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" Rhéostat automatique de démarrage pour moteurs électriques ."
La présente invention consiste en un rhéostat de démarrage pour moteurs électriques, essentiellement carac- térisé en ce que les électrodes sont fixes, tandis que c'est le liquide, sous l'effet de la rotation du moteur électrique lui -même à mettre en'marche, qui se déplace automatiquement pour venir baigner de plus en plus lesdites électrodes fi- xes, afin d'en diminuer la résistance et finalement provo-
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quer leur court-circuitae
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Elle consiste également en un mode de réalisation d'un semblable rhéostat de démarrage dans lequel le déplace- ment du liquide à l'intérieur de la cuve contenant les élec- trodes est provoqué au moyen d'une pompe de type quelconque, commandée par le moteur électrique à mettre en marche,
cette cuve munie à sa partie supérieure d'une canalisation de re- tour du liquide, étant fermée par une xxxxxx membrane sou- ple susceptible, en se soulevant, de provoquer, par.l'entre- mise d'organes appropriés, le court-circuitage des électro- des reliées elles-mêmes aux bagues du moteur .
L'invention vise également certaines autres dispositions particulièrement intéressantes et qui notamment sont les suivantes : une soupape de retenue destinée à freiner le liquide au moment du remplissage et à faciliter au contrai- re la vidange un dispositif de réglage de la montée du liqui- de ; la forme des électrodes ; leur dispositif de court-circuitage ; celui de retour du liquide à la cuve inférieure.
L'invention concerne également certaines va- riantes de réalisation suivant lesquelles :
1 pour éviter les évaporations du liquide, principalement lorsque le rhéostat est chaud, et pour per- mettre des rentrées d'air, lorsque la dépression devient trop forte ou inversement, l'orifice de remplissage de la cuve est muni d'une soupape hydraulique ;
2& pour maintenir rigoureusement constant le niveau du liquide dans la cuve, il est prévu un dispositif de remplissage constitué d'un réservoir supplémentaire
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disposé à la partie supérieure de l'appareil et mis en com- munication avec un tube plongeant dans le rhéostat jusqu'au niveau inférieur du liquide ,par l'intermédiaire d'une sou- pape à ressort commandée par le bochon de remplissage du ne réservoir supplémentaire, de façon à ce qu'ellesoit ouver- te que lorsque ce bouchon est complètement vissé
3 pour permettre la suppression du presse-é- toupe placé à la sortie de la cuve sur l'arbre de la turbine élévatrice, ce point de sortie de l'arbre est reporté au- dessus du niveau supérieur du liquide,
soit au moyen d'un renvoi par poulie et courroie ou engrenages, soit en dispo- sant la turbine dans un plan horizontal, de façon à ce que son arbre soit vertical ;
4 pour servir de première résistance de démar- rage au cas où le niveau du liquide serait insuffisant et pour échauffer rapidement ce liquide, de façon à lui donner le plus rapidement possible sa température et sa résistivité normales de fonctionnement, les extrémités inférieures des électrodes sont réunies entre elles par un fil (Sa toute au- tre résistance électrique plongeant dans le liquide .
L'invention pourra de toute façon être bien comprise 'à l'aide de la description complèmentaire qui suit et du dessin schématique ci-annexé, lesquels description et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indica- ti.on .
Fig. I en est une coupe en élévation suivant 1-1 des figures 2 et 3 Fige 2 est une seconde coupe en élévation dé- calée de 90 par rapport à la précédente et faite suivant 2-2 des figures I et 3 .
Fig. 3 est une coupe en plan des bornes avec leur plaque de court-circuitage faite suivant 3-3 des fi- gures I et 2 .
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Pige 4 est une coupe en élévation d'une variante de réalisation suivant 4-4 de la figure 5;
Fig. 5 est une autre coupe de la même variante de réalisation suivant 5-5 de la figure 6 ;
Fig. 6 en est une vue par dessus, couvercle en- levé ; Pige 7 montre en élévation en coupe longitudina- le, le systéme de soupape hydraulique et de remplissage au- tomatique ;
Fig. 8 représente un dispositif permettant de supprimer le press-étoupe de'l'arbre de la turbine ;
Fig. 9' représente les électrodes réunies entre elles à leur extrémité inférieure par des résistances élec- triques ;
Fig. 10 montre la commande de cette turbine par un moteur auxiliaire .
Selon l'invention, l'appareil se compose d'une cuve I à plusieurs compartiments dans laquelle est versée par les bouchons 2. et 3 jusqu'à un niveau déterminé, une certaine quantité de liquide conducteur, tel que par exemple : uneso- lution de cristaux de carbonate de soude, ou encore des sels de cuisine dissous dans de l'eau .
