Brevet FR2007838A1 — publié le 19700116

i 2007838 L'invention est relative à une électrovanne à amortissement hydraulique, notamment pour des gaz, dans laquelle une chambre à huile, à l'intérieur de laquelle se déplace une armature soumise à l'action d'un ressort de fermeture, est fermée par une membrane 5 du côté orienté vers la chambre de soupape. Dans des électrovannes à amortissement hydraulique de ce genre, l'armature refoule, au cours de son déplacement, de l'huile d'une de ses faces à l'autre à travers un conduit d'étranglement, de sorte qu'on obtient ainsi un amortissement du mouvement de 10 l'armature. La membrane sert ici non seulement à assurer l'étan-chéité, mais encore, grâce à son extension correspondante, à maintenir constant le volume d'huile. Les forces nécessaires à l'extension de la membrane doivent être exercées par 1'électroaimant. 15 Ces difficultés ne se produisent pas dans un autre genre de construction dans lequel une chambre à huile sùbdivisée par une membrane présentant un conduit d'étranglement est disposée du côté de 1'électro-aimant qui est opposé à la soupape et où l'armature est accouplée à la membrane par une tige constituant un pro-20 longement de l'armature; mais dans ce cas, la partie de la chambre contenant l'armature n'est plus séparée de manière étanchë de la chambre de soupape. Les électrovannes nécessitent en général un ressort de fermeture qui, en cas de manque d'excitation de 1'électro-aimant, amè-25 ne la pièce de fermeture de la soupape dans une position prédéterminée: généralement la position de fermeture. Ce ressort doit être réalisé avec une force suffisante pour que, dans tous les cas,il maintienne la soupape fermée, même si, par exemple, à une pression d'arrivée très élevée, agissant en sens contraire de l'ac— 30 tion du ressort de fermeture,n'est opposée qu'une très faible pression de départ.Mais un ressort de fermeture de grande force exige aussi, pour l'ouverture de 1'électrovanne, un électroaimant d'une puissance correspondante. On connaît bien pourtant des électrovannes non soumises à 35 des pressions dans lesquelles deux membranes compensent les pressions agissant sur la pièce de fermeture. Dans un mode de construction connu, la tige de soupape accouplée à l'armature se prolonge à travers le siège de soupape au-delà de la pièce de fermeture. Les deux membranes sont fixées à cette tige des deux 40 côtés du siège de soupape et ferment respectivement les chambres d'admission et d'échappement. Mais avec des électrovarmes de ce 69 14043 2 2007838 genre on se heurte à des difficultés pour mettre en oeuvre un amortissement hydraulique. L'invention a donc pour but de réaliser une électrovanne qui puisse se satisfaire d'un amortissement hydraulique silen-5 cieux et ne nécessite pas de forces de fermeture élevées. Pour résoudre ce problème, on part d'une électrovanne à a-mortissement hydraulique du genre décrit ci-dessus et celle-ci, conformément à l'invention, est caractérisée en ce que la chambre à huile est également fermée par une membrane du côté opposé 10 à la chambre de soupape et 1Jespace situé au-delà de cette membrane, pour être soulagé de toute pression, communique à travers un conduit avec la chambre de soupape située en dessous de la pièce de fermeture. Avec ce mode de construction on obtient un soulagement to— 15 tal de toute pression à l'aide de deux membranes qui, en même temps, délimitent entre elles la chambre à huile. Du fait que la chambre à huile est limitée de chaque côté par une membrane, celles-ci n'ont besoin que de pouvoir suivre le mouvement de la tige, mais n'ont pas à subir des déformations importantes pour 25 s'adapter au volume de la chambre à huile. L'électro-aimant, son dispositif d'amortissement et le dispositif de soulagement, sont disposés d'un côté de la pièce de fermeture et peuvent donc être logés dans une même partie du corps de la soupape. Cette électrovanne, du fait de son amortissement hydrauli-25 que, fonctionne d'une manière extrêmement silencieuse. Par suite du soulagement de pression et de la délimitation de la chambre à huile par deux membranes, il suffit de forces très faibles pour l'ouverture et la fermeture de 1'électrovanne. En conséquence, on peut se contenter d'électro-aimants relativement petits. Le 30 fonctionnement de 1'électrovanne est largement indépendant de sa position de montage. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, il est prévu d'utiliser, comme conduit d'étranglement, un alésage intérieur à la tige de soupape. 