FR2612276A1 - Procedes et dispositifs inducteurs electromagnetiques bistables pour electrovannes et circuits electroniques connexes, a tres faible consommation electrique; avec application a l'arrosage automatique asservi au besoin en eau des plantes a la profondeur desiree - Google Patents

Procedes et dispositifs inducteurs electromagnetiques bistables pour electrovannes et circuits electroniques connexes, a tres faible consommation electrique; avec application a l'arrosage automatique asservi au besoin en eau des plantes a la profondeur desiree Download PDF

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN ENSEMBLE DE PROCEDES ET DISPOSITIFS ELECTROMAGNETIQUES, PROCURANT DEUX ETATS STABLES POSSIBLES, AVEC VERROUILLAGE EN POSITION, AU NOYAU PLONGEUR D'UNE ELECTROVANNE, SANS NECESSITER D'ENERGIE ELECTRIQUE DE MAINTIEN. CE VERROUILLAGE POUVANT S'EFFECTUER SOUS FORME MAGNETIQUE, MECANIQUE OU COMBINAISON DES DEUX, OU ENCORE SOUS FORME DE VERROUILLAGE A CLIQUET; TRES NOMBREUSES VARIANTES. POUR CERTAINES DE CELLES-CI DES MODIFICATIONS INTERNES DE L'ELECTROVANNE CONSIDEREE SONT PREVUES, MAIS ELLES NE PERTURBENT EN AUCUNE FACON LE FONCTIONNEMENT FLUIDIQUE HABITUEL DE CELLE-CI. DES CIRCUITS ELECTRONIQUES CONNEXES INDISPENSABLES POUR CE TYPE DE FONCTIONNEMENT ONT ETE CREES, SPECIFIQUEMENT, EN ULTRA FAIBLE CONSOMMATION ELECTRIQUE PERMANENTE SOUS PLUSIEURS VARIANTES. LE FONCTIONNEMENT DE CES DISPOSITIFS INDUCTEURS EST DE PREFERENCE A BASSE TENSION, 3 A 6 VOLTS PAR EXEMPLE. LA CONSOMMATION ELECTRIQUE GLOBALE EST TELLE QUE DANS L'APPLICATION A L'ARROSAGE AUTOMATIQUE, L'ENSEMBLE PEUT FONCTIONNER PENDANT PLUS D'UN AN SANS NECESSITER LA MOINDRE INTERVENTION NI LE CHANGEMENT DES PILES A FAIBLE CAPACITE. UN TEL ENSEMBLE NE REQUERANT QUE MOINS DE 1 WATT-HEURE, EN TOUT ET POUR TOUT, POUR CETTE DUREE MINIMUM DE UN AN. DANS L'APPLICATION PRINCIPALE ENVISAGEE, LA PRESENCE D'UNE CELLULE PHOTO-ELECTRIQUE ET D'UNE THERMISTANCE APPROPRIEE INTERDIT L'ARROSAGE EN PLEIN SOLEIL ET PAR GRANDS FROIDS. AUCUN COURANT ELECTRIQUE N'EST DEBITE POUR LE MAINTIEN EN OUVERTURE OU EN FERMETURE DE L'ELECTROVANNE ET LE COURANT DEMANDE POUR LES CIRCUITS ELECTRONIQUES DE SURVEILLANCE ET DE COMMANDE NE DEPASSE EN AUCUN CAS LE 30 MILLIONIEME D'AMPERE SOUS 6 VOLTS SOIT 180 MICROWATTS MAXIMUM. 38 FIGURES EN 10 PLANCHES; NOMBREUSES REVENDICATIONS.

Description

La présente invention concerne des dispositif@ inducteu@s bistables pour électro-vannes, à vérouillage magnétique et/nu mécanique,et leurs circuits électroniques de commande associés permettant un fonctionnement global en ultra-faible consomma- tion électrique. L'alimentation électrique dans un tel régime, avantageusement effectuée par piles de faible ou moyenne capa- cité permet l'application, entres autres, à l'arrosage automa- tique asservi au besoin en eau'des plantes à la profondeur dé sirée, avec une autonomie de nombreux mois sans aucune inter mention de l'utilisateur.
La présente invention a été présentée dans l'application précisée ci-dessus sous forme d'un bloc électronique hermétique et d'une sonde correspondant à la Figure 37 Planche 9 à l'Exposition Internationale "l'Evenement Jardinn du 15 Septembre 1986 à Paris, dont attestation est jointe à la présente demande. Cette expositioépondant au sens de la convention internatinnale du 22 Novembre i928, la présente demande bénéficie des dispositions de l'article 9 (Loi du 13 07 78) sur les brevets d'invention dans son application.
Le problème de consommation électrique dans des dispositifs autonomes devant effectuer une surveillance permanente et des actions ponctuelles plus ou moins répétées impliquent, tant pour les "actuators" cnnsidérés, (électro-vann-s, par exemple), que pour les circuits électroniques associés indispensables au fonctionnement automatique de ceux-ci, les plus faibles consommations électriques pnssibles, si l'on veut faire fonctionner de tels dispositifs pendant de trés longues durées, 1 an par exemple, à l'aide de piles de faible ou moyenne capacité, pour raison d'autonomie, d'économie et d'absence d'entretien.
Jusqu'à la présente invention, à notre connaissance, aucun ensemble autonome à pile faisant fonctionner des électro-vannes n'était en mesure de satisfaire aux critéres d'ultra faible con sommation selon l'invention, soit en raison de la consommation propre de l'électro-vanne considérée pour son maintien en "ouver- ture", soit encore par la consommation non négligeable des circuits électriques, (relais), ou/et électroniques associés nécessaires au fonctionnement.
De tels circuits ne pouvant fonctionner qu'avec des consomma- tiens électriques de l'ordre de plusieurs centaines de iillivatts heure, et parfois même sous plusieurs watts heure, ne peuvent fonctionner sur piles de moyenne capacité que pendant des durées trés limités, ne pouvant excéder, dans le meilleur des cas, que la centaine d'heures, valeur trés en deça des 8.766 heures que représente une année.
Par ailleurs, aucun ensemble électronique de commande d'électro tanne s fonctionnant en permanence avec une consommation inférieure, ou nettement inférieure, à 100 oicrowatts heure, critère essentiel pour les durées souhaitées, ne semble être connu à ce jour.
Cette ultra faible consommation des circuits de commande d'électrovannes, qui découle des nouveaux circuits électroniques connexes associés, étant une des caractéristiques essentielles de la présente invention.
En conséquence de ces consommations électriques non négligeables des dispositifs connus, la plupart de ceux-ci, voire la totalité, font appel à des batteries rechargeables de forte capacité, lourdes, onéreuses, volumineuses et d'entretien non nul, ou encore de batteries rechargeable à moyenne capacité, relativement couteu- ses, nécessitant intervention, manipulation et dont l'autonomie est très limitée entre deux recharges.
Il existe par ailleurs des ensembles A alimentation par le réseau électrique qui, en dehors meme du danger représenté, ne sont pas pratiques,(fils d'alimentation, installation spéciale), volumi- neux, (transformateur), onéreux et pouvant subir des coupures de courant.
Une véritable autonomie à haute fiabilité et à moindre coût ne peut être effectuée en toute sécurité que par l'utilisation de piles ou é ventuellement de petites batteries rechargeables sous la condition que celles-ci puissent fonctionner pendant plusieurs mois et mieux encore pendant au moins un an, sans nécessiter la moin- dre intervention de l'utilisateur, celui-ci ne devant effectuer qu'une fois par an le changement des piles ou la recharge des éventuelles petites batteries.
Mais pour obtenir de tels résultats et de tels avantages,
comme le permet la présente invention,tant par ses procédés que par ses multiples variantes, aucune des parties de l'ensemble du dispositif considéré ne peut être négligée ni dissociée, le bilan énergétique étant un tout.
Si l'on considérée, par exemple, une des principales applicati@ns de la présente invention, c'est à dire l'arrosage automatique des plantes effectué à l'aide d'une électro-vanne et d'un circuit électronique de commande de celle-ci réagissant aux caractéristi- ques hygrométriques présentées par une sonde conçue à cet effet, on remarque,en premier lieu,que la consommation de l'une des meil- leures électrn-vannes basse tension du commerce, fonctionnant sous 1@ volts,fait que celle-ci, maintenue à l'état "ouvert" pendant seulement une heure, épuise quasi-totalement l'énergie de 9 piles de 1,5 volt (NR14 montées en série, par exemple), nn remarque,en second lieu,que,(si l'on ne tient pas compte de cette consommation prohibitive de l'électro-aimant classique de cette électo-vanne, supposant résolue cette consommation par l'emploi de l'un des dispositifs Slectromagnétiques bistables de la présente invention), la consommation de circuits électroniques classiques n'est nullement négligeable, car malgré une apparence de consommation comparativement plus faible, elle n'en affecte pas moins le bilan éner gétique, étant donné qu'elle fonctionne seconde par seconde et 24 heures sur 24 heures.
Si l'on veut donc aboutir aux résultats souhaités et malgré l'utilisation de l'un ou l'autre des moteurs électromagnétiques bi stables selon l'inYention ne ne consommant de l'énergie que pendant le transfert d'un état à l'autre, pendant une trés courte durée, carctéristique importante de la présente invention, l'on doit aussi reconsidérer entièrement les structures même des circuits électroniques associés, afin d'arriver pour ceux-ci à des consomma- tions électriques extrcmement faibles, ce qui est une seconde caractéristique importante de cette invention. L'on ne saurait donc dissocier,dans celle-ci, les dispositifs moteurs électromagnéti- ques dans leurs multiples variantes des nouveaux circuits électroniques leur étant associés.
Le fonctionnement global des uns et des autres autorise le régime en ultra faible consommation électrique de l'ensemble, objectif essentiel de la présente invention dans ses multiples variantes tant électromagnétiques, à vérouillage magnétique et/ou mécanique, qu' électroniques.
Une des premiers caracteristiques essentielles de la présente invention est donc la caractéristique importante que présentent les dispositifs moteurs électromagnétiques bistables dans leurs diverses variantes nù leurs bobinages rationnellement étudiés qui ne requierent qu'une énergie très limitée en tension, en intensité et dans le temps, seulement au moment du transfert d'un Stat à l'autre,et qui ne nécessitent aucune énergie de maintien tout en assurant un trés puissant vérouillage magnétique ou/et mécanique.
Une autre caractéristique importante de la présente invention réside dans la conception et la réalisation de circuits de comman- de et de surveillance capables de fonctionner sous des tensions réduites et sous des intensités considérablement faibles de l'or- dre de la dizaine de microampères, la valeur de 15 microampères étant la valeur nominale de ces nouveaux circuits capables de fonctionner par exemple sous une tension de 6~Vnlts sous une dissipation énergétique inférieure à 100 microwatts.
L'nn comprendra mieux la portée de la présente invention, tant à l'aide des multiples figures de celle-ci, décrites point par point dans les structures et les fonctionnements des dispositifs et procédés qu'elles représentent, qu'À travers les multiples revendications que cette invention implique, qu'à la connaissance aussi du bilan énergétique donné ci-aprés correspondant à l'application principale de cette dite invention, c'est à dire à l'arrosage automatique asservi au besoin en eau des plantes sous controle et surveillance ne nécessitant aucune intervention de l'utilisateur pendant de nombreux mois, malgré une alimentation par pile à faible ou Moyenne capacité.
Toutefois cette application particulière et originale ne saurait limiter la portée de la présente invention dans ce qu'elle comporte
d'inédit dans ces dispositifs nouveaux, bien au contraire.
L'utilisation, même partielle, à d'autres fins des dispositifs décrits et revendiqués dans leurs structures et leurs 'fonction nements entreraient dans le cadre de la présente invention, à fortiori dans leur utilisation particulière à trés faible consommation électrique.
Bilan énergétique de consommation électrique de l'un quelconque des dispositifs bistables à vérouillage magnétique et/ou mécanique et des éléments électriques et électroniques associés pour son fonctionnement, dans l'exemple concrêt d'une des principales applications de la présente invention.
Si l'on veut effectuer un arrosage de jardin, par exemple, à l'aide d'une électrovanne fonctionnant avec un moteur électroma- gnétique bistable selon l'inventinn, en en commande manuelle ou au- tomatique, par controle d'une sonde à résistivité hygrométrique, plusieurs fois par jour si nécessaire, pendant au moins un an, tout en ne voulant alimenter l'ensemble que par seulement 3 piles standard du commerce, (par exemple 3 piles de 1,5 Volt NR14), sans avoir a changer celles-ci pendant cette durée de un an, on remarquera que - t sachant que trois piles comme celles sus-mentionnées, montées en série et connectées sur une résistance de 90 @hms, débi- tant de CC fait : 4,5 Vnlts / 90 Ohms s 0,05 Ampère, fonctionnent en permanence pendant 4 heures consécutives avant de voir leur débit commencer à se réduire, ( 12% environ dans la demi-heure suivant ces 4 heures), nous pouvons déduire la capacité de ces piles et évaluer leur capacité minimum en Coulombs.
0,05 A x 3600 secondes x 4 - 720 Coulombs, soit aussi 0,2 Ampère heure soit encore 0,9 Watt heure en tout et pour tout, - 2 sachant aussi que pour faire fonctionner correctement l'un des dispositifs bistables électromagnétiques selon l'invention, il est nécessaire de pouvoir disposer pour chaque opération de transfert d'un état à l'autre du dispositif considéré, de 0,25 A minimum snus une tension de 2,5 Volts, mais pendant une durée de seulement 20 millisecondes, mais que pour des raisons de sécurité de fonctionnement, nous avons fixé ces valeurs à 0,4 Ampère sous 4,5 Volts pendant 25 millisecondes, et sachant, d'autre part, que le dispositif considéré devra assurer au. maximum 24 ouvertures et fermetures de l'électrovanne par jour, soit 48 impulsions jour- nalières, nous pouvons déduire la consommation électrique annuelle du dispositif moteur, à à l'exclusions du circuit électroni- que associé; celle-ci est
(( 0,4 A x 25 mS ) / 1000 mS ) x 48 = 0,48 Coulombs par jour, soit pour un an :: 0,48 C x 365 r 175,2 Coulombs par an, ce qui signifie que si les commandes sont effectuées manuellement, à l'aide de contacts fugitifs, par exemple, les trois piles considérées pourront fonctionner normalement pendant
720 C / 175,2 C = 4,1 an , si la durée normale des piles le permet;; - il est impnrtant de savoir que l'une des meilleures électrovannes du commerce qui ne requiert que 0,24 A par seconde sous 12 Volts, mais en permanence pour son maintien en "ouverture" n'aurait pu fonctionner, avec les trois piles considérées, si elle avait pu fonctionner sous 4,5 Volts, que pendant moins d'une heure dans là position "ouverte"
720 C / O,24 C (chaque seconde) 3000 secondes - 30 connaissant la capacité électrique minimum des trois piles cnnsidérées, c'est à dire 720 Coulombs et voulant faire fonc- tionner en automatique l'ensemble du dispositif sur cette énergie globale, sans avoir à changer lesdites piles pendant au moins un an, en tenant compte, d'une part de la consommation nécessi- tée par les impulsions électromagnétiques, et, d'autre part, de la consommation qu'impliquent les circuits électroniques de surveillance, de controle et de commande, qui doivent, dans le cas considéré, pouvoir fonctionner 24 heures sur 24 heures pendant cette durée de un an, l'on peut définir l'intensité maxima- le permise pour ces circuits,pour le fonctionnement de l'ensemble pendant ce laps de temps - si l'n déduit de la capacité électrique globale cnnnue de 720 Coulombs, la quantité d'électricité nécessaire au seul fonc- tionnement électromagnétique telle que définie précédemment, l'n ne disposera que de 720 C - 175 C 1 545 Coulombs disponibles pour alimenter pendant un an les circuits électroniques considérés, c'est à dire que dans ces conditions , la consommation électrique des seuls circuits électroniques ne devra pas dépasser 545 C / (365 x 24 x 3600 ) - 0,000017 Coulombs par seconde, c'est à dire un débit maximum pour ces circuits de 17 microampères, cette consommation maximale étant, par ailleurs, le principal critère des nouveaux circuits électroniques A ultra faible consommation, conçus à cet effet pour le fonctionnement particulier des ensembles associés selon la présente invention - sous cette intensité de 17 microampères, l'ensemble électronique alimenté snus 4,5 Volts ne devra dnnc pas dépasser une consommation en puissance de 0,000017 A x 4,5 V w 0,0000765 watt par seconde, soit par heure 76,5 microwatt heure,
l'on vérifiera que 0, 0000765 Vatt heure représentent en un an une énergie consommée de : 0,0000765 Y.H. x 24 x 365 = 0,67 Watt heure, valeur qui laisse bien la marge de 0,9 W.H.(de capacité maximum des piles) - 0,67 W.H w 0,23
W.H. pour les impulsions électromagnétiques dont le besoin défini par ailleurs est de : ( 175 C / 3600) x 4,5 v = 0,218 V.H.
une telle consommation autorisée implique une électronique à trés faible consommation, non quelconque dans ses structures, car tout en étant capable de délivrer des impulsions de 0,4 Ampère 48 fois par jour pendant un an, elle ne pourra consommer en per mence, pour sa propre alimentation que 17 micrnampères, consomme- tion dans laquelle interviennent à la fois : l'alimentation de l'ensemble relaxateur d'impulsion nu du "trigger spécial", l'a limentation de l'ensemble "vérrou", l'alimentation de l'ensemble définissant l'ouverture ou la fermeture de l'électrovanne et les faibles fuites éventuelles des amplificateurs d'impulsions.
