FR2590326A1

FR2590326A1 - Thermoelectric jack

Info

Publication number: FR2590326A1
Application number: FR8517032A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1987-05-22
Also published as: FR2590326B1

Abstract

Device for the electric automation of load movements. The invention relates to a device making it possible to obtain travels of single or double action jacks at variable pressures. It consists of a single or double chamber jack filled with a volume of liquid and with electric means intended to increase the temperature so as to cause maximum dilatation. This means consists either of a resistor, or of a microwave or laser emitter. The present invention has numerous applications for the automatic closure or opening of shutters, trap-doors, doors etc.

Description

Vérin Thermo-électrique
Le dispositif selon l'invention, concerne les mécanismes de déplacements de charges commandées par une source électrique.Thermo-electric cylinder
The device according to the invention relates to charge displacement mechanisms controlled by an electrical source.

Les dispositifs actuellement utilisés dans ce domaine sont soit purement électriques, soit associés à un moteur électrique. Dans le premier cas, le dispositif est constitué d'un électro-aimant - le champ magnétique provoqué par l'intermédiaire de la bobine - entrain le déplacement du noyau. Mais les puissances et courses obtenues sont faibles. I1 est d'ailleurs techniquement difficile d'obtenir des courses supérieures à 25 mm. I1 existe également des moyens mettant en oeuvre un moteur électrique associé à un système vis-écrou permettant d'obtenir des efforts et courses nettement plus importants que dans le cas précédent. mais ces moyens sont volumineux. The devices currently used in this field are either purely electric, or associated with an electric motor. In the first case, the device consists of an electromagnet - the magnetic field caused by the coil - causes the displacement of the core. But the powers and strokes obtained are low. It is moreover technically difficult to obtain strokes greater than 25 mm. I1 also exist means implementing an electric motor associated with a screw-nut system making it possible to obtain considerably greater forces and strokes than in the previous case. but these means are bulky.

I1 existe aussi des moyens pneumatiques ou hydrauliques permettant d'obtenir des efforts et courses encore plus importants. mais ces moyens sont particulièrement onéreux. There are also pneumatic or hydraulic means making it possible to obtain even greater forces and strokes. but these means are particularly expensive.

Le dispositif selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients. The device according to the invention avoids these drawbacks.

Avec celui-ci, en effet, il est possible d'obtenir les courses voulues à une puissance adaptée aux besoins sans pour celà mettre en oeuvre des moyens onéreux.With it, in fact, it is possible to obtain the desired strokes at a power adapted to the needs without thereby using expensive means.

Selon une réalisation de l'invention, le dispositif comprend un vérin constitué d'un cylindre. d'une tige et d'un piston dont les sections sont établies selon la fonction à remplir. La chambre de ce vérin est remplie d'un gaz que l'on soumet à l'action d'une résistance électrique. Lorsque le courant passe dans cette résistance, la température du gaz s'élève le volume et la pression augmentent et le piston du vérin se déplace avec une force proportionnelle à l'intensité, la tension, la durée du courant. Lorsque la résistance n'est plus soumise à l'action du courant électrique, la température du gaz balsse et le qaz reprend son volume initial provoquant ainsi le déplacement du piston dans le sens inverse. According to one embodiment of the invention, the device comprises a jack constituted by a cylinder. a rod and a piston whose sections are established according to the function to be fulfilled. The chamber of this jack is filled with a gas which is subjected to the action of an electrical resistance. When the current flows through this resistance, the temperature of the gas rises, the volume and the pressure increase, and the piston of the jack moves with a force proportional to the intensity, the voltage, the duration of the current. When the resistance is no longer subjected to the action of the electric current, the temperature of the gas backs up and the qaz returns to its initial volume thus causing the displacement of the piston in the opposite direction.

