Brevet FR2023207A1 — publié le 19700807

La présente invention se rapporte à une soupape de commande de circulation de fluide destinée, notamment, aux installations à vide poussé. On connatt une soupape de commande de circulation de fluide pour installations à vide poussé comportant un obturateur en forme de disque fixé à une armature encerclée par une bobine électromagnétique. Un ressort sollicite cet obturateur à sa position de fermeture0 Lors du passage d'un courant dans la bobine, 11 armature lève l'obturateur à l'encontre de l'action du ressort. Cette soupape a le défaut que lorsque des différences de pressions importantes sont présentes de part et d'autre de l'obturateur, elles tendent à lever celui-ci et peuvent surpasser la force du ressort qui, évidemment, est limitée par les dimensions du ressort pouvant titre logé dans la soupape, de sorte que l'obturateur peut se lever ou peut se coller dans une position d'ouverture partielle.Ainsi, il est risqué d'utiliser une telle soupape dans les cas où la différence de pressions de part et d'autre de l'obturateur tend à lever celui-ci0 Le but de la présente invention est de remédier à ce défauts Selon l'invention, une soupape de commande de circulation de fluide comprend une enveloppe, un-siège formé dans cette enveloppe et encerclant un orifice de soupape, un obturateur pouvant se déplacer dans cette enveloppe pour ouvrir et fermer cet orifice, une première et une seconde bobines électromagnétiques et une armature encerclée par lesdites bobines et pouvant titre déplacée par celles-ci afin de déplacer ledit obturateur, la disposition étant telle que lorsque la première bobine seule est excitée, l'obturateur est sollicité à fermer ledit orifice, tandis que quand la seconde seule est excitée, l'obturateur est sollicité à ouvrir cet orifice0 L'invention permet de réaliser la soupape de manière que des differences de pressions sollicitant l'obturateur dans les deux directions peuvent dtre supportées sans que l'obturateur risque d'entre maintenu dans une position intermédiaire entre sa position d'ouverture ou de fermeture complète0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence à la figure unique du dessin annexé qui est une coupe axiale verticale à travers une soupape selon l'invention0 En se référant au dessins on voit que la soupape comprend une enveloppe constituée par une pièce cylindrique creuse 4, un manchon cylindrique 7 de métal magnétique, deux bagues d'extrémité 1 et 2 de métal magnétique et un couvercle supérieur 8 aussi en métal magnétique, tous ces éléments étant coaxiaux. Dans la pièce 4 est formé coaxialement un siège 10 qui coopère avec le joint torique 11 d'un obturateur 18 de métal magnétique. Le siège 10 encercle un orifice inférieur 19 formé coaxialement dans l'enveloppe, -et la pièce 4 présente aussi un orifice latéral 12. Quand la soupape est ferméeS l'orifice 12 est isolé de l'orifice 19. L'obturateur 18 est solidaire de la partie 3 d'une armature de métal magnétique dont l'extrémité supérieure présente une ouverture taraudée coaxiale dans laquelle est vissée l'extrémité inférieure filetée d'une tige 21 de métal magnétique.Une seconde partie cylindrique d'armature 6 en métal magnétique est disposée coaxialement à une ouverture taraudée 22 qui reçoit l'extrémité supérieure filetée de la tige 21 et qui est chambrée pour recevoir un écrou 23 et une rondelle de blocage 24 fixant la partie 6 à la tige 21o Ceci permet de règler la position de la partie 6 par rapport à la tige 21 pendant l'asse blage.La pièce 6 est coaxiale à la tige et à la partie 30 Le couvercle 8 est couvert intérieurement d'un coussinet amortisseur 15 en néoprène qui évite que le couvercle 8 soit endommagé par la pièce 6o La tige 21 est guidéeaxialementdans un bloc de butée creux 5 fixé par des vis 20 au manchon 7o Une bobine électromagnétique supérieure 16 et inférieure 17 s'étendent coaxialement autour des pièces 3, 6 et 21.En fonctionnement, le champ magnétique