Brevet FR2284812A1 — publié le 19760409

La présente invention a pour objet une soupape à actionnement magnétique pour fluide liquide ou gazeux, compre nant une armature montée à l'intérieur d'un corps de soupape fermé que traverse le fluide et pouvant se déplacer en va et vient entre au moins deux positions de manoeuvre, ainsi que des moyens pour commander les déplacements de cette armature. Il est connu, dans les soupapes à commande magnétique, de prévoir un électro-aimant pour l'actionnement de l'armature. Les organes d'actionnement, qui peuvent constituer un prolongement de l'armature elle-mEme, pénètrent alors de l'intérieur de la bobine de l'électro-aimant dans l'intérieur du corps de soupape, ce qui suppose la réalisation d'une excellente étanchéité de la traversée. Par suite du frottement qui se produit entre les moyens d'étanchéité et l'organe d'actionnement, la force qu'exerce l'életro-aiinant sjr. l'organe d'actionnement doit etre relativement élevée. La présente invention se donne pour but de voir une soupape à actionnement magnétique du genre précité, dans lequel il ne soit pas nécessaire de prévoir l'emploi de moyens d'étanchéité pour la traversée des organes d'actionnement à travers le corps de soupape, et dans laquelle la force d'actionnement puisse etre réduite par rapport aux formes de réalisation connues de soupapes à actionnement magnétique. La conanande d'une telle soupape doit, par ailleurs, pouvoir etre assurée sans recours à des organes de manoeuvre électriques. Ce but est atteint, conformément h l'invention, grace au fait que pour provoquer le déplacement de 1 'armature est prévu de façon en elle-meme connue un aimant permanent qui est monté extériewrement au corps de soupape sur un dispositif de fixation et de guidage de manière à pouvoir se déplacer en direction de l'armature, et qui comporte un organe manuel à actionnement mécanique grace auquel il peut être rapproché de l'armgtu- re entre une position de repos et une position de fonctionnement. L'emploi d'un aimant permanent pour la commande du déplacement d'une armature est en lui-mEme connu dans un dispositif controlant l'écoulement d'ur premier fluide en fonction de l'écollement d'un second fluide. Dans ce dispositif connu, toutefois, l'aimant permanent qui réagit à l'écoulement de l'ion des fluides est disposé dans le canal d'écoulement de ce meme fluide. Dans la soupape selon l'invention, par contre, l'aimant permanent n'est pas disposé dans le canal d'écoulement, mais monté extérieurement au corps de soupape. De ce fait ne sont pas nécessaires des moyens de I.iiso: mécaniques entre l 1elle compo sants du dispositif. On peut en outre fc ~e l'cconomie de moyens électriques de commande pour cette soupape. Par suite de l'absence de liaisons mécaniques entre l'aimant permanent et l'armature, la force d'actionnement de la soupape est relativement réduite. Une réduction supplémentaire de cette force d'actionnement est encore possible si, selon un autre aspect de l'invention, cet actionnement de la soupape est assisté par une commande auxilliaire de nature hydraulique. Selon un autre aspect encore de l'invention, un unique organe d'actionnement peut permettre de manoeuvrer plusieurs aimants permanents et de controler ainsi plusieurs soupapes. D'autres détails de cette variante de réalisation ressortiront à la lecture de la description suivante ainsi que des revendications y annexées. L'invention sera dUcrite plus en détail à propos de deux formes de réalisation, données à simple titre d'exemples illustratifs, et avec référence aux dessins ci-annexés, en lesquels La figure I représente en coupe une soupape à actionnement magnétique selon l'invention Et les figures 2 et 3 représentent, respectivement en élévation latérale et en vue de dessus, une variante de réalisation comportant deux soupapes à actionnement magnétique qui sont controlées par un unique organe de manoeuvre. La soupape à actionnement magnétique représentée à la figure I des dessins comporte un corps de soupape I qui est muni d'une tubulure d'entrée 2 et d'une tubulure de sortie 3. La tubulure de sortie 3 stengage à l'intérieur du corps I et y forme