Brevet FR2255533A1 — publié le 19750718

La présente invention concerne les éléments de robinetterie et plus precisément les soupapes à commande magne tique. I1 est plus avantageux d'appliquer la soupape à commande magnétique, réalisée conformément à la présente invention, dans les soupapes sans garnitures d'étanchéité et commandées à la main. On connatt les soupapes à commande magnétique, dont le noyau, pourvu d'un élément de fermeture fixé à l'une de ses extrémités, est logé dans un fourreau en matériauanagnétique rendu étanche vis-à-vis du fluide moteur Le fourreau passe à travers le centre d'un aimant permanent relié à une commande manuelle. Ledit aimant- est monté avec possibilité de déplacement par rapport au fourreau dans lequel s' engage le noyau de manière que dans chacune des positions extrêmes du noyau son extrémité opposée à celle portant l'élément de fermeture sorte du champ de force magnétique de l'aimant permanent. L'inconvénient principal d'une telle soupape à commande magnétique consiste en ce que l'énergie de l'aimant permanent est utilisée d'une manière insuffisante. La stabilité du fonctionnement de la soupape à commande magnétique dépend pour une grande part de la stabilité des caractéristiques de l'aimant permanent Ce dernier fonctionne à la ligne de retour. Comme on le sait, dans le cas d'un aimant permanent monté mobile, lorsque celui-ci se déplace et atteint la position assurant la descente du noyau, le circuit magnétique est pratiquement complètement ouvert et la ligne de retour se trouve sensiblement au-dessous de la courbe d'aimantation principale. En conséquence, il y a une utilisation insuffisamment complète de l'énergie magnétique de l'aimant permanent, ce qui conduit à l'utilisation d'aimants de grandes dimensions, ceci se traduit à son tour par une augmentation des dimensions de la soupape, ce qui n'est pas désirable. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients précités. L'on s'est donc proposé de mettre au point une soupape à commande magnétique dans laquelle l'aimant permanent serait disposé de manière que son circuit magnétique soit fermé dans les deux positions extrêmes du noyau. Ce problème est résolu par le fait que dans une soupape à commande magnétique dont le noyau est logé dans un fourreau en matériau amagnétique et porte à l'une de ses extrémités un élément de fermeture, tandis que son autre extrémité est soumis à l'action d'un aimant permanent à travers lequel passe ledit fourreau, suivant l'invention ledit aimant permanent est disposé entre deux disques en matériau magnétique doux, fixés immobiles sur ledit fourreau et encerclés par une cage en matériau magnétique doux montée avec possibilité de déplacement axial pour modifier la direction du flux magnétique lors du passage du noyau de l'une de ses positions extrêmes à l'autre. La soupape à commande magnétique, réalisée conformément à la présente invention, assure un effort de traction sensiblement supérieur grâce à l'utilisation plus efficace de l'énergie magnétique de l'aimant permanent, tout en permettant un encombrement relativement réduit de l'aimant permanent. De plus, cette disposition de l'aimant permanent prolonge la durée de service de la soupape en rapprochant son nombre de cycles de celui des soupapes à commande électromagnétique. Ci-après est donnée la description d'un exemple concret mais non limitatif de réalisation de la soupape à commande magnétique conforme à l'invention, avec références aux dessins annexés qui représentent - la figure 5, la soupape à commande magnétique conforme à l'invention, vue en coupe longitudinale (la soupape est en position fermée) - la figure 2, idem, la soupape étant en position ouverte - la figure 3, les caractéristiques comparatives de fonctionnement de l'aimant permanent d'une soupape à commande magnétique connue et de celui d'une soupape conforme à l'invention. la soupape à commande magnétique comporte un eorps 1 (figure 1) pourvu d'un siège 2 fermé par un tiroir 3. le tiroir 3 est relié au noyau 4 disposé dans un fourreau 5 qui est rigidement fixé dans le couvercle 6 du corps 1. Des disques 7 et 8 sont fixés rigidement au fourreau 5. Entre lesdits disques est logé un aimant permanent 9 qui est réalisé sous forme d'un anneau dont les faces planes font fonction de p6les. les pales sont serrés intimement aux disques 7 et 8 correspondants, réalisés