Brevet FR2669394A1 — publié le 19920522

-1 Electrovanne L'invention concerne une électrovanne comprenant un agencement de bobinage, un induit pouvant être déplacé par l'agencement de bobinage, un dispositif de guidage pour l'induit, au moins un parcours d'étranglement étant constitué entre le dispositif de guidage et l'induit, un élément de fermeture disposé sur l'induit, une chambre d'amortissement en liaison avec le parcours d'étranglement et un boîtier comprenant une chambre à siège de vanne. On connaît par le document DE-A 34 41 251 une vanne de détente de ce type pour des liquides pouvant se vaporiser facilement, notamment pour des installations frigorifiques, dans laquelle l'amortissement du mouvement d'un poussoir de vanne est obtenu à l'aide d'un piston d'amortissement pénétrant dans un cylindre d'amortissement L'interstice annulaire compris entre le piston d'amortissement et la paroi du cylindre est très petit et sert de parcours d'étranglement En outre, la surface de butée de l'induit est directement soumise au liquide qui traverse la vanne Ceci est la raison pour laquelle le fonctionnent de la vanne est très affecté quand des salissures contenues dans le liquide se déposent sur les surfaces de butée On s'est efforcé de s'opposer à leur tendance à se salir au moyen de filtres disposés en amont Ces filtres sont soit directement incorporés en partie dans la vanne soit montés de manière que le liquide soit filtré avant sa pénétration dans la vanne Mais ces filtres ne peuvent pas totalement éviter que des particules de fer ou autres matériaux pouvant être influencées magnétiquement se déposent sur les surfaces polaires et aient une influence sur le fonctionnent de la vanne. C'est pourquoi ces mesures s'avèrent ne pas être suffisantes quand on utilise des liquides fortement pollués. L'invention a donc pour but de proposer une vanne du type décrit dans le préambule fonctionnant sans subir d'influences défavorables malgré la présence de polluants dans le liquide. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que l'agencement de bobinage comprend un noyau fixe avec une surface de butée coopérant avec un côté de l'induit et l'induit supporte sur son côté opposé un élément de fermeture. Grâce à cette constitution, les surfaces de butée ne peuvent plus être polluées car elles sont disposées dans la chambre d'amortissement et ne sont donc plus en contact direct avec le liquide qui S 'écoule L'écoulement du liquide provoqué par le mouvement de l'induit entre la chambre à siège de vanne et la chambre d'amortissement par l'intermédiaire du parcours d'étranglement est faible, ce qui fait qu'il est très largement exclu que des salissures parviennent dans la chambre d'amortissement. Il s'est avéré particulièrement avantageux que le dispositif de guidage de l'induit comprenne un élément de guidage cylindrique comportant des rainures longitudinales disposées sur son côté interne. Les rainures longitudinales prévues sur le côté interne de l'élément de guidage cylindrique forment le parcours d'étranglement entre le dispositif de guidage et l'induit Entres les rainures longitudinales, l'induit ne dispose que de peu de jeu dans l'élément de guidage Cette mesure constructive contribue à réduire la section de passage du liquide entre la chambre à siège de vanne et la chambre d'amortissement de façon à être certain que seul un courant limité de liquide parvient dans la chambre d'amortissement par l'intermédiaire du parcours d'étranglement. De préférence, le dispositif de guidage comprend une bride coudée Celle-ci peut s'appliquer sur une saillie entre la chambre à siège de vanne et la chambre d'amortissement et y être fixée par exemple au moyen d'un soudage circulaire La bride ferme ainsi de façon hermétique la chambre d'amortissement par rapport à la chambre à siège de vanne. Il s'est avéré avantageux de disposer un anneau d'appui sur le côté de l'induit qui supporte l'élément de fermeture Cet anneau d'appui est rendu solidaire du côté externe de l'induit et augmente ainsi son diamètre. Selon