FR3050791A3 - Inverseur d'ecoulement - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un inverseur d'écoulement comprenant une base ; un support (2) fixé à la base pour former un orifice d'entrée (10), un premier (11) et un second (12) orifices de sortie ; un montage d'inversion (3) entre la base et le support (2) et incluant un premier passage (31A) et un second passage (31B), un premier élément d'étanchéité (32A), un second élément d'étanchéité (32B), une première chambre (35A) correspondant au second orifice de sortie (12), une seconde chambre (35B) correspondant au premier orifice de sortie (11), un premier orifice d'écoulement communiquant avec la première chambre, et un second orifice d'écoulement communiquant avec la seconde chambre, le diamètre du premier orifice d'écoulement étant plus petit que celui du premier passage et le diamètre du second orifice d'écoulement étant plus petit que celui du second passage ; et une valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion (5).
Description
INVERSEUR D'ÉCOULEMENT L'invention a pour objet un inverseur d'écoulement présentant des caractéristiques améliorées.
Une valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion est habituellement activée par des impulsions. La puissance requise est donc faible. Cela permet d'utiliser la valve électromagnétique dans de nombreux domaines différents. Elle peut, par exemple, être utilisée dans des infrastructures d'assainissement comme moyen de commutation pour un robinet, une chasse-d'eau, etc. Elle peut, cependant, seulement contrôler la marche ou l'arrêt d'une trajectoire unique d'un fluide. La puissance de la valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion est, en outre, alimentée en courant par un transformateur ou une batterie, ces deux méthodes étant les seules à pouvoir fournir suffisamment de courant pour faire fonctionner la valve électromagnétique. Ces procédés d'alimentation ont, cependant, plusieurs désavantages y compris la difficulté du câblage, la grande taille du transformateur, le manque de sûreté, et les matériaux toxiques contenus dans la batterie néfastes pour l'environnement en cas de mise au rebut inappropriée. Le meilleur moyen considéré pour alimenter en courant la valve électromagnétique est par conséquent un générateur hydroélectrique.
Il existe une méthode conventionnelle pour commuter la direction d'écoulement d'un fluide d'une pomme de douche vers un robinet de baignoire ou vice versa grâce à un générateur hydroélectrique. Elle présente cependant plusieurs désavantages. Une valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion est, par exemple. nécessaire pour chaque trajectoire d'écoulement. Ce qui signifie qu'en cas d'installation de plusieurs trajectoires, il faudra plusieurs valves électromagnétiques à modulation de largeur d'impulsion, consommant donc plus d'électricité. Du fait de sa puissance limitée, le générateur hydroélectrique classique ne peut malheureusement pas fournir suffisamment d'électricité aux valves électromagnétiques. Ceci est d'autant plus important lorsque la pression de l'eau est faible ou que la commutation est fréquente. Une trajectoire de fluide est fermée et l'autre est supposée s'ouvrir automatiquement. Cependant, l'autre trajectoire de fluide est également fermée du fait d'un courant électrique insuffisant. De sorte que les deux trajectoires de fluide sont fermées. Il en résulte que le système d'écoulement du fluide est désactivé.
Au vu des analyses précédentes, il apparaît que l'art antérieur ne permet pas d'utiliser une valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion pour contrôler la direction d'écoulement de plusieurs trajectoires de fluides. Des améliorations sont donc souhaitées. L'objectif principal de l'invention est de proposer un inverseur d'écoulement qui comprend une base ; un support fixé à la base pour former un orifice d'entrée, un premier orifice de sortie, et un second orifice de sortie ; un montage d'inversion entre la base et le support et incluant un premier passage, un second passage, un premier élément d'étanchéité, un second élément d'étanchéité, une première chambre correspondant au second orifice de sortie, une seconde chambre correspondant au premier orifice de sortie, un premier orifice d'écoulement communiquant avec la première chambre, et un second orifice d'écoulement communiquant avec la seconde chambre, le diamètre du premier orifice d'écoulement étant plus petit que celui du premier passage et le diamètre du second orifice d'écoulement étant plus petit que celui du second passage ; et une valve électromagnétiq[ue à modulation de largeur d'impulsion ; la valve électromagnétique ouvre une première trajectoire du fluide de l'orifice d'entrée vers le premier orifice de sortie ou une seconde trajectoire du fluide de l'orifice d'entrée vers le second orifice de sortie ; dans la première trajectoire du fluide, l'eau s'écoulant du premier passage vers le premier orifice d'écoulement via la première chambre avec le second orifice de sortie fermé par le premier élément d'étanchéité ; et dans la seconde trajectoire du fluide, l'eau s'écoulant du second passage vers le second orifice d'écoulement via la seconde chambre avec le premier orifice de sortie fermé par le second élément d'étanchéité.
