Robinet mélangeur La présente invention a pour objet un robinet mélangeur, pouvant servir, par exemple, au mé lange d'eau chaude et froide avant qu'elle passe par une tête de douche classique ou un robinet de baignoire.
L'invention vise la réalisation d'un robinet mé langeur produisant une action de mélange efficace. A cet effet, le robinet mélangeur objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend un boisseau ayant une chambre à fluide chaud et une chambre à fluide froid, ladite chambre à fluide chaud ayant un orifice de sortie ; un corps de soupape qui traverse ladite chambre à fluide chaud et communi quant par un passage avec ladite chambre à fluide froid ; un dispositif élastique sollicitant ledit corps de soupape à fermer ledit orifice de sortie ; une chambre de mélange des fluides chaud et froid qui communique avec ledit orifice de sortie et ledit pas sage ; une soupape de dosage servant à fermer et ouvrir ledit passage ;
et un thermostat disposé dans la chambre de mélange pour fermer la soupape de dosage lorsque la température du fluide qui se trouve dans la chambre de mélange est inférieure à une température choisie à l'avance, et pour ouvrir ladite soupape quand la température du fluide de la chambre de mélange s'élève au-dessus de ladite température.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention. Dans ce dessin la fig. 1 en est une vue en élévation, un chapeau décoratif étant enlevé pour une meilleure compré hension ; la fig. 2 en est une vue en coupe selon la ligne 2-2 des fig. 1 et 3 ; et la fig. 3 en est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la fig. 1.
Le dessin montre un robinet mélangeur 1 com portant un boisseau 2 qui présente un conduit 3 d'admission de fluide froid et un conduit 4 d'admis sion de fluide chaud. On prévoit des soupapes clas siques (non représentées) pour commander l'écoule ment des fluides dans ces conduites 3 et 4. On désignera ci-après ces soupapes comme soupapes d'admission.
Le conduit 3 de fluide froid communique avec une chambre cylindrique 5 de fluide froid, et le conduit 4 de fluide chaud communique avec une chambre cylindrique 6 de fluide chaud. La cham bre 5 présente un orifice d'échappement 7 et la chambre 6 un orifice d'échappement 8. Un corps 9 de soupape s'étend à travers les . chambres S et 6. Ce corps comprend une face 10 susceptible de s'ap puyer contre la face 11 du côté d'échappement de l'orifice 8. Un moyen élastique, sous forme d'un ressort 12 de compression à boudin, pousse le corps 9 de la soupape dans une position dans la quelle la face 10 s'applique contre la face 11.
Le corps 9 présente une face cylindrique 13 de dosage du fluide, ayant un diamètre plus petit que l'orifice 7. On établit ainsi un espace annulaire 14 lequel, dans la forme d'exécution représentée, a une dimension radiale de 0,075 mm environ. Sous l'in fluence des pressions du fluide dans les chambres 5 et 6, le- corps 9 coulisse vers le haut ou vers le bas, dans lés directions des flèches 15. Toutefois, même quand le corps 9 est dans sa position élevée la face 13 est espacée radialement de la face cylin drique 17 de l'orifice 7. Un disque 18, fixé dans le corps 9 de la soupape, sert au montage d'un thermostat 19. Celui-ci com porte une enveloppe 20 à l'intérieur de laquelle se trouve un corps en matière dilatable sous la chaleur (non représenté).
Un piston 21 pénètre dans l'en veloppe 20 et peut se déplacer à l'extérieur de celle- ci en réponse au mouvement de dilatation de la matière dilatable. Un ressort 22 de compression à boudin sollicite le piston 21 dans l'enveloppe 20 en réponse au mouvement de contraction de la ma tière dilatable. Le ressort 22 maintient également le disque 18 contre une bague de retenue 23 et par là sert à aider au montage du thermostat 19 sur le corps 9. L'extrémité inférieure du piston 21 est reliée à une soupape de dosage 24 qui est susceptible de venir s'appliquer sur une ouverture 25 formant un passage dans le corps 9.
Lorsque les fluides chaud et froid circulent à partir des chambres 6 et 5 à travers les orifices 8 et 7, le fluide chaud circule autour de l'enveloppe 20 de façon à dilater la matière dilatable sous la cha leur et à déplacer le piston 21 vers l'extérieur de l'enveloppe 20. De ce fait, la soupape de dosage 24 s'ouvre pour permettre au fluide froid provenant de la chambre 5 de passer à travers l'ouverture 25 et de monter pour se mélanger avec le fluide chaud entourant l'enveloppe 20. La température du fluide se trouvant autour de l'enveloppe 20 est, de ce fait, abaissée, de sorte que la matière dilatable se con tracte et ferme la soupape 24.
