Brevet FR2569880A1 — publié le 19860307

1i 2569880 L'invention se rapporte à un appareil d'étran- glement comprenant un bottier qui présente une entrée et une sortie, et o il est prévu un élément obturateur dis- posé dans le bottier et servant à régler le débit d'un conduit situé entre l'entrée et la sortie. On connait des appareils d'étranglement (par exemple brevet de la R.F.A. DE-26 02 328) dans lesquels on peut règler un débit et dans lesquels, en écartant l'élément obturateur de l'appareil de sa position neu- tre, on peut régler de petits débits de fluide sous pres- sion avec précision mais les appareils d'étranglement de ce genre présentent l'inconvénient consistant en ce que, d'une part, il n'est pas possible d'obtenir une fréquen- ce de commutation rapide et que, d'autre part, il n'est pas possible de régler le débit sur un large interval- le. En partant de cet état de fait, le but de l'in- vention est de créer un appareil d'étranglement dans le- quel un débit puisse être commandé indépendamment du sens de circulation et dans lequel le débit puisse être modifié à volonté et par pas successifs et o on puisse en même temps obtenir une commande du débit avec une réponse rapide. Suivant l'invention, pour résoudre ce problème, l'élément obturateur de l'appareil est composé d'au moins un électro-aimant, chaque électroaimant pouvant être commandé individuellement et comprenant un corps de bobine portant un enroulement et un noyau plongeur qui agit directement ou indirectement sur la section du con- duit. Ce genre de forme de réalisation présente un avantage consistant dans la possibilité d'une commande simple et non sujette aux pannes, en ce sens que le noyau plongeur de l'électro-aimant règle directement le débit en plongeant dans le conduit. Dans cette réalisa- tion, le noyau plongeur peut fermer directement le con- 2 2569880 duit ou ne le fermer que partiellement, de sorte qu'il est possible d'obtenir un courant résiduel constant. Selon une autre caractéristique essentielle, il est prévu que les noyaux plongeurs sont agencés perpendi- culairement à l'axe central du conduit. Ceci apporte l'avantage de permettre de commander l'appareil d'étran- glement indépendamment du sens de l'écoulement. L'intro- duction du noyau plongeur dans le conduit influe sur la résistance à l'écoulement. Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, on prévoit comme conduit au moins un espace annulaire disposé transversalement au sens de l'écoule- ment. Ici, lorsqu'il traverse l'appareil d'étranglement, le fluide est introduit dans le conduit ou l'espace annu- laire, en se dirigeant radialement vers l'extérieur de sorte que les noyaux plongeurs répartis sur toute la cir- conférence influent sur la résistance à l'écoulement. Dans une construction de ce genre, il est prévu plu- sieurs électro-aimants, de sorte que, avec une commande parallèle et un grand nombre de noyaux plongeurs, non seulement on peut régler le débit sur un large interval- le mais que, en outre, il est possible de réaliser une commande à réponse rapide, simple et sans risque de pan- nes. Grâce à la commande en parallèle de chacun des élec- tro-aimants, on peut obtenir une fréquence de commuta- tion rapide. Pour obtenir une plus grande variabilité du débit, et selon un exemple préféré de réalisation de l'invention, on prévoit comme conduit plusieurs canaux reliés à l'entrée et à la sortie cependant que, dans cha- que canal plonge au moins un noyau plongeur d'un électro- aimant. Un avantage de cette forme de réalisation con- siste en ce que le conduit peut être subdivisé en un nom- bre voulu de canaux individuels qui peuvent être réglés indépendamment les uns des autres. Dans ce cas, chaque - 3 - = s2569880 canal individuel est commandé par un électro-aimant muni d'un noyau plongeur. En faisant plonger le noyau plon- geur dans le canal, on-obtient un réglage du débit. Grâ- ce à la commande parallèle, chaque canal peut être in- fluencé individuellement, de même que tous les canaux peuvent être influencés ensemble dans leur résistance à l'écoulement. Dans ce cas, les différents canaux peuvent sans inconvénient posséder la même section ou ou possé- der chacun une section différente. Selon la forme de réa- lisation, le noyau plongeur est adapté à sa fonction par sa surface de projection. En outre, selon une forme de réalisation, les canaux s'étendent radialement, transversalement à la di- rection de l'écoulement. Dans une telle forme de réalisa- tion, l'appareil d'étranglement est relié à l'entrée et à la sortie par des fixations à bride, les électro-ai- mants étant disposés dans le sens de l'écoulement. Les différents canaux s'étendent radialement vers l'exté- rieur, en étoile, et les courants reviennent radialement de l'extérieur