FR3139736A1 - Système de projection d’un liquide de nettoyage avec des moyens de purge de la vanne - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de projection d’un liquide de nettoyage (20) comprenant notamment des moyens de purges du corps (3) de vanne, les moyens de purge étant configurés pour permettre une entrée d’air au sein du système (20). Figure pour l’abrégé : Figure 4A
Description
L’invention concerne le domaine des systèmes de projection de liquide de nettoyage des véhicules automobiles et en particulier les vannes utilisées dans ces systèmes.
On connaît déjà dans l'état de la technique, des véhicules automobiles tous pourvus d’un système de projection de liquide de nettoyage pour maintenir le pare-brise du véhicule propre et permettre une vision optimale du conducteur vers l’extérieur. D’autres dispositifs optiques, tels que des capteurs, peuvent également nécessiter de tels systèmes de projection.
Ces systèmes comprennent généralement un réservoir de liquide de nettoyage, une pompe et au moins une vanne configurée pour autoriser ou bloquer le passage du liquide de nettoyage vers les différents embouts de projection (également appelés « gicleurs » ou « buses »).
L’un des problèmes des vannes hydrauliques placées dans le circuit hydraulique des systèmes de projection est le risque de dysfonctionnement de ces dernières, lié à leur givrage. De plus, en cas de températures très basses, le liquide de nettoyage présent dans la vanne peut geler, ce qui peut alors conduire à une détérioration de la vanne du fait de la dilatation de l’eau lorsqu’elle gèle, provoquant une panne du système de projection de liquide de nettoyage.
Afin d’éviter une telle détérioration des vannes en cas de gel ou de givre, il est connu de tenter de purger la vanne après l’utilisation du système. Néanmoins, les systèmes de projection de liquide de nettoyage comprennent généralement un ou plusieurs clapets anti-retours, disposés soit entre la vanne hydraulique et l’embout de projection, soit directement au sein de l’embout de projection. Un tel clapet antiretour garantit qu’aucun fluide ne puisse pénétrer dans le système, notamment la pluie ou de l’eau d’un lave-auto. Le clapet permet également d’empêcher la fuite du liquide de nettoyage en dehors des phases de nettoyage ; sans clapet anti-retour, une fois la pompe éteinte, il pourrait y avoir quelques gouttes qui s’échappent de la buse et viendraient obstruer un capteur associé à la buse. Or, la présence de ce clapet antiretour rend délicates les opérations de purge des vannes puisque celles-ci nécessitent une entrée d’air (ou de gaz) au sein du système, selon un sens de déplacement fluidique opposé au sens d’injection du liquide de nettoyage à travers la vanne en direction de l’embout de projection, et ce, afin de pouvoir extraire le liquide de nettoyage du corps de la vanne sans risquer d’endommager cette dernière.
Il convient donc de trouver une solution pour des systèmes de projection de liquide de nettoyage des véhicules automobiles permettant des opérations de purges des vannes qui soient à la fois efficaces et répétables dans le temps et qui protègent ces vannes contre des dommages causés par les opérations de purge.
L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients précités en proposant un système qui permettent d’assurer des opérations de purge des vannes efficaces et répétables dans le temps, permettant de les prémunir des risques de détériorations liées à des températures très basses du liquide de nettoyage, et qui n’implique pas de modifications importantes par rapport aux systèmes connus. Une telle solution est donc particulièrement avantageuse car elle permet de solutionner les problèmes précités tout en étant implémentable rapidement sans modification profonde des systèmes existants.
A cet effet l’invention a pour objet un système de projection d’un liquide de nettoyage comprenant :
- un réservoir de liquide de nettoyage,
- une pompe,
- au moins un embout de projection de liquide de nettoyage,
- un clapet antiretour configuré pour interdire tout entrée de fluide au sein du système en provenance de l’embout de projection de liquide et
- au moins une vanne comprenant un corps de vanne destiné à recevoir le liquide de nettoyage et de le sélectivement conduire entre la pompe (24) et l’au moins un embout de projection.
