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WO2021123021A1 - Dispositif de commande de l'écoulement d'un fluide - Google Patents

Dispositif de commande de l'écoulement d'un fluide Download PDF

Info

Publication number
WO2021123021A1
WO2021123021A1 PCT/EP2020/086823 EP2020086823W WO2021123021A1 WO 2021123021 A1 WO2021123021 A1 WO 2021123021A1 EP 2020086823 W EP2020086823 W EP 2020086823W WO 2021123021 A1 WO2021123021 A1 WO 2021123021A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
chamber
casing
fluid
axis
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/086823
Other languages
English (en)
Inventor
Laurie Cécile Marie LOUBOUTIN
Original Assignee
Vernet
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vernet filed Critical Vernet
Priority to US17/787,657 priority Critical patent/US11927973B2/en
Priority to DE112020006222.8T priority patent/DE112020006222T5/de
Priority to GB2208917.1A priority patent/GB2606648B/en
Priority to CN202080092940.1A priority patent/CN115023680B/zh
Publication of WO2021123021A1 publication Critical patent/WO2021123021A1/fr

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/02—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature
    • G05D23/021—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste
    • G05D23/022—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste the sensing element being placed within a regulating fluid flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/04—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves
    • F16K11/044—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves with movable valve members positioned between valve seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/002—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by temperature variation

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling the flow of a fluid.
  • the invention relates to the field of valves and is more specifically concerned with valves for liquid, controlling the flow of this liquid as a function of the temperature of the latter.
  • the invention finds particular, but not exclusive, application to the sanitary field, in relating to the control of the flow of hot water in a sanitary installation.
  • FR 2 774 740 discloses a thermostatic cartridge incorporating an anti-scalding safety device thanks to an overtravel system.
  • this cartridge comprises in particular a thermostatic element, including a thermosensitive body, and a drawer. which is fixedly linked to the thermosensitive body. Thanks to this thermostatic cartridge, the hot water flow is opened / closed at a given temperature, that is to say without the closing being operated at a temperature higher than that at which the opening is operated
  • the hot water circuit of a sanitary installation always contain, near a drawing point such as a tap or a shower, hot water, that is to say water the temperature of which remains above a predetermined temperature of for example 32 ° C.
  • a drawing point such as a tap or a shower
  • hot water that is to say water the temperature of which remains above a predetermined temperature of for example 32 ° C.
  • flow control devices are installed near the draw-off point, being supplied with water from the water heater, and are designed so that if the temperature of the water supplying these control devices is high enough, they direct this water to the draw-off point, while, if the temperature of the water supplying these control devices is lower than the aforementioned predetermined temperature, they return this water to the water heater, via the cold water circuit of the sanitary installation.
  • the hot water circuit is in overpressure compared to the cold water circuit.
  • These control devices are designed so that the recirculation, to the water heater, of the water supplying the control device is initiated as soon as the temperature of this water drops below the aforementioned predetermined temperature, then so that this recirculation is maintained as long as the temperature of the water supplying the control device has not risen above a second predetermined temperature, higher than the aforementioned first predetermined temperature.
  • the start of a recirculation is only controlled when the hot water at the level of the controller has cooled by at least the difference between the aforementioned first and second predetermined temperatures. This allows the water in the hot water circuit to be recirculated less frequently than if the opening of the control device was controlled by the same water temperature as its closing.
  • control devices available on the market, include either electric valves, controlled by ad hoc electronics which are informed by a temperature sensor sensitized by hot water, or bimetallic shutters which are in contact with water. hot and which deform under the effect of variations in the temperature of the hot water.
  • These control devices are complex and, therefore, relatively expensive. They are also difficult, if not impossible, for the user to adjust.
  • the object of the present invention is to provide a novel flow control device which, while offering at least the same performance as known control devices, is less expensive and more practical.
  • the invention relates to a device for controlling the flow of a fluid, as defined in claim 1.
  • One of the ideas at the basis of the invention is to use, to control the flow of the fluid, a slide driven by a thermomechanical drive member, that is to say directly using the heat of this fluid to move the drawer, which avoids having to supply the device of the invention with electricity or other energy.
  • the invention provides to provide hysteresis, by integrating ad hoc hysteretic arrangements into this device. In practice, these hysteretic arrangements can present multiple embodiments, as detailed below.
  • thermostatic cartridges such as that disclosed in FR 2 774 740 mentioned above and which are normally designed to deliver a mixed fluid by mixing a hot fluid and a cold fluid, but which, in the invention, integrate the aforementioned hysteretic arrangements and which are used in a roundabout manner, as explained below.
  • these hysteretic arrangements can advantageously be adjustable so that the user can modify the value of the aforementioned first and second temperatures.
  • the hysteretic arrangements are advantageously provided so that the difference between the first and second temperatures is at least 4 ° C.
  • the control device according to the invention is thus efficient and reliable, while being inexpensive to manufacture and simple to use.
  • Figure 1 is a longitudinal section of a first embodiment of a control device
  • FIGS. 2 to 6 are views similar to FIG. 1, respectively illustrating successive operating states of the control device of FIG. 1;
  • Figure 7 is a view similar to Figure 1, showing, on a larger scale, a variant of part of the device of Figure 1;
  • Figure 8 is a view similar to Figure 1, illustrating a second embodiment of a control device.
  • FIG. 9 is a view similar to FIG. 1, illustrating the control device of FIG. 8 in an operating state different from that illustrated by FIG. 8.
  • FIG. 1 to 6 is shown a device 1 for controlling the flow of a fluid, in particular a liquid.
  • the device 1 is for example intended to equip a sanitary installation, in particular by being installed in a water network.
  • the device 1 comprises, as the main external component, a hollow casing 10.
  • This envelope 10 has an overall tubular shape, extending lengthwise along and around an axis XX.
  • the internal volume of the casing 10 forms a chamber 11, which, in the example considered on the figures, is centered on the axis XX and extends, along this axis, between opposite axial ends of the casing 10.
  • top and lower denote a direction directed, along the axis XX, towards one of the longitudinal ends of the casing 10, namely the end directed towards the upper part of FIGS. 6, while the terms “down” and “lower” denote a direction in the opposite direction.
  • the chamber 11 is delimited by the inner face of a tubular wall 12 of the casing 10, this tubular wall 12 being here centered on the X-X axis.
  • the casing 10 includes, at its lower end, a sleeve 13, which is fixedly secured, for example by screwing, to the rest of the casing 10, extending it downwards.
  • This sleeve 13 thus constitutes the lower end part of the tubular wall 12.
  • the rest of the casing 10 is in one piece, it being understood that, in a variant not shown, this casing can be formed. of several parts fixedly secured to each other, and this by any suitable means, in the same way that the sleeve 13 is fixedly secured to the rest of the casing 10.
  • the sleeve 13 may be provided monobloc with all or part of the rest of the casing 10.
  • the casing 10 is intended to be mounted inside a housing 2 which is shown partially and schematically only in FIG. 1.
  • This box 2 is designed to connect the device 1 to a fluid network, for example a water network in which water W circulates.
  • the housing 2 has an intake passage 3 and an evacuation passage 4, which are connected to the aforementioned water network and through which the water W circulates, through the housing 2, between the aforementioned water network and device 1.
  • this device 1 makes it possible to control the circulation of the water W, via the chamber 11 of the casing 10, from the inlet passage 3 to the discharge passage 4, by means of supplying the inlet passage 3 with water W coming from the aforementioned water network.
  • the casing 10 is mounted inside the casing 2 in a sealed manner, with the interposition of seals between the outer face of the casing 10 and the inside of the casing 2.
  • this casing defines both an inlet 14, which opens out to the outside of the chamber. 11 in the inlet passage 3, and an outlet 15, which opens out to the outside of the chamber 11 in the discharge passage 4.
  • the inlet 14 is provided at the 'lower end of the casing 10 and the water W flows therein parallel to the axis X-X.
  • the inlet 14 in particular forms a cylindrical orifice, substantially centered on the axis XX.
  • the outlet 15 is, for its part, located in the running part of the casing 10 and the water W flows there radially to the axis XX.
  • the output 15 is for example made up of one or more peripheral lights, running around the axis XX.
  • the device 1 In order to act on the flow of water W, in the chamber 11, from the inlet 14 to the outlet 15, the device 1 comprises a drawer 20 which is arranged inside the chamber 11 and which there is movable along the axis XX between two opposite extreme positions, namely a closed position, which is illustrated by Figures 1 to 4, and an open position, which is illustrated by Figures 5 and 6.
  • a closed position which is illustrated by Figures 1 to 4
  • an open position which is illustrated by Figures 5 and 6.
  • the water W admitted into the chamber 11 through the inlet 14 is thus prevented, by the drawer 20, from leaving the chamber through the outlet 15 when this drawer is in the closed position, while when the drawer 20 is in the open position, the drawer lets this water W admitted into chamber 11 to exit the latter by the fate ie 15.
  • the embodiment of the seat 16, as well as that of the part of the drawer 20, intended to cooperate by axial support with this seat 16 for the purpose of closing / opening the outlet 15, are not limiting the invention.
  • the device 1 comprises a thermomechanical drive member 30 which, here, comprises a thermostatic element 31 and a return spring 32.
  • the thermostatic element 31 includes a body 33 which, as shown schematically only in FIG. 1, contains a heat-expandable material 34.
  • the body 33 and the heat-expandable material 34 form a heat-sensitive portion 35 of the thermostatic element 31 which, in turn, the assembled state of the device 1, is disposed, at least partially, in the chamber 11 in order to be sensitized by the heat of the water W admitted into the chamber 11.
  • the thermostatic element 31 also includes a piston 36 which is mounted on the body 33 movably along the central longitudinal axis of the piston.
  • the piston 36 In assembled state of the device 1, the piston 36 extends lengthwise in a manner centered on the axis XX, being movable relative to the body 33 along the axis XX.
  • the piston 36 is connected to the casing 10 so that, in service, that is to say in a given service configuration of the device 1, the piston 36 occupies a fixed position relative to the casing. 10.
  • the piston 36 is thus connected to the casing 10 by an adjusting member 40, which will be detailed below.
  • an expansion of the heat-expandable material causes the piston 36 to be deployed with respect to the body 33 and, thereby, the movement of the body 33 downwards, in translation according to axis XX.