Selon les dispositifs électroniques revendiqués correspondants aux figures 31 et suivantes de la présente invention les condi- tiens draconiennes définies ci-dessus sont parfaitement respectées les consommations mesurées sont les suivantes -Dispositif électronique correspondant à la Figure 31 Planche 6
15 micrnampères sous 4,5 Volts, -Dispositif relaxateur série correspondant à la Figure 32
Planche 6 (élément de base des dispositifs correspondants aux figures 33 Planche 7 et 35 Planche 8) : consommation permanente inférieure à 2 microampères.
-Dispositif correspondant à la Figure 33 Planche 7 16 microampères sous 4,5 Volts -Dispositif correspondant à la figure 34 Planche 8 13 microampères sous 4,5 Volts et 17 microampères sous 6 Volts.
Tous ces ensembles électroniques sont décrits dans leur détail et dans leur fonctionnement dans la déscription générale des figures ci-aprés.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés.
-Description des Figures et explications des fonctionnements des dispositifs ou des processus des procédés selon l'invention quelles représentent - Les Figures 1 , 2 , 5 , 7 , 13 , 14 , 16 , 17 , 18 , 19 , 21 ,
22 , 23 , 25 , et 26, représentent diverses variantes des dispositifs, en dimensions quasi-naturelles, en coupe, en perspective cavalière ou en coupe perspective.
-Les figures 3 et 4 , en coupe sont réduites en dimensions.
-Les figures 6 , 11 , 12 , 15 et 27 , en coupe, sont majorées dans leurs dimensions afin de mieux observer les détails des dispositifs qu'elles représentent.
-Les figures 8 , 9 , 10 ,en coupe, et les figures 19 , 20 , 24 en coupe et perspective, illustrent certains des prncédés et processus appliqués dans certaines variantes des dispositifs - Les figures 28 à 36 incluses illustrent les schémas électri ques et/ou électroniques à ultra faible consommation électrique cnnçus pour l'utilisation dans ce régime des divers dispositifs électromagnétiques auxquels ils sont associés
Les figures 37 et 38 illustrent une applicatinn particulière de la présente invention.
Les 38 figures en 10 Planches décrites ci-aprés sont données à titre strictement indicatif et ne souriaient limiter la portée de 1 'invention telle que revendiquée dans ses procédés et dispntifs en multiples variantes.
La Figure 1 Planche 1 represente sous sa forme extérieure et
en dimensions quasi-naturelles un premier dispositif moteur
électromagnétique bistable à vérouillage magnétique selon l'invent ion. Ce bloc-moteur est destiné a faire se deplacer dans
l'une nu l'autre des positions stables qu'il provoque, et de
l'y maintenir jusqu'à nouvel ordre,le noyau plongeurde l'élec
trovanne considérée. Ce bloc moteur se monte sur l'électrovanne en question à la place habituelle occupée normalement par le bobinage électro-aimant classique assurant le fonctionnement
électromagnétique de cette électrovanne.
Ce premier dispositif moteur bistable selon l'invention est essentiellement constitué de - trois armatures magnétiques (2),(3) et (4) réalisées dans un métal magnétique doux sous forme de rondelles à trou central, d'épaisseur non négligeable, en matériau plein nu "feuilleté, de dimensions appropriées; ces armatures sont destinées à fermer correctement les champs magnétiques permanents nu impulsion nels développés dans le dispositif dans leur meilleure adéquation, - deux aimants permanents cylindriques, en forme de couronne, à important évidement central,avantageusement constitués en ferrite dur à fort champ coercitif;; ces aimants sont orientés dans le même sens et longitudinalement par rapport à l'axe de la protubérance tubulaire de l'électrovanne considérée sur laquelle
se monte l'ensemble du dispositif, - deux solenoides électro-aimants de quelques centaines de spires de fil isolé de moyen diamètre présentant chacun une résistance
électrique de l'ordre de quelques dizaines d'ohms de préférence,
(ces bobinages électro-aimants avantageusement montés sur une
carcasse isolante apprnpriée ne sont pas représentés sur cette
figure, mais sont visibles sur la figure suivante 2 planche t).
Le tout formant bloc compact avec dans sa constution mécanique
alternance ferrure/aimant/ferrure/aimant/ferrure, chaque bobina
ge étant logé dans l'évidement de chacun des aimants.
Ce dispositif moteur électromagnétique bistable A vérouillage magnétique provoque deux positions stables possibles bien définies du noyau plongeur de l'électrovanne considérée sur laquel- le il se monte. Ce noyau plongeur,en général associé à un ressort de compression, se trouve situé dans la dite protubérance tubulaire de l'électrovanne, au niveau de laquelle vient se loger l'électro-aimant classique de celle-ci.Le déplacement dudit noyau plnageurdans ce tube hermétique dans lequel il évolue en position, au contact du fluide destiné à astre commandé1 provoque, par sa position même, l' "ouverture" ou la "fermeture proprement fluidique de l'électrovanne, autorisant ou non le passage du fluide dont nn désire moduler le débit.
Ce dispositif moteur électromagnétique, comme tous les disposi- tifs moteurs dans leur multiples variantes selon l'invention, par son principe même vérouille fortement le noyau plongeur dans l'une ou l'autre des positions qui lui sont permises. Ces positions sont déterminées par leenvoi,dans l'électro-aimant corresdant, d'une impulsion électrique d'intensité adéquate et de durée appropriée, faisant, par action magnétique, transferer le noyau plongeur de position qu'il occupe à l'autre position permise.
Certaines variantes de dispositifs précédent par impulsions simultanées, de polarité bien définies, appliquées en m6Se temps sur les électro-aimants correspondants, provoquant a la fois des effets attractifs et répulsifs magnétiques sur le noyau plongeur.
La puissance des aimants permanents est déterminée largement suffisante pour, d'une part, en position électrovanne ouverte, cnnpenser plus que suffisamment la force développée par le resssort, associé au noyau plongeu@compressé dans cette positions et, d'autre part1 en position électrovanne fermée, accentuer au mieux la force développée nar le dit ressort, déployé, force par laquelle le no@au plong@ur est poussé sur le clapet à fonction fluidique fermant l'électrovanne.
Sur cette figure 1 Planche 1 (1) représente l'orifice par lequel le dispositif moteur bistable
en forme de bloc compact, vient s'enfiler sur le tube habitu-
-el hermétique de l'électrovanne considérée, tube où vient normalement se placer l'électro-aimant classique de celle-ci, ce tube contenant le noyau plongeur et son ressort de compres- sion1 ces deux éléments étant en contact avec le fluide destiné à autre commandé en débit.
(2),(3) et (4) représentent les armatures magnétiques nécessaires au meilleur fonctionnement du dispositif dans son action de vérouillage et de transfert de position du noyau plongeur, ces armatures sont avantageusement constituées de rondelles de mé- tal magnétique doux, en épaisseur non négligeable, ou sous forme feuilletée multiple.
(13) et (14) représentent les aimants cylindriques en forme de couronne, d'épaisseur notable et de puissance non négligeable, leur champ magnétique convenablement orienté est axial et longi tudinalement orienté par rapport à l'axe e du noyau plongeur devant etre actionné. Ces aimants (13) et (14) sont avantageusement réalisés en matériau ferrite à champ coércitif élevé en raison des intéractions attractives et surtout répulsives,conjointement utilisées das ce dispositif, s'établissant entre les champs t permanents tt les champs impulsionnels magnétiques.
(iO) et (12) représentent les fils électriques de liaison des électro-aimants internes (4) rt (5) représentés dans la figure suivante.
(8) étant les can@lures indispensables pour le passage des fils dr liaison, elles sont effectuées dr préférence dans deux dos armatures du dispositif.
La Figure 2 Planch@ 1 represente l@ même bloc@moteur que celui décrit @n figure 1 planche 1, mais monté sur la partie proprement fluidique étanche d'unr électrovanne (1), sans les aimants perma@ nents (13)et (14), afin de pouvoir observer & la fois leur réel encombrement et leur positionnement (7) par rapport aux bobinages électro-aimants internes (5) et (6) et leur enroulement électrique (9) et (i0), ainsi que la constitution interne de ce dispositif moteur électromagnétique dans cette prrmièrr variante.
L'on voit mieux sur cette figure comment le bloc-moteur bistable s@ substitue au bobinage classique habituellement monté sur le bloc hermétique à fonction fluidique (1) de l'électrovanne consi déré@.
Le noyau plongeur, appartenant à l'ensemble électromagnétique du dispositif ,est toutefois situé dans cet ensemble à fonction fluidique,en raison des pressions non négligeables exercées par le fluide même. Ce noyau plongeur a pour rôle de venir appuyer, ou non, sur le clapet déterminant l'ouverture ou la fermeture de l'électrovanne.
Remarque : Ce bloc moteur électromagnétique bistable selon l'in mention, dans la constitution telle que représentée par les figures 1 et 2 Planche 1, ( de même que les blocs moteurs dont les dispositifs sont illustrés par les figures 11,12,13,14,15;;20,21, 22,23,24,et 25), s'adapte, aux dimensions prés sur divers types d'électrovannes existantes en lieu et place de leur bobinage électro-aimant habituel, avec1 éventuellement, le remplacement du noyau plongeur,en métal magnétique doux,qu'elles comportent1 par, au moins, un aimant cylindrique convenablement orienté, corme le requiert 1e blnc moteur considéré, mais sans modifier en aucune autre façon la structure proprement fluidique de l'électrovanne considérée.
La figure 2 planche 1 représente, d'une part, un type d'électrovanne dont la partie fluidique (1), à l'exeption de son noyau plongeur interne et du ressort de compression lui étant associé, est entièrement constituée de matériaux non métalliques, y compris les filetages (64) et (64') sur lesquels viennent se visser les tubes d'entrée et de sortie du fluide considéré que l'on veut moduler dans son débit.
Nota: Dans la présente description, le bloc fluidique et le tube faisant partie de ce bloc, tube dans lequel se déplace le noyau plongeur, est indiff6remment idntifié (i). Pour d'autres types d'électrovannes dans lesquelles la partie tubulaire est & la fois métallique non magnétique et démontable l'identification sera
Sur cette figure 2 planche 1 on retrouve les armatures (2), (3), et (4) décrites en figure 1, ainsi que les liaisons électriques (li) et (12) ainsi que les canelures (8), on observe de plus,sur cette figure, les électro-aiamnts (5) et (6) et leurs enroulements électriques concentriques (9) et (10), les positions (7) qu'occuperaient les aimants (13) et (14) s'ils avaient été représentés, (1) étant à la fois le tube dans lequel évolue le noyau plongeur (19) et l'ensemble fluidique proprement dit de l'électrovanne considérée dont (64) et (64') sont les embouts filetés.
Les figures 3 et 4 planche 1, lièges dans leur description, representent un autre dispositif moteur électromagnétique bistable selon l'invention, concourant au mêmesrésultats que ceux obtenus par le dispositif précédent représenté par les figures 1 et 2 planche 1, mais dont le vérouillage est entièrement mécanique.
Ces deux figures représentent les deux états possibles que peut prendre le dispositif, (figure 3, électrovanne fermée),(figure 4 électrovanne ouverte). Dans cette variante à vérouillage mécanique intégral, l'adaptation ne peut se faire sans une modification de la pièce(1') pour les électrovannes auxquelles stapplique ce dispositif, c'est à dire les électrovannes à tube (1') démontable et métallique de préférence. On retrouvera en figure 18 et 19 les modifications qui devront être apportées, comme l'on devra le faire pour les dispositifs représentés par les figures 7 et 17, analogues à celui-ci.
Le processus de fonctionnement de ce dispositif est le suivant.
-si le noyau plongeur (19) est apppelé par son électro-aimant correspondant (16), ce qui s'obtint par l'envoi d'une impulsion électrique d'amplitude et de durée appropriées dans son enroule ment, le noyau plongeur auxiliaire (20), poussé par son ressort (21), vient se mettre en travers du tube principal (1') 1 ce qui empèche la retombée du noyau plongeur (19) dés la disparition de l'impulsion électrique, celui-ci rcste enposition, le ressort (15) reste comprimé, l'électrovanne est ouverte (figure 4 planchel - si, dans cette position, le noyau plongeur (20) est appelé par son électro-aiamnt correspondant(17 > le noyau plongeur (19),libé ré, vient se mettre en travers du tube auxiliaire (56), maintenant ainsi le noyau plongeur (20) en position rentrée, tout en venant accomplir sp fonction, au niveau du clapet de fermeture, (niveau représenté par le pointillé sur ces figures.
Dans ces figures 3 et 4 planche 1 (1') représente la pièce metallique étanche démontable du type d'électrovanne considérée. Sur cette pièce, aprés usinage adéquat, on est venu fixer le tube auxiliaire latéral (56), dans lequel ont été introduits, avant fermeture du bouchon hermétique (22), le noyau plongeur auxiliaire (20) et son ressort de compression associé (21), comme l'indique plus particulièrement la figure 18 planche 3.D'autre part,pnur pouvoir remonter la pièce ainsi usinée, on a effectué sur la pièce qui la maintientsur le bloc fluidique(28) un passage (58) comme représenté en figure 19 planche 3, (19) représente le noyau plongeur principal, (15) représente le ressort de compression associé à (19), (20) " " le noyau plongeur auxiliaire de vérouillage, (21) t 'I le ressort de compression associé à (20), (18) est la carcasse chemisée de la bobine principale (16), (12) est l'entrée électrique de cette bobine (17) est la bobine auxiliaire déclenchant la fermeture de l'électrovanne (56) est le tube auxiliaire rapporté par usinage sur le tube (1') (20) est le noyau plongeur auxiliaire, (21) est le ressort de compression associé à (20) (22) représente le bouchon hermétique de fermeture du tube transversal (56), aprés introduction dans celui-ci du noyau plongeur (20) et de son ressort de compression (21), (li) est l'entrée électrique de la bobine(17) (12) est l'entrée électrique de la bobine (16).
La figure 5 planche 1 représente une autre variante de dispositif moteur bistable selon l'invention, à vérouillage mécanique par cliquet. Ce dispositif permet d'éviter des modifications importantes comme pour le dispositif précédent, lorsque l'on veut l'adapter sur une électrovanne quelconque.
On remarquera sur cette figure que le noyau plongeur principal (19) est surmonté d'une tige (30)portant un téton biseauté (35), on retrouve sur cette figure, le noyau plongeur (19), la bobine principale (16), l'entrée électrique de celle-ci (12). Dans cette variante de dispositif, la pièce (1') de l'électrovanne a été percée à son extrémité afin de laisser passer librement la tige (30), le tube (36),contenant l'ensemble particulier mécanique et électromagnétique de vérouillage et devérouillage, a été rapporté et avantageusement soudé sur la pièce (1') au niveau (29)
Le fonctionnement en est le suivant
Si l'on considère que la bobine (16) recevant par son entrée électrique (12) l'impulsion électrique adéquate pour l'exciter magnétiquement, fait monter le noyau (19) dans le tube (1') en compressant le ressort (15), l'on remarque que le téton (35) s'engage dans les machoires (37), rappelées aprés la passage prr le ressort de traction (38). ce qui provoque le maintien en position vérouillée de l'ensemble compsé du noyau plongeur (19) de la tige (30) et du téton (35), malgré la pression développée par le ressort (15) compressé; l'électrovanne reste ouverte.
Si, dans cette position de vérouillage, une impulsion adéquate est appliquée à la bobine auxiliaire (17), par ses entrées électriques (11), le noyau plongeur auxiliaire (20), compressant son ressort associé (21) va ,(par l'intermédiaire de la pièce (31) avantageusement réalisée en forme de sphère), venir écarter les machoires (37), en dilatant le ressort de traction (38), ce qui va permettre la libération du téton (35) qui provoquera, par la poussée du ressort (15), la retombée du noyau plongeur (19), qui va venir fermer le clapet fluidique de fermeture de l'électrovan- ne.
La figure 6 planche 1 illustre, par l'agrandissement qu'elle aporte les pièces particulières de ce dispositif à vérouillage à cliquet dans le détail et dans leur fonctionnement.
Dans les figures 5 et planche 1 on peut observer la tige (30) faisant corps avec le noyau plongeur principal (19) se déplaçant dans la pièce (1'), et son ressort de compression (15)
Sur ces figures, (35) représente le téton biseauté s'encliquetant dans les machoires(37), la tige (33) reliant la sphère (31) au noyau plongeur auxiliaire (20) et le ressort de compression de celui-ci (21), (17) est la bobine auxiliaire de dévérouillage (11) ltentrée électrique de la bobine (17) (34 est une protubérance mécanique faisant corps avec le tube (36) ce tube (36) est rapporté sur la pièce (i') an niveau (29) représenté en pointillé (32) est l'articulation des machoires (35) sur la protubérance (34), cette protubérance étant avantageusement constituée d'une demi rondelle d'épaisseur notable fixée au tube (36)
La figure 7 planche 1 représente un dispositif analogue à celui = représenté par les figures 3 et 4 planche 1, à la différence prés que les bobinages (16) et (17) sont de constitution identiques entre eux et analogues dans leurs diemensions aux bobinages clas- siques utilisés sur les électrovannes de type correspondant.
Dans le dispositif illustré prr cette figure 7 planche 1, les tubes (1') et (56) sont de diametre identique, ainsi que les noyaux plongeurs (19) et (20), à l'exemption de la protubérance (39), usinée ou rapportée sur ce noyau 19), protubérance dont le rôle est de limiter la course du noyau plongeur (20) venant se positionner en vérouillage au niveau de l'échancrure (27)
Le fonctionnement de ce dispostif dans cette variante selon l'invention est similaire au fonctionnement correspondant du dispositif illustré prr les figures 3 et 4 planche 1.
La figure 8 (A,B,C,D,E,) planche 2 illustre un procédé de base différent pour l'obtention de moteurs électromagnétiques bistables à vérouillage magnétique, les disps itifs concréts qui en découlent sont décrits par la suite dans le détail.
L'application du processus illustré en figure 8 implique des élec trn-aicants non concentriques, par rapport au noyau plongeur (19) celui-ci étant de plus remplacé dans sa constitution habituelle en métal magnétique doux, par un aimant cylindrique à fort champ coercitif remplissant la même fonction mécanique, mais à comperte- ment magnétique totalement différent.
