieure de la paroi 26.
A cet égard, le disque élastique est pourvu d'un bord mince "éclair" 57 qui est très flexible (en raison de sa minceur), la construction étant telle que ce bord mince repose de façon serrée contre la face supérieure de la paroi 26 en empêchant tout retour du courant fluide. Les fuites des fluides autour de la paroi cylindrique 18 sont empêchées par deux bagues 69 et 70, en caoutchouc, à section en 0.
On.remarquera que le raccord de fluide chaud 40 débouche dans un pas- sage annulaire 71 qui entoure un second passage 72 en délimitant une surface an- nulaire de robinet 73. Un diaphragme flexible 74 recouvre la surface 73 de maniè:r à coopérer avec celle-ci en réglant le courant fluide à partir du passage 71 dans le passage 72. Le diaphragme 74 est pourvu d'une ouverture centrale 75 et d'une ouverture étranglée 76.
Un piston plongeur à armature 77 est disposé dans un guid
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fixe 78 de façon à se mouvoir en direction et à l'écart de l'ouverture 75, la disposition étant telle que lorsque le solénoïde 79 est excité, le piston plon- geur 77 se trouve dans la position représentée à la figure 2, à l'écart de 1' ouverture 75, ce qui permet à la pression du fluide dans le passage 71 de main- tenir des diaphragmes ouverts.
Lorsque le solénoïde 79 est désexcité, un ressort de compression dans l'extrémité extérieure du guide 78 (non représenté) presse le piston plongeur 77 vers une position fermant l'ouverture 75; il en résulte que le fluide dans le passage 71 peut s'écouler à travers l'ouverture étranglée 76 de manière à exercer sur la face extérieure du diaphragme une pression suffi- sante pour l'amener dans une position fermée contre la surface de robinet 73.
Le passage 72 débouche dans une chambre de sortie 80 formée partiel- lement par un téton 81. L'extrémité extérieure de ce téton est agencée pour re- cevoir un tube flexible conduisant à la cuve d'une machine de lavage automatique de linge (non représentée) en vue de l'introduction d'eau à partir du robinet 10 dans la cuve pendant le lavage et le rinçage. Le fonctionnement du solénoïde 79 est synchronisé avec le cycle de lavage de la machine par un mécanisme de syn- chronisation qui ne fait pas partie de la présente invention.
On remarquera qu'une partie du fluide chaud située dans le raccord 40 passe à travers le passage 42 dans l'espace situé au-dessous du corps 16 et de là dans la chambre 34 et à travers les orifices 66 dans la chambre 68. Le fluide froid à l'intérieur du raccord 36 passe à travers le passage 38 dans la chambre 32, et de là, dans la chambre 38 via les orifices 65, où il se mélange avec le fluide chaud provenant des orifices 66.
Les deux séries d'orifices relativement petits 65 et 66 sont conçues pour effectuer sur le courant fluide une action d'étranglement suffisante pour compenser les différences des pressions d'admission des fluides froid et chaud.
Par exemple, quand chacun des orifices a environ un diamètre de 3el5 mm, une pression d'admission de fluide froid de 13,6 kg peut être "équilibrée" par une pression d'admission de fluide chaud de 9 kg. Le terme "équilibré" est employé pour indiquer que la température et la quantité de fluide sortant de la chambre 68 sont comprises dans des limites commercialement acceptables bien qu'il puisse se produire certaines variations dans la température et la quantité de fluide sortant avec de larges différences des pressions d'admission de fluides froid et chaud. Il y a en général une perte de charge de 4,5 kg à 6,8 kg à travers les orifices, la perte de charge étant d'autant plus élevée que la presion d'admission augmente.
On remarquera qu'une telle condition tend à stabiliser la quantité et la température du fluide s'écoulant à travers la chambre 68.
La chambre 68 débouche dans un passage 85, qui communique avec un passage annulaire 71'. Le passage 71' entoure un passage de sortie 72' qui déli- mite une surface annulaire de robinet 73'. Le courant fluide provenant du passage 71' et allant dans le passage 72' est réglé par un diaphragme 74' fonctionnant de la même manière que le diaphragme 74 précédemment décrit; en conséquence, on emploie des références numériques analogues affectées du signe prime pour dési- gner les parties semblables. Le passage 72' débouche dans une chambre 80 où se pro- duit le mélange avec le fluide provenant du passage 72.
De la description ci-dessus on remarquera que lorsque le diaphragme 79 est ouvert et le diaphragme 79' fermé, le fluide provenant de l'ajutage 81 se trouve à la température maximum (déterminée par la température du fluide four- ni au raccord 40).
Lorsque le diaphragme 79 est fermé et le diaphragme 79' est ouvert toute la quantité de fluide chaud provenant du raccord 40 doit passer à travers le passage 42 dans la chambre 34 d'où le fluide est ensuite mélangé avec le fluide froid provenant du raccord 36 via le passage 38 et la chambre 32 ; parconséquent le fluide provenant de l'ajutage 81 est à une température relativement basse.
