FR2544834A1 - Electromagnetic valve - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a trait à une soupape électromagnétique du type de celle constituée d'un corps comportant au moins un aimant permanent un solénode et un noyau plongeur mobile destiné à ouvrir et à fermer un circuit dans lequel évolue un fluide. The present invention relates to an electromagnetic valve of the type consisting of a body comprising at least one permanent magnet, a solenode and a movable plunger core intended to open and close a circuit in which a fluid evolves.
Les soupapes actuellement les plus connues comportent un solénoïde qui crée un champ magnétique ayant pour objet de faire évoluer un noyau plon- geur entre deux positions haute et basse, dites respectivement "d'ouverture" et "de fermeture" dudit circuit. De telles soupapes présentent l'inconvénient de consommer de l'énergie en position d'ouverture ou de fermeture du circuit car la position haute ou basse du noyau plongeur nécessite au moins ltexei- tation en continu du solénoïde.Il en résulte des conséquences dommageables dans le circuit où évolue le fluide notamment lorsqu'une coupure du courant d'alimentation provoque un changement de position indésirable du noyau plongeur. Currently the most well-known valves include a solenoid which creates a magnetic field intended to cause a plunger core to evolve between two high and low positions, called "opening" and "closing" respectively of said circuit. Such valves have the drawback of consuming energy in the open or closed position of the circuit because the high or low position of the plunger core requires at least the continuous displacement of the solenoid. This results in damaging consequences in the circuit in which the fluid evolves in particular when a cut in the supply current causes an undesirable change in position of the plunger core.
Afin d'obvier à cet inconvénient majeur, la société dite THOMPSON CSP a proposé, dans sa demande de brevet français n 1 427 536 du 30 mai 1978, une électrovanne dans laquelle le maintien des deux positions haute et basse du noyau plongeur ne nécessite pas une consommation d'énergie électrique.A ce effet, cette électrovanne, qui comprend classiquement un solénoïde auquel peut-être applique un courant de commande créant un champ magnétique et une pièce mobile (dont une partie est magnétique) pouvant occuper deux positions assurant l'ouverture et la fermeture du circuit, est remarquable en ce que ces deux positions sont stables
- la première, grâce au fait que la partie magnétique de la pièce mobile est un aimant permanent assurant ainsi le maintien de la partie mobile à l'intérieur du solénoïde en l'absence de champ magnétique,
- la deuxième, grâce au poids de la pièce mobile qui assure, sous l'effet de la pesanteur, le retour de celle-ci à sa position basse
Le passage d'une position à l'autre s'effectue alors par deux impulsions de courant de sens opposé.In order to obviate this major drawback, the company known as THOMPSON CSP proposed, in its French patent application No. 1 427 536 of May 30, 1978, a solenoid valve in which the maintenance of the two upper and lower positions of the plunger core does not require an electrical energy consumption. For this purpose, this solenoid valve, which conventionally comprises a solenoid to which perhaps a control current is applied creating a magnetic field and a moving part (part of which is magnetic) being able to occupy two positions ensuring the opening and closing of the circuit, is remarkable in that these two positions are stable
- the first, thanks to the fact that the magnetic part of the movable part is a permanent magnet thus ensuring the maintenance of the movable part inside the solenoid in the absence of magnetic field,
- the second, thanks to the weight of the moving part which ensures, under the effect of gravity, the return of the latter to its low position
The transition from one position to the other is then carried out by two current pulses in opposite directions.
Ce principe, qui consiste donc à commander les déplacements d'un rya-u plongeur par des champs magnétiques engendrés par un solénoide dont les polarités sont en relation avec le sens du courant électrique qui, sous la forme d'impulsions, est applique à ses bornes, a déjà été adopté pour une application différente@dans les "Perfectionnements aux soupapes, notamment à commande magnétiques" décrits et représentés dans le brevet franchais n 1.432.553. This principle, which therefore consists in controlling the displacements of a rya-u plunger by magnetic fields generated by a solenoid whose polarities are in relation to the direction of the electric current which, in the form of pulses, is applied to its terminals, has already been adopted for a different application @ in the "Improvements to valves, in particular with magnetic controls" described and represented in French patent No. 1,432,553.
Faisant le bilan de cet état de fait, le demandeur a imaginé d'adopter également ce principe dans une soupape électromagnétique conçue de manière différente de celle décrite dans la demande de brevet français n 2.427.536. Taking stock of this state of affairs, the applicant has imagined also adopting this principle in an electromagnetic valve designed differently from that described in French patent application No. 2,427,536.
