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Electro-aimant à courant alternatif, notamment pour la commande d'une vanne L'invention a pour objet un électro-aimant à courant alternatif, utilisable notamment pour la commande d'une vanne. Il est connu d'améliorer la puis- rance et de réduire le bruit d'un électro-aimant puissant à courant alternatif en munissant cet électroaimant de circuits fermés ou bagues conductrices de déphasage, sur les surfaces de contact séparant l'armature des parties fixes du circuit magnétique.
Ces bagues, à l'intérieur desquelles se trouve une portion de noyau magnétique parcourue par un flux magnétique, sont le siège de courants induits déphasés par rapport au courant inducteur de l'électroaimant, ces, courants induits provoquant à leur tour un flux magnétique décalé par rapport au premier en sorte que les forces d'attraction exercées sur l'armature mobile ne s'annulent jamais au cours des cycles de variation du courant alternatif.
L'électro-aimant selon l'invention comprend un circuit magnétique fixe, une bobine montée sur ce circuit, et une armature mobile, et est caractérisé en ce que ladite armature mobile comprend un paquet de tôles magnétiques présentant des encoches et en ce que des barreaux de métal bon conducteur de l'électricité et non magnétique sont logés dans les canaux formés par les encoches desdites tôles et se trouvent de ce fait à l'intérieur de ladite armature mobile, les deux extrémités de chaque barreau étant reliées électriquement entre elles de manière que chaque barreau constitue une partie d'une bague de déphasage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale d'un électroaimant. La fig. 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de détail, en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue de détail en coupe axiale d'une partie de l'électro-aimant en position d'ouverture.
La fig. 5 est une vue de détail en coupe axiale avec arrachements, montrant le dispositif d'enclenchement manuel, l'électro-aimant étant mis par ce dispositif en position fermée, mass sa bobine n'étant pas alimentée.
La forme d'exécution représentée comprend un boîtier 1 en métal non magnétique dans lequel est logé un circuit magnétique fixe 2 formé de tôles empilées, entourant une bobine d'excitation 3, et sur lequel vient s'appliquer, sous l'effet de l'attraction magnétique, une armature mobile 4 entourée par un capot 5, cette armature étant repoussée par un ressort axial antagoniste 6 logé dans le circuit magnétique fixe. L'armature est solidaire notamment d'une tige de commande 7 qui peut, par exemple, comman- der les mouvements d'un clapet lorsque cet électroaimant fait partie d'une vanne.
Cette tige coulisse dans 1e circuit magnétique fixe et contribue ainsi au guidage de l'armature mobile 4.
Cette armature 4 comporte une chape 8, en métal non magnétique bon conducteur de l'électricité, et facilement moulable, tel que dé l'aluminium ou du bronze, et est pourvue d'un col cylindrique taraudé 9 et de voiles de renforcement 10.
A l'intérieur de la chape 8 est logé un paquet 11 de tôlier magnétiques qui constitue la partie magnétique de l'armature. Ces tôles sont encochées die manière à constituer des canaux 12a à 12d, ouverts du
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côté de l'entrefer 13, et ces canaux sont remplis, par moulage, de bronze ou d'aluminium, de sorbe que les faces avant et arrière (selon la fig. 1) de la chape sont reliées électriquement par quatre barreaux 12a à 12d qui peuvent être pleins ou tubulaires.
Le moulage de la chape et des barreaux constitue une seule opération qui fournit une pièce moulée monobloc dans laquelle est emprisonné le paquet de tôles 11. De préférence, pour faciliter l'adhérence des tôles et du métal moulé, les tôles 11 sont cambrées comme représenté en l la sur la fig. 3.
La tige de commande 7 est reliée à la chape de l'armature par un amortisseur de choc à pression réglable. A cet effet, dans le cylindre taraudé 9 est vissée une douille filetée 14 dont la position longitudinale est réglable au moyen d'encoches ou de trous borgnes 15, et dans laquelle est logé un bloc amortisseur de choc 6 en matière élastique, telle que caoutchouc ou produit analogue; cet amortisseur a la forme générale d'une douille cylindrique présentant sur la périphérie un dégagement 16a permettant la compression longitudinale de cette pièce. La tige de commande 7 est solidaire de cet amortisseur au moyen d'une collerette 17. Une pression axiale réglable peut être exercée sur cet amortisseur par une pièce de poussée 18 soumise à l'action d'une vis de réglage 19 vissée dans la douille 14 et bloquée par un écrou 20.
La douille 14 est elle-même bloquée au moyen d'un contre-écrou 21. Enfin cet électro-aimant comprend un dispositif d'enclenchement manuel 22.