Selon l’invention le système de projection d’un liquide de nettoyage comprend des moyens de purge du corps de vanne, les moyens de purge étant configurés pour permettre une entrée de gaz au sein du système.
Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du système, prises seules ou en combinaison :
- la vanne est une première vanne, les moyens de purge comprenant une seconde vanne comprenant un orifice relié fluidiquement à un orifice de la première vanne et un deuxième orifice autorisant l’entrée du gaz dans la seconde vanne ;
- le deuxième orifice de la seconde vanne est relié fluidiquement à l’air ambiant extérieur ;
- la première vanne et la seconde vanne sont disposées de manière à autoriser un retour gravitaire du liquide de nettoyage à la pompe et au réservoir de liquide ;
- la pompe comprend un moteur du type réversible, la pompe étant configurée pour alimenter le corps de vanne en liquide de nettoyage, selon un premier sens de rotation du moteur, et pour aspirer le liquide de nettoyage depuis le corps de vanne, selon un deuxième sens de rotation du moteur ;
- la vanne est une vanne comprenant trois orifices, le système comprenant un deuxième clapet antiretour disposé sur l’un des orifices, ledit deuxième clapet antiretour étant configuré pour bloquer le passage de fluide lorsque le moteur de la pompe fonctionne selon le premier sens de rotation et pour laisser passer de l’air lorsque le moteur de la pompe fonctionne selon le deuxième sens de rotation ;
- le deuxième clapet antiretour comprend une membrane déformable, la membrane étant configurée pour se déformer sous l’action d’une dépression engendrée par la pompe lorsque le moteur de la pompe fonctionne selon le deuxième sens de rotation ;
- le deuxième clapet antiretour comprend un cylindre déformable, le cylindre étant configuré pour se déformer sous l’action d’une dépression engendrée par la pompe lorsque le moteur de la pompe fonctionne selon le deuxième sens de rotation ;
- la vanne est une vanne électromagnétique comprenant également une bobine configurée pour induire le déplacement du plongeur de la position de fermeture à la position d’ouverture et inversement.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres modes de réalisations.
La représente un système de projection de liquide de nettoyage 20 comprenant un réservoir de liquide 22, une pompe 24, un embout de projection 26 du liquide de nettoyage configurés par exemple pour pulvériser un liquide de nettoyage sur le pare-brise ou sur des éléments optiques d’un véhicule automobile. Le système de projection 20 comprend également une vanne 1 pour contrôler la distribution du liquide de nettoyage vers l’embout de projection 26. La vanne 1 est reliée au réservoir 22 par une durite d’approvisionnement 28 et l’embout de projection 26 est relié à la vanne 1 par une durite de distribution 30. Un clapet antiretour (non représenté) est présent dans l’embout de projection 26 ou est situé entre ce dernier et la vanne 1. Le système de projection 20 selon l’invention comprend également des moyens de purge (non représenté sur la ) du corps de vanne 3, les moyens de purge étant configurés pour permettre une entrée d’air au sein du système 20.
En outre, le système de projection 20 peut également comprendre plusieurs vannes alimentant plusieurs embouts de projection, permettant ainsi d’alimenter en liquide de nettoyage plusieurs destinations du véhicule dans lequel le système 20 est implémenté.
La vanne 1 est par exemple une vanne électromagnétique comprenant une bobine 13 dont l’alimentation permet de contrôler le déplacement d’un plongeur 7 comme celle décrite dans la suite de la description. Cependant, l’invention ne se limite pas à des vannes électromagnétiques et peut aussi être appliquée à d’autres types de vannes.
La représente une vue en coupe de la vanne électromagnétique 1 montrant les éléments internes de la vanne électromagnétique 1. La vanne électromagnétique 1 comprend un corps de vanne 3 renfermant une cavité hydraulique 5 dans laquelle est positionné un plongeur 7. Le corps de vanne 3 comprend une première partie 3a comprenant une bobine 13 disposée autour d’une première portion 5a de la cavité hydraulique 5 et une deuxième partie 3b dans laquelle sont ménagés un premier orifice 9 correspondant à un orifice d’entrée du fluide et un deuxième orifice 11 correspondant à un orifice de sortie du fluide et renfermant une deuxième portion 5b de la cavité hydraulique 5.
