FR2861453A1 - Soupape integree pour un radiateur, notamment un radiateur multi-elements - Google Patents

Abstract

Cette soupape intégré pour un radiateur comporte un boîtier (2) pourvu d'une ouverture d'arrivée (21) latérale et une ouverture d'évacuation (20), avec un siège de soupape (11) dans le boîtier (2) et un élément de soupape (12) pouvant être écarté et rapproché du siège de soupape (11), ce dernier est disposé sur un insert (6) inséré dans le boîtier (2) et comportant un canal de déviation (7) sur l'extrémité duquel est disposé le siège de soupape (11) et dont le début (22) est relié à l'ouverture d'amenée (21).Application notamment aux radiateurs en forme de tubes ou de colonnes.

Description

SOUPAPE INTEGREE POUR UN RADIATEUR, NOTAMMENT UN RADIATEUR

MULTI-ELEMENTS

L'invention concerne une soupape intégrée pour un radiateur, notamment un radiateur composite ou multiélémements comportant un boîtier, qui possède une ouverture latérale d'arrivée et une ouverture d'évacuation, et comportant un siège de soupape disposé dans le boîtier et un élément de soupape pouvant être rapproché et écarté du siège de-soupape dans le boîtier.

Une telle soupape intégrée est connue d'après DE 43 30 149 Al.

Les radiateurs multi-éléments, qui sont désignés également comme étant des radiateurs tubulaires ou à colonnes, sont formés de tronçons. Les différents tronçons sont reliés entre eux par soudage, par brasage ou d'une autre manière. Lorsque l'on équipe de tels radiateurs d'une soupape, la première colonne ou le premier élément est utilisé normalement en tant que colonne montante pour la soupape intégrée. Pour pouvoir obtenir un écoulement correct traversant la soupape, il est nécessaire de prévoir un guidage relativement complexe de l'eau. L'écoulement doit en effet atteindre l'élément de soupape en traversant le siège de soupape. Dans le cas d'un sens d'écoulement, pour lequel l'écoulement du fluide caloporteur pénètre dans le siège de soupape à partir du côté de l'élément de soupape, il existe un risque d'apparition de vibrations et par conséquent de bruits.

Dans le document DE 43 30 149 Al mentionné plus haut, le trajet d'écoulement est réalisé moyennant l'utilisation d'un boîtier relativement massif. Trois perçages sont nécessaires dans le boîtier. Un premier perçage est dirigé radialement et est relié à un perçage dirigé axialement. Ces deux perçages forment l'arrivée d'écoulement. Un perçage dirigé parallèlement au perçage axial forme la sortie d'évacuation de l'écoulement. Un tel boîtier est relativement massif. Il requiert un raccord spécial sur le radiateur ou un composant spécial de jonction.

EP 0 533 514 Al décrit une soupape intégrée similaire, dont le boîtier a un agencement également relativement complexe et est massif.

Dans DE 199 44 364 Al on décrit une autre soupape intégrée pour un radiateur multi-éléments, dans lequel l'élément de soupape est déchargé en pression. L'ouverture d'arrivée est prévue latéralement à côté de l'élément de soupape.

L'invention a pour but de réaliser un écoulement arrivant correct sans accroître la taille de construction.

Ce problème est résolu dans une soupape intégrée du type mentionné plus haut grâce au fait que le siège de soupape est disposé sur un insert, qui est inséré dans le boîtier et qui possède un canal de déviation, à l'extrémité duquel est disposé le siège de soupape et dont le début est relié à l'ouverture d'arrivée.

