FR3052528A1 - Vanne anti-retour et circuit et dispositif de refroidissement pour un vehicule comportant une telle vanne - Google Patents

Abstract

Vanne anti-retour (50), comportant un boîtier (52) fixe comprenant un conduit interne s'étendant entre une entrée de fluide (54) et une sortie de fluide (56), et un organe mobile (58) entre une première position d'obturation dudit conduit et une seconde position d'ouverture dudit conduit, ledit organe mobile étant configuré pour être déplacé de ladite première position vers ladite seconde position lorsqu'un débit de fluide supérieur à un seuil prédéterminé pénètre dans ledit conduit via ladite entrée, et pour être déplacé de ladite seconde position vers ladite première position lorsque ledit débit est inférieur audit seuil, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens (80) d'immobilisation dudit organe dans ladite seconde position.

Description

Vanne anti-retour et circuit et dispositif de refroidissement pour un véhicule comportant une telle vanne

DOMAINE TECHNIQUE L’invention concerne une vanne anti-retour, un circuit et un dispositif de refroidissement pour un véhicule comportant une telle vanne.

ETAT DE L’ART L’état de l’art comprend notamment le document FR-A1-2 913 374. Ce document décrit un circuit de refroidissement d’un véhicule automobile

De façon classique, un circuit de refroidissement d’un véhicule est un circuit fermé qui comprend différentes conduites qui s'étendent à partir du moteur et de la pompe à eau du véhicule, en définissant différentes boucles. Une boucle s'étend par exemple au voisinage de l'habitacle du véhicule afin d'assurer le chauffage de celui-ci. D’autres boucles comprennent un thermostat, un radiateur, un réservoir de dégazage, etc.

Un dispositif de refroidissement de véhicule peut comprendre un ou plusieurs circuits de refroidissement. Il peut par exemple comprendre un premier circuit de refroidissement dit haute température, à au moins 90°C par exemple, et un second circuit de refroidissement dit basse température, de l’ordre de 60-70°G par exemple. Ce second circuit peut être utilisé pour refroidir des batteries d’un véhicule électrique par exemple.

Plusieurs architectures sont possibles pour ce dispositif.

Dans un premier cas de figure, les circuits peuvent être indépendants et comprendre chacun un réservoir de dégage. Le dispositif est alors équipé de deux réservoirs de dégazage indépendants.

Dans un autre cas de figure, une partie des circuits est communalisée. Il est avantageux de communaliser le réservoir de dégazage de façon à ce que le dispositif en comporte un seul. Cela apporte un gain de place mais facilite aussi le remplissage en fluide des circuits puisque le port d’alimentation du réservoir de dégazage peut être utilisé pour alimenter les deux circuits. Toutefois, en pratique, le réservoir ne sert réellement au dégazage que du premier circuit. Le second circuit est relié par une boucle à la sortie de fluide du réservoir. Le réservoir sert de réservoir de dégazage pour le second circuit uniquement lors de son remplissage. En fonctionnement, le réservoir ne sert que de réservoir d’expansion au second circuit, en cas de montée en température du fluide contenu dans ce circuit.

Dans encore un autre cas de figure, préféré, le réservoir de dégazage est relié aux deux circuits de façon à pouvoir assurer en fonctionnement la fonction de dégazage pour chacun de ces circuits. Dans ce cas, le second circuit est relié par des boucles aux entrée et sortie de fluide du réservoir, la boucle reliée à la sortie de fluide devant être équipée d’une part d’une vanne anti-retour ou à clapet pour autoriser le remplissage du second circuit et éviter que le fluide contenu dans ce second circuit ne s’échappe dans le premier circuit, et d’autre part d’une vanne de fermeture (de l’anglais « on/off >>) qui est commandée pour se fermer lorsque la température du fluide dans le second circuit atteint un seuil prédéterminé (par exemple 60-70°C).

Cependant, la juxtaposition de deux vannes sur la boucle entraîne des problèmes notamment d’encombrement.

La présente invention propose une solution à ce problème, qui est simple, efficace et économique.

EXPOSE DE L'INVENTION L’invention propose ainsi une vanne anti-retour, en particulier pour automobile, comportant un boîtier fixe comprenant un conduit interne s’étendant entre une entrée de fluide et une sortie de fluide, et un organe mobile entre une première position d’obturation dudit conduit et une seconde position d’ouverture dudit conduit, ledit organe mobile étant configuré pour être déplacé de ladite première position vers ladite seconde position lorsqu’un débit de fluide supérieur à un seuil prédéterminé pénètre dans ledit conduit via ladite entrée, et pour être déplacé de ladite seconde position vers ladite première position lorsque ledit débit de fluide est inférieur audit seuil, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre des moyens d’immobilisation, en particulier commandés, dudit organe dans ladite seconde position. L’invention propose ainsi de combiner les fonctions des vannes antiretour et de fermeture de la technique actuelle dans une seule vanne qui a ainsi une double fonction. Elle assure d’une part la fonction anti-retour classique et est en outre configurée pour assurer une fonction de maintien de la vanne en position fermée. L’invention est ainsi avantageuse en termes de compacité et donc de gain de place.