Le premier orifice 9 est configuré pour être raccordé à une durite d’approvisionnement 28 du fluide, par exemple un liquide de nettoyage ou de lavage. La durite d’approvisionnement 28 est par exemple reliée à un réservoir 22 de liquide de nettoyage via une pompe d’alimentation 24 permettant l’approvisionnement du liquide de nettoyage comme sur la .
Le deuxième orifice 11 est configuré pour être raccordé à un embout de projection 26 via une durite de distribution 30.
La vanne électromagnétique 1 comprend également un canal hydraulique 15 reliant le premier orifice 9 et le deuxième orifice 11, ledit canal hydraulique 15 étant en relation fluidique avec la cavité hydraulique 5 dans laquelle est disposé le plongeur 7 (le canal hydraulique 15 est donc confondu localement avec la deuxième portion 5b de la cavité hydraulique 5). Le canal hydraulique 15 est configuré pour être prolongé de part et d’autre de la vanne électromagnétique 1, notamment via les durites 28, 30, de manière à transmettre le liquide de nettoyage depuis le réservoir 22 jusqu’à un embout de projection 26.
Le plongeur 7 est configuré pour se déplacer entre une position d’ouverture (non représentée) dans laquelle il laisse passer le liquide de nettoyage entre la durite d’approvisionnement 28 et la durite de distribution 30 et une position de fermeture (représentée sur la ) dans laquelle il bloque le passage du liquide de nettoyage entre la durite d’approvisionnement 28 et la durite de distribution 30.
Le plongeur 7 comprend une première portion 7a, correspondant à une extrémité souple dans le cas présent, par exemple une extrémité en élastomère ou en caoutchouc pour permettre une bonne étanchéité en position de fermeture, la première portion 7a venant en contact avec une paroi du corps de vanne 3 en position de fermeture pour bloquer le passage du liquide de nettoyage à travers le canal hydraulique 15, c’est-à-dire entre le premier orifice 9 et le deuxième orifice 11. Le déplacement du plongeur 7 de la position de fermeture à la position d’ouverture est réalisé via l’alimentation de la bobine 13 (par exemple au-dessus d’un seuil de tension prédéterminé). Un élément de contrainte élastique 17, par exemple un ressort hélicoïdal, peut être disposé entre le corps de vanne 3 (ou un élément fixe par rapport au corps de vanne 3) et le plongeur 7 et configuré pour contraindre le plongeur 7 en position de fermeture en l’absence d’alimentation de la bobine 13 (ou en cas d’alimentation inférieure au seuil de tension prédéterminé).
Selon un premier mode de réalisation de l’invention ( ), les moyens de purge comprennent une seconde vanne 50 comprenant elle-même un premier orifice relié fluidiquement à un orifice de la première vanne 1 et un deuxième orifice 51 autorisant l’entrée du gaz dans la seconde vanne 50. Avantageusement, cette seconde vanne 50 est également une vanne électromagnétique dont le piston peut être piloté à distance de sorte à permettre l’entrée de gaz au sein du système 20 lorsque l’opération de purge de la première vanne 1 est requise. Plus précisément, le deuxième orifice 51 de la seconde vanne 50 est relié à l’air ambiant extérieur, ce qui présente l’avantage de permettre une entrée d’air au sein du système de projection de liquide 20 qui soit simple à mettre en œuvre. Afin de permettre une purge de la première vanne 1 qui soit encore plus simple à mettre en œuvre, de sorte que les systèmes actuels ne nécessitent pas d’être modifiés de manière importante, la première vanne 1 et la seconde vanne 50 sont disposées de manière à autoriser un retour gravitaire du liquide de nettoyage à la pompe 24 et au réservoir de liquide 22. En d’autres termes, l’ensemble formé de la première vanne 1 et de la seconde vanne 50 est situé en hauteur, au sein du véhicule dans lequel le système 20 est installé, par rapport à la pompe 24 et au réservoir 22, ce qui permet au liquide de nettoyage stocké dans le corps de vanne 3 de la première vanne 1 d’être déplacé sous l’effet de la gravité et remplacé par l’air pénétrant au sein du système 20, via la seconde vanne 50.