un mode de réalisation préféré, le parcours d'étranglement est fermé par rapport à la chambre à siège de vanne à l'aide d'un élément d'étanchéité élastique L'élément d'étanchéité entoure l'élément de guidage cylindrique et la partie de l'induit qui fait saillie au-delà de l'élément de guidage cylindrique Il peut être constitué sous la forme d'un soufflet et être disposé entre l'anneau d'appui de l'induit et la bride du dispositif de guidage Ainsi, la chambre à siège de vanne est subdivisée en une enceinte externe par laquelle passe le liquide pollué quand la vanne est ouverte et une enceinte interne reliée au parcours d'étranglement, et elle assure la protection du parcours d'étranglement par rapport à l'enceinte externe de la chambre à siège de vanne. Il est avantageux que l'élément de fermeture soit chargé par un ressort de rappel qui retient l'élément d'étanchéité élastique, cet élément d'étanchéité étant serré entre le ressort de rappel et l'anneau d'appui ou la bride Du fait de ce mode de construction, le ressort de rappel remplit une double fonction D'une part il amène l'élément de fermeture dans la position de fermeture quand le bobinage n'est pas excité D'autre part, il retient l'élément d'étanchéité et le stabilise vis-à-vis de déformations radiales extrêmes On obtient ainsi un type de construction simple de l'électrovanne. Selon un autre perfectionnement de l'électrovanne selon l'invention, il est prévu que l'élément d'étanchéité élastique comprend respectivement à chacune de ses extrémités une collerette périphérique, coudée et renforcée, l'une d'elles étant disposée sur le côté de la bride du dispositif de guidage qui est à l'opposé de la chambre d'amortissement, et l'autre étant disposée sur l'anneau d'appui de l'induit Ces collerettes coudées et renforcées de l'élément d'étanchéité augmentent les surfaces d'appui de ce dernier sur le côté interne de la bride ou sur l'anneau d'appui Ainsi, elles stabilisent l'élément d'étanchéité quand il est sollicité en pression. Des saillies sur le côté interne de la bride ou de l'anneau d'appui peuvent empêcher l'élément d'étanchéité de se déplacer en direction radiale. Selon un autre perfectionnement de l'invention, il est prévu que l'anneau d'appui de l'induit comprend une saillie périphérique et qu'un canal est constitué entre la saillie et la collerette coudée de l'élément d'étanchéité On peut également envisager de constituer un canal entre la bride du dispositif de guidage et la collerette coudée de l'élément d'étanchéité disposé sur son côté interne On obtient ainsi ce résultat que lors du premier remplissage, le liquide peut parvenir dans le parcours d'étranglement et ensuite dans la chambre d'amortissement par au moins l'un de ces canaux qui peut être constitué par exemple sous forme d'un canal annulaire. Selon un une autre variante de réalisation de l'invention, il s'est avéré avantageux de prévoir sur au moins une collerette de l'élément d'étanchéité une soupape de non-retour débouchant dans l'enceinte interne de la chambre à siège de vanne Cette soupape de non retour peut être constituée dans une collerette de l'élément d'étanchéité par exemple sous forme d'une ouverture de section sensiblement trapézoïdale comprenant un bord périphérique oblique. Lors du remplissage de l'enceinte externe de la chambre à siège de vanne et lors de la mise en fonctionnement de l'électrovanne, la soupape de non-retour s'ouvre et il en résulte que l'enceinte interne de la chambre à siège de vanne se remplit Dès que la pression interne et la pression externe sont égales, la soupape de non-retour se ferme. Grâce à cette constitution de l'invention, aucun échange de liquide entre l'enceinte interne et l'enceinte externe de la chambre à siège de vanne n'a lieu De ce fait, le liquide d'amortissement est séparé du liquide qui traverse la vanne. Il est particulièrement avantageux que le liquide d'amortissement et le liquide refoulé soient des liquides différents. Ainsi, un liquide refoulé fortement pollué peut être par exemple refoulé sans qu'il en