La vanne selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - les moyens d’immobilisation sont des moyens d’immobilisation électriques ou pneumatiques ; - ledit organe mobile comprend un corps ferromagnétique, lesdits moyens d’immobilisation comprenant au moins une bobine électrique entourant au moins en partie ledit corps ; - ledit corps a une forme allongée et est monté coulissant le long de son axe d’allongement à l’intérieur dudit boîtier ; - ledit boîtier comprend au moins une surface cylindrique interne de guidage dudit corps le long dudit axe d’allongement ; - ledit boîtier comprend une première paroi cylindrique comportant ladite surface cylindrique interne et une surface cylindrique externe sur laquelle est montée ladite au moins une bobine ; - ladite au moins une bobine est entourée par une seconde paroi cylindrique, qui est formée d’une seule pièce avec ladite première paroi cylindrique ou rapportée sur cette dernière ; - ladite au moins une bobine est montée sur un manchon de support, lui-même monté sur ladite première paroi ; - ledit boîtier comprend une partie équipée de moyens de raccordement électrique de ladite au moins une bobine ; - ladite partie équipée est formée d’une seule pièce avec ledit manchon de support ou ladite seconde paroi cylindrique ; - ledit corps est cylindrique plein ou tubulaire et définit extérieurement ou intérieurement une veine d’écoulement dudit fluide ; - ledit organe mobile comprend une tête configurée pour coopérer par appui et étanchéité avec un siège annulaire interne dudit boîtier lorsque ledit organe est dans sa première position ; - ladite tête a au moins en partie une forme sphérique ou ovoïde ; - ledit organe mobile est sollicité vers sa seconde position par des moyens de rappel tels qu’un ressort de compression, par exemple hélicoïdal ; - les moyens de rappel sont configurés pour être déformés, par exemple par compression, par application d’une force inférieure à 1N, et par exemple comprise entre 0,1 et 0,5N ; - les moyens de rappel sont configurés pour exercer une force de rappel inférieure à 1 N, et par exemple comprise entre 0,1 et 0,5N ; - lesdits moyens de rappel sont montés coaxialement à l’intérieur ou à l’extérieur dudit corps ; - ledit boîtier comprend une chambre interne configurée pour être raccordée à des moyens d’alimentation en air et/ou d’aspiration d’air ; - ledit organe mobile comprend un premier corps de forme allongée et monté coulissant le long de son axe d’allongement à l’intérieur dudit boîtier, au moins une portion dudit premier corps s’étendant dans ladite chambre ; - une membrane élastiquement déformable est montée dans ladite chambre et est fixée respectivement audit boîtier et à ladite portion, ladite membrane étant configurée pour se déformer suite à une activation desdites moyens d’alimentation et/ou d’aspiration pour entraîner ou suivre ledit premier corps depuis sa seconde position vers sa première position ; - ladite membrane a une forme annulaire et comprend un bord périphérique interne fixé sur ladite portion et un bord périphérique externe fixé sur ledit boîtier ; - ladite portion comprend une surface annulaire d’appui et de guidage de la membrane lors de ses déformations ; - ledit organe mobile comprend un second corps indépendant dudit premier corps et coaxial à ce dernier, ledit second corps étant monté coulissant le long dudit axe d’allongement à l’intérieur dudit boîtier entre lesdites première et seconde positions ; - lesdites premier et second corps sont sollicités à distance l’un de l’autre par des moyens de rappel tels qu’un ressort de compression ; - ledit seuil est nul ou quasi-nul ; et - lesdites entrées et sortie sont sensiblement alignées ou à angle droit ; en variante, elles sont inclinées d’un angle donné.

La présente invention concerne également un circuit de refroidissement, en particulier basse température, pour un véhicule, comprenant au moins une vanne anti-retour telle que décrite ci-dessus.

Le circuit peut comprendre une boucle comportant ladite vanne antiretour, une pompe à eau et un réservoir de dégazage et d’expansion.

La présente invention concerne encore un dispositif de refroidissement pour un véhicule, comportant un circuit de refroidissement basse température te que décrit ci-dessus, un circuit de refroidissement haute température, et un réservoir configuré pour assurer des fonctions de dégazage et d’expansion pour lesdits circuits.

Avantageusement, ledit réservoir comprend une sortie de fluide reliée audit circuit de refroidissement haute température, cette sortie étant également reliée à ladite vanne anti-retour dudit circuit de refroidissement basse température

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue très schématique d’un dispositif de refroidissement en particulier de véhicule ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d’un premier mode de réalisation d’une vanne anti-retour selon l’invention, ici en position fermée ; - la figure 3 est une vue schématique en coupe axiale de la vanne de la figure 2, ici en position ouverte ; - la figure 4 est une vue schématique en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une vue schématique en coupe axiale d’un second mode de réalisation d’une vanne anti-retour selon l’invention, ici en position fermée ; - la figure 6 est une vue schématique en coupe axiale de la vanne de la figure 5, ici en position ouverte ; - la figure 7 est une vue schématique en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 6; - la figure 8 est une vue schématique en coupe axiale d’un troisième mode de réalisation d’une vanne anti-retour selon l’invention, ici en position fermée ; - la figure 9 est une vue schématique en coupe axiale de la vanne de la figure 8, ici en position ouverte ; - la figure 10 est une vue schématique en coupe axiale de la vanne de la figure 8, ici en position bloquée ; et - la figure 11 est une autre vue schématique partielle en coupe axiale de la vanne de la figure 8, et montre un conduit d’aspiration d’air.

DESCRIPTION DETAILLEE

La figure 1 représente de manière schématique un dispositif 10 de refroidissement pour un véhicule automobile, ce dispositif 10 comportant deux circuits de refroidissement interconnectés, un circuit principal 12 de refroidissement, dit haute température (par exemple à au moins 90°C) et un circuit secondaire 14 de refroidissement, dit basse température (par exemple de l’ordre de 60-70°C).

Le circuit principal 12 est bien connu de l’homme du métier et ne sera pas décrit dans le détail. Il est schématiquement représenté par un rectangle en traits pointillés et comprend une entrée de fluide 16 reliée à une sortie de fluide 18 d’un réservoir de dégazage 20, et une sortie de fluide 22 reliée à une entrée de fluide 24 du réservoir 20.

Le circuit secondaire 14 comprend une pompe à eau 26 dont une entrée de fluide 28 est reliée par une conduite 30 à la sortie de fluide 18 du réservoir 20. La sortie de fluide 32 de la pompe à eau 26 est reliée à plusieurs boucles parallèles de refroidissement d’éléments 34 du véhicule, ces boucles étant reliées à l’entrée de fluide 24 du réservoir 20. Ces boucles sont en outre reliées à une entrée d’un thermostat 36 qui, en fonction de la température du fluide dans le circuit 14, fait soit passer le fluide à travers un radiateur 38, soit contourne ce radiateur et retourne vers la pompe à eau 26. La sortie du radiateur est également reliée à l’entrée 28 de la pompe à eau 26.

