<B>Robinet mélangeur</B> La présente invention concerne les robi nets mélangeurs ou mitigeurs, et plus particu lièrement les robinets, destinés au mélange progressif de deux liquides, comportant dans chacune des arrivées de liquide une valve d'ad mission placée à une position voulue au moyen d'un mécanisme approprié commandé, par exemple, par une manette tournant sur un cer tain angle et pourvue éventuellement d'un indi cateur de position.
Pour les diverses réalisations envisagées jusqu'à présent, le point jugé important consis tait dans la progressivité du mélange et diverses propositions ont été faites à ce sujet, portant, d'une part, sur la forme des valves d'admission et, d'autre part, sur le mécanisme agissant sur ces valves.
Mais si, pour les valves, il a été possible d'obtenir économiquement des solutions pa raissant satisfaisantes, il n'en a pas été de même pour les mécanismes qui, en raison de la pro gressivité cherchée, comportent un ensemble de pièces de forme compliquée et dans les quels les jeux de montage s'additionnent, ren dant difficile de ce fait un réglage précis du mélange des liquides et favorisant, à l'usage, une multiplicité d'usures accroissant l'impréci sion du réglage.
D'autre part, dans les diverses solutions proposées, on s'est contenté d'admettre comme condition suffisante que la somme des ouver tures partielles reste à peu près constante et sensiblement égale à l'ouverture de l'une quel conque des admissions, celles-ci étant toujours égales dans la pratique. Or, il a été constaté que, pour les positions intermédiaires, l'homo généité du mélange à sa sortie du robinet était souvent insuffisante et que cette homogénéité était très sensiblement améliorée lorsque, pour ces positions intermédiaires et notamment la position médiane, la somme des ouvertures partielles était nettement supérieure à l'ouver ture maximum ou totale d'une valve d'admis sion.
Il a été, en outre, remarqué que du fait de certains phénomènes hydrauliques bien connus tels que, par exemple, des vibrations dans les canalisations, de petits coups de bé lier, etc., la position du mécanisme de com mande, et par conséquent les proportions du mélange, se modifiaient spontanément, ce qui est particulièrement critiquable lorsqu'on désire débiter en toute certitude un seul des deux liquides. Actuellement, il est impossible de remédier à ce défaut sans durcir la commande du robinet, . ce qui indispose certains utilisa teurs ou complique encore davantage le méca nisme de commande.
La présente invention a pour objet la sup pression de ces défauts et inconvénients en faisant appel à une forme d'exécution portant sur les points suivants 1o Suppression de tout mécanisme compli qué et de tout jeu nuisible, tout en conservant une progressivité précise.
2() Réduction des éléments constitutifs mo biles à trois éléments de forme très simple, pouvant être usinés économiquement et assem blés ou montés sans retouche individuelle ou réglage subséquent au montage, à savoir deux valves d'admission et un organe de com mande de ces valves.
3() Tracé des valves d'admission assurant une grande progressivité d'ouverture et de fer meture, liée d'une manière déterminée et in déréglable à la position des valves.
4 Tracé de l'organe commandant les val ves assurant, pour les positions intermédiaires, une somme d'ouvertures partielles des valves supérieure à l'ouverture maximum ou totale de l'une quelconque des valves.
50 Tracé de l'organe commandant les val ves assurant pour les positions extrêmes un autoblocage garantissant la non-pollution de celui des liquides que l'on désire recevoir à l'état pur.
L'invention. sera aisément comprise en se reportant à la fig. 1 du dessin joint, dans laquelle sont représentées, à titre d'exemple, les parties intéressées d'un robinet mélangeur objet de l'invention, destiné à la distribution à la demande d'un mélange désiré d'eau chaude et d'eau froide, ou d'un de ces composants seulement.
Le dessin comprend plusieurs autres figu res numérotées 2, 3 et 4 dont il sera parlé plus loin.
