Brevet FR2777340A1 — publié le 19991015

Le présent dépôt a pour objet une électrovanne asservie de régulation de débit par membrane à effet direct, qui présente des avantages et des innovations notables comparativement aux électrovannes actuelles utilisées à des fins identiques ou similaires. De manière plus concrète, dans l'invention on a conçu une électrovanne de régulation de débit qui présente une relation proportionnelle entre le courant appliqué et le débit régulé grâce à l'utilisation d'une membrane qui agit directement en fermant la section de passage. L'électrovanne selon l'invention est susceptible d'être utilisée dans des circuits de fluides gazeux, y compris les circuits renfermant des vapeurs d'hydrocarbures, grâce à son insensibilité à la corrosion produite par lesdites vapeurs. A l'heure actuelle, la façon la plus habituelle de réguler le débit d'un fluide gazeux consiste à utiliser une électrovanne du type à battement, c'est-à-dire qui ouvre et ferme la section de passage avec une fréquence d'environ 10 Hz, de sorte que pour réguler le débit on fait varier le pourcentage du temps d'ouverture de la vanne lors de chaque période. Ce type de vannes présente de graves inconvénients de bruit et de vibrations, outre le fait de fournir un débit discontinu. L'électrovanne asservie de régulation de débit par membrane à effet direct, faisant l'objet du présent dépôt, comprend un circuit magnétique et un circuit pneumatique et se caractérise en ce que son circuit magnétique est conçu de manière à obtenir une relation proportionnelle entre l'intensité appliquée et la force obtenue. De la même façon, le circuit pneumatique est du type axial et il se caractérise en ce qu'il comprend un dispositif d'étranglement qui provoque une différence de pression entre les deux côtés de la membrane, avec la particularité consistant en ce que ladite membrane ferme latéralement les ouvertures de la chemise correspondante, régulant de cette manière le débit. Pour compléter la description qui va être donnée ci-après et dans le but de permettre de mieux comprendre ses caractéristiques, un jeu de dessins est annexé au présent descriptif, sur les figures desquels sont représentés, à titre indicatif et de manière non limitative, les détails les plus significatifs de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation pratique de l'invention montrant la vanne à l'état fermé. La figure 2 est une vue en coupe du même mode montrant la vanne à l'état ouvert. En se reportant auxdites figures et en accord avec les repères numériques indiqués, on peut voir sur celles-ci un mode de réalisation préféré, bien que non limitatif, de l'invention, qui consiste en une électrovanne asservie de régulation de débit par membrane à effet direct, qui se compose d'un circuit magnétique et d'un circuit pneumatique, logés dans un corps de base 2 recouvert d'un couvercle 3. Le circuit magnétique est constitué par une bobine et un circuit ferromagnétique, la bobine étant constituée par une bobine de support 1 des enroulements de fil de cuivre , tandis que le circuit ferromagnétique se compose d'une partie fixe ou noyau fixe 6, 7 et 8, qui entoure la bobine, et d'une partie mobile ou noyau mobile 9, disposé de manière coaxiale à la bobine, qui se déplace à l'intérieur de celui- ci, guidé par une douille de guidage 10. Le circuit ferromagnétique conduit le flux produit par la bobine, en réduisant au minimum les restrictions à son passage, de sorte que dans l'entrefer est générée une force qui tend à attirer le noyau mobile vers le noyau fixe. La proportionnalité entre le courant appliqué et la force engendrée est obtenue au moyen d'un entrefer dont la fermeture a une forme conique. Le circuit pneumatique comprend une entrée managée dans un élément tubulaire du corps 2, qui communique avec une chambre inférieure qui se trouve à une pression plus élevée qu'une chambre supérieure, dont la sortie s'effectue par un élément tubulaire du couvercle 3, de telle façon que les deux chambres sont séparées entre elles par une membrane à enroulement 13. Ladite membrane 13 est fixée sur un côté sur la partie fixe de la vanne, entre une chemise 4 et l'ensemble formant bobine, et sur l'autre