De cette manière, on maintient la température du fluide entourant l'enveloppe 20 à une température choisie à l'avance, intermédiaire de celles des fluides chaud et froid. Lorsqu'on utilise le robinet conjointement avec une pomme de douche, cette température intermédiaire choisie à l'avance est de 460 C environ.
En raison de la fonction de mélange du thermo stat 19, on peut désigner la chambre dans laquelle il est monté comme chambre de mélange des fluides chaud et froid. Cette chambre est désignée par la référence 26, et à l'intérieur de celle-ci se trouve une cuvette percée 27 qui sert d'appui à une extré mité du ressort 12. Une plaque de couverture 28 sert à maintenir en place la cuvette 27 et une tige 29 sert de butée pour limiter le mouvement vers le haut du thermostat 19.
Le fluide à température intermédiaire provenant de la chambre 26 est évacué par un passage 30, et une partie du fluide froid provenant de l'orifice 7 est évacuée dans un passage 3:1. Un dispositif 32 à soupape commande l'écoulement du fluide froid et à température intermédiaire dans les passages 31 et 30.
Une seconde chambre 33 de mélange sert à mé langer les fluides provenant des passages 31 et 30. Afin de pouvoir mieux différencier la chambre 33 de la chambre de mélange 26, on désignera ci-après la chambre 33 par chambre d'évacuation.
Le dispositif à soupape 32 comporte un arbre 34 sur lequel est fixé un manchon 35 fileté exté- rieurement. Le filet du manchon 35 est en prise avec un filet 36 intérieur formé dans le boisseau 2, afin que l'arbre 34 puisse se déplacer axialement lorsqu'on applique une force manuelle de rotation à sa partie d'extrémité 37. Un bouton (non repré senté) fixé sur l'extrémité 37 permet à l'utilisateur du robinet mélangeur de faire tourner l'arbre plus faci lement ; un chapeau décoratif 38 est fixé de façon réglable sur le boisseau 2 afin de cacher toute ouver ture agrandie et peu décorative qu'il peut être néces saire de faire dans la paroi (non représentée) dans laquelle on installe le robinet 1.
Sous l'action du mouvement axial de l'arbre 34, la chambre 33 est alternativement fermée aux deux passages 30 et 31, ouverte au passage 31 tout en étant fermée au pas sage 30, ouverte aux deux passages 30 et 31 ou ouverte au passage 30 tout en étant fermée au pas sage 31. Dans la position représentée, la chambre 33 est fermée aux deux passages 30 et 31. Une surface 39 de la soupape, un anneau d'étanchéité 40 et une surface 41 ferment la chambre 33 au passage 31 ; et une surface 42 de la soupape, un anneau d'étan chéité 43 et une surface 44 ferment la chambre 33 au passage 30. Le mouvement axial vers le haut de l'arbre 34 occasionne l'exposition du bord inférieur de la surface 39 à la chambre 33 avant celle du bord inférieur de la surface 44 au passage 30.
En faisant tourner manuellement l'arbre 34, il est de ce fait possible d'ouvrir la chambre 33 au passage 31 tout en la maintenant fermée au passage 30. Une rotation manuelle supplémentaire de l'arbre 34 ou vre la chambre 33 aux deux passages 30 et 31 dans des mesures variables (selon les positions axiales des surfaces 39 et 42). Une rotation supplémentaire de l'arbre 34 applique une surface 45 de façon étanche sur la face cylindrique 46 du passage 31 et ferme ainsi la chambre 33 au passage 31 ; à ce moment la chambre 33 est encore ouverte au passage 30.
Lorsque les soupapes d'admission des fluides chaud et froid sont ouvertes et que l'arbre 34 se trouve dans la position représentée, il n'y a pas de circulation de fluide à travers le robinet à cause des contre-pressions qui sont exercées dans les passages 30 et 31 (en raison des positions des surfaces 39, 41, 42, 44 et des anneaux d'étanchéité 40, 43).
Une rotation manuelle de l'arbre 34 ouvre la chambre 33 au passage 31 et de ce fait permet au fluide froid de s'écouler à partir de la chambre 5, à travers l'orifice 7, le conduit 3, la chambre 33 et de sortir par la sortie 47.