  • the return spring 32 is interposed axially between the casing 10 and the body 33 so that, in the aforementioned service configuration, a contraction of the heat-expandable material 34 causes the piston 36 to retract vis-à-vis the body 33 under the effect of the return spring 32, by causing the body 33 in translation along the axis XX upwardly relative to the casing 10.
  • the embodiment and the arrangement of the return spring 32 do not are not limiting of the invention.
  • the adjustment member 40 comprises a tip 41 against which the piston 36 is pressed axially upwards, under the action of the return spring. 32.
  • the end piece 41 thus controls the position of the piston 36 along the axis XX with respect to the casing 10.
  • the adjustment member 40 also comprises a nut 42, on which the end piece 41 is slidably mounted along the axis XX, and an overtravel spring 43, which is interposed axially between the end piece 41 and the nut 42
  • the overtravel spring 43 bears axially downwards against the end piece 41, in particular against a collar of the latter, while the overtravel spring 43 bears axially. upwards against the nut 42, in particular a transverse wall of the latter.
  • the overtravel spring 43 has sufficient rigidity so that, in the assembled state of the device 1, the overtravel spring axially binds the end piece 41 and the nut 42 to each other in a rigid manner as long as the axial movement of the spool 20 by the thermomechanical drive member 30 relative to the casing 10 is free.
  • the end piece 41 and the nut 42 form, under the action of the spring of overtravel 43, a rigid sub-assembly, in particular as regards the axial position of this sub-assembly relative to the casing 10.
  • the overtravel spring 43 is designed to deform under the effect of the upward displacement of the piston 36 vis-à-vis the body 33: by deformation of the overtravel spring 43, the end piece 41 then slides upwards , without modifying the axial position of the nut 42. This prevents damage to the device 1 during a significant heating of the thermostatic element 31, leading to the deployment of the piston 36 over an overtravel compared to the stroke of the spool 20 between its closed and open positions.
  • the nut 42 is mounted on the casing 10 so as, at the same time, to be movable in translation along the axis XX with respect to the casing 10 and to be linked in rotation around the 'axis XX to the casing 10.
  • the face of the nut 42, facing the inner face of the tubular wall 12 of the casing 10 is for example provided with elongated ribs which extend in parallel to the axis XX and which are received in a complementary manner in notches delimited by the inner face of the tubular wall 12.
  • the adjustment member 40 also comprises a screw 44 which is mounted screwed, around the axis XX, in the nut 42, while being blocked in translation along the axis XX relative to the casing 10, and this by any suitable means, not limiting the invention.
  • a screw 44 which is mounted screwed, around the axis XX, in the nut 42, while being blocked in translation along the axis XX relative to the casing 10, and this by any suitable means, not limiting the invention.
  • the screw 44 emerges at least partially from the casing 10, extending along the axis XX, from the inside to the outside of the casing 10.
  • the screw 44 thus includes an upper end part, which is arranged outside the casing 10 and which is intended to be connected in rotation about the axis XX to an operating lever, not shown in the figures.
  • the screw 44 can thus be driven in rotation around the X-X axis, from the outside of the casing 10, by a user requesting the aforementioned operating lever.
  • a hub 20.1 of the spool 20 is mounted on the body 33, cooperating with a running part 33.1 of this body 33, which extends along the axis XX and which forms, at its axial ends opposite, a top stop 33.2 and a bottom stop 33.3.
  • the hub 20.1 of the spool 20 is mounted so as to move freely along the axis XX on the running part 33.1 of the body 33, between the top 33.2 and bottom 33.3 stops.
  • the running part 33.1 is for example received in a central bore of the hub 20.1 in a freely sliding manner according to a sliding link or a sliding pivot link.
  • the axial spacing between the upper 33.2 and lower 33.3 stops is provided greater than the axial dimension of the hub 20.1.
  • the respective embodiments of the top stop 33.2 and of the bottom stop 33.3 are not restrictive of the invention: in the embodiment considered here, the top stop
  • a stop piece 37 such as a circlip, a nut, etc.
  • the lower stop 33.3 is formed by a shoulder 38 integrated into a stepped structure of the body 33
  • the drawer 20 and the body 11 are linked in movement along the axis XX with each other, due to the cooperation in axial support between the spool 20 and the upper 33.2 and lower 33.3 stops, while, when the water temperature W in the chamber 11 is between the temperatures T1 and T2, the slide 20 and the body 33 are decoupled from each other along the axis XX, by free relative movement in an axial clearance J which is formed between the slide and the body, the axial extent of this clearance J being equal to the difference between the axial spacing between the stops s high 33.2 and low 33.3 and the axial dimension of the hub 20.1.
  • the temperature of the water W admitted into the chamber 11 through the inlet passage 3 and the inlet 14 is greater than the temperature T1.
  • the drawer 20 is linked in movement along the axis XX with the body 33 of the thermostatic element 31, due to the axial support of the drawer against the top stop 33.2, as detailed above, while, at the same time , the piston 36 of the thermostatic element is so deployed vis-à-vis the body 33 that, on the one hand, the body 33 presses the spool 20 axially against the seat 16, this which amounts to saying that the spool is held firmly in the closed position, and, on the other hand, the piston 36 presses the end piece 41 axially against the overtravel spring 43, deforming the latter so as to accommodate the overtravel of the piston.
  • Device 1 changes from the operating state of Figure 1 to that of Figure 2 when the temperature of the water W decreases to equal the temperature T1.
  • the drawer 20 occupies, in the operating state of FIG. 2, the same axial position with respect to the casing 10, which amounts to saying that the spool 20 remains in the closed position, as well as the same position vis-à-vis the body 33 of the thermostatic element 1, which amounts to saying that the hub 20.1 of the spool 20 remains in contact with the upper stop 33.2 of the body 33.
  • the piston 33 of the thermostatic element 31 is, in the operating state of Figure 2, less deployed vis-à-vis the body 33, so that the overtravel spring 43 is no longer deformed and axially connects the end piece 41 and the nut 42 in a rigid manner, thus fixing the axial position of the piston 36 relative to the casing 10.
  • Device 1 changes from the operating state of Figure 2 to that of Figure 3 when the water temperature W continues to decrease, from temperature T 1 to a temperature between temperatures T1 and T2.
  • the piston 36 of the thermostatic element 31 retracts vis-à-vis the body 33, which induces the movement of the body 33 along the axis XX upwards, under the effect of the return spring 32.
  • the stopper 33.2 of the body 33 then moves away axially from the hub 20.1 of the spool 20, as clearly visible in FIG. 3.
  • the spool 20 remains in a fixed position along the axis XX with respect to the casing 10, due, on the one hand, to the free axial movement between the hub 20.1 of the spool 20 and the running part 33.1 of the body 33 and, on the other hand, to the absence of axial forces applied to the spool 20, in particular by the body 33.
  • friction between the outer face of the drawer 20 and the inner face of the tubular wall 12 contributes to axially immobilizing the drawer 20: in the embodiment considered in the figures, these frictions are in particular generated by a seal 21 which is interposed radially between the outer face of the drawer 20 and the fa this interior of the tubular wall 12. In all cases, as clearly visible by comparison between Figures 2 and 3, the drawer 20 remains in the closed position.
  • the device 1 passes from the operating state of FIG. 3 to that of FIG. 4 when the temperature of the water W decreases further, until it is equal to the temperature T2.
  • the piston 36 has retracted further vis-à-vis the body 33 while the latter has been moved axially upward until in axial contact the lower stop 33.3 with the hub 20.1 of the spool 20.
  • the spool 20 remains in the closed position in the operating configuration of Figure 4, for the same reasons as those described above in connection with Figure 3.
  • the piston 36 retracts further vis-à-vis the body 3.
  • Device 1 changes from the operating state of Figure 4 to that of Figure 5 when the water temperature W continues to decrease further, falling below the temperature T2.
  • the piston 36 is, in the operating configuration of FIG. 5, retracted even more vis-à-vis the body 33 and the body 33 is brought even further higher, under the effect of the return spring 32.
  • the upward axial displacement of the body 33 between the operating state of Figure 4 and the operating state of the FIG. 5 correspondingly causes the upward axial displacement of the spool 20, due to the axial support of the hub 20.1 of this spool against the lower stop 33.3 of the body 33.
  • the spool goes into the open position.
  • the water W present in chamber 11 can then exit this chamber through outlet 15 and flow into discharge passage 4.
  • the device 1 passes from the operating state of FIG. 5 to that of FIG. 6 when the temperature of the water W admitted into the chamber 11 increases, passing again above the temperature T2 until it reaches a temperature between temperatures T1 and T2.
  • the piston 36 deploys vis-à-vis the body 33, which pushes down the body 33 relative to the casing 10, compressing the return spring 32
  • the lower stop 33.3 of the body 33 moves away axially from the hub 20.1 of the spool 20, owing, on the one hand, to the downward drive of the body 33 and, on the other hand, to the maintenance in position, according to the axis XX, of the slide 20 relative to the casing 10, this holding in position resulting from the absence of axial forces applied to the slide 20, in particular by the body 33.
  • the holding in position of the slide 20 relative to the casing 10 is advantageously reinforced by the friction at the interface between the outer face of the drawer 20 and the inner face of the tubular wall 12, in particular at the level of the seal 21.
  • the drawer 20 thus remains in the open position, as clearly visible in FIG. 6.
  • the device 1 passes from the operating state of FIG. 6 to that of FIG. 1 when the temperature of the water W in the chamber 11 continues to increase, until it goes above the temperature T1. More precisely, when, from the operating state of FIG. 6, the temperature of the water W in the chamber 11 increases until it reaches the temperature T1, the piston 36 expands more vis-à-vis the body 33, by moving the body 33 downward relative to the casing 10, until the upper stop 33.2 of the body 33 is brought into axial contact with the hub 20.1 of the spool 20. When the temperature of the water W in the chamber 11 passes above the temperature T1, the downward movement of the body 33 is transmitted to the spool 20 due to the axial support of the hub 20.1 of the spool against the upper stop 33.2 of the body 33. The spool 20 then passes from the open position to the closed position. Where appropriate, if the temperature of the water W continues to increase while the spool 20 is in the closed position, the device 1 passes from the operating state of FIG. 2 to the operating state of FIG. 1.
