FR2847644A1 - Soupape a commande par solenoide - Google Patents
Soupape a commande par solenoide Download PDFInfo
- Publication number
- FR2847644A1 FR2847644A1 FR0313948A FR0313948A FR2847644A1 FR 2847644 A1 FR2847644 A1 FR 2847644A1 FR 0313948 A FR0313948 A FR 0313948A FR 0313948 A FR0313948 A FR 0313948A FR 2847644 A1 FR2847644 A1 FR 2847644A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- valve
- main disc
- disc
- fluid
- rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/36—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor
- F16K31/40—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor with electrically-actuated member in the discharge of the motor
- F16K31/406—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor with electrically-actuated member in the discharge of the motor acting on a piston
- F16K31/408—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor with electrically-actuated member in the discharge of the motor acting on a piston the discharge being effected through the piston and being blockable by an electrically-actuated member making contact with the piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
- F16K37/0008—Mechanical means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
Abstract
Une soupape à commande par solénoïde pilotée bidirectionnelle qui utilise la pression du fluide pour permettre la fermeture par pression et le déclenchement par pression du disque principal (18) de fermeture dans les deux sens d'écoulement. La soupape peut comprendre un indicateur de position manuel pour permettre la confirmation visuelle de la position du disque principal.
Description
SOUPAPE A COMMANDE PAR SOL NOIDE
La présente invention concerne une soupape à commande par solénode et plus particulièrement une soupape à commande par solénode pilotée bidirectionnelle qui utilise la pression du fluide pour assurer une étanchéité par pression et un déclenchement par pression sur le disque d'étanchéité principal dans
les deux sens d'écoulement.
Les soupapes pilotées qui offrent une fermeture par pression et/ou un déclenchement du disque de fermeture principal dans un seul sens d'écoulement sont connues. Par exemple, les brevets américains 4 387 878, 4 082 116 et 3 994 318 présentent des soupapes pilotées qui utilisent la pression du fluide d'entrée pour assurer à la fois la fermeture par pression et le déclenchement par pression du disque de fermeture principal. Cependant, ces soupapes pilotées sont configurées pour permettre cette fermeture par pression
et/ou ce déclenchement dans un seul sens d'écoulement.
C'est à dire que l'orifice d'entrée de la soupape doit toujours être raccordé à la source de pression supérieure. Autrement dit, les soupapes connues de l'art antérieur sont incapables d'assurer la fermeture par pression et/ou le déclenchement mentionnés si l'écoulement de fluide est inversé, c'est à dire si le fluide de pression supérieure est dirigé dans l'orifice
de sortie de la soupape.
Ainsi que cela est mentionné, les soupapes pilotées connues utilisent la pression du fluide d'entrée pour assurer la fermeture par pression et le déclenchement par pression du disque de fermeture principal. Cela est particulièrement souhaitable dans les grandes soupapes, et les soupapes qui sont utilisées dans des environnements à pression élevée. Il doit être apprécié que les grandes soupapes (en particulier dans les environnements de pression élevée) nécessitent généralement une force importante pour déplacer le disque de fermeture principal contre le fluide sous pression, nécessitant ainsi l'utilisation d'un grand mécanisme de déclenchement et/ou nécessitant une consommation importante de courant s'il est déclenché directement par une bobine de solénode. Au contraire, les soupapes comprenant les soupapes pilotes peuvent utiliser des mécanismes de déclenchement plus petits et/ou consommer significativement moins de
courant au cours du fonctionnement.
Il doit être reconnu que des applications existent dans lesquelles le sens d'écoulement du fluide dans la soupape peut être inversé, c'est à dire que soit le côté d'entrée soit le côté de sortie de la soupape peuvent recevoir le fluide sous pression élevée. L'une de ces applications implique le contrôle et la distribution du carburant dans un porte-avions. Il est évident que les soupapes de l'art antérieur qui offrent une fermeture/déclenchement par pression dans un seul sens d'écoulement ne sont pas satisfaisantes dans un
tel environnement.
De plus, d'autres facteurs y compris la fiabilité, la protection contre les fuites et la confirmation visuelle non électrique de la position de la soupape sont souhaitables dans de nombreuses applications de soupapes, et elles sont particulièrement souhaitables dans des environnements maritimes, comme pour une
utilisation sur un porte-avions.
Par conséquent, il est nécessaire dans l'art de disposer d'une soupape à commande par solénode pilotée bidirectionnelle qui utilise la pression du fluide pour offrir une fermeture par pression et un déclenchement par pression du disque de fermeture principal dans les deux sens d'écoulement. De préférence, cette même soupape doit garantir une fiabilité accrue, une protection contre les duites et une confirmation
visuelle non électrique de la position de la soupape.
La présente invention, qui répond aux besoins de l'art antérieur, offre une soupape à commande par solénode pilotée bidirectionnelle. La soupape comprend un logement de soupape, le logement comprenant un premier orifice et un second orifice. La soupape comprend également un disque principal positionné dans le logement de la soupape et mobile de façon sélective entre une position ouverte et une position fermée. Le disque principal définit une chambre de fluide à l'intérieur du logement de la soupape et il comprend un premier et un second passages qui s'étendent à travers et qui communiquent avec la chambre de fluide. Le premier passage s'étend entre la chambre de fluide et un premier mécanisme de déviation de l'écoulement et le second passage s'étend entre la chambre de fluide et un second mécanisme de déviation de l'écoulement. Le second passage a une section supérieure à celle du premier passage. La soupape comprend également un disque pilote qui coopère avec le second passage et qui est mobile entre une première position dans laquelle l'écoulement du fluide est interrompu entre la chambre de fluide et le second dispositif de déviation de l'écoulement et une seconde position dans laquelle l'écoulement du fluide est établi entre la chambre de fluide et le second dispositif dè déviation de l'écoulement. Le premier dispositif de déviation de l'écoulement est mobile de façon sélective entre la première position dans laquelle un raccordement fluide est assuré entre le premier orifice et la chambre de fluide et une seconde position dans laquelle un raccordement fluide est assuré entre le second orifice et la chambre de fluide. Le second dispositif de déviation de l'écoulement est mobile de façon sélective entre une première position dans laquelle un raccordement fluide est assuré entre le second orifice et la chambre de fluide et une seconde position dans laquelle un raccordement fluide est assuré entre le premier orifice et la chambre de fluide moyennant quoi l'application de fluide sous pression sur l'un des orifices assure la fermeture par pression et le
déclenchement par pression du disque principal.