Une rotation supplémentaire de l'arbre 34 ouvre la chambre 33 aux deux passages 31 et 30. La contre-pression exercée dans la chambre 33 est de ce fait diminuée et les pressions des fluides contenus dans les chambres 5 et 6 sont suffisantes pour sur monter l'action du ressort 12 et ouvrir l'orifice 8. De ce fait, le fluide chaud peut s'écouler à partir de la chambre 6, à travers l'orifice 8, la chambre de mélange 26, le passage 30, la chambre 33 et la sortie 47. On se rappellera que même lorsque l'ori- fice 8 est totalement ouvert (avec l'enveloppe 20 contre la butée 29), il existe un jeu 14 entre l'ori fice 7 et la face 13.
Ce jeu permet au fluide froid de pénétrer à partir de la chambre 5 dans le pas sage 31. Une partie de ce fluide froid s'écoule dans le passage 25 (à cause de l'action du thermostat 19 ouvrant la soupape 24), et le reste de ce fluide s'écoule par le passage 31 dans la chambre 33, où il est mélangé avec le fluide à température inter médiaire provenant du passage 30.
Si l'on continue de faire tourner l'arbre 34, on agrandit l'ouverture à partir du passage 30 dans la chambre 33 et on réduit l'ouverture à partir du passage 31 dans la chambre 33. Par suite, l'écou lement du fluide à température intermédiaire dans la chambre 33 augmente, et l'écoulement du fluide froid dans la chambre 33 diminue. Il en résulte que la température du fluide quittant la sortie 47 aug mente progressivement pendant la rotation continue de l'arbre 34. En faisant tourner davantage l'arbre 34, on occasionne la fermeture de la chambre 33 au passage 31, tout en la laissant ouverte au pas sage 30. La circulation du fluide froid allant par le passage 31 directement dans la chambre 33 est interrompue.
Toutefois, le jeu 14 permet au fluide froid de s'écouler par le passage 25 et de se mélan ger au fluide chaud provenant de l'orifice 8. Le fluide quittant la sortie 47 sera à la température intermédiaire choisie à l'avance ci-dessus mention née.
Au cas où le robinet est utilisé avec une pomme de douche (non représentée) il est souhaitable de pouvoir interrompre automatiquement l'arrivée du fluide chaud à la sortie 47 au cas où l'alimentation en fluide froid est interrompue par inadvertance (par exemple lorsque l'utilisateur oublie d'ouvrir la sou pape d'admission d'eau froide). Autrement, l'utili sateur de la douche s'ébouillanterait ou se brûlerait. Pour fournir cette interruption automatique du fluide chaud, le ressort 12 est assez puissant pour empêcher l'ouverture de l'orifice 8 lorsque le fluide chaud contenu dans la chambre 6 agit seul contre le corps 9, mais assez faible pour permettre l'ouver ture de cet orifice quand les deux fluides chaud et froid agissent contre le corps 9.
Ainsi, si l'alimen tation de la chambre 5 en fluide froid est subitement interrompue, le ressort 12 se déplace automatique ment vers sa position représentée, afin d'empêcher tout écoulement de fluide par la sortie 47.
Lors de l'opération normale, les chambres de mélange 26 et 33 procurent une action de mélange parfait, et la rotation de l'arbre 34 permet le réglage de la température du fluide sortant selon une gamme s'étendant du froid à la température intermédiaire choisie à l'avance. L'arbre 34 fonctionne également à titre de réglage manuel pour changer la quantité d'eau sortant par la sortie 47 (grâce au changement de la dimension des ouvertures entre la chambre 33 et les passages 30, 31).
On effectue la construction et la mise en place du corps 9 de la soupape de façon qu'il serve de moyen de commande des fluides chaud et froid, de conduit pour le fluide froid, de support pour la soupape de dosage 24, et de support pour le thermostat 19.
Mixing tap The present invention relates to a mixing tap, which can be used, for example, to mix hot and cold water before it passes through a conventional shower head or a bathtub tap.
The invention aims to provide a mixing valve producing an effective mixing action. To this end, the mixing valve which is the subject of the present invention is characterized in that it comprises a valve having a hot fluid chamber and a cold fluid chamber, said hot fluid chamber having an outlet orifice; a valve body which passes through said hot fluid chamber and communicates through a passage with said cold fluid chamber; a resilient device urging said valve body to close said outlet port; a hot and cold fluid mixing chamber which communicates with said outlet port and said pitch; a metering valve for closing and opening said passage;
and a thermostat disposed in the mixing chamber for closing the metering valve when the temperature of the fluid in the mixing chamber is lower than a temperature selected in advance, and for opening said valve when the temperature of the fluid is the mixing chamber rises above said temperature.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the invention. In this drawing, fig. 1 is an elevational view thereof, with a decorative cap removed for better understanding; fig. 2 is a sectional view along line 2-2 of FIGS. 1 and 3; and fig. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 1.