par son extrémité un siège de soupape 4. A ce siège de soupape 4 est associé un organe d'obturation 5 en forme de cuvette, lequel est doublé par une membrane 6 en matière élastique qui est fixée au corps de soupape I. Le compartiment délimité par la membrane 6 est fermé par une plaque 7.Cette plaque 7 est de préférence constituée en une matière dépourvue de propriétésmagnétiqes. La membrane 6 repose contre la cuvette 5 qui porte elle-même sur sa face supérieure un disque 9 et sur lequel vient en appui sous l'effet d'un ressort de compression II, une armature IO en matière magnétisable. Le compartiment délimité par la membrane 6 et par la plaque 7 est en comnunication au moyen d'un canal I2 avec la sortie de la soupape, et au moyen d'un canal I3 avec entrée de cette soupape.Le canal I2 débouche sur la face supérieure du disque 9, et cet orifice se trouve obturé par l'armature IO dans la position de fermeture de la soupape représentée sur le dessin. Pour l'actionnement de la soupape est utilisé un aimant permanent I4 qui ést monté dans un dispositif 35 de fixation et de guidage de manière à être mobile selon la direction de la double flèche I5. Le dispositif de fixation et de guidage 35 comporte une embase 36 fixée sur le corps de soupape I, embase sur laquelle est vissé un capot 37 de forme cylindrique. Le capot 37 sert d'une part à immobiliser l'aimant permanent 14 chargé par un ressort de compression 38 dans sa position de repos, et d'autre part à guider cet aimant permanent ainsi qu'éventuellement un organe manuel d'actionnement 39 qui y est associé lors d'une manoeuvre de la soupape tendant à déplacer l'organe d'obturation 5 (selon la direction de la double flèche 15).Dans la position de repos représentée sur la figure I des dessins, la soupape se trouve en position de fermeture, pour laquelle la cuvette 5 applique la membrane 6 contre le siège de soupape 4. Lorsqu'on désire ouvrir la soupape, il est nécessaire de déplacer par une pression sur l'organe d'actionnement 39, l'aimant perm- nent 14 en direction de la plaque 7. L'aimant permanent attire alors l'armature IO, qui se déplace vers le haut et libère ainsi l'orifice du canal I2. Le fluide du circuit controlé par la soupape peut alors s'écouler à travers les canaux I3 et I2 depuis la tubulure d'entrée 2 jusqu'à la tubulure de sortie 3, et soulever la cuvette 5 et la membrane 6 du siège de soupape 4. La soupape se ferme à nouveau lorsque l'aimant permanent I4 est ramené dans la position de repos représentée sur le dessin. L'orifice du canal I2 se trouve à nouveau obturé par l'arna- ture IO qui est ramenée dans la position représentée sur le dessin par l'action du ressort II ; dans le compartiment compris entre la membrane 6 et la plaque 7 s'établit une pression qui applique la membrane 6 par l'intermédiaire de la cuvette 5 contre le siège de soupape 4. La forme de réalisation de soupape représentée sur le dessin, incluant une commande auxiliaire, présente le grand avantage que la force nécessaire pour l'actionnement de la soupape ne doit pas vaincre la pression du fluide dont on controle l1écou- lement, mais doit simplement suffire à vaincre la force du ressort II. De la sorte, il suffit d'une force minime pour actionner la soupape. Le canal I2 se prolonge à l'intérieur de la tubulure de sortie 3 par un organe de guidage I6 qui facilite l'écoulement d'un liquide ou d'un gaz depuis le siège de la soupape 4 vers l'extrémité de la tubulure de sortie 3. Les figures 2 et 3 des dessins représentent en élévation latérale et en vue de dessus un dispositif constitué de deux soupapes du genre ci-dessus décrit. Ces soupapes possèdent une tubulure d'entrée commune 17 disposée sur la face postérieure du dispositif, et deux tubulures de sortie I8 et 19 L'actionnement des deux soupapes s'effectue par l'intermédiaire d'un organe commun de manoeuvre 20, qui est fixé sur un levier basculant 21. Ce levier basculant 21 est guidé avec possibilité de coulissement par son axe de pivotement 22 qui est engagé à ses deux e:Itrémités dans des trous allongés 23 d'un cadre 24, et qui est normalement maintenu dans la position de repos représentée sur le