Selon un second mode de réalisation du système de l’invention, la pompe 24 comprend un moteur du type réversible (non représenté) et est configurée pour alimenter le corps de vanne 3 en liquide de nettoyage, selon un premier sens de rotation du moteur, et pour aspirer le liquide de nettoyage depuis le corps de vanne 3, selon un deuxième sens de rotation du moteur. Ainsi, il est possible d’engendrer un déplacement du liquide de nettoyage selon un sens opposé au sens d’injection lorsque l’opération de purge du corps de la vanne 3 est nécessaire, sans modification importante du système 20. La pompe 24 est donc une pompe généralement qualifiée de pompe réversible et fait partie des moyens de purge de ce second mode de réalisation. Les moyens de purge comprennent, en outre, un élément permettant l’entrée d’air au sein du système 20, afin que le fonctionnement du moteur selon le second sens de rotation (le sens de rotation permettant l’opération de purge) ne créé pas une dépression au sein du système 20 trop importante, risquant d’endommager ses différents composants. Selon une première variante de ce mode de réalisation, cet élément permettant l’entrée d’air est une seconde vanne 50, similaire à celle décrite dans le cadre du premier mode de réalisation ( ), en relation fluidique, d’une part, avec la première vanne 1 et, d’autre part, avec l’air extérieur ambiant. Cette configuration présente l’avantage, à l’inverse du premier mode de réalisation précédemment décrit, de ne pas nécessité une disposition de l’ensemble première vanne 1 – seconde vanne 50 qui permette un retour gravitaire du liquide de nettoyage à la pompe et au réservoir de liquide puisque ce retour est engendré par la pompe 24 elle-même. Ainsi, le système de projection de liquide 20 selon ce mode de réalisation est plus compact et donc plus facile à implémenter au sein du véhicule.
Selon une deuxième variante de ce second mode de réalisation, l’élément permettant l’entrée d’air au sein du système 20 est un deuxième clapet antiretour 60, disposé sur l’un des orifices de la vanne et configuré pour bloquer le passage de fluide lorsque le moteur de la pompe 24 fonctionne selon le premier sens de rotation et pour laisser passer de l’air lorsque le moteur de la pompe 24 fonctionne selon le deuxième sens de rotation. La vanne 1 comprend donc un troisième orifice 12 relié à une source de gaz, par exemple l’air extérieur ambiant, sur lequel est disposé ledit clapet antiretour 60. Le second clapet antiretour 60 peut comprendre un cylindre déformable 61 agencé autour d’une entrée de gaz formée par le corps 63 du clapet 60. Ainsi, lorsque le moteur de la pompe 24 fonctionne selon le premier sens de rotation, du liquide de nettoyage s’engouffre au sein du clapet 60 et exerce une pression contre le cylindre déformable 61 interdisant de fait le passage de l’air via l’entrée dudit clapet 60 ( ). A l’inverse, lorsque le moteur de la pompe 24 fonctionne selon le second sens de rotation, une dépression est réalisée au sein du système 20, ce qui a pour effet d’évacuer d’une part le liquide de nettoyage présent au sein du deuxième clapet antiretour 60 et, d’autre part, d’entrainer la déformation du cylindre 61. Dès lors, l’air ambiant pénètre dans le système 20, créant ainsi un équilibre de pressions entre la pression interne au système 20 et la pression ambiante extérieure, ce qui permet la réalisation de l’opération de purge du corps 3 de vanne sans endommager les composants du système 20 ( ). Alternativement, le second clapet antiretour 60 peut comprendre une membrane déformable 62 butant contre l’entrée de gaz formée par le corps 63 du clapet 60. Ainsi, lorsque le moteur de la pompe 24 fonctionne selon le premier sens de rotation, du liquide de nettoyage s’engouffre au sein du clapet 60 et exerce une pression contre la membrane déformable 62, interdisant de fait le passage de l’air via l’entrée dudit clapet 60 ( ). A l’inverse, lorsque le moteur de la pompe 24 fonctionne selon le second sens de rotation, une dépression est réalisée au sein du système 20, ce qui a pour effet d’évacuer d’une part le liquide de nettoyage présent au sein du deuxième clapet antiretour 60 et, d’autre part, d’entrainer la déformation de la membrane 62. Dès lors, l’air ambiant pénètre dans le système 20, créant un équilibre de pressions entre la pression interne au système 20 et la pression ambiante extérieure, ce qui permet la réalisation de l’opération de purge du corps 3 de vanne sans endommager les composants du système 20 ( ).
