FR2866937A1 - Dispositif d'ouverture et de fermeture d'un passage present dans un boitier - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'ouverture et de fermeture d'un passage (29) prévu dans un boîtier (26), qui présente un canal d'alimentation (27) conduisant au passage (29) et un canal d'évacuation (31) placé après le passage (29), avec un corps de fermeture (32) qui ouvre et ferme le passage (29) et détermine le débit d'un fluide chauffant qui est prévu pour chauffer un fluide (14) dont le dispositif (11) est entouré au moins partiellement, le corps de fermeture (32) étant commandé par un élément d'actionnement qui comprend une tête thermique (42) avec un espace (59) rempli d'un fluide gazeux (61), qui est fermé par une membrane (58).

Description

Dispositif d'ouverture et de fermeture d'un passage présent dans un

boîtier 5

La présente invention concerne un dispositif d'ouverture et de fermeture d'un passage présent dans un boîtier avec un corps de fermeture qui ouvre et: ferme le passage et détermine le débit du fluide chauffant qui est prévu pour chauffer un fluide dont le dispositif est au moins partiellement entouré.

Un tel dispositif est utilisé par exemple comme élément d'un chauffage de réservoir d'eau de lavage pour des véhicules à moteur. On empêche ainsi que l'essuie-glace gèle pendant les mois froids et qu'une utilisation soit empêchée par des essuie-glace gelés.

On connaît déjà des éléments de dilatation à la cire qui sont utilisés pour de tels chauffages de réservoir d'eau de lavage, afin de chauffer l'eau de lavage à une température souhaitée et de la maintenir en température. Ces éléments de dilatation à la cire présentent une section de boîtier dans laquelle la cire est prévue. Dès qu'un refroidissement de l'eau de l'essuie-glace, donc de la cire, a lieu, la cire passe sous une forme solide, ce qui entraîne une réduction de volume. Par l'intermédiaire d'un piston, une vanne s'ouvre, de telle sorte qu'un fluide chauffant peut traverser la vanne et un chauffage de l'eau de l'essuie-glace présente dans le réservoir d'eau de lavage est possible. Dès qu'une température réglée est atteinte, la vanne se ferme.

Ces éléments de dilatation à la cire destinés à commander des chauffages de réservoir d'eau de lavage présentent l'inconvénient que, lors de la liquéfaction de la cire, des forces importantes apparaissent, ce qui a pour conséquence qu'une surcompensation du mouvement de fermeture de la vanne est nécessaire pour empêcher une rupture des parties du boîtier ou une détérioration des boîtiers et du bon fonctionnement. Au début de la période de chauffage, ces éléments sont très inertes, et à la fin de la période de chauffage existe le risque des forces intenses, qui peuvent entraîner des détériorations du boîtier. Une surcompensation de la course est donc nécessaire. Cela augmente l'encombrement.

L'objectif de la présente invention est donc de créer un dispositif d'ouverture et de 35 fermeture d'un passage présent dans un boîtier, qui permette un réglage fin d'un passage destiné à un fluide chauffant et qui soit d'une fabrication peu coûteuse.

Cet objectif est atteint selon la présente invention par un dispositif d'ouverture et de fermeture d'un passage prévu dans un boîtier, qui présente un canal d'alimentation condui- sant au passage et un canal d'évacuation placé après le passage, avec un corps de fermeture qui ouvre et ferme le passage et détermine le débit d'un fluide chauffant qui est prévu pour chauffer un fluide dont le dispositif est entouré au moins partiellement, caractérisé en ce que le corps de fermeture est commandé par un élément d'actionnement qui comprend une tête thermique avec un espace rempli d'un fluide gazeux, qui est fermé par une membrane. Les autres configurations et variantes avantageuses de l'invention seront développées plus loin.

Le dispositif selon la présente invention présente l'avantage que, pour commander le débit traversant un passage, il est prévu un corps de fermeture dont le mouvement d'ou- verture et de fermeture est commandé par l'intermédiaire d'un élément d'actionnement, qui comprend un thermomètre avec un espace rempli de gaz, qui est fermé par une membrane. On crée ainsi une commande dans laquelle la commande du débit est possible au moins dans un état d'agrégation du fluide de capteur. En outre, du fait de l'intégration au moins partielle du corps de fermeture à, ou sur, la tête thermique, on obtient une construc- tion compacte. Du fait de l'utilisation de la tête thermique comme élément d'actionnement, une surcompensation lors d'un mouvement de fermeture n'est pas nécessaire en comparai-son des éléments de dilatation à la cire connus jusqu'ici. L'unité peut ainsi être simplifiée, donc fabriquée bon marché.