des bobines électromagnétiques est concentré dans les pièces métalliques 1, 2, 3, 5, 6, 7 et 21o Un ressort de compression hélicordal 25 est interposé entre la bague 2 et l'obturateur 18 pour éviter tout danger en cas de panne de courant, Etant donné que la soupape décrite ci-dessus est plus particulièrement destinée aux installations à vide poussé, un tube d'acier non-magnétique 9 coaxial à l'enveloppe est interposé entre les parties 3, 6 et 21 de l'armature d'une part, et les bobines électromagnétiques 16 et 17, d'autre part, et sert à produire un joint tenant le vide dans les bobines 16 et 17 et entre ces dernières et le bloc 5. Des joints annulaires sont prévus entre les diverses pièces, là où cela est nécessaire pour assurer l'étanchéité au vide. Un pont de redressement 27 est connecté à un réseau 26 d'alimentation alternatif de 230/240 volts, la borne négative de ce pont étant reliée à l'une des bornes de chacune des bobines électromagnétiques 16 et 17. La borne positive du pont de redressement 27 est connectée, à travers une résistance R3 et des contacts de relais RL1/2 à l'autre borne de la bobine 160 Un condensateur C1 en parallèle sur une résistance R4 et en série avec une résistance R2 est branché entre les bornes positive et négative du pont 27o La résistance R2 est branchée en parallèle avec une résistance RI par des contacts de relais RL1/1.L'autre borne de la bobine électromagnétique 17 est reliée à un contact fixe des contacts de relais RL1/1 et un condensateur C2 est bran- ché aux bornes de la bobine 17. Un relais RL1 et un interrupteur SW1 en série avec celui-ci sont branchés entre le conducteur de phase et le neutre du réseau d'alimentation 26.Quand l'interrupteur SW1 est fermé, comme représenté, les contacts de relais Ru1/1 et Ru1/2 sont dans la position représentée dans laquelle la bobine électromagnétique 16 est excitée et où le condensateur C1 est chargé, Quand l'interrupteur SW1 est ouvert, le relais RL1 est désexcité et, ainsi, les contacts mobiles de ses contacts RLl/l et Roi/2 se déplacent à leur autre position que celles représentées0 Il en résulte que la tension de sortie du pont de redressement n'alimente plus la bobine électromagnétique 16 mais est appliquée à la bobine électromagnétique 17 et, en meme temps, le condensateur C1 se décharge à travers la bobine 17 augmentant ainsi la force tendant à lever l'armature 3 à l'en- contre de l'action du ressort 25o Le condensateur C2 sert simplement à uniformiser les tensions de pointe aux bornes de la bobine électromagnétique 17o Cette soupape est conçue pour fonctionner avec une différence de pressions pouvant atteindre une atmosphère de part et d'autre de l'obturateur 18, dans les deux sens. En fait, sous une différence de pressions d'une atmosphère, les fuites à travers l'obturateur, dans un sens ou dans 1'autre, sont extreme- ment faibles.En fonctionnement normal, l'un des côtés de l'obturateur peut Entre à la pression atmospherique, tandis que son autre côté est exposé à un vide poussé. Pour ouvrir la soupape, on place l'interrupteur SW1 sur la position "ouvert". Ceci a pour effet de décharger le condensateur CI à travers la bobine 17, de sorte que celle-ci est parcourue instantanément par un courant intense produisant un intense champ magnétique dont l'ac u tion s'ajoute à celle du courant, cette action conju ge ayant pour effet de tirer la partie 3 de l'armature contre le bloc 5 et, partant, d'ouvrir la soupape.La partie 3 reste attirée magnétiquement contre le bloc 5 et la soupape reste ouverte du fait de la tension de maintien appliquée aux bornes de la bobine 17 pour maintenir la pièce 3 dans cette position. Pour fermer la soupape, on place l'interrupteur SW1 dans la position "fermé". Ceci provoque la suppression de la tension Srwi}x* m txn de maintien de la bobine electromagnétique 17 et applique la tension à la bobine 160 Ainsi, la partie 6 de l'armature se déplace vers le bas pour repousser la tige 21 et la partie 