La conduite 30 comprend ici deux vannes indépendantes, une vanne anti-retour 40 et une vanne de fermeture 42. La vanne anti-retour 40 s’ouvre dès lors que la force du liquide est supérieure à celle du ressort, par exemple pendant la phase de remplissage des circuits 12 et 14, qui se fait à travers la sortie 18 du réservoir 20. Cette vanne 40 isole le circuit 14 et évite un passage du fluide du circuit 12 vers le circuit 14. De la même façon, une vanne antiretour 44 est prévue à la sortie 22 du circuit 12 pour l’isoler et éviter un passage du fluide du circuit 12 vers le circuit 14.

La vanne de fermeture 42 est ouverte lors de la montée en température du circuit 14 pour que, associée aux vannes 40 et 44, le réservoir 20 ait une fonction de dégazage et d’expansion, et est ensuite fermée lorsque le fluide du circuit 14 atteint une certaine température. Le circuit 14 est alors fermé, la loi de conservation des débits étant telle que, malgré l’absence de vanne sur la conduite de liaison du circuit 14 à l’entrée 24 du réservoir, la fermeture de la vanne 42 suffit à isoler le circuit 14 du reste du dispositif. L’invention propose de combiner les fonctions des vannes 40, 42 au sein d’une même vanne.

Les figures 2 à 4 représentent un premier mode de réalisation d’une vanne anti-retour 50 selon l’invention.

La vanne 50 comprend un boîtier 52, par exemple en matériau plastique, qui définit un conduit interne de circulation d’un fluide, depuis une entrée de fluide 54 jusqu’à une sortie de fluide 56.

Dans l’exemple représenté, le conduit interne a une forme générale rectiligne et allongée, son entrée 54 étant située à gauche sur le dessin et sa sortie 56 à droite. L’axe d’allongement du conduit et du boîtier 52 est noté A.

Le boîtier 52 est fixe et destiné à être fixé sur un élément du véhicule. Il comprend un organe 58 mobile à l’intérieur du conduit, entre une première position d’obturation du conduit représentée à la figure 2 et une seconde position d’ouverture du conduit représentée à la figure 3. L’organe 58 est ici monté mobile dans une cavité 60 sensiblement cylindrique du conduit, coaxiale aux entrée et sortie de fluide 54, 56. Le boîtier 52 est ici formé par deux tronçons tubulaires 52a, 52b fixés coaxialement l’un à l’autre. Chaque tronçon 52a, 52b comprend ici une première paroi cylindrique 52aa, 52ba définissant intérieurement l’entrée ou la sortie de fluide 54, 56, et une seconde paroi cylindrique 52ab, 52bb définissant intérieurement une portion de la cavité 60.

Dans l’exemple représenté, la seconde paroi 52ab, 52bb d’un tronçon 52a, 52b a un diamètre supérieur à la première paroi 52aa, 52ba de ce tronçon. Par ailleurs, la seconde paroi 52bb du tronçon 52b a un diamètre, en particulier interne, légèrement supérieur à celui de la seconde paroi 52ab de l’autre tronçon 52a.

La paroi 52ab du tronçon 52a comprend à son extrémité axiale opposée à la paroi 52aa un rebord annulaire radialement externe 52ac appliqué axialement sur un rebord annulaire externe 52bc similaire de la paroi 52bb du tronçon 52b. Ces rebords 52ac, 52bc peuvent être fixés ensemble par soudage.

Le boîtier 52 comprend à l’intérieur du conduit, et plus précisément de la cavité 60, un doigt coaxial 62. Le doigt 62 est relié par des entretoises 64 au boîtier, et plus exactement à la zone de jonction des parois 52ba, 52bb du tronçon 52b. Le doigt 62 s’étend axialement depuis cette zone jusqu’à sensiblement la moitié de la dimension axiale ou longueur de la paroi 52bb de ce tronçon 52b. Les entretoises 64 sont ici au nombre de trois (figure 4). Elles s’étendent sensiblement radialement par rapport à l’axe A et sont régulièrement réparties autour de cet axe A. Les entretoises 64, le doigt 62 et le tronçon 52b peuvent être réalisés d’une seule pièce comme dans l’exemple représenté. L’organe mobile 58 comprend ici deux éléments, un corps tubulaire 58a et une tête 58b. Le corps 58a est défini par une paroi cylindrique tubulaire d’axe A. Le corps 58a est mobile en coulissement le long de l’axe A et est centré et guidé à l’intérieur de la cavité 60, par coopération de sa surface cylindrique externe avec la surface cylindrique interne de la paroi 52bb du tronçon 52b.

Le corps 58a s’étend sur 60 à 90% de la longueur de la cavité 60 dans l’exemple représenté. L’extrémité libre du corps 58a, située du côté de l’entrée 54 du conduit, est fixée à la tête 58b.

La tête 58b a ici une forme générale ovoïde et comprend une extrémité libre, située du côté de l’entrée 54, en portion de sphère. Cette extrémité libre est destinée à coopérer par appui étanche avec un siège annulaire interne 66 situé ici dans la zone de jonction des parois 52aa, 52ab du tronçon 52a. L’extrémité opposée de la tête 58b, située donc du côté de la sortie 56, comprend un logement 68 sensiblement cylindrique aligné sur l’axe A et recevant une extrémité axiale d’un ressort de rappel 70. L’extrémité axiale opposée du ressort 70 est logée dans un logement cylindrique 72 de l’extrémité axiale du doigt 62 située du côté de l’entrée 54. Le ressort de rappel 70 est ici un ressort hélicoïdal de compression d’axe A.

La tête 58b comprend des excroissances radiales 58bb de fixation au corps 58a. Les extrémités radiales externes des excroissances 58bb sont situées sur une circonférence de diamètre sensiblement égal au diamètre interne de la paroi 52ab du tronçon 52a. La tête 58b est ainsi centrée et guidée en translation le long de l’axe A par coopération de ses excroissances 58bb avec la surface cylindrique interne de cette paroi 52ab.