  • the thermostatic element 31 and the return spring 32 make it possible to drive the spool 20 between the closed and open positions as a function of the temperature of the water W in the chamber 11, without however the spool passing from l. 'one to the other of these closed and open positions for the same temperature of this water W due to the arrangements of the spool 20 and of the body 33 of the thermostatic element 31, which relate to the hub 20.1 and to the running part 33.1 .
  • the device 1 can be used in a hot water circuit in order to replace the existing devices, which are described in the introductory part of this document and which allow, at a draw-off point, that the water leaving this draw-off point either "always hot", that is to say either almost instantaneously at a temperature always higher than the temperature T2.
  • the temperature T 1 and the temperature T2 can for example be respectively 40 ° C and 32 ° C.
  • the difference between the temperatures T1 and T2 is defined by the axial clearance J defined between the spool 20 and the body 33, referred to the expansion curve of the thermostatic element 31.
  • the difference between the temperatures T1 and T2 can be easily fixed during the design of the device 1, by varying the extent of the axial play J and / or the characteristics of the expansion curve of the thermostatic element 31 .
  • the value of the temperatures T1 and T2 is directly related to the position of the piston 36 along the axis XX with respect to the casing 10, in the sense that, independently of the temperature of the water W in the chamber 11, the axial position of the spool 20 relative to the seat 16 is modified by changing the axial position of the piston relative to the casing.
  • the adjustment member 40 controls the adjustment member 40 as explained above, it is understood that this adjustment member 40 allows, in the assembled state of the device 1, to adjust the value of the temperatures T1 and T2. In practice, this adjustment can be made by the user while the device 1 is in service: in this case, the user requests the upper end part of the screw 44, outside the casing 10, as explained. upper.
  • the casing 10, the spool 20, the thermomechanical drive member 30 and the adjustment member 40 are advantageously assembled by jointly forming a cartridge which, in a single piece , is able to be attached in the housing 2.
  • This aspect of the device 1 enhances its practicality.
  • this cartridge of the device 1 is structurally similar to a thermostatic mixing cartridge, which is commonly used in thermostatic valves and which makes it possible to deliver mixed water by mixing cold water and hot water supplying this cartridge.
  • the cartridge of the device 1 differs substantially from such a thermostatic mixing cartridge, by the aforementioned hysteretic arrangements, it being noted that such hysteretic arrangements are to be avoided for a thermostatic mixing cartridge since they would render the latter unusable at times. thermostatic regulation purposes.
  • the direction of circulation of the water in the cartridge of the device 1 is, in a way, reversed compared to that in a thermostatic mixing cartridge: in fact, on the one hand, the water W enters the chamber 11 of the cartridge of device 1 through what corresponds to the mixed water outlet for the thermostatic mixing cartridge and, on the other hand, the water W leaves the chamber 11 through what corresponds to the inlet d hot water for the thermostatic mixing cartridge.
  • part of the cartridge of the device 1 can advantageously be made from the components of a thermostatic mixing cartridge, thereby reducing the cost of design and manufacture.
  • the casing 10 of the device 1 is a component resulting from a thermostatic mixing cartridge, the casing 10 then necessarily includes a cold water inlet, which is of no interest for the cartridge of the device 1 and which must be permanently sealed within the device 1 for preventing water from leaking W when the drawer 20 is in the closed position, this sealing being able in particular to be achieved by the housing 2.
  • FIG. 7 is shown a variant of the device 1, which is referenced 1 ’and in which the shape of the axial clearance between the spool and the body of the thermostatic element is reversed.
  • the device 1 ' is identical to the device 1, except that, on the one hand, the body of its thermostatic element, which is referenced 33', is devoid of the running part 33.1 in favor of a outer peripheral flange 33.1 ', and its drawer, which is referenced 20', forms a housing 20.1 'in which the flange 33.1' is received.
  • the housing 20 is closed by a bottom stop 20.2" and a top stop 20.3 ".
  • the flange 33.1 ′ bears against the lower stop 20.2 ′ when the temperature of the water W in the chamber 11 is greater than the temperature T 1, while this flange bears axially against the upper stop 20.3 ′ when the temperature of this water is lower than the temperature T2.
  • the collar 33.1 'and therefore, the whole body 33' is freely movable along the axis XX relative to the drawer 20 'between stops 20.2' and 20.3 '.
  • the lower stop 20.2 ' is formed by a shoulder 21' of the hub of the spool 20 'and the upper stop 20.3' is formed by a stop piece 22 'fixedly attached to the 20 'spool hub.
  • the housing 20.1 ′ and the collar 33.1 ′ are, jointly, functionally similar to the main part 33.1 and to the hub 20.1 of the device 1, while having an inverse structure, and thus correspond to hysteretic arrangements, which are integrated into the drawer 20 'and the body 33' and which give the device 1 'the same operation as the device 1.
  • the hysteretic arrangements of the device 1, which were detailed above, and the hysteretic arrangements of the device 1 ', which have just been described, illustrate the multitude of embodiments that can be taken by mechanical link elements, which, of on the one hand, link in movement along the axis XX the slide 20 or 20 'and the body 33 or 33' to each other when the temperature of the water W in the chamber 11 is greater than the temperature T 1 and when this temperature is lower than the temperature T2, and which, on the other hand, provides an axial clearance between the spool 20 or 20 'and the body 33 or 33' which separates the spool and the body along the axis XX when the temperature of the water W in the chamber 11 is between the temperatures T 1 and T2.
  • FIGS. 8 and 9 is shown an alternative embodiment to the device 1, in the form of a device 101.
  • the device 101 makes it possible, like the device 1, to control a flow of the fluid and to be attached to the housing 2.
  • the device 101 comprises a casing 110, a slide 120, a thermomechanical drive member 130 and an adjustment member 140, which are respectively identical to the casing 10, the slide 20, the thermomechanical drive member 30 and to the adjustment member 40 of the device 1, except for the differences detailed below.
  • the drawer 120 and the body 133 of the thermostatic element 131 of the thermomechanical drive member 130 are fixedly secured to each other.
  • the drawer 120 and the body 133 of the thermostatic element 131 of the device 101 are devoid of mechanical connection elements which induce hysteresis.
  • the casing 110 is provided, on the inner face of its tubular wall 112, with a rigid relief 117 designed to interfere, along the axis XX, with a seal 121 of the drawer 120.
  • the seal 121 is carried by the exterior face of the drawer 120 and is here provided to seal the interface between this exterior face of the drawer and the interior face of the tubular wall 112 of the casing 110.
  • the relief 117 is produced in the form of a projecting tooth, which runs over all or part of the inner periphery of the tubular wall 112 and which interferes axially with the seal 121 by penetrating transversely into the latter and, thereby, by crushing the seal 121 by crushing.
  • the relief 117 may, in a variant not shown, be a hollow relief, such as a groove, which runs over all or part of the inner periphery of the transverse wall 112 and which interferes axially with the e seal 121 by allowing itself to penetrate transversely by part of the seal and, thereby, by retaining this seal by wedging.
  • the axial interference between this relief and the seal 121 of the spool 120 generates, by mechanical friction, a resistance which opposes the displacement of the spool along the axis.
  • XX in relation to the envelope.
  • the casing 110 and the drawer 120 are thus provided, by the dimensioning of the relief 117 and of the seal 121, to generate, by mechanical friction between them, a resistance such as:
  • the device 101 comprises hysteretic arrangements, which have the same purpose as those described for the device 1, but which are integrated into the casing 110 and the drawer 120 and which consist of mechanical friction elements, such as that the relief 117 and the seal 121, able to generate, by axial interference, the aforementioned resistance.
  • the difference between the temperatures T1 and T2 can advantageously be fixed.
  • the tooth formed by the relief 117 may have upper and lower slopes which are different from each other, so that the value of the resistance generated by friction is lower. in an axial direction than in the opposite axial direction.
  • the value of the temperatures T 1 and T2 it is adjustable, in service, thanks to the adjustment member 140, according to considerations similar to those set out for the adjustment member 40 of the device 1.
  • the part of the spool 120 which axially interferes with the relief 117 of the casing 110, can be formed by a flexible element distinct from the seal 121, that is to say, more generally, a flexible element which does not provide a sealing function.
  • the structure of the mechanical friction elements can be reversed, in the sense that, rather than the rigid relief of these mechanical friction elements is provided on the casing 110 and the flexible part of these mechanical friction elements is provided on the drawer 120, as in the example of Figures 8 and 9, the rigid relief can be provided on the drawer while the flexible part can be provided on the casing.
  • the seat 16 in order to reinforce the tightness of the axial support between the drawer 20, 20' or 120 and the casing 10 or 110 when the drawer is in position. closed position, the seat 16 can be made of a flexible material, such as an elastomeric coating; and or

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Abstract

Ce dispositif (1), qui offre au moins les mêmes performances que des dispositifs connus, tout en étant moins onéreux et plus pratique, comporte un tiroir (20) mobile dans une chambre (11) suivant un axe (X-X) entre une position fermée, dans laquelle le tiroir est appuyé axialement contre un siège fixe (16), et une position ouverte, dans laquelle le tiroir est écarté axialement du siège. Le dispositif comporte également un organe d'entraînement thermomécanique (30), qui est adapté pour entraîner le tiroir en fonction de la température du fluide dans la chambre et qui comporte, à la fois, un élément thermostatique (31), incluant un piston (36) fixe et un corps (33) formant une partie thermosensible (35) de l'organe d'entraînement thermomécanique, disposée dans la chambre, le piston étant monté mobile suivant l'axe sur le corps de manière que le piston se déploie vis-à-vis du corps lors d'une dilatation de la matière thermodilatable, et un ressort de rappel (32), interposé axialement entre l'enveloppe et le corps de manière à escamoter le piston vis-à-vis du corps lors d'une contraction de la matière thermodilatable. Des aménagements hystérétiques (20.1, 33.1) définissent une première température, ainsi qu'une seconde température inférieure à la première température, de façon que l'organe d'entraînement entraîne le tiroir de la position ouverte à la position fermée lorsque la température passe au-dessus de la première température et l'organe d'entraînement entraîne le tiroir de la position fermée à la position ouverte lorsque la température passe au-dessous de la seconde température. Ces aménagements hystérétiques sont intégrés au tiroir et à l'organe d'entraînement thermomécanique et comprennent des éléments de liaison mécanique (20.1, 33.1) qui sont adaptés pour lier en déplacement selon l'axe le tiroir et le corps l'un à l'autre lorsque la température du fluide dans la chambre est supérieure à la première température et lorsque la température du fluide dans la chambre est inférieure à la seconde température, et pour ménager entre le tiroir et le corps un jeu axial qui découple le tiroir et le corps selon l'axe lorsque la température du fluide dans la chambre est comprise entre la première température et la seconde température

Description

Dispositif de commande de l’écoulement d’un fluide
La présente invention concerne un dispositif de commande de l’écoulement d’un fluide.