On remarque sur cette figure que le noyau plongeur (41),en tant qu'aimant1 referme (en A) son champ magnétique (pointillés) par l'armature nédiane et l'armature basse, en l'absence d'impulsion électrique sur l'un ou l'autre des électro-aimants (9) et (10), le vérouillage s'effectuant prr la fermeture des lignes de force développées par le noyau plongeur aimant (41)
Si, dans cette position, on envoie simultanément une impulsion électrique polarisée +/- en (9) et -/+ en (10), de telle façon que l'armature (40) présente sur ses pales les polarités magnétiques Sud/Nnrd/Sud, (de haut en bas sur la figure),pendant que le noyau plongeur présente Nord/Sud (de haut en bas également), un phénomène répulsif attractif intense va s'établir et faire passer trés rapidement le noyau plongeur dans la position haute dans laquelle il se maintiendra, par ses propres lignes de force magnétiques, en l'absence d'autres impulsions. (B et C Figure 8) on remarquera que 4 forces simultanées concourent pour son trans- fert d'une position stable à l'autre répulsions sud --- Sud et Nord --- Nord (flèches en pointillé, attractions Sud - Nord et Nord - Sud (flèches pleines)
Si, dans cette position nouvelle où le noyau plongeur s'est vé- rouillé par son propre champ magnétique (8 C) l'on envoie simultanément de impulsions électriques opposées en polarité électrique prr rapport aux précédentes, c'est à dire -/+ en (9) et +/en (10) ,les pôles de l'armature (40) présenteront les polarités magnétiques contraires aux précédentes c'est à dire Nord/Sud/Nord (de haut en bas), les polarités magnétiques du noyau plombeur aimant n'ayant pas changées, le phénomène cumulatif répulsif attractif s'établira en sens inverse et fera passer le noyau plongeur de sa position haute à la position basse (sur la figure) (D et )
Contrairement aux dispositifs décrits précédemment, l'application concrète de ces processus implique un respect de polarité et de simultanéité non quelconque des impulsions de commande des élec tro-aimants.
La figure 9 planche=2 représente, sous forme symétrique le prnces- sus correspondant à la figure 8 précédente.
On remarque sur cette figure un doublage des électro-aimants, (9) et (9') d'une part, (10) et (10') d'autre part, leur montage par couple en shunt nu en série implique le respect de leur convergence magnétique polaire. Les armatures magnétiques en métal magnétique doux (45) et (50) seront avantageusement réalisées sous la forme de de pièces telles que représentées en figure 26 planche 5 , l'armature (40) en forme de rondelle à trou central d'épaisseur non négligeable,afin de refermer au mieux les champs magnétiques tant permanents qu'impulsionnels en applicatinn dans le dispositif, tout en permettant le logement des bobinages électroaimants, créateurs de champs magnétiques impulsionnels. Le dispo- sitif représenté en figure 25 planche 5 en est un exemple.
Sur cette figure 9 planche 2 (41) est le noyau plengeur appartenant à l'ensemble électromagnétique du dispositif, mais situé dans l'ensemble fluidique (1) de l'électrovan- ne considérée dans lequel il se déplace. (41) est constitué d'un aimant de puissance non négligeable, à fort champ coercitif, conve- nablement orienté, (40) , (45) @ et (50) représentent les armatures empilables en métal magnétique doux, (9) et (9') , d'une part et (10) et (10') d'autre part représentent les bobinages cnnstituant les électro-aiamants délivrant les champs magnétiques impulsionnels.
La Figure 10 planche 2 représente une autre variante des processus correspondant à ceux décrits par la figure 8 planche 2.
Cette figure illustre, en forme stylisée, un dispositif dans lequel les champs magnétiques des électro-aimants sont cnncentriques au nyau, mais celui-ci est constitué d'un aimant permanent mobile, seule différence par rappnrt à la structure globale illustrée par les figures 1 et 2 planche 1 . Cette modification n'en change pas moins fortement le fonctionnement1 celui-ci correspond au processus décrit page 10, lignes 21 à 24.
Si, comme représenté sur cette figure, le noyau plongeur est cons- titué d'un aimant permanent de telle sorte que y . Nord et x =
Sud, le noyau se vérnuille trés fortement,dans la position représentée,par fermeture des lignes de force magnétique existant entre l'aimant (nnyau plongeur) (41) et l'aimant extérieur (43).
Pour le chasser de cette position fortement vérnuillée, il faut que, d'une part'('électro-aimant (46) procure des polarités magnétiques momentannées répulsives s'opposant aux champs magnétiques de (41) et de (46) et, d'autre part, que des pnlarités magnétiques attractives soient développées , Nord sur l'armature (40) et Sud sur l'armature (45), c'est à dire que l'impulsion magnétique de l'électro-aimant (46) s'opposera pendant un bref instant au champ magnétique de l'aimant (43) lui étant associé, pendant que, dans le même temps l'électro-aimant (44) r@nforcere le champ magnétique de l'aimant (42) qui lui correspond. La combinaison des polarités des impulsions appliquées aux électro-aimants ne pouvant evidem- ment être quelconques, mais en compensation, le vérouillage dans la position requise sera trés important.
Dans cette figur@ 10 planche 2 @n observe les armatures en métal magnétique doux (40), (45) et (50), qui dans cette variante de ré alisation sont constituées de rondelles de métal,pi-in nu feuil- leté,d'épaisseur non négligeable, (42) et (43) sont des aimants cylindriques en forme de couronne comptant un évidement central relativement important (1') est le tube appartenant à l'ensemble "fluidique" de l'élec- trovanne considérée, (41) est un noyau plongeur constitué d'un aimant permanent à fort champ coercitif dont l'orientation polaire est Sud en x,
Nord en , dans le ers de figure considérée, # signifiant la présence d'une zone relativement neutre du champ magnétique développé par les aimants (42) et (43) s en l'absence de noyau plongeur.
Les figures 11 et 12 planche 2 représentent une variante de réalisation de bloc moteur électromagnétique bistable dans lequel n'est utilisé qu'un seul aimant permanent, mais à champ magnétique transversal, Nord au centre , Sud à sa périphérie,
En figure 11, le noyau plongeur(19), sorti, ne referme que difficilement les lignes de force du dispositif, le ressort (15) étant suffisamment fort pour contrebalancer les faibles forces développées magnétiquement dans le grand entrefer. La position stable est maintenue par le ressort (15).
En figure 12, par contre, le noyau plnngeur, rentré, ferme efficacement les lignes de force magnétique du dispositif, le ressort 15 ne peut plus contrebalancer celles-ci, en l'absence d'une impulsion électrique dans le demi-enroulement correspondant de l'électro-aimant qui lui apportera l'appoint, sous forme magnéti quc, de lténergie nécessaire pour passer dans l'autre position.
Réciproquement, le noyau plongeur, sorti, figure 11, sera rappelé par une impulsion appliquée dans l'autre demi-enroulement du bo- binage électro-aimant, par appoint d'énergie dans l'autre sens.
Dans ces figures 11 et 12 planche 2 (19) représente le noyau plongeur en métal magnétique doux, (48) l'électro-aimant que constitue le bobinage à point milieu aux entrées électriques (49) (52) représente un aimant cylindrique en forme de couronne à important évidement central et à aimantation transversale, (51) une armature cylindrique disymétrique en métal magnétique doux, (47) un embout venant appuyer sur le clapet à fonction fluidique recevant la pression délivrée par le ressort(15) à travers le noyau plongeur (19).
La figure 13 planche 2 représente un dispositif analogue au dispositif précédent correspondant aux figures 11 et 12.
Il en diffère par le fait que l'aimant permanent est à aimantas tion longitudinale avec un trés important entrefer,
Le rérouillage, en position ouverte de l'électrovanne s'effectue par le maintien du noyau plongeur en métal magnétique doux, au niveau de l',,ntrefer important de l'aimant (52), que parce que celui-ci est de trés forte puissance. Le processus impulsionnel est par contre inchangé par rapport au processus décrit pour le dispositif représenté par les figures 11 et 12 précédentes , le bobinage électro-aimant (48) reste identique.
Sur cette figure 13 planche 2 on observe le tube (1) appartenant à l'ensemble non démontable fluidique de l'électrovanne considérée, analogue à celle représenté en figure 2 planche 1, (52) est l'aimant cylindrique trés puissant à fort entrefer central (53) représente la carcasse du bobinage (48) constituant l'électro-aimant à action momentannée, (49) représente les entrées électriques du bobinage à point milieu (48) (54) représente la structure support en matériau non magnétique maintenant l'aimant 52 en position et permettant à l'ensemble de faire bloc, (64) et (64') représentent les filetages de l'électro-vanne considérée sur lesquels viennent se visser les tuyaux d'entrée et de sortie du fluide destiné à être modulé dans son débit.
La figure 14 planche 2 représente l 'apparence extérieure procurée par le dispositif correspondant à la figure précédente 13 dans laquelle on observe en (55) le capot de l'aimant (54), (49) les entrées électriques du dispositif, (54) la structure support et (64),(64') les filetages de l'électrovanne considérée.
La figure 15 (A et B) planche 3 représente une autre variante de moteur électromagnétique bistable à vérouillage magnétique s'adaptant à un autre type d'électrovanne en lieu et place de son bobinage habituel. La condition essentielle pour le fonctionnement du dispositif selon cette variante, est que la force de maintien ma- gnétique par fermeture des lignes de force de l'aimant permanent (52) soit nettement plus élevée que la force de pression exercée par le ressort (15). L'avantage d'un tel dispositif, par rapport au précédent correspondant aux figures 13,14 planche 2, est de pouvoir fonctionner avec un aimant (52) de puissance bien inférieure. Toutefois cet avantage est grevé par le prix d'une armature magnétique plus complexe et plus élaborée mécaniquement.
La figure 15A planche 3 représente la position du noyau plongeur (19) dans le crs d'ouverture de l'électrovanne considérée. Ce noyau plongeur(19) est maintenu dans la position haute, malgré la poussée du ressort de compression (15) par les vignes de force (en pointillés) délivrées par l'aimant cylindrique concen- trique(52) polairement orienté longitudinalement. Ces lignes de force se referment à travers le noyau plongeur grace aux armatures concentriques (3) et (4).Etant donné le fort maintien en vérouillage,dans ce dispositif, l'électro-aimant constitué de la bobine t48) necessite une bonne fermeture des lignes de force le cnncernant, ce qui est le roule de l'armature (40) qui, comme les armatures (3) et (4) est en métal magnétique doux.
La figure i5 B planche 3 représente la position du noyau plongeur (19) dans le cas de. fermeture de l'électrovanne, ce noyau plongeur(19) est maintenu en position par la poussée du ressort de compression (15)
On retrouve sur les figures 15 A et 15 B (1') tube metallique démontable étanche correspondant à un certain type d'électrovannes, la ligne (29) représentant le niveau où s'effeetue la fermeture ou l'ouverture de l'électrovanne par la présence ou l'absence,à ce niveau,du noyau plongeur venant, ou nm,appuyer en force sur le clapet fluidique habituel par l'in- termédiaire de l'embout (47) (52) l'aimant permanent concentrique convenablement orienté,
(3),(4) et (40)les armatures magnétiques du dispositif (15) le ressort de compression associé au noyau plongeur (19) (48)l'électro-aimant avec bobinage à point milieu dont les sorties électriques sont identifiées (49)
La figure 16 planche 3 représente un ensemble moteur bistable, à vérouillage magnétique et mécanique combiné,le vérouillage magnétique est identique à celui représentant le dispositif illustré par la figure 13 planche 2, mais il lui y est adjoint un dispositif à vérouillage mécanique suplémentaire de sécurité pouvant interdire ou nnn, à volonté, le fonctionnement en bistable & vérouillage magnétique illustré précedemment.
Le maintien en ouverture de l'électrovanne considérée sur laque le est monté ce dispositif combiné représente, dans cette varian- te, la fonction ET, avec deux paramètres physiques différents.
En effet, l'électrovanne ne peut se refermer que si, à la fois, le.dévérouillage magnétique est effectué ET que si le dévérouil- lage mécanique est établi. Il va de soi que cette fonction ET appliquée à l'ouverture de l'électrovanne par déplacement des élé ments du dispositif considéré entrerait aussi dans le cadre de la présente invention.
Sur cette figure 16 planche 3 (1') représente le tube appartenant au corps fluidique de l'électrovanne, tube dans lequel évolue le noyau plongeur principal (19) (15) représente le ressort de compression associé à (19) (47) l'embout amortisseur du noyau plongeur (19) (30) la tige rapportée sur (19) traversant le passage (60) et véhiculant le téton (35) (20) représente le noyau plongeur auxilliaire (21) le ressort associé à (20) (17) est le bobinage électro-aimant auxiliaire de dévérouillage mécanique (22) le bouchon hermétique du tube rapporté (56) soudé sur (1') (59) est une butée limitant la course du noyau plongeur (20) (55) est le capot de l'aimant concentrique cylindrique (52) (53 est la carcasse de la bobine électro-aimant (48 (49) représente les entrées électriques des bobinages (16) et (17) convenablement connectés entre eux (64) et (64') les filetages du bloc fluidique (1') de l'électrovanne considérée.
La figure 17 Planche 3 représente une autre variante de dispositif selon l'invention, caractérisée par un vérouillage mécanique principal et un vérnuillage magnétique auxiliaire.
La partie à vérouillage mécanique est identique au dispositif représenté en figure 7 planche 1. La partie à vérouillage mécanique étant complémentaire. Le fonctionnement d'un tel dispo- sitif se comprend de lui-même étant denné qu'il correspond à la combinaison de deux ensembles deja décrits (figure 7 planche l et figure 13 planche 2)
Sur cette figure 17 planche 3 (1') est la pièce démontable appartenant au bloc fluidique de l'éiectrovanne considérée, pièce sur laquelle est rapportée le tube transversal (56) dans lequel évolue le noyau plongeur auxi-- liaire (20) et son ressort de compression associé (21), aprés avoir été introduits et enfermés par le bouchon hermétique (22) (16) est la bobine principale actionnant le noyau plongeur (19) sur lequel est rapportée la protubérance (19') (15) est le ressort de compression associé au noyau plongeur (19) (28) est la ferrure de fixation de la pièce (t') sur le corps fluidique de l'électrovanne la pièce (28) ayant subi préalable ment la décnupe (58) comme représenté en figure 19 planche 3 (25) est la carcasse magnétique de la bobine (16) électro-aimant (26) la carcasse magnétique de la bobine (17) électro-aimant auxi- liaire (28 et (54) sont les supports des bobinages (16) et (17) (12) est l'entrée électrique de la bobine (16) (li) est l'entrée électrique de la bobine (17) (52) est l'aimant cylindrique de maintien magnétique (55) le capot de l'aimant (52)
Les figures 18 et 19 plan==ch=e=3= ont été décrites dans les explicatiens correspondant aux figures 3 et 4 planche l et en figure 17 planche 3 précédente.
La fi9ure 19 A et B planche 4 représente une autre variante -de procéssus de vérouillage magnétique selon l'invention.
Cette variante particulièrement interessnnte autorise le retrait pur et simple du ressort de compression (15) habituellement associé au noyau plongeur principal (19) apparaissant dans la plupart des dispositifs déja décrits en variantes de dispositifs.
Si l'on considère deux aimants de puissance non négligeable, dont l'un extérieur 52) est cylindrique et percé d'un trou central dans lequel se trouve situé un tube en matériau non magnétique servant de conduit mécanique à un second aimant cylindrique plein, pouvant coulisser dans le dit tube et si l'orientation magnétique correspond à celle représentée sur cette figure 19, ce second aimant (41) ne pourra prendre que l'une nu l'autre de deux posi- tiens parfaitement stables et fortement vérouillées qui sont celles représentées en A et B de cette figure 19.Ce vérouilla- ge relativement important dans l'une nu l'autre position ne pourra être contrebalancé que par une poussée contradictoire ten- dant à diriger l'aimant central dans l'autre position stable ce qui est expliqué avec beaucoup plus de détails à l'aide de la figure suivante 20 A et B planche 4
L'on remarque dans cette figure 20, en (1) le tube dans lequel peut coulisser l'aimant central (41) et l'aimant extérieur (52) orienté dans le bon sens par rapport à (41), (44) et (46) représente deux électrn-aimants concentriques au tube (1), superposés dont la séparation en dimension est en conformité avec le déplacement possible de l'aimant (41), nn remarque aussi sur cette figure la présence d'un second ai mant(62) pouvant coulisser également dans le tube (1), en syn chronisme mécanique avec l'aimant (41) grace à la tige (63) les reliant, cette tige de liaison des aimants (41) et (62) étant de préférence réalisée en matériau non magnétique et convenablement dimensionnée dans sa longueur.
Dans la position représentée en A, si l'on envoie une impulsion électrique de durée et d'amplitude adéquate dans l'électro-aimant (44) de telle façon queaparaissent les poles Nord et Sud (N et
S en pointillés sur la figure) , et sans que soit excité l'électro-aimant (46), on obtient un effet répulsif important qui refoule l'aimant (62) de sa position entrainant l'aimant (62) par la tige (63). Dés que l'aimant (41) aura effectué le demi-parcour de la distance correspondant aux deux positions stables qui lui sont permises, il va de lui-même aider à passer dans sa nouvelle position et s'y dérouiller magnétiquement, position correspondant à celle représentée en figure 20 B.Il se maintiendra dans cette position avec un fort vérouillage présentant d'ailleurs un fort effet magnétique analogue à celui d'un ressort puissant utilisable pour effectuer la pression nécessaire sur le clapet fluidique de fermeture de l'électrovanne.
