Vanne électromagnétique pour fluides<B>à</B> toutes pressions La présente invention a pour objet une vanne électromagnétique pour fluides<B>à</B> toutes pressions, comprenant au moins une soupape commandée par un électro-aimant et soli daire d'au moins un piston sur une face du quel le fluide sous pression exerce une force sensiblement égale et opposée<B>à</B> celle qu'il exerce sur la soupape.
Cette vanne est caractérisée par le fait que la soupape est soumise, d'une part<B>à</B> l'action permanente d'au moins un ressort la mainte nant dans une première position quand l'électro aimant n'est pas excité, et d'autre part, mais seulement lorsque l'électro-aimant est excité, <B>à</B> l'action supplémentaire d'au moins un res sort antagoniste de façon que l'action résul tante des deux ressorts la maintienne dans une seconde position.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention et des variantes.
La fig. <B>1</B> est une coupe longitudinale de cette forme d'exécution constituant une vanne <B>à</B> trois voies, l'électro-aimant étant désexcité.
La fig. 2 est une coupe semblable de cette forme d'exécution, l'électro-aimant étant ex cité.
La fig. <B>3</B> est une variante de la vanne re présentée aux fig. <B>1</B> et 2, constituant une vanne<B>à</B> deux voies. La fig. 4 est une vue semblable d'une se conde variante, constituant une vanne'à cinq voies.
La vanne<B>à</B> trois voies représentée aux fig. <B>1</B> et 2 est constituée par un corps<B>1</B> dans lequel se meut verticalement une tige de com mande 2 d'une soupape<B>à</B> double effet 2a et des pistons compensateurs<B>3</B> et 4. La partie supérieure<B>8</B> de la tige 2, de section carrée, coulisse<B>à</B> frottement gras dans un trou de forme correspondante ménagé dans la carcasse 6a d'un électro-aimant<B>6 ;</B> celui-ci est protégé par un carter<B>6b.</B> La tige se termine,<B>à</B> l'ex trémité supérieure, par une collerette 14 sur laquelle prend appui un ressort<B>11</B> portant un étrier<B>10</B> fixé sur l'armature<B>7</B> de l'électro aimant. Elle repose par son extrémité infé rieure sur un ressort<B>9</B> supporté par la paroi inférieure, percée d'un trou<B>16,</B> du corps<B>1.</B>
Le corps<B>1</B> présente trois orifices, un ori fice d'admission<B>A</B> débouchant dans la cham bre<B>17</B> de la soupape et deux orifices d'échap pement B<I>et</I><B>C</B> situés respectivement de part et d!autre, de cette chambre<B>17</B> et communi quant avec les cylindres<B>18</B> et<B>19</B> des pistons, dont l'étanchéité est assurée par des joints cir culaires<B>5.</B> La course de la soupape est plus petite que la course de Parmature, en sorte que, lorsque cette dernière est attirée et quq la soupape repose sur son siège<B>13,</B> la colle- rette 14 est écartée de l'armature d'une dis tance e (fig. 2).
Le fonctionnement de la vanne représentée aux fig. <B>1</B> et 2 est le suivant<B>:</B> Lorsque l'électro-aimant n'est pas excité (fig. <B>1),</B> la soupape est appliquée sur son siège 12 et le fluide sous pression est dirigé de<B>A</B> vers B. L'action du fluide sur la soupape est in tégralement compensée par la force qu'il exer ce sur le piston<B>3,</B> de sorte que la force appli quant la soupape sur son siège est la résultante de la force développée par le ressort<B>9</B> et des forces de frottement dues aux joints circulaires.
Quand l'électro-aimant est excité, la sou pape est dans sa position inférieure (fig. 2). Le fluide sous pression passe de l'orifice<B>A<I>à</I></B> l'orifice<B>C</B> et son action sur la soupape est<B>dé-</B> truite, éomme précédemment, par l'action qu'il produit sur le piston 4. La liaison entre la tige 2 et l'armature<B>7</B> étant élastique, la force d'attraction magnétique n'intervient pas direc tement et la force maintenant la soupape sur son siège<B>13</B> est la résultante des forces élasti ques antagonistes des deux ressorts et des forces de frottement.
On voit que dans les deux états de fonction nement de la vanne, les forces appliquées<B>à</B> la soupape sont uniquement déterminées, si l'on fait abstraction du poids de la tige et de son équipage, par les forces engendrées par les ressorts<B>9</B> et<B>11.</B>
Le gros avantage de cette construction ré side dans un fonctionnement très doux de la soupape, qui, n'étant pas actionnée par le fluide sous pression, n'est jamais violemment ap pliquée contre son siège comme dans les cons tructions usuelles.<B>Il y</B> a lieu de remarquer, de plus, que même si l'armature est attirée très brutalement par l'électro-aimant, la liaison élas tique constituée par le ressort<B>11</B> ne transmet le mouvement de l'armature<B>à</B> la tige que pro gressivement et que, par conséquent, dans ce cas encore il n'y a pas de choc nuisible entre soupape et siège.