Comme on le voit dans les dessins, l’organe 58 est mobile : - depuis la position de fermeture de la vanne 50 de la figure 2, dans laquelle il est situé à une extrémité axiale, ici gauche, de la cavité 60, le ressort 70 sollicitant axialement la tête 58b et le corps 58a axialement vers cette extrémité et la tête 58b étant en appui étanche contre le siège 66, - jusqu’à la position d’ouverture de la figure 3, dans laquelle l’organe 58 est situé à l’extrémité axiale opposée, ici droite, de la cavité 60, le ressort 70 étant contraint axialement et la tête 58b étant située à distance du siège 66.

En l’absence de circulation de fluide dans le conduit, la vanne 50 est fermée. Le ressort de compression 70 sollicite en effet la tête 58b contre le siège 66. Lorsqu’un fluide pénètre dans la vanne 50 par son entrée 54, il applique une force sur la tête 58b. Lorsque le débit de fluide est supérieur à un certain seuil, la force appliquée sur la tête 58b est telle qu’elle est supérieure à la force de rappel du ressort 70 qui est comprimé axialement. L’organe 58 se déplace alors de sa première à sa seconde position. Lorsque le débit de fluide descend en dessous du seuil, la force de rappel du ressort devient supérieure à la force exercée par le fluide sur la tête, qui se déplace de sa seconde à sa première position. Lorsqu’un fluide pénètre dans la vanne par sa sortie, il est bloqué par la tête 58b qui est en appui étanche sur son siège 66. A l’exception de ses excroissances 58bb, la tête 58b a un diamètre externe maximal inférieur au diamètre interne de la paroi 52ab et de la cavité 60 de façon à ce que du fluide puisse s’écouler à l’intérieur de la cavité 60, entre la tête 58b et le boîtier 52, lorsque la tête n’est pas en appui étanche sur le siège 66.

Au niveau de l’entrée 54 de la vanne, la veine de passage de fluide a une section transversale circulaire. Au niveau de la tête 58b de l’organe 58, la veine de passage a en amont une section annulaire, au niveau des excroissances 58bb une section sectorisée puis à nouveau une section annulaire en aval de ces excroissances. C’est également le cas au niveau du doigt 62 où la veine s’étend entre le doigt 62 et le corps tubulaire 58a. Cette veine est ensuite sectorisée au niveau des entretoises 64 en trois secteurs angulaires (figure 4). En aval des entretoises 64, la veine a à nouveau une forme circulaire en section.

La vanne 50 comprend en outre des moyens 80, ici électriques, d’immobilisation de l’organe 58 au moins dans sa première position, c’est-à-dire fermée.

Les moyens 80 comprennent ici au moins une bobine électrique 82 qui est montée coaxialement sur la paroi 52bb du tronçon 52b. Dans l’exemple représenté, la bobine 82 s’étend sur sensiblement toute la longueur de cette paroi 52bb, entre le rebord 52bc du tronçon 52b et sa zone de jonction des parois 52ba, 52bb.

La bobine 82 est ici montée sur un manchon tubulaire de support 84, qui est lui-même engagé sur la paroi 52bb. Ce manchon 84 a en section longitudinale une forme sensiblement en U et peut servir à la préparation de la bobine et en particulier à l’enroulement de son ou ses fils conducteurs. Le manchon 84 comprend à une extrémité axiale, située du côté de l’entrée 54, un rebord radial externe 84a appliqué sur le rebord 52bc du tronçon 52b, et un rebord radial externe 84b à l’extrémité opposée.

La bobine 82 est entourée par une paroi cylindrique 86 d’un couvercle annulaire 88 rapporté sur le boîtier 52. L’extrémité de la paroi 86, située du côté de l’entrée 54 de la vanne, est appliquée sur le rebord 52bc du tronçon 52b et fixée à ce rebord, par exemple par soudage ou collage. L’extrémité opposée de la paroi 86 est reliée à la périphérie externe d’un rebord annulaire interne 90 du couvercle 88, dont la périphérie interne prend appui et peut être fixée, par exemple par soudage ou collage, sur le boîtier 52. Le manchon de support 84 peut être maintenu serré axialement entre le rebord 52bc du tronçon 52b et le rebord 90 du couvercle 88.

Le couvercle 88 comprend des moyens de raccordement électrique de la bobine 82 à des moyens d’alimentation et de commande électrique (non représentés). Comme évoqué dans ce qui précède, lorsque la température du fluide dans le circuit 14 comportant la vanne 50 atteint un seuil prédéterminé, par exemple 60 ou 70°C, la bobine 82 est alimentée électriquement et génère un champ magnétique à l’intérieur du conduit. Le corps 58a, qui est ici réalisé en matériau ferromagnétique, est alors sollicité par le champ magnétique dans la position de fermeture de la vanne (figure 2). L’organe 58 est alors bloqué dans cette position fermée tant que la bobine 82 est alimentée.

Les figures 5 à 7 représentent un second mode de réalisation d’une vanne anti-retour 150 selon l’invention.

La vanne 150 comprend un boîtier 152, par exemple en matériau plastique, qui définit un conduit interne de circulation d’un fluide, depuis une entrée de fluide 154 jusqu’à une sortie de fluide 156.

Dans l’exemple représenté, le conduit interne a une forme générale en L. L’entée 154 a un axe A et la sortie a un axe B. Ces axes A, B sont sensiblement perpendiculaires

Le boîtier 152 est fixe et destiné à être fixé sur un élément du véhicule. Il comprend un organe 158 mobile à l’intérieur du conduit, entre une première position d’obturation du conduit représentée à la figure 5 et une seconde position d’ouverture du conduit représentée à la figure 6. L’organe 158 est ici monté mobile dans une cavité 160 sensiblement cylindrique du conduit, coaxiale à l’entrée 154. Le boîtier 152 est ici formé par deux tronçons tubulaires 152a, 152b fixés l’un à l’autre.

