FR2693785A1

FR2693785A1 - Solenoid valve with digital control.

Info

Publication number: FR2693785A1
Application number: FR9308613A
Authority: FR
Inventors: Bergamini Giorgio; Mininni Venanzio
Original assignee: Nuovopignone Industrie Meccaniche e Fonderia SpA; Nuovo Pignone SpA; Eniricerche SpA
Current assignee: Nuovo Pignone Holding SpA; Eni Tecnologie SpA; Nuovo Pignone SpA
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1993-07-13
Publication date: 1994-01-21
Anticipated expiration: 2013-07-13
Also published as: IT1255342B; DE4322840A1; ITMI921714A1; FR2693785B1; GB2268833A; GB9313537D0; ITMI921714A0; JPH0658452A; GB2268833B

Abstract

Dans l'électrovanne à commande numérique de l'invention, les deux extrémités (14, 15) de l'enroulement (13) de l'électro-aimant (12) sont connectées à la source de courant continu par l'intermédiaire d'un circuit comprenant une résistance (19) de limitation de courant, un condensateur (24) monté en parallèle avec la source de courant, et un transistor (21) dont la base est commandée par un dispositif de commande numérique, lesdites extrémités de l'enroulement étant reliées l'une à l'autre par une diode (28).In the digitally controlled solenoid valve of the invention, both ends (14, 15) of the winding (13) of the electromagnet (12) are connected to the direct current source through a circuit comprising a current limiting resistor (19), a capacitor (24) connected in parallel with the current source, and a transistor (21) whose base is controlled by a digital control device, said ends of the winding being connected to each other by a diode (28).

Description

Electrovanne à commande numérique.Solenoid valve with digital control.

La présente invention concerne une nouvelle électrovanne à The present invention relates to a new solenoid valve with

commande numérique qui, par utilisation d'ô transistor pour sa. digital control which, by the use of oh transistor for its.

commande numérique et de la décharge d'un condensateur pour déplacer son élément d'obturation, fonctionne de façon efficace avec une faible consommation d'énergie, en permettant ainsi son utilisation digital control and discharge of a capacitor to move its closure element, works efficiently with low power consumption, thus allowing its use

dans tous les cas o l'on ne dispose que d'une très faible énergie. in all cases where only very low energy is available.

Divers types d'électrovannes à commande numérique sont déjà Various types of numerically controlled solenoid valves are already

connus dans l'état de la technique. known in the state of the art.

Dans un type connu d'électrovanne, l'élément d'obturation qui ferme l'orifice de la buse sous l'action d'un ressort préalablement bandé est solidaire de l'armature d'un électro-aimant, dont l'enroulement est excité par un dispositif de commande numérique In a known type of solenoid valve, the closure element which closes the orifice of the nozzle under the action of a previously bandaged spring is integral with the armature of an electromagnet, the winding of which is excited by a digital control device

quand cela est nécessaire.when necessary.

Toutefois, une telle électrovanne connue a pour inconvénient d'exiger une énergie considérable pour surmonter l'action du ressort préalablement bandé afin de séparer l'élément d'obturation de l'orifice de la buse, avec, pour conséquence, que ce type d'électrovanne ne peut pas être utilisé là o l'on ne dispose que d'une faible énergie électrique, comme par exemple dans le cas d'un ensemble d'instruments autonomes et encore plus dans le cas d'une commande à distance. On est confronté à cet inconvénient dans tous les types connus d'électrovannes qui exigent toujours une énergie assez élevée pour leur fonctionnement. La présente invention a pour objet de remédier à l'inconvénient mentionné ci-dessus en permettant de réaliser une électrovanne à commande numérique et à très faible consommation d'énergie, n'exigeant, par conséquent, qu'une très faible quantité d'énergie However, such a known solenoid valve has the drawback of requiring considerable energy to overcome the action of the previously banded spring in order to separate the closure element from the orifice of the nozzle, with the consequence that this type of The solenoid valve cannot be used where there is only a low electrical energy, as for example in the case of a set of autonomous instruments and even more in the case of a remote control. This disadvantage is encountered in all known types of solenoid valves which always require a fairly high energy for their operation. The object of the present invention is to remedy the above-mentioned drawback by making it possible to produce a solenoid valve with numerical control and with very low energy consumption, therefore requiring only a very small amount of energy.

