Brevet FR2693785A1 — publié le 19940121

Electrovanne à commande numérique. La présente invention concerne une nouvelle électrovanne à commande numérique qui, par utilisation d'ô transistor pour sa. commande numérique et de la décharge d'un condensateur pour déplacer son élément d'obturation, fonctionne de façon efficace avec une faible consommation d'énergie, en permettant ainsi son utilisation dans tous les cas o l'on ne dispose que d'une très faible énergie. Divers types d'électrovannes à commande numérique sont déjà connus dans l'état de la technique. Dans un type connu d'électrovanne, l'élément d'obturation qui ferme l'orifice de la buse sous l'action d'un ressort préalablement bandé est solidaire de l'armature d'un électro-aimant, dont l'enroulement est excité par un dispositif de commande numérique quand cela est nécessaire. Toutefois, une telle électrovanne connue a pour inconvénient d'exiger une énergie considérable pour surmonter l'action du ressort préalablement bandé afin de séparer l'élément d'obturation de l'orifice de la buse, avec, pour conséquence, que ce type d'électrovanne ne peut pas être utilisé là o l'on ne dispose que d'une faible énergie électrique, comme par exemple dans le cas d'un ensemble d'instruments autonomes et encore plus dans le cas d'une commande à distance. On est confronté à cet inconvénient dans tous les types connus d'électrovannes qui exigent toujours une énergie assez élevée pour leur fonctionnement. La présente invention a pour objet de remédier à l'inconvénient mentionné ci-dessus en permettant de réaliser une électrovanne à commande numérique et à très faible consommation d'énergie, n'exigeant, par conséquent, qu'une très faible quantité d'énergie électrique pour son fonctionnement. On atteint essentiellement cet objet par le fait que la majeure partie de l'énergie électrique qui est nécessaire, pendant l'ouverture de la vanne, pour attirer l'armature et, par conséquent, pour déplacer l'élément d'obturation à l'encontre de l'action du ressort bandé préalablement, est assurée par la décharge rapide d'un condensateur, de telle sorte que seul un très faible courant et, par conséquent, une très faible énergie électrique n'est nécessaire pour maintenir l'armature dans sa position attirée, une nouvelle fermeture rapide de l'électro- vanne étant assurée non seulement par l'action dudit ressort bandé préalablement, mais également par le court-circuitage de l'enroulement de l'électro-aimant à l'aide d'une diode orientée de façon appropriée. Par conséquent, l'électrovanne à commande numérique, comprenant une buse coopérant, par l'intermédiaire d'un ressort bandé préalablement, avec un élément d'obturation solidaire de l'armature d'un électro-aimant fixe actionné par commande numérique, est caractérisée, selon la présente invention, par le fait que les deux extrémités de l'enroulement dudit électro-aimant sont connectées respectivement à un premier pôle de la source de courant électrique continue, par l'intermédiaire d'une première résistance de limitation et à l'émetteur d'un transistor pnp dont le collecteur est connecté à l'autre pôle de ladite source de courant, la base du transistor étant connectée au dispositif de commande numérique par l'intermédiaire d'une seconde résistance de limitation, les deux extrémités de l'enroulement étant aussi reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une diode dont le sens passant est orienté vers ledit premier pôle de la source de courant, un condensateur étant monté entre la première résistance de limitation et le collecteur du transistor De plus, pour réduire à un minimum la sensibilité de la pièce mobile de l'électro-vanne vis-à-vis des vibrations et des chocs, dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, ledit élément d'obturation est rendu solidaire de l'extrémité d'un levier basculant équilibré qui est articulé sur le corps de la vanne et dont l'autre extrémité agit comme l'armature dudit électro-aimant. De cette manière, l'équilibrage parfait obtenu facilement dudit levier basculant garantit que toute accélération axiale, à laquelle peut être soumise l'électrovanne, ne peut pas imprimer à la partie mobile de l'électrovanne décrive un mouvement angulaire menant à une fuite possible au niveau de l'élément d'obturation. On va décrire de façon détaillée ci-après la présente invention en se référant à la figure unique du dessin annexé, qui représente un mode de réalisation préféré donné à titre illustratif et non limitatif en ce sens que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre de la présente invention Par exemple, au lieu d'un transistor pnp, on peut utiliser un transistor npn