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Title:
VALVE FOR A HEAT-TRANSFER FLUID CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/008256
Kind Code:
A1
Abstract:
The valve (10) for a heat-transfer fluid circuit comprises a valve body (102) defining a passage (171, 172, 173, 81, 183) and having a proximal end (108) and a distal end (107), a valve mechanism (20, 104, 182) positioned in the passage, the valve mechanism comprising a valve head (141) and a seat (182) arranged so as to engage sealingly with each other, the seat being arranged on the valve body in the passage.

Inventors:
PERET ADRIEN (FR)
Application Number:
PCT/FR2018/051598
Publication Date:
January 10, 2019
Filing Date:
June 28, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHRADER (FR)
International Classes:
F16K15/06; F16F1/12
Domestic Patent References:
WO2016174323A12016-11-03
WO1999063252A11999-12-09
WO2016174323A12016-11-03
Foreign References:
US20020066487A12002-06-06
CA2967924A12016-05-26
US20050139267A12005-06-30
US3705600A1972-12-12
DE1550566A11969-10-09
US7971806B22011-07-05
DE2924533A11981-01-08
US20130209298A12013-08-15
DE102004006664A12005-09-01
GB127312A1919-06-05
US2591060A1952-04-01
Attorney, Agent or Firm:
NOVAGRAAF TECHNOLOGIES (FR)
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Claims:
Revendications

1. Valve (10) de circuit de fluide caloriporteur comportant un corps de valve (102) définissant un passage (171, 172, 173, 181, 183) et ayant une extrémité proximale (108) et une extrémité distale (107), un mécanisme de valve (20,104,182) positionné dans le passage, le mécanisme de valve comportant un clapet (141) et un siège (182) agencés de sorte à coopérer de manière étanche l'un avec l'autre, le siège étant agencé sur le corps de valve dans le passage, caractérisée en ce que le mécanisme de valve comporte des moyens de rappel (20) situés au niveau de l'extrémité distale du corps de valve et une tige à clapet (144,1440) comprenant une tête formant le clapet (141), la tige à clapet comportant un renflement (143) coopérant avec les moyens de rappel (20) .

2. Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mécanisme de valve comprend des moyens de commande (104, 20, 1040) du clapet situés au niveau de l'extrémité distale du corps de valve.

3. Valve selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la tige à clapet (144,1440) comprend une tête formant le clapet (141) comportant une garniture d'étanchéité (142) agencée de sorte à coopérer de manière étanche avec le siège (182) du corps de valve.

4. Valve selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la tige à clapet (144,1440) comprend une tête formant le clapet (141) agencée de sorte à coopérer de manière étanche avec une garniture d'étanchéité (142) agencée sur le siège (182) du corps de valve.

5. Valve selon la revendication 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de rappel comprennent un ressort.

Valve selon la revendication 5 caractérisée en ce que le ressort comporte, à une extrémité, une première spire (22) en appui sur un rebord d'appui (174) du corps de valve dans le passage et, à une extrémité opposée, une spire (23) en liaison avec la tige à clapet (144) et une spire élargie (21) de guidage et de stabilisation.

Valve selon les revendications 3 ou 4 et la revendication 6, caractérisée en ce que, le renflement (143) de la tige à clapet coopère avec la spire (23) .

Valve selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle est une valve de charge d'un circuit de climatisation . 9. Valve selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens de rappel (20) maintiennent la tige à clapet (144, 1440) en position fermée.

10. Valve selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens de rappel (20) maintiennent la tige à clapet (144, 1440) en position ouverte .

11. Valve selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le renflement (143) est formé par au moins deux becquets (17, 18) s' inscrivant dans un cône ou tronc de cône réalisés aux extrémités de deux bras (144a, 144b) formant la tige (144) et séparés par une fente longitudinale ( 19) .

12. Valve selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le renflement (143) est réalisé par une opération de sertissage sur la tige à clapet (1440) .