électrique pour son fonctionnement. electric for its operation.

On atteint essentiellement cet objet par le fait que la majeure partie de l'énergie électrique qui est nécessaire, pendant l'ouverture de la vanne, pour attirer l'armature et, par conséquent, pour déplacer l'élément d'obturation à l'encontre de l'action du ressort bandé préalablement, est assurée par la décharge rapide d'un condensateur, de telle sorte que seul un très faible courant et, par conséquent, une très faible énergie électrique n'est nécessaire pour maintenir l'armature This object is mainly achieved by the fact that the major part of the electrical energy which is necessary, during the opening of the valve, to attract the armature and, therefore, to move the obturation element to the against the action of the previously banded spring, is ensured by the rapid discharge of a capacitor, so that only a very low current and, therefore, a very low electrical energy is necessary to maintain the armature

dans sa position attirée, une nouvelle fermeture rapide de l'électro- in its attracted position, a new rapid closing of the electro-

vanne étant assurée non seulement par l'action dudit ressort bandé préalablement, mais également par le court-circuitage de l'enroulement valve being provided not only by the action of said previously banded spring, but also by the short-circuiting of the winding

de l'électro-aimant à l'aide d'une diode orientée de façon appropriée. of the electromagnet using an appropriately oriented diode.

Par conséquent, l'électrovanne à commande numérique, comprenant une buse coopérant, par l'intermédiaire d'un ressort bandé préalablement, avec un élément d'obturation solidaire de l'armature d'un électro-aimant fixe actionné par commande numérique, est caractérisée, selon la présente invention, par le fait que les deux extrémités de l'enroulement dudit électro-aimant sont connectées respectivement à un premier pôle de la source de courant électrique continue, par l'intermédiaire d'une première résistance de limitation et à l'émetteur d'un transistor pnp dont le collecteur est connecté à l'autre pôle de ladite source de courant, la base du transistor étant connectée au dispositif de commande numérique par l'intermédiaire d'une seconde résistance de limitation, les deux extrémités de l'enroulement étant aussi reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une diode dont le sens passant est orienté vers ledit premier pôle de la source de courant, un condensateur étant monté entre la première résistance de limitation et le collecteur du transistor De plus, pour réduire à un minimum la sensibilité de la pièce mobile de l'électro-vanne vis-à-vis des vibrations et des chocs, dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, ledit élément d'obturation est rendu solidaire de l'extrémité d'un levier basculant équilibré qui est articulé sur le corps de la vanne et dont l'autre extrémité agit comme l'armature dudit électro-aimant. De cette manière, l'équilibrage parfait obtenu facilement dudit levier basculant garantit que toute accélération axiale, à laquelle peut être soumise l'électrovanne, ne peut pas imprimer à la partie mobile de l'électrovanne décrive un mouvement angulaire menant à une fuite Consequently, the numerically controlled solenoid valve, comprising a nozzle cooperating, by means of a previously banded spring, with a shutter element integral with the armature of a fixed electromagnet actuated by numerical control, is characterized, according to the present invention, in that the two ends of the winding of said electromagnet are connected respectively to a first pole of the source of direct electric current, by means of a first limiting resistor and to the emitter of a pnp transistor whose collector is connected to the other pole of said current source, the base of the transistor being connected to the digital control device by means of a second limiting resistor, the two ends of the winding also being connected to each other by means of a diode whose passing direction is oriented towards said first pole of the current source, a capacitor being mounted between the first limiting resistor and the collector of the transistor In addition, to minimize the sensitivity of the moving part of the solenoid valve to vibrations and shocks, in a mode of preferred embodiment of the present invention, said closure element is made integral with the end of a balanced rocking lever which is articulated on the valve body and the other end of which acts as the armature of said electromagnet. In this way, the perfect balancing easily obtained from said rocking lever guarantees that any axial acceleration, to which the solenoid valve may be subjected, cannot imprint on the movable part of the solenoid valve describes an angular movement leading to a leak.

possible au niveau de l'élément d'obturation. possible at the shutter element.