vers l'intérieur par renvoi dans d'autres canaux. -Dans cette construction, il est possible de mon- ter des électro-aimants munis de noyaux plongeurs aussi bien dans le canal d'arrivée que également dans le canal de retour, selon la variabilité et la rapidité de commu- tation désirées.:: D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la Iecture de la descrip- tion qui va suivre de -plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexes sur lesquels, la figure 1 représente un appareil d'étrangle- ment présentant une chambre annulaire et dans laquelle les électro-aimants sont disposés-dans la direction axia- le; la figure 2 est une coupe de l'appareil d'étran- glement représenté sur la figure 1, avec un plus grand nombre de noyaux plongeurs; - 4 2569880 la figure 3 représente un appareil d'étrangle- ment dans lequel le conduit s'étend parallèlement à l'en- trée et à la sortie et qui comprend un plus grand nombre d'électroaimants; la figure 4 est une coupe de l'exemple de réali- sation représentée sur la figure 3; la figure 5 montre un canal annulaire muni d'électro-aimants et de noyaux plongeurs, dans une vue en coupe; la figure 6 est une représentation en coupe, en principe analogue à celle de la figure 5, mais avec la différence consistant en ce qu'on a utilisé des noyaux plongeurs de plusieurs diamètres différents; la figure 7 représente en coupe un dispositif comprenant quatre canaux s'étendant radialement; la figure 8 représente un dispositif comprenant huit canaux s'étendant en étoile; la figure 9 montre une forme de réalisation dans laquelle il est prévu un nombre relativement grand d'électro-aimants dans chaque canal individuel. L'appareil d'étranglement représenté sur la fi- gure 1 est composé de l'élément obturateur 1, d'un cer- tain nombre d'électro-aimants 2, qui sont composés de corps de bobines 3 et de noyaux plongeurs 4. Le conduit 5 est composé de deux chambres annulaires individuelles 6, de sorte que chaque chambre annulaire individuelle est en communication, soit avec l'entrée 7, soit avec la sortie 8. Etant donné que le dispositif est indépendant du sens de l'écoulement, il est sans importance de con- fondre l'entrée 7 et la sortie 8. L'élément obturateur 1 de l'appareil est composé de deux parties élémentaires la et lb qui sont assemblées par des fixations à brides et à joint étanche au moyen de vis 12. Lorsque l'appa- reil d'étranglement est traversé par un fluide, chaque électro-aimant individuel introduit un noyau plongeur 4 dans la chambre annulaire 6, en fonction de l'ordre 2569880 qu'il reçoit, de sorte que la résistance à l'écoulement peut être modifiée selon le nombre des noyaux plongeurs que l'on fait plonger dans la chambre. Les canaux de renvoi de l'écoulement 15 assurent une répartition uni- forme du fluide dans les chambres annulaires 6. Sur la figure 2, on a montré dans une vue en élévation que les noyaux plongeurs 4 ferment presque to- talement la chambre annulaire 6 lorsque tous les noyaux sont commandés simultanément. Etant donné que les diffé- rents électro-aimants peuvent être excités en parallèle et individuellement, on est assuré d'obtenir une grande variabilité du réglage du débit. La figure 3 montre un exemple de réalisation dans lequel l'entrée 7 et la sortie 8 coincident avec la direction de l'axe du conduit 5. Egalement dans cet exem- ple de réalisation, il est prévu un grand nombre d'élec- tro-aimants 2 dont les noyaux plongeurs plongent dans le conduit 5 lorsque les électro-aimants sont excités et, de cette façon, règlent ou interrompent l'écoulement dans une mesure variable. Egalement dans cet exemple de réalisation, l'électro-aimant 2 est composé d'un corps de bobine 3 possédant un nombre correspondant d'enroule- ments et un noyau plongeur qui plonge directement dans le conduit 5. Le conduit 5 peut être constitué par un ca- nal circulaire, de même qu'on l'a représenté sur la figu- re 2. La figure 4 est une vue de dessus de l'appareil d'étranglement représenté sur la figure 3, et dans le- quel, ici également, le conduit 5 est muni d'un nombre correspondant de noyaux plongeurs 4 qui ferment le con- duit 5 lorsque les électro-aimants sont excités simulta- nément. La figure 5 représente un détail dans lequel le conduit 5 est formé des chambres annulaires 6, l'écoule- ment axial du fluide, de l'entrée 7 à la sortie 8, étant arrêté par la pièce centrale 13. Le fluide doit nécessai- 6 2569880 rement s'écouler radialement vers l'extérieur, pour péné- trer dans l'une des chambres annulaires 6 puis revenir dans l'autre chambre annulaire 6 en passant par le con- duit 5. Chacun des électro-aimants 2 de cette forme de réalisation comprend un corps de bobine 3 muni -d'un en- roulement, ainsi qu'un noyau plongeur 4 correspondant, qui