Dans la fig. 1, on voit un corps de robinet 1, comportant une chambre circulaire 2, qui peut être fermée par un couvercle étanche (non représenté), pourvu de tubulures filetées 3, 4 et 5, les deux premières, 3 et 4, étant des tinées à être raccordées avec des canalisations d'amenée de liquides à mélanger, et contenant chacune un bloc-valve, et la troisième, 5, étant destinée à être raccordée avec une canalisation de sortie. Les tubulures 3 et 4, ainsi que leur bloc- valve respectif, sont identiques et un seul de ces ensembles partiels sera décrit en détail.
La tubulure 3 est cylindrique et comporte un filetage extérieur de raccordement 6, un filetage intérieur 7 dont la fonction sera indi quée plus loin, une chambre cylindrique 8 pré sentant à son fond un siège de valve 9 et un conduit cylindrique 10 débouchant dans la chambre circulaire 2, ce siège et ce conduit étant coaxiaux avec la chambre 8.
Dans cette chambre 8 et ce conduit ou fo rage 10, peut coulisser un bloc-valve compre nant trois parties ayant chacune une forme de révolution par rapport à l'axe commun à la chambre 8 et au conduit 10. Ces trois parties forment un bloc par un assemblage quelconque classique d'éléments appropriés usinés séparé ment.
La tubulure 3 est disposée de telle façon que l'axe commun à la chambre et au conduit rencontre l'axe 11 de la chambre circulaire 2.
Dans le dessin, les axes communs aux chambres et conduits respectifs de chacune des tubulures sont dans le prolongement l'un de l'autre, mais cette disposition n'est pas in dispensable et ces deux axes peuvent former un angle, si on le juge opportun.
Le bloc-valve de la tubulure 3 comprend un disque-tampon 12, une tige cylindrique 13 présentant des rainures 14, dont la disposition et le rôle seront indiqués plus loin, et un pis ton-valve 15 portant sur sa périphérie des rai nures 16 parallèles à son axe.
Dans la chambre circulaire 2 du corps de robinet est montée une came 17 présentant un profil spécialement étudié en demi-lune soli daire d'une manette de commande 18 (repré sentée en pointillé), dont l'axe de rotation coïncide avec l'axe 11 de la chambre circu laire 2, le mouvement de rotation de cet en semble came-manette étant guidé par deux paliers étanches (non représentés) ménagés l'un dans le corps de robinet, l'autre dans son couvercle. La came 17 est placée en regard du disque-tampon 12 et sa rotation permet soit de refouler le bloc-valve pour permettre le passage du liquide correspondant, soit de lais- ser revenir le bloc-valve spontanément jusqu'à la butée du piston-valve 15 sur le siège 9 pour arrêter l'introduction du liquide.
Cette posi tion de fermeture d'un bloc-valve est représen tée dans la tubulure 4.
Le retour spontané du bloc-valve est nor malement assuré par la pression du liquide dans la canalisation d'amenée correspondante, mais si on le juge nécessaire, ce retour peut être aidé par un ressort 19 comprimé entre le piston-valve 15 et une bague filetée (non re présentée) vissée dans le filetage 7.
Lorsque le bloc-valve est suffisamment re foulé par la came 17, le liquide arrivant dans la tubulure 3 passe par les rainures 16, puis les rainures 14, et pénètre dans la chambre 2. Il en sort, après mélange ou sans mélange, par la tubulure 5.
La conformation et la disposition des rai nures 14 constituent une des caractéristiques importantes du robinet décrit. Cette caracté ristique sera aisément comprise en se reportant aux fig. 2, 3 et 4 du dessin.
La fig. 2 représente une disposition déjà connue et adoptée dans plusieurs domaines pour faire passer avec progressivité un liquide ou un fluide d'un espace 20 dans un espace 21, ces deux espaces étant séparés par une cloison 23.