résulte une influence négative sur le fonctionnent de la vanne Dans de nombreux cas, il est également nécessaire d'utiliser en tant que liquide d'amortissement un liquide présentant des propriétés physiques différentes de celles du liquide refoulé, par exemple une viscosité différente. Le remplissage de l'enceinte interne de la chambre à siège de vanne et de la chambre d'amortissement peut avoir lieu avant la mise en fonctionnent par exemple au cours de la fabrication de la vanne. Selon une autre variante de réalisation de l'électrovanne, il s'est avéré avantageux que la chambre d'amortissement comprenne une ouverture de remplissage Il est facile d'envoyer le liquide d'amortissement par cette ouverture de remplissage depuis l'extérieur dans l'enceinte interne de la chambre à siège de vanne et qu'il remplisse la chambre d'amortissement sans avoir à craindre de mélanges avec le liquide refoulé dans l'enceinte externe de la chambre à siège de vanne. Dans ce cas, il s'est avéré valable de fermer l'ouverture de remplissage au moyen d'un élément de fermeture L'élément de fermeture peut être constitué par exemple par une bille de diamètre plus important que celui de l'ouverture de remplissage, qui est pressée dans cette dernière après l'opération de remplissage. Mais on peut également envisager que l'ouverture de remplissage comprenne une tubulure de remplissage pouvant être fermée par compression ou par brasage. Il s'est avéré valable que l'élément d'étanchéité soit constitué en caoutchouc, en matière plastique ou en un métal Le choix du matériau qui convient dépend des conditions spécifiques de chaque cas individuel, par exemple de la température, de l'agressivité du liquide à refouler, du degré d'amortissement désiré et autres. L'invention va maintenant être décrite plus en détail dans ce qui suit à l'aide de modes de réalisation préférés, en liaison avec le dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'électrovanne selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe agrandie d'un détail de l'électrovanne de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe agrandie de l'élément d'étanchéité de la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe agrandie d'une partie de la figure 3; et la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de l'électrovanne selon l'invention. L'électrovanne 1 représentée à la figure 1 comprend un boîtier 2 avec une tubulure d'entrée 3 et une tubulure de sortie 4 Le boîtier 2 de la vanne est constitué par un boîtier de bobinage 5 et un boîtier d'induit 6 en forme de cuvette, qui sont reliés l'un à l'autre le long du bord 7 Le boîtier de bobinage 5 contient un agencement de bobinage 8 sur son support 9 Un noyau fixe 10 est intégré à l'agencement de bobinage 8 et pénètre par son côté inférieur dans une chambre d'amortissement 11, et il comprend une surface de butée 12 La surface de butée 12 coopère avec un côté 13 de l'induit 14 qui supporte sur son autre côté 15 un élément de fermeture 16 et est guidé dans un dispositif de guidage 17 Le dispositif de guidage 17 de l'induit 14 comprend un élément de guidage cylindrique 18 avec des rainures longitudinales 20 prévues sur son côté interne 19 et une bride coudée 21. La bride 21 du dispositif de guidage 17 repose sur une saillie 22 du boîtier d'induit 6 et est reliée au boîtier d'induit 6 au moyen d'un soudage par pression La bride 21 subdivise l'intérieur du boîtier d'induit 6 en la chambre d'amortissement 11 et une chambre à siège de vanne 23 Les rainures longitudinales 20 prévues sur le côté interne 19 de l'élément de guidage cylindrique 18 forment un parcours d'étranglement 24 par lequel la chambre à siège de vanne 23 est en liaison avec la chambre d'amortissement 11. Sur le côté 15 de l'induit 14 qui supporte l'élément de fermeture 16 est monté un anneau d'appui 25 comprenant une saillie périphérique 34 Le siège de vanne 33 est situé au centre de l'anneau d'appui 25 Entre la bride 21 et l'anneau d'appui 25 est disposé un élément d'étanchéité 26 qui est retenu par un ressort de rappel 27 