13. Valve selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le renflement (143) comprend une pièce rapportée sur la tige (1440) à clapet.

Description:
VALVE DE CIRCUIT DE FLUIDE CALORIPORTEUR

L' invention concerne le domaine des valves pour un circuit de fluide soumises à des environnements sous pression, et assimilés tels que valve de charge, valve de surpression, clapet anti retour, et par exemple une valve de circuit de fluide caloriporteur. L'invention s'applique plus particulièrement à une valve de charge d'un circuit de fluide caloriporteur. Actuellement, les valves de circuit de fluide caloriporteur, par exemple d'une climatisation, comme la valve 1 illustrée à la figure 1, sont au minimum en deux parties que sont le corps de valve 2 et le mécanisme de valve 3, 4, 6. Le mécanisme de valve comporte un clapet 4 et son siège associé qui est réalisé dans un conduit réalisé dans un corps de mécanisme 3. Le corps de mécanisme 3 est monté rapporté, de manière vissée, au niveau de l'extrémité distale 7 du corps de valve 2, extrémité distale 7 qui comporte à cette fin une portion distale de passage 71 filetée. Le mécanisme de valve se retrouve alors dans le passage du corps de valve 2, entre une portion distale de passage 71 et une portion proximale de passage 81 donnant sur une extrémité distale 8 du corps de valve.

Or, en fonctionnement, un circuit de climatisation est soumis à de fortes variations thermiques, variations thermiques que subissent par conséquent le corps de valve et les éléments du mécanisme de valve, dont le corps de mécanisme. Leurs différences de tailles et de compositions de matériaux conduisent à des inerties thermiques différentes, au moins entre les deux corps de valve et de mécanisme. Par conséquent, lors des variations thermiques du circuit de climatisation, les corps de valve et de mécanisme se dilatent (ou se contractent) de manières différentes, ce qui conduit à un desserrage du corps de mécanisme au sein du corps de valve. Il y a alors une fuite qui s'installe qui est préjudiciable au bon fonctionnement du circuit de climatisation .

Un but de l'invention est de fournir une valve de circuit de fluide caloriporteur, tel qu'un circuit de climatisation, qui soit simple et insensible aux variations thermiques d'un tel circuit.

A cette fin, il est prévu, selon l'invention, une valve de circuit de fluide caloriporteur comportant un corps de valve définissant un passage et ayant une extrémité proximale et une extrémité distale, un mécanisme de valve positionné dans le passage, le mécanisme de valve comportant un clapet et un siège agencés de sorte à coopérer de manière étanche l'un avec l'autre, le siège étant de plus agencé sur le corps de valve dans le passage.

Ainsi, en prévoyant le siège du mécanisme de valve sur le corps de valve, il n'est plus nécessaire d'avoir un corps de mécanisme rapporté, puisque de ce fait le corps de valve joue le rôle de corps de mécanisme. Par conséquent le risque de desserrage dû aux variations thermiques du circuit de fluide caloriporteur est éliminé.

Avantageusement, mais facultativement, la valve selon l'invention présente au moins l'une des caractéristiques techniques additionnelles suivantes : le mécanisme de valve comprend des moyens de commande du clapet situés au niveau de l'extrémité distale du corps de valve ;

le mécanisme de valve comporte une tige à clapet comprenant une tête formant le clapet comportant une garniture d'étanchéité agencée de sorte à coopérer de manière étanche avec le siège du corps de valve ; le mécanisme de valve comporte une tige à clapet comprenant une tête formant le clapet agencée de sorte à coopérer de manière étanche avec une garniture d'étanchéité agencée sur le siège du corps de valve ;

le mécanisme de valve comporte des moyens de rappel en position fermée situés au niveau de l'extrémité distale du corps de valve ;

les moyens de rappel comprennent un ressort ;

le ressort comporte, à une extrémité, une première spire en appui sur un rebord d' appui du corps de valve dans le passage et, à une extrémité opposée, une spire en liaison avec le clapet et une spire élargie de guidage et de stabilisation ;

la tige à clapet comporte un renflement coopérant avec la spire ;

la valve est une valve de charge d'un circuit de climatisation .