à partir d'un matériau magnétique doux. Une cage 10, réalisée également en matériau magnétique doux, encercle les disques 7 et 8 suivant leurs diamètres extérieurs. La cage 10 est rigidement accouplée par des vis il à une pièce 12 destinée à déplacer la cage. la cage 10 s'appuie sur un ressort 13 ; par conséquent, la pièce 12 est poussée par le ressort dans la direction axiale. La pièce 12 est immobilisée dans une position supérieure et une position inférieure à l'aide d'un pene(non représenté) de n'importe quelle conception convenant à cet effet. L'aimant permanent 9 est monté entre les disques 7 et 8 de manière qu'entre les disques 7 et 8 et le fourreau 5, ainsi qu'entre eux et la cage 10, il se forme des entrefers annulaires t4 et 15 qui assurent une répartition d'intensité maximale du flux magnétique à travers les disques 7,8. A sa partie supérieure (d'après le dessin), le fourreau 5 est rigidement accouplé au pale 16 réalisé en un matériau magnétique doux et servant de butée pendant le déplacement du noyau 4 à partir de sa position extrême inférieure à sa position extrême supérieure. Un ressort 17 est disposé entre le pale 16 et le noyau 4 en vue de supprimer le phénomène de "collage" la soupape à commande magnétique proposée fonctionne de la manière suivante. En position fermée de la soupape, ctest-à-dire la position dans laquelle le tiroir 3 bouche le siège 2, la cage 10 embrasse en meme temps les disques 7 et 8, et le flux magnétique, représenté sur la figure t en pointillés, traverse l'aimant permanent 9, le disque 8, la cage 10, le disque 7, l'aimant permanent 9. Pour l'ouverture de la soupape on déplace la pièce 12 avec la cage 10 jusqu'à leur position supérieure, représentée sur la figure 2, de manière que l'entrefer entre la cage 10 et le disque 8 soit sensiblement supérieur à l'entrefer entre le pôle 16 et le noyau 4. Sous l'action du champ magnétique créé par limant permanent 9, le noyau 4 surmonte l'effort du ressort t7 en étant attiré vers le pôle 16. Le tiroir 3 recule du siège 2 en ouvrant le passage pour le fluide ; il se forme alors un circuit magnétique fermé aimant permanent 9, disque 7, pôle 16, noyau 4, disque 8. Pour la fermeture de la soupape, on déplace la pièce 12 avec la cage 10 jusqu'à leur position extrême inférieure. La force attirant le noyau 4 vers le pôle 16 décroît brusquement. De ce fait, le ressort déplace le noyau 4 conjointement avec le tiroir 3 jusqu'à leur position extrême inférieure, en fermant ainsi le passage dans le siège. De la sorte, l'aimant permanent 9 fonctionne suivant la ligne de retour AC (figure 3). le point A du début de la ligne de retour est déterminé par la conductibilité magnétique du circuit magnétique extérieur, lorsque sa valeur est minimale. La conductibilité minimale du circuit magnétique correspond à la somme de la conductibilité de l'entrefer entre le noyau 4, le pôle 16 et de la conductibilité de dispersion ; c'est pourquoi la ligne de retour AC se trouve sensiblement plus rapprochée de la courbe d'aimantation principale DE. Dans le cas d'un aimant permanent mobile, lorsque celui-ei se déplace et atteint la position à laquelle l'induit descend, son circuit magnétique est pratiquement presque complètement ouvert, et de ce fait le point F de la ligne de retour FG se trouve sensiblement plus bas que le point A ; il en résulte une utilisation bien plus incomplète de l'aimant permanent. Les courbes de la figure 3 sont données dans un système de coordonnées dans lequel B désigne l'induction, H désigne l'intensité du champ. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu a titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadredela revendication qui suit. REVENDICATION 1. Soupape à commande magnétique, du type comportant un noyau logé dans un fourreau en matériau amagnétique et portant à l'une de ses extrémités un élément de fermeture, tandis que son autre extrémité est soumis à l'action d'un aimant permanent à traverslequel passe ledit fourreau, caractérisée en ce que l'aimant permanent est disposé entre deux disques en matériau magnétique doux fixés immobiles sur ledit fourreau et encerclés par une cage en matériau magnétique doux montée avec possibilité de déplacement axial par rapport auxdits disques pour modifier la direction du flux magnétique lors du passage du noyau de l'une de ses positions extrêmes à l'autre.