Si dans cette nouvelle position représentée en figure 20 B on fait agir l'autre électro-aimant (46) en provoquant l'apparition impulsionnelle des pales Sud et Nord (S et N en pointillés sur la figure), l'électro-aimant (44) n'étant pas excité, une forte répulsion inverse à la précédente s'établira et fera repasser l'ensemble (41), (62) et (63) dans la position initiale comme représenté en figure 20 A, position dans laquelle il se vérouillera à nouveau magnétiquement.
Dans cette figure illustrant un processus concrétisé par l'ensemble dispositif correspondant à la figure 21 planche 4 nn remarque le tube appartenant au bloc fluidique de l'électrovanne (1) l'aimant cylindrique interne de vérouillage (41) l'aimant externe de vérouillage (52) l'aimant noyau plongeur fonctionna@ par répulsion (62) la;tigeJreliant les deux aimants internes)(63) qui vient pousser le clapet fluidique de l'électrovanne en seconde fonction l'entrée électrique (il) de l'électro-aimant (44) l'entrée électrique (12) de l'électro-aimant (46).
(Les polarités d'impulsions ou l'absence de celles-ci sont nntées + , - , et 0 )
La figure 21 planche 4 représente la concrétisation du processus détaillé ci-dessus, l'on retrouve dans cette figure représentant le dispositif correspondant en dimensions quasi-naturelles:: l'aimant cylindrique extérieur (52), les électro-aimants (44) et (46) avec leurs entrées électriques polarisées (11) et (12), le bloc fluidique de l'électrovanne considérée (1) dans laquelle a été introduit l'ensemble constitué de (41), (62) et (63), non représenté dans cette figure,mais conforme à la description précédente, et les filetages de cette électrovanne (64) et (64')
La figure 24 A et B représente un processus similaire à celui décrit en correspondance avec la figure 20 A et B planche 4
Ce processus nettement plus subtil mais deux fois plus éfficace, quoique d'une élaboration plus complexe entrerait aussi dans le cadre de la présente invention dans son application & à ;;- réali- -sation de moteurs électromagnétiques bistables à vérouillage mécanique selon ladite invention.
Cette figure 24 représente en A un dispositif analogue au dispositif représenté en figure 20 planche 4, l'on remarquera toutefois que l'ensemble coulissant comporte trois aimants dont un,central, est de dimension différente des deux autres, mais également espacés entre eux.
Dans un tel procédé le vérouillage s'effectue à la fois par l'une des positions stable magnétique de l'aimant (41) et par la position stable de l'aimant (66) refermant à eux deux entièrementles champs magnétiques en conjonction avec l'aimant extérïeur (52), Nord/Sud/Nord/Sud/Nord/Sud, tout en maintenant dans la position adéquate l'aimant (62), c'est à dire rentré dans l'électro-aimant (44).
Si dans cette position fortement vérouillée magnétiquement, une impulsion est envoyée en (11) de telle façon qu'ai lieu l'effet répulsif de l'aimant (62) l'ensemble (62),(41),(66) et (63) lié mécaniquementqva prendre trés rapidement la nouvelle position stable, également fortement vérnuillée, comme représenté en figure 24 B et s'y maintenir trés fortement par le nouveau vérouil- lage magnétique constitué cette fois par l'aimant (62) et (41) internes et l'aimant extérieur (52). Seule une autre impulsion envoyée dans le bon sens,et de durée et amplitude adéquate, en voyée dans l'électro-aimant (46) permettra le retour de l'ensem- ble à sa position initiale comme représenté à la figure 24 A planche 4.
Dans ce type de dispositif les positions relatives des aimants
internes, de l'aimant exterieur,et des électro-aiamants ne peuvent cotre quelconques, elles doivent tenir compte des dimensions respectives de chacun des éléments constituants.
La figure 22 planche 4 représente une variante de dispositif correspondant aux processus décrits en figure 8 planche 2, va- riante dans laquelle le noyau plongeur est un aimant portant une tige effectuant la pression nécessaire au niveau requis du bloc à fonction fluidique de l'électrovanne considérée.
La réalisation de ce dispositif, comme représenté dans cette figure permet l'obtention d'un fonctionnement similaire, mais avec 2 bobinages électro-aimants au lieu de 4. La forme de l'armature en matériau magnétique doux est prépondérente.
L'on comprend, gracie a cette figure en perspective explosée, que le noyau plongeur se trouve vérouillé, soit en partie haute, soit en partie basse, par snn propre champ magnétique fermant ses lignes de force dans la demi-armature haute ou dans la demi-armature basse.Ce processus étant basé sur des processus en champs magnétiques croisés, l'envoi d'une impulsion de polarité adéquate et d'amplitude suffisante, simultanément dans les deux bobinages, provoquera à la fois répulsion dans la position antérieurement occupée et attraction vers la nouvelle positinn de vérouillage du noyau plongeur-aimant
Dans cette =f=i=gu=re 22 planche 4:: (1) représente le tube (1) appartenant au corps fluidique (1) de l'électrovanne considérée, (41 est le noyau plongeur sous forme d'aimant devant se déplacer par actions répulsives et attractives magnétiques, (65) est la protubérance du noyau plongeur (41) venant appuyer sur le clapet fluidique de l'électrovanne, (16) et (17) sont les bobinages formants les électro-aimants impulsionnels, (40) et (40') sont les armatures metalliques en métal magnétique doux convenablement usinées (11à et (12) sont les entrés électriques des bobinages (16) et (17).
La figure 23 planche 4 représente une variante d'armature par rapport à celle utilisée dans le dispositif représenté en figure précédente 22. On retrouve dans cette figure (16) et (17), les électro-aimants avec leurs entrées électriques (îi) et (12), (40) étant une armature en S ou S inversé en métal magnétique dnux composé d'une seule pièce ou de deux pièces assemblées.
La figure 25 planche 5 représente une variante de dispositif mnteur bistable électromagnétique à vérouillage magnétique selon l'invention, particulièrement élaboré mécaniquement et correspondant aux processus explicités en figure 8 et 9 planche 2.
L'armature magnétique est constituée de trois pièces (40),(45) et (50), la pièce (40) est avantageusement réalisée en forme de rondelle à trou central d'épaisseur notable, mais les pièces (45) et (50) sont avantageusement réalisées selon la forme pré conisée correspondant à la représentation de la figure 26 (a), 4 bobinages élaborés préalablement sur gabarit et rigidifiés, (par vernis au four, prr exemple),(9) et (9'),(10) et (10'), viennent se positionner dans les encoches formées par les arma- tures comme représenté sur la figure 25, ces bobinages ayant une forme sensiblement identique à celle représentés en figure 26 (b) planche 5
Les processus magnétiques semblables à ceux préconisés pour les dispositifs deja décrits correspondants seront plus efficacement majorés par la forme meme des armatures magnétiques comme repré sentées sur cette figure.
Sur cette figure 25 planche 5 on retrouve les armatures n-gnéti- ques en métal doux (40),(45) et (50), (45) et (50) ayant la forme préconisée en figure 26 (a) (9) et (9') d'une part,et (10) et (10') d'autre part forment les bobinages électro-aimants avantageusement réalisés sous la forme représentée en figure 26 (b) (1) est le tube appartenant au corps fluidique de l'électro-van- ne considérée, dans lequel coulisse le noyau plongeur aimant a fort champ coercitif(non représenté) (64) et (64') étant les filetages habituels de l'électrovanne considérée.
La figure. 27 planche 5 représente une variante de dispositif à vérouillage mécanique par système d'encliquetage analngue au dispositif représenté en figure 5 et 6 planche 1, mais de constitution plus simple.
On remarquera sur cette figure; fortement grossie par rapport aux dimensions naturelles du dispositif qu'elle représente, que le noyau plongeur principal (19) attiré par la bobine principale (16), vient, prr l'intermédiaire de la tige (30) et du téton (35) convenablement usiné, se vérouilleren position haute et s'y main tint par la fermeture des machoires de la pièce (37) constituée avantageusement d'une lame plate en acier convenablement structurée
La figure 28 planche 5 représente une commande électrique élémentaire des moteurs bistables électromagnétiques par contacts électriques fugitifs.Cette commande, quoique in téressante par sa simplicité nécessite une intervention manu- elle, ce qui est en contradiction avec un automatisme intégral objet principal de la présente invention. Toutefois le circuit que représente cette figure peut parfaitement être adjoint au dispositif électronique considéré afin de tester le fonctionnement même du mateur électromagnétique bistable dans l'une quelconque de ses variantes.
dans cette figure (83) est un contact fugitif envoyant une impulsion électrique limitée dans le temps sur la bobine (16) commandant l'ouverture de l'électrovanne, (84) est le cnntact fugitif qui commande le bobinage (17) déclenchant la fermeture de ladite électrovanne. Il est rappelé que la faible résistance habituelle selon l'invention des bobinages (16) et (17) autori- se la commande des bobinages par des tensions inférieures à 3
Volts. Entreraient dans le cadre de l'invention la commande par contacts inversant la polarité de celle-ci.
La figure 29 planche 5 représente une commande simple par impulsions de l'un quelconque des dispositifs moteurs bistables selon l'invention. Ces impulsions pouvant provenir d'un quelconque dispositif extérieur,(nrdinateur, relais, etc,) sans sortir du cadre de la présente invention. (71) et (72) représentent deux transistors commandables par impulsions différenciées par les circuits dérivateurs RC (74) et (73) d'une part et (78) et (77), d'autre part transmettant les impulsions aux bases des transistors correspondant, ceux-ci ne conduisant le courant dans les bobinages (16) et (17) que seulement pendant la durée de cette dite impulsion, les diodes (75) et (76) sont des diodes anti-retour protégeant les transistors des effets selfiques des bobinages au moment de lasupression du courant dans ceux-ci.
La figure 30 planche 5 représente un circuit électronique plus élaboré du type minuterie qui entrerait aussi dans le cadre de la présente invention car il est parfaitement susceptible de satisfaire aux exigeances de consommation, objectif important de l'ensemble de la présente invention.
Description et fonctionnement de la figure 30 planche 5
Dés l'application d'une impulsion au bobinage (16), soit à l'aide d'un contact fugitif; comme (83) représenté sur la figure, soit à 1 'aide d'un dispositif à transistor recevant une impulsion, comme représenté sur la figure précédante 29, le bobinage électro-aimant (16) ouvre l'électrovanne par l'intermédiaire du moteur électromagnétique bistable consi- déré, simultanément le condensateur (82) se charge à la tension de l'impulsion, à travers la dinde (81) qui l'empèche par la suite de se décharger dans le bobinage (16). Ce condensateur(82) alimente le tempnrisateur " n (80) lequel du type "retard à l'enclenchement" ne délivrera une impulsion qu'au bout d'un certain laps de temps dépendant de la valeur n définie.Ce circuit temporisateur (80) pouvant, d'ailleurs, être parfaitement constitué par le circuit électronique relaxateur série (142) correspondant à la figure 32 planche 6, car celuici ne délivre sa première impulsion qu'aprés un certain temps de retard dépendant de ses constantes de temps internes qui peuvent être fortement majorées par des condensateurs de plus grande capacité que celle nécessaires à l'effet re axateur désiré pour sa fonction selon l'invention.
Dés l'-pparitinn de l'impulsion de sortie du temporisateur série (80), celle-ci amplifiée par le transistor(72) est transmise sous forme de courant dans le bobinage (17) qui,par l'intermédiaire du moteur électromagnétique bistable considéré, va provo- quer la fermeture de l'électrovanne.Sur cette figure(77) et (78) constituent un circuit différentiateur; (77), résistance, bloquant, de plus,le transistor(72)en l'absence d'impulsion transmise par le condensateur (78); (76) est une diode anti-retour protégeant le transistor (72) des effets selfiques du bobinage (17); (79) est un condensateur electrolytique de forte capacité formant vo- lant énergétique permettant l'obtention d'un courant intense ,dans l'un nu l'autre des bobinages,pendant une trés courte durée.
+ xV est l'alimentation électrique du dispositf( positif par rapport au point commun, masse).
Les impératifs de consommation électrique, tels que définis avant la descriptions des figures de la présente invention, font que des dispositifs circuits électroniques particuliers à ultra faible consommation électrique permanente ont dû être conçus et adaptés pour satisfaire au mieux le fonctionnement de meteurs bistables électromagnétiques selon l'invention, tout en restant soumis aux- critères de consommation globale.
Les figures 31 à 36, planches 6, 7 et 8 représentent les dispn- sitifs électroniques particuliers inédits indispensables aux fonctionnements de l'un ou l'autre des éléments bistables selon l'une quelconque des variantes représentées.
Entreraient dans le cadre de la présente invention dont les schémas électroniques sont aussi donnés à titre indicatif et non limitatif, l'utilisation de semi-conducteurs tels que V.Mos, Hex FET, Dnrlingtnns, etc; nu autres éléments tels que relais, utili sés en général, et plus particulièrement pour la constitution des amplificateurs d'impulsion attaquant directement les bobnages des moteurs bistables électromagnétiques.
Le circuit électronique représenté en figure 31 planche 6, représente un circuit qui satisfait entièrement aux critères et impératifs définis; tout comme les variantes de circuits électroniques correspondant aux figures suivantes 33, 34 et 35.
Ce circuit électronique1 comme ses variantes constitue l'élément complémentaire adéquat de l'un quelconque des dispositifs électromagnétiques bistables à vérnuillage magnétique et/ou mécanique dont il ne saurait se désolidariser.
La figure 31 planche 6 représente donc le schéma d'un circuit électronique à ultra faible consommation permanente selon l'invention, dispositif électronique s'associant obligatoirement à l'un nu l'autre des dispositifs moteurs électromagnétiques pour leur fonctionnement à consommation trés limitée leur permettant de fonctionner de nombreux mois sur piles ou batteries rechargeables à faible capacité.
Ce circuit, malgré une consommation permanent de seulement 15 microampères sous 4,5 Volts (67,5 micrnwatts) est capable d'assurer un certain nombre de fonctions et de commander la délivrance des impulsions de puissance, mais à durée trés limité, nécessaires pour le fonctionnement des bobinages des électro-aimants impulsionnels de l'un quelconque des dispositifs moteurs électromagnétiques auquel il s'associe pour son fonctionnement.
La fonction générale de ce dispositif électronique est de pouvoir délivrer les impulsions nécessaires aaux blocs moteurs électromagnétiques stable, en fonction d'un capteur, (résistif, par exemple) tout en ne consommant pour sa propre alimentation à faible tension qu'une intensité permanente nettement inférieure au au 20ème de milliampère, afin de pouvoir fonctionner sur piles de faible ou m@yenne capacités pendant de nombreux mois.
L'utilisatinn de circuits NOR fonctionnants comme de simples inverseurs, comme on le remarquera sur la figure, découle de la recherche de types de circuits à faible consommation initiale, mais capables de fonctionner en sous-alimentation importante dans des structures à resistances et impédances élevées. Sont utilisables dans ce type de circuit les cicuits logiques MnS correspondants aux types suivants : CD4000A, N4000, MC 14000 C, HBF 4000, SF.F.
24000A.V. , SCL4000A , ou équivalents, en sous alimentation en courant limitée par des résistances(li8)et(132) de plusieurs cen taines de milliers d'ohms.
Sur cette figure 31 planche 6 la partie A du schéma électrique représente un circuit relaxateur dont le role est de générer des impulsions électriques de durées et de récurrence bien définies, tout en ne réquérant qu'une énergie considérablement faible pour ce faire, ce que ne saurait faire tout autre type de relaxateur à basse tension.
Il faut savoir que la mise sous tension d'un simple transistor unijonction absorbe une intensité électrique pour son alimentation 500 à 1000 fois plus élevée que celle autorisée selon l'in- Invention et que même un circuit M@S nnrmalement alimenté requiert des intensités minimales 10 à 20 fois la valeur maximum permise.
La plupart des relaxateurs connue fonctionnent au mieux avec des consommations électriques de l'ordre du milliampère à la dizaine de milliampères alors que la valeur recherchée pour le relaxateur est 1 & à 2 microampères, soit 500 à 1000 fois plus faible.
Le circuit MOS tel que représenté sur la figure , c'est à dire deux "NOR" et 1 inverseur, (84), (85) et (86), consomme habituellement 10 à 20 microampères, voire plus. Dans le montage correspondant à la figure 31, la consommation globale du relaxateur ne dépasse 2 microampères.
Les résistance (117) et (118) permettant la sous alimentation du relaxateur, de valeur supérieure ou égale à 220 000 ohms sont vues en série par le relaxateur proprement dit, le transistor (90) normalement bloqué ne consommant de l'énergie que pendant la durée de l'impulsion seulement, ce qui signifie que même si le relaxateur était en court-circuit, la consommation sur la pile 134, en ce qui concerne cette partie de circuit, n'exèderait pas : 4,5 Volts / 44O 000 ohms = 10,22 microampères.
Ces résistances (117) et (118) chargent relativement lentement les condensateurs (105) et (106) qui font volants d'énergie au moment opportun. Le "NOR (84) et le NOR (85) bouclés en relaxateur RC délivrent des impulsions grace au réseau condensateur (110) et résistances (116) et (121), la diode (101) et la résistance (115)intervenant dan;e la création d'un rapport cyclique supérieur à 100, (quelques dizaines de millisecondes sur plusieurs secondes) l'essentiel de la consommation du relaxateur et du transistor (90) s'effectuant pendant la plus faible durée, quelques dizaines de millisecondes,ou moins).
Le roule de l'inverseur MOS (86) est, à la fois de transférer dans le bon sens l'impulsion à la base du transistor (90) et d'accélérer la vitesse de retombée de l' impulsion par réaction, à l'aide du condensateur (109) de faible valeur. Comme il a été dit, ce transistor (90) ne prend de l'énergie que pendant la durée de l'impulsion proprement dite et consomme cette énergie par l'intermédiaire de la résistance (119) dans le réservoir que consti- tue le condensateur (106) qui l'a accumulée lentement.
