Brevet FR2590326A1 — publié le 19870522

Vérin Thermo-électrique Le dispositif selon l'invention, concerne les mécanismes de déplacements de charges commandées par une source électrique. Les dispositifs actuellement utilisés dans ce domaine sont soit purement électriques, soit associés à un moteur électrique. Dans le premier cas, le dispositif est constitué d'un électro-aimant - le champ magnétique provoqué par l'intermédiaire de la bobine - entrain le déplacement du noyau. Mais les puissances et courses obtenues sont faibles. I1 est d'ailleurs techniquement difficile d'obtenir des courses supérieures à 25 mm. I1 existe également des moyens mettant en oeuvre un moteur électrique associé à un système vis-écrou permettant d'obtenir des efforts et courses nettement plus importants que dans le cas précédent. mais ces moyens sont volumineux. I1 existe aussi des moyens pneumatiques ou hydrauliques permettant d'obtenir des efforts et courses encore plus importants. mais ces moyens sont particulièrement onéreux. Le dispositif selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Avec celui-ci, en effet, il est possible d'obtenir les courses voulues à une puissance adaptée aux besoins sans pour celà mettre en oeuvre des moyens onéreux. Selon une réalisation de l'invention, le dispositif comprend un vérin constitué d'un cylindre. d'une tige et d'un piston dont les sections sont établies selon la fonction à remplir. La chambre de ce vérin est remplie d'un gaz que l'on soumet à l'action d'une résistance électrique. Lorsque le courant passe dans cette résistance, la température du gaz s'élève le volume et la pression augmentent et le piston du vérin se déplace avec une force proportionnelle à l'intensité, la tension, la durée du courant. Lorsque la résistance n'est plus soumise à l'action du courant électrique, la température du gaz balsse et le qaz reprend son volume initial provoquant ainsi le déplacement du piston dans le sens inverse. Le rendement du vérin est considérablement amélioré lorsque le vérin étant en point mort bas. la chambre demeurant disponible est remplie d'un liquide volatil. la résistance étant excitée le liquide se transforme d'abord en vapeur saturante puis subit la dilatation des gaz selon les lois de GAY-LUSSAC, MARMOTTE et CHARLES. La résistance peut également être montée en tête de vérin -côté tige - dans ce cas, la gaz ou le liquide actif se trouve dans la chambre différentielle du vérin. On obtient ainsi, des vérins dits normalement fermés sous tension, contrairement au montage précédent, dits normalement ouverts sous tension. Quant à la résistance provoquant l'élévation de température, elle peut être soit du type thermo-plongeur c'est-à-dire directement en contact avec le liquide, soit du type à collier c'est-à-dire montée à l'extérieur du cylindre et transmettant la chaleur par conduction. Chacune de ces résistances peut d'ailleurs être associée à un thermostat permettant d'obtenir des pressions constantes. Selon une autre réalisation de l'invention. le vérin est équipé de deux résistances soit du type thermo-plongeur. soit du type à collier, soit un montage mixte. Chacune de ces résistances est reliée à l'une et 1 'autre des chambres situées de chaque côté du piston d'étanchéité du vérin. Celui-ci est d'ailleurs équipé d'une chambre remplie d'huile assurant le graissage permanent. On obtient ainsi, en excitant l'une ou 1 'autre des résistances un mouvement double effet du piston. Pour celà, il est nécessaire qu'au moins l'une des chambres soit partiellement remplie du liquide et complèté d'un gaz compressible de manière à permettre le déplacement du piston, lorsqu'on excite la résistance se trouvant dans 1 'autre chambre. Le dessin en annexe montre à titre d'exemple l'une des réalisations du dispositif selon l'invention. Le Vérin hydraulique constitué d'un cylindre (1) comprend une bague de guidage (2) équipée de Joints d'étanchéité et traversée d'une tige (3). Sur le fond du vérin (6) est monté par pincement une résistance (5) du type à collier. Lorsque que celle-ci est excitée par l'intermédiaire d'un courant soit alternatif, soit continu, la température s'élève, celle-ci est d'ailleurs controlée par un thermostat à lamelles, le liquide se dilate et passe à l'état de vapeur saturante, la pression et le volume initiaux augmentent jusqu'à provoquer le déplacement du piston (3) malgré la présence du ressort de rappel (7.). Lorsque la température affichée au thermostat est atteinte le circuit électrique se coupe. Le piston reste dans sa position jusqu'à ce que la température s' abaisse à la valeur minimale affichée au thermostat. Le circuit se rétablit et la température augmente à nouveau. Ceci permet de maintenir une pression pratiquement constante sans pour celà consommer de l'énergie en permanence. Par contre, lorsque le circuit d'alimentation générale est rompu, la température descend et la vapeur saturante retrouve son état initial liquide. le piston (3) reprend également son point mort bas. Selon une autre réalisation de l'invention, la tige (3) est équipée d'un piston d'étanchéité déterminant deux chambres distinctes. Lorsque la chambre droite est partiellement remplie de liquide volatil et complèté d'air alors que le piston se trouve en butée sur le fond du vérin, la chambre gauche étant entièrement remplie de liquide volatil, les résistances équipant chacune des chambres permettent d 'obtenir des mouvements de va-et-vient c'est-à-dire double effet. Ces mouvements peuvent également être obtenus soit par l'intermédiaire de deux résistances du type thermo-plongeur intérieures à chacune des chambres, ou à collier extérieures à chacune des chambres. L'élévation de la température peut également être obtenue par des émetteurs à micro-ondes ou des émetteurs du type "LASER". Ces émetteurs peuvent également être remplacés par des résistances extérieures à ruban enroulées à l'extérieur du cylindre. Le dispositif selon l'invention a de nombreuses applications dans l'industrie de l'automatisation. Des applications particulièrement intéressantes sont illimitées dans les sécurités diverses et dans la régulation d'ouverture ou de fermeture de volets. trappes, portes ou réglages liés à la température de fonctionnement. REVENDICATIONS 1- Dispositif selon l'invention permettant d'obtenir le déplacement d'un piston de vérin linéaire carac,térisé par le fait que le vérin est rempli ou partiellement rempli d'un liquide transformé en gaz par 1 'intermédiai- re d'un moyen électrique. 2- Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par le fait que ce liquide est un liquide volatil. 3- Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par le fait que le moyen électrique est une résistance chauffante. 4- Dispositif selon la revendication (3) caractérisé par le fait que la résis tance chauffante est soit directement en contact avec le liquide, soit extérieure au vérin. 5- Dispositif selon la revendication (3) caractérisé par le fait que le vérin est équipé de plusieurs résistances électriques. 6- Dispositif selon la revendication (3) et la revendication (5) caractérisé par le fait qué la ou les résistances sont équipées de thermostats. 7- Dispositif selon les revendications 1 - 2 - 3 et4 caractérisé par le fait quele vérin est équipé de soupape de surpression.