Le rendement du vérin est considérablement amélioré lorsque le vérin étant en point mort bas. la chambre demeurant disponible est remplie d'un liquide volatil. la résistance étant excitée le liquide se transforme d'abord en vapeur saturante puis subit la dilatation des gaz selon les lois de GAY-LUSSAC,
MARMOTTE et CHARLES. La résistance peut également être montée en tête de vérin -côté tige - dans ce cas, la gaz ou le liquide actif se trouve dans la chambre différentielle du vérin. On obtient ainsi, des vérins dits normalement fermés sous tension, contrairement au montage précédent, dits normalement ouverts sous tension.The cylinder efficiency is considerably improved when the cylinder is in bottom dead center. the remaining available chamber is filled with a volatile liquid. the resistance being excited the liquid first transforms into saturated vapor then undergoes the expansion of the gases according to the laws of GAY-LUSSAC,
MARMOTTE and CHARLES. The resistor can also be mounted at the cylinder head - rod side - in this case, the active gas or liquid is in the differential chamber of the cylinder. In this way, cylinders known as normally closed under tension are obtained, unlike the previous assembly, said to be normally open under tension.

Quant à la résistance provoquant l'élévation de température, elle peut être soit du type thermo-plongeur c'est-à-dire directement en contact avec le liquide, soit du type à collier c'est-à-dire montée à l'extérieur du cylindre et transmettant la chaleur par conduction. As for the resistance causing the temperature rise, it can be either of the thermo-plunger type, that is to say directly in contact with the liquid, or of the collar type, that is to say mounted on the outside of the cylinder and transmitting heat by conduction.

Chacune de ces résistances peut d'ailleurs être associée à un thermostat permettant d'obtenir des pressions constantes. Each of these resistors can also be associated with a thermostat allowing constant pressures to be obtained.

Selon une autre réalisation de l'invention. le vérin est équipé de deux résistances soit du type thermo-plongeur. soit du type à collier, soit un montage mixte. Chacune de ces résistances est reliée à l'une et 1 'autre des chambres situées de chaque côté du piston d'étanchéité du vérin. Celui-ci est d'ailleurs équipé d'une chambre remplie d'huile assurant le graissage permanent. According to another embodiment of the invention. the cylinder is fitted with two resistors, either of the immersion type. either of the collar type, or a mixed assembly. Each of these resistors is connected to one and the other of the chambers located on each side of the sealing piston of the jack. It is also equipped with a chamber filled with oil ensuring permanent lubrication.

On obtient ainsi, en excitant l'une ou 1 'autre des résistances un mouvement double effet du piston. Pour celà, il est nécessaire qu'au moins l'une des chambres soit partiellement remplie du liquide et complèté d'un gaz compressible de manière à permettre le déplacement du piston, lorsqu'on excite la résistance se trouvant dans 1 'autre chambre.One thus obtains, by exciting one or the other of the resistors, a double effect movement of the piston. For this, it is necessary that at least one of the chambers is partially filled with liquid and supplemented with a compressible gas so as to allow movement of the piston, when the resistance located in one other chamber is excited.

Le dessin en annexe montre à titre d'exemple l'une des réalisations du dispositif selon l'invention. The accompanying drawing shows by way of example one of the embodiments of the device according to the invention.

Le Vérin hydraulique constitué d'un cylindre (1) comprend une bague de guidage (2) équipée de Joints d'étanchéité et traversée d'une tige (3). The hydraulic cylinder consisting of a cylinder (1) comprises a guide ring (2) fitted with seals and a rod (3) passing through it.

Sur le fond du vérin (6) est monté par pincement une résistance (5) du type à collier. Lorsque que celle-ci est excitée par l'intermédiaire d'un courant soit alternatif, soit continu, la température s'élève, celle-ci est d'ailleurs controlée par un thermostat à lamelles, le liquide se dilate et passe à l'état de vapeur saturante, la pression et le volume initiaux augmentent jusqu'à provoquer le déplacement du piston (3) malgré la présence du ressort de rappel (7.). Lorsque la température affichée au thermostat est atteinte le circuit électrique se coupe. On the bottom of the jack (6) is mounted by clamping a resistance (5) of the collar type. When this is excited by means of an alternating or a continuous current, the temperature rises, this is moreover controlled by a lamella thermostat, the liquid expands and passes to the saturated vapor state, the initial pressure and volume increase until causing the piston (3) to move despite the presence of the return spring (7.). When the temperature displayed on the thermostat is reached, the electrical circuit cuts out.