Dans un mode de réalisation préféré, la soupape comprend un mécanisme de déclenchement pour déplacer le disque pilote entre sa première position et sa seconde position. Le mécanisme de déclenchement est de préférence un ensemble solénode électromagnétique, qui est également raccordé au disque principal pour déplacer de façon sélective le disque principal entre
les positions ouverte et fermée.
Dans un autre mode de réalisation préféré, la soupape comprend un indicateur de position pour permettre la confirmation visuelle de la position du disque principal. L'indicateur de position comprend un levier monté sur un axe pivotant qui tourne entre une première position qui indique que le disque principal est dans la position fermée et une seconde position qui indique que le disque principal est dans la position ouverte. Le disque principal et le levier sont dotés d'aimants qui s'accouplent, et qui font tourner le levier entre sa première et sa seconde positions quand le disque principal se déplace entre les positions
ouverte et fermée.
Il en résulte que la présente invention offre une soupape à commande par solénode pilotée bidirectionnelle qui utilise la pression du fluide pour assurer la fermeture par pression et le déclenchement par pression du disque de fermeture principal dans les deux sens d'écoulement. Cette même soupape offre une fiabilité améliorée, une protection contre les fuites et une confirmation visuelle non électrique de la position de la soupape. La figure 1 est une vue en coupe schématique partielle de la soupape de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe d'un indicateur de position qui illustre le levier monté sur un axe pivotant dans la première position; la figure 2a est une vue en coupe de l'indicateur de position qui illustre le levier monté sur un axe pivotant dans la seconde position; et la figure 3 est une vue en coupe d'une soupape formée selon la présente invention comprenant un
mécanisme manuel de commande prioritaire.
En référence à la figure 1, une soupape à commande
par solénode pilotée bidirectionnelle est illustrée.
La soupape comprend un logement 12 comprenant un premier orifice 14 et un second orifice 16. A l'intérieur du logement 12 se trouve un disque de fermeture principal 18 pour contrôler l'écoulement de fluide entre le premier et le second orifices. En particulier, le disque principal est mobile entre une position fermée (ainsi que cela est décrit sur la figure 1) et une position ouverte (non présentée). La position ouverte permet un écoulement de fluide
illimité entre le premier et le second orifices.
Le disque principal 18 définit également une chambre de fluide 20. De préférence, un joint 22 est positionné autour du disque 18 pour assurer une fermeture continue entre le disque 18 et la paroi intérieure du logement 12 de la soupape, empêchant ainsi la fuite de fluide entre ceuxci. Le disque 18 comprend de préférence un premier passage 24 et un second passage 26, les deux passages communiquant avec la chambre 20. Le passage 24 s'étend entre la chambre et un premier mécanisme de déviation de l'écoulement, par exemple un sélecteur de circuit sélectif 28. Le passage 26 s'étend entre la chambre de fluide 20 et un second mécanisme de déviation de l'écoulement, par exemple le sélecteur de circuit inversé 30. Bien sr,
il est envisagé dans la présente description que
d'autres types de soupapes (par exemple volet obturateur, clapet de non retour, clapet de non retour à ressort, distributeur à tiroir cylindrique ou à diaphragme) peuvent être utilisés pour les mécanismes de déviation d'écoulement mentionnés. Ainsi que cela est décrit ci-dessous, le passage 26 est formé avec une zone d'écoulement de coupe supérieure à celle du
premier passage 24.
Le sélecteur de circuit sélectif 28 est de préférence positionné à l'intérieur d'une cavité 32 qui est formée dans le disque 18 et est en communication fluide avec le passage 24. Dans une telle disposition, le sélecteur de circuit sélectif 28 est mobile entre une première position dans laquelle un raccordement fluide est prévu entre l'orifice 14 et la chambre 20 et une seconde position dans laquelle un raccordement
fluide est prévu entre l'orifice 16 et la chambre 20.
Il doit être apprécié qu'étant donné que la cavité 32 est en communication fluide avec les deux orifices, le sélecteur de circuit sélectif 28 se déplace en réponse à la pression de fluide sur les orifices. En particulier, si la pression à l'orifice 14 est supérieure à la pression à l'orifice 16 (c'est à dire que le fluide est dirigé vers l'orifice 14), alors le sélecteur de circuit sélectif 28 se déplace vers sa première position (ainsi que cela est décrit sur la figure 1), pour établir ainsi un raccordement fluide entre l'orifice 14 et la chambre 20. Si la pression à l'orifice 16 est supérieure à la pression à l'orifice 14 (c'est à dire que le fluide est dirigé vers l'orifice 16), alors le sélecteur de circuit sélectif 28 se déplace vers sa seconde position (vers la droite selon l'orientation de la figure 1), pour établir ainsi un raccordement fluide entre l'orifice 16 et la chambre 20. Le sélecteur de circuit inverse 30 s'accouple de préférence avec une cavité 34 qui est formée dans le disque 18 et qui est en communication fluide avec le passage 26. Dans une telle disposition, le sélecteur de circuit inverse est mobile entre une première position dans laquelle un raccordement fluide est assuré entre la chambre 20 et l'orifice 16, et une seconde position dans laquelle un raccordement fluide est assuré entre la chambre 20 et l'orifice 14. Il doit être apprécié qu'étant donné que la cavité 34 est en communication fluide avec les deux orifices, le sélecteur de circuit inverse 30 se déplace en réponse à la pression de fluide sur les orifices. En particulier, si la pression à l'orifice 14 est supérieure à la pression à l'orifice 16 (c'est à dire que le fluide est dirigé vers l'orifice 14), alors le sélecteur de circuit inverse 30 se déplace vers sa première position (ainsi que cela est décrit sur la figure 1), pour établir ainsi un
raccordement fluide entre l'orifice 16 et la chambre 20.