le renflement est formé par au moins deux becquets s' inscrivant dans un cône ou tronc de cône réalisés aux extrémités de deux bras formant la tige et séparés par une fente longitudinale.

le renflement est réalisé par une opération de sertissage sur la tige à clapet.

le renflement comprend une pièce rapportée sur la tige à clapet D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description ci-après d'un mode de réalisation préféré. Aux dessins annexés : la figure 1 est une vue en coupe d'une valve pour circuit de fluide caloriporteur de l'art antérieur ; la figure 2 est une vue en coupe d'une valve pour circuit de fluide caloriporteur selon l'invention ;

- la figure 3 est une vue tridimensionnelle de l'assemblage de la tige à clapet, selon une variante de réalisation de celle-ci, et des moyens de rappel.

- La figure 4 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation de la valve selon l'invention

- La figure 5 est une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation selon l'invention

En référence à la figure 2, nous allons décrire un mode de réalisation d'une valve 10 selon l'invention destinée à être montée sur un circuit de fluide caloriporteur, comme un circuit de climatisation. Le circuit de fluide caloriporteur comporte au moins un tronçon de conduite 9, schématisé sur les figures par un simple rectangle lié à la valve 10 selon l'invention. La valve 10 selon l'invention comporte un corps de valve 102 qui définit un passage 171, 172, 173, 181, 183, ici de forme cylindrique de révolution d'axe, l'axe longitudinal de la valve 10 selon l'invention. Le passage 171, 172, 173, 181, 183 s'étend depuis une extrémité distale 107 de la valve 10 selon l'invention, jusqu'à une extrémité proximale 108 de la valve 10 selon l'invention. Il comporte successivement depuis l'extrémité distale 107 vers l'extrémité proximale 108 :

- une entrée 171 ; puis, une partie distale 172 ; puis,

une partie centrale 173 présentant un diamètre inférieur à un diamètre de la partie distale 172 et reliée à cette dernière par un rebord d'appui 174 ; puis ,

une partie proximale 181 de plus grand diamètre que celui de la partie interne 173 et reliée à celle-ci par un siège 182 tronconique ; puis

une sortie 183 qui débouche dans le circuit de fluide caloriporteur, lors d'un montage de la valve 10 selon l'invention sur la conduite 9, ce montage pouvant être réalisé en bout de la conduite 9 ou à travers une paroi latérale de la conduite ou encore être venue de matière avec ladite conduite 9 ou tout autre composant du circuit de fluide caloriporteur.

La valve 10 selon l'invention comporte en outre un mécanisme de valve 104 positionné dans le passage 171, 172, 173, 181, 183. Le mécanisme de valve 104 comporte une tige à clapet 144. La tige à clapet 144 comprend une tête formant clapet 141 sur laquelle est agencée une garniture d'étanchéité 142. Une fois le mécanisme de valve 104 en place dans le corps de valve 102, la garniture d'étanchéité 142 vient en appui sur le siège 182 du passage 171, 172, 173, 181, 183, le mécanisme de valve 104 étant alors dans une position fermée empêchant au moins les fuites de fluide caloriporteur depuis la partie proximale 181 dudit passage, position fermée assurée par des moyens de rappel 20 comportant, ici, un ressort. La garniture d'étanchéité 142 est réalisée en un polymère thermodurcissable, vulcanisable ou injectable, ou encore en un métal, sans que cela soit exhaustif. En variante de réalisation, la garniture d'étanchéité 142 est venue de matière avec la tête formant clapet 141. Selon une autre variante de réalisation, la garniture d'étanchéité est agencée sur le siège 182.