Avec cet agencement, on peut de façon simple modifier l'équipement de soupapes usuelles de manière à pouvoir les utiliser dans un radiateur multi-éléments en tant que soupapes intégrées. Il n'est plus nécessaire d'avoir un agencement compliqué du boîtier. Dans le boîtier il suffit de prévoir une place, dans laquelle on puisse disposer l'insert. Le guidage du fluide caloporteur est alors assumé complètement par l'insert avec son canal de déviation. L'insert peut être réalisé en une matière plastique. Cependant on peut également utiliser d'autres matériaux, par exemple du laiton forgé à chaud et usiné ou de l'acier apte à fluer à froid ou fritté. En particulier on peut fabriquer un insert en matière plastique à bon marché. En outre, dans un insert en matière plastique, on peut réaliser des guidages presque à volonté du canal de déviation sans que ceci n'augmente la dépense lors de la fabrication de l'insert en matière plastique, comme cela serait le cas avec un boîtier métallique. Grâce à l'utilisation d'un insert, il n'est pas nécessaire d'augmenter la taille de construction de la soupape. On peut par conséquent utiliser des boîtiers usuels de soupape avec des coques de raccordement normalisées et des pièces de raccordement normalisées correspondantes sur des radiateurs. Ceci maintient les coûts à un faible niveau. Par conséquent on peut sans problème remplacer des soupapes normalisées usuelles par cette soupape, par exemple en des positions où il existe un écoulement d'eau inversé, qui conduit à des problèmes de bruit. L'utilisation de l'insert permet de conserver des cotes de montage standards pour l'extérieur de la soupape.

De préférence le canal de déviation comporte au moins une section de paroi, qui est cintrée ou est inclinée par rapport à l'axe de l'ouverture d'arrivée et par rapport à l'axe de l'ouverture d'évacuation. Cette section de paroi contribue essentiellement à réaliser une déviation "en douceur" du fluide caloporteur. On peut éviter des tourbillonnements, tels qu'ils apparaîtraient dans le cas de sections de canal se rencontrant à angle droit. Par conséquent, la soupape intégrée travaille en produisant des bruits plus faibles, ce qui est nettement plus agréable pour un utilisateur.

De préférence, le canal de déviation est guidé dans un boîtier de canal, qui est entouré par une section transversale d'écoulement sortant, qui possède au moins une étendue en surface qui correspond à la surface enveloppe d'un cylindre possédant le diamètre du siège de soupape et une hauteur de 1 mm. Ceci garantit que sous l'effet du passage du fluide caloporteur par la fente présente entre le siège de soupape et l'élément de soupape jusqu'à une distance entre le siège de soupape et l'élément de soupape de 1 mm par rapport à la section de sortie d'écoulement, il ne se produit aucun étranglement. L'étranglement se produit au contraire exclusivement sous l'effet de la coopération de l'élément de soupape et du siège de soupape. Ceci fournit de meilleures caractéristiques de commande de la soupape.' Il est également avantageux que le siège de soupape soit formé par l'extrémité du canal de déviation. D'une part ceci simplifie la fabrication. Il n'est pas nécessaire d'utiliser des éléments supplémentaires lors de la fabrication d'un insert en matière plastique. D'autre part l'étanchéité est garantie de façon simple. La matière plastique de l'insert en matière plastique est un matériau relativement mou, qui peut coopérer d'une manière étanche, sans dispositions supplémentaires, avec le matériau de l'élément de soupape. Pour fermer la soupape, l'élément de soupape est appliqué simplement contre l'insert en matière plastique.

De préférence, l'insert est agencé sous la forme d'une pièce moulée. Lors du moulage par injection d'une pièce moulée en matière plastique, on dispose d'une liberté relativement grande lors de l'agencement de la forme. Le moulage par injection est un procédé de fabrication bon marché.

De préférence, le boîtier est réalisé sous forme tubulaire au moins dans la zone de l'insert, et l'insert possède la forme d'un cylindre. Ceci facilite à nouveau la fabrication. Des boîtiers de forme tubulaire sont faciles à fabriquer. Il en va de même pour des inserts de forme cylindrique, notamment des inserts en matière plastique. Lors de l'assemblage, il suffit d'insérer un insert de forme cylindrique dans une cavité de forme tubulaire.