Le tronçon 152a comprend une première paroi cylindrique 152aa d’axe A et définissant intérieurement l’entrée de fluide 154, et une seconde paroi cylindrique 152bb d’axe A et définissant intérieurement une portion de la cavité 160.

Le tronçon 152b comprend une première paroi cylindrique 152ba d’axe B et définissant intérieurement la sortie de fluide 154, et raccordée à angle droit à une seconde paroi sensiblement cylindrique 152bb d’axe A. Cette seconde paroi 152bb comprend une première partie avant 152bba ou amont formant en partie la cavité 160 ainsi qu’un coude 15bbb de raccordement de cette cavité 160 à la sortie 156. La seconde paroi 152bb comprend en outre une seconde partie arrière 152bbc ou aval d’axe A et comportant deux parois cylindriques coaxiales respectivement radialement interne 152bbc1 et externe 152bbc2.

Dans l’exemple représenté, la seconde paroi 152ab du tronçon 152a a un diamètre supérieur à la première paroi 152aa de ce tronçon. Par ailleurs, la paroi 152aa et la partie 152bbc ont sensiblement le même diamètre et l’extrémité amont de la partiel 52bba a un diamètre interne sensiblement égal à celui de la paroi 152ab.

La paroi 152ab du tronçon 152a comprend à son extrémité axiale opposée à la paroi 152aa un rebord annulaire radialement externe 152ac appliqué axialement sur un rebord annulaire externe 152bc similaire de la paroi 152bb du tronçon 152b. Ces rebords 152ac, 152bc peuvent être fixés ensemble par soudage. L’organe mobile 158 comprend ici deux éléments, un corps cylindrique 158a et une tête 158b. Le corps 158a est mobile en coulissement le long de l’axe A et est centré et guidé à l’intérieur de la cavité 160, par coopération de sa surface cylindrique externe avec la surface cylindrique interne de la paroi 152bbc1. Cette paroi 152bbc1 définit ici un logement cylindrique de guidage du corps 158, qui est fermé à son extrémité axiale opposée à l’entrée 154 par une paroi radiale 161. L’extrémité libre du corps 158a, située du côté de l’entrée 154 du conduit, est fixée à la tête 158b.

La tête 158b a ici une forme générale ovoïde et comprend une extrémité libre, située du côté de l’entrée 154, en portion de sphère. Cette extrémité libre est destinée à coopérer par appui étanche avec un siège annulaire interne 166 situé ici dans la zone de jonction des parois 152aa, 152ab du tronçon 152a. L’extrémité opposée de la tête 158b, située donc du côté de la sortie 156, comprend un logement 168 sensiblement cylindrique d’axe A dans laquelle est reçue une extrémité axiale du corps 158a. Un ressort de rappel 170 est monté autour du corps 158a et prend appui axialement sur cette extrémité de la tête 158b. L’autre extrémité du ressort 170 est en appui axial sur une face radiale d’extrémité de la paroi 152bbc1. Le ressort de rappel 170 est ici un ressort hélicoïdal de compression d’axe A.

La tête 158b comprend des excroissances radiales 158bb. Les extrémités radiales externes des excroissances 158bb sont situées sur une circonférence de diamètre sensiblement égal au diamètre interne de la paroi 152ab du tronçon 152a. La tête 158b est ainsi centrée et guidée en translation le long de l’axe A par coopération de ses excroissances 158bb avec la surface cylindrique interne de cette paroi 152ab.

Comme on le voit dans les dessins, l’organe 158 est mobile : - depuis la position de fermeture de la vanne 150 de la figure 5, dans laquelle il est situé à une extrémité axiale, ici gauche, de la cavité 160, le ressort 170 sollicitant axialement la tête 158b et le corps 158a axialement vers cette extrémité et la tête 158b étant en appui étanche contre le siège 166, - jusqu’à la position d’ouverture de la figure 6, dans laquelle l’organe 158 est situé à l’extrémité axiale opposée, ici droite, de la cavité 160, le ressort 170 étant contraint axialement et la tête 158b étant située à distance du siège 166.

En l’absence de circulation de fluide dans le conduit, la vanne 150 est fermée. Le ressort de compression 170 sollicite en effet la tête 158b contre le siège 166. Lorsqu’un fluide pénètre dans la vanne 150 par son entrée 154, il applique une force sur la tête 158b. Lorsque le débit de fluide est supérieur à un certain seuil, la force appliquée sur la tête 158b est telle qu’elle est supérieure à la force de rappel du ressort 170 qui est comprimé axialement. L’organe 158 se déplace alors de sa première à sa seconde position. Lorsque le débit de fluide descend en dessous du seuil, la force de rappel du ressort devient supérieure à la force exercée par le fluide sur la tête, qui se déplace de sa seconde à sa première position. Lorsqu’un fluide pénètre dans la vanne par sa sortie, il est bloqué par la tête 158b qui est en appui étanche sur son siège 166. A l’exception de ses excroissances 158bb, la tête 158b a un diamètre externe maximal inférieur au diamètre interne de la paroi 152ab et de la cavité 160 de façon à ce que du fluide puisse s’écouler à l’intérieur de la cavité 160, entre la tête 158b et le boîtier 152, lorsque la tête 158b n’est pas en appui étanche sur le siège 166.

Au niveau de l’entrée 154 de la vanne, la veine de passage de fluide a une section transversale circulaire. Au niveau de la tête 158b de l’organe 158, la veine de passage a en amont une section annulaire, au niveau des excroissances 158bb une section sectorisée puis à nouveau une section annulaire en aval de ces excroissances. Chaque secteur de veine s’étend entre deux excroissances de la tête 158b. En aval des entretoises, la veine a à nouveau une forme circulaire en section.

La vanne 150 comprend en outre des moyens 180, ici électriques, d’immobilisation de l’organe 158 au moins dans sa première position, c’est-à-dire fermée.