L’invention relève du domaine des vannes et s’intéresse plus spécifiquement aux vannes pour liquide, commandant l’écoulement de ce liquide en fonction de la température de ce dernier. L’invention trouve une application particulière, mais non exclusive, au domaine sanitaire, en concernant la commande de l’écoulement d’eau chaude dans une installation sanitaire.
Dans ce domaine, FR 2 774 740 divulgue une cartouche thermostatique intégrant une sécurité anti-brûlure grâce à un système de surcourse. Pour commander, en des proportions respectives inverses, l’écoulement d’un courant d’eau chaude et l’écoulement d’un courant d’eau froide, cette cartouche comporte en particulier un élément thermostatique, incluant un corps thermosensible, et un tiroir qui est lié fixement au corps thermosensible. Grâce à cette cartouche thermostatique, l’écoulement d’eau chaude est ouvert/fermé à une température donnée, c’est-à-dire sans que la fermeture soit opérée à une température supérieure à celle où est opérée l’ouverture
Par ailleurs, pour des raisons de confort et d’économie en eau, il est connu de chercher à ce que le circuit d’eau chaude d’une installation sanitaire contienne toujours, à proximité d’un point de puisage tel qu’un robinet ou une douche, de l’eau chaude, c’est-à- dire de l’eau dont la température reste supérieure à une température prédéterminée valant par exemple 32°C. De cette façon, lorsque l’utilisateur actionne l’ouverture du point de puisage, de l’eau chaude, c’est-à-dire de l’eau dont la température est supérieure à la température prédéterminée précitée, sort quasi instantanément du point de puisage, sans que l’utilisateur n’ait à attendre que de l’eau suffisamment chaude s’écoule depuis un appareil de chauffage d’eau, tel qu’un chauffe-eau, un ballon ou une chaudière, généralement distant, jusqu’au point de puisage, et donc sans avoir à laisser perdre l’eau insuffisamment chaude qui était contenue dans le circuit d’eau entre l’appareil de chauffage d’eau et le point de puisage au moment de l’ouverture de ce dernier. A cette fin, des dispositifs de commande d’écoulement sont installés à proximité du point de puisage, en étant alimentés par l’eau provenant de l’appareil de chauffage d’eau, et sont conçus pour que, si la température de l’eau alimentant ces dispositifs de commande est suffisamment élevée, ils dirigent cette eau vers le point de puisage, tandis que, si la température de l’eau alimentant ces dispositifs de commande est inférieure à la température prédéterminée précitée, ils renvoient cette eau vers l’appareil de chauffage d’eau, via le circuit d’eau froide de l’installation sanitaire. Bien entendu, le circuit d’eau chaude est en surpression par rapport au circuit d’eau froide. Ces dispositifs de commande sont conçus pour que la recirculation, vers l’appareil de chauffage d’eau, de l’eau alimentant le dispositif de commande soit amorcée dès que la température de cette eau passe au-dessous de la température prédéterminée précitée, puis pour que cette recirculation soit maintenue tant que la température de l’eau alimentant le dispositif de commande n’est pas repassée au- dessus d’une seconde température prédéterminée, supérieure à la première température prédéterminée précitée. De cette façon, le début d’une recirculation n’est commandé que lorsque l’eau chaude au niveau du dispositif de commande s’est refroidie d’au moins la différence entre les première et seconde températures prédéterminées précitées. Cela permet que l’eau du circuit d’eau chaude soit recirculée moins fréquemment que si l’ouverture du dispositif de commande était commandée par la même température d’eau que sa fermeture.
Les dispositifs de commande correspondants, disponibles sur le marché, comprennent soit des vannes électriques, commandées par une électronique ad hoc qui est renseignée par une sonde de température sensibilisée par l’eau chaude, soit des obturateurs bilames qui sont au contact de l’eau chaude et qui se déforment sous l’effet de variations de température de l’eau chaude. Ces dispositifs de commande sont complexes et, par-là, relativement onéreux. Ils sont également difficiles, voire impossibles à régler par l’utilisateur.
Le but de la présente invention est de proposer un nouveau dispositif de commande d’écoulement qui, tout en offrant au moins les mêmes performances que les dispositifs de commande connus, soit moins onéreux et plus pratique.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de commande de l’écoulement d’un fluide, tel que défini à la revendication 1 .
Une des idées à la base de l’invention est d’utiliser, pour commander l’écoulement du fluide, un tiroir entraîné par un organe d’entraînement thermomécanique, c’est-à-dire utilisant directement la chaleur de ce fluide pour déplacer le tiroir, ce qui évite d’avoir à alimenter le dispositif de l’invention en électricité ou en une autre énergie. De plus, pour que la fermeture et l’ouverture et du dispositif soient commandées à des températures du fluide différentes l’une de l’autre, à savoir à une première température et une seconde température inférieure à la première température, l’invention prévoit d’apporter de l’hystérésis, en intégrant à ce dispositif des aménagements hystérétiques ad hoc. En pratique, ces aménagements hystérétiques peuvent présenter des formes de réalisation multiples, comme détaillé par la suite. En particulier, on notera que certaines formes de réalisation sont structurellement proches de cartouches thermostatiques, telles que celle divulguée dans FR 2 774 740 mentionné plus haut et qui sont normalement conçues pour délivrer un fluide mitigé par mélange d’un fluide chaud et d’un fluide froid, mais qui, dans l’invention, intègrent les aménagements hystérétiques précités et qui sont utilisées de manière détournée, comme expliqué par la suite. De plus, comme également expliqué plus en détail par la suite, ces aménagements hystérétiques peuvent avantageusement être réglables afin que l’utilisateur puisse modifier la valeur des première et seconde températures précitées. Dans tous les cas, les aménagements hystérétiques sont avantageusement prévus pour que la différence entre les première et seconde températures soit d’au moins 4°C. Le dispositif de commande conforme à l’invention est ainsi efficace et fiable, tout en étant peu onéreux à fabriquer et simple à utiliser.
Des caractéristiques additionnelles avantageuses du dispositif conforme à l’invention sont spécifiées aux autres revendications.
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 sur lesquels :
[Fig. 1] la figure 1 est une coupe longitudinale d’un premier mode de réalisation d’un dispositif de commande ;
[Fig. 2] à [Fig. 6] les figures 2 à 6 sont des vues similaires à la figure 1 , illustrant respectivement des états de fonctionnement successifs du dispositif de commande de la figure 1 ;
[Fig. 7] la figure 7 est une vue similaire à la figure 1 , montrant, à plus grande échelle, une variante d’une partie du dispositif de la figure 1 ;
[Fig. 8] la figure 8 est une vue similaire à la figure 1 , illustrant un second mode de réalisation d’un dispositif de commande ; et
[Fig. 9] la figure 9 est une vue similaire à la figure 1 , illustrant le dispositif de commande de la figure 8 dans un état de fonctionnement différent de celui illustré par la figure 8.
Sur les figures 1 à 6 est représenté un dispositif 1 permettant de commander l’écoulement d’un fluide, en particulier d’un liquide. Le dispositif 1 est par exemple destiné à équiper une installation sanitaire, en étant notamment installé dans un réseau d’eau.
Comme bien visible sur les figures 1 à 6, le dispositif 1 comporte, en tant que composant externe principal, une enveloppe 10 creuse. Cette enveloppe 10 présente une forme globale tubulaire, s’étendant en longueur le long et autour d’un axe X-X. Le volume interne de l’enveloppe 10 forme une chambre 11, qui, dans l’exemple considéré sur les figures, est centrée sur l’axe X-X et s’étend, suivant cet axe, entre des extrémités axiales opposées de l’enveloppe 10.
Par commodité, la suite de la description est orientée par rapport à l’enveloppe 10, dans le sens où les termes « intérieur » et « extérieur » se comprennent par rapport à la chambre 11 . De même, les termes « haut » et « supérieur » désignent une direction dirigée, selon l’axe X-X, vers l’une des extrémités longitudinales de l’enveloppe 10, à savoir l’extrémité dirigée vers la partie haute des figures 1 à 6, tandis que les termes « bas » et « inférieur » désignent une direction de sens opposé.
Ainsi, entre les extrémités haute et basse de l’enveloppe 10, la chambre 11 est délimitée par la face intérieure d’une paroi tubulaire 12 de l’enveloppe 10, cette paroi tubulaire 12 étant ici centrée sur l’axe X-X.
Dans l’exemple de réalisation considéré ici, l’enveloppe 10 inclut, à son extrémité inférieure, une douille 13, qui est solidarisée fixement, par exemple par vissage, au reste de l’enveloppe 10, en le prolongeant vers le bas. Cette douille 13 constitue ainsi la partie terminale inférieure de la paroi tubulaire 12. Par ailleurs, dans l’exemple considéré aux figures, le reste de l’enveloppe 10 est monobloc, étant entendu que, en variante non représentée, cette enveloppe peut être constituée de plusieurs parties solidarisées fixement les unes aux autres, et ce par tout moyen approprié, de la même manière que la douille 13 est solidarisée fixement au reste de l’enveloppe 10. Bien entendu, en variante non représentée, la douille 13 peut être prévue monobloc avec tout ou partie du reste de l’enveloppe 10.