Trois plaques métalliques 4, 5,6, isolées élec- triquement les unes des autres sont fixées d'une façon rigi- de dans le compartiment supérieur 7 de la cuve I, dont elles sont également isolées .
A la base de cette cuve, et sur un coté se trou- ve un'rotor à palettes centrifuges planes 8, enfermé dans un carter 9 . Ce rotor est calé sur un arbre 10 et peut rece- voir un mouvement de rotation à 1!aide d'une poulie II.
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Un presse-étoupe 12 assure l'étanchéité au pas- sage de l'arbre .
Ces trois plaques fixes 4 5, 6, portent des bornes 13, qui permettent de les relier aux bagues du moteur démarrer .
Du coté opposé, ces trois mêmes plaques sont reliées en 14 à trois autres bornes 15, 16, 17 placées dans le couvercle 18 dela cuve et isolées électriquement par rap- port à lui .
Ces trois dernières bornes portent en dessous de ce couvercle des bossages 19, 20 et 21, tandis que à l'intersection des lignes joignant leur centre, une plaque de métal 22 repose sur une membrane souple et isolante 23 cons- tituant une cloison étanche entre le compartiment 7 et celui 24 limité par le couvercle 18 .
Cette plaque de métal est maintenue appliquée contra cette membrane souple par l'intermédiaire d'un petit ressort 25 .
Immédiatement en dessous de cette membrane fle- xible 23 se/prouve, sur le côté gauche de la .figure 2 un ca- nal 26 qui fait communiquer le compartiment supérieur 7 avec un réservoir inférieur 27 muni d'un bouchon de vidange 28.
Le fonctionnement d'un tel dispositi est le suivant :
Supposons qu'il s'agisse de démarrer un moteur électrique quelconque .
Pour cela, le rhéostat précité est placé à cô- té du moteur électrique, et l'arbre de ce moteur comporte une petite ppulie qui est mise en liaison par une petite courroie avec la poulie II du rhéostat de démarrage précité.
Les bornes des balais du moteur sont connectées avec les bornes IS du rhéostat de démarrée précité .
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Une certaine quantité de liquide est versée par les bouchons 2 xx ou 3 jusqu'à ce que les extrémités dus élec- trodes 4, 5, 6, soient partiellement plongées dans ce liquide (position représentée sur le dessin ).
Si maintenant, on ferme le circuit sur le moteur à mettre en route, celui-ci commence à tourner lentement par suite de la grande résistance offerte par les électrodes 4,5, 6 qui ne plongent que très peu dans la solution .
En tournant, il entraîne ainsi la poulie II et le rotor 8 par l'intermédiaire de l'arbre 10 .
Le liquide contenu dans le réservoir 27 se trou- ve alors aspiré par la force centrifuge développée dans le ro- tor, sous l'influence de sa rotation et le niveau du liquide baisse dans le compartiment 27, tandis qu'il monte au contrai- re dans lecompartiment 7, immergeant ainsi de plus en plus les électrodes résistantes .
Sous l'influence de cette montée du liquide, la résistance diminue et le moteur accélère sa vitesse jusqu'à ce que le liquide arrivant à sa partie supérieure, le réservoir 27 se trouve presque complètement vidé, tandis qu'au contraire, le compartiment 7 est presque complètement plein .
A ce moment, la résistance des électrodes de- vient extrêmement faible, tant parce qu'elles sont presque complètement immergées, que parce qu'elles sont prévues se rapprochant les unes des autres pour diminuer leur/sistance électrique interne lors de leur plongée .
L'appareil continuant à tourner le liquide tend à continuer à monter, mais à ce moment, il rencontre la membrane souple 23 qui s'oppose à son passage .
Le liquide commence par conséquent à s'écouler parle canal 26
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Toutefois, ce canal suffisant pour satisfaire à l'échappement de l'air, ne permet pas le débit du liquide, refoulé par la pompe 8, de sorte que la pression du liquide monte et la membrane souple se soulève jusqu'à, ce que la ron- delle 22 vienne en contact avec les plots supérieurs 19,20, 21 qui court-circuitent alors le circuit de mise en marche du moteur .
A ce moment, la circulation du liquide xx con- tinue à s'effectuer, une partie s'échappe par le canal 26, tandis qu'une autre partie est arrêtée dans la pompe elle-mê- me du fait de la résistance ainsi rencontrée o
Les choses restent ainsi en état tant que le moteur est régulièrement alimenté
Si l'on suppose maintenant une rupture de cou- rant accidentelle ou provoquée par l'ouverture d'un interrup- teur ou d'un contacteur électrique par exemple, le moteur s'arrête et au fur et à mesure ralentit de vitesse ainsi que le rotor 8 .