Il est préférable que l'insert possède une section de diamètre accru, qui se raccorde à une partie étagée qui fait saillie radialement à l'intérieur, dans le boîtier. Cette différence de diamètre crée une possibilité simple de limitation du déplacement de l'insert dans le boîtier. Ceci est valable également lorsqu'on utilise, pour n'importe quelle raison, un insert qui doit pénétrer dans le boîtier plus loin que jusqu'à la partie étagée située dans ce boîtier. Il n'est pas nécessaire que l'application de l'insert contre la partie étagée s'effectue directement. Il est parfaitement admissible de disposer une garniture d'étanchéité dans la zone de cette partie étagée. Dans ce cas la force, qui apparaît lors de l'application de l'insert sur la partie étagée du boîtier, peut être utilisée simultanément pour établir l'étanchéité.

De préférence, l'insert est monté de manière à pouvoir tourner dans le boîtier. Une fois exécuté le montage, on peut modifier l'orientation du canal de déviation en direction de l'ouverture d'arrivée. Ceci facilite le montage.

Il est préférable que l'insert possède sur sa paroi périphérique une gorge, qui est reliée au canal de déviation et à l'ouverture d'arrivée dans le boîtier. Au moyen d'une rotation de l'insert dans le boîtier, on peut alors réaliser un préréglage de la soupape. Plus l'ouverture d'arrivée est éloignée de l'entrée du canal de déviation, plus la résistance de l'étranglement, créée par la gorge, pour le fluide caloporteur est élevée.

Il est préférable que la gorge possède une étendue axiale et/ou une profondeur, qui varient avec la distance par rapport au canal de déviation. C'est une disposition supplémentaire pour modifier la résistance de l'étranglement et par conséquent le préréglage de la soupape par rotation de l'insert en matière plastique dans le boîtier.

Ceci est valable notamment lorsque l'étendue 35 diminue lorsque la distance par rapport au canal de déviation augmente.

Il est également avantageux que l'insert soit retenu dans le boîtier par une partie de raccordement, qui est reliée au boîtier. Ceci facilite la fabrication. Il faut enficher l'insert uniquement jusqu'à la venue en butée contre le boîtier. Si ensuite on relie la partie de raccordement au boîtier, l'insert est bloqué dans la direction axiale dans les deux directions de déplacement. Etant donné qu'on utilise une partie de raccordement séparée, on est à même d'adapter la soupape intégrée à une multiplicité de géométries de radiateurs. Il suffit de remplacer une partie de raccordement par une autre ou d'utiliser alors, lors de la fabrication, la partie de raccordement respectivement correcte.

Il est préférable que la partie de raccordement soit reliée au boîtier par l'intermédiaire d'une partie conformée prévue sur le boîtier. Une telle conformation peut être obtenue par exemple au moyen d'un collet. Dans ce cas, l'extrémité du boîtier est repliée radialement vers l'intérieur et maintient fermement la partie de raccordement.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe d'une soupape intégrée; - la figure 2 est une coupe II-II de l'insert de la figure 1; la figure 3 représente l'insert, vu de 30 l'extérieur, dans une forme de réalisation légèrement modifiée; - la figure 4 représente la soupape intégrée dans une première situation de montage; et - la figure 5 représente la soupape intégrée dans 35 une seconde situation de montage.

La figure 1 représente une soupape intégrée 1 en coupe transversale. La soupape intégrée 1 comporte un boîtier 2 qui peut être fixé à l'aide d'un filetage extérieur 3 dans un radiateur non représenté de façon détaillée sur la figure 1. Le filetage extérieur 3 est un filetage normalisé de 1, 27 cm. Naturellement il est également possible de prévoir d'autres cotes standard, qui sont habituellement utilisées. Dans la zone du filetage extérieur 3 est prévue une garniture d'étanchéité 4, avec laquelle la soupape intégrée 1 peut être montée de façon étanche sur le radiateur.