La vanne<B>à</B> deux voies représentée<B>à</B> la fig. .3, est une varianje de celle des fig. <B>1</B> et 2 ne comprenant que deux orifices, l'un d'admission l'autre d'échappement, la soupape n'ayant pour fonction que de laisser le fluide s'écouler ou d'interrompre son écoulement.
La fig. 4 représente une vanne double for mée de deux vannes semblables<B>à</B> celle des fia.<B>1</B> et. 2. Cette vanne ne comprend qu'un ressort<B>15,</B> dont l'action sur chacune des tiges de commande est fonction de l'état de chacun des électro-aimants.<B>Il</B> en résulte que l'on peut faire dépendre les états des deux vannes, par exemple interdire dans la première le passage du fluide de<B><I>A, à</I></B> B, lorsque dans la seconde il passe de A# <B><I>à<U>G.</U></I></B>
<B>Il</B> est évident que l'on pourrait envisager un grand nombre d'autres variantes. Par exem ple, au lieu d'utiliser des ressorts travaillant<B>à</B> la compression, on pourrait avoir des ressorts travaillant<B>à</B> la traction. De plus, au lieu que le fluide arrive par<B>A</B> pour être dirigé sur B ou<B>C,</B> il pourrait affluer deux fluides différents en B respectivement en<B><I>C,</I></B> ces deux fluides étant alternativement dirigés par la soupape sur l'orifice<B>A.</B>
On pourrait encore imaginer de mélanger ces deux fluides dans des proportions déter minées par la position de la soupape et les sec tions de passage offertes<B>à</B> chacun des fluides. Dans ce cas, il faudrait simplement prévoir que l'armature ne soit pas limitée<B>à</B> occuper deux positions extrêmes, correspondant<B>à</B> l'excita tion et<B>à</B> la non-excitation de l'électro-aimant, mais encore des positions intermédiaires cor respondant au passage dans la bobine<B>de</B> l'élec- tro-aimant de courants d'intensités différentes.
Rien n'empêche en outre de prévoir dans la vanne des fig. <B>1</B> et 2 ou même dans celle de la fig. <B>3,</B> un second électro-aimant agissant sur le ressort<B>9</B> ou sur la face inférieure du pis ton<B>3</B> comme l'électro-aimant supérieur agit sur la face supérieure du piston 4, afin que les deux positions de la soupape soient com mandées par l'excitation de l'un ou de l'autre électro-aimant, solution qui aurait l'avantage de permettre la coupure du courant sur les deux électro-aimants lorsque la soupape aurait été placée sur la position choisie et verrouil lée par un dispositif approprié<B>;</B> un système d'interrupteur commandé par les équipements mobiles pourrait couper l'excitation de la bo bine sous tension lorsque l'armature serait par exemple en fin de course.
Electromagnetic valve for fluids <B> at </B> all pressures The present invention relates to a solenoid valve for fluids <B> at </B> all pressures, comprising at least one valve controlled by an electromagnet and solid. at least one piston on one side of which the pressurized fluid exerts a force substantially equal to and opposite <B> to </B> that which it exerts on the valve.
This valve is characterized by the fact that the valve is subjected, on the one hand to <B> </B> the permanent action of at least one spring, keeping it in a first position when the electromagnet is not not excited, and on the other hand, but only when the electromagnet is excited, <B> to </B> the additional action of at least one antagonistic res emerges so that the resulting action of both springs hold it in a second position.
The appended drawing represents, <B> by </B> by way of example, an embodiment of the object of the invention and of the variants.
Fig. <B> 1 </B> is a longitudinal section of this embodiment constituting a three-way <B> </B> valve, the electromagnet being de-energized.
Fig. 2 is a similar section of this embodiment, the electromagnet being ex-cited.
Fig. <B> 3 </B> is a variant of the valve shown in fig. <B> 1 </B> and 2, constituting a <B> </B> two-way valve. Fig. 4 is a similar view of a second variant, constituting a five-way valve.