35 II est recommandé, de plus, que 1'armature présente une rai' nure longitudinale qui est fermée un peu avant que l'armature atteigne sa position extrême supérieure* Cette rainure longitudinale forme alors un conduit d'étranglement de section relativement grande5 de sorte que la soupape peut commencer, par s'ou-40 vrir rapidement. Ensuite la section du conduit d'étranglement Original 69 14043 3 2007838 diminue, de sorte que la soupape passe lentement dans sa position extrême supérieure. Dans un perfectionnement de l'invention, l'armature et la tige de soupape, avec interposition d'un ressort agissant sur la 5 tige dans le sens correspondant à l'ouverture, peuvent être mobiles l'une par rapport à l'autre et il peut être prévu un étranglement dans le conduit de communication. Avec ce mode de construction, l'armature et la soupape ont des amortissements séparés. L*armature est toujours amortie hydrauliquement; elle peut 10 se soulever rapidement et n'est fermée qu'un peu avant d'atteindre sa position extrême supérieure. La soupape,dans son mouvement d'ouverture,comprime le gaz dans la chambre supérieure de soulagement. Jusqu'à un emplacement prédéterminé, la soupape s'ouvre rapidement; ensuite elle est freinée par la compression 15 du gaz dans la chambre supérieure de soulagement. Il est en outre judicieux que la pièce de fermeture, d'une manière connue, comporte une pièce d'étranglement qui agit dans la première phase du mouvement d'ouverture. De cette manière, la soupape peut effectuer une course relativement grande jusqu'au 20 début du freinage, sans que, dans, l'intervalle, la soupape ait déjà libéré une trop grosse section d'ouverture. Ce qu'on cherche à obtenir c'est que pendant le rapide mouvement d'ouverture, environ 25% seulement de la section soit libéré et que la suite du mouvement d'ouverture s'effectue lentement afin d'empêcher 25 que le gaz d'un brûleur s'allume d'une manière bruyante. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide de deux exemples non limitatifs de réalisation, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement, en coupe longitu-30 dinale, un premier exemple de réalisation dans lequel la moitié gauche correspond à la position d'ouverture et la partie droite à la position de fermeture, et - la figure 2 représente, d'une manière analogue, un second exemple de réalisation. 35 Dans l'exemple de la figure 1, le corps de soupape 1 compor te un siège de soupape 2 qui coopère avec une pièce de fermeture 3. En dessous de la pièce de fermeture se trouve une chambre d'arrivée 4 et en dessus une chambre de départ 5. Le corps de soupape porte une partie rapportée 6 dans laquelle est rassemblée 40 la totalité du mécanisme de commande. 69 14043 4 2007838 Cette partie rapportée contient une bobine d'électro-aimant 7,avec ses conducteurs de raccordement correspondants 8, montée sur un corps de bobine 9. A l'intérieur du corps de bobine est guidée une armature 10 rigidement liée à la tige de soupape 11 5 portant la pièce de fermeture 3. Sur l'armature 10 agit un ressort de fermeture 12 qui s'appuie sur un bouchon 13 de 1*électroaimant. Le retour de flux magnétique s'effectue à travers deux plaquettes de matériau magnétique 14 et 15, ainsi qu'à travers le boîtier extérieur 16 de la partie rapportée 6. 10 La tige de soupape porte respectivement en dessus et en dessous de 1'électro-aimant deux membranes 17 et 18 dont les bordures périphériques sont serrées dans le boîtier. Au-dessus de la membrane supérieure 17 se trouve une chambre de soulagement supérieure 19 qui, à travers un alésage 20 de la tige de soupape, 15 communique avec la chambre d'arrivée 4. En dessous de la membrane inférieure 18 se trouve une chambre de soulagement inférieure 21 qui est en communication avec la chambre de départ 5. L'espa-ce 22 situé entre les membranes 17 et 18 est rempli d'huile. L'armature présente une rainure inngjn*is> 23 g^i-j cet -For""**»—-20 à son extrémité inférieure 24. Lorsque la soupape est dans sa position de fermeture représentée à droite sur la figure 1, la pression d*arrivée agit sur la face inférieure de"la pièce de fermeture 3 et simultanément sur la face supérieure de la membrane 17. Cette membrane est 25 dimensionnée de telle manière que la force exercée sur elle est à peu près égale à la pression éxercée sur la partie active de la pièce de fermeture 3. La pression de départ agit d'une manière analogue sur la face supérieure de la pièce de fermeture 3 et sur la face inférieure de la membrane 18. A l'enclenchement de l*é-30 lectro-aimant 7 l'armature 10 est attirée vers le haut. Dans cette opération, par suite de l'effet de soulagement précité, il faut surmonter uniquement la force du ressort de fermeture 12 et la force de pesanteur. Le début du mouvement de fermeture s'effectue rapidement du fait que l'huile peut être refoulée à tra-35 vers la rainure longitudinale 