Le boîtier 2 de la soupape intégrée 1 comporte un tronçon de forme tubulaire 5, dans lequel un insert 6 en matière plastique est inséré. L'utilisation d'autres matériaux est également possible. Comme cela peut être tiré de la figure 2, l'insert 6 est réalisé avec une forme cylindrique, le diamètre extérieur de l'insert 6 possède exactement la valeur du diamètre intérieur de la section 5 du boîtier 2.

Dans l'insert 6, qui est réalisé en une matière plastique selon le procédé de moulage par injection, est disposé un canal de déviation 7, qui (les indications de direction sont rapportées à l'orientation sur le filetage extérieur 3) réalise une déviation d'un fluide caloporteur depuis une direction radiale vers une direction axiale, comme représenté par une flèche 8.

Le canal de déviation 7 est disposé dans un boîtier 9 de canal et possède une section 10, qui est inclinée aussi bien par rapport à la direction axiale que par rapport à la direction radiale. Au niveau de cette section 10, un fluide caloporteur arrivant est dévié en douceur, c'est-à-dire qu'on obtient une circulation relativement calme du fluide caloporteur dans le canal de déviation 7 sans qu'il apparaisse des tourbillons assez importants. La section 10 peut être également cintrée, par exemple à la manière d'un coude tubulaire.

A la sortie du canal de déviation 7 est disposé un siège de soupape 11, qui est formé en principe uniquement par la face frontale du boîtier de canal 9. Le siège de soupape 11 coopère avec un élément de soupape 12, qui est fixé à une tige de soupape 13. La tige de soupape 13 est chargée par un ressort d'ouverture 14 qui prend appui dans un logement 15 fixé dans la direction axiale dans le boîtier 2. La tige 13 possède une partie saillante périphérique 16, sur laquelle prend appui l'autre extrémité du ressort d'ouverture 14. La tige 13 est actionnée par une broche d'actionnement 18 guidée à travers un manchon de presse-étoupe 17, et ce d'une manière générale par un capuchon de soupape thermostatique, non représenté de façon détaillée.

Le boîtier de canal 9 est entouré extérieurement par une section transversale d'écoulement sortant 19, dont la surface en coupe transversale est sensiblement exactement aussi grande que la surface en coupe transversale du canal de déviation 7. Une concordance au sens mathématique n'est pas nécessaire. Des écarts de 25 sont admissibles. La section transversale d'écoulement sortant 19 est reliée à une ouverture d'évacuation 20 de la soupape intégrée 1.

Dans la paroi de la section de forme tubulaire 5 est prévue une ouverture d'arrivée 21, qui comme représenté sur la figure 1, est reliée au canal de déviation 7. Sur la figure 1, on a représenté un recouvrement entre l'ouverture d'entrée 22 du canal de déviation 7 et l'ouverture d'arrivée 21. Ceci n'est pas absolument nécessaire, comme cela sera expliqué encore plus loin de façon plus détaillée en référence à la figure 3.