De préférence, la valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion comprend un siège de valve, un chenal au travers du siège de la valve, une tige mobile dans le chenal, deux aimants permanents sur le siège de la valve, un solénoïde sur le siège de la valve, une armature fixée au siège de la valve et parallèle à la tige mobile, le solénoïde étant apte à être activé pour générer un champ magnétique dans les aimants permanents pour amener la tige mobile à bloquer soit le premier passage soit le second passage par attraction ou répulsion.
De préférence, la valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion comprend en outre un ressort de torsion sur une extrémité de la tige mobile faisant face au premier passage, les aimants permanents étant adjacents au second passage, et le solénoïde étant apte à être activé pour générer un champ magnétique dans les aimants permanents ou désactivé pour attirer ou repousser les aimants permanents de sorte que le ressort de torsion peut être comprimé ou élargi.
De préférence, l'inverseur comprend en outre un élément magnétique disposé en partie dans le chenal et fixé au travers de l'armature, le solénoïde étant apte à être activé pour générer un champ magnétique dans l'élément magnétique ou désactivé pour amener l'élément magnétique, présentant une polarité différente des aimants permanents, à attirer la tige mobile et fermer le premier passage.
De préférence, l'inverseur comprend en outre deux tampons à deux extrémités de la tige mobile respectivement, un diamètre extérieur de chaque tampon étant supérieur à un diamètre intérieur de chacun des premier et second passage.
De préférence, l'inverseur comprend en outre un ressort hélicoïdal dans la tige mobile, les tampons étant à deux extrémités du ressort hélicoïdal respectivement.
De préférence, l'inverseur comprend en outre un câble électrique étanche présentant une extrémité au travers d'un boîtier pour se raccorder au solénoïde et l'autre extrémité raccordée à une source d'alimentation externe.
De préférence, l'inverseur comprend en outre un élément de communication de la pression incluant un orifice de communication communiquant avec le second passage et communiquant avec le premier passage via le chenal.
De préférence, l'inverseur comprend en outre un premier ressort hélicoïdal disposé dans la première chambre et s'appuyant contre le premier élément d'étanchéité et un sommet de la première chambre, et un second ressort hélicoïdal disposé dans la seconde chambre et s'appuyant contre le second élément d'étanchéité et un sommet de la seconde chambre. L'invention sera mieux comprise, et des détails associés apparaîtront, à la lecture de la description qui va être faite de modes de réalisation en relation avec les figures des dessins annexés, sur lesquels: la Figure 1 est une vue éclatée d'un inverseur d'écoulement selon l'invention ; la Figure 2 est une vue en coupe d'un inverseur d'écoulement assemblé ; la Figure 3 est une vue identique à la Figure 2 illustrant la trajectoire du fluide d'un orifice d'entrée vers un second orifice de sortie ; la Figure 4 est une vue en coupe prise le long de la ligne A-A de la Figure 3 ; la Figure 5 est une vue en coupe prise le long de la ligne B-B de la Figure 3 ; la Figure 6 est une vue en coupe prise le long de la ligne C-C de la Figure 3 ; la Figure 7 est une vue identique à la Figure 2 illustrant la trajectoire du fluide de l'orifice d'entrée vers un premier orifice de sortie ; et - la Figure 8 est une vue en coupe prise le long de la ligne D-D de la Figure 7.
Se référant aux Figures 1 à 8, un inverseur d'écoulement selon l'invention comprend les composants suivants tel que décrits en détail ci-dessous.
Une base 1 et un support 2 sont fixés ensemble pour former un orifice d'entrée 10, un premier orifice de sortie 11, et un second orifice de sortie 12. Un montage d'inversion 3 est disposé entre la base 1 et le support 2 et comprend un premier passage 31A, un second passage 31B, des premier et second éléments d'étanchéité 32A, 32B, une première chambre 35A correspondant au second orifice de sortie 12, une seconde chambre 35B correspondant au premier orifice de sortie 11, un premier ressort hélicoïdal 33A disposé dans la première chambre 35A et s'appuyant contre le premier élément d'étanchéité 32A et un sommet de la première chambre 35, un second ressort hélicoïdal 33B disposé dans la seconde chambre 35B et s'appuyant contre le second élément d'étanchéité 32B et un sommet de la seconde chambre 35B, un premier orifice d'écoulement 34A communiquant avec la première chambre 35A, et un second orifice d'écoulement 34B communiquant avec la seconde chambre 35B. Le diamètre du premier orifice d'écoulement 34A est plus petit que celui du premier passage 31A. Le diamètre du second orifice d'écoulement 34B est plus petit que celui du second passage 31B.