Si la pression à l'orifice 16 est supérieure à la pression à l'orifice 14 (c'est à dire que le fluide est dirigé vers l'orifice 16), alors le sélecteur de circuit inverse 28 se déplace vers sa seconde position (vers la droite selon l'orientation de la figure 1), pour établir ainsi un raccordement fluide- entre
l'orifice 14 et la chambre 20.
Ainsi que cela est décrit sur la figure 1, un disque pilote 36 s'accouple au passage 26 et il est mobile entre une 'première position (ainsi que cela est décrit sur la figure 1) dans laquelle l'écoulement de fluide est interrompu entre la chambre 20 et la cavité 34 et une seconde position (non présentée) dans laquelle l'écoulement de fluide est établi entre la chambre 20 et la cavité 34. Le disque pilote 36 est de préférence déclenché par l'intermédiaire d'un ensemble solénode 38 fixé au logement 12. En particulier, l'ensemble solénode 38 comprend une tige 40 mobile axialement pour déplacer le disque pilote 36. Le déplacement axial initial de la tige 40 fait se déplacer le disque pilote 36 de sa première à sa seconde position, établissant ainsi un raccordement fluide entre la chambre 20 et la cavité 34. Le déplacement axial supplémentaire de la tige 40 entraîne de préférence le mouvement du disque principal 18 de la
position fermée à la position ouverte.
Dans un mode de réalisation préféré, la tige 40 s'étend au travers d'un manchon 42 raccordé au disque principal 18. Le disque pilote 36 est de préférence formé d'une tête en forme de coin qui est dimensionnée pour s'accoupler avec le manchon 42 quand la tige 38 se déplace en s'éloignant du disque principal 18. Au moment du contact positif entre la tête en forme de coin du disque pilote 36 et du manchon 42, le disque principal 18 est déplacé de concert avec la tige 38, déplaçant ainsi le disque principal 18 dans sa position
ouverte.
Ainsi que cela est décrit sur la figure 1, l'ensemble solénode 38 est placé à côté de la chambre , et de préférence à une orientation selon laquelle la tige 40 est alignée coaxialement avec le sens de déplacement du disque principal 18 (haut et bas dans le sens de la figure 1). L'ensemble solénode comprend une section de noyau fixe 44 et une section de noyau mobile 46, qui sont toutes deux entourées d'une pluralité de bobines 48. L'application de diverses quantités d'énergie sur les bobines fait se déplacer le noyau mobile vers le noyau fixe selon une relation prédéterminée. Lors de la désactivation des bobines, un ressort de rappel du pilote 50 repousse le disque pilote 36 dans sa première position dans laquelle l'écoulement de fluide entre la chambre 20 et la cavité 34 est interrompu. De plus, un ressort de rappel de disque 52 repousse le disque principal 18 dans sa position fermée. Quand il est dans la position fermée, au moins une partie du disque principal 18 est en contact hermétique avec un logement de disque principal 54 formé dans le logement 12, moyennant quoi l'écoulement de fluide direct entre le premier et le
second orifices est interrompu.
Les noyaux et les bobines de l'ensemble solénode sont de préférence entourés d'un logement 56, qui est fixé au logement 12 de la soupape 10. Les hommes du métier apprécieront que la conception de l'ensemble solénode 38 permet au mécanisme de déclenchement d'être enfermé à l'intérieur d'un logement, qui est enfermé à son tour contre le logement de la soupape. Le besoin de joints dynamiques entre les logements et l'environnement extérieur (par exemple la garniture de la soupape autour des tiges, etc.) est donc éliminé. Il doit être reconnu qu'une telle conception élimine l'éventualité de fuites, et réduit également fortement l'importance de l'entretien normalement requis dans ces environnements. La soupape 10 a deux modes de fonctionnement. Le premier mode utilise l'ensemble solénode pour déplacer le disque principal 18 entre les positions ouverte et fermée. Ce premier mode de fonctionnement peut être utilisé à tout moment, mais il est nécessaire en l'absence d'une différence de pression sur le premier et le second orifices. Le second mode de fonctionnement utilise la différence de pression sur le premier et le second orifices pour assurer la fermeture par pression et le déclenchement par pression du disque principal 18 dans les deux sens d'écoulement, et il est décrit en
détail ci-dessous.