La, force centrifuge donnée par cette sorte de pompe devenant insuffisante, le liquide contenu dans le réser- voir supérieur 7 commence à revenir en arrière par les ouies 29 de cette pompe .
Sous l'influence du ressort supérieur 25 le court-circuit est immédiatement coupé, puis le liquide des- cendant dans le réservoir 7, la résistance augmente jusqu'au moment où le niveau inférieur est à nouveau rétabli(position représentée sur le dessin ).
A ce moment, tout est prêt pour une nouvelle mise en route
Dans une variante de réalisation représentée dans les figures 4 à 6 la cuve se compose de deux éléments
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superposées 21 et 42, réunis entre eux à mi-hauteur' . La turbine 8 est placée dans une sorte de goulotte de section trapézoïdele que porte l'élément inférieur 41 . Cette cuve porte également des pattes de fixation 43.
Le carter de la turbine possède des ouies dont les dimensions sont très largement calculées .
La coquille b du côté gauche de la turbine 8 comporte une vis de réglage c qui tient le jeu latéral de cette turbine, tandis que la coquille du côté droit d fait corps avec la plaque de fermeture e, qui ferme l'orifice prévu dans la cuve pour l'introduction de cette turbine .
Cette même pièce comporte en outre le petit preesse étoupe f nécessaire pour empêcher les pertes de liqui- de .
L'air des palettes a de cette turbine est en outre placé dans la partie médiane des cuves, de façon à ali- menter régulièrement la cuve supérieure.
L'appareil comporte une soupape de retenue, dont le but est d'empêcher une montée trop rapide du li- quide .. Elle se compose dtùne pièce xxxxxxxxxx maintenue appliquée contre le fond de la cuve, par l'intermédiaire d'un joint épais en caoutchouc Cette pièce porte toute une série de lumièrs rectangulaires k qui peuvent être bou- chées par une plaque de caoutchouc h .
Une butée en tôle perforée i est placée en des- sous pour empêcher que le caoutchouc h ne se déforme .Cette butée tient en outre ce caoutchouc en place .
Le fonctionnement de cette soupape de retenue est le suivant :
Dès que la turbine 8 se met en route, lere- foulement de l'eau ferme la soupape de caoutchouc h et ob- ture les lumières k de la soupape de retenue j, empêchant absolument l'eau de pàsser par cet endroit .
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Si au contraire, la turbine s'arrête et si l'on suppose le niveau d'eau complètement remonté dans la par- tie supérieure, la pression de l'eau fait ouvrir cette sou- pape de retenue, et l'eau s'écoule rapidement dans le ré- servoir inférieur, par les très larges orifices prévus à cet effet .
Un dispositif de réglage de la montée du liqui- de a été prévu sur cet appareil .
Il se compose simplement d'un orifice 1 percé dans la paroi qui communique avec la turbine d'élévation Cet orifice se trouve bouché par un bouchon m que l'on peut visser plus ou moins, pour obturer plus ou moins ledit ori- fice 1 .
Un deuxième bouchon n est prévr pour empêcher toutes pertes de liquides en temps normal
Ce dispositif de réglage peut, en outre, être commandé directement de l'extérieur en remplaçant le se- cond bouchon n par une tige avec presse-étoupe, non repré sentés sur le dessin
Suivant, par conséquent que le rhéostat doit être réglé une fois pour toutes, ou suivant les besoins, l'une ou l'autre de ces dispositions peut être adoptée
L'orifice de remplissage prévu (fig.4) sur le côté gauche de la cuve, est pourvu d'une grille o pour éviter toutes introductions de matières étrangères qui pourraient gêner le fonctionnement de l'ensemble .
Le bouchon n forme en même temps indicateur de niveau de liquide .Il porte , cet effet, une tige verti- cale sur laquelle on peut poinçonner les niveaux minima et maxima Pour être facilement mesurable, ce bouchon se ferme à baïonnette, de sorte que pour mesurer le niveau du
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liquide, il suffit de poser le bôuchon en place, et de le re- lever sans qu'un vissage quelconque en modifie e niveau .
Les électrodes 4, 5, 6, ont une forme en coupe, triangulaire à la base, puis rectangulaire à leur partie su- périeure,et, vues de xxx face, trapézoïdale à leur base et rectangulaire à la partie supérieure .
La combinaison de ces formes a l'avantage de don- ner les résultats suivants :
1 Grande résistance électrique lorsque les élec- trodes sont très peu plongées, du fait de la faible surface immergée et de leur écartement respectif assez grand .