A l’état assemblé du dispositif 1 , tel que montré sur les figures, l’enveloppe 10 est prévue pour être montée à l’intérieur d’un boîtier 2 qui est représenté de manière partielle et schématique uniquement sur la figure 1 . Ce boîtier 2 est conçu pour raccorder le dispositif 1 à un réseau de fluide, par exemple un réseau d’eau dans lequel de l’eau W circule. Comme représenté schématiquement sur la figure 1 , le boîtier 2 présente un passage d’admission 3 et un passage d’évacuation 4, qui sont connectés au réseau d’eau précité et par lesquels l’eau W circule, au travers du boîtier 2, entre le réseau d’eau précité et le dispositif 1 . Lorsque le dispositif 1 est rapporté dans le boîtier 2, ce dispositif 1 permet de commander la circulation de l’eau W, via la chambre 11 de l’enveloppe 10, depuis le passage d’admission 3 au passage d’évacuation 4, moyennant l’alimentation du passage d’admission 3 avec de l’eau W provenant du réseau d’eau précité. En pratique, l’enveloppe 10 est montée à l’intérieur du boîtier 2 de manière étanche, avec interposition de joints d’étanchéité entre la face extérieure de l’enveloppe 10 et l’intérieur du boîtier 2. Pour permettre à l’eau W de circuler du passage d’admission 3 au passage d’évacuation 4 via la chambre 11 de l’enveloppe 10, cette enveloppe délimite à la fois une entrée 14, qui débouche à l’extérieur de la chambre 11 dans le passage d’admission 3, et une sortie 15, qui débouche à l’extérieur de la chambre 11 dans le passage d’évacuation 4. Dans la forme de réalisation considérée sur les figures, l’entrée 14 est prévue à l’extrémité inférieure de l’enveloppe 10 et l’eau W s’y écoule de manière parallèle à l’axe X- X. L’entrée 14 forme notamment un orifice cylindrique, sensiblement centré sur l’axe X-X. La sortie 15 est, quant à elle, située dans la partie courante de l’enveloppe 10 et l’eau W s’y écoule de manière radiale à l’axe X-X. La sortie 15 est par exemple constituée d’une ou de plusieurs lumières périphériques, courant autour de l’axe X-X.
Afin d’agir sur l’écoulement de l’eau W, dans la chambre 11 , de l’entrée 14 à la sortie 15, le dispositif 1 comporte un tiroir 20 qui est agencé à l’intérieur de la chambre 11 et qui y est mobile suivant l’axe X-X entre deux positions extrêmes opposées, à savoir une position fermée, qui est illustrée par les figures 1 à 4, et une position ouverte, qui est illustrée par les figures 5 et 6. Lorsque le tiroir 20 est dans la position fermée, le tiroir 20 obture la sortie 15, en étant appuyé axialement contre un siège 16 dont est pourvue fixement l’enveloppe 10. Lorsque le tiroir 20 est en position ouverte, le tiroir ouvre la sortie 15, en étant écarté axialement du siège 16. L’eau W admise dans la chambre 11 par l’entrée 14 est ainsi empêchée, par le tiroir 20, de sortir de la chambre par la sortie 15 lorsque ce tiroir est en position fermée, tandis que lorsque le tiroir 20 est en position ouverte, le tiroir laisse cette eau W admise dans la chambre 11 sortir de cette dernière par la sortie 15. En pratique, la forme de réalisation du siège 16, ainsi que celle de la partie du tiroir 20, prévue pour coopérer par appui axial avec ce siège 16 aux fins de l’obturation/ouverture de la sortie 15, ne sont pas limitatives de l’invention.
Afin d’entraîner le tiroir 20 entre les positions fermée et ouverte, le dispositif 1 comporte un organe d’entraînement thermomécanique 30 qui, ici, comporte un élément thermostatique 31 et un ressort de rappel 32.
L’élément thermostatique 31 inclut un corps 33 qui, comme indiqué de manière schématique uniquement sur la figure 1 , contient une matière thermodilatable 34. Le corps 33 et la matière thermodilatable 34 forment une partie thermosensible 35 de l’élément thermostatique 31 qui, à l’état assemblé du dispositif 1, est disposée, au moins partiellement, dans la chambre 11 afin d’être sensibilisée par la chaleur de l’eau W admise dans la chambre 11 .
L’élément thermostatique 31 inclut également un piston 36 qui est monté sur le corps 33 de manière mobile suivant l’axe longitudinal central du piston. A l’état assemblé du dispositif 1, le piston 36 s’étend en longueur de manière centrée sur l’axe X-X, en étant déplaçable par rapport au corps 33 suivant l’axe X-X. De plus, le piston 36 est relié à l’enveloppe 10 de manière que, en service, c’est-à-dire dans une configuration de service donnée du dispositif 1, le piston 36 occupe une position fixe par rapport à l’enveloppe 10. Dans la forme de réalisation considérée sur les figures, le piston 36 est ainsi relié à l’enveloppe 10 par un organe de réglage 40, qui sera détaillé par la suite. Dans tous les cas, dans la configuration de service précitée, une dilatation de la matière thermodilatable entraîne le déploiement du piston 36 vis-à-vis du corps 33 et, par-là, le déplacement du corps 33 vers le bas, en translation selon l’axe X-X.
Le ressort de rappel 32 est interposé axialement entre l’enveloppe 10 et le corps 33 de manière que, dans la configuration de service précitée, une contraction de la matière thermodilatable 34 entraîne l’escamotage du piston 36 vis-à-vis du corps 33 sous l’effet du ressort de rappel 32, en entraînant le corps 33 en translation selon l’axe X-X vers le haut par rapport à l’enveloppe 10. En pratique, la forme de réalisation et l’agencement du ressort de rappel 32 ne sont pas limitatifs de l’invention.
Comme bien visible sur la figure 1 , l’organe de réglage 40, dont l’intérêt et la fonction apparaîtront plus loin, comporte un embout 41 contre lequel le piston 36 est appuyé axialement vers le haut, sous l’action du ressort de rappel 32. L’embout 41 commande ainsi la position du piston 36 le long de l’axe X-X par rapport à l’enveloppe 10.
L’organe de réglage 40 comporte également un écrou 42, sur lequel l’embout 41 est monté de manière coulissante suivant l’axe X-X, et un ressort de surcourse 43, qui est interposé axialement entre l’embout 41 et l’écrou 42. Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures, le ressort de surcourse 43 s’appuie axialement vers le bas contre l’embout 41, en particulier contre une collerette de ce dernier, tandis que le ressort de surcourse 43 s’appuie axialement vers le haut contre l’écrou 42, en particulier une paroi transversale de ce dernier. Le ressort de surcourse 43 présente une rigidité suffisamment grande pour que, à l’état assemblé du dispositif 1, le ressort de surcourse lie axialement l’embout 41 et l’écrou 42 l’un à l’autre de manière rigide tant que le déplacement axial du tiroir 20 par l’organe d’entraînement thermomécanique 30 par rapport à l’enveloppe 10 est libre. Autrement dit, tant que le tiroir 20 est déplaçable vers le bas sans interférer axialement avec l’enveloppe 10, en particulier sans buter axialement contre le siège 16, l’embout 41 et l’écrou 42 forment, sous l’action du ressort de surcourse 43, un sous-ensemble rigide, en particulier en ce qui concerne la position axiale de ce sous-ensemble par rapport à l’enveloppe 10. En revanche, dès lors que le déplacement du tiroir 20 vers le bas est empêché, typiquement par interférence axiale avec l’enveloppe 10 au niveau du siège 16, le ressort de surcourse 43 est prévu pour se déformer sous l’effet du déplacement, vers le haut, du piston 36 vis-à-vis du corps 33 : par déformation du ressort de surcourse 43, l’embout 41 coulisse alors vers le haut, sans modification de la position axiale de l’écrou 42. On évite ainsi une détérioration du dispositif 1 lors d’un échauffement important de l’élément thermostatique 31 , conduisant au déploiement du piston 36 sur une surcourse comparativement à la course du tiroir 20 entre ses positions fermée et ouverte.
Comme représenté sur la figure 1, l’écrou 42 est monté sur l’enveloppe 10 de manière à, à la fois, être mobile en translation suivant l’axe X-X par rapport à l’enveloppe 10 et être lié en rotation autour de l’axe X-X à l’enveloppe 10. A cet effet, la face de l’écrou 42, tournée vers la face intérieure de la paroi tubulaire 12 de l’enveloppe 10, est par exemple pourvue de nervures allongées, qui s’étendent parallèlement à l’axe X-X et qui sont reçues de manière complémentaire dans des encoches délimitées par la face intérieure de la paroi tubulaire 12.
L’organe de réglage 40 comporte également une vis 44 qui est montée vissée, autour de l’axe X-X, dans l’écrou 42, tout en étant bloqué en translation selon l’axe X-X par rapport à l’enveloppe 10, et ce par tout moyen approprié, non limitatif de l’invention. Ainsi, à l’état assemblé du dispositif 1 , lorsque la vis 44 est entraînée en rotation sur elle-même autour de l’axe X-X, la vis 44 entraîne l’écrou 42 en translation axiale, et ce vers le bas ou vers le haut selon le sens d’entraînement en rotation de la vis 44. La translation de l’écrou provoque l’entraînement translatif correspondant de l’embout 41 et, par-là, du piston 36, par rapport à l’enveloppe 10. Comme bien visible sur la figure 1 , la vis 44 émerge au moins partiellement de l’enveloppe 10, en s’étendant, suivant l’axe X-X, de l’intérieur jusqu’à l’extérieur de l’enveloppe 10. La vis 44 inclut ainsi une partie terminale supérieure, qui est agencée à l’extérieur de l’enveloppe 10 et qui est prévue pour être liée en rotation autour de l’axe X-X à une manette de manœuvre, non représentée sur les figures. La vis 44 peut ainsi être entraînée en rotation autour de l’axe X-X, depuis l’extérieur de l’enveloppe 10, par un utilisateur sollicitant la manette de manœuvre précitée.