Quand la pression P1 sur l'orifice 14 est supérieure à la pression P2 sur l'orifice 16 (c'est à dire que le fluide est dirigé vers l'orifice 14), le sélecteur de circuit sélectif 28 se déplace vers sa première position dans laquelle un raccordement fluide est établi entre l'orifice 14 et la chambre 20. Il en résulte que le fluide de l'orifice 14 s'écoule dans et remplit la chambre 20 jusqu'à ce que la pression de contrôle Pc dans la chambre 20 soit égale à la pression d'alimentation Pi. Le disque pilote 38 fermant le passage 26, la force de portée du disque principal 18 contre le logement du disque principal 54 est égale à la somme de 1) le poids des pièces mobiles, 2) les forces de ressort appliquées par le ressort de rappel de disque 52 et le ressort de rappel de pilote 50, et 3) la pression d'alimentation Pl multipliée par la surface de logement du disque. Ainsi, la pression d'alimentation P1 offre au moins une partie de la force de portée totale qui pousse le disque principal contre
le logement du disque principal.
Pour ouvrir la soupape, l'ensemble solénode 38 est déclenché pour déplacer le disque pilote 36 dans sa seconde position, établissant ainsi un raccordement fluide continu entre la chambre fluide 20 et l'orifice 16 (quand la pression Pl sur l'orifice 14 est supérieure à la pression P2 sur l'orifice 16, le sélecteur de circuit inverse se déplace vers sa première position dans laquelle le passage 26 est en communication fluide avec l'orifice 16). Etant donné que la pression de contrôle Pc dans la chambre 20 est supérieure à la pression de sortie P2 sur l'orifice 16 et étant donné que le passage 26 a une surface d'écoulement de coupe supérieure à celle du passage 24, le fluide s'écoule de la chambre 20 vers l'orifice 16, réduisant ainsi la pression de contrôle Pc dans la chambre 20. Etant donné que la pression d'alimentation Pl sur l'orifice 14 est maintenant supérieure à la pression de contrôle Pc dans la chambre 20, la pression d'alimentation Pl agit contre le disque principal 18 et elle pousse le disque principal 18 à se séparer du
logement du disque 54.
Le rapport de la surface du piston (définie par la paroi cylindrique de la chambre 20) sur la surface de portée du disque principal (définie par la paroi cylindrique de l'orifice 16) est sélectionné pour offrir des forces de déclenchement pour des performances maximales de la soupape quand elle est
exploitée avec la différence de pression du fluide.
Généralement, un rapport de 2 contre 1 de la surface du piston sur la surface de portée du disque est sélectionné. Ainsi, une pression de contrôle de 1/2 (Pl - P2) (pression d'alimentation moins pression de sortie) entraîne une annulation de toutes les forces à l'exception des forces de ressort et du poids des pièces mobiles. Ainsi, si la pression de contrôle Pc est conçue pour être inférieure à la valeur nécessaire pour annuler les forces (qui peut être obtenue au travers du rapport des surfaces d'écoulement en coupe des passages 24 et 26), le disque principal se soulève du logement du disque sans aide mécanique. Bien sr, l'ensemble solénode 38 peut être utilisé pour obtenir un mouvement supplémentaire du disque principal 18, si
cela est nécessaire ou désiré.
Pour fermer la soupape dans ce premier ensemble de conditions (c'est à dire que la pression à l'orifice 14 dépasse la pression à l'orifice 16), l'ensemble solénode 38 est activé pour déplacer le disque pilote
36 vers sa première position pour fermer le passage 26.
Une fois que le passage 26 est fermé, la chambre 20 commence à se remplir de fluide et la pression de contrôle Pc commence à approcher la pression d'alimentation Pi. A un certain moment, le total des forces variables qui agissent sur le disque principal 18 dépasse les forces qui agissent en dessous du disque principal 18 (qui résultent de la pression d'alimentation Pl), et le disque 18 passe en position fermée. Quand la pression P2 sur l'orifice 16 est supérieure à la pression Pl sur l'orifice 14 (c'est à dire que le fluide est dirigé vers l'orifice 16), le sélecteur de circuit sélectif 28 se déplace dans sa seconde position dans laquelle un raccordement fluide est établi entre l'orifice 16 et la chambre 20. Il en résulte que le fluide en provenance de l'orifice 16 s'écoule dans et remplit la chambre 20 jusqu'à ce que la pression de contrôle Pc dans la chambre 20 soit égale à la pression d'alimentation P2. Le disque pilote 38 fermant le passage 26, la force de portée du disque principal 18 contre le logement du disque principal 54 est égale à la somme de 1) le poids des pièces mobiles, 2) les forces de ressort appliquées par le ressort de rappel de disque 52 et le ressort de rappel de pilote , et 3) la pression d'alimentation P2 multipliée par la surface de logement du disque. Ainsi, la pression d'alimentation P2 offre une partie de la pression de la force de portée totale qui pousse le disque principal
contre le logement du disque principal.
Pour ouvrir la soupape, l'ensemble solénode 38 est déclenché pour déplacer le disque pilote 36 dans sa seconde position, établissant ainsi un raccordement fluide continu entre la chambre fluide 20 et l'orifice 14 (quand la pression P2 sur l'orifice 16 est supérieure à la pression Pl sur l'orifice 14, le sélecteur de circuit inverse se déplace vers sa seconde position dans laquelle le passage 26 est en communication fluide avec l'orifice 14). Etant donné que la pression de contrôle Pc dans la chambre 20 est supérieure à la pression de sortie P2 sur l'orifice 14 et étant donné que le passage 26 a une surface d'écoulement de coupe supérieure à celle du passage 24, le fluide s'écoule de la chambre 20 vers l'orifice 14, réduisant ainsi la pression de contrôle Pc dans la chambre 20. Etant donné que la pression d'alimentation P2 sur l'orifice 16 est maintenant supérieure à la pression de contrôle Pc dans la chambre 20, la pression d'alimentation P2 agit contre le disque principal 18 et elle pousse le disque principal 18 à se séparer du
logement du disque 54.