2 Très faible résistance électrique lorsqu'elles sont complètement immergées immédiatement avant court-circuit, du fait de leur très grande surface de contact et dé leur très faible écartement .
Elles sont en outre disposées à distance égale, en tre elles, et, vues en coupe, la distance qui sépare les deux électrodes extrêmes des flancs latéraux de la cuve supé- rieure, est moitié de la distance qui les sépare eltre elles, de sorte que leur résistance électrique, l'une par rapport l'autre, reste constante .
C'est-à-dire. si on appelle 4, 5, 6, les élec- trodes qui précédent, on veut dire que le, distance entre 6 et 4 est identique à celle entre 4 et 5, et celle entre 5 et 6, le circuit électrique se fermant par l'intermédiaire de la, cuve dont les électrodes ne sont écartées que par deux fois la demie distance qui précéde c'est-à-dire une fois la distance .
A leur partie supérieure, ces électrodes possè- dent deux boulons métalliques y bons conducteurs, soudés, vis- sés ou rivés, qui servent alors pour -les! connexions .
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Le dispositif de court-circuit se compose d'un ensemble placé à la partie supérieure de l'appareil, et qui comporte un joint à diaphragme 23 en caoutchouc ou en matière élastique similaire, cuir ou autre Ce joint caoutchouc est maintenu en place par une pièce isolante r vissée sur le des- sus de l'appareil .
Cette membrane caoutchouc forme en xxx même temps joint étanche tout autour
A l'intérieur de cette pièce isolante r, est prévu un grand trou qui permet de placer une pièce métalli- que s, assez lourde, en forme de parallélipipède, rectangu- laire peu haut, et sur cette pièce est vissée à,son tour une plaque de cuivre t, ayant la forme montrée fig.9. Ladite piè- ce s porte deux tiges u et v, qui coulissent dans une pièce isolante placée à la partie supérieure .
Enfin, des barrettes de cuivre x relient les deux tiges rénnies aux électrodes .
Quant à la pièce w elle-même, elle a une forme assez évasée pour servir en même temps de protection élàc- trique aux barrettes de cuivre qui réunissent les électrodes entre elles .
Le fonctionnement du dispositif de court-cir- cuit est le suivant :
Lorsque le liquide arrive à la partie supérieu- re, la pression soulève la membrane élastique 23 qui soulè- ve à son tour la pièce lourde métallique s, dont la partie supérieure vient buter contre les trois barrettes de cuivre x réunies respectivement aux trois électrodes pour les court- circuiter .
La forme ondulée des barrettes de cuivre permet un bon contact, quelles que soient les petites différences
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de niveau qu'elles peuvent avoir . En outre, le coulissement des tiges u et v, à l'intérieur de la pièce isolante supérieu- re w empêche que ce dispositif se lève de travers, et l'oblige par conséquent à se lever bien d'aplomb .
L'ensemble est enfin recouvert d'un couvercle 36, dont le bouchon de fixation 37 peut 'être lemême par exem- ple que le bouchon utilisée pour l'orifice de remplissage . Ce couvercle possède trois orifices 38 de forme voulue pour le passage des fils électriques 38.
Dans la réalisation représentée figure 7, l'ori- fice de remplissage de la cuve est muni d'une soupape hydrau- lique constituée d'un tube A qui plonge dans le liquide, lors- que celui-ci, après avoir été remonté par la turbine, est dans la partie xxxx supérieure du rhéostat . Ce tube comporte en outre une petite cuvette B qui reste constamment pleine de liquide, même lorsque le rhéostat fonctionne, c'est-à-dire lors- que le niveau est descendu (cas du dessin fig. I).
Cette disposition permet ainsi d'éviter les éva- porations du liquide, lorsque le rhéostat est chaud,c'est-à-di- re lorsqu'il a beaucoup fonctionné ou bien encore lorsque la température ambiante/est très élevée .
Cette soupape hydraulique permet néanmoins à l'appareil de respirer, c'est-à-dire de laisser entrer de l'air lorsque la dépression devient trop forte ou, inversement, d'un laisser sortir, lorsque la pression dépasse unecertaine limite.
Pour re-condenser dans la mesure du possible,les vapeurs ainsi produites, la partie supérieure de ce tube A dé- bouche dans une cavité C qui forme une sorte de condenseur .
Cette cavité se trouve en effet à une température plus basse que la température du rhéostat, puisqu'elle est environ à la température ambiante, tandis que le rhéostat prend obligatoi- , reinent une température plus élevée que la température ambiante,
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du fait de la transformation en calories de l'énergie électrique qu'il absorbe par sa résistance
Cette cavité comporte, en outre, à sa partie su- périeure, des évents D, pour permettre l'échappement ou la ren- trée de gaz de respiration du rhéostat Cet ensemble peut être complèté par un dispositif de remplissage, destiné à tenir rigoureusement constant le niveau da liquide dans le rhéostat.