On va décrire de façon détaillée ci-après la présente invention en se référant à la figure unique du dessin annexé, qui représente un mode de réalisation préféré donné à titre illustratif et non limitatif en ce sens que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre de la présente invention Par exemple, au lieu d'un transistor pnp, on peut utiliser un transistor npn et, dans ce cas, la polarité électrique de l'alimentation doit être inversée; de plus, au lieu d'une articulation simple, le point d'appui dudit levier basculant peut comporter une ou plusieurs lame(s) flexible(s) montée(s) sous précontrainte afin de remplir également la fonction dudit ressort bandé préalablement Sur la figure, qui représente en coupe une électrovanne à commande numérique selon la présente invention, la référence 1 désigne le corps de l'électrovanne et la référence 2 la buse d'injection, dont l'orifice 3 raccorde le conduit d'entrée 4 au conduit de sortie 5 Ledit orifice 3 est fermé par l'obturateur 6 qui, muni d'un élément d'étanchéité élastique 7 et d'un contrepoids d'équilibrage 8, est pressé contre la buse d'injection 2 par un ressort 9 bandé préalablement et est solidaire d'une des extrémités d'un levier basculant 10 qui est articulé en 11 sur le corps 1 et dont The present invention will be described in detail below with reference to the single figure of the accompanying drawing, which represents a preferred embodiment given by way of illustration and not limitation in the sense that variants or modifications may be made thereto. without departing from the scope of the present invention For example, instead of a pnp transistor, an npn transistor can be used and, in this case, the electrical polarity of the power supply must be reversed; moreover, instead of a simple articulation, the fulcrum of said rocking lever may comprise one or more flexible blade (s) mounted (s) under prestress in order to also fulfill the function of said previously bandaged spring. figure, which represents in section a numerically controlled solenoid valve according to the present invention, the reference 1 designates the body of the solenoid valve and the reference 2 the injection nozzle, the orifice 3 of which connects the inlet conduit 4 to the conduit outlet 5 Said orifice 3 is closed by the shutter 6 which, provided with an elastic sealing element 7 and a balancing counterweight 8, is pressed against the injection nozzle 2 by a spring 9 previously bandaged and is integral with one of the ends of a rocking lever 10 which is articulated at 11 on the body 1 and of which

l'autre extrémité 10 ' agit comme l'armature de l'électro-aimant 12. the other end 10 ′ acts as the armature of the electromagnet 12.

Les deux extrémités 14 et 15 de l'enroulement 13 de l'électro- The two ends 14 and 15 of the winding 13 of the electro-

aimant 12 traversent les isolateurs 16 et pénètrent dans la chambre 17 formée dans le corps 1 de la vanne, o elles sont connectées respectivement aux bornes positives 18 d'une source d'alimentation en courant continu, non représentée sur la figure, par l'intermédiaire de la résistance 19 de limitation de courant, et à l'émetteur 20 d'un transistor pnp 21, dont le collecteur 22 est connecté à la borne de terre 23 de ladite source de courant Un condensateur 24 est monté en parallèle avec la source de courant en aval de ladite résistance 19, et la base 25 du transistor 21 est connectée par l'intermédiaire d'une résistance 26 de limitation de courant à un dispositif de commande numérique, non représenté sur la figure, monté entre les bornes 27 et 23. Enfin, les deux extrémités 14 et 15 de l'enroulement 13 sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une diode 28 dont le sens magnet 12 pass through the insulators 16 and enter the chamber 17 formed in the body 1 of the valve, where they are respectively connected to the positive terminals 18 of a DC power source, not shown in the figure, by the intermediate of the current limiting resistor 19, and to the emitter 20 of a pnp transistor 21, the collector 22 of which is connected to the earth terminal 23 of said current source A capacitor 24 is mounted in parallel with the source current downstream of said resistor 19, and the base 25 of transistor 21 is connected via a current limiting resistor 26 to a digital control device, not shown in the figure, mounted between terminals 27 and 23. Finally, the two ends 14 and 15 of the winding 13 are connected to each other by means of a diode 28 whose direction