Pour fermer la soupape dans ce second ensemble de conditions (c'est à dire que la pression à l'orifice 16 dépasse la pression à l'orifice 14), l'ensemble solénode 38 est activé pour déplacer le disque pilote
36 vers sa première position pour fermer le passage 26.
Une fois que le passage 26 est fermé, la chambre 20 commence à se remplir de fluide et la pression de contrôle Pc commence à approcher la pression d'alimentation P2. A un certain moment, le total des forces variables qui agissent sur le disque principal 18 dépasse les forces qui agissent en dessous du disque principal 18 (qui résultent de la pression d'alimentation P2), et le disque 18 passe en position fermée.
Il est reconnu dans la présente description que
dans certaines conditions dans lesquelles la différence de pression entre les orifices est relativement petite (par exemple approximativement plus ou moins 1 psi), l'ensemble solénode 38 peut être nécessaire pour utiliser correctement la soupape. Bien sr, dans ces conditions la force requise pour-déplacer le disque 18 n'est pas particulièrement importante, et une consommation importante de courant n'est pas utile. En tant que tel, l'ensemble solénode 38 est capable de déplacer totalement le disque 18 entre les positions
ouverte et fermée.
Dans un mode de réalisation préféré, la soupape, c'est à dire la soupape 10', comprend un indicateur de
position mécanique 100 (voir Figures 2-2a).
L'indicateur 100 comprend un levier courbé 102 qui est monté pour pouvoir pivoter à l'intérieur d'un logement 104. Un premier aimant 106 est monté sur le levier 102 en dessous du point- de pivot et un second aimant 108
est monté sur le levier au dessus du point de pivot.
Les aimants 106 et 108 sont tous les deux attirés par un aimant 110 placé autour de la périphérie du disque
18'.
La soupape 10' est illustrée dans sa position fermée sur la figure 2, c'est à dire que le disque principal 18' repose sur le logement du disque principal pour interrompre l'écoulement direct entre les orifices. Dans cet état de fermeture, l'aimant 110 est placé dans une position en dessous du point de pivot qui tend à y attirer l'aimant 106. Cette attraction magnétique entraîne la rotation du levier 102 dans le sens des aiguilles d'une montre autour du point de pivot. Un opérateur regardant à travers la fenêtre 112 peut alors confirmer visuellement la position du disque principal. Il doit être apprécié que cet indicateur de position mécanique fonctionne sans qu'il soit nécessaire de disposer d'une alimentation électrique et sans devoir pénétrer physiquement à
l'intérieur des parois du logement de la soupape.
Quand la soupape 10' est ouverte, le disque principal 18' se déplace vers le haut dans la position illustrée sur la figure 2a, plaçant ainsi l'aimant 110 dans une position au dessus du point de pivot qui tend à y attirer l'aimant 108. Cette attraction magnétique fait pivoter le levier 102 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour du point de pivot (voir figure 2a). Encore une fois, un opérateur qui regarde à travers la fenêtre 112 peut confirmer visuellement la
position du disque principal.
Dans un autre mode de réalisation préféré, la soupape, c'est à dire la soupape 10", comprend un mécanisme manuel de commande prioritaire 200 (voir figure 3). Le mécanisme 200 offre un appareil de secours d'urgence pour faire fonctionner le disque principal 18" en cas de panne électrique. Les hommes du métier apprécieront qu' un mécanisme manuel de commande prioritaire nécessite qu'une partie mobile de celui-ci pénètre dans le logement 56", entraînant ainsi la possibilité de fuite et nécessite généralement l'utilisation d'un joint dynamique, par exemple la garniture de la soupape. Cependant, il a été observé
dans la présente description qu'un mécanisme manuel de
commande prioritaire (dans lequel une partie mobile pénètre dans le logement 56") peut être conçu pour éliminer le besoin de joint dynamique, assurant ainsi un joint hermétique entre l'intérieur de la soupape et
l'environnement extérieur.
En référence à la figure 3, le mécanisme de commande prioritaire 200 comprend une tige 202 supportée de façon à pouvoir coulisser à l'intérieur du logement 56". La tige 202 comprend une extrémité proximale 204 qui s'accouple avec le noyau mobile 46", moyennant quoi le déplacement axial de la tige 202 dans le sens d'éloignement du disque principal 18" entraîne le déplacement axial du noyau mobile 46" dans le même sens. Dans la mesure o le noyau mobile 46" est accouplé au disque principal 18" par l'intermédiaire du disque pilote 36" et du manchon 42" (ainsi que cela est décrit ci-dessus), le déplacement axial du noyau mobile 46" dans le sens d'éloignement du disque principal 18" entraîne le déplacement du disque principal 18" vers sa position ouverte. Ainsi que cela est décrit, la tige 202 s'étend de façon à pouvoir coulisser à travers le noyau fixe 44" et elle comprend une extrémité distale 206 qui s'accouple à un collier fileté 208. Un volant 210 est raccordé au collier 208 de telle sorte que larotation du volant 210 entraîne la rotation du collier 208. A son tour, la rotation du collier 208 entraîne le
déplacement axial de la tige 202.
Un soufflet souple 212 entoure la tige 202 et comprend une première extrémité 214 qui est raccordée de façon étanche à la tige 202, de préférence à côté de l'extrémité distale de la tige 202. La seconde extrémité 216 du soufflet est raccordée de façon étanche à un collier fixe 218, qui est collé contre la structure de support de la tige du mécanisme 200. Il doit être apprécié que le soufflet 212 peut s'étendre quand la tige 202 est déplacé axialement dans un sens d'éloignement du disque principal 18". Il doit également être apprécié qu'un fluide quelconque qui fuit dans le logement 56" ne peut pas ensuite dépasser le joint entre la première extrémité 214 du soufflet et la tige. Les joints restants utilisés à l'intérieur du logement 56" peuvent être des joints de type statique qui ne présentent pas les risques de fuite associés aux joints dynamiques. Quand le mécanisme de commande prioritaire 200 fonctionne, l'extrémité distale de la tige 202 s'étend au travers du volant 210, offrant ainsi une indication visuelle de la position de
commande manuelle.
