EP0021937B1 - Mécanisme de sécurité électromagnétique - Google Patents

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EP0021937B1
EP0021937B1 EP19800400825 EP80400825A EP0021937B1 EP 0021937 B1 EP0021937 B1 EP 0021937B1 EP 19800400825 EP19800400825 EP 19800400825 EP 80400825 A EP80400825 A EP 80400825A EP 0021937 B1 EP0021937 B1 EP 0021937B1
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EP
European Patent Office
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armature
core
rod
magnetic
turns
Prior art date
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Expired
Application number
EP19800400825
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German (de)
English (en)
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EP0021937A1 (fr
Inventor
Jean-Marie Nisot
Georges Berenfeld
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saunier Duval Eau Chaude Chauffage SDECC SA
Original Assignee
Saunier Duval Eau Chaude Chauffage SDECC SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q9/00—Pilot flame igniters
    • F23Q9/08—Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply
    • F23Q9/12—Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply to permit the supply to the main burner in dependence upon existence of pilot flame
    • F23Q9/14—Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply to permit the supply to the main burner in dependence upon existence of pilot flame using electric means, e.g. by light-sensitive elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/10—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples
    • F23N5/107—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples using mechanical means, e.g. safety valves

Definitions

  • the invention relates to a magnet cartridge for a thermoelectric ignition safety device.
  • thermoelectric ignition safety devices which are used to cut off the supply of gas to an appliance in the event of the extinction of a burner or pilot flame, include, as we know, a two-pole electromagnet or magnetic core as well that an armature plate mounted at one end of a rod whose other end carries either a valve or a cup depending on whether the mechanism is intended to shut off a gas flow directly or via levers.
  • a protective cap made of non-magnetizable metal (such as brass) or plastic.
  • the magnetic core is rigidly fixed to a plate.
  • the armature is fixed on the rod with a certain clearance allowing it to articulate with respect to the two poles of the magnetic core during the operating movements of the gas appliance in which the electromagnetic safety device is incorporated.
  • This frame is generally formed by a single thin plate.
  • the armature and the movable member are independent with respect to each other and as a function of the magnetic flux of the electromagnet, said movable member moves on the valve stem and actuates a contact.
  • the object of the invention is therefore to modify the air gap in order to increase or decrease the consumption of ampere-turns in order to obtain different switching and tripping currents.
  • the armature fixed to the end of the control rod of a valve and / or the two branches of the core are each made in two adjoining parts which are inseparable from each other, made of magnetic material , and superimposed to form an air gap between them.
  • the safety mechanism as shown generally comprises a magnetic core 2, an armature, generally designated by the reference 1, mounted at one end of the rod 3, and at the opposite end of this rod, a valve 4 for the direct closure of a gas flow.
  • This valve can be replaced by a cup if the mechanism has to act on a shutter member by means of levers.
  • the core 2 is rigidly fixed by a rivet or by a contact rivet 5 on the seat 6.
  • This contact rivet is crossed by the end wire 7 of the excitation winding 8 of the core 2.
  • a protective cap 9 covers the core 2 and its frame 1.
  • a return spring 10 bearing on the cap covers the rod 3 and acts on the valve 4.
  • the magnetic core 2 is formed of two branches 20 and 21 each made in two parts 20a and 21a for the formation of an additional air gap.
  • the frame 1 is made up of two small pieces of magnetic material 1a and 1b superimposed and of small thickness. These two plates are either free or fixed to each other by any mechanical means, for example by crimping with a slight tightening, by gluing or by spot welding, and are each pierced with a central orifice 11, the diameter is slightly greater than the diameter of the end 12 of the rod 3.
  • the end 12 of the rod 3 is crimped onto the lower plate 1a of the armature 1 so that there remains a clearance allowing the armature to articulate with respect to the two poles of the core 2, this is that is to say that the armature can be applied perfectly on these poles by compensating for any misalignment of the normal rod to the magnetic core.
  • an elastic O-ring 14 which is slightly crushed at the moment is interposed between the rear of the plate 1b and the metallic circular washer 13 coaxial with the rod. of the crimping of the rod.
  • the lower plate 1a When the armature 1 is held against the core 2, the lower plate 1a is traversed by a constant and limited magnetic flux, depending on its thickness. Since said plate becomes saturated very quickly and offers a very high magnetic reluctance, part of the flux is forced to pass on the one hand to the air gap located between the two plates 1a and 1 of the frame 1 and on the other hand the air gap formed on the two branches 20 and 21 of the core 2, which results in a significant increase in the ampere-turns consumed, and consequently of the interlocking and tripping currents.
  • This increase is a function of the thicknesses chosen for the plates 1a and 1b of the reinforcement, their surface condition and the type of material used. In fact, depending on the interlocking and tripping currents that it is desired to obtain, it is possible to increase or decrease the thickness of the plates making up the frame, to use plates of different thicknesses, or else different surface states. It is also possible to use only the air gap formed between the two plates of the frame or only the air gap formed on the branches of the magnetic core.
  • This embodiment therefore makes it possible to vary the consumption of ampere-turns in order to obtain engagement and tripping currents suitable for all uses.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiment but also encompasses the constructive variants.

