FR3016673A1 - Systeme d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide commandé par un signal électrique bipolaire ayant un niveau haut et un niveau bas, comprenant un conduit permettant la circulation d'un fluide, un organe d'obturation, un premier actionneur déplaçant ledit organe d'obturation, un élément de rappel apte à amener l'organe d'obturation en une position de sécurité, un moyen de verrouillage de la position de l'organe d'obturation en une position préférentielle d'activation, un deuxième actionneur apte à libérer ledit moyen de verrouillage, le niveau haut du signal bipolaire autorisant l'activation du premier actionneur pour le déplacement et le verrouillage de la position de l'organe d'obturation dans la position préférentielle d'activation, le niveau bas autorisant l'activation du deuxième actionneur pour le déverrouillage et le retour de l'organe d'obturation dans la position de sécurité sous l'action de l'élément de rappel et le maintien de la position de sécurité et de la position préférentielle d'activation de l'organe d'obturation étant réalisé sans consommation électrique de courant.
Description
Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte au domaine des systèmes électriques d'entrainement et plus particulièrement les systèmes d'entrainement de vanne de circulation de fluide que l'on trouve dans diverses industries, dont l'industrie automobile, pour la gestion des débits de gaz et de liquide, et qui nécessitent une fonction de sécurité assurant le retour à, ou le maintien, d'une position déterminée lors d'une défaillance électrique d'alimentation. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002]Les systèmes de combustion (tels que les moteurs thermiques pour véhicule automobile, camion, engin de chantier, tels que les chaudières thermiques, systèmes de ventilation...) fonctionnent grâce à l'explosion/combustion d'un mélange air / carburant dans la chambre de combustion. La boucle d'air du moteur, dont la fonction est l'acheminement, la gestion et l'évacuation de l'air alimentant le système, fonctionne à l'aide de différentes vannes dont certaines ont pour fonction de court-circuiter / éviter une partie de la boucle d'air. Ces vannes dites « bypass » sont généralement pilotées par des actionneurs pneumatiques composés d'une pompe à vide, d'une électrovanne et d'un poumon avec ressort de rappel. [0003]Ce type d'actionneur fonctionne suivant un mode binaire (dit « On-Off ») : il ne peut prendre que 2 positions aux 2 extrémités de la course de l'actionneur.
C'est l'électrovanne qui commande cet actionneur : lorsqu'elle n'est pas alimentée par l'ordinateur de bord du véhicule (électrovanne fermée), le poumon ne reçoit pas la dépression créée par la pompe à vide et reste ainsi dans sa position de repos sans consommer de courant. Quand l'électrovanne est alimentée, elle ne consomme que quelques milliampères et elle alimente en dépression le poumon qui se déplace à l'autre extrémité de la course : il peut y rester ainsi indéfiniment sans consommer une grande quantité de courant. Lors d'une défaillance ou simplement lors d'une consigne de retour en position de repos, l'alimentation de l'électrovanne est coupée et le ressort de rappel intégré dans le poumon ramène le système en début de course. [0004] Pour réduire encore les émissions de gaz polluants et la consommation en carburant, les OEM souhaitent supprimer la pompe à vide qui tourne en permanence pour des durées d'activation limitées. Les poumons et les électrovannes seraient alors remplacés par des actionneurs électriques qui doivent se piloter de manière équivalente sans consommer de courant dans les 2 positions extrêmes de la course, tout en garantissant la fonction de sécurité, c'est- à-dire l'assurance de se placer dans une position déterminée. [0005] L'exemple donné ci-dessus, relatif aux vannes by-pass, est particulièrement pertinent pour l'exposé de l'invention mais celle-ci ne se limite pas à ce seul exemple puisque toute vanne de circulation de fluide nécessitant un retour en une position de sécurité lors d'une défaillance électrique peut être adressée par la présente invention. [0006] On connait alors, dans l'état de la technique, des systèmes d'entrainement électrique comprenant un actionneur associé à un ressort de rappel tel que décrit dans le brevet DE102007036286. Si cet actionneur garantit le retour en position de sécurité, grâce au ressort de rappel, il nécessite, pour conserver la position d'activation, de garder alimenté en courant électrique l'actionneur afin de vaincre l'effort du ressort de rappel. Même si le courant nécessaire est minimisé via un actionneur supplémentaire, comme décrit par exemple dans le brevet US7651069, lorsque l'application nécessite de garder longtemps la position d'activation, la consommation électrique globale peut devenir importante. [0007] On connait par ailleurs la demande US20130104844 