Comme cela a été mentionné plus haut, l'insert 6 est réalisé avec une forme cylindrique. Il comporte une partie de diamètre accru 23, qui vient s'appliquer contre une partie étangée 24, lorsque l'insert 6 est appliqué complètement dans le boîtier 2 de la soupape intégrée 1. La partie étagée 24 est formée par une partie saillante, qui fait saillie radialement vers l'intérieur, dans la section de forme tubulaire 5 du boîtier 2. L'insert 6 fait saillie assurément par une section 25 au-delà de cette partie étagée 24 et dans une zone 26, vient en prise avec le logement 15. Cette venue en prise est solidaire en rotation.. Le logement 15 est pour sa part relié solidairement en rotation à une douille d'actionnement 27, qu'on peut faire tourner en rotation au moyen d'une poignée rotative 28. Si on fait tourner la poignée rotative 28, elle fait alors tourner la douille de fixation 27. La douille de fixation 27 entraîne le logement 15 qui pour sa part fait tourner l'insert 6 dans le boîtier 2. De ce fait il est possible de dégager plus ou moins l'ouverture d'entrée 22 de l'insert 6 de son recouvrement avec l'ouverture d'arrivée 21 dans le boîtier. Il n'est pas nécessaire de maintenir absolument un recouvrement entre l'ouverture d'arrivée 21 et l'ouverture d'entrée 22 étant donné que sur la périphérie de l'insert 6 est prévue une gorge 29, dont l'étendue axiale diminue lorsque la distance par rapport à l'ouverture d'entrée 22 augmente. La gorge 29 forme alors un trajet d'écoulement depuis l'ouverture d'arrivée 21 jusqu'à l'ouverture d'entrée 22. Sous l'effet d'une rotation de l'insert 6 dans le boîtier 2, on peut par conséquent modifier une résistance d'étranglement pour le fluide caloporteur. Au moyen de cette résistance d'étranglement, il est possible de modifier le préréglage de la soupape intégrée 1.

Comme cela est visible sur la figure 1, l'insert est monté de façon étanche à l'aide de deux garnitures d'étanchéité 30, 31 dans le boîtier. Lorsque l'insert 6 est réalisé en matière plastique, les garnitures d'étanchéité peuvent être également réalisées au moyen d'un produit à 2 constituants moulés, sur lequel les garnitures d'étanchéité sont formées en même temps que l'insert 6. Comme cela est visible sur la figure 3, l'emplacement des garnitures d'étanchéité 30, 31 n'est cependant pas absolument lié aux positions représentées sur la figure 1. On peut prévoir en outre également des gorges 32, 33 pour prévoir des garnitures d'étanchéité en un autre emplacement dans la direction axiale.

Comme cela est visible sur la figure 3, une paroi de limitation de la gorge 33 forme simultanément la partie de diamètre accru 23 de sorte qu'une garniture d'étanchéité disposée dans la gorge 33 est chargée non seulement dans la direction radiale, mais également dans une direction axiale, comme cela est représenté pour la garniture d'étanchéité 31 sur la figure 1.

Une fois le montage réalisé, l'insert 6 s'applique par sa partie de diamètre accru 23 contre la partie étagée 24 dans le boîtier 2. Sur le côté opposé, l'insert 6 est retenu par une partie de raccordement 34 dans le boîtier 2.

La partie de raccordement 34 est reliée par un bordage 35 au boîtier 2, c'est-à-dire que la partie de raccordement 34 est enfichée, sur une courte course axiale, dans le tronçon de forme tubulaire 5 du boîtier 2. Ensuite l'extrémité, tournée vers la partie de raccordement 34, de la section de forme tubulaire 5 est repliée radialement vers l'intérieur et pénètre alors dans une gorge 36.

La partie de raccordement 34 assume par conséquent deux tâches. D'une part elle retient fermement l'insert 6 dans le boîtier 2. D'autre part, elle maintient la possibilité de relier différentes géométries de raccordement à la soupape intégrée 1 de sorte que la soupape intégrée 1 peut être adaptée à différents radiateurs.

La figure 4 représente la soupape intégrée 1 dans 35 un radiateur multiéléments 37. Les mêmes éléments que ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes chiffres de référence. La soupape intégrée 1 est vissée par son filetage extérieur 3 de 1,27 cm dans une partie de raccordement 38 du radiateur 37. Sur la partie de raccordement 37 est monté un adaptateur 39 qui est étanchéifié par rapport à la partie de raccordement 34 par une bague d'étanchéité 40, par exemple un joint torique. L'adaptateur 39 possède une partie saillante périphérique 41, qui s'applique, avec interposition d'une bague d'étanchéité suffisamment comprimée 42, contre une paroi de séparation 43, qui sépare l'un de l'autre deux éléments 44, 45 du radiateur multi-éléments 37. Par conséquent on peut utiliser le premier élément 44 du radiateur multi-éléments 37 sous la forme d'un tube montant et le second élément 45 (et éventuellement d'autres éléments présents) en tant que système de retour du fluide caloporteur, comme cela est indiqué par des flèches 46, 47. Grâce au choix de l'adaptateur 39 et de la profondeur de vissage de la partie de montage 1 dans le radiateur multi-éléments 37, on peut obtenir une étanchéité suffisante.