On va maintenant décrire en détail comment le tiroir 20 et le corps 33 de l’élément thermostatique 31 sont reliés mécaniquement l’un à l’autre. Comme bien visible sur la figure 1 , un moyeu 20.1 du tiroir 20 est monté sur le corps 33, en coopérant avec une partie courante 33.1 de ce corps 33, qui s’étend suivant l’axe X-X et qui forme, à ses extrémités axiales opposées, une butée haute 33.2 et une butée basse 33.3. Le moyeu 20.1 du tiroir 20 est monté de manière librement mobile selon l’axe X-X sur la partie courante 33.1 du corps 33, entre les butées haute 33.2 et basse 33.3. La partie courante 33.1 est par exemple reçue dans un alésage central du moyeu 20.1 de manière librement coulissante selon une liaison glissière ou une liaison pivot glissant. De plus, l’écartement axial entre les butées haute 33.2 et basse 33.3 est prévu supérieur à la dimension axiale du moyeu 20.1. Les formes de réalisation respectives de la butée haute 33.2 et de la butée basse 33.3 ne sont pas limitatives de l’invention : dans l’exemple de réalisation considéré ici, la butée haute
33.2 est formée par une pièce d’arrêt 37, telle qu’un circlips, un écrou, etc., rapportée fixement sur le corps 33, tandis que la butée basse 33.3 est formée par un épaulement 38 intégré à une structure étagée du corps 33. Quelles que soient les formes de réalisation du tiroir 20 et du corps 33, leur agencement relatif est prévu pour que, à l’état assemblé du dispositif 1 , le tiroir 20 est en appui axial contre la butée haute 33.2 lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 est supérieure à une première température prédéterminée, appelée température T1 par la suite, et le tiroir 20 est en appui axial contre la butée basse
33.3 lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 est inférieure à une seconde température prédéterminée, qui est appelée température T2 par la suite et qui est inférieure à la température T 1 , typiquement de plusieurs degrés, notamment au moins 4°C. Lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 est comprise entre les températures T1 et T2, le tiroir 20 est librement déplaçable selon l’axe X-X par rapport au corps 33, entre les butées haute 33.2 et basse 33.3, autrement dit le long de la partie courante 33.1 du corps 33. En d’autres termes, lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 est soit supérieure à la température T1 , soit inférieure à la température T2, le tiroir 20 et le corps 11 sont liés en déplacement selon l’axe X-X l’un avec l’autre, du fait de la coopération en appui axial entre le tiroir 20 et les butées haute 33.2 et basse 33.3, tandis que, lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 est comprise entre les températures T1 et T2, le tiroir 20 et le corps 33 sont découplés l’un de l’autre selon l’axe X-X, par libre débattement relatif dans un jeu axial J qui est formé entre le tiroir et le corps, l’étendue axiale de ce jeu J étant égale à la différence entre l’écartement axial entre les butées haute 33.2 et basse 33.3 et la dimension axiale du moyeu 20.1 .
D’autres caractéristiques du dispositif 1 apparaîtront ci-après dans le cadre de la description du fonctionnement de ce dispositif, illustré dans différents états par les figures 1 à 6 respectivement.
Sur la figure 1 , la température de l’eau W admise dans la chambre 11 par le passage d’admission 3 et l’entrée 14 est supérieure à la température T1. Le tiroir 20 est lié en déplacement selon l’axe X-X avec le corps 33 de l’élément thermostatique 31 , du fait de l’appui axial du tiroir contre la butée haute 33.2, comme détaillé plus haut, tandis que, dans le même temps, le piston 36 de l’élément thermostatique est tellement déployé vis-à-vis du corps 33 que, d’une part, le corps 33 appuie le tiroir 20 axialement contre le siège 16, ce qui revient à dire que le tiroir est maintenu fermement en position fermée, et, d’autre part, le piston 36 appuie l’embout 41 axialement contre le ressort de surcourse 43 en déformant ce dernier de manière à accommoder la surcourse du piston.
Le dispositif 1 passe de l’état de fonctionnement de la figure 1 à celui de la figure 2 lorsque la température de l’eau W diminue jusqu’à être égale à la température T1. Comparativement à l’état de fonctionnement de la figure 1 , le tiroir 20 occupe, dans l’état de fonctionnement de la figure 2, la même position axiale vis-à-vis de l’enveloppe 10, ce qui revient à dire que le tiroir 20 reste dans la position fermée, ainsi que la même position vis-à-vis du corps 33 de l’élément thermostatique 1 , ce qui revient à dire que le moyeu 20.1 du tiroir 20 reste en contact avec la butée haute 33.2 du corps 33. En revanche, comparativement à l’état de fonctionnement de la figure 1, le piston 33 de l’élément thermostatique 31 est, dans l’état de fonctionnement de la figure 2, moins déployé vis-à-vis du corps 33, de manière que le ressort de surcourse 43 n’est plus déformé et lie axialement l’embout 41 et l’écrou 42 de manière rigide, en fixant ainsi la position axiale du piston 36 par rapport à l’enveloppe 10.
Le dispositif 1 passe de l’état de fonctionnement de la figure 2 à celui de la figure 3 lorsque la température de l’eau W continue de diminuer, en passant de la température T 1 à une température comprise entre les températures T1 et T2. Le piston 36 de l’élément thermostatique 31 s’escamote vis-à-vis du corps 33, ce qui induit le déplacement du corps 33 selon l’axe X-X vers le haut, sous l’effet du ressort de rappel 32. La butée haute 33.2 du corps 33 s’écarte alors axialement du moyeu 20.1 du tiroir 20, comme bien visible sur la figure 3. Le tiroir 20 reste, quant à lui, en position fixe le long de l’axe X-X par rapport à l’enveloppe 10, du fait, d’une part, du libre débattement axial entre le moyeu 20.1 du tiroir 20 et la partie courante 33.1 du corps 33 et, d’autre part, de l’absence d’efforts axiaux appliqués sur le tiroir 20, notamment par le corps 33. En pratique, des frottements entre la face extérieure du tiroir 20 et la face intérieure de la paroi tubulaire 12 contribuent à immobiliser axialement le tiroir 20 : dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures, ces frottements sont notamment générés par un joint d’étanchéité 21 qui est interposé radialement entre la face extérieure du tiroir 20 et la face intérieure de la paroi tubulaire 12. Dans tous les cas, comme bien visible par comparaison entre les figures 2 et 3, le tiroir 20 reste dans la position fermée.
Le dispositif 1 passe de l’état de fonctionnement de la figure 3 à celui de la figure 4 lorsque la température de l’eau W diminue encore, jusqu’à être égale à la température T2. Dans cet état de fonctionnement de la figure 4, le piston 36 s’est escamoté davantage vis- à-vis du corps 33 tandis que ce dernier a été déplacé axialement vers le haut jusqu’à mettre en contact axial la butée basse 33.3 avec le moyeu 20.1 du tiroir 20. Comparativement à l’état de fonctionnement de la figure 3, le tiroir 20 reste en position fermée dans la configuration de fonctionnement de la figure 4, pour les mêmes raisons que celles exposées ci-dessus en lien avec la figure 3. Le piston 36 s’escamote davantage vis-à-vis du corps 3.
Le dispositif 1 passe de l’état de fonctionnement de la figure 4 à celui de la figure 5 lorsque la température de l’eau W continue encore de diminuer, en passant au-dessous de la température T2. Comparativement à l’état de fonctionnement de la figure 4, le piston 36 est, dans la configuration de fonctionnement de la figure 5, encore davantage escamoté vis-à-vis du corps 33 et le corps 33 est amené encore davantage plus haut, sous l’effet du ressort de rappel 32. A la différence de l’évolution entre les figures 2 à 4, le déplacement axial vers le haut du corps 33 entre l’état de fonctionnement de la figure 4 et l’état de fonctionnement de la figure 5 entraîne de manière correspondante le déplacement axial vers le haut du tiroir 20, du fait de l’appui axial du moyeu 20.1 de ce tiroir contre la butée basse 33.3 du corps 33. Ainsi, comme bien visible sur la figure 5, le tiroir passe dans la position ouverte. L’eau W présente dans la chambre 11 peut alors sortir de cette chambre par la sortie 15 et s’écouler dans le passage d’évacuation 4.
Le dispositif 1 passe de l’état de fonctionnement de la figure 5 à celui de la figure 6 lorsque la température de l’eau W admise dans la chambre 11 augmente, en repassant au- dessus de la température T2 jusqu’à atteindre une température comprise entre les températures T1 et T2. Comparativement à l’état de fonctionnement de la figure 5, le piston 36 se déploie vis-à-vis du corps 33, ce qui repousse vers le bas le corps 33 par rapport à l’enveloppe 10, en comprimant le ressort de rappel 32. La butée basse 33.3 du corps 33 s’écarte axialement du moyeu 20.1 du tiroir 20, du fait, d’une part, de l’entraînement vers le bas du corps 33 et, d’autre part, du maintien en position, selon l’axe X-X, du tiroir 20 par rapport à l’enveloppe 10, ce maintien en position résultant de l’absence d’efforts axiaux appliqués au tiroir 20, notamment par le corps 33. Là encore, le maintien en position du tiroir 20 par rapport à l’enveloppe 10 est avantageusement renforcé par les frottements à l’interface entre la face extérieure du tiroir 20 et la face intérieure de la paroi tubulaire 12, notamment au niveau du joint d’étanchéité 21. Dans tous les cas, le tiroir 20 reste ainsi en position ouverte, comme bien visible sur la figure 6.
Le dispositif 1 passe de l’état de fonctionnement de la figure 6 à celui de la figure 1 lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 continue d’augmenter, jusqu’à passer au-dessus de la température T1. Plus précisément, lorsque, à partir de l’état de fonctionnement de la figure 6, la température de l’eau W dans la chambre 11 augmente jusqu’à atteindre la température T1 , le piston 36 se déploie davantage vis-à-vis du corps 33, en déplaçant vers le bas le corps 33 par rapport à l’enveloppe 10, jusqu’à amener la butée haute 33.2 du corps 33 en contact axial avec le moyeu 20.1 du tiroir 20. Lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 passe au-dessus de la température T1 , le déplacement vers le bas du corps 33 est transmis au tiroir 20 en raison de l’appui axial du moyeu 20.1 du tiroir contre la butée haute 33.2 du corps 33. Le tiroir 20 passe alors de la position ouverte à la position fermée. Le cas échéant, si la température de l’eau W continue à augmenter alors que le tiroir 20 est en position fermée, le dispositif 1 passe de l’état de fonctionnement de la figure 2 à l’état de fonctionnement de la figure 1.