23. Mais un peu avant d'atteindre sa position extrême supérieure, cette rainure n'existe plus. De l'huile ne peut être refoulée qu'à travers la mince fente annulaire autour de l'armature 10, ce qui entraîne un freinage intense, de sorte que l'armature vient buter lentemejjfc, donc silen— 40 cieusement, contre le bouchon d*électro-aimant 13. Le mouvement 69 14043 5 2007838 de fermeture, lorsqu'on coupe 1 *électro-aimant, s'effectue essentiellement sous l'action du ressort de fermeture 12 relativement faible et du poids propre des pièces mobiles. Dans l'exemple de réalisation représenté, les parties avoi-5 sinant les membranes 17 et 18 de la chambre à huile communiquent entre elles non seulement à travers un conduit central où est logée la tige, mais encore à travers un conduit extérieur 25. On peut voir que le volume de l'espace situé entre les deux membranes 17 et 18, lorsque la tige se déplace, ne varie tout au plus 10 que d'une manière inappréciable. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, les mêmes pièces portent les mêmes références que dans la figure 1. La seule différence essentielle est que l'armature 10 et la tige 11 sont mobiles l'une par rapport à l'autre et sont accouplées par 15 l'intermédiaire d'un ressort 26 qui prend appui d'un côté sur l'armature et de l'autre côté sur la tige de soupape. D'autre part, à l'intérieur du conduit 20 est prévue une pièce d'étranglement rapportée 27. Enfin la pièce de fermeture comporte une partie 28 servant à produire à la fermeture un effet d'étrangle-20 ment qui s'engage à l'intérieur du siège de soupape 2. Dans ce mode de construction, le dispositif de soulagement et le dispositif hydraulique d'amortissement fonctionnent comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1. Mais lorsque l'é— lectro-aimant 7 est enclenché, l'armature 10 se déplace vers le 25 haut sans que ce mouvement entraine immédiatement celui de la pièce de fermeture. Au contraire, la pièce de fermeture est poussée vers le haut sous l'action du ressort d'accouplement 26, mais subit, du fait de la compression du gaz qui se produit dans la chambre de soulagement 19 et qui est provoquée par la pièce 30 d'étranglement 27 rapportée, un effet de freinage autonome qui s'établit après une course prédéterminée. Cette course est di-mensionnée de telle manière que la partie 28 provoquant l'effet d'étranglement de la pièce de fermeture commence juste à quitter le siège de soupape. Indépendamment du mouvement de l'armature, 35 la. soupape s'ouvre donc rapidement jusqu'à une petite section, de grandeur prédéterminée, mais ensuite le mouvement d'ouverture se continue lentement. Les- variations intervenant dans le mouvement de l'armature, à la suite par exemple de surpressipns ou de dépressions, sont à peine perceptibles lors du mouvement de la 40 pièce de fermeture. Le mouvement de fermeture de l'armature et 69 14043 6 2007838 de la pièce de fermeture s'effectue sous l'action de forces relativement faibles du ressort et n'ont besoin d'aucune explication plus détaillée. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 69 14043 7 2007838 REVENDICATIONS 1.- Electrovanne à amortissement hydraulique, notamment pour des gaz, dans laquelle une chambre à huile à l'intérieur de laquelle se déplace une armature soumise à l'action d'un ressort de fermeture est fermée par une membrane du côté orienté vers la 5 chambre de soupape, laquelle électrovanne est caractérisée en ce que la chambre à huile (22) est également fermée par une membrane (17) du côté opposé à la chambre de soupape et l'espace (19) situé au-delà de cette membrane, pour être soulagé de toute pression, communique,à travers un conduit (20),avec la chambre de 10 soupape (4) située en dessous de la pièce de fermeture (3). 2.- Electrovanne selon la revendication 1, caractériséeen ce qu'il est prévu, dans la tige de soupape (11), un alésage (20) servant de conduit d'étranglement. 3.- Electrovanne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée 15 en ce que l'armature (10) présente une rainure longitudinale (23) qui est fermée un peu avant que l'armature atteigne sa position extrême supérieure. 4.- Electrovanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'armature (10) et la tige de soupape (11),avec 20 interposition d'un ressort (26) agissant sur la tige dans le sens correspondant à l'ouverture, sont mobiles l'une par rapport à 1* autre et qu'il est prévu un étranglement (27) dans le conduit de communication (20). 5.- Electrovanne selon la revendication 4, caractérisée en 25 ce que, d'une meulière connue, la pièce de fermeture (3) comporte une pièce d'étranglement (28) qui agit dans la première phase du mouvement d'ouverture.