Le condensateur(107) et la résistance (122) constitue un circuit dérivateur et transmetteur de l'impulsion, tout en éviant d'ailleurs un débit permanent par la résistance de charge (122)
La partie B du circuit électrique représente à la fois le "vérrou"
A faible consommation1 (bascule deux états à commandes indépendantes) et les circuits d'élaboration de ses commandes et ce, à partir de la valeur résistive pouvant être présentée par une sonde hygrométrique par exemple (130), qui reçoit les impulsions générés par le relaxateur, le tout en ultra faible consommation permanente. On remarque sur cette partie électrique un circuit limitateur de débit constitué de la résistance (132) de plusieurs centaines de milliers d'nhms et du condensateur (133), circuit analo- gue au limitateur de "ebit du relaxateur.
L'un nu l'autre des états possibles que peut prendre le "verrou" est défini à volonté pat l'intermédiaire des contacts fugitifs
F (électrovanne fermée) et O (électrovanne ouverte la mise à la masse de l'un ou l'autre des NOR constituant le bistable électronique, amena celui-ci dans la position désirée; ce qui est aussi le rSle des impulsions parvenant à ses entrées.
Si la sonde résistive (130) présente une résistance relativement faible( présence d'eau par exemple), les impulsions générées tnutes les deux secondes environ parviennent au transistor (100) qui doit normalement décharger à ce rythme séquentiel le condensateur (111),empéchant ainsi la montée de tension à la base du transis tor 93, par l'intermédiaire de la résistance (126) et du cendensa- teur(112),(la charge du condensateur (111) pouvant être aussi interdite par la non-conduction du transistor (141). Dans ce cas, les impulsions arrivant directement de la résistance (122) sur la base du transistor (92) ne peuvent agir sur l'entrée du vérrnu au niveau du NOR (88), car les transistors (92) et (93) constituent un ET.
Simultanément, les impulsions transmises à travers la sonde (130) parviennes a-la base du transistor 91, ce qui se traduit par une mise à la masse à chaque impulsion de l'entrée du NOR (87).
Dés la première impulsion reçue en (91) le vérrou se positionne, sa sortie passe rapidement au niveau haut, ce qui se traduit par l'envoi d'une autre impulsion front montant) à la résistance (123) en série avec le condensateur (113)qui transmet l'impulsion(front montant) à l'entrée de l'amplificateur d'impulsion, (partie C du schéma). Celui-ci est commandé pour la transmission de l'énergie correspondante au bobinage (17) qui provoque à son tour la fermeture de l'électrovanne.
Pendant ce temps le passage au niveau haut,en sortie du NOR (87), provoque le passage à l'état bas du NOR 88 sur sa sortie, l'impulsion front descendant) n'est pas perçue par l'entrée de l'amplificateur d'impulsion fi, mais provoque le passage à l'état haut en sortie de l'inverseur (89) ce qui rend le transistor (141) conducteur.
Le transistor (141), rendu conducteur par l'état de sortie "I" de l'inverseur (89), autorise la charge du condensateur (111), à travers la résistance (125).Mais comme la sonde (130) transmet les impulsions délivrées par le relaxateur A à la base du tan- sister (100), le condensateur (111) est déchargé séquentiellemant par la conduction collecteur/emetteur du transistor (100). L'ensemble restera donc dans cet était, tant que la sonde transmettra des impulsions d'amplitude suffisante pour assurer la conduction dudit transistor (190). Mais dés que la résistivité de la sonde deviendra telle que les impulsions qu'elle transmet sont suffisamment faibles pour ne plus agir sur le transistor (100), le cnndensateur(111) pourra se charger convenablement.Ce qui par conséquence entraînera la conduction du transistor (93) qui , formant un ET avec le transistor (92),autorisera,(la conduction du ET,formée par les transistors (92) et (93),étant établie),l'action de mise à la masse de l'entrée du NOR (88). A la première mise à la masse de l'entrée du NOR (88), le "vérrou" basculera dans son autre position stable, déclenchant une impulsion (front montant), en sortie du NOR (88), cette impulsion, de polarité positive sera perçue par l'amplificateur d'impulsion D, à travers le circuit dérivateur formé par le condensateur (114) et les résistances (124) et (290).
L'amplificateur D commandera le bobinage (16) qui déclenchera, à son tour par l'intermédiaire du moteur électromagnétique bistable considéré l'ouverture de l'électrovanne.
Simultanément,le passage à l'état haut "I" en sortie du NOR (88) prnvnquera la mise à l'état bas "O" de la sortie de l'inverseur (89), ce qui interdira la conduction du transistor (141), et, par conséquence la charge du condensateur (111), le processus pourra recommencer1 lorsque la sonde (134) , irriguée, par exemple, deviendra à nouveau relativement conductrice, ce qui fera fermer, à nouveau l'électrovanne.
On remarquera que les amplificateurs d'impulsions C et D sont constitués de telle façon que ses transistors NPN et PNP, ne sont rendus conducteurs que pendant la durée de l'impulsion reçue à l'entrée, et totalement bloqués en l'absence de celle-ci, leur consommation propre est nulle ou quasi-nulle hors impulsion de commande
Par ailleurs, la résistance (131), par sa présence mEme, met en position le "verrou", dés la mise en marche du dispositif électronique, de telle façon que l'électrovanne ne puisse s'ouvrir; (123) et (124) sont des résistances limitant aussi le débit gin- bal du "vérrou, sur lequel, étant donné la forte sous-alimenta- tion sous laquelle il fonctionne, on ne peut tirer que des impul sinns à faible énergie; (129) est une protection cnntre les surtensions nu courants induits au niveau de la sonde (parafoudre, résistance VDR, nu autre).
La combinaison NPN/PNP/NPN des amplificateurs d'impulsion fait qu'en l'absence d'impulsion, le transistor (94) (ou (95)) , est bloqué,sa base étant réunie à son émetteur par la résistance (189) nu (190)), le transistor PNP (96) (ou (97)) est aussi bloqué, car sa base est réunie à snn émetteur par la résistance (128) (ou (127)) ce qui empèche le transistor (98) (nu(99)) de conduire; les dindes (102) et (103) sont des dindes de protection contre les surtensions dûes aux effets de self des bobinages électro-aimants du moteur électronagnétique stable cnmmandé par ce circuit.
La figure 32 planche 6 représente une variante de relaxateur à ultra faible consommation, variante utilisée dans les circuits électroniques correspondants aux figures 33 planche 7 et 35 planche 8. La consommation permanente de ce circuit relaxateur particulier ne saurait exceder, dans l'application considérée, plus de 2 microampères sous 45 Volts, soit 9 microwatts, tout en permettant l'obtention d'impulsions récurentes de quelques millisecondes à quelques dizaines de millisecondes de forme parfaitement rectàngulaires . Une des caractéristiques importantes de ce relaxateur est qu'il s'insère en série entre la source et la charge, ne possédant que 2 fils ,(1 entrée, 1 sortie),à l'exclusion de toute alimentation auxiliaire pour son fonctionnement.
Ce circuit se comporte en fait comme un interrupteur automatique séquentiel.Snn fonctionnement est le. suivant
La tension délivrée par la source (134) charge lentement, à travers les résistances (138) et (139) les condensateurs (137) et (140), et la résistance commune de charge (122), les transistors (135) et (136)étant bloqués.Dés l'obtention des seuils de conduc- tion pour chacun des transistnrs (135) et (136), @ceu@-ci rendus conducteurs se maintiennei en conduction pendant toute la décharge des condensateurs (137) et (140), établissant une liaison directe entre la source (134) et la résistance de charge (122), ce qui permet l'obtention d'une tension rectangulaire sur celleci, d'autant plusrectangulaire d'ailleurs que les effets cnnduction nu retour au blocage sont cumulatifs.En effet, les conden- sateurs se déchargeant de la façon suivante : (137) par collecteur émetteur de (135) et émetteur/base de (136), (140) par base/émetteur de (135) et Fmetteur/cnllecteur de (136), lorsque les tensiens bases tombent au dessous du seuil de conduction des transistors, ceux-ci se bloquent trés rapidement en s'entraînant mutuellement au blocage, ce qui permet au processus initial de recommencet. Le rapport cyclique peut être rendu trés important et les durées d'impulsions trés courtes.
Il est évident qu'un tel type de relaxateur peut se substituer au relaxateur A de la figure précédente , mais qu'il permet aussi la réalisation d'autres variantes électroniques à ultra-faible consom- mation pour la commande du moteur électromagnétique stable qui lui est associé, variantes représentées, par exemple, par les figures 33 planche 7 et 35 planche 8.
(142) est la symbnlisatinn du circuit correspondant à cet élément électronique relaxateur.
La figure 33 planche 7 représente une variante de circuit électronique à ultra faible cnnsnmmation permanente selon l'invention, variante dans laquelle est utilisé, d'une part le relaxateur série
R S (142) décrit dans la figure précédente et, d'autre part, le "verrou" et les amplificateurs d'impulsions correspondants au dispositif décrit en figure 31 planche 6.
La source (134) est connectée au circuit électronique proprement dit par l'intermédiaire de l'interrupteur (163) et de la dinde (108). Dés la fermeture de l'interrupteur (163), le condensateur (104) se charge à travers la dinde (108). Ce condensateur a pour rAle de compenser les à-cnups d'intensité que provoquent les fonctionnements des bobinages du moteur bistable considéré à travers les amplificateurs d'impulsion C et D directements connectés aux bornes de ce condensateur (104).
Dés la fermeture de l'interrupteur (163) les condensateurs (144) (146) et (168) se chargent lentement à travers les résistances de fortes valeurs (143), (145) et (147), le relaxateur R S (142 a) entre en action dés que la tension à son entrés le lui permet et il fournit des impulsions récurrentes de durée quelques millisecondes toutes les 2 secondes environ. Ces impulsions sont amplifiées et délivrées à basse impédance par l'ensemble préamplificateur d'impulsion constitué des transistors (150) et (153) et des résistances (149) ,(122) , (151) , et (152). Ce préamplificateur ne requérant de l'énergie que pendant un temps trés court qu'il prend au condensateur (146) formant volant d'énergie.
Pendant ce temps le consdensateur (144) est monté en tension. Si la résistance de la sonde (130)est de valeur élevée, cette tension a libre passage pour charger le condensateur (162), à travers la résistance (161) . Dans ce cas le relaxateur série R S (142b) se met aussi en action et envoie des impulsions à l'entrée du verrou
B, à travers le circuit dérivateur constitué de la résistance (158) et du condensateur (159), Le "verrnu" B bascule alors et envoie une impulsion de commande au niveau de l'amplificateur C qui à snn tour par l'intermédiaire du bobinage (16) et du moteur bistable associé déclenchent l'ouverture de l'électrovånne. tes impulsions récurrentes délivrées par le relaxateur série (142b) confirment à chaque fois la position du vérrou.
S'il s'agit d'un arrosage automatique, l'électrovanne ayant ouvert le débit d'eau, il viendra un moment nu celle-ci parviendra plus ou moins au niveau de la sonde et la rendra plus nu mnins moins résistive. Dés que les impulsions générées par le relaxateur R S (142a) parviendront en valeur suffisante sur la base du transistor (155) celui-ci par conduction récurrente va décharger les con- densateurs (144) et (162) ce qui provoque l'arrêt du relaxateur
(142 b), et comme chaque décharge du condensateur (144) est appliquée à la résistance(158) par le transistor (155) des impul siens seront transmises à chaque fois à l'entrée du vérrou correspondante par l'intermédiaire du circuit dérivateur constitué de la résistance (156) et du condensateur (157)
Dés la première impulsion perçue par le "verrou" sur l'entrée qui correspond à la sortie du transistor (155),celui-ei@va, encore1 basculer, mais dans l'autre sens déclenchani le procéssus de fermeture de l'électrovanne. Tant que des impulsionS parviendront au niveau de la résistance (154), l'électrovanne restera fermée c'est seulement l'augmentation notable de la résistance de la sonde (130) qui lui permettra de s'ouvrir à nouveau.
La figure 34 planche 8 représente une variante de dispositif électronique associé aux moteurs électromagnétiques bistables selon l'invention, à trés faible consommation permanente, par lequel la sonde (130) procède, à l'encontre des dispositifs précédents, par tension continue, ce qui implique dtailleurs certaines précautions au niveau des électrodes de la sonde (chrnma- ge , dorure, etc) pour éviter des polarisations intempestives.
D'autres avantages resnrtent par contre d'un tel disposititf, par rapport à ceux décrits précodemment.
De script ion et fonctionnement
Dés la mise sous tension, par fermeture de l'interrupteur (163) la pile (134) , source d'alimentation, cherge le condensateur (170) à travers la dinde (108).
La résistance (169) de forte valeur (200000 ohms ou plus) charge le condensateur 172) qui distribuera la faible énergie nécessai- re aux éléments.
Simultanément le condensateur (168) et le condensateur (166) sont chargés à travers les résistances (164) et (167), également de grandes valeurs. La résistance (165) est une résistance ajustable déterminant la sensibilité de la sonde (130) qui agit en absor- tion de courant dans cette variante de dispositif.
La partie B du schéma @rrespond à un trigger particulier à faible consommation dont les valeurs résistives sont relativement élevées
qui procède 9 la fois sous forme de "trigger de Schmidt" relativement classique constitué des transistors (175) et (176) et de trigger à réaction suplémentaire grâce au transistor (182) et au circuit de réaction F lui-mOme constitué de la résistance (179), du condensateur (180) et de la résistance (181). Ce type de trîg- ger à ultra faible consommation présente un efret d'hystérésis important en courant cnntinu, même à variation extremement lente, sans provoquer la moindre ambiguité.Il ne peut prendre que deux états possibles avec absence totale de battement.
La partie E du schéma a pour fonction la mise en forme des impulsiens délivrées & chaque basculement du trigger, mise en forme logique et impulsionnelle en durée évitant toute perturbation du trigger, raison d'ailleurs du circuit partiel constitué des résistances (177), (185), et (188) ainsi que du condensateur (189).
Les transmissions des impulsions ainsi formées J'effectuent prr les réseaux différentiteurs cnnstitués, d'une part, par la résistance (189) et le condensateur (187), etc d'autre part, par la resistance (290) et le condensateur (190). Ce circuit de mise en forme est constitué de deux inverseurs en cascades constitués des transistors 182) et (186) dont les résistances de collecteur sont, respectivement, (183) et (184).
Selnn l'état résistif de la sonde (130) nu par la manipulation de la résistance ajustable (165), lorsque cette résistance descend en dessous d'une certaine valeur, le trigger bascule , créant par ce basculement même une impulsion négative front descendant) au niveau du collecteur du transistor (176), cette impulsion se retrouve complémentée en impulsion positive (front mnntant) au niveau du collecteur du transistor (185). Le préamplificateur d'impulsion D qui, comme le préamplificateur d'impulsion C, n'est sensible qu'aux impulsions positives, amplifie celle-ci que l'on retrouve sur basse impédance, dans le bon sens sur la résistance (191). Parallèlement l'impulsion front montant au niveau du transistor (182) s'est retrouvée complémentée au niveau du collecteur du transistor (186) en front descendant. Le préamplificateur C l'a ignoré.
L'impulsion (F) de sortie, seule présente à cet instant, est alors transmise à l'amplificateur d'impulsion proprement dit (non représenté sur cette figure), qui déclenchera le moteur électromagnétique bistable dans le sens de fermeture de l'électrovanne.
Si par la suite la valeur résistive de la sonde (130) augmente fortement, nu si la manipulation, hors sonde, de la résistance ajustable (165) crée le même effet, le trigger basculera dans l'autre sens , un processus inverse au précédent s'instaurera, c'est à dire que l'amplificateur C percevra l'impulsion front montant lui parvenant pendant que l'amplificateur D ignnrera l'impulsion front descendant apparaissant à son entrée. En conséquence l'impulsinn (o) ser seule présente en sortie, elle provoquera indirectement l'ouverture de l'électrovanne.
La figure 35 planche 8 représente une variante de dispositif circuit électronique qui procède à la fois avec deux relaxateurs série RS (142a) et RS (142b) et un relais électromagnétique à mémoire d'impulsion (203) dont description est donnée en figure 36 planche 8.
Fonctionnement et description:
Dés la mise sous tension du circuit, par l'intermédiaire de l'in trrupteur (163), la source (134) charge le condensateur (104), à travers la dinde (108) et le condensateur (148) se charge à travers la résistance(147)* Dés que la tension est suffisante aux borgnes du relaxateur série R S(142a), celui-ci entre en action et délivre des impulsions aux bornes de la résistance (149).
Le transistor (155) étant alimenté par l'intermédiaire du contact établi par (197/198), les impulsions transmises par la sonde (130), supposée en valeur résistire relativement faible, sont transmises à la base du transistor (155) par l'intermédiaire de la diode (104), ce qui va provoquer la décharge séquentielle du condensateur (144) qui ne pourra arriver à charger le cnn- densateur(162) à travers la résistance (161). fie ce fait, le relaxateur (142b) ne pourra entrer en action.
Parallèlement, les impulsions transmises par l'intermédiaire de la dinde (205) sur l'amplificateur D seront sans effet, car celuici n'est pas alimenté par le contact (199). L'ensemble restera dans cet état jusqu'à ce que la sonde(130),devenue plus résistire, ne transmette plus en amplitude suffisante les impulsions provenant du relaxateur (142a).
Dés cet instant, le transistor (155) ne pourra plus décharger le condensateur (144) ce qui va permettre la montée en tension du condensateur (162) à travers la résistance (161) ce qui va pro roquer l'entrée en action du relaxateur (142b). Dés la première impulsion de celui-ci, la bobine (16) est excitée, par l'inter médiaire de l'amplificateur d'impulsion C, ce qui provoquera indirectement l'ouverture de l'électrovanne, mais, simultanément, l'impulsion appliquée à la bobine (16) est aussi appliquée, à travers la résistance (201), au demi bobinage ((194/195) du relais à mémoire d'impulsion (203) qui bascule dans la position opposée, c'est à dire ,supprimant l'alimentation du transistor (155) et alime@@ant par le cnntact (197/199) l'amplifi- cateur d'impulsion D. Le relaxateur (142b) est inhibé, les condensateurs (144) et (162) se déchargeant rapidement aprés quelques impulsions. Tant qu'aucune impulsion provenant du relaxateur(142a) ne parvient au niveau des dindes (204) et (205) l'ensemble reste dans cet état, confirmé d'ailleurs par les dernières impulsions délivrées par l'autre relaxateur (142b).