côté est reliée au noyau mobile 9 par un opercule 14. La membrane 13 s'enroule à l'intérieur de la chemise 4, fermant des orifices que celle-ci comporte dans ses parois, de telle sorte que le déplacement du noyau mobile produit par le passage du courant dans la bobine produit un déplacement de la pliure de la membrane, qui ouvre progressivement la section de passage de l'air, ce qui permet de régler le débit d'écoulement au travers de la vanne. L'électrovanne selon l'invention est complétée par un ressort 11 qui oppose une force antagoniste à celle exercée par la bobine, et un joint torique 12 qui assure l'étanchéité vis à vis de l'extérieur. Cette électrovanne présente fondamentalement les avantages suivants: * Son fonctionnement en tant que vanne asservie à courant continu ou signal rectangulaire à haute fréquence (150 à 200 Hz), qui permet de réguler le débit sous une forme sensiblement linéaire, depuis une valeur nulle jusqu'à un débit maximum, par l'ouverture progressive des orifices latéraux de la chemise 4, ce qui a pour résultat un débit continu, non pulsatoire, ainsi qu'une absence de vibrations à basse fréquence et de bruit, par suite du déplacement du noyau mobile. * Sa fonction d'autocompensation des variations au niveau de la différence de pression entre l'entrée et la sortie, qui se manifestent lors de l'établissement entre les deux côtés de la membrane d'une différence de pression, due au passage du débit par le dispositif d'étranglement coaxial au noyau mobile 9. Cette différence de pression exerce une force sur la membrane qui a tendance à fermer la vanne, tandis qu'une augmentation instantanée de la différence de pression entre l'entrée et la sortie a pour résultat une augmentation de ladite force, qui tend à réduire la section de passage latéral, ce qui fait que le débit reste constant pour une intensité donnée. REVENDICATIONS 1. Electrovanne asservie de régulation de débit par membrane à effet direct, spécialement destinée à des circuits de fluides gazeux comprenant les circuits qui renferment des vapeurs d'hydrocarbures, qui comprend un circuit magnétique et un circuit pneumatique montés dans un corps de base (2) recouvert d'un couvercle (3), caractérisée essentiellement en ce que le circuit magnétique se compose d'une bobine et d'un circuit ferromagnétique, réalisé de telle façon que la bobine comprend une bobine de support (1) des enroulements du fil de cuivre (5), tandis que le circuit ferromagnétique se compose d'une partie fixe ou noyau fixe (6, 7, 8) qui entoure la bobine, et d'une partie mobile ou noyau mobile (9), disposé de manière coaxiale à la bobine, susceptible de se déplacer à l'intérieur de celui-ci guidé par une douille de guidage (10), ayant été prévu que le circuit ferromagnétique conduise le flux produit par la bobine en réduisant au minimum les restrictions à son passage, de manière à ce que dans l'entrefer soit générée une force qui tend à attirer le noyau mobile vers le noyau fixe, l'entrefer disposant d'une fermeture présentant une forme conique propre à assurer une proportionnalité entre le courant appliqué et la force obtenue. 2. Electrovanne asservie de régulation de débit par membrane à effet direct selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit pneumatique comporte une entrée managée dans un élément tubulaire du corps (2), qui30 communique avec une chambre inférieure qui se trouve à une pression plus élevée qu'une chambre supérieure, dont la sortie s'effectue par un élément tubulaire du couvercle (3), les deux chambres étant séparées entre elles par une membrane à enroulement (13) qui est fixée sur un côté sur la partie fixe de la vanne, entre une chemise (4) et l'ensemble formant bobine, et sur l'autre côté sur le noyau mobile (9) par un opercule (14), ayant été prévu que ladite membrane (13) s'enroule à l'intérieur de la chemise (4), fermant des orifices que celle-ci comporte dans ses parois, de telle sorte que le déplacement du noyau mobile produit par le passage du courant dans la bobine produit un déplacement de la pliure de la membrane, qui ouvre progressivement la section de passage de l'air, ce qui permet de régler le débit d'écoulement au travers de la vanne.