Brevet FR2878599A1 — publié le 20060602

Le dispositif objet de la présente demande cle brevet se réfère aux 3 brevets déjà déposés par le demandeur sous les numéros 9501545 du 10.02. 1995, 9606060 du 05.05.1996 et 9710505 du 20.08.1997. Ces brevets concernent le même appareil et ont été déposés au fur et à mesure de 5 la mise au point de ses différents éléments. La présente demande de brevet concerne le dispositif de commande électrique de cet appareil. Rappelons que l'appareil a pour objet la commande d'une vanne de sécurité de type papillon et doit provoquer la rotation de l'axe de son volet de 90 degrés soit dans un sens, soit dans l'autre suivant que l'on veut ouvrir ou fermer la vanne. Rappelons qu'à partir de sa position d'attente, vanne ouverte ou fermée, la mise en position de sécurité peut être obtenue soit localement par un tirette mécanique dont le mouvement peut être déporté au moyen d'un câble, soit à distance en alimentant en électricité ou en coupant l'alimentation de la bobine d'un électroaimant, soit enfin sous l'effet de la fusion d'un fusible mécanique placé à l'intérieur ou à l'extérieur de la conduite intéressée. Rappelons enfin que l'axe de la vanne est entraîné par un motoréducteur qui, en partant de la position de sécurité de la vanne, l'amènera en position d'attente tout en bandant un ressort qui assurera, le moment venu, le retour de la vanne en position de sécurité sans nouvel apport d'énergie. En position d'attente, aucun obstacle ne doit entraver le retour de la vanne en position de sécurité. C'est pourquoi le motoréducteur n'entraîne la vanne que dans un sens et, dès que la vanne est mécaniquement accrochée en position d'attente, on assure le retour du motoréducteur en position de sécurité. Ce retour est assuré par la chute du contacteur de commande du motoréducteur quand le bras d'entraînement de l'axe est encliqueté, soit au bout d'une temporisation si le bras n'atteint pas sa position d'encliquetage. Le contacteur, de trop grandes dimensions pour être placé à l'intérieur de l'appareil, est installé, avec le circuit imprimé de temporisation, dans un coffret séparé. Une liaison par câbles est assurée avec l'appareil et les différents postes de commande à distance. Le dispositif, objet de la présente demande de brevet, par le remplacement du contacteur de commande par des transistors de puissance, permettra l'intégration à l'appareil de l'électronique de commande. Sur le schéma de la figure 1, se trouvent le moteur 1, l'interrupteur de fin de course 2 et la diode 3 qui courcircuite ce dernier. Le moteur 1 est alimenté, dans un sens par le transistor de type PNP Darlington 4 et 5 le transistor de type NPN Darlington 5 et, dans l'autre sens par le transistor de type PNP Darlington 6 et le transistor de type NPN Darlington 7. La commande se fait en amorçant l'un ou l'autre des transistors NPN 5 et 7 à partir de leur résistance de base respective 8 et 9. Le transistor 4, dont la résistance de base 10 est branchée sur le collecteur du 10 transistor 5 suivra automatiquement l'état de celui-ci. De même, le transistor 6, dont la résistance de base 11 est branchée sur le collecteur du transistor 7, suivra automatiquement l'état de celui-ci. Les émetteurs des transistors 4 et 6 sont directement reliés au Plus . Les émetteurs des transistors 5 et 7 sont directement reliés au Moins . Le moteur est branché d'un coté au point commun 12 constitué par la liaison entre les collecteurs des transistors 4 et 7 et, de l'autre coté, au point commun 13 constitué par les collecteurs des transistors 5 et 6 au travers de l'interrupteur de fin de course 2 éventuellement courcircuité par la diode 3. Les résistances de polarisation 14, 15, 16 et 17 maintiennent les 4 transistors bloqués si l'on ne fait circuler aucun courant dans leur résistance de base. Le relais, de faibles dimensions, 18 comporte un contact inverseur dont le contact à ouverture 19 envoie, au repos, un Plus sur la résistance de base 8 du transistor 5, ce qui provoque l'alimentation du moteur 1 dans le sens de retour vers la position de sécurité. Quand on alimente la bobine du relais 18, par exemple en pressant le bouton poussoir 31, son contact à ouverture 19 s'ouvre ce qui provoque, le désamorçage des transistors 4 et 5, donc, la coupure de l'alimentation du moteur 1. Immédiatement après, la fermeture du contact à fermeture 20 du relais 18 provoque d'une part l'autoalimentation de la bobine de ce relais à travers la diode 21 et, d'autre part, envoie un Plus sur la résistance de base 9 du transistor 7 et provoque ainsi l'amorçage des transistors 6 et 7 alimentant ainsi le moteur 1 à travers la diode 4 qui courcircuite l'interrupteur de fin de course 3. Le moteur 1 démarre alors vers la position d'attente. Le bras d'entraînement 32 (figures 3 et 4) de la vanne s'encliquette sur le cliquet 33, cliquet qui est maintenu en position par l'électroaimant 34, si bien que la vanne restera en position d'attente. L'interrupteur de fin de course 30, manoeuvré par le bras du cliquet 33 (figures 2,3 et 4) coupera l'alimentation de la bobine du relais 18 quand le cliquet 33 atteindra la position d'encliquetage du bras 32. Quand la bobine du relais 18 n'est plus alimentée, son contact à fermeture s'ouvre provoquant le désamorçage des transistors 6 et 7 coupant ainsi l'alimentation du moteur 1. Sur la figure 1, la résistance de faible valeur 22, montée en parallèle sur le moteur 1, protège les transistors contre la surtension due à la coupure du courant. Sur la figure 2, la refermeture du contact à ouverture 19 du relais 18 provoque l'amorçage des transistors 4 et 5 et alimente ainsi le moteur 1 dans le sens du retour vers la