dans laquelle une position d'activation est maintenue sans consommation électrique de courant par l'action d'un blocage mécanique. La consommation électrique pour maintenir les positions d'activation et de sécurité est nulle, et le retour en position de sécurité est obtenu par l'activation d'un actionneur, via une commande électronique extérieure au système. Le système nécessite ainsi une alimentation électrique spécifique et un système intelligent pour analyser la situation, ordonner et obtenir le retour en position et n'assure pas un retour en position de sécurité lorsqu'il existe une défaillance électrique ou une défaillance du système intelligent d'analyse. [0008] De même l'on connait des actionneurs dits « bistables » tels que présentés dans le brevet EP1581991 qui permettent le maintien de deux positions stables sans consommation électrique de courant, grâce à l'utilisation d'aimant permanent. Cependant, lorsqu'il arrive une défaillance électrique, le retour dans la position de sécurité ne peut s'effectuer. EXPOSE DE L'INVENTION [0009]L'objet de l'invention est ainsi de répondre aux problèmes exposés précédemment en proposant un système d'entrainement permettant non seulement d'assurer le maintien des positions stables sans consommation électrique de courant mais aussi de garantir le retour en une position de sécurité lorsqu'une défaillance électrique de l'alimentation arrive. [0010] Un autre objet de l'invention est aussi de permettre la commande de ce système d'entrainement par un seul signal électrique bipolaire (prenant deux états distincts) sans système intelligent d'analyse et de traitement. Le niveau haut correspondant au niveau de tension nécessaire à l'atteinte d'une position préférentielle d'activation, et le niveau bas correspondant à une tension nulle traduisant une consigne ou une défaillance électrique pour l'atteinte d'une position de sécurité. [0011]Un autre objet de l'invention est de permettre les fonctions ci-dessus exprimées grâce à l'utilisation d'une électronique « discrète » utilisant uniquement des composants passifs sans recours à une intelligence embarquée (type microprocesseur). [0012] Particulièrement l'invention concerne un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide commandé par un signal électrique bipolaire ayant un niveau haut et un niveau bas, comprenant un conduit permettant la circulation d'un fluide, un organe d'obturation, un premier actionneur déplaçant ledit organe d'obturation, un élément de rappel apte à amener l'organe d'obturation en une position de sécurité, un moyen de verrouillage de la position de l'organe d'obturation en une position préférentielle d'activation, un deuxième actionneur apte à libérer ledit moyen de verrouillage, caractérisé en ce que le niveau haut du signal bipolaire commande l'activation du premier actionneur pour le déplacement et le verrouillage de la position de l'organe d'obturation dans la position préférentielle d'activation, en ce que le niveau bas commande l'activation du deuxième actionneur pour le déverrouillage et le retour de l'organe d'obturation dans la position de sécurité sous l'action de l'élément de rappel et en ce que le maintien de la position de sécurité et de la position préférentielle d'activation de l'organe d'obturation est réalisé sans consommation électrique de courant. [0013]Particulièrement le niveau haut correspond à une tension nécessaire à l'activation de la position préférentielle d'activation et le niveau bas correspond à une tension nulle traduisant l'activation de la position de sécurité. [0014]Selon un mode préférentiel, les étapes de fonctionnement sont les suivantes : -dans une première phase, le passage du niveau bas au niveau haut du signal électrique bipolaire provoque un déplacement dudit organe d'obturation de la position de sécurité vers la position préférentielle d'activation avec une consommation non nulle de courant dudit premier actionneur, -dans une deuxième phase, en ce qu'un maintien du niveau haut du signal électrique bipolaire provoque un maintien de la position préférentielle d'activation dudit organe d'obturation avec une consommation nulle de courant des premier et deuxième actionneurs, -dans une troisième phase, en ce qu'un changement du niveau haut au niveau bas du signal électrique bipolaire provoque l'activation dudit deuxième actionneur et la libération dudit organe d'obturation, permettant ainsi au moyen de rappel de ramener ledit organe d'obturation de la position préférentielle d'activation à la position de sécurité avec une consommation nulle de courant dudit premier actionneur, -dans une quatrième phase, en ce qu'un maintien du niveau bas du signal électrique bipolaire provoque un maintien de la position de sécurité dudit organe d'obturation avec une consommation nulle de courant des premier et deuxième actionneurs. [0015] Dans un mode préférentiel, la gestion des états verrouillé