Dans une configuration avantageuse de l'invention, il est prévu que le corps de fer- meture soit prévu dans la direction d'écoulement du fluide chauffant dans une chambre de régulation placée après le passage et d'où part le canal d'évacuation. Avec cet agencement et cette configuration, on dispose d'une construction compacte. De plus, la tête thermique peut être voisine de la chambre de régulation ou s'engager au moins partiellement dans celle-ci. Dans le même temps, il est possible que l'agencement du canal d'alimentation au nombre d'au moins un et du canal d'évacuation au nombre d'au moins offre la possibilité d'une version d'angle, dans laquelle le canal d'évacuation et le canal d'alimentation sont disposés à angle droit l'un de l'autre. Mais cette configuration permet également une version parallèle, dans laquelle le canal d'alimentation et le canal d'évacuation s'étendent parallèlement dans le boîtier, ou leurs ouvertures de raccordement sont orientées parallèle- ment l'une à l'autre.

Le corps de fermeture du dispositif présente de manière avantageuse une section de guidage qui est logée dans une section de boîtier de la tête thermique. Une réduction des pièces peut ainsi être atteinte, car la tête thermique se fixe sur le boîtier et cette section de fixation forme de manière avantageuse simultanément, sur la circonférence intérieure, la section de boîtier qui guide le corps de fermeture.

De manière avantageuse, il est prévu de plus que le corps de fermeture soit placé à l'aplomb de la membrane qui est prévue dans la tête thermique. Une application de force maximale peut ainsi s'exercer sur le corps de fermeture par l'intermédiaire de la mem- brane. Des variations mêmes faibles du volume du gaz dans la tête thermique peuvent ainsi être traduites en course d'ouverture et de fermeture du corps de fermeture.

Pour une transmission maximale de la force de fermeture par la membrane sur le corps de fermeture, il est prévu de manière avantageuse qu'une surface frontale du corps de fer- meture orientée vers la membrane comprenne au moins un tiers de la surface de la membrane. La surface et la pression entrent de façon proportionnelle dans la transmission de la force, de telle sorte que cet agencement permet une grande transmission de force et, ainsi, une fermeture sûre du passage.

D'après une configuration avantageuse de l'invention, il est prévu que le corps de fermeture présente un épaulement limitant la section de guidage, qui saisit par l'arrière une section de boîtier recevant la section de guidage. Le corps de fermeture peut ainsi être maintenu prisonnier dans la tête thermique, ce qui donne un montage simple et rapide.

Afin de protéger la tête thermique, il est prévu de manière avantageuse que le corps de fermeture présente au moins un élément annulaire qui est placé entre la tête thermique et un canal d'évacuation partant de la chambre de régulation. Cet élément assure non seule-ment une fonction de protection, mais peut également rendre au moins hermétique la chambre de régulation. Dans le même temps, cet élément annulaire peut également servir en soutien au guidage de la tête de fermeture dans la tête thermique.

En variante, il peut également être prévu que la chambre de régulation présente une section de guidage qui coopère avec une section de guidage du corps de fermeture. On peut donc se passer de section de guidage dans la tête thermique, ou bien la prévoir en plus.

L'élément d'étanchéité limitant la chambre de régulation sur le corps de fermeture est logé de manière avantageuse dans une rainure périphérique et conformé en élément annulaire. De manière avantageuse, il est prévu des joints toriques résistant à la chaleur, dont le matériau est adapté à la nature du fluide chauffant et à la température ambiante.

En outre, il est prévu de manière avantageuse que la tête thermique soit placée sur le boîtier en direction de la chambre de régulation avec interposition d'au moins un élément d'étanchéité. Une étanchéité supplémentaire est ainsi obtenue. Dans le même temps, cet élément d'étanchéité, qui est conformé de préférence en joint torique, peut également ser- vir de fixation en rotation, afin d'empêcher une libération indésirable de la tête thermique depuis le boîtier.

Selon une variante avantageuse de l'invention, le corps de fermeture présente une sur- face de fermeture orientée vers le passage, qui s'appuie contre le siège de vanne du canal d'alimentation. Cette surface de fermeture peut se trouver dans une surface frontale du corps de fermeture qui est réalisée parallèlement au passage, de telle sorte que le corps de fermeture s'appuie en bloc contre un épaulement du passage et ferme le passage. En va- riante, il peut également être prévu que la surface de fermeture et un siège de vanne soient formés dans le passage sous forme de gradin, de cône ou de cône tronqué ou en tant que vanne à boisseau sphérique. Un agencement hermétique peut ainsi être créé. En plus, le corps de fermeture est guidé dans une position fermée et centré.

Pour un agencement simple et une configuration compacte du dispositif, il est prévu que le corps de fermeture soit réalisé de préférence d'un seul tenant, présente une section de guidage pour l'agencement dans la tête thermique et comprenne une surface de fermeture opposée à celle-ci et orientée vers le passage. Cela permet de réduire les pièces et d'obtenir une transmission directe de la force, laquelle provoque en retour un mouvement d'ouverture et de fermeture sensible.

