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Dispositif pour le réglage automatique des proportions de mélange de deux corps en mouvement en voie de se mélanger.
Pour résoudre le problème, fréquemment rencontré dans la technique, de maintenir automatiquement constantes les proportions de mélange de deux ou de plusieurs liquides ou gaz, on a déjà proposé différentes solutions. En général, on procède de la façon suivante:
On intercale dans la conduite d'admission des dispositifs de mesurage et notamment des organes de retenue (par exemple des obturateurs) à l'aide desquels on peut agir alors sur la quantité des différents corps. ou bien on choisit un rapport déterminé des sections de passage à la sortie et on établit @
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le réglage de manière à conserver une pression constante dans les conduites.
Ces deux procédés de réglage sont peu précis lorsqu'il s'agit de petites quantités et ne peuvent convenir lorsque les quantités varient dans de larges limites, spécialement lorsque la régularité du mélange doit répondre à des condi- tions sévères, comme cela se présente par exemple lorsque le mélange de gaz est utilisé pour la marche de machines.
Ainsi, lorsqu'on utilisant la première des deux solutions indiquées ci-dessus, on désire maintenir dans des limites économiques la perte de charge pour les quantités maxima, les Impulsions de commande pour les quantités minima devien- nent tellement faibles qu'elles sont Insuffisantes pour ob- tenir une commande irréprochable du dispositif régulateur.
Pour des chutes de pression aussi réduites, de faibles va- riations de la pression entraînent des variations notables des quantités individuelles des corps en circulation, ce qui donne lieu à, une nouvelle diminution du rendement.
Pour la seconde des deux solutions mentionnées, les con- ditions sont à peu près analogues; si l'on désire obtenir dans ce cas un mélange qui ne soit pas Influencé par de fai- bles fluctuations de pression, une chute de pression détermi- née doit exister à l'endroit où se fait le mélange. Comme on ne peut pas augmenter cette chute de pression à volonté lorsqu'il s'agit de grande débits, il ne se produit pour de petites quantités qu'une très faible chute de pression et par conséquent une action Incertaine.
Le dispositif décrit ci-dessus évite cet inconvénient en maintenant automatiquement constante la chute de pression à l'endroit où se fait le mélange, indépendamment des quanti- tés totales débitées. Ceci s'obtient en modifiant d'une
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manière appropriée la section de passage à l'endroit où se fait le mélange, les sections étant modifiées simultanément pour tous les courants partiels, de telle manière que le rapport entre les débits de ces divers courants reste contstant.
Du fait que la chute de pression est ainsi maintenue à une valeur constante déterminée, on bénéficie dans tous les cas de l'avantage connu, que de faibles fluctuations de pression n'agissent que dans une faible mesure sur les proportions du mélange. L'appareil fournit donc quelque soit le débit, un mélange remplissant les conditions voulues.
La Fig. 1 montre une forme d'exécution de l'invention dans le cas simple d'un mélange de deux gaz.
Un gaz principal arrive par les conduites 1 et 3 au point d'utilisation 4 ; un gaz auxiliaire arrivant par la con- duite 2 - 2a se mélange au premier. un premier papillon d'é- tranglement 6 qui est influencé par la pression régnant dans les conduites 1 et 21. par l'intermédiaire d'un mécanisme de commande 5, a pour effet de maintenir dans la conduite 2a une pression toujours identique à celle qui règne dans la condui- te 1.7 et 8 désignent des papillons d'étranglement qui sont reliés ensemble par un arbre 9 ou par une transmission ap- propriée de telle façon que pour toutes les positions du mé- canisme de commande 10 qui les actionne, le rapport entre la section de passage du papillon 7 et celle du papillon 8 reste constant.
Le mécanisme de commande 10 a pour effet de mainte- nir constante en tout temps la chute de pression occasionnée par le papillon 8 (ainsi que celle due au papillon 7 par suite de l'égalité des pressions entre 1 et 2a).
On comprendra le fonctionnement par les exemples suivants:
Si la consommation augmente en 4, il s'établit au papil- on 8 une chute de pression plus grande et le mécanisme de
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commande 10 ouvre ce papillon davantage, de telle sorte que la chute de pression désirée est de nouveau rétablie. Le papillon 7 est actionné en même temps que le papillon 8 et s'il se produit de ce fait un changement de pression dans la conduite 21 par rapport à la conduite 1, cette variation de pression est de nouveau compensée par le mécanisme de commande 5 et le papillon 6.
Comme dans' cette nouvelle posi- tion des papillons 7 et 8, le rapport des sections de passa- ge pour les deux gaz reste le même que précédemment, le mélan- ge reste aussi inchangé. si la pression augmente dans la conduite 1. lorsque la consommation reste constante, le mécanisme de commande 5 et le papillon 6 portent la pression dans la conduite 2a à la même valeur.
Dans le cas inverse, (diminution de la consommation en 4, chute de pression dans la conduite 1) le réglage se fait également en sens inverse.
