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US11022232B2 - Valve with proportional electromagnetic actuator

dc.rights.licenseOTHen_US
dc.contributor.authorPaulus, Nicolas
dc.date.accessioned2024-02-14T12:14:29Z
dc.date.available2024-02-14T12:14:29Z
dc.date.issued2021-06-01
dc.identifier.govdocUS11022232B2en_US
dc.identifier.urihttps://luck.synhera.be/handle/123456789/2611
dc.description.abstractOne limitation of conventional monostable solenoïd actuators, especially the proportional ones (which are not only used in ON/OFF regulation but on whole the stroke window, which require radial and not axial airgaps), is that the force that they can provide is quite limited for a given size of actuator. This is because the mobile part is usually set in the center of the actuator and it saturates easily as electromagnetic fluxes concentrate to the center of the actuator. With proportional actuator, it is even truer since radial air gaps are "less efficient" than axial airgap (used especially in ON/OFF actuators). To solve this problem, one can widen the section (and length) of the mobile part but this will also make it more difficult to move and that is not wanted. It is always better for the mobile part to be small and mostly light. In addition, a wider center diameter will induce much heavier coils for the same number of loops (more wiring, resistance increases so the length must increase as well). This leads to exponential actuator size and mass. This invention allows a mobile part that is not in the center of the solenoïd so the mobile part mass can be optimized as wanted. The integration is also easier as the rest of the actuator (fixed parts) can "be designed as once" : dimensions of the mobile part have almost no impact on the size of the center part (and thus on the size and mass of the coil). At last, the magnetic fluxes no longer change direction in the mobile part (only radial direction from one airgap to the other) so it is less prone to saturation singularities (that can become very problematic with proportional actuators).en_US
dc.description.abstractfrUne limitation des actionneurs solénoïdes monostables conventionnels, en particulier ceux proportionnels (qui ne sont pas uniquement utilisés en régulation ON/OFF mais sur leur course, nécessitant des entrefer radiaux et non axiaux), est que la force qu'ils peuvent fournir est assez limitée pour une taille d'actionneur donnée. Cela est dû au fait que la partie mobile est généralement placée au centre de l'actionneur et elle se sature facilement car les flux électromagnétiques se concentrent vers le centre de l'actionneur. Avec un actionneur proportionnel, cela est encore plus vrai puisque les entrefer radiaux sont "moins efficaces" que l'entrefer axial (utilisé notamment dans les actionneurs ON/OFF). Pour résoudre ce problème, on peut élargir la section (et la longueur) de la partie mobile mais cela la rendra également plus difficile à déplacer, ce qui n'est pas souhaitable. Il est toujours préférable que la partie mobile soit petite et surtout légère. De plus, un diamètre central plus large induira des bobines beaucoup plus lourdes pour le même nombre de spires (plus de longueur de câble, la résistance augmente donc le diamètre du câble doit également augmenter). Cela conduit à une taille et une masse exponentielles de l'actionneur. Cette invention permet une partie mobile qui n'est pas au centre du solénoïde, donc la masse de la partie mobile peut être optimisée comme souhaité. L'intégration est également facilitée car le reste de l'actionneur (parties fixes) peut "être conçu d'un coup" : les dimensions de la partie mobile ont presque aucun impact sur la taille de la partie centrale (et donc sur la taille et la masse de la bobine). Enfin, les flux magnétiques ne changent plus de direction dans la partie mobile (la direction est uniquement radiale d'un entrefer à l'autre), elle est donc moins sujette aux singularités de saturation (qui peuvent devenir très problématiques avec les actionneurs proportionnels).en_US
dc.description.abstractenOne limitation of conventional monostable solenoïd actuators, especially the proportional ones (which are not only used in ON/OFF regulation but on whole the stroke window, which require radial and not axial airgaps), is that the force that they can provide is quite limited for a given size of actuator. This is because the mobile part is usually set in the center of the actuator and it saturates easily as electromagnetic fluxes concentrate to the center of the actuator. With proportional actuator, it is even truer since radial air gaps are "less efficient" than axial airgap (used especially in ON/OFF actuators). To solve this problem, one can widen the section (and length) of the mobile part but this will also make it more difficult to move and that is not wanted. It is always better for the mobile part to be small and mostly light. In addition, a wider center diameter will induce much heavier coils for the same number of loops (more wiring, resistance increases so the length must increase as well). This leads to exponential actuator size and mass. This invention allows a mobile part that is not in the center of the solenoïd so the mobile part mass can be optimized as wanted. The integration is also easier as the rest of the actuator (fixed parts) can "be designed as once" : dimensions of the mobile part have almost no impact on the size of the center part (and thus on the size and mass of the coil). At last, the magnetic fluxes no longer change direction in the mobile part (only radial direction from one airgap to the other) so it is less prone to saturation singularities (that can become very problematic with proportional actuators).en_US
dc.description.sponsorshipOTHen_US
dc.format.mediumOTHen_US
dc.language.isoENen_US
dc.rights.urihttps://orbi.uliege.be/handle/2268/261053en_US
dc.subjectValveen_US
dc.subjectActuatoren_US
dc.subjectSolenoiden_US
dc.subjectProportionalen_US
dc.subject.frVanneen_US
dc.subject.frActionneuren_US
dc.subject.frSolénoïdeen_US
dc.subject.frProportionnelen_US
dc.subject.enValveen_US
dc.subject.enActuatoren_US
dc.subject.enSolenoïden_US
dc.subject.enProportionalen_US
dc.titleUS11022232B2 - Valve with proportional electromagnetic actuatoren_US
dc.title.enUS11022232B2 - Valve with proportional electromagnetic actuatoren_US
dc.title.frUS11022232B2 - Vanne à actionneur électromagnétique proportionnelen_US
dc.typeBreveten_US
synhera.classificationIngénierie, informatique & technologieen_US
synhera.institutionHE de la Province de Liègeen_US
synhera.otherinstitutionSafran Aero Boostersen_US
dc.rights.holderSafran Aero Boostersen_US


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