et déverrouillé est assurée par un système électronique passif composé d'éléments discrets. [0016]L'énergie permettant l'activation dudit deuxième actionneur et la libération dudit organe d'obturation provient préférentiellement d'un élément de stockage appartenant au système électronique passif composé d'éléments discrets. [0017] Préférentiellement encore, l'énergie dudit élément de stockage appartenant au système électronique passif, est accumulée par un condensateur lors de la première phase et est déchargée lors de la troisième phase. [0018]Le premier actionneur déplaçant l'organe d'obturation peut entrainer directement l'organe d'obturation, ou via un mécanisme réducteur ou multiplicateur de mouvement. [0019]L'élément de rappel peut être un ressort mécanique ou un moyen magnétique et il peut avantageusement être intégré dans le premier actionneur. [0020]Dans un mode de réalisation particulier, le moyen de verrouillage est 25 composé d'un premier élément mobile lié au premier actionneur et présentant une discontinuité, et d'un deuxième élément mobile lié au deuxième actionneur venant obstruer au moins partiellement la discontinuité du premier élément mobile. [0021]Dans un mode particulier, le deuxième élément mobile comprend un ressort mécanique venant contraindre le deuxième élément mobile dans la discontinuité du premier élément mobile. [0022] Dans un autre mode de réalisation, le deuxième élément mobile comprend 5 un moyen magnétique venant contraindre le deuxième élément mobile dans la discontinuité du premier élément mobile. [0023]Le premier élément mobile peut avantageusement être intégré dans le premier actionneur et le deuxième élément mobile être intégré dans le deuxième actionneur. 10 [0024]Le deuxième actionneur peut entrainer directement le moyen de verrouillage ou via un mécanisme réducteur ou multiplicateur de mouvement. [0025] Dans un mode particulier, le premier actionneur effectue un mouvement rotatif et le deuxième actionneur effectue un mouvement linéaire. [0026] Dans un autre mode de réalisation les premier et deuxième actionneurs 15 effectuent des mouvements linéaires. [0027] Dans un mode alternatif, les premier et deuxième actionneurs partagent en partie le même circuit magnétique et une même bobine. [0028] De manière à réaliser un système compact, le premier actionneur, l'élément de rappel, le moyen de verrouillage, le deuxième actionneur, le système 20 électronique passif peuvent être intégrés dans un boitier fermé et étanche. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0029] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture qui suit d'exemples de réalisation détaillés, en référence aux figures annexées qui 25 représentent respectivement : La figure 1, un schéma de principe du fonctionnement d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'art antérieur, La figure 2A, un schéma synoptique d'une première phase de fonctionnement d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention, La figure 2B, un schéma synoptique d'une deuxième phase de fonctionnement d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention, La figure 2C, un schéma synoptique d'une troisième phase de fonctionnement d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention, La figure 2D, un schéma synoptique d'une quatrième phase de fonctionnement d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention, La figure 3, un graphique de l'évolution des différentes grandeurs électriques en 10 fonction du temps d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention, La figures 4A, une vue de trois quart en coupe partielle d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention, intégré sur une vanne de circulation de fluide, l'organe d'obturation de la vanne étant en 15 position de sécurité, La figures 4B, une vue de trois quart en coupe partielle d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention, intégré sur une vanne de circulation de fluide, l'organe d'obturation de la vanne étant en position préférentielle d'activation, 20 La figure 5A, une vue générale de trois quart d'un mode de réalisation du système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention, La figure 5B, une vue de détails en coupe d'un mode de réalisation du système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide en position de sécurité selon l'invention, 25 La figure 5C, une vue de détails en coupe d'un mode de réalisation du système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide en position préférentielle d'activation selon l'invention, La figure 6, un schéma électrique d'un mode de réalisation du système électronique passif composé d'éléments discrets selon l'invention, La figure 7, une vue globale de trois quart d'un mode de réalisation préférentiel du système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention, DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION La figure 1 