Ainsi, l’élément thermostatique 31 et le ressort de rappel 32 permettent d’entraîner le tiroir 20 entre les positions fermée et ouvert en fonction de la température de l’eau W dans la chambre 11, sans toutefois que le tiroir ne passe de l’une à l’autre de ces positions fermée et ouverte pour une même température de cette eau W en raison des aménagements du tiroir 20 et du corps 33 de l’élément thermostatique 31, qui ont trait au moyeu 20.1 et à la partie courante 33.1 . Ces aménagements relatifs au moyeu 20.1 du tiroir 20 et à la partie courante 33.1 du corps 33 correspondent ainsi à des aménagements hystérétiques, qui, tout en étant intégrés au tiroir 20 et au corps 33, apportent de l’hystérésis au fonctionnement du dispositif 1 , dans le sens où, d’une part, le tiroir 20 est entraîné par l’organe d’entraînement thermomécanique 30 pour passer de la position ouverte à la position fermée lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 augmente jusqu’à passer au-dessus de la température T 1 et, d’autre part, le tiroir 20 est entraîné par l’organe d’entraînement thermomécanique 30 pour passer de la positon fermée à la position ouverte lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 diminue jusqu’à passer au-dessous de la température T2. Dès lors, le dispositif 1 peut être utilisé dans un circuit d’eau chaude afin de remplacer les dispositifs existants, qui sont décrits dans la partie introductive du présent document et qui permettent, au niveau d’un point de puisage, que l’eau sortant de ce point de puisage soit « toujours chaude », c’est-à-dire soit quasi instantanément à une température toujours supérieure à la température T2. Dans ce contexte, la température T 1 et la température T2 peuvent par exemple valoir respectivement 40°C et 32°C.
En tenant des explications qui précèdent, on comprend que l’écart entre les températures T1 et T2 est défini par le jeu axial J défini entre le tiroir 20 et le corps 33, rapporté à la courbe de dilatation de l’élément thermostatique 31. Par conséquent, l’écart entre les températures T1 et T2 peut être facilement fixé lors de la conception du dispositif 1, en jouant sur l’étendue du jeu axial J et/ou sur les caractéristiques de la courbe de dilatation de l’élément thermostatique 31. Par ailleurs, la valeur des températures T1 et T2 est directement liée à la position du piston 36 le long de l’axe X-X par rapport à l’enveloppe 10, dans le sens où, indépendamment de la température de l’eau W dans la chambre 11, la position axiale du tiroir 20 par rapport au siège 16 est modifiée en changeant la position axiale du piston par rapport à l’enveloppe. Dans la mesure où la position axiale du piston 36 le long de l’axe X- X par rapport à l’enveloppe 10 est commandée par l’organe de réglage 40 comme expliqué plus haut, on comprend que cet organe de réglage 40 permet, à l’état assemblé du dispositif 1 , de régler la valeur des températures T1 et T2. En pratique, ce réglage peut être opéré par l’utilisateur alors que le dispositif 1 est en service : dans ce cas, l’utilisateur sollicite la partie terminale supérieure de la vis 44, à l’extérieur de l’enveloppe 10, comme expliqué plus haut.
Dans le prolongement des considérations qui précèdent, on notera que l’enveloppe 10, le tiroir 20, l’organe d’entraînement thermomécanique 30 et l’organe de réglage 40 sont avantageusement assemblés en formant conjointement une cartouche qui, d’un seul tenant, est à même d’être rapportée dans le boîtier 2. Cet aspect du dispositif 1 en renforce la praticité. De plus, cette cartouche du dispositif 1 s’apparente structurellement à une cartouche thermostatique de mélange, qui est couramment employée dans les robinets thermostatiques et qui permet de délivrer une eau mitigée par mélange d’eau froide et d’eau chaude alimentant cette cartouche. Toutefois, la cartouche du dispositif 1 se différencie substantiellement d’une telle cartouche thermostatique de mélange, par les aménagements hystérétiques précités, étant remarqué que de tels aménagements hystérétiques sont à proscrire pour une cartouche thermostatique de mélange puisqu’ils rendraient cette dernière inutilisable à des fins de régulation thermostatique. De plus, le sens de circulation de l’eau dans la cartouche du dispositif 1 est, en quelque sorte, inversé par rapport à celui dans une cartouche thermostatique de mélange : en effet, d’une part, l’eau W entre dans la chambre 11 de la cartouche du dispositif 1 par ce qui correspond à la sortie d’eau mitigée pour la cartouche thermostatique de mélange et, d’autre part, l’eau W sort de la chambre 11 par ce qui correspond à l’entrée d’eau chaude pour la cartouche thermostatique de mélange. Quoi qu’il en soit, une partie de la cartouche du dispositif 1 peut avantageusement être fabriquée à partir des composants d’une cartouche thermostatique de mélange, ce qui permet d’en réduire le coût de conception et de fabrication. D’ailleurs, on notera que si l’enveloppe 10 du dispositif 1 est un composant issu d’une cartouche thermostatique de mélange, l’enveloppe 10 inclut alors nécessairement une entrée d’eau froide, qui n’a pas d’intérêt pour la cartouche du dispositif 1 et qui est à obturer en permanence au sein du dispositif 1 pour éviter une fuite de l’eau W lorsque le tiroir 20 est en position fermée, cette obturation pouvant notamment être réalisée par le boîtier 2.
Sur la figure 7 est représentée une variante du dispositif 1 , qui est référencée 1’ et dans laquelle la forme du jeu axial entre le tiroir et le corps de l’élément thermostatique est inversée. Plus précisément, le dispositif 1 ’ est identique au dispositif 1 , si ce n’est que, d’une part, le corps de son élément thermostatique, qui est référencé 33’, est dépourvu de la partie courante 33.1 au profit d’une collerette périphérique extérieure 33.1’, et son tiroir, qui est référencé 20’, forme un logement 20.1’ dans lequel la collerette 33.1’ est reçue. A ses extrémités axiales opposées, le logement 20’ est fermé par une butée basse 20.2’ et une butée haute 20.3’. La collerette 33.1’ vient en appui contre la butée basse 20.2’ lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 est supérieure à la température T 1 , tandis que cette collerette vient en appui axial contre la butée haute 20.3’ lorsque la température de cette eau est inférieure à la température T2. Lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 est comprise entre les températures T 1 et T2, la collerette 33.1’ et, par-là, tout le corps 33’ est librement mobile selon l’axe X-X par rapport au tiroir 20’ entre les butées 20.2’ et 20.3’. Dans l’exemple de réalisation considéré sur la figure 7, la butée basse 20.2’ est formée par un épaulement 21’ du moyeu du tiroir 20’ et la butée haute 20.3’ est formée par une pièce d’arrêt 22’ rapportée fixement sur le moyeu du tiroir 20’.
Dans tous les cas, le logement 20.1’ et la collerette 33.1’ sont, conjointement, similaires fonctionnellement à la partie courante 33.1 et au moyeu 20.1 du dispositif 1 , tout en ayant une structure inverse, et correspondent ainsi à des aménagements hystérétiques, qui sont intégrés au tiroir 20’ et au corps 33’ et qui confèrent au dispositif 1’ le même fonctionnement que le dispositif 1 .
Les aménagements hystérétiques du dispositif 1 , qui ont été détaillés plus haut, et les aménagements hystérétiques du dispositif 1’, qui viennent d’être décrits, illustrent la multitude des formes de réalisation que peuvent prendre des éléments de liaison mécanique, qui, d’une part, lient en déplacement selon l’axe X-X le tiroir 20 ou 20’ et le corps 33 ou 33’ l’un à l’autre lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 est supérieure à la température T 1 et lorsque cette température est inférieure à la température T2, et qui, d’autre part, ménage entre le tiroir 20 ou 20’ et le corps 33 ou 33’ un jeu axial qui découple le tiroir et le corps selon l’axe X-X lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 est comprise entre les températures T 1 et T2.
Sur les figures 8 et 9 est représenté un mode de réalisation alternatif au dispositif 1 , sous forme d’un dispositif 101. Le dispositif 101 permet, comme le dispositif 1 , de commander un écoulement du fluide et d’être rapporté dans le boîtier 2 pour commander la circulation de l’eau W, au travers du dispositif 101, depuis le passage d’admission 3 au passage d’évacuation 4.
Le dispositif 101 comporte une enveloppe 110, un tiroir 120, un organe d’entraînement thermomécanique 130 et un organe de réglage 140, qui sont respectivement identiques à l’enveloppe 10, au tiroir 20, à l’organe d’entraînement thermomécanique 30 et à l’organe de réglage 40 du dispositif 1 , hormis pour les différences détaillées ci-après.
D’une part, le tiroir 120 et le corps 133 de l’élément thermostatique 131 de l’organe d’entraînement thermomécanique 130 sont solidarisés fixement l’un à l’autre. Autrement dit, à la différence du dispositif 1 , le tiroir 120 et le corps 133 de l’élément thermostatique 131 du dispositif 101 sont dépourvus d’éléments de liaison mécanique qui induisent de l’hystérésis.
D’autre part, l’enveloppe 110 est pourvue, sur la face intérieure de sa paroi tubulaire 112, d’un relief rigide 117 conçu pour interférer, selon l’axe X-X, avec un joint 121 du tiroir 120. Le joint 121 est porté par la face extérieure du tiroir 120 et est ici prévu pour étancher l’interface entre cette face extérieure du tiroir et la face intérieure de la paroi tubulaire 112 de l’enveloppe 110. Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures 8 et 9, le relief 117 est réalisé sous forme d’une dent saillante, qui court sur tout ou partie de la périphérie intérieure de la paroi tubulaire 112 et qui interfère axialement avec le joint 121 en pénétrant transversalement dans ce dernier et, par-là, en déformant par écrasement le joint 121. Plutôt que d’être un relief saillant, le relief 117 peut, en variante non représentée, être un relief en creux, tel qu’une gorge, qui court sur tout ou partie de la périphérie intérieure de la paroi transversale 112 et qui interfère axialement avec le joint 121 en se laissant pénétrer transversalement par une partie du joint et, par-là, en retenant ce joint par coincement. Quelle que soit la forme de réalisation du relief 117 de l’enveloppe 110, l’interférence axiale entre ce relief et le joint 121 du tiroir 120 génère, par frottement mécanique, une résistance qui s’oppose au déplacement du tiroir selon l’axe X-X par rapport à l’enveloppe. A l’état assemblé du dispositif 101, l’enveloppe 110 et le tiroir 120 sont ainsi prévus, de par le dimensionnement du relief 117 et du joint 121 , pour générer, par frottement mécanique entre eux, une résistance telle que :
- lorsque la température de l’eau W dans la chambre 111 de l’enveloppe 110 est comprise entre les températures T 1 et T2, la résistance précitée s’oppose à ce que l’organe d’entraînement thermomécanique 130 déplace le tiroir 120 selon l’axe X-X par rapport à l’enveloppe 110, - lorsque la température de l’eau W dans la chambre 111 passe au-dessus de la température T1 , la résistance précitée est surmontée par l’effort appliqué au tiroir 120 par l’organe d’entraînement thermomécanique 130 pour entraîner le tiroir vers sa position fermée, illustrée à la figure 8, et
- lorsque la température de l’eau W dans la chambre 11 passe au-dessous de la température T2, la résistance précitée est surmontée par l’effort qui est appliqué au tiroir 120 par l’organe d’entraînement thermomécanique 130 pour entraîner le tiroir vers sa position ouverte, illustrée à la figure 9.