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. A titre d’exemple, l’invention couvre également un mode de réalisation selon lequel les moyens de purge comprennent à la fois une seconde vanne 50 et un deuxième clapet antiretour 60, ce dernier étant positionné sur l’orifice de la seconde vanne 50 relié à l’air ambiant extérieur.
Claims (9)
- Système de projection d’un liquide de nettoyage (20) comprenant :
- un réservoir (22) de liquide de nettoyage,
- une pompe (24),
- au moins un embout de projection (26) de liquide de nettoyage,
- un clapet antiretour configuré pour interdire tout entrée de fluide au sein du système (20) en provenance de l’embout de projection (26) de liquide et
- au moins une vanne (1) comprenant un corps de vanne (3) destiné à recevoir le liquide de nettoyage et de le sélectivement conduire entre la pompe (24) à l’au moins un embout de projection (26),
le système de projection (20) d’un liquide de nettoyage étant caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de purge du corps de vanne (3), les moyens de purge étant configurés pour permettre une entrée de gaz au sein du système (20). - Système (20) selon la revendication 1, dans lequel la vanne (1) est une première vanne (1), les moyens de purges comprenant une seconde vanne (50) comprenant un premier orifice relié fluidiquement à un orifice de la première vanne et un deuxième orifice (51) autorisant l’entrée du gaz dans la seconde vanne (50).
- Système (20) selon la revendication 2, dans lequel le deuxième orifice (51) de la seconde vanne (50) est relié fluidiquement à l’air ambiant extérieur.
- Système (20) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la première vanne (1) et la seconde vanne (50) sont disposées de manière à autoriser un retour gravitaire du liquide de nettoyage à la pompe (24) et au réservoir (22) de liquide.
- Système (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pompe (24) comprend un moteur du type réversible, la pompe (24) étant configurée pour alimenter le corps de vanne (3) en liquide de nettoyage, selon un premier sens de rotation du moteur, et pour aspirer le liquide de nettoyage depuis le corps de vanne (3), selon un deuxième sens de rotation du moteur.
- Système (20) selon la revendication précédente, dans lequel la vanne (1) est une vanne comprenant trois orifices, le système (20) comprenant un deuxième clapet antiretour (60) disposé sur l’un des orifices, ledit deuxième clapet antiretour (60) étant configuré pour bloquer le passage de fluide lorsque le moteur de la pompe (24) fonctionne selon le premier sens de rotation et pour laisser passer de l’air lorsque le moteur de la pompe (24) fonctionne selon le deuxième sens de rotation.
- Système (20) selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième clapet antiretour (60) comprend une membrane déformable (62), la membrane (62) étant configurée pour se déformer sous l’action d’une dépression engendrée par la pompe (24) lorsque le moteur de la pompe (24) fonctionne selon le deuxième sens de rotation.
- Système (20) selon la revendication 6, dans lequel le deuxième clapet antiretour (60) comprend un cylindre déformable (61), le cylindre (61) étant configuré pour se déformer sous l’action d’une dépression engendrée par la pompe (24) lorsque le moteur de la pompe (24) fonctionne selon le deuxième sens de rotation.
- Système (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vanne (1) est une vanne électromagnétique comprenant également une bobine configurée pour induire le déplacement du plongeur (7) de la position de fermeture à la position d’ouverture et inversement.
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