plonge dans la chambre annulaire 6 correspondante et bute sur la partie centrale 13. Dans cette forme de réa- lisation, tous les noyaux plongeurs 4 possèdent le même diamètre. La figure 6 représente au contraire, un exemple de réalisation dans lequel, pour obtenir une variabilité supplémentaire de l'action sur la résistance à l'écoule- ment, les électro-aimants 2 possèdent des noyaux plon- geurs 4 qui sont de plusieurs diamètres différents. De cette façon, on peut établir et obtenir en conséquence une autre caractéristique d'écoulement. Egalement dans cet exemple de réalisation représenté sur la figure 6, on peut en principe, de même que dans toutes les formes de réalisation, exciter, par excitation parallèle, un nombre quelconque de noyaux plongeurs pour obtenir une valeur désirée de la résistance à l'écoulement désirée. Sur la figure 7, on a représenté une forme de réalisation dans laquelle le conduit 5 est divisé en ca- naux 9 s'étendant radialement vers l'extérieur. Un noyau plongeur 4 peut être engagé dans chaque canal 9 par un électro-aimant 2. Dans une telle forme de réalisation, les différentes résistances à l'écoulement sont réglées par l'enfoncement des noyaux plongeurs 4 dans les diffé- rents canaux d'écoulement 9. Les sections des noyaux plongeurs sont, soit identiques entre elles, soit diffé- rentes les unes des autres. La figure 8 montre à nouveau un conduit 5 d'o partent plusieurs canaux distincts 9 s'étendant en étoi- le. Dans cet exemple de réalisation, il est prévu à nou- veau un électro-aimant 2 et un noyau plongeur 4 par ca- 7 2569880 nal. Les sections des noyaux plongeurs peuvent être dif- f érentes. Grâce à une configuration variable de ce gen- re, on peut obtenir une caractéristique d'écoulement non linéaire. Sur la figure 9, on a représenté un autre exem- ple de réalisation dans lequel il est prévu à nouveau des canaux distincts 9 qui partent du conduit 5 mais dans lesquels plusieurs électro-aimants 2 sont disposés l'un à la suite de l'autre, leurs noyaux plongeurs 4 pou- vant posséder des diamètres identiques ou au contraire différents. Les surfaces de projection 10 correspondan- tes des noyaux plongeurs 4 possèdent dans ce cas, soit la même aire que la section des canaux 9, soit une aire plus petite de sorte que, ici également, on peut obtenir un grand nombre de possibilités d'utilisation. Sur les figures des dessins, le dispositif de rappel (14) des noyaux plongeurs 4 peut être constitué par des ressorts de rappel. Selon le cas d'application, le dispositif de rappel (14) peut être commandé par voie électromagnétique ou par la pression du circuit. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif sans sortir du cadre de l'invention. 8B 2569880 LISTE DES REFERENCES 1 Elément obturateur de l'appareil 2 Electro-aimant 3 Corps de bobine 4 Noyau plongeur Conduit 6 Chambre annulaire 7 Entrée 8 Sortie 9 Canaux Aire de la surface de projection du noyau plon- geur il Aire de section 12 Vis 13 Pièce centrale 14 Dispositif de rappel des noyaux plongeurs Canaux de renvoi de l'écoulement 9 2569880 R E V E N D ICATIONS 1 - Appareil d'étranglement comprenant un bot- tier qui présente une entrée et une sortie, et dans la- quelle il est prévu un élément obturateur disposé dans le boîtier et destiné à régler le débit d'un conduit si- tué entre l'entrée et la sortie, caractérisé en ce que l'élément obturateur (1) est composé d'au moins un élec- tro-aimant, chaque électro-aimant individuel (2) pouvant être excité et présentant un corps de bobine (3) muni d'un enroulement et d'un noyau plongeur (4) qui agit di- rectement ou indirectement sur la section du conduit (5). 2 - Appareil d'étranglement selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les noyaux plongeurs (4) sont disposés transversalement à l'axe central du con- duit (5). 3 - Appareil d'étranglement selon la revendica- tion 1, caractérisé en qu'il comprend comme conduit (5) au moins une chambre annulaire (6) disposée transversale- ment à la direction de l'écoulement. 4 - Appareil d'étranglement selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comprend comme conduit (5), plusieurs canaux (9) reliés à l'entrée (7) et à la sortie (8) et en ce que, dans chaque canal (9), peut plonger au moins un noyau plongeur (4) appartenant à un électro-aimant (2). - Appareil d'étranglement selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que les canaux (9) s'étendent radialement, transversalement à la direction de l'écoule- ment. 6 - Appareil d'étranglement selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que, dans le cas o il com- prend plusieurs électro-aimants (2), l'aire de la surfa- ce de projection (10) de tous les noyaux plongeurs (4) correspond à l'aire de section (11) du conduit (6).