A cet effet, une tige 24 coulissant sans jeu dans un forage 22 présente des rainures 25 limitées du côté de l'arrivée du liquide par des extrémités en forme d'ogive 26. On conçoit aisément que lorsque la tige 24 avance dans le sens de la flèche 27 et que les sommets des extrémités en forme d'ogive débouchent dans l'espace 20, on peut obtenir un passage très progressif du liquide ou fluide de l'espace 20 dans l'espace 21. Mais cette progressivité ne se manifeste que pour un parcours de la tige 24 égale à la hauteur des ogives, hauteur com prise entre les deux traits pointillés 28 et 29. Ce parcours est évidemment très faible et sou vent insuffisant.
Pour surmonter cette difficulté, on prévoit un échelonnement approprié des sommets des extrémités ogivales (voir fig. 3), la forme ogi vale n'étant plus alors indispensable du fait de cet échelonnement, complété éventuelle ment par un accroissement du nombre des rai nures, en sorte que la progressivité s'étend sur la grande distance comprise entre les points 30, 31 au lieu de la courte distance 28, 29.
En outre, il devient possible de choisir une progressivité particulière en plaçant les som mets des extrémités 26 sur une courbe déter minée, et l'on remarquera que cette caractéris tique du robinet décrit procure l'avantage d'une constance rigoureuse, au cours de l'usage, de la progressivité choisie, car elle n'est susceptible d'aucune usure. C'est ainsi que, dans la fig. 3, ces sommets sont situés sur une hélice à pas constant en sorte que les débits de passage du liquide varient linéai rement avec le déplacement de la tige rainurée, tandis que, dans la fig. 4, cette variation du débit est une fonction non linéaire prédétermi née du déplacement de la tige rainurée.
On comprendra aisément que la disposition carac téristique de la fig. 4 peut, en outre, si on le désire, être combinée avec un agencement approprié de l'ensemble partiel came, organe de commande pour réaliser une autre carac téristique importante du robinet décrit, à sa voir l'obtention pour toutes les positions angu laires de la manette ou organe de commande, comprises dans une zone angulaire médiane déterminée d'ouvertures partielles de chacun des deux blocs-valves, telles que la somme de ces ouvertures partielles soit supérieure à l'ou verture :maximum individuelle donnée à l'un des blocs-valves lorsque l'organe de commande occupe l'une ou l'autre de ses deux positions angulaires extrêmes.
En ce qui concerne l'organe de commande du robinet ou ensemble partiel came- manette , en se reportant à la fig. 1, on voit que sa disposition repose essentiellement sur les grandeurs du refoulement des blocs-valves qui doivent être obtenues en fonction de la position angulaire de cet ensemble partiel. Dans le dessin, la came est située dans l'une de ses positions extrêmes correspondant à l'ad mission unique du liquide arrivant par la tu bulure 3.
Les dimensions et le profil de cette came doivent être déterminés en fonction de la course angulaire désirée pour la manette 18 et du déplacement minimum des blocs- valves assurant l'émergence du sommet 31 d'extrémité de rainure (voir fig. 3 et 4) dans la chambre cylindrique de la tubulure cor respondante, c'est-à-dire l'ouverture totale du bloc-valve. Mais on remarquera que le rayon 11, 32 de la came (voir fig. 1) est tel que si l'on fait tourner ladite came dans le sens des aiguilles d'une montre, le bloc-valve est d'abord refoulé puis revient vers la droite (re tour spontané) et ne commence à fermer qu'à partir du moment où ce rayon 11, 32 atteint la position 11, 33.
Donc, pendant cette ma noeuvre, l'ouverture totale est constamment assurée dans la tubulure 3, mais, par contre, le profil arrondi 34 de la came a commencé à refouler le bloc-valve de la tubulure 4 et donc à ouvrir progressivement celle-ci. On remarquera encore que le profil de la came est symétrique par rapport à un plan passant par l'axe longitudinal de la manette de commande et, en outre, que déjà lorsque le point 35 de la came entre en contact avec le point 36 du disque-tampon du bloc-valve de la tubulure 4, ce bloc-valve aura atteint sa po sition d'ouverture totale, le bloc-valve de la tubulure 3 restant toujours dans sa position d'ouverture totale.