On a supposé que la pression dans la conduite 2 est toujours plus élevée que dans la conduite 1. Si ce n'est pas le cas, la pression dans la conduite 2 doit être augmentée à l'aide d'un ventilateur ou bien la pression dans la conduite 1 doit être réduite à l'aide d'un régulateur de pression ou autre appareil analogue.
En pratique, on pose en général la condition que les proportions du mélange des deux gaz doivent pouvoir être ré- glées entre certaines limites. Ceci peut être réalisé par le dispositif décrit précédemment si l'on donne à l'un des deux organes d'étranglement 7 ou 8 ou à ces deux organes une forme de construction, spéciale.
Les tige. 2 et 3 montrent un organe d'étrangleetn 7
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construit de cette manière; la Figure 2 en est une coupe verticale suivant la ligne A-A de la Fig. 3. tandis que la Fig 3 est une coupe horizontale suivant la ligne B-B de la Fig. 2. L'extrémité de la conduite 21 et le commencement de la conduite 3 y sont indiquée. L'organe d'étranglement propre- ment dit est constitué par une enveloppe 11 et un tiroir à secteur 12 qui peut tourner en regard de l'orifice de passage 13 de l'enveloppe lorsque l'arbre 14 tourne sous l'action du mécanisme de commande 10 non représenté ici.
Enn faisant tour- ner le volant de manoeuvre 15 on provoque le soulèvement ou l'abaissement de la tige filetée 16, et on règle ainsi d'une manière correspondante la position du registre 17 dans le sens de la hauteur, Ce dernier permet ainsi d'obturer à vo- lonté une partie plus ou moins grande du passage 13, de telle manière que la section de passage de l'organe d'étranglement reste proportionnelle à la déviation du tiroir circulaire 12 et par conséquent de l'arbre 14, si l'autre organe d'étran- glement accouple à ce premier organe est également construit de telle façon que les sections de passage qu'il peut donner sont proportionnelles à l'amplitude de la rotation de l'arbre 14, on remplit la condition que pour chaque position choisie du volant de manoeuvre 15 et par conséquent du registre 17,
le rapport des sections de passage dans les deux organes d'étranglement est constant quelle que soit la position du mécanisme de commande 10. On peut aisément remplir la condi- tion imposée pour l'autre organe d'étranglement mentionné, en lui donnant une forme de construction analogue à celle qui a été décrite, le second organe pouvant être pourvu éga- lement d'un registre spécial semblable à l'organe 17 ou pou- vant également être construit sans ce dispositif.
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sans laisser de coté les avantages principaux de ce procédé, on peut également régler le mélange en maintenant, suivant les proportions de mélange à obtenir, la pression dans la conduite 2a au moyen du mécanisme de commande 5 et de l'organe d'étranglement 6 non pas égale à la pression qui règne dans la conduite 1, mais supérieure ou Inférieure à celle-ci d'une quantité constante. Les organes d'étrangle- ment peuvent être alors notablement plus simples et être cons- truite par exemple sous forme de papillons d'étranglement ordinaires, On obtient donc ainsi l'avantage d'une plus grande simplicité de construction, d'autant plus qu'on peut employer pour le réglage du mélange le dispositif que doit comporter de toute façon chaque mécanisme de commande 5 en vue de l'ajustement.
Un cas spécial de réglage du mélange se présente lors- qu'on veut maintenir automatiquement constant le pouvoir ca- lorifique du mélange de gaz combustibels.Le pouvoir calorifi- que du mélange est influencé d'une part par les fluctuations de pression rapides et d'autre part, par les fluctuations lentes des pouvoirs calorifiques des différents éléments consgitutifsdu mélange. Le problème peut être résolu en ap- piicant le principe ci-dessus décrit.
Dans une disposition suivant les Fige. 1 à 3, l'influence des fluctuations de la pression est déjà compensée et il suffit de tenir compte uniquement des fluctuations de la puissance calorifique. ceci peut être réalisé en plaçant le registre de réglage 17 de l'un ou des deux organes d'étranglement 7 et 8 ou le disposi- tif de réglage du mécanisme de commande 5 sous l'influence d'un calorimètre, qui contrôla le pouvoir calorifique du mé- lange. Evidemment il y a lieu d'intercaler un dispositif de .relais entre le calorimètre, qui n'est en mesure d'exercer que
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de faibles efforts et le registre 17 ou le mécanisme de com- mande 5.
Dans ce but, on peut choisir purement et simplement les systèmes électriques ou hydrauliques connus et il est recommandable dans ce cas d'intercaler entre le calorimètre et le dispositif de réglage qu'il actionne (17,5,) un dis- positif de retour.
REVENDICATIONS
EMI7.1
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1.- Dispositifpour le réglage automatique des propor- tions de mélange de deux corps en mouvement en voie de se mélanger, particulièrement lorsqu'il s'agit de débits très variables, caractérisé en ce que la chute de pression dans chacune des conduites secondaires aboutissant à la conduite de mélange est maintenue égale et constante, la section de sortie des conduites secondaires étant déterminée par des organes d'étranglement construits et accouplés de telle fagon que pour toutes les positions du mécanisme de commande, donc pour tous les débits, leurs sections de passage sont dans le même rapport.