Le corps de fermeture présente de préférence, pour l'ouverture du passage, un élément 10 de régulation qui travaille contre la tête thermique. Cet élément de régulation est conformé de manière avantageuse en ressort de régulation ou ressort d'ouverture.

D'après un premier mode de réalisation avantageux du corps de fermeture, il est prévu que cet élément de régulation soit prévu dans la chambre de régulation et entoure une section de réception du corps de fermeture, qui est prévue entre une surface de fermeture et une section de guidage du corps de fermeture. L'élément de régulation se met en prise par exemple sur un épaulement, qui entoure le passage ou en est voisin et qui s'appuie sur un autre épaulement près de la section de guidage du corps de fermeture.

D'après un mode de réalisation alternatif du corps de fermeture, il est prévu que l'élément de régulation se mette en prise sur une surface frontale du corps de fermeture qui est associée au passage, l'élément de régulation étant placé dans une chambre du canal d'alimentation. Ce mode de réalisation permet une configuration oblongue à tubulaire compacte, alors que le premier mode de réalisation alternatif permet une construction très petite et compacte du point de vue des dimensions d'ensemble.

De manière avantageuse, pour le réglage du dispositif ou bien de la vanne pour ouvrir et fermer le passage, il est prévu qu'au moins la membrane, le gaz ou bien le fluide du capteur ou l'élément de régulation soient adaptés les uns aux autres et à la température de chauffage du fluide entourant le dispositif, de telle sorte que le chauffage du fluide soit assuré. De plus, la surface de la membrane ou la surface frontale du corps de fermeture peut être prise en compte également pour obtenir un mouvement d'ouverture de la vanne seu- lement à partir d'une température donnée, ou pour établir une force minimale afin de maintenir la position de fermeture du corps de fermeture.

Le corps de fermeture est réalisé de préférence dans un matériau ne conduisant pas la chaleur. Cela permet d'avoir une fonction de fermeture fiable. On peut utiliser par exemple une matière plastique ou un matériau composite à base de matières plastiques, ce qui cons- titue une solution peu coûteuse. En variante, une céramique ou des matériaux similaires peuvent également être utilisés pour fabriquer le corps de fermeture.

Selon un premier mode de réalisation avantageux, il est prévu que le boîtier soit fabriqué dans un matériau à faible conductibilité thermique. Pour cela, il est prévu en particulier un matériau ou composite céramique, une matière plastique ou un composite à base de matières plastiques. Le boîtier peut alors être fabriqué facilement en tant que pièce injectée. De plus, des inserts peuvent être prévus dans le boîtier pour les raccordements des conduites d'alimentation et d'évacuation pour le montage sur les canaux d'alimentation et d'évacuation, de telle sorte qu'une fabrication peu coûteuse des boîtiers soit obtenue par un procédé de moulage à injection à deux composants. En variante, des liaisons emmanchées et/ou encliquetées peuvent également être prévues. Si l'on utilise des matériaux à faible conductibilité thermique, les boîtiers sont petits et compacts. I)e manière avantageuse, la conduite d'alimentation présente, directement avant le boîtier, une configuration en spirale ou en serpentin, afin de chauffer le fluide au moyen du fluide chauffant.

D'après un mode de réalisation alternatif du boîtier, il est prévu d'utiliser un matériau à grande conductibilité thermique. Des matériaux métalliques peuvent par exemple être utilisés. De manière préférée, on utilise de l'aluminium ou des alliages d'aluminium, qui présentent un faible poids. Dans ce mode de réalisation, le boîtier sert en même temps de corps chauffant, de telle sorte qu'une alimentation immédiate du fluide chauffant par une conduite soit présente. Ces boîtiers peuvent également être compacts ou légèrement plus grands, afin de servir de corps chauffants et de présenter une capacité d'accumulation de chaleur.

L'invention ainsi que d'autres modes de réalisation avantageux et variantes de celle-ci sont décrits et expliqués en détail dans ce qui suit à l'aide des exemples représentés sur les dessins. Selon la présente invention, les caractéristiques figurant dans la description et sur les dessins peuvent être appliquées seules ou à plusieurs dans n'importe quelle combinai-son. Sont représentés: Figure 1: une vue schématique d'un exemple d'application utilisant le dispositif selon 25 la présente invention; Figure 2: une vue en coupe schématique agrandie du dispositif selon la présente invention; Figure 3: une vue schématique agrandie d'un mode de réalisation alternatif du dispositif selon la présente invention; Figure 4: une vue en coupe schématique agrandie d'un autre mode de réalisation alternatif du dispositif selon la présente invention; Figure 5: une vue en coupe schématique agrandie d'un autre mode de réalisation alternatif du dispositif selon la présente invention; Figure 6: une vue en coupe schématique agrandie d'un autre mode de réalisation al-35 ternatif du dispositif selon la présente invention; Figure 7: une vue en coupe schématique agrandie d'un autre mode de réalisation alternatif du dispositif selon la présente invention; et Figure 8: une vue schématique d'un mode de réalisation alternatif de l'invention dans un exemple d'application selon la figure 1.