Pour aider à la compréhension de cette combinaison de mouvement conjugué des deux blocs-valves, la description de ces mouvements conjugués est donnée dans le tableau ci-après en correspondance, pour l'exemple de réalisa tion représenté dans la fig. 1, avec une man#u- vre angulaire complète dans le sens des aiguil les d'une montre de la manette de commande.
EMI0004.0009
<I>Position <SEP> de <SEP> l'ensemble <SEP> partiel <SEP> Position <SEP> du <SEP> Degré <SEP> d <SEP> 'ou- <SEP> j <SEP> Position <SEP> du <SEP> Degré <SEP> dou-</I>
<tb> <I>a <SEP> came-manette <SEP> <SEP> bloc-valve <SEP> de <SEP> I <SEP> verture <SEP> de <SEP> lai <SEP> bloc-valve <SEP> de <SEP> verture <SEP> de</I>
<tb> <I><U>d'après <SEP> la <SEP> fig. <SEP> 1 <SEP> la <SEP> tubulure <SEP> 3 <SEP> ! <SEP> tubulure <SEP> 3 <SEP> la <SEP> tubulure <SEP> 4 <SEP> la <SEP> tubulure <SEP> 4</U></I>
<tb> <B>11,</B> <SEP> Position <SEP> extrême <SEP> au <SEP> repos <SEP> sur
<tb> (fig.
<SEP> 1) <SEP> refoulé <SEP> total <SEP> son <SEP> siège <SEP> nul
<tb> 2 <SEP> le <SEP> refoule- <SEP> le <SEP> refoule- <SEP> l'ouverture
<tb> Début <SEP> dd <SEP> e <SEP> rotation <SEP> vers <SEP> la <SEP> ment <SEP> aug- <SEP> i <SEP> total <SEP> ment <SEP> com <U>mente <SEP> mence</U> <SEP> commence
<tb> 3 <SEP> Le <SEP> point <SEP> 35 <SEP> de <SEP> la <SEP> came <SEP> et
<tb> le <SEP> point <SEP> 36 <SEP> du <SEP> disque <SEP> le <SEP> refoule- <SEP> le <SEP> refoule tampon <SEP> du <SEP> bloc-valve <SEP> ment <SEP> aug- <SEP> total <SEP> ment <SEP> aug- <SEP> total
<tb> de <SEP> la <SEP> tubulure <SEP> 4 <SEP> entrent <SEP> mente <SEP> en- <SEP> mente
<tb> en <SEP> contact <SEP> cure
<tb> 4 <SEP> La <SEP> manette <SEP> est <SEP> à <SEP> sa <SEP> posi tion <SEP> médiane. <SEP> Le <SEP> plan <SEP> j <SEP> le <SEP> refoule- <SEP> le <SEP> refoule- <SEP> ;
<tb> de <SEP> symétrie <SEP> du <SEP> profil <SEP> de <SEP> ment <SEP> est <SEP> total <SEP> ment <SEP> est <SEP> ' <SEP> total
<tb> la <SEP> came <SEP> est <SEP> vertical <SEP> maximum <SEP> maximum
<tb> 5 <SEP> Le <SEP> rayon <SEP> 11, <SEP> 32 <SEP> de <SEP> la <SEP> le <SEP> refoule- <SEP> le <SEP> refoule came <SEP> atteint <SEP> la <SEP> position <SEP> ment <SEP> di- <SEP> total <SEP> ment <SEP> dimi- <SEP> total
<tb> 11,
<SEP> 33 <SEP> minue <SEP> nue
<tb> 6" <SEP> Continuation <SEP> de <SEP> la <SEP> rota- <SEP> le <SEP> refoule- <SEP> i <SEP> la <SEP> fermeture <SEP> le <SEP> refoule tion <SEP> vers <SEP> la <SEP> droite <SEP> ment <SEP> dimi- <SEP> 1 <SEP> commence <SEP> ment <SEP> dimi- <SEP> total
<tb> <U>n</U>u<U>e</U> <SEP> e<U>nco</U>re <SEP> <U>nue <SEP> encore</U>
<tb> 7 <SEP> Position <SEP> extrême <SEP> vers <SEP> la <SEP> au <SEP> repos <SEP> sur <SEP> ! <SEP> le <SEP> refoule- <SEP> !,
<tb> droite <SEP> son <SEP> siège <SEP> nul <SEP> ment <SEP> dirai- <SEP> . <SEP> total
<tb> nue <SEP> encore Pour la description des mouvements des blocs-valves correspondant à une manoeuvre de droite à gauche (sens inverse des aiguilles d'une montre) il suffit d'inverser, dans le ta bleau ci-dessus, les références numériques des tubulures.