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Description

  • L'invention se rapporte à une cartouche à aimant pour un dispositif de sécurité d'allumage thermoélectrique.
  • Les dispositifs bien connus de sécurité d'allumage thermoélectrique qui servent à couper l'amenée du gaz à un appareil en cas d'extinction d'une flamme de brûleur ou de veilleuse, comportent comme on sait un électroaimant ou noyau magnétique à deux pôles ainsi qu'une plaque d'armature montée à une extrémité d'une tige dont l'autre extrémité porte soit une soupape soit une coupelle selon que le mécanisme est destiné à obturer un écoulement de gaz directement ou par l'intermédiaire de leviers. Pour protéger le noyau magnétique et l'armature coopérant avec lui, on les entoure d'un capuchon de protection en métal non aimantable (tel que du laiton) ou en matière plastique.
  • Dans ces dispositifs connus le noyau magnétique est fixé d'une manière rigide sur une assiette. Par contre l'armature est fixée sur la tige avec un certain jeu lui permettant de s'articuler par rapport aux deux pôles du noyau magnétique lors des mouvements de fonctionnement de l'appareil à gaz dans lequel le dispositif de sécurité électromagnétique est incorporé. Cette armature est généralement formée par une plaque unique de faible épaisseur.
  • Lors de l'allumage de la veilleuse de sécurité de l'appareil, une action mécanique extérieure sur la soupape gaz provoque la descente de l'armature mobile et la fermeture du circuit magnétique constitué par le noyau et ladite armature. Le maintien dans cette position malgré l'action d'un ressort de rappel est assuré par les ampères-tours circulant dans les spires du bobinage. Les ampères-tours sont donc consommés par le matériau magnétique et par l'entrefer placé entre le noyau et l'armature.
  • Lors d'une diminution du courant circulant dans les spires du bobinage, les ampères-tours, à partir d'une certaine valeur du courant, ne sont plus suffisants sous l'effet du ressort pour maintenir l'armature collée contre le noyau.
  • On connait dans le US-A. 2.881.830 un mécanisme de sécurité électromagnétique dans lequel l'armature reliée à une soupape par une tige coopère avec un noyau mobile en matériau magnétique.
  • L'armature et l'organe mobile sont indépendants l'un par rapport à l'autre et en fonction du flux magnétique de l'électroaimant ledit organe mobile se déplace sur la tige de soupape et actionne un contact.
  • Il existe donc dans ces mécanismes connus un courant d'enclenchement et de déclenchement dont les valeurs dépendent :
    • - du cycle d'hystérésis que le matériau par- cou rt,
    • - de la valeur du ressort de rappel de la soupape,
    • - du nombre de spires du bobinage,
    • - et surtout de la grandeur de l'entrefer.
  • Par conséquent, on sait que les courants d'enclenchement et de déclenchement sont considérablement augmentés à partir du moment où l'entrefer augmente de façon notable car, dans l'air, la circulation du flux magnétique exige une consommation très importante d'ampères-tours.
  • Le but de l'invention est donc de modifier l'entrefer pour augmenter ou diminuer la consommation d'ampères-tours afin d'obtenir des courants d'enclenchement et de déclenchement différents.
  • Suivant l'invention, l'armature fixée à l'extrémité de la tige de commande d'une soupape et/ou les deux branches du noyau sont réalisées chacune en deux parties accolées et inséparables l'une de l'autre, en matériau magnétique, et superposées pour former entre elles un entrefer.
  • D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en référence au dessin annexé qui représente une vue en coupe du mécanisme de sécurité.
  • Le mécanisme de sécurité tel que représenté comporte de façon générale un noyau magnétique 2, une armature, désignée dans son ensemble par la référence 1, montée à une extrémité de la tige 3, et à l'extrémité opposée de cette tige, une soupape 4 pour l'obturation directe d'un écoulement de gaz. Cette soupape peut être remplacée par une coupelle si le mécanisme doit agir sur un organe obturateur par l'intermédiaire de leviers. Le noyau 2 est fixé d'une manière rigide par un rivet ou par un rivet contact 5 sur l'assise 6.
  • Ce rivet contact est traversé par le fil d'extrémité 7 de l'enroulement d'excitation 8 du noyau 2. Un capuchon de protection 9 coiffe le noyau 2 et son armature 1. Un ressort de rappel 10 prenant appui sur le capuchon coiffe la tige 3 et agit sur le clapet 4.
  • Le noyau magnétique 2 est formé de deux branches 20 et 21 réalisées chacune en deux parties 20a et 21a pour la formation d'un entrefer supplémentaire.