Sur la figure 1 est représenté schématiquement un exemple d'application pour l'utilisation du dispositif 11 selon la présente invention. Cet exemple d'application montre un réservoir 12 d'eau de lavage qui est rempli d'un fluide 14 liquide, huileux ou de type gel, par exemple d'eau de lavage suivant la hauteur de remplissage représentée. Dans la section inférieure du réservoir 12 d'eau de lavage est représentée une section 16 de tuyauterie depuis laquelle de l'eau de lavage est prélevée et envoyée au lieu de destination. Le dispositif 11 ouvre et ferme un circuit de chauffage d'un fluide chauffant qui, par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation 18, passe du réservoir 12 d'eau de lavage au dispositif 11 et est envoyé à une source de chauffage 21 par l'intermédiaire d'une conduite d'évacuation 19. La source de chauffage 21 peut être un échangeur de chaleur, qui fait partie d'un bloc moteur et est traversé par de l'eau de refroidissement. De même, la source de chauffage 21 peut faire partie d'un chauffage d'habitacle pour un véhicule, ce circuit de chauffage représenté étant alimenté par l'intermédiaire d'une conduite de dérivation ou analogue. Le dispositif 11 est réalisé suivant une configuration compacte qui est décrite plus en détail sur la figure 2. Pour chauffer l'eau de lavage 14, la conduite d'alimentation 18 comprend un serpentin chauffant 22 afin d'accomplir l'échange de chaleur.

L'agencement représenté ne vaut qu'à titre de principe. Son agencement concret est adapté à chaque situation, en veillant simultanément à ce que le dispositif 11 soit posi- tionné en un point le plus bas possible d'un réservoir d'eau de lavage 12, afin de commander le chauffage même s'il reste une faible quantité d'eau de lavage dans le réservoir.

L'utilisation du dispositif 11 ne se limite pas aux chauffages de réservoirs d'eau de lavage dans des véhicules motorisés. Ce dispositif 11 peut être prévu dans n'importe quel récipient destiné à recevoir un fluide liquide, huileux ou de type gel et pour lequel on sou- haite que le fluide contenu présente une température déterminée ou soit chauffé à une température souhaitée.

Sur la figure 2 est représentée une coupe complète schématique du dispositif 11 de la figure 1.

Un boîtier 26 présente un canal d'alimentation 27 qui présente un passage 29 menant à une chambre de régulation 28. De la chambre de régulation 28 part un canal d'évacuation 31 qui se raccorde à l'ouverture de sortie 69 et débouche dans la conduite de raccordement 19. Dans la chambre de régulation 28 est prévu un corps de fermeture 32 qui comprend une surface frontale 33 qui s'appuie en bloc contre un épaulement 34. L'épaulement 34 entoure le passage 29. La surface frontale 33 comprend simultanément une surface de fermeture 36 qui coopère avec l'épaulement 34 et forme un siège de vanne 37. En variante, la surface de fermeture 36 et le siège de vanne 37 peuvent être réalisés en gradin, coniques, ondulés d'un côté ou des deux côtés, ou analogues. Il peut en outre être prévu que le corps de fermeture 32 comprenne en tant que surface de fermeture 36 un boisseau sphérique qui se place de manière centrée dans le siège de vanne 37.

À l'opposé de la surface frontale 33 du corps de fermeture 32, le corps de fermeture 32 présente un épaulement 39 qui limite une section de guidage 41 du corps de fermeture 32. L'épaulement 39 est placé à l'intérieur d'un élément d'actionnement conformé en tête thermique 42 et est associé à une surface frontale 43 qui se raccorde à une section de boîtier 46 qui guide la section de guidage 41 du corps de fermeture 32. L'épaulement 39 est placé au moins à faible distance dans une position de fermeture du corps de fermeture 32. Cette section de boîtier 46 de la tête thermique 42 présente simultanément, sur sa circonférence extérieure, une section de fixation 47 par l'intermédiaire de laquelle la tête thermique 42 est positionnée par rapport au boîtier, par exemple par un vissage.

La chambre de régulation 28 est rendue hermétique par un élément d'étanchéité 48 qui est prévu entre le boîtier 26 et la section 46 de boîtier de la tête thermique 42. La section de guidage 41 du corps de fermeture 32 est de configuration cylindrique. En variante, il peut également être prévu que des zones de guidage soient prévues par sections. En plus, une immobilisation en rotation peut être présente, afin d'obtenir un mouvement exclusivement axial du corps de fermeture 32.