Par contre, la première impulsion transmise sur la résistance (190), à travers la diode (205), va provoquer l'intervention de l'amplificateur D, maintenant alimenté à travers le contact (199/197). Iltdélirre alors une impulsion qui commande la bobine ne (17) du moteur électromagnétique bistable considéré, qui à son tour provoque la fermeture de l'électrovanne. Une partie de l'impulsion délivrée par l'amplificateur D est transmise au relais mémoire, à travers la résistance (202), dans le demi-enroulement (196/195), qui rebascule alors à nouveau dans son état initial, permettant au processus de recommencer.
L'ensemble (203) représenté à part sur la figure 36 planche 8 fonctionne de la façon suivante (2 > n) étant l'articulation de la ferrure magnétique mnbile supportant les contacts mobiles correspondant à (197), (198) et (199) étant les armatures magnétiques fixes portant les contacts (198) et (199), les fonctions mécaniques , magnétiques et électriques étant lièes, si l'on envoie une impulsion en (194/195) par exemple, de telle façon que le bobinage (207) crée au niveau des contacts fermés, une polarité Sud dans le cas de figure cor- respondant, il y aura une forte répulsion Sud/Sud à ce niveau, l'aimant (207)refoulant la partie magnétique et mécanique mobile de la ferrure (197), mais d'autre part1 la ferrure (199), polari- sée Nord au niveau de snn contact va fortement attirer la ferrure mobile lui présentant un Sud. L'effet est rapide et cumulatif, et l'un quelconque des états se trouve vérouillé en position par la fermeture des champs de l'un nu l'autre des aimants (206) et (207).Cet ensemble se comporte comme un relais qui reste en position en mémorisant par celle-ci la dernière impulsion reçue, sans nécessiter le moindre courant électrique pour le maintien dans un état nu dans l'autre. I1 ne pourra changer d'état à nou- veau que par l'envoi d'une impulsion dans l'autre demi-enrnule- ment de commande.
La figure 37 planche 9 représente une application importante des procédés et dispositifs revendiqués selon la présente invention.
Cette application permet l'arrosage automatique asservi au besoin en eau des plantes a la profondeur désirée, avec l'avantage d'ultra faible consommation selon l'invention, ce qui permet un fonc tionnement pendant de trés nombreux mois tout en ne nécessitant pour l'alimentation électrique de cette application que 3 piles de 1,5 Volt à faible capacité, la consommation de l'ensemble de cette application bénéficiant de toutes les particularités et avantages de la présente invention.
La présence d'une cellule photo-résistante, bloquant le dispositif utilisé en présence de snleil ne permet, de plus; que l'arrosage des plantes pendant la nuit ou à la tombée de celle-ci.
Cette application a été présentée l'exposition internatinnale du 15 Septembre 1986 à Paris "L'érenement jardin", dans une réalisation concrète et en parfait fonctionnement.
La présente invention qui revendique plusieurs dispositifs mo- teurs électromagnétiques bistables pour électrovannes, à vérnuil- lage magnétique et/ou mécanique et plusieurs circuits électroni- que inédits,associés, & hautes performances,procure un résultat industriel, matérialisé, entre autre, par une importante application industrielle présentée à une exposition internationale et n'est nullement une spéculation intellectuelle, comme l'on pourra le remarquer à travers les descriptions détailles des nombreuse variantes expérimentées et revendiquées.
En figure 37 planche 9 (130) représente les électrodes de la sonde S (217) montées sur la tige enfoncable dans la terre (208), (216 est une collerette souple et caoutchoutée évi@tant un ruissellement direct le long des électrodes.
(210) est un potentiomètre de réglage de sensibilité, (212) est une cellule photo-résistante, (209) est le capot transparent de la sonde complète (217) '213( est un circuit électronique à faible consommation permanente selon l'invention ,sous l'une ou l'autre de ses variantes, (214) est l'alimentation à piles à faibles capacités.
(215) représente à la fois l'électrovanne (1) sur laquelle est montée le dispositif électromagnétique et ce dispositif lui-mOme selon l'exemple considéré mais qui peut être remplacé également par l'une nu l'autre des variantes de moteurs bistables à vérouil- lage magnétique et/nu mécanique. Le dispositif représenté sur cette figure correspond au moteur bistable décrit en figures 13 et 14 planche 2.
La figure 38 planche 10 représente le détail interne de la sonde telle que constituée dans l'application & à l'arrosage automatique asservi représentée en apparence extérieure dans la figure précédente 37 planche 9.
L'onremarque sur cette figure le commutateur de selection de profondeur d'arrosage, permettant de mettre en action1 au niveau désiré l'une quelconque des paires d'électrodes actives (130) et (130'), (130') tant un ensemble d'électrodes communs du point de vue électrique, remplacables éventuellement par une électrode unique longiline.
La position M.F. sur le contacteur '211) correspond à la "marche forcée" , c'est à dire "arrosage non controlé", l'action de la sonde étant sup@rimée. Comme cette marche forcée ne peut évidemment
Otre obtenue en plein jour, en raison de la présence de la cellule (212), l'interrupteur (223), indépendant nu cnmbiné avec le commutateur (211) permet la mise hors circuit de celle-ci.
Le potentiomètre (210) permet un réglage de sensibilité du dispositif, il est situé sur la sonde. (224) est un éventuel conden- sateur de découplage de valeur limitée, si la sonde fonctionne avec des impulsions, (220) représente la liaison, avantageusement blindée, entre la sonde et le bloc électronique (213).
(215) est l'lectrovanne associée à l'un quelconque des dispositifs moteurs bistables selon l'invention, (64) et (64') sont les embout@ filetés sur lesquels vienne se visser les tuyaux d'arrirée et de distribution d'eau, (16) et (17) représentent les bobi- nages électro-aimants du moteur électromagnétique bistable consi- déré, (214) (AL.) est l'alimentation à pile à faible énergie
Eu égard aux descriptions précédentes, le fonctionnement va de soi et se passe de commentaires.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux principes et aux dispositifs qui viennent décrits à titres d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Celle-ci comprend, en particulier tous les mnyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si cellesci sont exécutées suivant son esprit et mise en neuvre dans le cadre des revendications qui suivent.

Claims (1)

    REVENDICATIONS
  1. --- 1 Ensemble inducteur électromagnétique se montant sur une électrovanne fluidique à noyau plongeur moteur et circuit électronique connexe, caractérisé en ce que, d'une part, la partie inductrice électromagnétique constitue un ensemble moteur avec le noyau plongeur de l'électrovanne considérée, celui-ci soumis à l'ensemble inducteur se déplaçant et se verouil lant dans deux positions stables possibles, et est formée pour ce faire, d'un empiloge clterné de trois @rmatures en métal magnétique doux ((2), (3) et (4) figure 1 et Figure 2, (40), (45), et (50) Figure 9 et Figure (10)), chacune en forme de rondelle à trou central, d'épaisseur appropriée et de deux aimants permanents cylindriques, ((13) et (14) Figure 1 et (42) et (43) Figure (10)), Chacun en forme de couronne, de puissance et d'épaisseur notable, à fort champ coercitif, orienté longitudinalement par ropport à son axe et pouvant loger en son centre un bobinage électro-aimont, ((9) et (10) Figure 2 et (42) et (43) Figure 1û), à fonction impulsionnelle, à base tension, à nombre de spires réduit et à résistance ohmique très limitée, le tout formant bloc et venant s'installer sur la partie tubulai- re du corps fluidique de l'électrovanne ((1) Figure 2 et Figure 10)), à la place de son bobinage électro-aimant habituel, de telle façon que le noyau plongeur induit de cette électrovanne puisse venir se positionner et se vérouiller par l'action de l'ensemble inducteur, dans l'une ou l'autre des positions par laquelle il provoque soit l'ouverture, soit lo fermeture de la dite électrovanne, d'autre part, le circuit électronique connexe, ((Figures 31 à 35, 4 voriantes)), nécéssairement associé et relié à la partie électromagnétique inductrice est un circuit fortement sous alimenté en courant électrique, mais capable d'élaborer et de délivrer, à partir d'un capteur résistif (130) ou d'une sonde hygrométrique par exemple, des impulsions d'amplitude et de durée appropriées, applicables aux électroaimants impulsionnels ((9) et (10), (42) et (43), ou (16) et (17)), afin de leur permettre, en fonction des paramètres de la mesure, d'effectuer, par action magnétique momentanée, les transferts correspondonts d'une position stable à l'autre du noyau plongeur, tout enne consommont-sur l'alimenta- tion locale, alimentant à la fois le circuit électronique en fonctionnement permanent et les impulsions électriques de l'ensemble moteur, qu'une energie inférieure à un Watt heure en tout et pour tout pendant au moins un an, sous un rytme moyen éventuel de 50 tronsferts par jour du noyau plongeur le maintien en position du noyau plongeur dons une position ou dons l'autre ne requérant aucune énergie électrique pour ce faire et le circuit électronique connexe ayant sa consommation limitée à quelques dizaines de microompères pour fonctionner, (bilan énergétique pages 5, 6, 7, et 8), et en ce que l'inducteur moteur électromagnétique à vérouillage magnétique bistoble procède dans sonftnctionnement de la façon suivante le noyau plongeur ((41) Figure 10) de l'électrovanne ((1) Figures 2 et 1û) étant de nature à pouvoir être commandé par l'inducteur électromagnétique bistable (Figure 1) qui se substitue à l'électro-aimant habituel fort consommateur d'énergie de l'électrovanne considérée, se trouve positionné et vérouillé par le dispositif dans l'une ou l'autre des positions qui lui sont permises et qui sont obtenues par la fermeture des lignes de force du champ magnétique généré par l'aimant extérieur correspondant, ((42) ou (43) Figure 10), posit::ondont il ne pourra fie chassé que par l'envoi d'une impulsion électrique de durée, d'amplitude et de polarité déterminée dans le bobinage électro-aimant ((44) ou (46) Figure 10), opposé à la position qu'il occupe, la forte attraction développée par l'action de cet électroaimant, rompant alors le vérouillage initial, fera se déplacer ledit noyau plongeur dans l'autre position stable permise sur loquelle il se verrouillera à nouveau, mais par la fermeture des lignes de force du champ magnétique généré par l'autre aimant extérieur correspondant.
    ( Figures et 2 Plonche 1, Figure 10 Planche 2, Figures31 et suivantes) --- 2 Ensemble inducteur électromagnétique bistoble se montant sur une électrovanne fluidique à noyau plongeur moteur et circuit électronique connexe, selon la revendication 1 précédente, caractérisé en ce que le noyau plongeur en métal magnétique doux ((19) ou (41)), habituellement situé dans la partie tubulaire te(1) ou (1')), du corps fluidique de l'électrovanne considérée est remplacé par un aimant cylindrique plein permanent, ((41) noté N.S. (Nord, Sud)), à fort champ coercitif, convenablement orienté en polarité magnétique, dons le sens longitudinal, et en ce que le transfert d'une position stable à l'autre par le noyau plongeur procède par le jeu des polarités des impulsions générées par le circuit électronique associé de telle façon que celles-ci, simultanément appliquées dons le bon sens aux électro-aimonts, ((9)/(1û), (44)l(46), (16)/(17), ou (48) selon les variantes), provoquent à la fois, une forte répulsion magnétique du noyau plongeurlaimant, au niveau qu'il occupe et une forte attraction magnétique au niveau de la nouvelle position qu'il doit occuper et s'y verouiller piles les vérouillages s'effectuent, dans l'une ou l'autre posi- tion par la fermeture combinée, fortement efficoce, des lignes de force du noyau plongeur/aimont interne, et des lignes de force de l'un ou l'autre des aimants permanents externes convenablement orientés.
    (Figure 10 Planche 2, avec x = Sud, y = Nord).
    --- 3 Ensemble inducteur électromagnétique bistable, selon les revendications précédentes 1 et 2, caractérisé en ce que les forces magnétiques et impulsionnelles générées par les aimants permonents, d'une part, et par les électroaimants, d'autre part, sont nettement supérieures à la force développée par le ressort de compression (15), habituellement associé au noyau plongeur moteur et dont la pression même assure, par l'intermédiaire de ce dit noyau plongeur ((19) ou (41)), la fermeture du clapet à fonction fluidique de l'électrovanne considérée.
    --- 4 Ensemble électromagnétique bistable se montant sur le corps fluidique d'une électrovanne, et circuit électronique connexe selon la revendicotion 1, caractérisé en ce que la partie inductrice électromagnétique effectue un vérouillage mécanique alterné de deux noyaux plongeurs, (19) et (20) Figures 3 et 4), disposés dans deux tubes à matériau non mognétique en quadrature, ((1') et (56)), dont l'un principal (1'), soumis au champ magnétique impulsionnel d'un premier bobinage électroaimant (16), associé à un ressort de compression (15) assure la fermeture ou l'ouver- ture de l'électrovanne, selon que le noyau plongeur auxiliaire (20), soumis à un second bobinage électroaimant impulsionnel (17), associé avec un autre ressort de compression (21), est ou non en travers du tube principal (1'), chaque noyau plongeur étant commandé par le bobinage électroaimant correspondant, et en ce qu'il procède dans son fonctionnement de la façon suivante : le noyau principal (19) étant supposé dans la position déterminant la fermeture de l'électrovanne (Figure 3 Plonche 1 ), sera appelé par son bobinage correspondant (16) dès 1 envoi à celui-ci d'une impulsion électrique appropriée et viendra compresser son ressort correspondont (15) associé, dès que ce noyau plongeur (19) aura libéré le passa- ge au noyau plongeur auxiliaire (20), celui-ci, poussé par son ressort associé (21) viendra se mettre en travers dudit tube principal (1'), le noyau plongeur principal (19) ne pourra revenir, (Figure 4 Planche 1), de ce fait l'électrovanne restera ouverte le propre ressort (15) du noyau plo.ngeur (19) restera compressé et seule une impulsion adéquate envoyée au bobinage (17) commandant le noyau plongeur auxiliaire (20), rappelant celui-ci, permettra, par le dégagement au niveau du tube principal (1'), la retombée du noyau plongeur principal (19) ce qui provoquera la fermeture de l'électrovanne par pression du ressort (15) associé à celui-ci.
    (Figures 3 et 4 Planche ), Figure 7 Planche 1).
    --- 5 Dispositif électromagnétique à vérouillage mécanique, selon la revendication précédente 4 caractérisé en ce que les bobinages électroaimants, principal (16) et auxiliaire (17) et leurs noyaux plongeurs respectifs (19) et (20) sont de mêmes dimensions et de mêmes caractéristiques, et en ce que la pièce dans laquelle évoluent les dits noyaux plongeurs, (Figure 18 Planche 3, ainsi que la pièce de fixation de celle-ci sur le bloc fluidique de l'électrovanne, ((28), (58) Figure 18' Planche 3) est usinée en conséquence.
    (Figure 7 Planche 1, Figure 17, 18 et 19 Planche 3) --- 6 Ensemble électromagnétique bistable se montant sur le corps fluidique d'une électrovanne, et circuit électronique connexe selon la revendication 1 coroctérisé en ce qu'ilest constitué d'un dispositif à fonctionnement bistable à vérouillage mécanique à cliquet, formé, d'une part, d'un noyau plongeur principal ((19) Figure 5 Planche 1), associé à un ressort de compression (15), soumis à l'action d'un électo-aimont principal (16) portant une tige (30) surmontée d'un téton biseauté (35) encliquetable et, d'autre part, d'un système articulé à machoire (Figures 5 et 6) pouvant mointenir ledit téton (35) en position grôce à un ressort de traction (38), après encliquetage, et dont le vérouillage s'effectue par l'écartement des machoires (37) provoqué par le déplacement d'un noyau plongeur auxiliaire (20) commandé par bobinage électroaimant de dévérouillage (17) soumis à impulsion électrique correspondante provenant du circuit électronique connexe, et en ce qu'il procède pour son fonctionnement de la façon suivante : l'ouverture de l'électrovanne (1') ayant été commandée par une impulsion électrique dans le bobinage principal (16), ce qui a fait se déplacer le noyau plongeur principal (19) au niveau dudit bobinage (16), ce noyau - plongeur est venu, à la fois, compresser son ressort associé (15), tout en engageont le téton (35), situé au bout de la tige (30) lui étant solidaire, dans les mochoires de maintien en position (37) qui se sont écartées au passage et ensuite referméespar@action du ressort de traction (38), l'électrovanne restera ouverte, le noyau plongeur principal (19) ne pouvant revenir fermer celle-ci, et ceci, tant qu'une impulsion de dévérouillage ne sera pas envoyée au bobinage électroaimant auxilliaire (17) qui par son noyau plongeur (20) provoquera l'écartement des machoires de maintien en vérouillage (37), libérant ainsi le téton (35) par l'intermédiaire de la tige (33) et de la partie sphérique (31), ce qui permettra, par décompression de son ressort associé (15), le retour du noyau plongeur principal (19) en position fermeture d'électrovanne. (Figures 5 et 6 Plonche 1).
