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.