La section 41 de guidage est limitée en direction de la chambre de régulation par un élément annulaire 51 qui peut présenter des propriétés d'étanchéité et/ou de guidage. Cet élément 51 est conformé en joint torique et placé dans une rainure 52. Cet élément 51 sert au moins à éviter des dépôts de saletés sur la section de guidage 41. Il peut être prévu en plus qu'une rainure ou cannelure soit présente sur la section de guidage 41 et/ou dans la section 46 de boîtier, qui sert de ventilation forcée.

Entre la section de guidage 41 et la surface frontale 33 du corps de fermeture 32 est prévue une section de réception 54 qui est conformée pour recevoir un élément de régula- tion 56. Cet élément de régulation 56 est prévu sous forme de ressort de régulation ou ressort d'ouverture et permet le mouvement d'ouverture du corps de fermeture 32 en direction de la tête thermique 42. L'élément de régulation 56 peut comprendre en plus des plaques de réglage, comme des rondelles ou des éléments d'écartement annulaires, afin de modifier la force d'ouverture du ressort de régulation. Par ajout de plaques de réglage, on augmente la force d'ouverture du ressort de régulation, et inversement.

La tête thermique 42 comprend une membrane 58 qui ferme un espace 59 qui est rem-pli d'un fluide 61. Ce remplissage s'effectue par exemple par l'intermédiaire du tube de remplissage 62 ou d'autres techniques de remplissage, un ajustement précis de la température d'ouverture ou de la force d'ouverture du corps de fermeture pouvant être obtenu.

Une surface frontale 44 du corps de fermeture 32 s'étend au moins sur un tiers de la surface de la membrane, de préférence sur une part aussi grande que possible de la surface de la membrane, afin d'obtenir des transmissions optimales de la force. La surface frontale 44 s'appuie sur la membrane 58. La membrane 58 est composée d'un matériau métallique.

La membrane 58 peut être munie avantageusement d'une couche isolante thermique sur sa face orientée vers le corps de fermeture 32, de telle sorte que la température d'ouverture et ainsi l'instant d'ouverture de la vanne ne sont pas influencés par le fluide chauffant présent dans la chambre de régulation 28.

La tête thermique 42 est entourée par le fluide 14 à chauffer. Dès qu'on passe au-dessous d'une température prédéterminée du fluide 14, le fluide gazeux 61 contenu dans l'espace 59 se refroidit. Il se produit alors une réduction de volume, si bien que la membrane est mobile de manière souple en direction de l'espace 59. L'élément de régulation 56 soutient le mouvement d'ouverture du corps de fermeture 32, qui est libéré par la membrave 58, de telle sorte que, par l'intermédiaire de la conduite d'alimentation 18, le fluide chauffant traverse le passage 29. Quand le fluide 14 présente la température souhaitée ou réglée, il se produit, du fait du chauffage du fluide 61 qui passe de l'état liquide à un état au moins partiellement et de préférence entièrement gazeux, donc de sa dilatation de volume qui en résulte, un mouvement du corps de fermeture 32 en direction du passage 29.

Le passage 29 se ferme. En raison de la présence du fluide gazeux 61 dans l'espace 59, qui se trouve sous forme évaporée et exerce une force de fermeture résiduelle faible, il ne se produit pas de nouvelle augmentation de la force de fermeture en comparaison avec les éléments de dilatation à la cire. Lors de l'augmentation de la température d'évaporation, il ne se produit à l'état gazeux pratiquement plus aucune augmentation de la pression. On obtient ainsi un fonctionnement durable et sûr.

Le boîtier 26 présente par exemple des renfoncements 64, 66 qui sont prévus pour recevoir les éléments de raccordement, afin de fixer la conduite d'alimentation 18 et la conduite d'évacuation 19 sur le boîtier 26. Ces éléments de raccordement permettent que les extrémités des conduites d'alimentation et d'évacuation 18, 19, positionnées dans une ouverture d'entrée 68 et une ouverture de sortie 69, permettent sans filetage un contact et un logement hermétique au fluide. On dispose ainsi d'une possibilité de raccordement bon marché. En variante, par exemple quand le boîtier 26 est conformé en pièce injectée, il peut être prévu que des inserts ou des éléments de raccordement soient intégrés dans le boîtier 26.

Le mode de réalisation représenté sur la figure 2 est ce qu'on appelle une version d'angle, c'est-à-dire que le canal d'alimentation 27 est placé perpendiculairement au canal d'évacuation 31. D'autres relations entre les canaux d'alimentation et d'évacuation 27, 31 peuvent être choisies en fonction de la situation de montage. De même, les canaux d'alimentation et d'évacuation peuvent être interchangés en termes de fonction.