Les moyens 180 comprennent ici au moins une bobine électrique 182 qui est montée coaxialement sur la paroi 152bbc1, et plus exactement dans l’espace annulaire s’étendant entre les parois 152bbc1 et 152bbc2. Dans l’exemple représenté, la bobine 182 s’étend sur sensiblement toute la longueur de la paroi 152bbc1.

La bobine 182 est ici montée sur un manchon tubulaire de support 184, qui est lui-même engagé sur la paroi 152bbc1. Ce manchon 184 a en section longitudinale une forme sensiblement en U et peut servir à la préparation de la bobine et en particulier à l’enroulement de son ou ses fils conducteurs. Le manchon 184 comprend à une extrémité axiale, située du côté de l’entrée 154, un rebord radial externe 184a appliqué sur une portée cylindrique 185 de la paroi 152bbc1, et un rebord radial externe 184b à l’extrémité opposée.

La bobine 182 est entourée par la paroi cylindrique 152bbc2, qui peut prendre appui sur les rebords 184a, 184b du manchon 184. Dans l’exemple représenté, le manchon 184 est formé d’une seule pièce avec un couvercle annulaire 188 rapporté sur le boîtier 152. Le couvercle 188 comprend une paroi radiale, qui est ici confondue avec le rebord 184b, et qui est engagée dans l’extrémité libre de la paroi 152bbc2. Cette paroi radiale comprend un orifice central 192 traversé par un doigt 194 en saillie du boîtier, s’étendant vers l’aval le long de l’axe A depuis la paroi radiale 161. Ce doigt 194 est serti pour immobiliser le couvercle 188 sur le boîtier 152. Le manchon de support 184 est ainsi maintenu serré axialement entre la portée 185 et le doigt 194 serti.

Le couvercle 188 comprend des moyens de raccordement électrique de la bobine 182 à des moyens d’alimentation et de commande électrique (non représentés). Comme évoqué dans ce qui précède, lorsque la température du fluide dans le circuit 14 comportant la vanne 150 atteint un seuil prédéterminé, par exemple 160 ou 170°C, la bobine 182 est alimenëe électriquement et génère un champ magnétique à l’intérieur du conduit. Le corps 158a, qui est réalisé ici en matériau ferromagnétique, est alors sollicité par le champ magnétique dans la position de fermeture de la vanne (figure 6). L’organe 158 est alors bloqué dans cette position fermée tant que la bobine 182 est alimentée.

Les figures 8 à 11 représentent un troisième mode de réalisation d’une vanne anti-retour 250 selon l’invention.

La vanne 250 comprend un boîtier 252, par exemple en matériau plastique, qui définit un conduit interne de circulation d’un fluide, depuis une entrée de fluide 254 jusqu’à une sortie de fluide 256.

Dans l’exemple représenté, le conduit interne a une forme générale en L. L’entée 254 a un axe A et la sortie a un axe B. Ces axes A, B sont sensiblement perpendiculaires

Le boîtier 252 est fixe et destiné à être fixé sur un élément du véhicule. Il comprend un organe 258 mobile à l’intérieur du conduit, entre une première position d’obturation du conduit représentée à la figure 5 et une seconde position d’ouverture du conduit représentée à la figure 6. L’organe 258 est ici monté mobile dans une cavité 260 sensiblement cylindrique du conduit, coaxiale à l’entrée 254. Le boîtier 252 est ici formé par deux tronçons tubulaires 252a, 252b fixés l’un à l’autre.

Le tronçon 252a comprend une première paroi cylindrique 252aa d’axe A et définissant intérieurement l’entrée de fluide 254, et une seconde paroi cylindrique 252ab d’axe A et définissant intérieurement une portion de la cavité 260.

Le tronçon 252b comprend une première paroi cylindrique 252ba d’axe B et définissant intérieurement la sortie de fluide 254, et raccordée à angle droit à une seconde paroi sensiblement cylindrique 252bb d’axe A. Cette seconde paroi 252bb comprend une première partie avant 252bba ou amont formant en partie la cavité 260 ainsi qu’un coude 252bbb de raccordement de cette cavité 260 à la sortie 256.

Dans l’exemple représenté, la seconde paroi 252ab du tronçon 252a a un diamètre supérieur à la première paroi 252aa de ce tronçon. Par ailleurs, la paroi 252aa et la paroi 252bb ont sensiblement le même diamètre et l’extrémité amont de la partie 252bba a un diamètre interne sensiblement égal à celui de la paroi 252ab.

La paroi 252ab du tronçon 252a comprend à son extrémité axiale opposée à la paroi 252aa un rebord annulaire radialement externe 252ac appliqué axialement sur un rebord annulaire externe 252bc similaire de la paroi 252bb du tronçon 252b. Ces rebords 252ac, 252bc peuvent être fixés ensemble par soudage. L’organe mobile 258 comprend ici trois éléments, un corps cylindrique 258a en deux parties 258a1,258a2, et une tête 258b. Le corps 258a est mobile en coulissement le long de l’axe A et est centré et guidé à l’intérieur de la cavité 260, par coopération de sa surface cylindrique externe avec une surface cylindrique interne d’axe A de la paroi 252bb.

La tête 258b a ici une forme générale ovoïde et comprend une extrémité libre, située du côté de l’entrée 254, en portion de sphère. Cette extrémité libre est destinée à coopérer par appui étanche avec un siège annulaire interne 266 situé ici dans la zone de jonction des parois 252aa, 252ab du tronçon 252a.

Les parties 258a1, 258a2 du corps son coaxiales et disposées l’une derrière l’autre le long de l’axe A. Elles ont chacune une portion engagée à coulissement dans la paroi 252bb.

La partie 258a1 du corps est fixée à la tête 258b et est formée d’une seule pièce avec la tête 258b dans l’exemple représenté. Cette partie 258a1 comprend, à son extrémité opposée de la tête 258b, un logement 268 sensiblement cylindrique de réception d’une extrémité axiale d’un ressort de rappel 270 d’axe A. L’autre extrémité du ressort 270 est reçue dans un logement cylindrique 272 en regard de l’autre partie 258a2 du corps. Le ressort de rappel 270 est ici un ressort hélicoïdal de compression d’axe A.