représente un schéma de principe du fonctionnement d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'art antérieur. Dans cette réalisation classique, le système d'entrainement se compose d'un actionneur pneumatique 103 intégrant un ressort de rappel en position de sécurité (non visible sur la figure) et activant en translation une tige de commande 107 reliée à l'organe d'obturation de la vanne de circulation de fluide (non représentés sur la figure). L'actionneur pneumatique 103 est piloté par une dépression. Cette dépression est 15 créée en permanence grâce à une pompe à vide 106 qui alimente l'actionneur 103 au travers d'une première conduite pneumatique 105, d'une électrovanne de commande 104 et d'une deuxième conduite pneumatique 102. Le pilotage de l'électrovanne de commande 104 est assuré par un calculateur 100 qui envoie des signaux de consigne à l'électrovanne 104 par l'intermédiaire d'un 20 circuit électrique 101. Ainsi, lorsque le calculateur 100 détecte le besoin d'amener l'organe d'obturation de la vanne de circulation de fluide dans une position préférentielle d'activation, il envoie un signal de consigne d'activation à l'électrovanne 104 par l'intermédiaire du circuit électrique 101 pour que l'électrovanne 104 permette l'alimentation en 25 dépression de l'actionneur 103 via la deuxième conduite pneumatique 102, induisant ainsi un mouvement de la tige de commande 107. Cette configuration est maintenue tant que le calculateur 100 considère que la position préférentielle d'activation de l'organe d'obturation de la vanne de circulation de fluide doit être maintenue.
Lorsque le calculateur 100 détecte le besoin d'amener l'organe d'obturation de la vanne de circulation de fluide dans une position de sécurité, il envoie un signal de consigne de non-activation à l'électrovanne 104 par l'intermédiaire du circuit électrique 101 pour que l'électrovanne 104 interdise l'alimentation en dépression de l'actionneur 103 via la deuxième conduite pneumatique 102, induisant ainsi un mouvement de la tige de commande 107 sous l'effet du ressort de rappel intégré dans l'actionneur 103. Cette configuration est maintenue tant que le calculateur 100 considère que la position de sécurité de l'organe d'obturation de la vanne de circulation de fluide doit être maintenue.
La figure 2A représente schématiquement une première phase de fonctionnement d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention. Dans cette première phase, le passage d'un niveau bas à un niveau haut du signal électrique bipolaire 200 alimentant le système d'entrainement 202 commande l'activation du premier actionneur 206 pour le déplacement 205 de l'organe d'obturation d'une vanne de circulation de fluide (non représentés sur la figure) solidaire du premier actionneur 206. Le premier actionneur 206 consomme alors un courant non nul 201 pour effectuer le déplacement 205. Le moyen de verrouillage de la position préférentielle d'activation de l'organe d'obturation de la vanne de circulation de fluide, constitué d'un élément mobile 203, d'un système élastique 204 agissant sur l'élément mobile 203 et d'une forme spécifique 207 du premier actionneur 206 apte à collaborer avec l'élément mobile 203 est en attente de verrouillage. La figure 2B représente schématiquement une deuxième phase de fonctionnement d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention. Dans cette deuxième phase, le maintien d'un niveau haut du signal électrique bipolaire 200 alimentant le système d'entrainement 202 commande l'activation du premier actionneur 206 pour terminer le déplacement 205 de l'organe d'obturation d'une vanne de circulation de fluide (non représentés sur la figure) solidaire du premier actionneur 206. Une fois la position préférentielle d'activation 208 atteinte, le moyen de verrouillage de la position préférentielle d'activation de l'organe d'obturation de la vanne de circulation de fluide est activé selon une direction 209 sous l'effet du système élastique 204. L'élément mobile 203 interagit alors avec la forme spécifique 207 pour verrouiller et maintenir en position le premier actionneur 206 solidaire de l'organe d'obturation, avec un courant nul 201 consommé par le système d'entrainement 202. La figure 2C représente schématiquement une troisième phase de fonctionnement d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention. Dans cette troisième phase, le passage d'un niveau haut à un niveau bas du signal électrique bipolaire 200 alimentant le système d'entrainement 202 commande l'activation du deuxième actionneur (non représenté sur la figure) déplaçant l'élément mobile 203 selon une direction 210 opposée à l'effet du système élastique 204. Le moyen de verrouillage de la position préférentielle d'activation de l'organe d'obturation de la vanne de circulation de fluide est alors libéré et le premier actionneur 206 se retrouve déverrouillé et de nouveau mobile.