The drawing shows a mixing valve 1 com carrying a plug 2 which has a cold fluid inlet pipe 3 and a hot fluid inlet pipe 4. Conventional valves (not shown) are provided for controlling the flow of fluids in these conduits 3 and 4. These valves will hereafter be designated as inlet valves.
The cold fluid conduit 3 communicates with a cylindrical chamber 5 of cold fluid, and the hot fluid conduit 4 communicates with a cylindrical chamber 6 of hot fluid. The chamber 5 has an exhaust port 7 and the chamber 6 an exhaust port 8. A valve body 9 extends through them. chambers S and 6. This body comprises a face 10 capable of pressing against the face 11 on the exhaust side of the orifice 8. An elastic means, in the form of a coil compression spring 12, pushes the body 9 of the valve in a position in which the face 10 rests against the face 11.
The body 9 has a cylindrical face 13 for metering the fluid, having a diameter smaller than the orifice 7. An annular space 14 is thus established which, in the embodiment shown, has a radial dimension of approximately 0.075 mm. Under the influence of the fluid pressures in chambers 5 and 6, body 9 slides up or down in the directions of arrows 15. However, even when body 9 is in its raised position, the face 13 is radially spaced from the cylindrical face 17 of the orifice 7. A disc 18, fixed in the body 9 of the valve, is used for mounting a thermostat 19. The latter comprises a casing 20 inside of which is a body of heat expandable material (not shown).
A piston 21 penetrates the casing 20 and can move outside of it in response to the expanding movement of the expandable material. A coil compression spring 22 biases the piston 21 in the casing 20 in response to the contraction movement of the expandable material. The spring 22 also maintains the disc 18 against a retaining ring 23 and thereby serves to assist in mounting the thermostat 19 on the body 9. The lower end of the piston 21 is connected to a metering valve 24 which is likely to come. to be applied on an opening 25 forming a passage in the body 9.
As hot and cold fluids flow from chambers 6 and 5 through ports 8 and 7, hot fluid flows around casing 20 so as to expand the expandable material under heat and move piston 21 toward outside of casing 20. As a result, metering valve 24 opens to allow cold fluid from chamber 5 to pass through opening 25 and up to mix with surrounding hot fluid. casing 20. The temperature of the fluid around casing 20 is thereby lowered so that the expandable material contracts and closes valve 24.
In this way, the temperature of the fluid surrounding the casing 20 is maintained at a temperature chosen in advance, intermediate those of the hot and cold fluids. When using the faucet in conjunction with a shower head, this pre-selected intermediate temperature is approximately 460 C.
Due to the mixing function of the thermostat 19, the chamber in which it is mounted can be designated as a mixing chamber for hot and cold fluids. This chamber is designated by the reference 26, and inside thereof is a pierced cup 27 which serves as a support for one end of the spring 12. A cover plate 28 serves to hold the cup 27 in place. and a rod 29 serves as a stopper to limit the upward movement of the thermostat 19.
Intermediate temperature fluid from chamber 26 is discharged through passage 30, and a portion of cold fluid from port 7 is discharged through 3: 1 passage. A valve device 32 controls the flow of cold, intermediate temperature fluid through passages 31 and 30.
A second mixing chamber 33 is used to mix the fluids coming from the passages 31 and 30. In order to be able to better differentiate the chamber 33 from the mixing chamber 26, the chamber 33 will be designated hereafter by the discharge chamber.
The valve device 32 has a shaft 34 to which is attached an externally threaded sleeve 35. The thread of the sleeve 35 engages an internal thread 36 formed in the plug 2, so that the shaft 34 can move axially when a manual rotational force is applied to its end portion 37. A button (no shown) attached to the end 37 allows the user of the mixing valve to turn the shaft more easily; a decorative cap 38 is fixed in an adjustable manner on the valve 2 in order to hide any enlarged and not very decorative opening which may be necessary to make in the wall (not shown) in which the valve 1 is installed.