dessin par l'action d'un ressort 25. A ce levier basculant 21 sont rigidement fixés deux aimants permanents 26 et 27. Le cadre 24 est fixé par sa platine 29 sur le corps de soupape. Lorsque l'organe d'actionnement 20 est déplacé vers la droite selon la direction de la flèche 28, le levier 2I bascule autour de son axe 22 vers la droite du dessin et vers le bas l'aimant permanent 27 est alors appliqué contre la platine 29, ce qui a pour effet d'ouvrir la soupape 3G. Le fluide s 'écoule alors de la tubulure d'entrée I7 à la, tubulure de sortie I9. Le ressort 25 est de son c8té comprimé. Dans cette position, des saillies 32 prévues latéralement de part et d'autre sur le levier basculant 21 sont en appui sur le cadre 24.Lorsqu'on relâche l'organe d'actionnement 20, le ressort 25 ramène à nouveau l'aimant permanent 27 vers sa position de repos représentée sur le dessin, ce qui a pour effet de refermer la soupape 30. Si l'on déplace à présent l'organe d'actionnement 20 selon le sens de la flèche 3I, le levier pivotant 2I se déplace vers la gauche, en entrainant son axe de pivotement 22 dans la limite autorisée par les deux troux allongés 23. De ce fait, les deux saillies 32 remontent en glissant sur le bord supérieur du cadre 24, tandis que les deux autres saillies 33 en descen dent.Une fois terminé ce mouvement de glissement vers le bas des saillies 33, l'aimant permanent 26 se trouve à son tour ap pliqué sur la platine 29 de la soupape 35, et cette soupape s'ouvre, c'est-à-dire que le courant de fluide s'établit entre la tubulure d'entrée I7 et la tubulure de sortie 18. Une fois relachée l'organe d'actionnement 20 ; l'aimant permanent 26 con serve par suite de l'appui des deux saillies 32 sur le cadre 24 la position qu'il a atteinte, c'est-d-di.e qu'il reste appliqué sur la platine 29.Ce n'est que lorsque l'organe d'actionnement 20 est ramené selon la direction de la flèche 28, que se produit une interruption du courant de fluide entre la tubulure d'entrée I7 et la tubulure de sortie 18. Le ressort 25 est calculé de la- nitre à assurer le maintien de l'aimant 26 au contact de la pla tine 29, ainsi qu'à maintenir 11 organe d'actionnenent 20 et par conséquent le levier pivotant 2I dans la position de repos repré sentée sur le dessin. Lorsque l'organe d'actionnement 20 est ra mené de sa position gauche extrême vers sa position de repos, on ressent alors en cas de franchissement de cette dernière une for te réaction du ressort 25.La position de repos se trouve ainsi parfaitement définie. Ce ne serait pas sortir du cadre de l'invention que de disposer le ressort 25 non pas sur X côté droit, mais sur le côté gauche du dispositif de soupapes selon la figure 3 des dessins. En pareil cas, la soupape 35 pourrait etre actionnée par pression du doigt. Il serait encore possible de disposer des ressorts des deux cotés du levier basculant 2I. En pareil cas, ce sont les s XUS soupapes 30 et 35 qui pourraient entre actionnées par pres- sion du doigt. Si l'on utilisait aucun ressort, c'est-b-dire Si l'on supprimait le > ressort 25, le dispositif de soupape présente rait alors deux positions de manoeuvre stables. Il est encore possible de recourir à un agencement tel que celui de la figure I. Une soupape ou un dispositif de soupape selon les diver ses figures et dessins est particulièrement approprié au con trôle de l'écoulement d'eau pour applications à l'art dentaire. Le dispositif des figures 2 et 3 permet par exemple de contrôler au moyen de la soupape 30 l'écoulement de l'eau en vue du rinça ge du verre à bouche, et au moyen de la soupape 35 l'écoulement de geau pour le rinçage du crachoir du praticien. Le crachoir doit en effet entre rince pendant une durée prolongée, si bien que le dispositif d'actionnement de la soupape 35 possède avantageusement une position de manoeuvre stable correspondant à l'ouverture de la soupape 35, tandis que le rinçage d'un verre à bouche peut s'effectuer par pression du doigt sur l'organe de manoeuvre 20 selon le sens de la flèche 28. Un avantage particulièrement important de la soupape selon l'invention consiste en ce que cette soupape peut etre employée en l'absence de réseaux