Quand les diaphragmes 79 et 79' sont tous deux ouverts, le fluide
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chaud à travers le passage 72 est mélangé avec le fluide "à basse température" provenant du passage 62' ce qui fournit un fluide à température intermédiaire.
On notera que d'autres températures de sortie peuvent être obtenues en équipant le robinet d'un diaphragme supplémentaire actionné par solénoïde dans-un passage conduisant directement du raccord 36 de fluide froid à la cham- bre de sortie 80. Avec un tel dispositif deux températures de sortie supplémen- taires pourraient être obtenues. Toutefois, la présente invention concerne essen- tiellement le robinet de retenue 16 et, étant donné que le fonctionnement de ce robinet 16 serait le même avec l'addition d'un troisième diaphragme, il n'a pas été jugé nécessaire de représenter ce diaphragme supplémentaire sur les dessins.
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The present invention relates to a mixing valve for mixing hot and cold fluids such as, for example, mixing hot and cold water before it enters the tub of an automatic laundry washing machine.
The object of the present invention is to provide a mixing valve in which:
1 / The valve can be adjusted so as to provide at least three different temperatures of the outlet fluid,
2 / Fluid mixing can be accomplished without resorting to a thermostatic flow control device, which reduces the cost of the valve,
3 / The valve can include a normal thermostatic valve body casing, which allows the manufacturer to build a series of thermostatic valves and non-thermostatic valves with the minimum of inventory parts and tooling costs.
4 / The valve comprises an element of unitary economic construction, of retaining, which acts on both cold and hot fluids so as to prevent the current from changing direction and which also acts at least partially to compensate for everything. imbalance in the pressures of the hot and cold fluids so as to adjust the temperature of the outlet fluid to a value which is commercially acceptable.
Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description which follows, given with reference to the appended drawing in which the same references designate the corresponding parts in the various views. On the attached drawing:
Figure 1 is a section through an embodiment of the invention, section taken substantially along the line I-I of Figure 2.
Figure 2 is a section taken along the line II-II of Figure 1.
Figure 3 is a plan of a check valve used in the embodiment of Figure 1 with the elastic disc 60 and circular retainer plate 58 removed to show details of the check valve body 16. .
Figure 4 is a partial view along the line IV-IV of Figure 1.
Before explaining in detail the present invention, it should be understood that it is not limited in its applications to the construction details and arrangements of the parts shown in the accompanying drawing but that it is likely to receive other embodiments and to be implemented in different ways.
In the drawing is shown a mixing valve comprising a valve shell 10 molded from "nylon" or similar plastic. The envelope 10 is formed with a cylindrical recess 12 extending inwardly from the face 14 of the envelope. A removable cover plate 15 closes the recess.
Within the recess 12 is a cylindrical body 16 removably placed and formed of "nylon" or similar plastic material.
The body 16 comprises a cylindrical wall 18 which is provided with an opening 20 delimited by the surfaces 21, 22, 23 and 24. The body 16 also comprises a circular upper wall 26 and a semicircular lower wall 28. The walls 26 and 28 are interconnected by a vertical partition 30 which extends diametrically across the body 16 in a plane passing through the vertical axis of the body. The partition 30 cooperates with the walls 26 and 28 to define a
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chamber 32 for the cold fluid and a chamber 34 for the hot fluid.
Chamber 32 receives the supply of cold fluid from a fitting 36 via a passage 38. The chamber 34 receives the supply of hot fluid from a fitting 40 via a passage 42 (shown in dashed lines at end. - gure 1).
Due to the direction in which Figure 1 is taken, passage 42 is not visible in Figure 1 but said passage connects recess 12 below wall 28 at a point in the horizontal plane defined by the three portions of equidistant branches 44 which form an integral part of the body 16. The portions of branches 44 are provided with flat faces 46 which come into contact against the mating flat faces 48 formed by the portions of projecting walls 50. The portions of branches 44 and walls 50 have the role of preventing any accidental rotation of the body 16 around its vertical axis, once it has been placed in the recess 12. In this regard, it will be noted that the flat faces 46 and 48 come into contact with one another so as to prevent any rotational movement of the body 16.
The three shoulders 51 formed by the wall portions 50 limit the downward movement of the body 16.
In order to prevent any axial upward movement of the body 16, the latter is provided with two spacers 52 and 54, which extend upwards from the wall 26 and come into contact with the cover 15, the arrangement being such that it prevents any movement of the body 16 in the direction of arrow 56.
Each of the struts 52 and 54 has a U-shaped section so as to form a rectangular recess 53 for receiving one end of an elongated metallic retaining member 58. The retainer 58 is placed in the plane of the partition 30 and covers an elastic rubber disc 60.
A screw 62 extends through element 58 and disc 60 into a threaded bore 63 in wall 26 so as to securely lock those portions of disc 60 which are located below element 58. A flange 64 is formed at the lower part of each spacer so as to support the lower face of the element 58, so as to prevent excessive locking pressure on the disc 60.
Since the element 58 is placed in the plane of the partition 30, the disc 60 can freely flex along lines substantially parallel to the partition. Ports 65 are formed in the portion of the walls 26 which is located above the cold fluid chamber 32, and ports 66 are formed in the wall portion 26 which is located above the hot fluid chamber 34. .