Suivant l'invention, la soupape électromagnétique, qui est constituée elassi quement d'un corps comportant un aimant permanent, un solénoïde et un noyau plongeur mobile, est remarquable en ce que d'une part, le susdit aimant permanent, de forme cylindrique, est fixe et a un champ magnétique axial, et que d'autre part, le susdit noyau plongeur est disposé sur le même axe que celui dudit aimant sous ce dernier 9 et, enfin, que le susdit solénoïde est concentrique à l'aimant et au noyau plongeur alignés
La disposition des composants de cette soupape assure un fonctionne- ment différent et remarquable en ce que le fiux magnétique engendré par le solénolde s'ajoute à celui de l'aimant permanent pour renforcer le champ d'attraction axial de ce dernier lorsque le courant électrique circule dans un sens, ou alors réduit partiellement celui dudit aimant pour annuler le champ d'attraction axial de ce dernier lorsque le courant électrique circule dans le sens opposé au premier. On comprend dès lors que la présence du solénoide dans cette soupape a pour objet d'augmenter ou de diminuer le flux magnéti- que de l'aimant permanent afin de déterminer les différentes posions du noyau plongeur attiré ou relâché par ledit aimant.According to the invention, the electromagnetic valve, which elassically consists of a body comprising a permanent magnet, a solenoid and a movable plunger core, is remarkable in that on the one hand, the above permanent magnet, of cylindrical shape, is fixed and has an axial magnetic field, and that on the other hand, the aforesaid plunger core is arranged on the same axis as that of said magnet under the latter 9 and, finally, that the aforesaid solenoid is concentric with the magnet and the plunger core aligned
The arrangement of the components of this valve ensures a different and remarkable functioning in that the magnetic flux generated by the solenoid is added to that of the permanent magnet to reinforce the axial attraction field of the latter when the electric current flows in one direction, or then partially reduces that of said magnet to cancel the axial attraction field of the latter when the electric current flows in the opposite direction to the first. It is therefore understood that the purpose of the solenoid in this valve is to increase or decrease the magnetic flux of the permanent magnet in order to determine the different positions of the plunger core attracted or released by said magnet.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la partie basse du noyau plongeur est entourée d'un ressort à boudin travail lent en compression lorsque ledit noyau se déplace vers sa position haute, dite d'ouverture, et en extension lorsque ledit noyau se déplace vers sa position basse, dite de fermeture.La présence de ce ressort a pour objet de rendre plus franche la descente du noyau plongeur lorsque le champ magné- tique d'attraction de l'aimant permanent est réduit et que le noyau plongeur reste collé à l'aimant permanent en position haute. Ce phénomène a été souvent constaté car le noyau plongeur à tendance à s'aimanter sous l'influence des différents champs magnétiques créés dans la soupape. According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the lower part of the plunger core is surrounded by a coil spring which works slowly in compression when said core moves towards its high, so-called open position, and in extension when said core is moves to its lower, so-called closed, position.The purpose of this spring is to make the descent of the plunger core more frank when the magnetic field of attraction of the permanent magnet is reduced and the plunger core remains stuck with the permanent magnet in the high position. This phenomenon has often been observed because the plunger core tends to magnetize under the influence of the different magnetic fields created in the valve.
D'autres caractéristiques et d'autres avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui suit, donnant, à titre d'exemple lion limitatif et en regard du dessin annexé, un mode de réalisa- tion d'une soupape électromagnétique conforme à l'invention. Other characteristics and other advantages of the present invention will emerge more clearly on reading the description which follows, giving, by way of limiting example and with reference to the appended drawing, an embodiment of a valve. electromagnetic according to the invention.
La figure portée par ce dessin est une vue en coupe verticale d'une telle soupape. The figure carried by this drawing is a vertical sectional view of such a valve.
La soupape représentée sur ce dessin, référencée 1 dans son ensemble. The valve shown in this drawing, referenced 1 as a whole.
est constituée d'un corps 2 façonné dans un matériau amagnétique et préfor- mé, à sa partie inférieure, d'un filetage mâle 2a destiné à coopérer avec un filetage femelle 3a usiné dans un support 3 dans lequel débouchent les deux tubulures d'entrée 4 et de sortie 5 d'un circuit de fluide symbolisé par les deux flèches F.consists of a body 2 shaped in a non-magnetic material and preformed, at its lower part, with a male thread 2a intended to cooperate with a female thread 3a machined in a support 3 into which the two inlet pipes open 4 and outlet 5 of a fluid circuit symbolized by the two arrows F.