La figure 5 représente une forme de réalisation modifiée. Ici seul un autre adaptateur 48 est monté sur la partie de raccordement 34. L'adaptateur 48 comporte une plaque périphérique à ressort 49, qui fait saillie en direction de la paroi de séparation 43 et est agencée avec une forme conique. La plaque à ressort s'applique contre la paroi de séparation 43 moyennant l'interposition d'une garniture d'étanchéité 50. Lorsque la soupape intégrée 1 est vissée dans le radiateur multi-éléments 37, la plaque à ressort 49 établit une contrainte avec laquelle la garniture d'étanchéité 50 est comprimée, de sorte qu'ici également on peut obtenir une étanchéité suffisante entre les deux éléments 44, 45 du radiateur multi-éléments 37.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Soupape intégrée pour un radiateur, notamment un radiateur multiélément comportant un boîtier, qui possède une ouverture latérale d'arrivée et une ouverture d'évacuation, et comportant un siège de soupape disposé dans le boîtier et un élément de soupape pouvant être rapproché et écarté du siège de soupape dans le boîtier, caractérisée en ce que le siège de soupape (11) est disposé sur un insert (6), qui est inséré dans le boîtier (2) et qui possède un canal de déviation (7), à l'extrémité duquel est disposé le siège de soupape (11) et dont le début (22) est relié à l'ouverture d'arrivée (21).

2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que le canal de déviation (7) possède au moins une section de paroi (10), qui est cintrée ou est inclinée par rapport à l'axe de l'ouverture d'arrivée (21) et à l'axe de l'ouverture d'évacuation (20).

3. Soupape selon l'une ou l'autre des revendicàtions 1 et 2, caractérisée en ce que le canal de déviation (7) est guidé dans un boîtier (9) de canal, qui est entouré par une section transversale d'écoulement sortant (19), qui possède au moins une étendue en surface qui correspond à la surface enveloppe d'un cylindre possédant le diamètre du siège de soupape (11) et une hauteur de 1 mm.

4. Soupape selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le siège de soupape (11) est formé par l'extrémité du canal de déviation (7).

5. Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'insert (6) est agencé sous la forme d'une pièce moulée par injection.

6. Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le boîtier (2) est réalisé avec une forme tubulaire au moins dans la zone de l'insert (6) et que l'insert (6) possède la forme d'un cylindre.

7. Soupape selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'insert (6) possède une section (23) de diamètre accru, qui se raccorde à une partie étagée (24) qui fait saillie radialement vers l'intérieur dans le boîtier (2).

8. Soupape selon l'une ou l'autre des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que l'insert (6) est disposé de manière à pouvoir tourner dans le boîtier (2).

9. Soupape selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'insert (6) possède sur sa paroi périphérique une gorge (29), qui est reliée au canal de déviation (7) et à l'ouverture d'arrivée (21) dans le boîtier (2).

10. Soupape selon la revendication 9, caractérisée en ce que la gorge (29) possède une étendue axiales et/ou une profondeur, qui varient avec la distance par rapport au canal de déviation (7).

11. Soupape selon la revendication 10, caractérisée 20 en ce que l'étendue diminue lorsque la distance par rapport au canal de déviation (7) augmente.

12. Soupape selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisée en ce que l'insert est retenu dans le boîtier (2) au moyen d'une partie de raccordement (24), qui est reliée au boîtier (2).

13. Soupape selon la revendication 12, caractérisée en ce que la partie de raccordement (34) est reliée au boîtier (2) par une partie conformée (35) du boîtier (2).