soumettant à une sollicitation l'élément de fermeture 16 L'élément d'étanchéité 26 a la forme d'un soufflet et comprend à chacune de ses deux extrémités des collerettes coudées et renforcées 28, 29 qui sont serrées entre le côté interne 30 de la bride 21 et le côté interne 31 de l'anneau d'appui 25 L'anneau d'appui 25 comprend une saillie 32 pour empêcher un déplacement radial de l'élément d'étanchéité 26. Lors d'une excitation électrique de l'agencement de bobinage 8, le noyau 10 est magnétisé et attire l'induit 14 contre la surface de butée 12 Du liquide est alors refoulé de la chambre d'amortissement il dans la chambre à siège de vanne 23 en passant par le parcours d'étranglement 24 Dans le même temps, la vanne 1 s'ouvre et le liquide s'écoule de la tubulure d'entrée 3 vers la tubulure de sortie 4 en passant par la chambre à siège de vanne 23 Le ressort de rappel 27 a pour fonction de fermer la vanne 1 quand l'agencement de bobinage 8 n'est plus excité L'induit 14 est guidé dans l'élément de guidage cylindrique 18 à la manière d'un piston de course limitée De ce fait, la quantité de liquide arrivant dans la chambre d'amortissement 11 o se trouvent les surfaces d'appui 12, 13 magnétisées est limitée. La figure 2 est une vue en coupe détaillée de l'anneau d'appui 25 et de l'élément d'étanchéité 25 de l'électrovanne de la figure 1. On peut voir qu'entre l'anneau d'appui 25 et la collerette coudée 29 de l'élément d'étanchéité 26 est constitué un canal 35 Ce canal forme un étranglement entre l'enceinte interne 36 de la chambre à siège de vanne 23 et son enceinte interne 37 Quand la chambre d'amortissement 11 est remplie pour la première fois, du liquide passe de la chambre à siège de vanne 23 dans la chambre d'amortissement Il par l'intermédiaire du canal 5 et du parcours d'étranglement 24 Quand on actionne la vanne 1, du liquide est par contre refoulé par le parcours d'étranglement 24 dans l'enceinte interne 37 de la chambre à siège de vanne 23 L'élément d'étanchéité 26 peut alors s'élargir et/ou une quantité limitée de liquide peut s'écouler par le canal 35 vers l'enceinte interne 36 de la chambre à siège de vanne 23. Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe d'autres modes de réalisation de l'élément d'étanchéité 26 ' Dans la collerette coudée 29 ' de l'élément d'étanchéité 26 est disposée une soupape de non- retour 38 par laquelle il est possible de remplir l'enceinte interne 37 de la chambre à siège de vanne 23 et la chambre d'amortissement 11. La soupape de non-retour 38 est constituée essentiellement sous forme d'une ouverture de section trapézoïdale Lors du remplissage, le liquide exerce une pression sur la surface de pression oblique 39 qui se trouve alors pressée radialement vers l'intérieur et ouvre ainsi le passage pour le liquide de remplissage Lorsque la pression dans l'enceinte interne 37 dépasse la pression régnant dans l'enceinte interne 36 de la chambre à siège de vanne 23, la soupape de non-retour 38 se ferme. La figure 5 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif de remplissage de la chambre d'amortissement 111 Les références sont augmentées de 100 par rapport à celles de la figure 1 quand il s'agit de parties correspondantes et non modifiées de l'électrovanne. La chambre d'amortissement 111 comprend une ouverture de remplissage 40 dans laquelle est enfoncé un élément de fermeture qui est une bille 41 dans le mode de réalisation représenté Le diamètre de la bille 41 est supérieur à celui de l'ouverture de remplissage 40 et est pressée dans cette dernière après le remplissage Sur le côté opposé de la chambre d'amortissement 111 est représentée l'ouverture de remplissage 40 ' munie d'une tubulure de remplissage 42 Après remplissage, on ferme la tubulure de remplissage 42 par compression ou par brasage. Dans les autres modes de réalisation de l'électrovanne 1 ou 101 selon les figures 3 à 5, on peut utiliser en tant que liquide d'amortissement un autre liquide que le liquide refoulé Le liquide peut être introduit pendant la fabrication de la