Sur la figure 3 est représenté un mode de réalisation alternatif de la figure 2. Ce mode de réalisation diffère du mode de réalisation de la figure 2 par le fait que les canaux d'alimentation et d'évacuation 27, 31 sont placés parallèles entre eux. En fonction de la situation de montage, l'une ou l'autre version pourra s'avérer avantageuse.

Sur la figure 4 est représenté un mode de réalisation alternatif de la figure 3. Dans ce mode de réalisation, l'élément de régulation 56 est prévu dans une chambre 71 du canal d'alimentation 27. L'élément de régulation 56 se met en prise sur la surface frontale 33 du corps de fermeture 32 et est positionné dans une rainure annulaire 72. La section de récep- tion 54 est ainsi déplacée dans la surface frontale 33 du corps de fermeture 32. Le corps de fermeture 32 positionné dans la chambre de régulation 28 présente une circonférence extérieure qui n'est que légèrement plus petite que le diamètre de la chambre de régulation 28, si bien que seule une faible quantité de fluide chauffant est prévue dans la chambre de régulation 28.

Dans la configuration du boîtier 26 comme corps chauffant composé par exemple d'un matériau à bonne conductibilité thermique, il peut également être prévu que le corps de fermeture 32 soit de faible volume dans une zone entre la surface de fermeture 36 et la section de guidage 41, de façon que la chambre de régulation 28 présente un grand volume de réception pour le fluide chauffant, afin de pouvoir délivrer de la chaleur sur une période prolongée.

Sur la figure 5 est représenté un autre mode de réalisation alternatif des figures 2 et 3. Dans ce mode de réalisation, le corps de fermeture 32 présente une surface frontale 33 qui comprend une élévation annulaire 35 qui s'appuie contre l'épaulement 34 afin de former un siège 37 de vanne. L'élévation annulaire 35 est de section semi-circulaire, en forme de V ou de tabouret et présente de préférence un arrondi comme surface de fermeture 36, de telle sorte qu'il se forme une petite surface d'étanchéité. Cette configuration présente l'avantage que l'on peut obtenir une étanchéité améliorée, car cette surface de fermeture 36 avec l'élévation annulaire 35 est moins sensible aux saletés. Par exemple, la surface de fermeture conformée en arrondi 36 présente un rayon de 0,1 mm à 10 mm. Les flancs qui lui font suite peuvent être disposés en V et définir par exemple un angle de 30 à 160 .

Du fait de la configuration alternative, au lieu d'une surface de fermeture 34 s'appuyant à plat contre l'épaulement 34, l'arrondi produit une sorte de surface de fermeture 36 rectiligne ou légèrement bidimensionnelle.

Le siège de vanne représenté sur la figure 5 peut également être représenté en symétrie miroir, de telle sorte que l'élévation 35 est placée sur l'épaulement 34 du boîtier 26 et que la surface frontale 33 est par exemple réalisée plane. Comme autres modes de réalisation alternatifs d'un tel siège 37de vanne, il est prévu que l'élévation 35 ne soit pas annulaire, mais présente d'autres géométries qui peuvent être adaptées à la géométrie du passage 29.

L'élévation 35 peut comprendre une surface frontale plane, une surface courbe, une sur- face en demi ou quart de rond, ou encore une surfaceprésentant un rayon. La surface op- posée du siège 37 de vanne peut être réalisée de manière identique et présenter une géométrie différente. Il est avantageux d'avoir au moins un appui linéaire et/ou légèrement bidimensionnel. De plus, la surface de fermeture 36 et l'épaulement 34 peuvent être conformés de telle manière qu'une fonction de centrage soit assurée par les surfaces mutuellement voisines du siège 37 de vanne. La géométrie de la surface de fermeture 36 et de l'épaulement 34 est envisageable suivant les exemples ci-dessus ou selon d'autres profils linéaires quelconques adaptés les uns aux autres.

L'élévation 35, qui est prévue sur la surface de fermeture 36 et/ou l'épaulement 34, peut être prévue d'un seul tenant sur le corps de fermeture 32 et le boîtier 26 ou être formée par exemple d'une pièce séparée et être reliés au corps de fermeture 32 et/ou au boîtier 26 par adhérence et/ou venue de matière et/ou engagement positif. Par exemple, on peut prévoir un assemblage collé ou pressé d'inserts qui présentent l'élévation 35. Pour la réalisation du siège de vanne, d'autres matériaux peuvent alors être employés que pour le corps de fermeture 32 et le boîtier 36, qui remplissent de préférence les exigences d'une longue durée de vie.