Le soufflet 212 peut être formé de métal tel que l'acier inoxydable austénitique, par exemple l'acier inoxydable 316. Le soufflet est conçu de telle sorte que le déplacement requis n'entraîne pas le dépassement
de la limite élastique des convolutions individuelles.
De plus, le soufflet est conçu avec un cycle de vie prédéterminé, par exemple 10 cycles. Quand le soufflet est formé de métal, il peut être raccordé à la tige et au collier 218 par une soudure ou tout autre procédé approprié. Autrement, le soufflet peut être formé de matière plastique ou de caoutchouc, pourvu que la matière choisie soit compatible avec le fluide qui traverse la soupape. Enfin, il est envisagé que le mécanisme de commande prioritaire décrit ci-dessus peut être utilisé à la fois dans les soupapes à commande par
solénode pilotées et non pilotées.
Bien qu'aient été décrits les modes de réalisation de la présente invention considérés préférés, les hommes du métier réaliseront que d'autres changements et modifications peuvent être effectués sans se départir de l'étendue de l'invention, et tous ces changements et ces modifications qui entrent dans
l'étendue de l'invention sont revendiqués.
Claims (15)
1. Soupape à commande par solénode pilotée bidirectionnelle, comprenant: un logement de soupape (12), ledit logement comprenant un premier orifice (14) et un second orifice
(16);
un disque principal (18) positionné dans ledit logement de soupape et mobile de façon sélective entre une position ouverte et une position fermée, ledit disque principal (18) définissant une chambre de fluide (20) à l'intérieur dudit logement de soupape (12) et comprenant un premier (24) et un second (26) passages qui s'étendent au travers et qui communiquent avec ladite chambre de fluide (20), ledit premier passage (24) s'étendant entre ladite chambre de fluide (20) et un premier mécanisme de déviation de l'écoulement et ledit second passage s'étendant entre ladite chambre de fluide et un second mécanisme de déviation de l'écoulement, ledit second passage ayant une surface d'écoulement en coupe supérieure à celle dudit premier passage; un disque pilote (36) qui s'accouple avec ledit second passage et mobile entre une première position dans laquelle l'écoulement de fluide est interrompu entre ladite chambre de fluide et ledit second dispositif de déviation de l'écoulement et une seconde position dans laquelle l'écoulement du fluide est établi entre ladite chambre de fluide et ledit second dispositif de déviation de l'écoulement; et dans laquelle ledit premier mécanisme de déviation de l'écoulement est mobile de façon sélective entre une première position dans laquelle un raccordement fluide est possible entre ledit premier orifice et ladite chambre de fluide et une seconde position dans laquelle un raccordement fluide est permis entre ledit second orifice et ladite chambre de fluide, et dans laquelle ledit second dispositif de déviation de l'écoulement est mobile de façon sélective entre une première position dans laquelle un raccordement fluide est établi entre ledit second orifice et ladite chambre de fluide et une seconde position dans laquelle un raccordement fluide est établi entre ledit premier orifice et ladite chambre de fluide moyennant quoi l'application d'un fluide pressurisé sur l'un desdits orifices assure la fermeture par pression et le
déclenchement par pression dudit disque principal.
2. Soupape selon la revendication 1, comprenant également un mécanisme de déclenchement pour déplacer ledit disque pilote entre sa première position et sa
seconde position.
3. Soupape selon la revendication 2, dans laquelle ledit mécanisme de déclenchement est accouplé au dit disque principal pour déplacer de façon sélective ledit disque principal entre ladite position
ouverte et ladite position fermée.
4. Soupape selon la revendication 3, dans laquelle ledit mécanisme de déclenchement comprend un
ensemble de solénode électromagnétique.
5. Soupape selon la revendication 4, comprenant également un mécanisme manuel de commande prioritaire, ledit mécanisme de commande prioritaire comprenant une tige déplaçable à la main qui s'accouple avec ledit mécanisme de déclenchement, moyennant quoi le déplacement de ladite tige entraîne le déplacement sélectif dudit disque principal par ledit mécanisme de déclenchement, ledit mécanisme de commande prioritaire comprenant également un soufflet qui entoure ladite tige. qui est raccordé de façon étanche à ladite tige sur l'un de ses côtés pour empêcher la fuite de fluide
par la suite.
6. Soupape selon la revendication 5, dans laquelle ladite tige comprend une extrémité proximale qui s'accouple avec ledit mécanisme de déclenchement et une extrémité distale qui s'accouple avec un collier fileté pivotant, ladite tige s'étendant au travers dudit collier fileté, fournissant de la sorte une indication visuelle de la position de ladite tige, et comprenant également un volant pour faire tourner ledit collier. fileté, moyennant quoi le déplacement axial de
ladite tige est obtenu.
7. Soupape selon la revendication 6, qui comprend également un collier fixe qui entoure ladite tige, et dans laquelle l'autre extrémité dudit soufflet est accouplée de façon étanche au dit collier fixe, moyennant quoi le mouvement rotatif de ladite tige est substantiellement exclu au cours de son déplacement axial.
8. Soupape selon la revendication 4, dans laquelle ledit ensemble de solénode comprend un ressort de rappel de disque pilote pour pousser ledit disque pilote dans sa première position quand ledit
ensemble de solénode est désactivé.