Un élément de rappel (non représenté sur la figure) apte à amener l'organe d'obturation dans une position de sécurité peut alors agir sur le premier actionneur 206 solidaire de l'organe d'obturation, avec un courant nul 201 consommé par le système d'entrainement 202. La figure 2D représente schématiquement une quatrième phase de fonctionnement d'un système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon l'invention. Dans cette quatrième phase, le maintien d'un niveau bas du signal électrique bipolaire 200 alimentant le système d'entrainement 202 autorise l'élément de rappel (non représenté sur la figure) apte à amener l'organe d'obturation dans une position de sécurité, à agir sur le premier actionneur 206 solidaire de l'organe d'obturation pour l'amener dans une position de sécurité 212 selon un mouvement 211 et de maintenir la position de sécurité 212 avec un courant nul 201 consommé par le système d'entrainement 202. La figure 3 est un graphique représentant l'évolution, au cours du temps et sur un cycle complet de fonctionnement, du signal électrique bipolaire 300-301-302-303- 304 alimentant le système d'entrainement selon l'invention, de la position 305-306- 307-308-309 de l'organe d'obturation d'une vanne de circulation de fluide, du courant 310-311 consommé par le système d'entrainement selon l'invention et du courant 312 activant le deuxième actionneur pour le déverrouillage de l'organe d'obturation d'une vanne de circulation de fluide.
Le passage 301 du signal bipolaire alimentant le système d'entrainement selon l'invention d'un niveau bas 300 à un niveau haut 302 commande l'activation du premier actionneur du système d'entrainement dont le courant consommé passe d'une valeur nulle 300 à une valeur non nulle 310 permettant ainsi le déplacement 306 de l'organe d'obturation d'une vanne de circulation de fluide d'une position de sécurité 305 à une position préférentielle d'activation 307. Une fois la position d'activation 307 atteinte, le moyen de verrouillage du système d'entrainement selon l'invention s'active et le courant consommé par le système d'entrainement passe d'une valeur non-nulle 310 à une valeur nulle 311 sous l'effet d'un système électronique passif composé d'éléments discrets dont le fonctionnement est décrit, à titre d'exemple, sur la figure 6, tout en maintenant la position préférentielle d'activation 307. Cette configuration de fonctionnement est maintenue tant que le signal bipolaire alimentant le système d'entrainement selon l'invention reste à un niveau haut 302. Le passage 303 du signal bipolaire alimentant le système d'entrainement selon l'invention d'un niveau haut 302 à un niveau bas 304 équivalent au niveau bas initial 300, commande l'activation du deuxième actionneur du système d'entrainement selon l'invention. Le courant 312 activant le deuxième actionneur, dont le niveau était nul jusqu'au passage 303, provient d'un système électronique passif composé d'éléments discrets dont le fonctionnement est décrit, à titre d'exemple, sur la figure 6. Le moyen de verrouillage de la position de l'organe d'obturation d'une vanne de circulation de fluide est alors libéré et l'élément de rappel du système d'entrainement selon l'invention amène l'organe d'obturation selon un déplacement 308 d'une position préférentielle d'activation 307 à une position de sécurité 309 équivalente à la position initiale de sécurité 305 avec une consommation de courant nulle 311 du système d'entrainement. Cette configuration de fonctionnement est maintenue tant que le signal bipolaire alimentant le système d'entrainement selon l'invention reste à un niveau bas 304. La figure 4A représente un exemple non limitatif d'une vanne de circulation de fluide 402 en vue de trois quart en coupe partielle. Un système d'entrainement 401 selon l'invention est intégré sur la vanne de circulation de fluide 402, le système d'entrainement 401 déplace l'organe d'obturation 403 de la vanne de circulation de fluide 402 par l'intermédiaire d'un système d'accouplement 404 permettant de relier un élément du premier actionneur 405 du système d'entrainement 401 à un élément 406 solidaire de l'organe d'obturation 403. Le système d'entrainement 401 selon l'invention est alimenté par un signal bipolaire 400. L'organe d'obturation 403 de la vanne de circulation de fluide 402 est représenté en position de sécurité. La figure 4B représente la vanne déjà décrite en figure 4A pour laquelle l'organe d'obturation 403 de la vanne de circulation de fluide 402 est dans une position préférentielle d'activation. La figure 5A représente une vue générale d'un mode de réalisation non limitatif d'un système d'entrainement 500 selon l'invention. Le système d'entrainement 500 est alimenté par un signal bipolaire 507 et comporte un premier actionneur 501 apte à déplacer un premier élément mobile 503 solidaire de l'organe d'obturation de la vanne de circulation de fluide (non représentés sur la figure) dans une position préférentielle d'activation. Le système d'entrainement 500 comporte également un moyen de verrouillage 506 en position préférentielle d'activation constitué par un élément de guidage 504, un deuxième élément mobile 505 activé par un système élastique (non visible sur la figure) et un élément spécifique 503 déplacé par le premier actionneur 501. Le système d'entrainement 500 comporte aussi un élément de rappel (non visible sur la figure) apte à déplacer le premier élément mobile 503 solidaire de l'organe d'obturation d'une vanne de circulation de fluide dans une position de sécurité et un deuxième actionneur 502 agissant sur le deuxième élément mobile 505 et apte à libérer le moyen de verrouillage 506.