position de sécurité alors que la vanne, elle, reste en position d'attente. Quand la position de sécurité est atteinte, l'interrupteur de fin de course 2 (figure 1), coupe l'alimentation du moteur 1. Comme nous l'avons vu, la chute du relais 18 est normalement obtenue par l'ouverture de l'interrupteur de fin de course 30. Dans le cas où, pour une raison mécanique ou autre, le cliquet 33 n'atteindrait pas la position correspondant à l'initiation de l'interrupteur de fin de course 30, c'est la temporisation électronique (figure 2) constituée par les résistances 25,27 et 28, le condensateur 26, le transistor de type NPN 24 et la diode 29 qui assurera cette coupure. La diode 23, montée en parallèle sur la bobine du relais 18, protège le transistor 24 25 contre la surtension à la coupure. En position d'attente, l'alimentation ou la coupure de la bobine de l'électroaimant 34 (figure 3) provoque le retour de la vanne en position de sécurité. Tous les composants électroniques tels que relais, transistors, résistances, diodes et codensateurs sont regroupés sur un circuit imprimé sur lequel est soudée une barrette à bornes assurant la liaison avec les organes intérieurs à l'appareil tels que moteur et interrupteurs de fin de course tandis qu'une autre barette à bornes permet le branchement des organes de commande externe. La valeur des composants électroniques sera adaptée à la puissance clu moteur 1. Revendications 1-Dispositif électrique destiné à assurer la manoeuvre d'une vanne de sécurité à désarmement manuel par manette, automatique par fusion d'un fusible mécanique intérieur ou extérieur ou à distance par alimentation ou coupure de l'alimentation d'un électroaimant sous l'effet d'un ressort bandé au moment de l'armement lequel est réalisé par le moteur électrique 1 alimenté au moyen des quatre transistors de puissance 4,5,6 et 7 couplés deux par deux de façon à permettre l'alimentation du moteur 1 dans un sens ou dans l'autre. 2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les transistors 4 et 6, de type PNP, ont leur émetteur raccordé au Plus de l'alimentation électrique en 10 courant continu du système. 3-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les transistors, de type NPN, 5 et 7 ont leur émetteur raccordé au moins de l'alimentation électrique en courant continu du système. 4- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que le moteur 1 est branché entre, d'un coté, le point 12 constitué par la jonction des collecteurs des transistors 4 et 7 et, de l'autre coté, le point 13 constitué par la jonction des collecteurs des transistors 5 et 6 à travers l'interrupteur de fin de course 2 éventuellement courcircuité par la diode 3. 5- Dispositif l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé par le fait que la résistance de base 10 du transistor 4 est branchée sur le collecteur du transistor 5 de façon à ce que, quand on alimente la résistance de base 8 du transistor 5, cela amorce à la fois les transistors 4 et 5. 6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, et 5 caractérisé par le fait que la résistance de base 11 du transistor 6 est branchée sur le collecteur du transistor 7 de façon à ce que, quand on alimente la résistance de base 9 du transistor 7, cela amorce à la fois les transistors 6 et 7. 7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6 caractérisé par le fait que le relais 18 a un contact à ouverture 19 qui, quand la bobine du relais 18 n'est pas alimentée, envoie un Plus sur la résistance de base 8 du transistor 5 si bien que, quand on alimente la bobine du relais 18, en s'ouvrant, le contact 19 bloque les transistors 4 et 5 qui restent bloqués sous l'influence de leur résistance de polarisation 17 et 14. 8-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7 caractérisé par le fait que le relais 18 possède également le contact à fermeture 20 qui, quand on alimente la bobine du relais 18, a pour effet d'autoalimenter la bobine dudit relais à travers la diode 21 puis d'envoyer un Plus sur la résistance de base 9 du transistor 7 assurant ainsi l'amorçage simultané des transistors 6 et 7, ce qui a pour effet d'alimenter le moteur là travers la diode 3 qui courcircuite l'interrupteur de fin de course 2, provoquant le démarrage du bras d'entraînement de la vanne 32, qui, une fois qu'il sera encliqueté sur le cliquet 33 restera en position d'attente sous l'effet de l'électroaimant 34 qui retient le cliquet 33, 9-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8 caractérisé par le fait qu'en arrivant au contact de l'électroaimant 34, le cliquet 33 de blocage du bras d'entraînement 32 de la vanne actionnera l'interrupteur de fin de course 30 qui, coupant ainsi l'alimentation de la bobine du relais 18 provoquera l'ouverture du contact 20 de ce relais, le désamorçage des transistors 6 et 7, donc la coupure de l'alimentation du moteur 1, la résistance 22 limitant la surtension à la coupure, puis la refermeture du contact 19, l'amorçage des transistors 4 et 5, donc l'alimentation du moteur 1 dans l'autre sens à travers l'interrupteur de fin de course 2 qui coupera l'alimentation du moteur 1 quand celui-ci atteindra, à nouveau, sa position initiale. 10-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1,2,3,4,5, 6,7,8 et 9 caractérisé par le fait que tous les composants électroniques tels que relais, transistors, diodes, résistances, condensateur sont regroupés sur un même circuit imprimé relié aux éléments internes de l'appareil tels que moteur et interrupteurs de fin de course,à partir d'une barrette à bornes soudée sur le circuit imprimé, une autre barrette à bornes assurant la liaison vers les organes de commande extérieurs.