Ainsi, on comprend que le dispositif 101 comprend des aménagements hystérétiques, qui ont la même finalité que ceux décrits pour le dispositif 1 , mais qui sont intégrés à l’enveloppe 110 et au tiroir 120 et qui consistent en des éléments de frottement mécanique, tels que le relief 117 et le joint 121 , à même de générer, par interférence axiale, la résistance précitée.
En pratique, en jouant sur la forme et la dimension de ces éléments de frottement mécanique lors de la conception du dispositif 101 , on peut avantageusement fixer l’écart entre les températures T1 et T2. Ainsi, dans l’exemple des figures 8 et 9, la dent formée par le relief 117 peut présenter des pentes supérieure et inférieure qui sont différentes l’une de l’autre, de manière que la valeur de la résistance générée par frottement soit moindre dans un sens axial que dans le sens axial opposé.
En ce qui concerne la valeur des températures T 1 et T2, elle est réglable, en service, grâce à l’organe de réglage 140, suivant des considérations similaires à celles exposées pour l’organe de réglage 40 du dispositif 1.
A titre de variante non représentée du dispositif 101 , la partie du tiroir 120, qui interfère axialement avec le relief 117 de l’enveloppe 110, peut être formée par un élément souple distinct du joint 121 , c’est-à-dire, plus généralement, un élément souple qui n’assure pas de fonction d’étanchéité.
Par ailleurs, également à titre de variante non représentée du dispositif 101 , la structure des éléments de frottement mécanique peut être inversée, dans le sens où, plutôt que le relief rigide de ces éléments de frottement mécanique soit ménagé sur l’enveloppe 110 et la partie souple de ces éléments de frottement mécanique soit prévue sur le tiroir 120, comme dans l’exemple des figures 8 et 9, le relief rigide peut être ménagé sur le tiroir tandis que la partie souple peut être prévue sur l’enveloppe.
Dans tous les cas, les éléments de frottement mécanique qui viennent d’être décrits en lien avec les figures 8 et 9, tels que le relief 117 et le joint 121 , sont avantageusement combinables aux aménagements hystérétiques du mode de réalisation des figures 1 à 7, en y apportant ainsi une hystérésis supplémentaire.
Diverses options et variantes aux dispositifs 1 , 1’ et 101 sont par ailleurs envisageables : - afin de renforcer l’étanchéité de l’appui axial entre le tiroir 20, 20’ ou 120 et l’enveloppe 10 ou 110 lorsque le tiroir est en position fermée, le siège 16 peut être réalisé en un matériau souple, tel qu’un revêtement élastomère ; et/ou
- les différentes variantes de réalisation décrites jusqu’ici peuvent être au moins partiellement combinées entre elles pour donner de nouvelles formes de réalisation.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1 ; 1’) de commande de l’écoulement d’un fluide, comportant : - une enveloppe (10), qui définit un axe (X-X) et qui délimite une chambre (11 ) dans laquelle le fluide circule entre une entrée (14) et une sortie (15) de l’enveloppe,
- un tiroir (20 ; 20’) qui est mobile dans la chambre suivant l’axe entre :
- une position fermée, dans laquelle le tiroir est appuyé axialement contre un siège (16) fixe de l’enveloppe de manière à empêcher le fluide, admis dans la chambre par l’entrée, de sortir de la chambre par la sortie, et
- une position ouverte, dans laquelle le tiroir est écarté axialement du siège de manière à laisser le fluide, admis dans la chambre par l’entrée, sortir de la chambre par la sortie,
- un organe d’entraînement thermomécanique (30), qui est adapté pour entraîner le tiroir entre les positions fermée et ouverte en fonction de la température du fluide dans la chambre et qui comporte :
- un élément thermostatique (31 ), qui inclut à la fois un piston (36), qui est relié à l’enveloppe (10) de manière que, dans une configuration de service du dispositif (1), le piston occupe une position fixe selon l’axe (X-X) par rapport à l’enveloppe, et un corps (33 ; 33’), qui contient une matière thermodilatable (34) et qui, avec cette matière thermodilatable, forme une partie thermosensible (35) de l’organe d’entraînement thermomécanique, disposée dans la chambre, le piston étant monté mobile suivant l’axe (X-X) sur le corps de manière que le piston se déploie vis-à-vis du corps lors d’une dilatation de la matière thermodilatable, et
- un ressort de rappel (32), qui est interposé axialement entre l’enveloppe et le corps de manière à escamoter le piston vis-à-vis du corps lors d’une contraction de la matière thermodilatable, et
- des aménagements hystérétiques (20.1 , 33.1 ; 20.1’, 33.1’) qui définissent une première température, ainsi qu’une seconde température qui est inférieure à la première température, les aménagements hystérétiques étant conçus pour que :
- l’organe d’entraînement thermomécanique entraîne le tiroir de la position ouverte à la position fermée lorsque la température du fluide dans la chambre passe au-dessus de la première température, et
- l’organe d’entraînement thermomécanique entraîne le tiroir de la position fermée à la position ouverte lorsque la température du fluide dans la chambre passe au-dessous de la seconde température, et dans lequel les aménagements hystérétiques sont intégrés au tiroir et à l’organe d’entraînement thermomécanique et comprennent des éléments de liaison mécanique (20.1 , 33.1 ; 20.1’, 33.1’), qui sont adaptés pour :
- lier en déplacement selon l’axe (X-X) le tiroir et le corps l’un à l’autre lorsque la température du fluide dans la chambre est supérieure à la première température et lorsque la température du fluide dans la chambre est inférieure à la seconde température, et
- ménager entre le tiroir et le corps un jeu axial (J) qui découple le tiroir et le corps selon l’axe lorsque la température du fluide dans la chambre est comprise entre la première température et la seconde température.
2. Dispositif suivant la revendication 1 , dans lequel le dispositif (1 ; 1’) comporte en outre un organe de réglage (40), adapté pour régler la valeur des première et seconde températures en modifiant la position d’au moins une partie de l’organe d’entraînement thermomécanique (30) le long de l’axe (X-X) par rapport à l’enveloppe (10).
3. Dispositif suivant la revendication 2, dans lequel l’enveloppe (10), le tiroir (20 ; 20’), l’organe d’entraînement thermomécanique (30) et l’organe de réglage (40) forment conjointement une cartouche qui est adaptée pour être rapportée d’un seul tenant dans un boîtier (2) de raccordement à un réseau de fluide.
4. Dispositif suivant l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel l’organe de réglage (40) comprend :
- un embout (41 ), contre lequel le piston (36) est appuyé axialement sous l’action du ressort de rappel (32),
- un écrou (42), sur lequel l’embout est monté de manière coulissante suivant l’axe (X-X) et qui est monté sur l’enveloppe (10) à la fois de manière mobile en translation selon l’axe et de manière fixe en rotation autour de l’axe,
- un ressort de surcourse (43), qui est interposé axialement entre l’embout et l’écrou de manière à, d’une part, lier axialement l’embout et l’écrou de manière rigide tant que l’entraînement du tiroir (20) par le corps (33) par rapport à l’enveloppe est libre, et, d’autre part, se déformer sous l’effet du déploiement du piston vis-à-vis du corps lorsque l’entraînement du tiroir par le corps par rapport à l’enveloppe est empêché, et
- une vis (44), qui émerge au moins partiellement de l’enveloppe et qui est vissée autour de l’axe dans l’écrou, tout en étant bloquée en translation selon l’axe par rapport à l’enveloppe.
5. Dispositif suivant l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les éléments de liaison mécanique (20.1 , 33.1 ; 20.1’, 33.1’) comportent une première butée (33.2 ; 20.2’) et une seconde butée (33.3 ; 20.3’), qui sont ménagées sur un premier composant parmi le tiroir (20) et le corps (33 ; 33’), et qui sont axialement distantes l’une de l’autre, et dans lequel le second composant, parmi le tiroir et le corps, est :
- en appui axial contre la première butée lorsque la température du fluide dans la chambre (11) est supérieure à la première température,
- en appui axial contre la seconde butée lorsque la température du fluide dans la chambre est inférieure à la seconde température , et
- librement mobile selon l’axe (X-X), par rapport audit premier composant, entre les première et seconde butées lorsque la température du fluide dans la chambre est comprise entre la première température et la seconde température.
6. Dispositif suivant l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les aménagements hystérétiques sont également intégrés à l’enveloppe et comprennent en outre des éléments de frottement mécanique, qui sont adaptés pour générer, par frottement entre le tiroir et l’enveloppe, une résistance qui :
- s’oppose à ce que l’organe d’entraînement thermomécanique déplace le tiroir selon l’axe (X-X) par rapport à l’enveloppe lorsque la température du fluide dans la chambre est comprise entre la première température et la seconde température,
- est surmontée par l’effort appliqué au tiroir par l’organe d’entraînement thermomécanique pour entraîner le tiroir vers la position fermée lorsque la température du fluide dans la chambre passe au-dessus de la première température, et
- est surmontée par l’effort appliqué au tiroir par l’organe d’entraînement thermomécanique pour entraîner le tiroir vers la position ouverte lorsque la température du fluide dans la chambre passe au-dessous de la seconde température.
7. Dispositif suivant la revendication 6, dans lequel les éléments de frottement mécanique comprennent un relief rigide, qui est ménagé sur un premier composant parmi l’enveloppe et le tiroir et qui interfère axialement avec une partie souple du second composant, parmi l’enveloppe et le tiroir, pour générer ladite résistance.
8. Dispositif suivant la revendication 7, dans lequel ladite partie souple est un joint.
9. Dispositif suivant la revendication 7, dans lequel ladite partie souple est un joint d’étanchéité du tiroir.
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