Ce dispositif comprend une douille 23 vissée dans le capot 5 suivant l'axe de l'électro-aimant ; cette douille présente un alésage supérieur 23a et un alésage inférieur 23b de diamètre légèrement plus grand que celui de l'alésage 23a. Dans ce dernier coulisse longitudinalement un boîtier 24 solidaire d'un bouton extérieur 25 rappelé vers l'extérieur pas un ressort 26. Dans ce boîtier peut coulisser axialement, une tige 27 comportant une gorge 28 raccordée par une rampe conique 29, et, transversalement, une rondelle tronquée 30 logée dans une rainure et sollicitée vers la droite (selon la fig. 1) par un ressort 31 (voir fig. 2) de manière à s'appliquer sur la paroi interne de la douille 23.
Le trou 30a de la rondelle 30 est de diamètre légèrement supérieur à celui de la tige 27, celle-ci pouvant donc traverser la rondelle lorsque le trou de celle-ci se trouve centré suivant l'axe de l'appareil.
Le fonctionnement de cet électro-aimant est le suivant Lorsque la bobine 3 est excitée, un champ magnétique alternatif est créé dans les deux sens représentés par les flèches f1, f2. Chacun des barreaux moulés 12a à 12d constitue avec les portions de parois latérales de la chape, auxquelles il est soudé par fusion, et avec la paroi supérieure, un circuit fermé constituant une véritable bague conductrice 32 (fig. 3).
Si l'on considère par exemple, sur la fig. 1, des lignes de force passant entre les points m et n ou p et q, ces lignes de force ne provoquent aucune action de déphasage car elles ne traversent pas les bagues conductrices ; par contre les lignes de force passant, par exemple entre les points r et s ou t et u, engendrent des courants électriques induits dans ces bagues ; ces courants induits produisent à leur tour des champs magnétiques représentés par les lignes de force F1, F2 et qui sont décalés dans le temps par rapport aux lignes f l , f2. L'attraction magnétique de l'armature est ainsi pratiquement constante, comme si l'électro-aimant était excité par un courant continu.
Les circuits fermés constituant des bagues de court-circuit sont, comme on l'a dit, obtenus par fonderie, c'est-à-dire dans des conditions de prix de revient particulièrement faible.
Les différentes man#uvres de l'électro-aimant s'effectuent de la manière suivante L'électro-aimant étant hors tension et en position d'ouverture, comme représenté à la fig. 4, si l'on applique la tension, l'armature est attirée et prend la position représentée à la fig. 1, en comprimant le ressort 6. Si la tension cesse d'être appliquée, il revient à la position de la fig. 4 sous l'action du ressort 6 ; dans les deux cas, la tige 27 coulisse dans le boîtier 24 et à travers la rondelle 30.
Si, la tension faisant défaut, l'on désire utiliser le dispositif de commande manuelle, en partant de la position de la fig. 4, on appuie sur 1e bouton-poussoir 25, ce qui fait coulisser longitudinalement la rondelle 30 dans l'alésage 23a et, lorsque cette rondelle arrive à la hauteur de l'épaulement formé par la différence:
des diamètres des -alésages 23a, 23b, elle se déplace latéralement sous l'action du ressort 31 et vient s'appuyer sur la paroi de l'alésage 23b.
Elle demeure alors en butée contre cet épaulement et empêche le bouton de reve- nir en arrière, l'armature, et la tige de commande 7 qui lui est liée, étant ainsi verrouillées automatiquement dans une certaine position,
les ressorts 26 et 6 étant comprimés. On peut régler l'électro-aimant de manière que cette position corresponde à une ferme- ture presque complète du circuit magnétique, un certain entrefer étant cependant ménagé, comme représenté en 13a à la fig. 5,
sur laquelle on peut vair que l'extrémité supérieure de la tige 27 est située légèrement au-dessus du niveau qu'elle occupe sur la fig. 1, par rapport au plan supérieur du capot 5 qui constitue un niveau de référence fixe.
Cet entre- fer peut être réglé en vissant ou en dé vissant la douille 14 durs son support taraudé 9, ou la douille 23 dans le capot 5.
Lors du rétablissement du courant dans la bobine, l'armature 4 est attirée jusqu'à son contact avec le circuit magnétique fixe, en entraînant avec elle la tige 27.
Le cône 29 agit alors comme une rampe de déverrouillage., en repoussant la rondelle 30 vers la gauche, à l'encontre de l'action du ressort 31, jusqu'à ce que cette rondelle soit de nouveau centrée et per- mette la remontée du boîtier 24 et du bouton 25, qui, sous l'action du ressort 26, reprennent la position
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de la fig. 1.
La tige de commande 7 liée à l'armature mobile suit celle-ci dans ses mouvements ; l'impulsion donnée à la tige par l'attraction énergique de l'armature est amortie par l'amortisseur 16 dont la dureté peut être réglée au moyen de la vis 19, comme mentionné ci-dessus.
Les déplacements de la tige de commandé 7 peuvent être utilisés pour la commande d'appareils de tous types ; cet électro-aimant est notamment parfaitement approprié à la commande d'une vanne à laquelle il peut être incorporé, la tige 7 étant alors directement liée au clapet à commander.