Selon l'invention, la soupape 1 comporte un noyau plongeur cylindrique 6, préformé dans un matériau magnétique doux et monté coulissant (flèche à double sens V), le long de l'axe vertical YY' du corps 2, dans un logement approprié 6a, prévu dans ledit corps. According to the invention, the valve 1 comprises a cylindrical plunger core 6, preformed in a soft magnetic material and mounted slidingly (two-way arrow V), along the vertical axis YY 'of the body 2, in a suitable housing 6a , provided in said body.
Il faut noter la présence d'une pastille en caoutchouc 7 enchâssée dans l'extrémité inférieure du noyau plongeur 6 ee destinée à recouvrir, de manière étanche, l'ouverture de la tubulure de sortie 5, lorsque le noyau plongeur est en position basse Dans cette position, la circulation du fluide F est alors interrompue et la soupape 1 est fermée. Note the presence of a rubber pad 7 embedded in the lower end of the plunger core 6 ee intended to cover, in a sealed manner, the opening of the outlet pipe 5, when the plunger core is in the low position. this position, the circulation of the fluid F is then interrupted and the valve 1 is closed.
Afin de commander les déplacements V du noyau plongeur~6, le corps 2 continent également un aimant permanent 8 disposé le long de l'axe YY' audessus du noyau 6 et un solénoide 9 concentrique à l'aimant 8 et au noyau 6. L'aimant 8 et le solénoide 9 sont maintenus dans leurs logements respectifs 8a et 9a préformés dans le corps 2, au moyen d'un chapeau 10 venant coiffer l'extrémité supérieure ouverte dudit corps par des moyens de fixation appropriés (par exemple par vissage). In order to control the displacements V of the plunger core ~ 6, the body 2 also contains a permanent magnet 8 disposed along the axis YY 'above the core 6 and a solenoid 9 concentric with the magnet 8 and the core 6. L magnet 8 and the solenoid 9 are held in their respective housings 8a and 9a preformed in the body 2, by means of a cap 10 which covers the open upper end of said body by suitable fixing means (for example by screwing) .
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la partie basse du noyau plongeur 6 est entourée d'un ressort à boudin 11 travaillant en compression lorsque ledit noyau se déplace vers l'aimant permanent 8, et en extension lorsque ledit noyau se déplace dans le sens opposé. La présence de ce ressort a notamment pour objet de rendre stable la position basse du noyau plongeur 6. According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the lower part of the plunger core 6 is surrounded by a coil spring 11 working in compression when said core moves towards the permanent magnet 8, and in extension when said core moves in the opposite direction. The purpose of the presence of this spring is in particular to make the low position of the plunger core 6 stable.
Selon une réalisation préférentielle de l'invention destinée à assurer un fonctionnement optimum de la soupape 1, le matériau dans lequel est façonné le corps 2 est amagnétique. According to a preferred embodiment of the invention intended to ensure optimum operation of the valve 1, the material in which the body 2 is shaped is non-magnetic.
Comme on l'a précisé au début du présent mémoire, les déplacements V du noyau plongeur 6 assurant l'ouverture ou la fermeture du circuit de fluide F sont commandés par des champs magnétiques engendrés par le solénolde 9 dont les polarités sont en relation avec le sens du courant électrique qui, sous la forme d'impulsions, est appliqué à ces bornes. As specified at the beginning of this memo, the displacements V of the plunger core 6 ensuring the opening or closing of the fluid circuit F are controlled by magnetic fields generated by the solenoid 9 whose polarities are in relation to the direction of the electric current which, in the form of pulses, is applied to these terminals.
Ainsi, le passage de la position basse du noyau plongeur 6 (circuit de fluide fermé) vers la position haute (circuit de fluide F ouvert) se décompose selon les étapes suivantes
- le solénoïde 9 est mis sous tension de maniere à ce que le flux magnétique qu'il engendre vienne s'ajouter à celui de l'aimant permanent 8,
- le champ d'attraction axial de ce dernier est alors renforcé et permet d'attirer le noyau plongeur 6 qui par son élan va comprimer le ressort de rappel 11 (l'accélération acquise par le noyau plongeur 6 va permettre de comprimer le ressort il sans augmentation de la valeur du champ magné tique)
- l'alimentation du solénoide 9 est coupée au bout de quelques milli secondes correspondant au moment où le noyau 6 atteint son plus haut niveau et reste maintenu dans cette position où la soupape est dite ouverte par l'aimant permanent 8.Thus, the passage from the low position of the plunger core 6 (closed fluid circuit) to the high position (open fluid circuit F) is broken down according to the following steps
the solenoid 9 is energized so that the magnetic flux it generates is added to that of the permanent magnet 8,
- The axial attraction field of the latter is then reinforced and allows to attract the plunger core 6 which by its momentum will compress the return spring 11 (the acceleration acquired by the plunger core 6 will allow to compress the spring it without increasing the value of the magnetic field)
the power supply to the solenoid 9 is cut off after a few milliseconds corresponding to the moment when the core 6 reaches its highest level and remains maintained in this position where the valve is said to be open by the permanent magnet 8.