Le dispositif 11 représenté sur la figure 6 constitue un mode de réalisation alternatif aux modes de réalisation précédents et n'est réalisé en version parallèle qu'à titre d'exem- pie. Le corps de fermeture 32 présente sur sa surface frontale une surface de fermeture 36 qui est conformée en arrondi. Cet arrondi peut être un segment de cercle ou comprendre une forme elliptique ou une courbure non constante. Un épaulement 34 du siège 37 de vanne présente une géométrie complémentaire de celle de la surface de fermeture 36. Un tel arrondi de la surface de fermeture 34 peut être convexe ou concave, la surface de fer- meture opposée 36 étant adaptée. Cette configuration présente l'avantage que le corps de fermeture 32 repose après la fermeture dans une position de fermeture immobilisée et sépare le passage entre le canal d'introduction 27 et le canal d'évacuation 31. Dans le même temps, une telle configuration permet un auto-centrage du corps de fermeture 32 dans le siège 37 de vanne. D'après une configuration alternative, il peut être prévu qu'une surface de fermeture soit arrondie et que la surface de fermeture opposée soit conique ou cunéiforme. En outre et en variante, il peut être prévu qu'une surface de fermeture présente une section arrondie et une section conique ou cunéiforme et s'appuie contre un épaule-ment opposé qui présente au moins une section de surface pour assurer un placement hermétique et centré.

Ce mode de réalisation alternatif présente en outre l'avantage qu'avec un corps de fermeture 32 raccourci, on obtient une construction compacte et un dispositif 11 peu encombrant. Dans ce mode de réalisation, l'élément d'étanchéité 51 et la rainure 52 associée ne sont pas prévus. Une réduction des pièces devient possible, ce qui autorise une construction peu coûteuse et un montage rapide du dispositif 11. Ce mode de réalisation corn- prend seulement un boîtier 26, un corps de fermeture 32 placé clans la tête thermique 42, un élément à ressort 56 et un élément d'étanchéité 48.

Cet agencement raccourci présente de plus l'avantage que, du fait de tolérances étroites entre la section de fixation 47 et la section de guidage 41 du corps de fermeture 32, il se produit une séparation thermique. Une caractéristique d'ouverture appropriée peut ainsi être obtenue, sans qu'on ait une ouverture et une fermeture nerveuses de la vanne.

Du fait des tolérances étroites, une séparation thermique vis-à-vis de la tête thermique 42 et du fluide gazeux 61 prévu dans celle-ci peut avoir lieu. La tête thermique 42 ou bien le fluide gazeux 61 peut ainsi être commandé exclusivement par la température ambiante. Le fluide 61 prévu de préférence dans l'espace 59 de la tête thermique 42 change d'état d'agrégation entre liquide et gazeux. Du fait de l'introduction du fluide 61 sous une pression prédéterminée dans l'espace 59, on peut obtenir une caractéristique d'ouverture adaptée aux conditions ambiantes.

Sur la figure 7 est représenté un mode de réalisation alternatif de la figure 6. Dans ce mode de réalisation, l'épaulement 34 est arrondi de manière concave et le corps de fermeture 32 s'appuie avec une surface de fermeture 36 cunéiforme ou conique contre l'épaule-ment 34. L'agencement de la surface de fermeture cunéiforme ou conique 36 peut égale-ment se faire sur l'épaulement 34, le corps de fermeture 36 présentant à son extrémité anté- rieure l'arrondi concave qui s'appuie contre l'épaulement cunéiforme ou conique.

D'après une autre configuration alternative, il est prévu que l'épaulement 34 et la sur-face de fermeture 36 soient tous deux concaves, si bien qu'on a une sorte de contact et d'étanchéité linéaire dans le siège de vanne.

Ce dispositif selon la présente invention, ainsi que les autres dispositifs 11 représentés sur les figures 1 à 7, présentent l'avantage de travailler sans énergie. Seule la différence de température dans la zone environnante détermine l'instant d'ouverture et de fermeture du corps de fermeture 32. Ces plages peuvent être réglées et adaptées à volonté en fonction de la nature du fluide et de la pression dans l'espace 59. Une adaptation du ressort de rappel 56 par la force de ressort choisie peut également être avantageuse.

Sur la figure 8 est représentée une construction schématique par analogie avec la figure 1. À la différence de la figure 1, le boîtier 26 est représenté en tant que corps chauffant et présente par exemple une section tubulaire oblongue 76 qui comprend le canal d'alimentation 27. On obtient ainsi un effet analogue à celui du serpentin chauffant 22. La configuration de ce boîtier autorise un agencement de l'élément de régulation 56 aussi bien suivant les modes de régulation des figures 2 et 3 que de la figure 4. Le mode de réalisation de la figure 4 peut être modifié pour que le canal d'alimentation 27 se trouve dans le prolongement de la chambre 71.

Les caractéristiques décrites pour les divers exemples de configuration sont importantes séparément pour l'invention et peuvent également être combinées à volonté.