9. Soupape selon la revendication 1, dans laquelle ledit logement de soupape comprend une base de disque principal, et dans laquelle au moins une partie dudit disque principal est en contact avec la base du disque principal pour interrompre l'écoulement direct du fluide entre ledit premier et ledit second orifices quand ledit disque principal est dans ladite position fermée.
10. Soupape selon la revendication 9, dans laquelle ladite base de disque principal est positionnée à l'ouverture dudit second orifice; et comprenant également un joint placé autour dudit disque principal et en contact avec ledit logement de la soupape pour rendre ladite chambre de fluide étanche à toute fuite entre ledit disque principal et ledit logement de soupape.
11. Soupape selon la revendication 1, dans laquelle lesdits premier et second mécanismes de déviation de l'écoulement comprennent des sélecteurs de circuit.
12. Soupape selon la revendication 1, comprenant également un ressort de rappel qui s'accouple avec ledit disque principal pour pousser ledit disque
principal dans ladite position fermée.
13. Soupape selon la revendication 1, comprenant également un indicateur de position pour permettre la confirmation visuelle de la position du disque principal, ledit indicateur de position comprenant un levier monté sur pivot qui peut tourner entre une première position qui indique que le disque principal est dans ladite position fermée et une seconde position qui indique que le disque principal est dans ladite position ouverte, et dans laquelle ledit disque principal et ledit levier sont dotés d'aimants qui s'accouplent, et qui font tourner ledit levier entre sa première et sa seconde positions quand ledit disque principal se déplace entre lesdites positions ouverte
et fermée.
14. Soupape selon la revendication 13, dans laquelle ledit levier est courbé et placé à l'intérieur d'un logement, ledit logement comprenant une fenêtre
pour observer visuellement la position dudit levier.
15. Soupape à commande par solénode comprenant un logement de soupape, ledit logement comprenant un premier orifice et un second orifice; un disque principal placé dans ledit logement de soupape et mobile de façon sélective entre une position ouverte et une position fermée; un mécanisme de déclenchement accouplé au dit disque principal pour déplacer de façon sélective ledit disque principal entre lesdites positions ouverte et fermée, ledit mécanisme de déclenchement comprenant un ensemble solénode électromagnétique ayant un noyau fixe et un noyau mobile; et un mécanisme manuel de commande prioritaire comprenant une tige déplaçable axialement, un soufflet souple, un collier fileté pivotant et un collier fixe, ladite tige s'étendant de façon coulissante à travers ledit noyau et raccordé à une extrémité au dit noyau mobile, l'autre extrémité de ladite tige s'accouplant au dit collier fileté, moyennant quoi la rotation dudit collier fileté entraîne le déplacement axial de ladite tige, et dans lequel ledit soufflet entoure ladite tige et est raccordé de façon étanche à ladite tige sur l'un de ses côtés pour empêcher la fuite de fluide par la suite, l'autre extrémité dudit soufflet étant accouplée
de façon étanche au dit collier fixe.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/306,850 US6740827B1 (en) | 2002-11-27 | 2002-11-27 | Bi-directional piloted solenoid-operated valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2847644A1 true FR2847644A1 (fr) | 2004-05-28 |
| FR2847644B1 FR2847644B1 (fr) | 2007-10-26 |
Family
ID=30000295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0313948A Expired - Lifetime FR2847644B1 (fr) | 2002-11-27 | 2003-11-27 | Soupape a commande par solenoide |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6740827B1 (fr) |
| FR (1) | FR2847644B1 (fr) |
| GB (1) | GB2397869B (fr) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7309113B2 (en) * | 2003-11-18 | 2007-12-18 | Dynetek Industries Ltd. | Flow control system for a valve |
| US20080073606A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-03-27 | Liantonio Vito M | Valve assembly with magnetically coupled actuator |
| US10240684B2 (en) * | 2016-06-23 | 2019-03-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Valve assembly having a manual override unit |
| KR102274114B1 (ko) | 2017-01-25 | 2021-07-06 | 현대자동차주식회사 | 독립 거동 가능한 파일럿 플런저 헤드를 포함하는 솔레노이드 밸브 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB966836A (en) * | 1963-05-03 | 1964-08-19 | Chatleff Controls Inc | Fluid pressure operated valves |
| US3994318A (en) | 1974-06-29 | 1976-11-30 | Shoketsu Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha | Pilot-controlled electromagnetic valve |
| US4082116A (en) | 1975-06-27 | 1978-04-04 | Lucifer S.A. | Electromagnetic two-way valve |
| US4387878A (en) | 1981-07-13 | 1983-06-14 | Eaton Corporation | Pilot operated valve assembly |
| JP2001193640A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-17 | Saginomiya Seisakusho Inc | 容量可変型圧縮機用制御弁 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2695154A (en) * | 1950-10-27 | 1954-11-23 | Detroit Controls Corp | Solenoid valve |
| US2738157A (en) * | 1952-09-25 | 1956-03-13 | Jackes Evans Mfg Company | Amplifying member for pilot operated valves |
| US2930404A (en) * | 1957-01-16 | 1960-03-29 | Marotta Valve Corp | Three-way poppet-valve construction for plug-type valve |