La tête 258b comprend des excroissances radiales 258bb. Les extrémités radiales externes des excroissances 258bb sont situées sur une circonférence de diamètre sensiblement égal au diamètre interne de la paroi 252ab du tronçon 252a. La tête 258b est ainsi centrée et guidée en translation le long de l’axe A par coopération de ses excroissances 258bb avec la surface cylindrique interne de cette paroi 252ab.

Comme on le voit dans les dessins, l’organe 258 est mobile : - depuis la position de fermeture de la vanne 250 de la figure 5, dans laquelle il est situé à une extrémité axiale, ici droite, de la cavité 260, le ressort 270 sollicitant axialement la tête 258b et le corps 258a axialement vers cette extrémité et la tête 258b étant en appui étanche contre le siège 266, - jusqu’à la position d’ouverture de la figure 6, dans laquelle l’organe 258 est situé à l’extrémité axiale opposée, ici gauche, de la cavité 260, le ressort 270 étant contraint axialement et la tête 258b étant située à distance du siège 266.

En l’absence de circulation de fluide dans le conduit, la vanne 250 est fermée. Le ressort de compression 270 sollicite en effet la tête 258b contre le siège. Lorsqu’un fluide pénètre dans la vanne 250 par son entrée 254, il applique une force sur la tête 258b. Lorsque le débit de fluide est supérieur à un certain seuil, la force appliquée sur la tête 258b est telle qu’elle est supérieure à la force de rappel du ressort 270 qui est comprimé axialement. L’organe 258 se déplace alors de sa première à sa seconde position. Lorsque le débit de fluide descend en dessous du seuil, la force de rappel du ressort devient supérieure à la force exercée par le fluide sur la tête, qui se déplace de sa seconde à sa première position. Lorsqu’un fluide pénètre dans la vanne par sa sortie, il est bloqué par la tête 258b qui est en appui étanche sur son siège 266. A l’exception de ses excroissances 258bb, la tête 258b a un diamètre externe maximal inférieur au diamètre interne de la paroi 252ab et de la cavité 260 de façon à ce que du fluide puisse s’écouler à l’intérieur de la cavité 260, entre la tête 258b et le boîtier 252, lorsque la tête 258b n’est pas en appui étanche sur le siège 266.

Au niveau de l’entrée 254 de la vanne, la veine de passage de fluide a section transversale circulaire. Au niveau de la tête 258b de l’organe 258, la veine de passage a en amont une section annulaire, au niveau des excroissances 258bb une section sectorisée puis à nouveau une section annulaire en aval de ces excroissances. Chaque secteur de veine s’étend entre deux excroissances de la tête 258b. En aval des entretoises, la veine a à nouveau une forme circulaire en section.

La vanne 250 comprend en outre des moyens 280, ici pneumatiques, d’immobilisation de l’organe 258 au moins dans sa première position, c’est-à-dire fermée.

Les moyens 280 comprennent ici au moins une membrane 282 élastiquement déformable, qui est montée dans une chambre interne 296 du boîtier 252.

Dans l’exemple représenté, la chambre 296 est délimitée par l’extrémité arrière ou aval de la paroi 252bb, et en particulier une face radiale 252bb1 de cette paroi, et un couvercle annulaire 288 rapporté et fixé sur cette paroi. Le couvercle 288 a en section axiale une forme sensiblement en U et comprend une paroi cylindrique 288a d’axe A dont une extrémité axiale située du côté de l’entrée 254 est fixée sur la paroi 252bb, et dont l’extrémité axiale opposée est reliée à une paroi radiale 288b. Plus précisément, le couvercle 288 comprend à l’extrémité libre de sa paroi 288a un rebord cylindrique 288aa de centrage et de fixation destiné à être engagé et fixé, par exemple par soudage, sur un rebord cylindrique 252bb1 de la paroi.

La membrane 282 a une forme annulaire ou de disque en position sans contrainte. Sa périphérie externe est fixée par serrage entre les rebords 288aa, 252bb1. Sa périphérie interne est montée serrée sur l’extrémité axiale de la partie 258a2 du corps opposée à la tête 258b. Cette partie 258a2 du corps comprend une collerette radiale 259 d’appui axial de la membrane 282. Cette collerette radiale 259 s’étend radialement vers l’extérieur jusqu’à sa périphérie externe qui est recourbée et orientée vers l’entrée 254 de la vanne. La membrane 282 épouse la forme de cette collerette, comme cela est visible aux figures 9 et 10.

La membrane 282 divise la chambre 296 en deux parties étanches l’une vis-à-vis de l’autre, respectivement amont et aval. La collerette 259 est située dans la partie aval de la chambre 296. La paroi 252bb du boîtier 252 comporte au moins un canal interne 298 d’aspiration d’air dans la partie aval de la chambre, dans laquelle est située la collerette radiale 259 (figure 11). Ce canal 298 débouche ici sur la face radiale 252bb1.

Lorsque les moyens d’immobilisation 280 ne sont pas activés, le ressort de compression 270 sollicite la membrane 282 dans une position naturelle ou sans contrainte représentée aux figures 8 et 9, quelle que soit la position de l’organe 258 dans le conduit. Dans cette position, l’extrémité libre de la partie 258a2 du corps est en appui axial sur la paroi radiale 288b du couvercle 288. La membrane 282 conserve cette position tant que les moyens d’immobilisation 280 ne sont pas activés. Lorsqu’ils sont activés, l’air contenu dans la partie de la chambre aval dans laquelle débouche ce canal 298 est aspiré par le canal 298 (flèche 300 de la figure 11), ce qui entraîne une dépression dans cette partie, ce qui a tendance à réduire son volume. La réduction de son volume est obtenue par le déplacement de la partie 252a2 du corps jusqu’à ce que sa collerette 259 vienne en appui axial sur la face radiale 252bb1 de la paroi 252bb, ainsi que par la déformation de la membrane 282 (figure 10). La membrane 282 adopte alors une forme déformée sous contrainte. La tête 258b est alors maintenue en appui contre son siège 266 par la force de rappel exercée par le ressort 270 en position contraint, et/ou par appui axial de l’extrémité libre de la partie 258a2 du corps sur l’extrémité libre en regard de la partie 258a1 du corps, comme cela est visible en figure 10.