Le système d'entrainement 500 comporte enfin un système électronique passif (non visible sur la figure) composé d'éléments discrets dont le fonctionnement est décrit, à titre d'exemple, sur la figure 6. La figure 5B représente une vue en coupe en position de sécurité d'un mode de réalisation non limitatif d'un système d'entrainement 500 selon l'invention. Le système d'entrainement 500 est alimenté par un signal bipolaire 507 à un niveau bas autorisant le maintien de la position de sécurité sans consommation de courant. Le système d'entrainement 500 comporte un premier actionneur 501 apte à déplacer un premier élément mobile 503 solidaire de l'organe d'obturation d'une vanne de circulation de fluide (non représentés sur la figure) par l'intermédiaire d'un axe de transmission 511. L'élément de rappel 509 du système d'entrainement 500 est intégré dans le premier actionneur 501 et agit sur le premier élément mobile 503 solidaire de l'organe d'obturation d'une vanne de circulation de fluide par l'intermédiaire d'un axe de transmission 511 et permet ainsi le maintien de la position de sécurité sans consommation de courant du système d'entrainement 500. Le moyen de verrouillage 506 en position préférentielle d'activation du système d'entrainement 500 est constitué par un deuxième élément mobile 505 activé par un élément élastique 508 et guidé par un élément de guidage 504. Le deuxième élément mobile 505 collabore avec l'élément spécifique 503 en maintenant un contact : il ne permet pas dans la position de sécurité de verrouiller la position du premier élément mobile 503 solidaire de l'organe d'obturation de la vanne de circulation de fluide. Un deuxième actionneur 502 est relié au deuxième élément mobile 505 du système de verrouillage 506 par un moyen d'accouplement 512. Le deuxième actionneur 502 est dans la position de sécurité dans un état inactif. Un système électronique passif 510 composé d'éléments discrets et apte à gérer les états verrouillés et déverrouillés du système d'entrainement 500 selon les niveaux du signal d'alimentation bipolaire 507 est intégré dans le premier actionneur 501. La figure 5C représente la même vue en coupe que celle de la figure 5B pour laquelle le système d'entrainement 500 est dans une position préférentielle 30 d'activation, La figure 6 représente un schéma électrique d'un mode de réalisation non limitatif du système électronique passif du système d'entrainement selon l'invention permettant de gérer les états verrouillés et déverrouillés précédemment décrit. Le système électronique passif est alimenté par un signal bipolaire 600 et est composé d'éléments discrets tels que des résistances, des inductances, des capacités, des transistors, des diodes. L'utilisation de composants électroniques actifs tels que des puces, ASIC, microcontrôleurs ou tout autre système intelligent capable de recevoir un signal, de l'interpréter, de le traiter, de le modifier et de l'envoyer pour ordonner une action à un système en aval est proscrite : il s'agit d'un circuit électronique sans intelligence embarquée. Le premier actionneur 601 du système d'entrainement selon l'invention est constitué d'une résistance R3 et d'une inductance L2. Selon le niveau haut ou bas du signal bipolaire d'alimentation 600, la branche 604 du système électronique passif commande la commutation du composant (type transistor) Q2 et permet de gérer le niveau de courant consommé par le premier actionneur 601. Le deuxième actionneur 602 du système d'entrainement selon l'invention est constitué d'une résistance R1 et d'une inductance Ll. Un élément de stockage, 603 constitué d'au moins un composant Cl apte à emmagasiner et conserver de l'énergie électrique, est chargé quand le signal d'alimentation bipolaire 600 est à son niveau haut. Selon le niveau haut ou bas du signal bipolaire d'alimentation 600, la branche 605 du système électronique passif commande la commutation du composant (type transistor) Q1 et permet de gérer la charge et la décharge de l'élément de stockage 603 dans le deuxième actionneur 602. A titre d'exemple, le composant Cl est un condensateur d'une capacité de 1 mF.