Une fois monté dans le passage 171, 172, 173, 181, 183, le mécanisme de valve 104 présente la tête 141 de la tige à clapet 144 positionnée dans la partie proximale 181 du passage 171, 172, 173, 181, 183, une queue 145 de la tige à clapet 144 passant à travers la partie centrale 173 pour s'étendre dans la partie distale 172 dans laquelle sont situés les moyens de rappel 20. De plus, la queue 145 de la tige à clapet 144 comporte un renflement 143 situé dans la partie distale 172, formant ici une extrémité libre de la queue 145. La queue 145 de la tige à clapet 144 et les moyens de rappel 20 forment des moyens de commande du clapet. Plus précisément, le ressort formant les moyens de rappel 20 présente par exemple une forme globalement cylindro-conique . Il comprend une première spire 22 formant une grande base et présentant un diamètre sensiblement identique au diamètre de la partie distale 172. Cette première spire 22 est en appui sur le rebord d'appui 174 reliant la partie distale 172 du passage 171, 172, 173, 181, 183 à la partie centrale 173 de ce dernier. Le ressort comporte en outre une spire 23 formant la petite base. La spire 23 vient en appui sur le renflement 143 de la queue 145 de la tige à clapet 144. Lors d'un montage du ressort sur la tige à clapet 144, le renflement

143 est emmanché en force à travers la spire 23. La spire 23 se prolonge de manière concentrique par une spire élargie 21 dont un diamètre est sensiblement identique au diamètre de la partie distale 172. Cette spire élargie 21 est une spire de centrage et de stabilisation radiale de la tige à clapet

144 dans la partie distale 172 du passage 171, 172, 173, 181, 183. Le mécanisme de valve 104 est plus amplement décrit dans le document WO 2016/174323 auquel il est possible de se référer pour de plus amples informations.

A la figure 3, nous avons illustré une variante 1040 de réalisation du mécanisme de valve d'une valve 10 selon l'invention. Ce mécanisme de valve 1040 est très similaire au mécanisme de valve 104 précédemment décrit. Le mécanisme de valve 1040 comporte une tige à clapet 1440. La tige à clapet 1440 comprend une tête formant clapet 141 sur laquelle est agencée une garniture d'étanchéité 142. Comme précédemment, une fois le mécanisme de valve 1040 en place dans le passage du corps de valve de la valve 10 selon l'invention, la garniture d'étanchéité 142 vient en appui sur le siège 182 du passage 171, 172, 173, 181, 183, le mécanisme de valve 1040 étant alors dans une position fermée empêchant au moins les fuites de fluide caloriporteur depuis la partie proximale 181. Cette position fermée du mécanisme de valve 1040 est assurée par les moyens de rappel 20 précédemment décrits. De manière similaire au mode de réalisation de la figure 2, une fois monté dans le passage 171, 172, 173, 181, 183, le mécanisme de valve 1040 présente la tête 141 de la tige à clapet 1440 positionnée dans la partie proximale 181 du passage 171, 172, 173, 181, 183, une queue 1450 de la tige à clapet 1440 passant à travers la partie centrale 173 pour s'étendre dans la partie distale 172 dans laquelle sont situés les moyens de rappel 20. La queue 1450 de la tige à clapet 1440 comporte le renflement 143 situé dans la partie distale 172, à distance d'une extrémité libre 1441 de la queue 1450. La queue 1450 de la tige à clapet 1440 et les moyens de rappel 20 forment des moyens de commande du clapet. Selon un mode de réalisation de l'invention le renflement 143 est réalisé par une opération de sertissage sur la tige à clapet 1440. L'opération de sertissage peut être réalisée avant ou après le montage de la tige à clapet 1440 dans le corps de valve 102.

De même selon une autre variante de réalisation, le renflement 143 peut être obtenu par l'intermédiaire d'une pièce rapportée sur la tige 1440 à clapet. L'assemblage de cette pièce rapportée formant le renflement 143 sur la tige à clapet 1440 est réalisé par exemple par brasage, soudage, vissage ou sertissage.