    --- 7 Dispositif électromagnétique bistable à vérouillage à cliquet selon la revendication précédente 6, caractérisé en ce que le dispositif à vérouillage mécanique est formé de trois pièces seulement, une lamelle, en acier de préférence, préformée et recourbée en forme de machoires à ses extrémités ((37) Figure 27 Planche 5), d'un noyau plongeur auxiliaire cor rectement profilé (20) et d'un ressort de compression (21) ces ces deux der- niers étant insérés dans ladite lamelle (37) avant l'introducation de l'ensemble des trois pièces dans le tube (1') dons lequel sont appelés à évolluer les noyaux plongeurs (19) et (20), et en ce qu'il procède dons son fonctionnement de la façon suivante : l'appel du noyau plongeur principal (19) par son bobinage correspondant (16), lors de l'envoi d'une impulsion adéquate sur celuici fait s'encliqueter le téton de maintien (35) dans les machoires de la lamelle (37), l'électrovanne restera en positon ouverte tant que, par l'envoi d'une impulsion de dévérouillage dans le bobinage électroaimant auxiliaire (17) prévu à cet effet, le noyau plongeur auxiliaire (20) ne viendra pas écarter les machoires pendant un bref instant, ce qui, provoquant alors la retombée du noyau plongeur principal (19) par son ressort de compression (15) assurera ainsi, à nouveau, la fermeture de l'électrovanne considérée. (Figure 27 Planche 5) --- 8 Dispositif électromagnétique bistoble selon les revendications précédentes 4 et 5, caractérisé en ce que, d'une port, il est adjoint au vérouillage mécanique, un vérouilloge magnétique suplémentaire formé d'au moins un aimant permanent (52), à fort champ coercitif, venant se situer au dessus du bobinage principal (16) du dispositif, d'autre part, le noyau plongeur principal (19) est prolongé d'une tige légèrement inférieure (19') pour limiter la course du noyau auxiliaire (20) et en ce qu' il procède dans son fonctionnemnet de la façon suivante : le noyau plongeur principal libère par le noyau plongeur auxiliaire (90), ne pourra revenir refermer lnélectrovanne (1') que si une impulsion est envoyée,en.plus dans le bobinage principal (16), mais avec une polarité inverse à celle qui a fait monter le noyau plongeur principal (19) en position de vérouillage électrovanne ouverte, ce qui ajoute une sécurité suplémentaire à fonction ET pour le verouillage en position ouverte de l'électrovanne considérée.Figure 17 pl. 3) --- 9 Ensemble électromagnétique bistable se montant sur le coryw; fluidique d'une électrovanne, et circuit électronique connexe selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble éléctromagnétiqu est constitué d'un-seul aimant permanent cylindrique: en forme de--couronne (52), à champ magnétique perpen diculaire par rapport à son axe, d'un seul bobinage électro-aimant impulsionnel (48) et d'une armature magnétique unique en métal magnétique doux (51) refermont les champs magnétiques permanents et impulsionnels de telle sorte que -le bobinage électro-aimant (48) voit, comme l'aimant permanent (52), ses lignes de force refermées au mieux dans l'une ou l'autre des positions stables du noyau plongeur induit moteur (19), et en ce que l'application d'une impulsion, parvenont du circuit électronique connexe associé, à l'un ou l'autre des demienroulements (49) du bobinage de polarité identique dons les deux cas, provoque le passage du noyau plongeur (19) d'une position stable fortement vérouillée magnétiquement, à l'outre position stable possible ; l'envoi d'impulsions à polarité inversée, alternativement, dans l'un ou l'autnedes demi-enroulements (49) ou sur l'enroulement global, procurant un effet identique ou inversé dans l'obtention du résultat. (Figures 11 et 12 Plonche 2).
    --- 1û Ensemble électromagnétique bistoble selon la revendication précédente 9 caractérisé en ce que l'aimant unique (52) est à polarisation longitudinale par rapport à son axe et l'armature magnétique est supprimée, au détriment d'une plus grande puissance de l'aimant permanent (52), les entrefers étant, dons cette voriante, très importants, l'aimant unique (52) est maintenu en position appropriée par un support non magnétique (54) en ce que un copot de protection (55) est adjoint au dispositif afin d'éviter la fixation de limailles sur les pôles de l'aimant permanent (52). Figure 13 et 14 Planche 2) --- 11 Ensemble électromagnétique bistoble se montant sur le corps fluidique d'une électrovanne et circuit électronique connexe, selon les revendications 4 et 10 précédentes, caractérisé en ce que le maintien du noyau plongeur (19) dans la position électrovanne ouverte est effectué, à la fois par vérouilloge magnétique, selon la revendication 10, et par vérouillage mécanique analogue au dispositif selon la revendication 4, et en ce que la combinoison de verouillage mécanique et magnétique procure une très importonte sécurité de fonctionnement, le tronsfert d'une position à l'autre du noyau plongeur (19) ne pouvant s'effectuer que par un dévérouilloge mécanique préalable, ce dévérouillage pouvant être simultané ou indépendant. (Figure 16 planche 3) --- 12 Ensemble électromagnétique bistoble se montant sur le corps fluidique d'une électrovanne et circuit électronique connexe, caractérisé en ce que l'ensemble électromagnétique est constitué de 3 armatures magnétiques en métal magnétique doux, (3) (4) et (40), d'un aimant permanent unique (52), en forme de couronne, à fort champ coercitif orienté longitudinalement et d'un seul bobinage électro-aimant impulsion nel (48), à point milieu d'enroulement (49) pile le maintien dans la position correspondant à électrovanne ouverte s'effectuant par la fermeture des lignes de force du champ magnétique développé par l'aimant permanent unique (52) à travers le noyau plongeur (19), compensant plus que largement la pression exercée par le ressort de compression (15), et dons l'autre position stable, par la poussée même de ce dit ressort de compression (15), l'entrefer important dans cette dernière position du noyau plongeur (19) empêchant le roppel magnétique de celui-ci par l'aimant permanent (52) la polarité des implusions, provenant du circuit électronique associé, et l'application de celles-ci à l'un ou à l'autre des demi-enroulements (49) du bobinage électro-aimant (48) déterminont la position stable devont être prise par le noyau plongeur (19) ouvront ou fermant l'électrovanne considérée (figure 15, (A) et (B) planche 5) --- 13 Ensemble électromagnétique bistable se montant sur le corps fluidique d'une électrovonne et circuit électronique connexe caractérisé en ce que, d'une port, le vérouilloge du noyau plongeur de l'électrovonne est obtenu grâce à l'effet à deux positions stables que présentent deux aimants cylindriques concentriques (42) et (41), à polarité de même direction, dont le premier fixe (52) en forme de couronne et à fort champ coercitif entoure un tube dans lequel peut se mouvoir le second aimant permanent cylindrique, (41) plein, également à fort champ magnétique coercitif, en raison des forts effets magnétiques de répulsion (figure 19 (A) et (B) planche 4) d'autre part par l'action fortement répulsive par un électro-aimant impulsionnel (44) sur un troisième aimant cylindrique mobile (62), lié méconiquement au second par une tige non magnétique (63) à une certoine distance de celui-ci ;; l'action répulsive déclenchant le transfert de l'ensemble des deux aimants mobiles (41) et (62) d'une position stable à l'autre vérouillées mognétiquement et provoquant, par le prolongement même de la tige (63), la fermeture ou l'ouverture de l'électrovanne considérée, et en ce que deux électro-aimants extérieurs (44) et (46) commandent, chacun leur tour, le passage d'une position stable à l'autre noyau plongeur constitué de deux aimants permonents (41) (42) par lesquels les fonctions vérouillage magnétique proprement dit et action répulsive magnétique sont nettement différentiées.
    (Figures 19 (A) et (B), 20 (A) et (B) et figure 21 planche 4) --- 14 Ensemble électromagnétique bistoble se montant sur le corps fluidique d'une électrovanne et circuit électronique connexe selon la revendication 13 précédente, coroctérisé en ce que le vérouillage magnétique résulte à la fois de l'effet provoqué par l'aimant permanent externe (52) et l'aimant permanent interne (41) prévus pour cet effet et par le positionnement même de l'un ou l'autre de deux aimonts mobiles solidoires (62) et (66) dudit aimant permanent interne (41), ceux-ci étant commandés indépendamment par deux bobinages élc:tro-aimants (41) et (46) provoquant une répulsion magnétique ou niveau de l'aimant ne participant pas à ce vérouillage supplémentaire. (Figure 24 (A) et (B).
    --- 15 Ensemble électromagnétique bistable se montant sur le corps fluidique d'une électrovanne et circuit électronique connexe, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le noyau plongeur sous forme d'aimant (41) vient refermer son propre champ magnétique (N 5), soit entre le pôle médian et le pôle supérieur, soit entre le pôle médian et le pôle inférieur, d'une armature magnétique à 3 pôles, (40) (40'), le déplacement de ce noyau plongeur aimant (41) étant provoqué par le jeu des polarités magnétiques générées par les deux bobinages électroaimants, (16) et (17) situés de port et d'autre du tubeldans lequel évolue le noyau plongeur, (41) de part et d'autre de l'armature médiane), de telle façon que répulsion et attraction magnétique concourent simultanément au tronsfert d'une position stable à l-'autre ; l'armature magnétique proprement dite étant en forme de deux E (40) et (40') réunissables (figure 22) ou en forme de S, ou S inversé, (figure 23), les bobinoges (16) et (17) étant situés sur le pale médian de chaque demi-armoture (figures 22 et 23 planche 4) --- 16 Ensemble électromagnétique bistable se montant sur le corps fluidique d'une électrovanne, et circuit électronique connexe selon la revendication (1) caractérisé en ce qu'il est constitué de 3 armotures métalliques en métal magnétique doux, ((40), (45) et (50)) dont l'une(40 ) est en forme de rondelle à trou centrol, les deux outres (45) et (50) en forme caractéristique particulière (50) telle que représentée par la figure 26 (a) planche 5 dont l'association permet à la fois de fermer convenoblement les lignes de force d'un noyau plongeur-aimant et les champs impulsionnels des électro-aimants (9) et (10), tout en permettant de contenir au moins deux bobinages préformés (9), (10) et (10') de forme, caractéristique porticulière, (9') comme repré senté par la figure 26 (b) planche 5 ces ces bobinoges venant se loger dons les encoches prévues à cet effet, et en ce que l'action impulsionnelle magnétique provoquée par les impulsions provenant du circuit électronique connexe, produite par les bobinoges 9/9' et 10/10' éventuellement montés par paires, magnétiquement convergentes en polarité, procure, à la fois répulsion du noyau plongeur aimant évoluant dans la partie tubulaire (1) de l'électrovanne dons la position qu'il occupe et ottraction dons la position qu'il doit prendre ; (Figure 25 et figure 26 (o) et (b) planche 5).
    --- 17 Ensemble électromagnétique bistable se montant sur une électrovanne fluidique à noyau plongeur moteur et circuit électronique connexe selon l'une ou l'outre des revendications précédentes 1 à 16 caractérisés en ce que le circuit électronique connexe, indispensoble au fonctionnement de l'une quelconque des variantes bistables des dispositifs électromagnétiques revendiqués tout en répondont aux critères d'ultra faible gonsommotion électrique pour son fonctionnement, ne consomme en permanence, pour so propre olimentotion que quelques dizaines de micro-ampères par seconde sous une tension égale ou inférieure à 6 Volts et en ce qu il est constitué d'ou moins un ensemble relaxoteur (A figure 31, (142) figure 32 ou par un trigger (A, A', B, E, F Figure 34) à faible consommotion, fortement sous alimenté en couront et délivrant des impulsions récurrentes, d'un ensemble, fortement sous alimenté également, élaborateur des impulsions propres à commander, après amplificotion, et à travers l'un ou l'autre des dispositifs inducteurs électromagnétiques, la fermeture ou l'ouverture de l'électrovanne, d'au moins un amplificateur de puissance de ces impulsions, fortement bloqué en l'absence de celles-ci, et d'un capteur à résistivité variable dont la résistivité variable provient soit d'un élément résistif variable proprement dit, voriant sous l'influence d'un paramètre quelconque, lumière (photo-résistance), température (thermistance), humidité ambiante (capteur hygrométrique, présence d'eau (électrodes) ou bien encore par la résistance éléctrique présentée par un milieu ou une substance (terre humide, air humide, etc). (Figures 31 à 38).
    ET formé du transistor (92) et du transistor (93) le permet ; Si la résistance du capteur résistif est élevée et est telle que les impulsions transmises par celui-ci sont d'amplitude insuffisante pour provoquer la conduction du transistor (100), celui-ci étant bloqué, le condensateur (111) pourra se charger, mois à condition que, par ailleurs, l'étant de sortie de l'inverseur (89) permette la conduction du transistor (141) ; si Si le condensateur (111) peut se charger, celui-ci pourra, à son tour, charger le condensateur (112) à travers la résistance (126) , si le condensateur (112) est chorgé, le ET formé du transistor (92) et (93), par mise à la masse momentonnée de l'entrée du NOR (88) fera basculer la bascule bistable, l'état de sortie du NOR (88) passera à la valeur logique "1" qui, par conséquence, fera passer en valeur logique "O" l'inverseur (89), ce qui aura pour effet d'interdire la conduction du transistor (141) et d'empêcher la charge du condensateur (111), ainsi que du condensateur (112) , l'ensemble restera dons cette position, après ce premier basculement, jusqu' à ce que la résistance présentée par le capteur résistif descende à une valeur telle qu'une impulsion d'amplitude suffisante puisse se présenter au niveau de la bose du transistor (91), lequel, à son tour, par mise à la masse momentannée de l'entrée du NOR (87), fera rebasculer la bascule bistoble ; chaque changamentd'étot de la bascule transmet à chacun des amplificateurs d'impulsion correspondants, en aval, soit des impulsions positives (front montant) soit des impulsions négatives (front descendant), mois comme seules les impulsions positives seront perçues par ces dits amplificateurs d'impulsion, an obtiendra, aux sorties correspondant à la résistance (123) et au condensateur (113) d'une part, les impulsions de fermeture d'électrovanne et d'autre port, au niveau du condensateur (114) et de la résistance (124), les impulsions d'ouverture de l'électrovanne.
    --- 18 Ensemble électronique-connexe selon la revendication précédente 17 caractérisé en ce que le relaxateur à ultra faible consommation électrique, délivrant des impulsiamsrécurrentes est constitué : d'un circuit logique MOS, fortement sous alimenté, comportant deux "NOR" (84) et (85), montés en simples inverseurs et un circuit inverseur (86), d'un transistor amplificateur (90) et un certain nombre d'éléments discrets tels que résistances condensateur et diodes, et en ce que ce relaxateur procède dans son fonctionnement de la façon suivante : les deux sNOR" (84) et (85), montés en simples inverseurs, sont bouclés en multivibrateur astable, à fort ropport cyclique, par l'intermédiaire d'une résistance (121), d'un condensateur (110), et d'une autre résistance (116), l'important rapport cyclique étant obtenu par l'action de la résistance (115) et la diode (101) et par la réaction supplémentaire provoquée par l'inverseur (86), à travers le condensateur (109), l'impulsion prélevée en -sortie de l'inverseur (86) est appliquée ou transistor (90) à travers la résistance (120), ce transistor (90) remet l'impulsion dons la polarité convenable après l'avoir amplifiée et la délivre sur la résistance (122) qui constitue avec le condensateur (107) un circuit dérivateur, la présence du transistor (90) est motivée par le fait que le relaxateur proprement dit constitué du circuit MOS avec ses trois éléments ne peut être chargé directement en raison de sa très faible alimentation en courant ; l'alimentation du transistor (90) est effectuée à travers une résistance de grande valeur, plusieurs centaines de milliers d'ohms, venant charger un condensateur (106) procurant un effet de volant énergétique et alimentant la résistance de collecteur (119) du dit transistor (90) ; l'alimentation du circuit logique "MOS", pour ses trois éléments est effectuée à partir du condensateur (106) à l'aide de la résistance (117), également de très grande valeur, venant charger le condensateur (105) lequel procure également un effet de volant énergétique, sachant qu'au moment de la délivrance de l'impulsion la tension aux bornes des condensateurs (105) et (106) diminue fortement, mais le fort ropport cyclique du dispositif autorise la recharge de ceux-ci, entre deux impulsions, car les constantes de temps sont adoptées. (Figure 31 partie A planche 6) --- 19 Ensemble électronique connexe selon lo revendication 17 caractérisé en ce que le relaxateur à ultra faible consommation électrique délivrant des impulsions récurrentes est constitué de seulement deux transistors complémentaires, un NPN (135) et PNP (136), de deux condensoteurs (137) et (140) et de deux résistances de forte valeur (138) et (139), ce relaxateur constituant un dipôle qui s'insère entre la source d'alimentation, directe ou indirecte, et la résistance d'utilisation sur laquelle sont prélevéesles impulsions récurrentes, et en ce qu'il procède dans son fonctionnement de la façon suivante : lo tension délivrée par la source (134) charge lentement, ô travers les résistances (138) et (139) les condensateurs (137) et (140), et à travers aussi la résistance commune de chorge (122) piles les transistors (135) et (136) étant totolement bloqués initialement, c'est seulement au moment de l'obtention des seuils de conduction, au niveau des boses de chacun des transistors, que ceux-ci, rendus très rapidement conducteurs, vont provoquer la décharge des condensateurs (137) et (140) ; la la conduction des transistors sera maintenue pendant toute la durée de la décharge, établissant ainsi une liaison directe entre la source (134) et la résistance de charge (122), ce qui permet l'obtention d'une tension rectonguloirete haute qualité étan donné que les effets d'entrée en conduction ou en blocoge des deux transistors sont cumulatifs. (Figure 32 planche 6) --- 2û Ensemble électronique connexe selon la revendication 17 caractérisé en ce que l'ensemble à ultra faible consommation électrique élaborateur des impulsions propres à commander, à travers l'un ou l'autre des dispositifs inducteurs électromagnétiques revendiqués, la fermeture ou l'ouverture de l'électrovanne, après amplification, est à bascule bistable à très faible consommation et est constitué d'une part, d'un circuit logique "MOS" comportant deux "NOR" (87) et (88), montés en simples inverseurs et un inverseur (89) ; la la bascule à deux états stables, à commandes indépendantes, étant constituée de ces deux MNORH (87) et (88), l'entrée de l'un étant réunie à la sortie de l'autre et réciproquement, l'inverseur (89), en interface, commandant ou non la conduction d'un transistor (141), d'autre part, par un ensemble de 5 tronsistors (91), (92), (100), et (141), commandant les états de la bascule bistable en fonction des résistonces présentées par un capteur résistif (130), l'alimentation de l'ensemble s'effectuant à travers une résistance de très forte valeur (132) de plusieurs centaines de milliers d'ohms venant charger un condensateur (135), procurant un effet de volont énergétique, et en ce qu'il procède dans son fonctionnement de lo façon suivante : les impulsions provenant directement du relaxoteur considéré, ou niveau de la résistance (122), appliquées à la base du transistor (92) n'auront d'effet sur la bascule bistable, au niveau du NOR (88), que si le
    (Figure 31 planche 6 partie B).