La figure 7 représente une vue globale de trois quart d'un mode de réalisation préférentiel d'un système d'entrainement 700 selon l'invention. Le système d'entrainement 700 est alimenté par un signal bipolaire 701 et est constitué selon l'invention par un premier actionneur relié à un axe de transmission 702 solidaire de l'organe d'obturation d'une vanne de circulation de fluide (non représentés sur la figure), un moyen de verrouillage de l'organe d'obturation en position préférentielle d'activation (non visible sur la figure), un élément de rappel apte à amener l'organe d'obturation en une position de sécurité (non visible sur la figure) et agissant sur l'axe de transmission 702, un deuxième actionneur apte à libérer le moyen de verrouillage (non visible sur la figure), un système électronique passif composé d'éléments discrets et apte à gérer les états verrouillés et déverrouillés du système d'entrainement 700. L'ensemble des éléments constituants le système d'entrainement 700 sont intégrés dans une enveloppe de protection étanche ou non, apte à protéger ces éléments des conditions environnantes, et composée par un boitier 703 fermé par un capot 704, le boitier 703 et le capot 704 étant préférentiellement réalisés en matière plastique, le moyen de fixation du capot 704 sur le boitier 703 étant préférentiellement effectué par soudage, collage, clipage. Le boitier 703 est pourvu de moyens de fixation 705 pour être assemblé sur la vanne de circulation de fluide ou sur tout autre élément solidaire de la vanne. Préférentiellement, les moyens de fixation 705 sont des oreilles, des éléments filetés ou des logements spécifiques s'emboitant dans la vanne de circulation de fluide ou tout autre élément solidaire de la vanne.
Claims (6)
- REVENDICATIONS1 Système d'entrainement (202,401,500,700) d'une vanne (402) de circulation de fluide commandé par un signal électrique bipolaire ayant un niveau haut (302) et un niveau bas (300, 304), comprenant un conduit permettant la circulation d'un fluide, un organe d'obturation (403), un premier actionneur (206, 405, 501, 601) déplaçant ledit organe d'obturation (403), un élément de rappel (509) apte à amener l'organe d'obturation (403) en une position de sécurité, un moyen de verrouillage (506) de la position de l'organe d'obturation (403) en une position préférentielle d'activation, un deuxième actionneur (502) apte à libérer ledit moyen de verrouillage (506), caractérisé en ce que le niveau haut (302) du signal bipolaire commande l'activation du premier actionneur (206, 405, 501, 601) pour le déplacement et le verrouillage de la position de l'organe d'obturation (403) dans la position préférentielle d'activation, en ce que le niveau bas (300, 304) commande l'activation du deuxième actionneur (502) pour le déverrouillage et le retour de l'organe d'obturation (403) dans la position de sécurité sous l'action de l'élément de rappel (509) et en ce que le maintien de la position de sécurité et de la position préférentielle d'activation de l'organe d'obturation (403) est réalisé sans consommation électrique de courant.
- 2. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que le niveau haut (302) correspond à une tension électrique nécessaire à l'activation de la position préférentielle d'activation et en ce que le niveau bas (300, 304) correspond à une tension électrique nulle traduisant l'activation de la position de sécurité.