Le retour du noyau 6 vers sa position basse (circuit de fluide fermé) se décompose, quant à lui, selon les étapes suivantes
- le solénoïde 9 est alimenté sous une tension de sens opposé à celle de l'aller du noyau de manière à ce que le flux magnétique qu'il engendre réduit partiellement celui de l'aimant permanent 8,
- le champ d'attraction axial de ce dernier est en partie annulé de sorte que la force de rappel du ressort 11 conjuguée à la force de pesanteur qu'applique le poids du noyau 6, entraînent la descente de ce dernier,
- l'alimentation du solénoïde 9 est coupée dès que ledit noyau tombe dans sa position basse où la soupape 1 est dite fermée.The return of the core 6 to its low position (closed fluid circuit) is broken down, in turn, according to the following steps
the solenoid 9 is supplied with a voltage in the opposite direction to that of the go of the core so that the magnetic flux which it generates partially reduces that of the permanent magnet 8,
the latter's axial field of attraction is partly canceled so that the return force of the spring 11 combined with the gravity force applied by the weight of the core 6, cause the latter to descend,
- The supply of the solenoid 9 is cut off as soon as said core falls into its low position where the valve 1 is said to be closed.
Le fonctionnement de la soupape 1 qui vient d'être ci-dessus décrit est simple et offre de nombreux avantages, parmi ceux-ci :
- une faible consommation d'énergie, utilisée uniquement pour l'ouver- ture et la fermeture du circuit de fluide F,
- des pertes par Effet Joule négligeables car le solénoïde 9 n'est traversé par le courant que durant quelques milli-secondes.The operation of the valve 1 which has just been described above is simple and offers many advantages, among these:
- low energy consumption, used only for opening and closing the fluid circuit F,
- negligible Joule Effect losses because the solenoid 9 is crossed by the current for only a few milliseconds.
- une commande manuelle du fonctionnement de la soupape en utilisant un aimant permanent anisotrope (c'est-à-dire un aimant à orientation magné- tique priviliégiée) que l'on présente à proximité du corps 2 de manière à ce que le champ magnétique qu'il crée joue le même rôle que celui du solénoïde 9,
- une faible section des conducteurs d'alimentation du solénoïde 9, notamment si la soupape l est munie d'un accumulateur d'énergie associé à un décodeur piloté par fréquence véhiculée par lesdits fils d'alimentation (les mêmes fils d'alimentation permettront ainsi de piloter plusieurs soupapes connectées en parallèle et chaque soupape ayant sa fréquence propre sera alors actionnée indépendamment des autres grâce à une modulation de la tension d'alimentation par la fréquence appropriée à chaque soupape),
- etc...a manual control of the operation of the valve using an anisotropic permanent magnet (that is to say a magnet with privileged magnetic orientation) which is presented near the body 2 so that the magnetic field that it creates plays the same role as that of solenoid 9,
- a small section of the supply conductors of the solenoid 9, in particular if the valve l is provided with an energy accumulator associated with a decoder controlled by frequency conveyed by said supply wires (the same supply wires will thus allow to control several valves connected in parallel and each valve having its own frequency will then be actuated independently of the others thanks to a modulation of the supply voltage by the frequency appropriate to each valve),
- etc ...
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté à partir duquel d'autres modes de réalisations pourront être imaginés sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment described above and shown from which other embodiments can be imagined without departing from the scope of the invention.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8307217A FR2544834A1 (en) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | Electromagnetic valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8307217A FR2544834A1 (en) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | Electromagnetic valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2544834A1 true FR2544834A1 (en) | 1984-10-26 |
Family
ID=9288437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8307217A Withdrawn FR2544834A1 (en) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | Electromagnetic valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2544834A1 (en) |
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-
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- 1983-04-25 FR FR8307217A patent/FR2544834A1/en not_active Withdrawn
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