    (168).
    (184) sont de valeur supérieure à 300.000 ohms ; l'action du cop- teur résistif s'effectuant entre la base du transitor (175) et le point commun (masse), à travers un circuit de filtrage constitué du condensateur (166) de la résistance (167) et du condensateur
    de forte valeur, supérieures à 200.000 ohms, sochont que les résistances de collecteur des transistors (171), (172), (183) et
    --- 21 Ensemble électronique connexe selon la revendication 17 caractérisé en ce que l'ensemble élaborateur desimpulsions propres à commander, après amplification et à travers l'un ou l'autre des dispositifs électromagnétiques revendiqués, la fermeture ou l'ouverture de l'électrovanne est à "trigger" et est constitué de quatre transistor (175), (176), (182) et (186) et d'un certain nombre d'éléments discrets tels que résistances, condensateurs et diode le "trigger" proprement dit étant constitué par les deux transis tors(175) et (176) et par la réaction supplémentaire apportée par le transistor (182) lequel met aussi en forme les impulsions avec le transistor (186) , l'alimentation à très faible débit de l'en- semble se scindant en deux parties, d'une part, une alimentation proprement dite s'effectuant à travers une résistance (169) de grande valeur, plusieurs centoines de milliers d'ohms, venant charger un condensateur (172) procurant un effet de volant énergétique et d'autre port une polarisation proprement dite, nécessaire à la commonde du "trigger", s'effectuant à travers une autre résistance de gronde valeur (164) venant charger un condensateur (168), et en ce qu'il procède dans son fonctionnemnet de la façon suivante : selon la valeur présentée par le capteur résistif considéré (130), le trigger bascule dans un sens ou dons l'autre, créant, de même que la bascule bistable, précédemment revendiquée, des fronts montonts ou descendants comme comme les conditions même du fonctionnement du trigger à très faible consommation font que les résistances de collecteur et d'émetteur des tronsistors (175) et (176) sont nécessairement de voleurs élevées, les signaux délivrés par le trigger ne peuvent attaquer directement les entrées des amplificateurs d' impulsions, en aval, les deux tronsistors (182) et (186) montés en inverseurs à forte résistance série de base remplissent le rôle d'interfoce, les impulsions de fermeture d'électrovanne (fonction) seront délivrées au niveau du condensateur de liaison (190) et les impulsions d'ouverture d'électrovanne (fonction) au niveau du condensateur de liaison (187), le transistor (182) remplissant de plus un rôle secondaire consistant à réinjecter au niveau du collecteur du transistor (175) une fraction de sa tension de sortie, afin de créer unefortehystérésis et la supression de tout bottement intempestif dans le passage d'un état à l'autre du trigger, cette réoc- tion partielle étant effectuée à l'aide du circuit comprenont une résistance (181) en série avec une association shunt d'une résistance (179) et d'un condensateur (180) et afin de ne pas perturber, à ce niveau le fonctionnment du trigger complexe, la tronsmission au condensateur de liaison (190) est effectué par une association shunt d'une résistance (188) et d'un condensateur (189) ; de de même et pour les mêmes raisons, les résistances de liaison (177), (186), et (181)sont
    --- 22 Ensemble électronique connexe selon la revendication 17 ca- ractérisé en ce que les amplificateurs d'impulsions sont constitués, de préférence, à l'aide de transistors NPN et PNP alternativement en cascade, de telle façon que ces amplificateurs d'impulsions soient totalement bloqués en l'absence d'une impulsion de commande, chaque base de chaque transistor étant réunie à l'émetteur de ce même transistor, à l'exclusion de toute polarisation de tension autre que celle générée par l'impulsion incidente même ;; l'alimentation de ces amplificateurs d'impulsions s'effectuant, de préférerce à travers une diode (108), chargeant un condensateur t170) procurant un effet de volant énergétique intégrant dons le temps l'absortion de courant provoquée par l'excitation de l'un ou l'autre des bobinages inducteurs électro-aimants impulsionnels des ensembles électromagnétiques bistables dans la variante considérée, correctement reliés aux sorties de ces amplificateurs (Figure 31 porties C et D, planche 6, Figure 34 porties C et D planche 8).
    dès la mise en marche de l'ensemble par l'interrupteur (163), et caractérisé en ce qu'il procède dans son fonctionnement de la façon suivante : dès la mise sous tension par l'interrupteur (163) les condensateurs (104), (144), (146), (148) et (133) se chorgent à travers leurs résistances respectives ; la la montée en tension du condensateur (148) provoque l'entrée en action du relaxateur serie (142a) qui délivre des impulsions récurrentes à l'amplificateur constitué par les transistors (150) et (153), qui délivre au niveau de la résistance de charge (122) des impulsions amplifiées qui sont transmises au capteur à résistivité variable (130) ; si Si la résistance présentée par celui-ci est suffisamment faible pour laisser posser les impulsions vers le transistor (155), celui-ci, entrant séquentiellement en conduction décharge le condensateur (144) dans sa résistance d'émetteur (158), empêchant, de ce fait, le condensateur (162) de se charger à travers la résistance (161) et, par conséquence, d'empêcher l'entrée en action du relaxateur série (142b) simultanément, les décharges du condensateur (144) sur la résistance (158) provoquent la tronsmission d'impulsions à polarité positive à l'entrée de la bascule bistable à commandes indépendontes, ces impulsions étant transmises à travers le circuit dérivateur constitué du condensateur (157) et de la résistance (156), la bascule chonge d'état en provoquant la génération de l'impulsion propre à commander la fermeture de l'électrovanne, après amplification et intervention de l'ensemble électromagnétique bistable considéré, l'électro-aimant (17) est excité ; l'ensemble restera dans cet etat jusqu'à ce que la résistance présentée par le capteur à résistivité variable (130) deviennent suffisamment élevée pour empêcher le transistor (155) d'être rendu conducteur à chacune des impulsions récurrentes délivrées par le relaxateur série (142a) ; si le transistor (155) n'entre plus en conduction, le condensateur (162) va pouvoir se charger à travers la résistance (161), à partir du condensateur (144) ayant pu monter en tension à partir d'une certaine valeur de tension aux bornes du condensateur (162), le relaxateur serie (142b) entre en action et génère des impulsions qui sont transmises à l'autre entrée indépendante de la bascule bistable B, à travers le circuit dérivoteur constitué du condensateur (159) et de la résistance (158), ce qui provoque le basculement de la bascule bistable qui va provoquer, à son tour, l'excitation de l'amplificateur d'impulsion D, déclenchant à travers le dispositif électromagnétique considéré, l'ou- verture de l'électrovanne, grâce à l'excitation du bobinage électroaimant (16); la résistance (160) étant la résistance de charge du rela xateur'série (142a), Ia résistance (149) étant la résistance de charge du relaxateur série (142a), la résistance (152) étant la résistance de collecteur du transistor NPN (150), la résistance (151) étant la résistance de liaison limitant l'intensité au niveau de la base du transistor PNP (153). (Figure 33 planche 7).
    --- 23 Ensemble électronique connexe selon les revendicotions précédentes 17, 19, 20, et 22, caractérisé par l'association de deux relaxateurs serie (142a) et (142b), correspondants à la revendication 19, d'un ensemble élaborateur d'impulsions de commande (B), correspondant à la revendication 20, de deux amplificateurs d'impulsions C et D, correspondants à la revendication 22, de trois transistors d'un certain nombres d'élements discrets tels que résistonces, condensateurs et diodes, et d'un copteur à résistivité voriable (130) ; l'alimentation du premier relaxateur serie (142a) s'effectuant à travers une résistance de grande valeur (147) char geant un condensoteur (148) procurant un effet de volant énergétique ;; l'alimentation de deux transistors (150) et (153) constituant un amplificateur intermédiaire s'effectuant à travers une résistance (145) de valeur également élevée chargeant un condensateur (146) procurant également un effet de volant énergétique ; l'alimentation du circuit élaborateur d'impulsion de commande s'effectuant à travers une résistance (132) également aussi de granoe'valeur, chargeant un condensateur (133) formant aussi volant énergétique ; l'alimentation des deux amplificateurs d'impulsion C et D s'effectuant à travers une diode (108) chargeant un condensateur (104) formant un fortvolant énergétique et alimentant les résistances (143), (145), (147) et (133), le condensateur (104) se chargeant à travers la diode
    magnétique à mémoire d'impulsion (203) lequel bascule provoquant la fermeture des contocts (197)/(199) et l'ouverture des contacts (197)/(198), ce qui entraine à la fois l'alimentation électrique de l'amplificateur D et la coupure d'olimention du condensateur (144) et du transistor (155) par la résistance (143) ; toutefois, le relaxateur série (142b) délivre encore quelques impulsions avant de s'arrenter par défaut d'alimentation, ces impulsions renouvellent à chaque fois l'action impulsive, tant pour le bobinage électro-aimant (16) que pour le demi-enroulement (194)/(195) par la suite l'ensemble reste dans cet état correspondant à électrovanne ouverte, jusqu'à ce que le capteur à résistivité variable (130) présente une résistance suffisamment faible pour que les impulsions récurrentes de (142a) soient capables d'exciter l'am plificateur D à travers la diode (205) au niveau de la résistance (190), celui-ci va réagir et, par l'intermédiaire du bobinage électro-aimant (17) et de l'ensemble électromagnétique bistable considéré, provoquer la fermeture de l'électrovanne ; parellèlement les impulsions transmises au niveau de la résistance (143) restent sans effet, mais au moment de l'application de la première impulsion sur le bobinage (17) une partie de celle-ci a été dérivée, à travers la résistance (202), dans le demi-enroulement (195)/(196) du relais à mémoire d'impulsion (203) qui a donc pu rebasculer, permettant au processus de pouvoir recommencer au moment opportun par la suite. ( Figures 35 et 36 planche 8).
    travers la résistance (143), ce condensateur (144) devant à son tour charger le condensateur (162) ô travers la résistance (161) si la voleur résistive présentée par le copteur à résistivité variable (130) est suffisamment faible pour que les impulsions, provenant du relaxateur serie (142a), entre temps entré en action, puissent être transmises en amplitude suffisante sur la résistance (154), à travers la diode (204)-, le condensateur (144) ne pourra arriver ô se charger, cor le transistor (155), mis sequentiellement en conduction, va le déchorger à chaque impulsion, il ne pourra atteindre une tension suffisante pour être capable d'amener en tension suffisante le condensateur (162), à travers la résistance (16 ce qui pro voquerait l'entrée en action du relaxateur série (142b) ;; l'ensem- ble reste dans cet état, l'amplificateur D n'étant pos, par ailleurs, alimenté, au niveau du contact (199), les impulsions parvenant à la résistance (190), à travers la diode (205) restent sans effet si par la suite, la résistance présentée par le capteur résistif (130) devient suffisamment élevée, les impulsions au niveau de la résistance (154) ne pourront plus faire entrer en conduction le transistor (155), le condensateur (144) montera en tension chargeant à son tour le condensateur (162) à travers la résistance (161), ce qui va provoquer l'entrée en action du relaxateur serie (142b), lequel se met à délivrer des impulsions sur la résistance (160), dès la première impulsion l'amplificateur C excite le bobinage électro-aimant ( 16) qui, à son tour, à travers le dispositif électromagnétique bistoble considéré provoque l'ouverture de l'électrovanne ; simultanément, une partie de l'impulsion appliquée au bobinage électro-aimant (16) est dérivée, à travers la résistance (201), dans le demi-enroulement (194)/(195) du relais
    --- 24 Ensemble circuit électronique connexe varionte selon les revendicotions 17, 19, 22, et 23, caractérisé en ce que, d'une part, la bascule bistable (D Figure 33) est remplocée par un relais mognétique à mémoire (203) (Figure 36 planche 8), conduisont aux mêmes résultats, mais de façon différente, et en ce que, d'autre part, il est constitué de deux relaxateurs série (142a) et (142b), de deux amplificateurs d'impulsions C et D, d'un relais magnétique à mémoire d'impulsion (203), d'un transistor de commande (155), d'un certain nombre de composants discrets tels que diodes résistances, condensateurs , et d'un capteur à résistivité variable (130) et en qu'il procède dans son fonctionnement de la façon suivante : dès la mise sous tension par la fermeture de l'interrupteur (163) la source d'alimentation (134) charge le condensateur (104) à travers la diode (108), alimentant directement l'amplificateur d'impulsion C simultanément, par l'intermédiaire des contacts électriques (197) et (198), supposés initialement fermés, la tension apporaissont aux bornes du condensateur (104) est appliquée au condensateur (144)à
    --- 25 Ensemble inducteur électromagnétique bistable se montant sur une électrovanne fluidique à noyau plongeur moteur et circuit électronique connexe, selon l'une quelconque des revendications 1 à 24 précédentes, coroctérisé en ce que le capteur résistif pilotant le circuit électronique connexe, dans l'une ou l'autre de ses variantes, commandant indirectement l'ouverture ou la fermetude l'électrovanne, grâce à l'un quelconque des dispositifs électromagnétiques bistables selon l'invention est constitué d'une sonde (217) comportant 10 une partie tige (208) enfonçable dans le sol, portant un certain nombre d'électrodes, impolarisables de préférence (130) qui par sélection préalable par un commutateur (211) font connaitre au dispositif électronique connexe la résistivité du sol à la profondeur sélectionnée, 2 un boitier à capot, tronspa rent de préférence, restant au dessus du sol, comportant : le commutateur de selection (211), une cellule photo-résistante (212), un interrupteur (223) pour cette cellule photo-résistonte, un condensateur de découplage (224), un réglage de sensibilité (210), et éventuellement, un dispositif parafoudre (VDR), une thermistance, un capteur suplémentaire d'hygrométrie ambiante disposé en shunt aux bornes du potentiomètre (201), 30 une collerette souple antiruisselement (216), la sonde (217) étant reliée au circuit électronique considéré (213) à l'aide d'un cable de liaison, blindé, de préférence pile le comportement de ce capteur à résistivité variable en forme de sonde (217) étant vu au niveau (130) par le circuit électrorique comme une résistance variable (130) décrite dons toutes les variantes du circuit électronique connexe ; la la résistivité élevée devant provoquer de l'ouverture de l'électrovanne, et la résis ti vi té faible la fermeture de la dite électrovanne, et en ce qu'il procède dans son fonctionnement de la façon suivante : la profondeur à laquelle doit répondre le dispositif sonde étant sélectionné à l'aide du commutateur (211), la présence d'humidité conséquente à l'ouverture de l'électrovanne ou à une action naturelle (pluie) est décelée au niveau des électrodes sélectionnées, les autres restant inactives, à partir d'une certaine teneur en eau du terrain, la sensibilité à celle-ci ayant été ajustée à l'aide du potontiomètre de sensibilité (210), la fonction de commande de fermeture de ltélectrovanne est établie, réciproquement, au dessous d'une certaine teneur en eau du terrain, la fonction de commande d'ouverture de l'électrovanne s'établit ; par ailleurs la cell@le photo-résistante (212), lorqu'elle est mise en circuit par l'interrupteur (223), en présence de lumière, établit résistivement l'équi- valence de présence d'eau, et fait élaborer la fonction de fermeture de l'électrovanne ; il en serait de même piu grand froid à l'aide d'une thermistance rajoutée au dispositif ; l'association éventuelle avec un capteur décelont l'humidité ambiante établirait aussi indirectement l'ouverture et la fermeture de l'électrovanne toujours dans l'esprit de la présente invention, c'est à dire, à l'aide d'une source électrique à faible débit de courant permettant le fonction nement fiable pendant de très nombreux mais. (Figure 37 planche 9 et Figure 38 planche 10).
    --- 26 Ensemble électromagnétique, électronique et sonde, selon l'une quelconque des revendicotions 1- à 25 ou combinaisons de celleci caractérisé en ce que, d'une part, cet ensemble est appliqué à l'arrasage asservi;ubesoin en eau des plantes, à la profondeur désirée, d'autre part, qu'il est constitué d'au moins une sonde (217) avec ses accessoires,d'au moins une électrovanne sur laquelle est monté l'un quelconque des inducteurs électromagnétiques selon l'invention, d'au moins un circuit électronique connexe de commande sous l'une ou l'autre de ses variantes et d'au moins une alimentation électrique à débit limité avec toutes les liaisors électriques et hydrauliques appropriées. (Figure 37 planche 9 et toutes autres figures correspondantes), et en ce que la sonde (130) sous la forme représentée en apparence extérieure en figure 37 Planche 9 est constituée d'un commutateur de sélection de profondeur (211) d'arrosage permettant de mettre en action, au niveau désiré l'une quelconque des électrodes actives, d'un potentiomètre de réglage de sensibilité 2110 et d'un interrupteur (223) mettant ou non en circuit la cellule photoélectrique (212), n'autorisant, lorsqu'elle est connectée, que l'arrosage automatique de nuit seulement, M.F. correspondant à la marche forcée du dispositif lorsque la cellule (212) est hors circuit.
    (Figure 38 Planche 10).
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