On voit, d'après ce tableau, que, pour l'en semble des positions intermédiaires 30, 40 et 5,@, les deux tubulures sont totalement ouver tes, ce qui assure des conditions optimum pour le mélange homogène des deux liquides.
On voit, en outre, que, pour les positions extrêmes de l'organe de commande, le degré de refoulement du bloc-valve, qui est à ce mo ment en ouverture totale, est cependant infé rieur au degré maximum correspondant à la position médiane 4@, et, de ce fait, en raison de la pression exercée par le liquide sur le piston- valve rainuré, il y a autoblocage de l'organe de commande dans ces positions extrêmes.
Dans la fig. 1 du dessin, le profil donné à la came 17 est tel que le déplacement angulaire de l'organe de commande correspondant au franchissement de l'intervalle angulaire 3 , 41), 5,@ du tableau ci-dessus est relativement impor tant, tandis que les déplacements angulaires dudit organe, correspondant respectivement aux intervalles angulaires 1o, 2() et 611, 7 sont relativement réduits.
Il doit- être entendu que le dessin ne constitue qu'un exemple démons tratif destiné à bien faire ressortir les principes de fonctionnement du robinet décrit et que, dans la pratique, les diverses caractéristiques course angulaire totale de l'organe de com mande, profil de la came, refoulement mini mum des blocs-valves assurant leur ouverture totale, peuvent être choisis, si la destination du robinet l'exige, de telle sorte que l'intervalle angulaire 3o, 4o, 5o soit très réduit, et que les intervalles angulaires 1o, 2o et 6o, 7 aient au contraire une grande étendue.
En outre, ainsi qu'on l'a expliqué plus haut, on peut faire in tervenir comme quatrième caractéristique la forme de l'échelonnement des extrémités des rainures (côté arrivée du liquide), ménagées sur les corps cylindriques des blocs-valves en vue de modifier de manière appropriée l'al lure de la progressivité. On voit donc finalement que le robinet dé crit permet de supprimer complètement les défauts et inconvénients indiqués plus haut des robinets mélangeurs actuellement connus, et cela dans des conditions remarquables de sim plicité mécanique et d'usinage économique.
Les blocs-valves peuvent être constitués par un assemblage coaxial d'éléments décol letés.
Le montage du robinet est très simple et ne nécessite ni retouche individuelle des pièces, ni- réglage particulier après le montage.
Le dispositif mobile ne comporte aucun jeu nuisible par construction, et une usure éventuelle de la came et des disques-tampons des blocs-valves est automatiquement rattra pée par la pression exercée par les liquides à mélanger, et éventuellement, dans le cas où cette pression serait trop faible, par l'action des ressorts 19.
Le robinet mélangeur décrit peut compor ter, en outre, tous les détails de construction usuels, tels que : index de position de la ma nette de commande avec cadran indicateur, bouchon de vidange, raccords coudés sur les tubulures permettant la visite et le nettoyage aisé des blocs-valves, garniture plastique résis tant à la chaleur sur les surfaces d'appui en fermeture des pistons-valves, etc.