Une telle structure permet de positionner la partie étanchéité que forme la tête 141 (et sa garniture d'étanchéité 142) et le siège 182 n'importe où au sein du passage 171, 172, 173, 181, 183 de la valve 10 selon l'invention, tout en assurant le respect de la distance normée entre l'extrémité libre 1441 de la tige à clapet 1040 et l'entrée 171 de l'extrémité distale 107.

A la figure 4 est représenté un mode deuxième de réalisation de la valve selon l'invention en tout point identique au mode de réalisation représenté à la figure 2, hormis le fait que le mécanisme de valve 104 est dans une position normale ouvert pour assurer la communication fluidique depuis la partie proximale 181 dudit passage. Le maintien en position ouverte est assuré par des moyens de rappel 20 comportant, également un ressort.

Selon l'exemple de réalisation représenté à la figure 5, celui-ci diffère des précédents en ce que le renflement 143 est formé par au moins deux becquets 17,18 s' inscrivant dans un cône ou tronc de cône réalisés aux extrémités de deux bras 144a, 144b formant la tige 144, séparés par une fente longitudinale 19, de manière à les rendre élastiquement déformable et permettre le montage ou le démontage, par rapport à la petite base 23 du ressort 20. La liaison entre la queue de la tige 144 de clapet et la spire d'extrémité 23 constituant la petite base du ressort 20 est alors effectuée par les becquets 17, 18.

Il est à noter aussi qu'une telle structure de valve 10 selon l'invention permet de réaliser un corps de valve 102 qui présente une partie distale 172 dont le diamètre est plus faible que le diamètre nécessaire pour réaliser le taraudage de réception d'un mécanisme de valve selon l'art antérieur, puisque la profondeur de filet dudit taraudage (devenu non nécessaire) est récupérée pour obtenir une épaisseur de matière significativement plus élevée au niveau de la partie distale 172, donc une résistance mécanique accrue.

Accessoirement, une telle structure de valve 10 selon l'invention permet d'augmenter les débits possibles de charge et/ou décharge de fluide caloriporteur du fait de l'absence de mécanisme de valve vissé de l'art antérieur venant réduire d'autant le passage dans le corps de valve.

De plus, une telle structure de valve 10 selon l'invention permet de ne plus avoir de risques d' introduction de débris d'usure ou de copeaux dans le circuit de fluide caloriporteur, risques préjudiciables au fonctionnement dudit circuit et qui pouvaient survenir lors d'un vissage d'un mécanisme de valve selon l'art antérieur dans le taraudage de réception du corps de valve. Ainsi, une propreté de montage de la valve 10 selon l'invention est assurée.

D'autre part, une telle structure de valve 10 selon l'invention permet de s'affranchir des contraintes de serrage nécessaires au mécanisme de valve de l'art antérieur. Cela permet de réaliser un corps de valve dans un large éventail de matières comme par exemple en métal (aluminium, laiton, acier, acier inoxydable...) ou en polymère thermodurcissable, vulcanisable ou injectable (polyamide, polyoxyméthylène, polysulfure de phénylène, polyphtalamide, polyimide, polyamide-imide, etc..) chargé ou non, sans que cela soit exhaustif.

Une fois en place dans un circuit de fluide caloriporteur , la valve 10 selon l'invention permet de garantir une indémontabilité, en particulier du mécanisme de valve. Cela assure une sécurité élevée, et ce quel que soit le ou les matériaux utilisés pour réaliser la valve 10 selon 1 ' invention .

La valve 10 selon l'invention peut être montée rapportée en bout de la conduite 9 ou sur une paroi latérale de la conduite. Elle peut être aussi venue de matière avec ladite conduite 9 ou tout autre composant du circuit de fluide caloriporteur.

Bien entendu, il est possible d'apporter de nombreuses modifications à l'invention sans pour autant sortir du cadre de celle-ci.