  • L'armature 1 se compose de deux petites pia- ques en matériau magnétique 1a et 1b superposées et de faible épaisseur. Ces deux plaques sont soit libres, soit fixées l'une sur l'autre par un moyen mécanique quelconque par exemple par sertissage avec un léger serrage, par collage ou par soudure par point, et sont percées chacune d'un orifice central 11 dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre de l'extrémité 12 de la tige 3.
  • L'extrémité 12 de la tige 3 est sertie sur la plaque inférieure 1a de l'armature 1 de telle sorte qu'il subsiste un jeu permettant à l'armature de s'articuler par rapport aux deux pôles du noyau 2, c'est-à-dire que l'armature peut s'appliquer parfaitement sur ces pôles en compensant les éventuels défauts d'alignement de la tige normalement au noyau magnétique. Pour éviter la rotation de l'armature 1 par rapport à la tige 3, on interpose entre l'arrière de la plaque 1 b et la rondelle circulaire métallique 13 coaxiale à la tige, un joint torique élastique 14 qui se trouve légèrement écrasé au moment du sertissage de la tige.
  • Lorsqu'un élément sensible tel qu'un thermocouple non représenté, détecte la présence d'une flamme, il alimente, par l'intermédiaire du rivet contact 5, l'enroulement d'excitation 8. Les ampères-tours ainsi créés permettent la circulation d'un flux magnétique qui engendrera une force portante nécessaire au maintien de l'armature mobile 1 sur le noyau 2. Le courant minimum nécessaire au maintien de ladite armature s'appelle «courant d'enclenchement ».
  • Dès que la valeur de ce courant est atteinte, une action mécanique extérieure sur la soupape 4 provoque la descente de l'armature 1 et son collage sur le noyau 2..
  • Lorsqu'une diminution du courant circulant dans l'enroulement d'excitation 8 est provoquée par exemple quand le thermocouple n'est plus chauffé, la force portante diminue et, à une certaine valeur de ce courant, la force de rappel du ressort 10 devient plus grande que la force portante, si bien que l'armature 1 décolle du noyau 2 et le ressort de rappel 10 provoque une action mécanique vers la mise en sécurité-gaz. Il existe donc un courant d'enclenchement et de déclenchement dont les valeurs dépendent des ampères-tours concommés.
  • Quand l'armature 1 est maintenue contre le noyau 2, la plaque inférieure 1a est parcourue par un flux magnétique constant et limité, dépendant de son épaisseur. Etant donné que ladite plaque se sature très rapidement et offre une réluctance magnétique très importante, une partie du flux est contrainte de traverser d'une part l'entrefer situé entre les deux plaques la et 1 de l'armature 1 et d'autre part l'entrefer formé sur les deux branches 20 et 21 du noyau 2 ce qui entraine une augmentation sensible des ampères-tours consommés, et par conséquent des courants d'enclenchement et de déclenchement.
  • Cette augmentation est fonction des épaisseurs choisies pour les plaques 1a et 1b de l'armature, de leur état de surface et du type de matériau utilisé. En effet, suivant les courants d'enclenchement et de déclenchement que l'on désire obtenir, il est possible d'augmenter ou de diminuer l'épaisseur des plaques composant l'armature, d'utiliser des plaques d'épaisseurs différentes, ou bien des états de surface différents. Il est également possible d'utiliser seulement l'entrefer formé entre les deux plaques de l'armature ou seulement l'entrefer réalisé sur les branches du noyau magnétique.
  • Cette réalisation permet donc de varier la consommation d'ampères-tours pour obtenir des courants d'enclenchement et de déclenchement aptes à toutes utilisations.
  • L'invention ne se limite pas à la forme de réalisation illustrée mais en englobe également les variantes constructives.

Claims (3)

1. Mécanisme de sécurité électromagnétique comportant un circuit magnétique formé par un noyau et une armature maintenue sur l'extrémité d'une tige de commande de soupape caractérisé par le fait que l'armature (1) et/ou les deux branches du noyau (2) sont réalisées chacune en deux parties accolées et inséparables l'une de l'autre, en matériau magnétique, et superposées formant entre elles un entrefer.
2. Mécanisme selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les deux parties inséparables de l'armature, réalisées à partir de deux plaques différentes (1a) et (1b) sont fixées à la même tige de commande (12) de soupape dont elles suivent le mouvement.
3. Mécanisme selon la revendication 2 caractérisé par le fait que les deux plaques (1a) et (1b) sont d'épaisseur et de caractéristiques d'usinage égales ou différentes.
EP19800400825 1979-06-13 1980-06-09 Mécanisme de sécurité électromagnétique Expired EP0021937B1 (fr)

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FR7915094 1979-06-13

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EP0021937A1 EP0021937A1 (fr) 1981-01-07
EP0021937B1 true EP0021937B1 (fr) 1983-03-09

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