The pressure of the cold fluid through the ports 65 on the disc 60 is such as to flex the semicircular disc portion 67 upwardly so as to allow the cold fluid to pass into the mixing chamber 68. The The pressure of the hot fluid through the ports 68 on the disc 60 is such as to deflect the semi-circular portion of the disc 69 thereby allowing the hot fluid to pass into the chamber 68. Any reverse flow from the chamber. 68 is prevented by the elastic disc resting against the upper face of the wall 26.
In this regard, the elastic disc is provided with a thin "flash" edge 57 which is very flexible (due to its thinness), the construction being such that this thin edge rests tightly against the top face of the wall 26. by preventing any return of the fluid current. Leakage of fluids around the cylindrical wall 18 is prevented by two rings 69 and 70, made of rubber, with a 0-section.
It will be noted that the hot fluid connection 40 opens into an annular passage 71 which surrounds a second passage 72 by delimiting an annular valve surface 73. A flexible diaphragm 74 covers the surface 73 so as to cooperate with it. this by controlling the fluid flow from the passage 71 into the passage 72. The diaphragm 74 is provided with a central opening 75 and a constricted opening 76.
An armature plunger 77 is disposed in a guid
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fixed 78 so as to move towards and away from opening 75, the arrangement being such that when solenoid 79 is energized, plunger 77 is in the position shown in FIG. 2, at away from opening 75, which allows fluid pressure in passage 71 to keep diaphragms open.
When the solenoid 79 is de-energized, a compression spring in the outer end of the guide 78 (not shown) presses the plunger 77 towards a position closing the opening 75; as a result, the fluid in the passage 71 can flow through the constricted opening 76 so as to exert on the outer face of the diaphragm sufficient pressure to bring it into a closed position against the valve surface 73 .
The passage 72 opens into an outlet chamber 80 formed partially by a stud 81. The outer end of this stud is arranged to receive a flexible tube leading to the tub of an automatic laundry washing machine (no. shown) for the introduction of water from the tap 10 into the tank during washing and rinsing. Operation of solenoid 79 is synchronized with the machine wash cycle by a timing mechanism which is not part of the present invention.
Note that a portion of the hot fluid located in the fitting 40 passes through the passage 42 into the space below the body 16 and thence into the chamber 34 and through the orifices 66 into the chamber 68. The Cold fluid inside fitting 36 passes through passage 38 into chamber 32, and from there into chamber 38 through ports 65, where it mixes with hot fluid from ports 66.
The two sets of relatively small orifices 65 and 66 are designed to effect on the fluid stream sufficient throttling action to compensate for the differences in the inlet pressures of the cold and hot fluids.
For example, when each of the ports is about a diameter of 315 mm, a cold fluid inlet pressure of 13.6 kg can be "balanced" by a hot fluid inlet pressure of 9 kg. The term "balanced" is used to indicate that the temperature and the amount of fluid exiting chamber 68 are within commercially acceptable limits although there may be some variation in the temperature and amount of fluid exiting with wide ranges. differences in inlet pressures of cold and hot fluids. There is generally a pressure drop of 4.5 kg to 6.8 kg through the orifices, the pressure drop being higher as the inlet pressure increases.
It will be noted that such a condition tends to stabilize the quantity and the temperature of the fluid flowing through the chamber 68.
The chamber 68 opens into a passage 85, which communicates with an annular passage 71 '. The passage 71 'surrounds an outlet passage 72' which defines an annular valve surface 73 '. The fluid stream coming from passage 71 'and going into passage 72' is controlled by a diaphragm 74 'operating in the same manner as the diaphragm 74 previously described; accordingly, like reference numerals assigned the sign prime are used to denote like parts. The passage 72 'opens into a chamber 80 where mixing occurs with the fluid coming from the passage 72.
From the above description it will be noted that when the diaphragm 79 is open and the diaphragm 79 'closed, the fluid coming from the nozzle 81 is at the maximum temperature (determined by the temperature of the fluid supplied to the connection 40). .
When the diaphragm 79 is closed and the diaphragm 79 'is open all the quantity of hot fluid coming from the fitting 40 must pass through the passage 42 into the chamber 34 where the fluid is then mixed with the cold fluid coming from the fitting 36 via passage 38 and chamber 32; therefore the fluid coming from the nozzle 81 is at a relatively low temperature.
When diaphragms 79 and 79 'are both open, the fluid
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hot through passage 72 is mixed with the "low temperature" fluid from passage 62 'to provide an intermediate temperature fluid.
It will be noted that other outlet temperatures can be obtained by equipping the valve with an additional diaphragm actuated by a solenoid in a passage leading directly from the cold fluid connector 36 to the outlet chamber 80. With such a device two Additional outlet temperatures could be obtained. However, the present invention is essentially concerned with the check valve 16 and, since the operation of this valve 16 would be the same with the addition of a third diaphragm, it was not considered necessary to represent this diaphragm. additional on the drawings.