vanne. REVENDICATIONS 1 Electrovanne comprenant un agencement de bobinage, un induit pouvant être déplacé par l'agencement de bobinage, un dispositif de guidage pour l'induit, au moins un parcours d'étranglement étant constitué entre le dispositif de guidage et l'induit, un élément de fermeture disposé sur l'induit, une chambre d'amortissement en liaison avec le parcours d'étranglement et un boîtier comprenant une chambre à siège de vanne, caractérisée en ce que l'agencement de bobinage ( 8, 108) comprend un noyau fixe ( 10, 110) avec une surface de butée ( 12, 112) coopérant avec un côté ( 13, 113) de l'induit ( 14, 114) et l'induit ( 14, 114) supporte sur son côté opposé ( 15, 115) un élément de fermeture ( 16, 116). 2 Electrovanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de guidage ( 17, 117) de l'induit ( 14, 114) comprend un élément de guidage ( 18, 118) cylindrique comportant des rainures longitudinales ( 20, 120) disposées sur son côté interne ( 19, 119). 3 Electrovanne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif de guidage ( 17, 117) de l'induit ( 14, 114) comprend une bride coudée ( 21, 121). 4 Electrovanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un anneau d'appui ( 25, 125) est disposé sur le côté ( 15, 115) de l'induit ( 14, 114) qui supporte l'élément de fermeture ( 16, 116). Electrovanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le parcours d'étranglement ( 24, 124) est fermé par rapport à la chambre à siège de vanne ( 23, 123) à l'aide d'un élément d'étanchéité élastique ( 26, 126). 6 Electrovanne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'élément de fermeture ( 16, 116) est chargé par un ressort de rappel ( 27, 127) qui retient l'élément d'étanchéité élastique ( 26, 126), l'élément d'étanchéité élastique ( 26, 126) étant serré entre le ressort de rappel ( 27, 127) et l'anneau d'appui ( 25, ) ou la bride ( 21, 121). 7 Electrovanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité élastique ( 26, 126) comprend respectivement à chacune de ses extrémités une collerette périphérique, coudée et renforcée ( 28, 128; 29, 129), l'une d'elles ( 28, 128) étant disposée sur le côté ( 30, 130) de la bride ( 21, 121) du dispositif de guidage ( 17, 117) qui est à l'opposé de la chambre d'amortissement ( 11, 111), et l'autre ( 29, 129) étant disposée sur l'anneau d'appui ( 25, 125) de l'induit ( 14, 114) 8 Electrovanne selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'anneau d'appui ( 25, 125) de l'induit ( 14, 114) comprend une saillie périphérique ( 34, 134), et un canal ( 35) est constitué entre la saillie ( 34, 134) et la collerette coudée ( 29, 129) de l'élément d'étanchéité ( 26, 126). 9 Electrovanne selon la revendication 7, caractérisée-en ce qu'un canal ( 35) est constitué entre la bride ( 21, 121) du dispositif de guidage ( 17, 117) et la collerette coudée ( 28, 128) de l'élément d'étanchéité ( 26, 126) disposée sur son côté interne. Electrovanne selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce qu'il est prévu sur au moins une collerette ( 28, 128; 29, 129) de l'élément d'étanchéité ( 26, 126) une soupape de non- retour ( 38) débouchant dans l'enceinte interne de la chambre à siège de vanne. 11 Electrovanne selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le liquide d'amortissement et le liquide refoulé sont des liquides différents. 12 Electrovanne selon la revendication 11, caractérisée en ce que la chambre d'amortissement ( 111) comprend une ouverture de remplissage ( 40, 40 '). 13 Electrovanne selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'ouverture de remplissage ( 40) peut être fermée au moyen d'un élément de fermeture ( 41). 14 Electrovanne selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'ouverture de remplissage ( 40 ') comprend une tubulure de remplissage ( 42) pouvant être fermée par compression ou par brasage. Electrovanne selon l'une des revendications 5 à 14, caractérisée en ce que l'élément d'étanchéité ( 26, 126) est constitué en caoutchouc, en matière plastique ou en un métal.