et, dans ce cas, la polarité électrique de l'alimentation doit être inversée; de plus, au lieu d'une articulation simple, le point d'appui dudit levier basculant peut comporter une ou plusieurs lame(s) flexible(s) montée(s) sous précontrainte afin de remplir également la fonction dudit ressort bandé préalablement Sur la figure, qui représente en coupe une électrovanne à commande numérique selon la présente invention, la référence 1 désigne le corps de l'électrovanne et la référence 2 la buse d'injection, dont l'orifice 3 raccorde le conduit d'entrée 4 au conduit de sortie 5 Ledit orifice 3 est fermé par l'obturateur 6 qui, muni d'un élément d'étanchéité élastique 7 et d'un contrepoids d'équilibrage 8, est pressé contre la buse d'injection 2 par un ressort 9 bandé préalablement et est solidaire d'une des extrémités d'un levier basculant 10 qui est articulé en 11 sur le corps 1 et dont l'autre extrémité 10 ' agit comme l'armature de l'électro-aimant 12. Les deux extrémités 14 et 15 de l'enroulement 13 de l'électro- aimant 12 traversent les isolateurs 16 et pénètrent dans la chambre 17 formée dans le corps 1 de la vanne, o elles sont connectées respectivement aux bornes positives 18 d'une source d'alimentation en courant continu, non représentée sur la figure, par l'intermédiaire de la résistance 19 de limitation de courant, et à l'émetteur 20 d'un transistor pnp 21, dont le collecteur 22 est connecté à la borne de terre 23 de ladite source de courant Un condensateur 24 est monté en parallèle avec la source de courant en aval de ladite résistance 19, et la base 25 du transistor 21 est connectée par l'intermédiaire d'une résistance 26 de limitation de courant à un dispositif de commande numérique, non représenté sur la figure, monté entre les bornes 27 et 23. Enfin, les deux extrémités 14 et 15 de l'enroulement 13 sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une diode 28 dont le sens passant est orienté vers la borne 18. L'électrovanne fonctionne de la manière suivante. Quand l'électrovanne doit être ouverte, un signal numérique est envoyé à la borne 27 et sature le transistor 21, de manière à fermer le circuit d'alimentation de l'enroulement 13, le condensateur 24 se déchargeant alors en fournissant le courant excédentaire nécessaire pour attirer l'armature 10 ' et, par conséquent, éloigner l'élément d'obturation 6 de la buse d'injection 2 Après que l'armature 10 ' soit venue en contact avec l'électro-aimant 12, le faible courant fourni par la source de courant aux bornes 18 et 23 est suffisant pour maintenir le contact entre l'armature et l'électro-aimant. Quand le signal numérique servant à neutraliser le transistor 21 est appliqué à la borne 27, le circuit d'alimentation de l'enroulement 13 s'ouvre avec, pour conséquence, que le courant cesse de circuler, de sorte que le ressort 9 peut déplacer l'élément d'obturation 6 et le faire venir contre la buse d'injection 2 et, par conséquent, ferment l'électro- vanne Simultanément, le condensateur 24 est rechargé par la source de courant continu, la diode 28 accélérant la dissipation de l'énergie encore présente dans l'enroulement 13 par court-circuitage de cet enroulement. REVENDICATIONS 1 Electrovanne à commande numérique comprenant une buse d'injection ( 2) coopérant, par l'intermédiaire d'un ressort ( 9) bandé préalablement, avec un élément d'obturation ( 8) solidaire de l'armature ( 10) d'un électro-aimant fixe ( 12) commandé par un dispositif de commande numérique, caractérisée en ce que les deux extrémités ( 14, ) de l'enroulement ( 13) de l'électro-aimant ( 12) sont connectées respectivement à une première borne ( 18) de la source de courant électrique par l'intermédiaire d'une première résistance ( 19) de limitation de courant et à l'émetteur ( 20) d'un transistor pnp ( 21) dont le collecteur ( 22) est connecté à l'autre borne ( 23) de la source de courant et dont la base ( 25) est connectée au dispositif de commande numérique par l'intermédiaire d'une seconde résistance ( 26) de limitation de courant, les deux extrémités ( 14, 15) de l'enroulement étant aussi reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une diode ( 28) dont le sens passant est orienté vers la première borne ( 18) de la source de courant, un condensateur ( 24) étant monté entre la première résistance ( 19) de limitation de courant et le collecteur ( 22) du transistor ( 21). 2 Electrovanne à commande numérique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'obturation ( 6) est solidaire de l'extrémité d'un levier basculant ( 10) équilibré qui est articulé sur le corps de la vanne et dont l'autre extrémité agit comme l'armature dudit électro-aimant.