Under the action of the axial movement of the shaft 34, the chamber 33 is alternately closed at the two passages 30 and 31, open at the passage 31 while being closed at the pitch 30, open at the two passages 30 and 31 or open at the passage 30 while being closed at the pitch 31. In the position shown, the chamber 33 is closed at the two passages 30 and 31. A surface 39 of the valve, a sealing ring 40 and a surface 41 close the chamber 33 at the passage. 31; and a surface 42 of the valve, a sealing ring 43 and a surface 44 close the chamber 33 to the passage 30. The upward axial movement of the shaft 34 causes the lower edge of the surface 39 to be exposed to the surface. the chamber 33 before that of the lower edge of the surface 44 at the passage 30.
By manually rotating the shaft 34, it is therefore possible to open the chamber 33 at the passage 31 while keeping it closed at the passage 30. An additional manual rotation of the shaft 34 or vre the chamber 33 at both passages 30 and 31 in variable measures (depending on the axial positions of surfaces 39 and 42). Further rotation of the shaft 34 applies a surface 45 in a sealed manner to the cylindrical face 46 of the passage 31 and thus closes the chamber 33 to the passage 31; at this time, room 33 is still open to passage 30.
When the hot and cold fluid inlet valves are open and the shaft 34 is in the position shown, there is no flow of fluid through the valve because of the back pressures that are exerted in the valve. the passages 30 and 31 (due to the positions of the surfaces 39, 41, 42, 44 and of the sealing rings 40, 43).
Manual rotation of shaft 34 opens chamber 33 to passage 31 and thereby allows cold fluid to flow from chamber 5, through port 7, conduit 3, chamber 33 and from exit by exit 47.
An additional rotation of the shaft 34 opens the chamber 33 to the two passages 31 and 30. The back pressure exerted in the chamber 33 is thereby reduced and the pressures of the fluids contained in the chambers 5 and 6 are sufficient to increase. the action of the spring 12 and open the orifice 8. As a result, the hot fluid can flow from the chamber 6, through the orifice 8, the mixing chamber 26, the passage 30, the chamber 33 and the outlet 47. It will be remembered that even when the port 8 is completely open (with the casing 20 against the stop 29), there is a clearance 14 between the port 7 and the face 13.
This clearance allows the cold fluid to enter from chamber 5 into step 31. Part of this cold fluid flows into passage 25 (due to the action of thermostat 19 opening valve 24), and the remainder of this fluid flows through passage 31 into chamber 33, where it is mixed with the fluid at intermediate temperature coming from passage 30.
If the shaft 34 is continued to rotate, the opening from passage 30 in chamber 33 is enlarged and the opening from passage 31 in chamber 33 is reduced. As a result, the flow intermediate temperature fluid in chamber 33 increases, and the flow of cold fluid in chamber 33 decreases. As a result, the temperature of the fluid leaving the outlet 47 increases progressively during the continuous rotation of the shaft 34. By further rotating the shaft 34, the chamber 33 is caused to close in the passage 31, while leaving it. open at not wise 30. The circulation of the cold fluid going through the passage 31 directly into the chamber 33 is interrupted.
However, clearance 14 allows cold fluid to flow through passage 25 and to mix with hot fluid from orifice 8. The fluid leaving outlet 47 will be at the intermediate temperature chosen in advance above. above mention born.
In the event that the valve is used with a shower head (not shown) it is desirable to be able to automatically interrupt the supply of hot fluid to outlet 47 in the event that the supply of cold fluid is inadvertently interrupted (for example when the user forgets to open the cold water inlet valve). Otherwise, the user of the shower will scald or burn himself. To provide this automatic interruption of the hot fluid, the spring 12 is powerful enough to prevent the opening of the orifice 8 when the hot fluid contained in the chamber 6 acts alone against the body 9, but weak enough to allow the opening. of this orifice when the two hot and cold fluids act against the body 9.
Thus, if the supply of cold fluid to the chamber 5 is suddenly interrupted, the spring 12 automatically moves to its position shown, in order to prevent any flow of fluid through the outlet 47.
During normal operation, the mixing chambers 26 and 33 provide a perfect mixing action, and the rotation of the shaft 34 allows the temperature of the exiting fluid to be adjusted over a range extending from cold to intermediate temperature. chosen in advance. Shaft 34 also functions as a manual adjustment to change the amount of water exiting through outlet 47 (by changing the size of the openings between chamber 33 and passages 30, 31).
The valve body 9 is constructed and positioned so that it serves as a means for controlling the hot and cold fluids, a conduit for the cold fluid, a support for the metering valve 24, and a support. for thermostat 19.