Cette disposition comporte un couvercle supérieur E formant en même temps réservoir de liquide .
Sur un des côtés, ce couvercle est muni d'un bou- chon de remplissage F, qui, lorsqu'il est vissé à fond, pro- voque l'ouverture par une tige G d'une petite soupape H per- mettant au liquide de s'écouler par la. partie inférieure de ce couvercle formant réservoir
Ce couvercle étant en place, il vient se placer par l'intermédiaire d'un joint étanche J, sur un tube K qui plonge dans le rhéostat jusqu'au niveau inférieur de ce rhéos- tat, c'est-à-dire jusqu'au niveau atteint par le liquide dans la cuve inférieure, lorsque la turbine a rempli entièrement la cuve supérieure
Si le réservoir supérieur contenu dans le chapeau est maintenu entièrement étanche, c'est-à-dire si, le bouchon de remplissage F a été vissé d'une manière étanche sur ce réservoir, on con coit très facilement que si, pour une raison quelconque, évaporation ou autre,
le rhéostat vient manquer d'eau, l'air remontant par le tube! permet à l'eau contenue dans le couvercle du réservoir supérieur, de s'écouler en quan- tité suffisante pour rétablir le niveau, exactement comme cela se produit dans certains abreuvoirs déjà connus, utilisés no- tamment pour les oiseaux
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Le rôle de la soupape! prévue à la base du cou- vercle formant réservoir, est d'éviter que, pendant le remplis- sage du réservoir E, c'est-à-dire lorsque le bouchon supérieur est xxxx enlevé, l'eau de ce réservoir puisse s'écouler dans le rhéostat et en modifier par conséquent le niveau .
Ce n'est donc que lorsque ce bouchon F est complètement en place, c'est à dire à nouveau étanche, que cette soupape s'ouvre, et que l'eau peut commencer à s'écouler jusqu'à, ce que le 'vide créé à la. partie supérieure équilibre la colonne d'eau .
La petite quantité qui s'écoule ainsi, est sans du influence sur le bon fonctionnement/rhéostat , tandis que, autrement, il pourrait en être tout à fait différent .
D'autre part, pour permettre la suppression du presse-étoupe f, tel eue mentionné ci-dessus, on peut dispo- ser figure 8 d'un renvoi par poulie et courroie M disposé dans un carter auxiliaire N, dans le but de faire sortir l'arbre 0 au dessus.du niveau maximum du liquide, et, de de fait, de supprimer toute fuite .
Comme représenté figure 9, les électrodes 4, 5,
6 peuvent 'être réunies entre elles à leur.extrémité inférieu-
1 2 3 re par un fil ou toute autre résistance, telles que R,R,R, disposées toutes trois dans un même plan horizontal et plon- geant dans la liquide,dans le but :
1 de servir de première, résistance de démarra- ge au cas ou le niveau du liquide serait insuffisant .
2 d'échauffer rapidement .la. partie du liquide en conta,et avec cette résistance,' de façon à lui donner le plus rapidement possible sa température et sa résistivité norma- les de fonctionnement .
Enfin, comme représenté figure 10 le. commande de la xxxxxx petite turbine d'élévation 8 peut s'effectuer par un petit moteur auxiliaire 2 recevant son courant élec- trique, soit du stator du moteur à mettre en marche,soit même
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du rotor.
Il est plus particulièrementintéressant d'uti- liser dans ce genre de rhéostats un électrolyte, de préférence incongelable, et n'ayqnt qu'une xxx faible variation de résistivité intrinsèque en fonction de l'élévation de sa température propre, électrolyte qui peut etre avantageusement constitué par un produit liquide isolant, tel que la glycé- rine plus ou moins additionnée d'eau par xxxxxxxx exemple, ou par un autre liquide, maintenant en suspension ou en dissolu- tion, une poudre conductrice, telle que du graphite ou des sels minéraux appropriés .
Comme il va de soi et comme il ressort d'ail- leurs déjà de ce qui précède, la présente invention ne se limite aucunement aux seuls modes de réalisation mentionnés ci-dessus, non plus qu'à ceur de leurs différentes parties ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réali- sation, et notamment celle dans laquelle, pour que l'arbre de la turbine sorte de la cuve en un point situé an dessus du niveau supérieur du liquide, le plan de rotation de ladite turbine serait placé horizontalement, de façon à ce que son arbre soit vertical .