The three-way <B> </B> valve shown in fig. <B> 1 </B> and 2 is made up of a body <B> 1 </B> in which a control rod 2 of a double-acting <B> </B> valve 2a moves vertically and compensating pistons <B> 3 </B> and 4. The upper part <B> 8 </B> of the rod 2, of square section, slides <B> with </B> greasy friction in a shaped hole corresponding provided in the frame 6a of an electromagnet <B> 6; </B> this one is protected by a housing <B> 6b. </B> The rod ends, <B> to </ B > the upper end, by a collar 14 on which rests a spring <B> 11 </B> carrying a bracket <B> 10 </B> fixed on the frame <B> 7 </B> of the electromagnet. It rests by its lower end on a spring <B> 9 </B> supported by the lower wall, pierced with a hole <B> 16, </B> of the body <B> 1. </B>
The body <B> 1 </B> has three ports, an inlet <B> A </B> opening into the chamber <B> 17 </B> of the valve and two exhaust ports unit B <I> and </I> <B> C </B> located respectively on either side of this chamber <B> 17 </B> and communicating with the cylinders <B> 18 </ B> and <B> 19 </B> of the pistons, which are sealed by circular seals <B> 5. </B> The stroke of the valve is smaller than the stroke of the body, so that, when the latter is attracted and when the valve rests on its seat <B> 13, </B> the collar 14 is moved away from the frame by a distance e (fig. 2).
The operation of the valve shown in fig. <B> 1 </B> and 2 is the following <B>: </B> When the electromagnet is not energized (fig. <B> 1), </B> the valve is applied to its seat 12 and the pressurized fluid is directed from <B> A </B> towards B. The action of the fluid on the valve is fully compensated by the force exerted on the piston <B> 3, </B> so that the force applied to the valve on its seat is the result of the force developed by the spring <B> 9 </B> and the frictional forces due to the circular seals.
When the electromagnet is energized, the valve is in its lower position (fig. 2). The pressurized fluid passes from orifice <B> A <I> to </I> </B> orifice <B> C </B> and its action on the valve is <B> de - </ B> trout, as previously mentioned, by the action which it produces on the piston 4. The connection between the rod 2 and the frame <B> 7 </B> being elastic, the magnetic force of attraction does not intervene not directly and the force holding the valve in its seat <B> 13 </B> is the result of the opposing elastic forces of the two springs and of the frictional forces.
It can be seen that in the two operating states of the valve, the forces applied <B> to </B> the valve are only determined, if we disregard the weight of the stem and its assembly, by the forces generated by the springs <B> 9 </B> and <B> 11. </B>
The big advantage of this construction lies in a very smooth operation of the valve, which, not being actuated by the pressurized fluid, is never violently pressed against its seat as in the usual constructions. <B> It should be noted, moreover, that even if the armature is attracted very suddenly by the electromagnet, the elastic connection formed by the spring <B> 11 </B> does not transmit the movement of the armature <B> to </B> the rod only progressively and that, therefore, in this case again there is no harmful shock between valve and seat.
The <B> </B> two-way valve shown <B> to </B> in fig. .3, is a variation of that of figs. <B> 1 </B> and 2 comprising only two orifices, one for intake and the other for exhaust, the function of the valve only being to let the fluid flow or to stop its flow .
Fig. 4 shows a double valve formed from two valves similar <B> to </B> that of fia. <B> 1 </B> and. 2. This valve includes only one spring <B> 15, </B> whose action on each of the control rods depends on the state of each of the electromagnets. <B> It </B> As a result, the states of the two valves can be made to depend, for example in the first one preventing the passage of the fluid from <B> <I> A, to </I> </B> B, when in the second it changed from A # <B><I> to<U>G.</U></I> </B>
<B> It </B> is obvious that one could envisage a great number of other variations. For example, instead of using springs working <B> at </B> compression, we could have springs working <B> at </B> tension. Moreover, instead of the fluid arriving through <B> A </B> to be directed to B or <B> C, </B> it could flow two different fluids in B respectively in <B> <I> C , </I> </B> these two fluids being alternately directed by the valve to the port <B> A. </B>
One could also imagine mixing these two fluids in proportions determined by the position of the valve and the passage sections offered <B> to </B> each of the fluids. In this case, it would simply be necessary to provide that the reinforcement is not limited <B> to </B> occupying two extreme positions, corresponding <B> to </B> the excitation and <B> to </ B > the non-excitation of the electromagnet, but also intermediate positions corresponding to the passage in the coil <B> of </B> the electromagnet of currents of different intensities.
There is also nothing to prevent the valve from FIGS. <B> 1 </B> and 2 or even in that of fig. <B> 3, </B> a second electromagnet acting on the spring <B> 9 </B> or on the underside of the udder <B> 3 </B> as the upper electromagnet acts on the upper face of piston 4, so that the two positions of the valve are controlled by the excitation of one or the other electromagnet, a solution which would have the advantage of allowing the current to be cut off on the two electromagnets when the valve has been placed in the chosen position and locked by an appropriate device <B>; </B> a switch system controlled by mobile equipment could cut off the excitation of the energized coil when the armature is for example at the end of its travel.