Au moins l’une des parties 258a1, 258a2 peut être équipée d’un joint d’étanchéité destiné à coopérer avec la surface interne de la paroi 252bb. Un joint peut par exemple être monté dans une rainure annulaire externe 302 de la partie 258a1, comme dans l’exemple représenté (figure 9).

La chambre 296 peut comprendre des moyens de rappel, tels qu’un ressort de compression 304, pour solliciter la membrane 282 dans sa position sans contrainte. Ce ressort peut être aligné sur l’axe A, et prendre appui axialement respectivement sur la face amont de la collerette 259 et sur la face radiale aval 252bb1 de la paroi 252bb.

Claims (17)

1. REVENDICATIONS

   1. Vanne anti-retour (50, 150, 250), en particulier pour automobile, comportant un boîtier (52, 152, 252) fixe comprenant un conduit interne s’étendant entre une entrée de fluide (54, 154, 254) et une sortie de fluide (56, 156, 256), et un organe mobile (58, 158, 258) entre une première position d’obturation dudit conduit et une seconde position d’ouverture dudit conduit, ledit organe mobile étant configuré pour être déplacé de ladite première position vers ladite seconde position lorsqu’un débit de fluide supérieur à un seuil prédéterminé pénètre dans ledit conduit via ladite entrée, et pour être déplacé de ladite seconde position vers ladite première position lorsque ledit débit est inférieur audit seuil, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre des moyens (80, 180, 280) d’immobilisation dudit organe dans ladite seconde position.
2. 2. Vanne anti-retour (50, 150, 250) selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens d’immobilisation sont des moyens d’immobilisation électriques (80,180) ou pneumatiques (280).
3. 3. Vanne anti-retour (50, 150) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit organe mobile (58,158) comprend un corps ferromagnétique (58a, 158a), lesdits moyens d’immobilisation comprenant au moins une bobine électrique (82,182) entourant au moins en partie ledit corps.
4. 4. Vanne anti-retour (50, 150) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit corps (58a, 158a) a une forme allongée et est monté coulissant le long de son axe d’allongement (A) à l’intérieur dudit boîtier (52, 152).
5. 5. Vanne anti-retour (50, 150) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit boîtier (52, 152) comprend au moins une surface cylindrique interne de guidage dudit corps (58a, 158a) le long dudit axe d’allongement (A).
6. 6. Vanne anti-retour (50, 150) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit boîtier (52, 152) comprend une première paroi cylindrique (52bb, 152bbc1) comportant ladite surface cylindrique interne et une surface cylindrique externe sur laquelle est montée ladite au moins une bobine (82, 182).
7. 7. Vanne anti-retour (50, 150) selon la revendication 6, dans laquelle ladite au moins une bobine (82, 182) est entourée par une seconde paroi cylindrique (86, 152bbc2), qui est formée d’une seule pièce avec ladite première paroi cylindrique (52bb, 152bbc1) ou rapportée sur cette dernière.
8. 8. Vanne anti-retour (50, 150) selon la revendication précédente, dans laquelle ladite au moins une bobine (82,182) est montée sur un manchon de support (84, 184), lui-même monté sur ladite première paroi (52bb, 152bbc1).
9. 9. Vanne anti-retour (50, 150) selon l’une des revendications 3 à 8, dans laquelle ledit boîtier (52, 152) comprend une partie (88, 188) équipée de moyens de raccordement électrique de ladite au moins une bobine (82,182).
10. 10. Vanne anti-retour (50, 150) selon la revendication précédente, en dépendance de la revendication 7 ou 8, dans ladite partie (88,188) équipée est formée d’une seule pièce avec ledit manchon de support (84, 184) ou ladite seconde paroi cylindrique (86,152bbc2).
11. 11. Vanne anti-retour (250) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ledit boîtier (252) comprend une chambre interne (296) configurée pour être raccordée à des moyens d’alimentation en air et/ou d’aspiration d’air.
12. 12. Vanne anti-retour (250) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit organe mobile (258) comprend un premier corps (258a) de forme allongée et monté coulissant le long de son axe d’allongement (A) à l’intérieur dudit boîtier (252), au moins une portion dudit premier corps s’étendant dans ladite chambre (296).
13. 13. Vanne anti-retour (250) selon la revendication précédente, dans laquelle une membrane (282) élastiquement déformable est montée dans ladite chambre (296) et est fixée respectivement audit boîtier (252) et à ladite portion, ladite membrane étant configurée pour se déformer suite à une activation desdites moyens d’alimentation et/ou d’aspiration pour entraîner ou suivre ledit premier corps (258a) depuis sa seconde position vers sa première position.
14. 14. Vanne anti-retour (250) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit organe mobile (258) comprend un second corps (258b) indépendant dudit premier corps et coaxial à ce dernier, ledit second corps étant monté coulissant le long dudit axe d’allongement (A) à l’intérieur dudit boîtier (252) entre lesdites première et seconde positions.
15. 15. Vanne anti-retour (250) selon la revendication précédente, dans laquelle lesdites premier et second corps (258a, 258b) sont sollicités à distance l’un de l’autre par des moyens de rappel (270) tels qu’un ressort de compression.
16. 16. Circuit de refroidissement (14), en particulier basse température, pour un véhicule, comprenant au moins une vanne anti-retour (50, 150, 250) selon l’une des revendications précédentes.
17. 17. Dispositif de refroidissement (50) pour un véhicule, comportant un circuit de refroidissement (14) basse température selon la revendication précédente, un circuit de refroidissement (12) haute température, et un réservoir (20) configuré pour assurer des fonctions de dégazage et d’expansion pour lesdits circuits.