de distribution électrique, ainsi que dans les endroits ou les règles de sécurité s'opposent à l'emploi de dispositifs électriques, par exemple dans des locaux présentant un risque d'explosion. REVENDICATIONS I) Soupape à actionnement magnétique pour fluide liquide ou gazeux, comprenant une armature montée à l'intérieur d'un corps de soupape fermé que traverse le fluide et pouvant se déplacer en va et vient entre au moins deux positions de manoeuvre, ainsi que des moyens pour commander des déplacements de cette armature, caractérisée par le fait que pour provoquer le déplace cement de l'armature (IO) est prévu de façon en elle-mEme connue un aimant permanent (I4) qui est monté extérieurement au corps de soupape (I) dans un dispositif de fixation et de guidage (35) de manière à pouvoir se déplacer en direction de l'armature, et qui comporte un organe manuel (39) à actionnement mécanique grace auquel il peut etre rapproché de l'armature entre une position de repos et une position de fonctionnement. 2) Soupape selon la revendication I, caractérisée par le fait que l'une des positions de manoeuvre de l'armature (IO) est définie par une plaque (7) qui constitue une partie de la paroi extérieure du corps de soupape (I), et que l'aimant permanent (I4) est monté de manière mobile sur la face extérieure de ces deux plaques (7). 3) Soupape selon l'une des revendications I ou 2, caractérisée par le fait que l'armature (IO) est placée dans un com- partiment du corps de soupape qui est fermé par une membrane (6), lequel compartiment communique par des canaux (I2, I3) respectivement avec la sortie et avec l'entrée de la soupape, que l'armature (IO) peut etre déplacée selon un mouvement de va et vient par l'aimant permanent (I4) entre les deux positions assurant respectivement la fermeture et l'ouverture de l'orifice du canal (I2) débouchant sur la sortie de la soupape, et qu'un d lent de paroi (6) du compartiment de la soupape qui accompagne la membrane dans ses déplacements sert au contrôle de l'écouhe- ment du fluide. 4) Soupape selon l'une quelconque des revendications I à 3 et comportant un orifice d'entrée (I7) et plusieurs orifices de sortie (I8, 19), caractérisée par le fait qu'à chaque orifice de sortie sont associés une arcature et un aimant permanent (26, 27), et que tous les aimants permanents peuvent etre déplacés au moyen d'un dispositif commun d'actionnement (20, 2I). 5) Soupape selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'au dispositif d'actionnement (20, 21) sont associés des moyens élastiques (25) qui provoquent le rappel d'au moins un aimant permanent (27) vers sa position de repos larsqu'est relaché le dispositif d'actionnement. 6) Soupape selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le dispositif d'actionnement (20, 21) comporte un organe de manoeuvre (20) mobile dans les deux sens (28, 31) et est constitué de manière à revenir vers sa position de repos lorsqu'est relaché l'organe de manoeuvre (20) précédemment actionné selon l'un des sens de manoeuvre (28), et à demeurer en sa position de fonctionnement après relachement de cet organe de manoeuvre (20) lorsque ce dernier a été précédemment actionné dans l'autre sens de manoeuvre (31). 7) Soupape selon la revendication 6, caractérisée par le fait que l'organe de manoeuvre (20) est fixé à un levier basculant (21) dont l'axe de pivotement (22) est monté avec possibilité de coulissement dans des ouvertures allongées (23) d'un cadre(24) rigidement fixé sur le corps de soupape, qu'un aimant permanent (26) est fixé sur ce levier de chaque coté de son axe de pivotement (22), qu'à une extrémité de ce levier est attaché un ressort (25) accroché au corps de la soupape, ce ressort tendant à ramener le levier vers sa position de départ pour laquelle l'axe de pivotement occupe une position prédéterminée dans les ouvertures allongées, et que sur ce levier basculant (21) sont disposées des butées (32, 33) de façon telle que selon la position de l'axe de pivotement (22) l'une ou l'autre de ces butées glisse sur le cadre 24 et empêche le déplacement de l'un des aimants permanents (26, 27) vers sa position de fonctionnement.