passant est orienté vers la borne 18. passer-by is oriented towards terminal 18.

L'électrovanne fonctionne de la manière suivante. The solenoid valve operates as follows.

Quand l'électrovanne doit être ouverte, un signal numérique est envoyé à la borne 27 et sature le transistor 21, de manière à fermer le circuit d'alimentation de l'enroulement 13, le condensateur 24 se déchargeant alors en fournissant le courant excédentaire nécessaire pour attirer l'armature 10 ' et, par conséquent, éloigner l'élément d'obturation 6 de la buse d'injection 2 Après que l'armature 10 ' soit venue en contact avec l'électro-aimant 12, le faible courant fourni par la source de courant aux bornes 18 et 23 est suffisant pour maintenir le When the solenoid valve has to be opened, a digital signal is sent to terminal 27 and saturates transistor 21, so as to close the supply circuit of winding 13, capacitor 24 then discharges while supplying the necessary excess current. to attract the armature 10 'and, consequently, move the closure element 6 away from the injection nozzle 2 After the armature 10' has come into contact with the electromagnet 12, the weak current supplied by the current source at terminals 18 and 23 is sufficient to maintain the

contact entre l'armature et l'électro-aimant. contact between the armature and the electromagnet.

Quand le signal numérique servant à neutraliser le transistor 21 est appliqué à la borne 27, le circuit d'alimentation de l'enroulement 13 s'ouvre avec, pour conséquence, que le courant cesse de circuler, de sorte que le ressort 9 peut déplacer l'élément d'obturation 6 et le faire When the digital signal used to neutralize the transistor 21 is applied to the terminal 27, the power supply circuit of the winding 13 opens with, as a consequence, that the current stops flowing, so that the spring 9 can move shutter element 6 and do it

venir contre la buse d'injection 2 et, par conséquent, ferment l'électro- come against the injection nozzle 2 and, consequently, close the electro-

vanne Simultanément, le condensateur 24 est rechargé par la source de courant continu, la diode 28 accélérant la dissipation de l'énergie encore présente dans l'enroulement 13 par court-circuitage de cet enroulement. valve Simultaneously, the capacitor 24 is recharged by the direct current source, the diode 28 accelerating the dissipation of the energy still present in the winding 13 by short-circuiting this winding.

Claims

1 numerically controlled solenoid valve comprising an injection nozzle (2) cooperating, by means of a spring (9) previously bandaged, with a closure element (8) integral with the frame (10) of a fixed electromagnet (12) controlled by a digital control device, characterized in that the two ends (14,) of the winding (13) of the electromagnet (12) are respectively connected to a first terminal ( 18) from the electric current source via a first current limiting resistor (19) and to the emitter (20) of a pnp transistor (21) whose collector (22) is connected to the 'other terminal (23) of the current source and whose base (25) is connected to the digital control device via a second resistor (26) current limitation, the two ends (14, 15) of the winding being also connected to each other by means of a diode (28) don t the forward direction is oriented towards the first terminal (18) of the current source, a capacitor (24) being mounted between the first current limiting resistor (19) and the collector (22) of the

transistor (21).

2 numerically controlled solenoid valve according to claim 1, characterized in that the closure element (6) is integral with the end of a balanced rocker lever (10) which is articulated on the body of the valve and whose l the other end acts as the armature of said electromagnet.