Une valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion 5 comprend un siège de valve 50, un chenal 55 au travers du siège de la valve 50, une tige mobile 51 dans le chenal 55, une armature 53 fixée au siège de la valve 50 et parallèle à la tige mobile 51, un solénoïde 54 sur le siège de la valve 50, un ressort hélicoïdal 57 dans la tige mobile 51, deux tampons 56 à deux extrémités de la tige mobile 51 respectivement, un élément magnétique 52 disposé en partie dans le chenal 55 et fixé au travers de l'armature 53, un ressort de torsion 58 sur une extrémité de la tige mobile 51, et deux aimants permanents 59 fixés sur le siège de la valve 50. Un câble électrique étanche 6 présente une extrémité au travers d'un boîtier 7 raccordée au solénoïde 54 et l'autre extrémité raccordée à un générateur hydroélectrique. Un élément de communication de la pression 4 comprend un orifice de communication 40 communiquant avec le premier passage 31A. L'orifice de communication 40 communique en outre avec le second passage 31B via le chenal 55. Un diamètre extérieur de chaq[ue tampon 56 est supérieur à un diamètre intérieur de chacun des premier et second passages 31A, 31B.
Le changement de direction d'écoulement de l'invention est discuté en détail ci-dessous.
Tel illustré sur les Figures 3 à 6, une personne peut presser un premier bouton pour activer un actionneur qui à son tour envoie un signal négatif de pulsation au solénoîde 54. Le solénoîde 54 génère un champ magnétique présentant une polarité identique à celle des aimants permanents 52. La tige mobile 51 est par conséquent repoussée pour se déplacer vers le premier passage 31A et fermer le premier passage 31A. Le premier passage 31A est maintenu fermé car l'élément magnétique 52, présentant une polarité différente des aimants permanents 92, attire la tige mobile 51. Il en résulte que l'eau s'écoule de l'orifice d'entrée 10 vers le second orifice de sortie 12.
Simultanément, l'eau s'écoule du second passage 31B vers la seconde chambre 3 5B pour étendre le second ressort hélicoïdal 33B. Le second élément d'étanchéité 32B est donc comprimé par l'eau sous pression pour fermer la trajectoire du fluide de l'orifice d'entrée 10 vers le premier orifice de sortie 11. L'eau s'écoule alors vers la première chambre 35A mais a perdu de sa force. Par conséquent, le premier élément d'étanchéité 32A ne ferme pas la trajectoire du fluide de l'orifice d'entrée 10 vers le second orifice de sortie 12. Finalement, l'eau s'écoule à l'extérieur du premier orifice de sortie 11 via le premier orifice d'écoulement 34A.
Tel illustré sur les Figures 7 et 8, la personne peut presser un second bouton pour activer 1'actionneur qui à son tour envoie un signal positif de pulsation au solénoîde 54. Le solénoîde 54 génère un champ magnétique présentant une polarité différente des aimants permanents 59. La tige mobile 51 est par conséquent amenée à se déplacer vers le second passage 31B et fermer le second passage 31B. Le second passage 31B est maintenu fermé car l'élément magnétique 52, présentant la même polarité que les aimants permanents 59, repousse la tige mobile 51. Il en résulte que l'eau s'écoule de l'orifice d'entrée 10 vers le premier orifice de sortie 11.
Simultanément, l'eau s'écoule du premier passage 31A vers la première chambre 35A pour étendre le premier ressort hélicoïdal 33A. Le premier élément d'étanchéité 32A est donc comprimé par l'eau sous pression pour fermer la trajectoire du fluide de l'orifice d'entrée 10 vers le second orifice de sortie 12. L'eau s'écoule alors vers la seconde chambre 35B mais a perdu de sa force. Par conséquent, le second élément d'étanchéité 32B ne ferme pas la trajectoire du fluide de l'orifice d'entrée 10 vers le premier orifice de sortie 11. Finalement, l'eau s'écoule à l'extérieur du second orifice de sortie 12 via le second orifice d'écoulement 34B.