Le piston reste dans sa position jusqu'à ce que la température s' abaisse à la valeur minimale affichée au thermostat. Le circuit se rétablit et la température augmente à nouveau. Ceci permet de maintenir une pression pratiquement constante sans pour celà consommer de l'énergie en permanence. Par contre, lorsque le circuit d'alimentation générale est rompu, la température descend et la vapeur saturante retrouve son état initial liquide. le piston (3) reprend également son point mort bas. The piston remains in its position until the temperature drops to the minimum value displayed on the thermostat. The circuit is restored and the temperature rises again. This makes it possible to maintain a practically constant pressure without thereby consuming energy permanently. On the other hand, when the general supply circuit is broken, the temperature drops and the saturated vapor returns to its initial liquid state. the piston (3) also returns to its bottom dead center.

Selon une autre réalisation de l'invention, la tige (3) est équipée d'un piston d'étanchéité déterminant deux chambres distinctes. Lorsque la chambre droite est partiellement remplie de liquide volatil et complèté d'air alors que le piston se trouve en butée sur le fond du vérin, la chambre gauche étant entièrement remplie de liquide volatil, les résistances équipant chacune des chambres permettent d 'obtenir des mouvements de va-et-vient c'est-à-dire double effet. According to another embodiment of the invention, the rod (3) is equipped with a sealing piston determining two separate chambers. When the right chamber is partially filled with volatile liquid and complete with air while the piston is in abutment on the bottom of the cylinder, the left chamber being completely filled with volatile liquid, the resistors equipping each of the chambers make it possible to obtain back and forth movements, i.e. double effect.

Ces mouvements peuvent également être obtenus soit par l'intermédiaire de deux résistances du type thermo-plongeur intérieures à chacune des chambres, ou à collier extérieures à chacune des chambres. L'élévation de la température peut également être obtenue par des émetteurs à micro-ondes ou des émetteurs du type "LASER". Ces émetteurs peuvent également être remplacés par des résistances extérieures à ruban enroulées à l'extérieur du cylindre. These movements can also be obtained either by means of two resistors of the immersion heater type internal to each of the chambers, or with a collar external to each of the chambers. The rise in temperature can also be obtained by microwave emitters or "LASER" type emitters. These transmitters can also be replaced by external resistors with ribbon wound outside the cylinder.

Le dispositif selon l'invention a de nombreuses applications dans l'industrie de l'automatisation. Des applications particulièrement intéressantes sont illimitées dans les sécurités diverses et dans la régulation d'ouverture ou de fermeture de volets. trappes, portes ou réglages liés à la température de fonctionnement. The device according to the invention has numerous applications in the automation industry. Particularly interesting applications are unlimited in various types of security and in the regulation of opening or closing of shutters. hatches, doors or settings related to the operating temperature.

Claims

1- Device according to the invention making it possible to obtain the displacement of a

carac linear cylinder piston, terrified by the fact that the cylinder is filled

or partially filled with a liquid transformed into gas by one

re of an electric means.

2- Device according to claim (1) characterized in that this liquid

is a volatile liquid.

3- Device according to claim (1) characterized in that the means

electric is a heating resistance.

4- Device according to claim (3) characterized in that the resis

heating element is either directly in contact with the liquid, or

outside the cylinder.

5- Device according to claim (3) characterized in that the cylinder

is equipped with several electrical resistors.

6- Device according to claim (3) and claim (5) characterized

by the fact that the resistance or resistors are equipped with thermostats.

7- Device according to claims 1 - 2 - 3 and 4 characterized in that

the cylinder is fitted with a pressure relief valve.