3 de manière à fermer la soupape0 Quand la partie 6 de l'armature bute contre le bloc 5, elle reste attirée par voie magnétique et maintient ainsi la soupape fermée. On voit aisément que la soupape ne peut pas rester dans une position intermédiaire entre sa position de fermeture complète et sa position d'ouverture complète. Dans une variante, les parties 3, 6 et 21 de l'arma- ture pourraient autre mobiles entre elles au lieu autre solidaires. REVENDICATIONS 1o Soupape de commande de circulation de fluide qui comprend une enveloppe, un siège formé dans cette enveloppe et encerclant un orifice de soupape, un obturateur pouvant se déplacer dans cette enveloppe pour ouvrir et fermer cet orifice, une première et une seconde bobines électromagnétiques et une armature encerclée par lesdites bobines et pouvant étre déplacée par celles-ci afin de déplacer ledit obturateurs la disposition étant telle que lorsque la première bobine seule est excitée, l'obturateur est sollicité à fermer ledit orifice, tandis que quand la seconde seule est excitée, l'obturateur est sollicité à ouvrir cet orifice0 20- Soupape selon la revendication 1 qui comprend, en outre, un circuit électrique relié auxdites bobines pour appliquer alternativement à celles-ci une tension de maintien et, un condensateur et des contacts dudit circuit connectés en série aux bornes desdites bobines, le condensateur se chargeant pendant que la tension de maintien est appliquée à l'autre bobine et, au commencement de l'application de la tension de maintien à la première desdites bobines se déchargeant à travers les contacts et à travers la première bobine pour renforcer la tension de maintien appliquée à cette première bobine0 30- Soupape selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle lesdites bobines sont coaxiales et l'armature comprend une première partie s'étendant coaxialement dans la première bobine, une seconde partie s'étendant coaxialement dans la seconde bobine et qui est fixée coaxialement à l'obturateur et une troisième partie espaçant la première de la seconde, et un élément de concentration de champ magnétique fixé à l'enveloppe et disposé au-dessus d'une partie de la largeur de l'intervalle entre la première et la seconde parties de l'armature afin de servir de butée à ces parties pour limiter leur déplacement0 40- Soupape selon la revendication 3 qui comprend, en outre, une ouverture percée dans ledit organe de concentration de champ magnétique coaxialement auxdites bobines, la troisième partie de l'armature s'étendant à travers l'ouverture coaxialement auxdites bobines0 50- Soupape selon la revendication 3 ou 4 dans laquelle ledit organe de concentration de champ magnétique s'étend coaxialement dans lesdites bobines0 6o - Soupape selon la revendication 3, 4 ou 5 dans laqualle la troisième partie de l'armature est fixée aux deux premières parties de celle-ci. 7.- Soupape selon la revendication 6 dans laquelle la troisième partie de l'armature est fixée de façon réglable à la première partie de celle-ci. 8.- Soupape selon l'une des revendications 3 à 7 et qui comprend, en outre, un organe d'amortissement limitant le mouvement de la première partie de l'armature quand elle s'éloigne de l'organe de concentration de champ magnétique. 9o- Soupape selon la revendication 2 ou selon l'une des revendications 3 à 8 en relation avec la revendication 2, dans laquelle la première bobine électromagnétique est placée dans la seconde0 îOo Soupape selon la revendication 9 et qui comprend, en outre, des moyens sollicitant continuellement l'obturateur à sa position de fermeture0 Ilo- Soupape selon la revendication 10 dans laquelle les moyens de sollicitation sont constitués par un ressort, 12.- Soupape selon l'une des revendications précédentes et qui comprend, en outre, un tube non-magnétique encerclant l'armature et qui est interposé et produit un joint étanche au vide, entre l'armature d'une part et les bobines électromagnétiques d'autre part,