Claims (26)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'ouverture et de fermeture d'un passage (29) prévu dans un boîtier (26), qui présente un canal d'alimentation (27) conduisant au passage (29) et un canal d'évacuation (31) placé après le passage (29), avec un corps de fermeture (32) qui ouvre et ferme le passage (29) et détermine le débit d'un fluide chauffant qui est prévu pour chauffer un fluide (14) dont le dispositif (11) est entouré au moins partiellement, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) est commandé par un élément d'actionnement qui comprend une tête thermique (42) avec un espace (59) rempli d'un fluide gazeux (61), qui est fermé par une membrane (58).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) est prévu dans la direction d'écoulement du fluide chauffant dans une chambre de régulation (28) placée après le passage (29) et d'où part le canal d'évacuation (31).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps de fermeture 15 (32) présente une section de guidage (41) qui est logée dans une section (46) de boîtier de la tête thermique (41).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) est guidé à l'aplomb de la membrane (58).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) présente une surface frontale (44) orientée vers la membrane (58), dont la taille représente au moins un tiers de la surface de la membrane.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) présente un épaulement (39) limitant la section de guidage (41) et qui saisit par l'arrière la section (46) de boîtier recevant la section de guidage (41).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) présente un élément annulaire (51) dans une zone située entre le canal d'évacuation (31) et la section (46) de boîtier de la tête thermique (42) présentant la section de guidage (41).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément annulaire (51) 30 est conformé en capteur de saletés, qui est placé dans une rainure (52).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section (46) de boîtier de la tête thermique (42) est positionné sur le boîtier (26) en direction de la chambre de régulation (28) avec interposition d'au moins un élément d'étanchéité (48) .

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) présente une surface de fermeture (36) orientée vers le passage (29), qui s'appuie contre l'épaulement (34) et forme un siège (37) de vanne sur le canal d'alimentation (27).

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11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la surface de fermeture (36) et le siège (37) de vanne sont réalisés en gradin, coniques ou sous forme de vanne à boisseau sphérique.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) est réalisé d'un seul tenant et présente une section de guidage (41) et un épaulement (39) délimitant celle-ci, ainsi que, à l'opposé, une surface de fermeture (36) orientée vers le passage (29).

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) présente, entre la section de guidage (41) et la surface de fermeture (36), une section de réception (54) qui reçoit un élément de régulation (56).

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) présente sur une surface frontale (33) orientée vers le passage (29) une section de réception (54), de préférence une rainure annulaire (72), qui est prévue pour recevoir un élément de régulation (56) qui est placé dans une chambre (71) du canal d'alimentation (27).

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que l'élément de régulation (56) est conformé en ressort de régulation ou ressort d'ouverture, et comprend de préférence au moins une plaque de réglage.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins la membrane (58), le fluide gazeux (61) ou l'élément de régulation (56) est adapté à la température de chauffage du fluide (14) entourant la tête thermique (42).

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de fermeture (32) est composé d'un matériau à faible conductibilité thermique, en particulier en céramique, matière plastique ou composite à base de matière plus- tique.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (26) est composé d'un matériau à faible conductibilité thermique, en céramique, en matière plastique sous forme de pièce injectée ou en composite à base de matière plastique.

19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que des éléments de raccordement pour le montage des conduites d'arrivée et de départ (18, 19) du fluide chauffant sont rapportées par injection sur le boîtier (26).

20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le boîtier (26) est fabriqué dans un matériau conduisant la chaleur et est conformé en corps 35 chauffant.

21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la surface de fermeture (36) ou l'épaulement (34) présente une élévation (35) pour former un siège (37) de vanne, qui s'appuie à l'opposé contre un épaulement (34) ou une surface de fermeture (36).

22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'élévation (35) est de forme annulaire.

23. Dispositif selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que l'épaulement (34) ou la surface de fermeture (36) opposé(e) à l'élévation (35) est conformé(e) en surface d'appui plane, en surface d'appui au moins partiellement congruente à l'élévation (35) ou en surface d'appui identique ou similaire au moins par sections à l'élévation (35).

24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 21 à 23, caractérisé en ce que l'élévation (35) présente une section en V et ses flancs latéraux sont disposés selon un angle de 30 à 160 .

25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 20 à 24, caractérisé en ce qu'une section orientée sur l'élévation (35) vers la surface de fermeture (36) ou l'épaulement (34) présente un arrondi d'un rayon de 0,1 mm à 10 mm, une surface courbe, une surface en demi-cercle ou quart de cercle, ou une surface plane.

26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'épaulement (34) ou la surface de fermeture (36) du corps de fermeture (32) présente un arrondi qui s'appuie dans une position de fermeture contre une surface d'appui (32) ou épaulement (34) de forme complémentaire ou contre une surface d'appui (32) ou épaule-ment (34) cunéiforme ou conique.