Il est bien entendu que les modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits ont été donnés à titre indicatif et non limitatif et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de l'invention.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1 - Inverseur d'écoulement, caractérisé par le fait qu'il comprend : une base (1) ; un support (2) fixé à la base (1) pour former un orifice d'entrée (10), un premier orifice de sortie (il), et un second orifice de sortie (12) ; un montage d'inversion (3) entre la base (1) et le support (2) et incluant un premier passage (31A) , un second passage (31B), un premier élément d'étanchéité (32A), un second élément d'étanchéité (32B) , une première chambre (35A) correspondant au second orifice de sortie (12) , une seconde chambre (35B) correspondant au premier orifice de sortie (11), un premier orifice d'écoulement (34A) communiquant avec la première chambre (35A), et un second orifice d'écoulement (34B) communiquant avec la seconde chambre (35B), le diamètre du premier orifice d'écoulement (34A) étant plus petit que celui du premier passage (31A) et le diamètre du second orifice d'écoulement (34B) étant plus petit q[ue celui du second passage (31B) ; et une valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion (5) ; la valve électromagnétique (5) ouvrant une première trajectoire du fluide de l'orifice d'entrée (10) vers le premier orifice de sortie (11) ou une seconde trajectoire du fluide de l'orifice d'entrée (10) vers le second orifice de sortie (12) ; dans la première trajectoire du fluide, l'eau s'écoule du premier passage (31A) vers le premier orifice d'écoulement (34A) via la première chambre (35A) avec le second orifice de sortie (12) fermé par le premier élément d'étanchéité (32A) ; et dans la seconde trajectoire du fluide, l'eau s'écoule du second passage (31B) vers le second orifice d'écoulement (34B) via la seconde chambre (35B) avec le premier orifice de sortie (11) fermé par le second élément d'étanchéité (32B).
- 2 - Inverseur d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion (5) comprend un siège de valve (50) , un chenal (55) au travers du siège de la valve (50) , une tige mobile (51) dans le chenal (55) , deux aimants permanents (59) sur le siège de la valve (50), un solénoîde (54) sur le siège de la valve (50), une armature (53) fixée au siège de la valve (50) et parallèle à la tige mobile (51) , le solénoîde (54) étant apte à être activé pour générer un champ magnétique dans les aimants permanents (59) pour amener la tige mobile (51) à bloquer soit le premier passage (31A) soit le second passage (31B) par attraction ou répulsion.
- 3 - Inverseur d'écoulement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la valve électromagnétique à modulation de largeur d'impulsion (5) comprend en outre un ressort de torsion (58) sur une extrémité de la tige mobile (51) faisant face au premier passage (31A), les aimants permanents (59) étant adjacents au second passage (31B), et le solénoîde (54) étant apte à être activé pour générer un champ magnétique dans les aimants permanents (59) ou désactivé pour attirer ou repousser les aimants permanents (59) de sorte que le ressort de torsion (58) peut être comprimé ou élargi.
- 4 - Inverseur d'écoulement selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un élément magnétique (52) disposé en partie dans le chenal (55) et fixé au travers de l'armature (53), le solénoîde (54) étant apte à être activé pour générer un champ magnétique dans l'élément magnétique (52) ou désactivé pour amener l'élément magnétique (52), présentant une polarité différente des aimants permanents (59), à attirer la tige mobile (51) et fermer le premier passage (31A).
- 5 - Inverseur d'écoulement selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre deux tampons (56) à deux extrémités de la tige mobile (51) respectivement, un diamètre extérieur de chaque tampon (56) étant supérieur à un diamètre intérieur de chacun des premier et second passage (31A, 31B).
- 6 - Inverseur d'écoulement selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un ressort hélicoïdal (57) dans la tige mobile (51) , les tampons (56) étant à deux extrémités du ressort hélicoïdal (57) respectivement.
- 7 - Inverseur d'écoulement selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un câble électrique étanche (6) présentant une extrémité au travers d'un boîtier (7) pour se raccorder au solénoîde (54) et l'autre extrémité raccordée à une source d'alimentation externe.
- 8 - Inverseur d'écoulement selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait cju'il comprend en outre un élément de communication de la pression (4) incluant un orifice de communication (40) communiquant avec le second passage (31B) et communiquant avec le premier passage (31A) via le chenal (55).
- 9 - Inverseur d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un premier ressort hélicoïdal (33A) disposé dans la première chambre (35A) et s'appuyant contre le premier élément d'étanchéité (32A) et un sommet de la première chambre (35), et un second ressort hélicoïdal (33B) disposé dans la seconde chambre (35B) et s'appuyant contre le second élément d'étanchéité (32B) et un sommet de la seconde chambre (35B).
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