| US3011751A (en) * | 1957-03-18 | 1961-12-05 | Delany Realty Corp | Electrically operated flush valve |
| US3030981A (en) * | 1961-03-23 | 1962-04-24 | Chatleff Controls Inc | Diverting valve with independent pistons |
| US3026906A (en) * | 1961-07-18 | 1962-03-27 | Chatleff Controls Inc | Diverting valve with seats of different sizes |
| CH453828A (de) * | 1966-07-12 | 1968-03-31 | Lins Albert | Mischventil |
| US4010769A (en) * | 1972-11-27 | 1977-03-08 | Plast-O-Matic Valves, Inc. | Leak detection arrangement for valve having sealing means |
| CH620749A5 (fr) * | 1978-04-06 | 1980-12-15 | Lucifer Sa | |
| US5546987A (en) * | 1981-11-06 | 1996-08-20 | Sule; Akos | Solenoid valve |
| US4558844A (en) * | 1985-04-11 | 1985-12-17 | Appliance Valves Corporation | Direct acting valve assembly |
| US4651971A (en) * | 1985-11-04 | 1987-03-24 | Appliance Valves Corporation | Direct acting valve assembly |
| FR2621094B3 (fr) * | 1987-09-30 | 1989-12-29 | Beauvir Jacques | Vanne a commande manuelle |
| JPH0344282U (fr) * | 1989-09-11 | 1991-04-24 | ||
| US5217043A (en) * | 1990-04-19 | 1993-06-08 | Milic Novakovic | Control valve |
| US5641148A (en) * | 1996-01-11 | 1997-06-24 | Sturman Industries | Solenoid operated pressure balanced valve |
| US6182684B1 (en) * | 1998-03-19 | 2001-02-06 | Robertshaw Controls Company | Bellows balanced valve |
| GB9910944D0 (en) * | 1999-05-11 | 1999-07-14 | Concentric Controls Ltd | Manual override mechanism |
| DE20013052U1 (de) * | 2000-07-28 | 2000-11-23 | Festo Ag & Co | Handbetätigungseinrichtung für Ventile |
| US6505812B1 (en) * | 2000-11-17 | 2003-01-14 | Mks Instruments, Inc. | Solenoid valve |
| DE10162785B4 (de) * | 2001-12-17 | 2005-03-17 | Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn | Ventilkombination für einen Fluidkreislauf mit zwei Druckniveaus, insbesondere für einen kombinierten Kälteanlagen/Wärmepumpenkreislauf |
-
2002
- 2002-11-27 US US10/306,850 patent/US6740827B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-11-26 GB GB0327530A patent/GB2397869B/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-11-27 FR FR0313948A patent/FR2847644B1/fr not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB966836A (en) * | 1963-05-03 | 1964-08-19 | Chatleff Controls Inc | Fluid pressure operated valves |
| US3994318A (en) | 1974-06-29 | 1976-11-30 | Shoketsu Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha | Pilot-controlled electromagnetic valve |
| US4082116A (en) | 1975-06-27 | 1978-04-04 | Lucifer S.A. | Electromagnetic two-way valve |
| US4387878A (en) | 1981-07-13 | 1983-06-14 | Eaton Corporation | Pilot operated valve assembly |
| JP2001193640A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-17 | Saginomiya Seisakusho Inc | 容量可変型圧縮機用制御弁 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 24 11 May 2001 (2001-05-11) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2397869B (en) | 2006-03-01 |
| US6740827B1 (en) | 2004-05-25 |
| GB2397869A (en) | 2004-08-04 |
| FR2847644B1 (fr) | 2007-10-26 |
| US20040099831A1 (en) | 2004-05-27 |
| GB0327530D0 (en) | 2003-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1797248B1 (fr) | Cartouche pour un robinet mitigeur et robinet mitigeur comportant une telle cartouche | |
| FR2792988A1 (fr) | Cartouche de robinet mitigeur a limitation de temperature | |
| FR2727736A1 (fr) | Vanne commandee par un fluide | |
| EP1792111B1 (fr) | Vanne de regulation a double securite | |
| FR2535818A1 (fr) | Valve, notamment a quatre voies, pour raccorder l'entree et la sortie d'une source de fluide sous pression a une chambre de pression contenant un piston | |
| FR2569440A1 (fr) | Soupape de surete pour puits | |
| FR2564558A1 (fr) | Robinet a boisseau tournant spherique | |
| FR2853948A1 (fr) | Agencement pour une batterie de robinet melangeur monocommande actionnee par rotation seulement | |
| EP0396479B1 (fr) | Robinet à tournant sphérique | |
| CA1304064C (fr) | Vanne de sas perfectionnee | |
| FR2847644A1 (fr) | Soupape a commande par solenoide | |
| EP0237449B1 (fr) | Dispositif d'alimentation en fluide d'une installation hydraulique, pneumatique ou hydropneumatique | |
| FR2809461A1 (fr) | Actionneur pyrotechnique a membrane deformable | |
| EP0682615B1 (fr) | Electrovalve pneumatique proportionnelle | |
| EP0128096B1 (fr) | Actionneur à accumulateur d'énergie pneumatique notamment pour robinet | |
| FR2545906A1 (fr) | Robinet a soupape a guide pour un reseau de tuyauteries pour liquides | |
| BE897518A (fr) | Soupape de securite pilotee | |
| FR2475180A1 (fr) | Electrovanne a dispositif de commande manuelle de secours, utilisable notamment pour piloter un distributeur | |
| EP1783408A1 (fr) | Dispositif déviateur ou combinateur pour des installations hydrauliques | |
| FR2821128A1 (fr) | Distributeur pneumatique | |
| FR2695183A1 (fr) | Soupape pilote, destinée notamment à être utilisée dans un système hydraulique d'exploitation minière. | |
| FR2756900A1 (fr) | Vanne distributrice | |
| FR2472684A1 (fr) | Dispositif de commande d'un organe de commutation, actionne par une impulsion de pression et a rappel freine | |
| EP1375807B1 (fr) | Ferme-porte à amortissement hydraulique | |
| BE551168A (fr) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 14 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 17 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 18 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 19 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 20 |