- 3. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que - dans une première phase, le passage (301) du niveau bas au niveau haut du signal électrique bipolaire provoque un déplacement (205, 306) dudit organe d'obturation (403) de la position de sécurité (212, 305, 309) vers laposition préférentielle d'activation (208, 307) avec une consommation non nulle de courant dudit premier actionneur (206, 405, 501, 601), - dans une deuxième phase, en ce qu'un maintien du niveau haut du signal électrique bipolaire provoque un maintien de la position préférentielle d'activation (208, 307) dudit organe d'obturation (403) avec une consommation nulle de courant des premier (206, 405, 501, 601) et deuxième (502) actionneurs, - dans une troisième phase, en ce qu'un changement (303) du niveau haut au niveau bas du signal électrique bipolaire provoque l'activation dudit deuxième actionneur et la libération dudit organe d'obturation, permettant ainsi au moyen de rappel (509) de ramener ledit organe d'obturation de la position préférentielle d'activation à la position de sécurité avec une consommation nulle de courant dudit premier actionneur (206, 405, 501, 601), - dans une quatrième phase, en ce qu'un maintien du niveau bas (300, 304) du signal électrique bipolaire provoque un maintien de la position de sécurité dudit organe d'obturation avec une consommation nulle de courant des premier (206, 405, 501, 601) et deuxième (502) actionneurs.
- 4. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 3 caractérisé en ce que la gestion des états verrouillé et déverrouillé est assurée par un système électronique passif composé d'éléments discrets.
- 5. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'énergie permettant l'activation dudit deuxième actionneur (502) et la libération dudit organe d'obturation (403) provient d'un élément de stockage appartenant au système électronique passif composé d'éléments discrets.
- 6. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'énergie dudit élément de stockage7. 8. 9. 10. 11. 12. appartenant au système électronique passif, est accumulée lors de la première phase. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'énergie dudit élément de stockage appartenant au système électronique passif, est déchargée lors de la troisième phase. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 6 ou 7 caractérisé en ce que ledit élément de stockage est un condensateur. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier actionneur (206, 405, 501, 601) déplaçant ledit organe d'obturation est un actionneur entrainant directement l'organe d'obturation (403). Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier actionneur (206, 405, 501, 601) déplaçant ledit organe d'obturation est un actionneur entrainant l'organe d'obturation (403) via un mécanisme réducteur ou multiplicateur de mouvement. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément de rappel (509) est un ressort mécanique. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément de rappel (509) est un moyen magnétique. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 11 ou 12 caractérisé en ce que l'élément de rappel (509) est intégré dans le premier actionneur (206, 405, 501, 601). Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de verrouillage (506) est composé d'un premier élément mobile (503) lié au premier actionneur (206, 405, 501, 601) et présentant une discontinuité (207), et d'un deuxième élément mobile (203, 505) lié au deuxième actionneur (502) venant obstruer au moins partiellement la discontinuité du premier élément mobile (503). Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 14 caractérisé en ce que le deuxième élément mobile (203, 505) comprend un ressort mécanique (204, 508) venant contraindre le deuxième élément mobile (203, 505) dans la discontinuité du premier élément mobile (503). Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 14 caractérisé en ce que le deuxième élément mobile (505) comprend un moyen magnétique (204, 508) venant contraindre le deuxième élément mobile (203, 505) dans la discontinuité du premier élément mobile (503). Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 15 ou 16 caractérisé en ce que le premier élément mobile (503) est intégré dans le premier actionneur (206, 405, 501, 601). Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 15 ou 16 caractérisé en ce que le deuxième élément mobile (203, 505) est intégré dans le deuxième actionneur (502).19. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que le deuxième actionneur (502) entraine directement le moyen de verrouillage (506). 20. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que le deuxième actionneur (502) entraine le moyen de verrouillage (506) via un mécanisme réducteur ou multiplicateur de mouvement. 21. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier actionneur (206, 405, 501, 601) effectue un mouvement rotatif et en ce que le deuxième actionneur (502) effectue un mouvement linéaire. 22. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que les premier (206, 405, 501, 601) et deuxième (502) actionneurs effectuent des mouvements linéaires. 23. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que les premier (206, 405, 501, 601) et deuxième (502) actionneurs partagent en partie le même circuit magnétique et une même bobine. 24. Système d'entrainement d'une vanne de circulation de fluide selon la revendication 1 et 8 caractérisé en ce que le premier actionneur (206, 405, 501, 601), l'élément de rappel (509), le moyen de verrouillage (506), le deuxième actionneur (502), le système électronique passif sont intégrés dans un boitier fermé et étanche.30
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