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" Terfeotionnementa aux rhéostats automatiques de démarrage pour
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moteurs électriques "
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La présente invention est relative -à certains perfec- tionnements apportés aux rhéostats automatiques de çdraarrage 1 pour moteurs électriques* du type notamment de celui décrit dans le brevet belge 379.883, cL'a. 5 EU 1.31 a.ans laquet les .6lectroàge sont fixes, tandis que le liquide,, sous;l!.effe,t de la rotation du moteur électrique lui-même à mettre en marche et tà-- moypn-," d'une petite pompe à ailettes, se déplace auomai4nmen:t montant dans l'appareil, pour venir baigner de plus en plus 'les. dites éleotrides fixes, ' afin âten diminuer la résiataoce et fina- lement provoquer leur court-oircuitage par 7:
'entremisse alune, memo
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brane souple*
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Ces-perfectionnements, qui ont pour but'de simplifier"
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la construction de ce genre d'appareils, tout en rendant leur manipulation plus aisée et leur fonctionnement plus sûr, pourront être bien compris à l'aide de la description qui suit et des dessins ci-annexés, à titre d'exemple.
Fig, I et 2 sont deux coupes partielles en éLévation de l'appareil avec un décalage de 90 ;
Fig. 3 montre en coupe le détail du système de relevage; fig. 4 est un schéma montrant la courbe d'intensité des appels de courant d'un moteur sur sa première phase dans le cas où il ne démarrerait pas pour une cause quelconque.
Selon l'invention, la turbine 1 qui sert à puiser le liquide 2 du compartiment 3 pour l'élever, en le faisant passer par l'orifice 4 et par la cheminée 5, dans le compartiment 6 conte- nant les électrodes 12, est verticale, de sorte que son arbre de commande 8, sort de l'appareil au-dessus du niveau de l'électrolyte ce qui permet la suppression de tout presse-étoupe.
Cet arbre 8 est lui-même commandé directement par le moteur électrique à mettre en marche, par l'intermédiaire d'un renvoi par pignons d'angles 9 logé à l'intérieur d'un carter étanche 10 ce qui permet un graissage convenable des divers organes (pignons, roulements...) tout en les protégeant contre les vapeurs de l'électrolyte. Ces vapeurs peuvent ainsi être corrosi- ves sans altérer la bonne marche de l'appareil.
Ce rhéostat est d'autre part muni d'une soupape de retenue II destinée à freiner le liquide au moment de la mise en action de la turbine et à faciliter au contraire sa descente à l'arrêta La caractéristique de cette soupape réside en ce que, placée à la base de l'appareil, elle est circulaire, son propre poids tendant à la faire fermer d'elle-même.
Les électrodes 12 qui, au repos, ne plongent pas dans l'électrolyte, et qui sont reliées aux bagues du moteur¯. sont circulaires, de même que le compartiment 6 dans lequel elles sont placées. pour le démarrage, 1 appareil comporte trpis électro- des séparées 18, de premier plot de démarrage qui, reliées élec- triquement aux autres électrodes principales 12, servent à pro-
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duire la disjonction du circuit'électrique dans le cas où. le moteur, pour une cause quelconque, ne démarreraitpas.
En effet, dans ce cas, le courant étant laissé sur l'appareil, le liquide, ,oontenu dans le compartiment 19 va s'échauf- fer et, au bout d'un certain temps, il vaporiseras La quantité de vapeur ainsi produite esttelle qu' elle ne peut, en totalité, s'échapper par le petit orifice 20. Il se produit alors une certain ne pression qui refoule le liquide par l'orifice!!.. dans le compar.: timent 3. Ces électrodes 18 de premier plot, ne se trouvent ainsi plus, ou presque plus noyées de telle sorte que le moteur est pratiquement disjoncté.
L'orifice 21 au lieu de se trouver dans la zone d'aspira- tion de la turbine, pourraitégalement être reportée comme; indiqua en traits mixtes (fig.1) dans la-zone de refoulement, ce qui a pour avantages : a) de faire que l'électrolyte a tendance â monter dans, le compartiment 19 dès que la pompe-.se meten route, facilitant ainsi ledémarrage du moteur, tandis qu'au contraire si l'orifice 21 est en communication avec la zône d'aspiration de cette pompe, le niveau du liquide dans ce compartiment 19 a, aU ,contraire';
ten- dance à baisser, comme il baisse dans le compartiment 3. entraînant un ralentissement du moteur par l'augmentation de résitivité qui . résulte de cette 'baisse de niveau ; b) de créer un circuit liquide. constant, entre les compartiments 19 et 3, par l'intermédiaire des trous 21¯ et 20, circuit liquide qui a pour avantage de ramener très rapidement l'électrolyte à sa même température dans les divers compartiments.
De la sorte, l'intensité se stabilise à une valèur peu importante sans que les électrodes quittent complètement l'élec- trolyte, sans étincelle, par conséquent, et sans variation d'in- tensité provenant par exemple, de phénomène d'ébullition violente.
En outre de cela, ces électrodes restant immergées avec
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un très faible appel de courant ontpour avantage de faire chuter d'une manière suffisante le voltage de l'induit pour que des aros électriques ne risquent pas de s'amorcer entre électro- des.
En définitive, grâce à cette disposition, la courbe d'intensité des appels de courant d'un moteur sur sa première phase, qui, pour une raison quelconque, ne démarrerait pas, est approximativement conforme à la courbe représentée figure 6.
Au moment de l'enclenchement, l'appel de courantatteint la valeur A, assignée une fois pour toutes par le dosage de l'électrolyte, puis, par-suite de l'échauffement de l'électro- lyte. la résistivité diminuant, cet appel de courant monte progressivement jusqu'à B, mais si, à ce cornentle moteur refuse encore de mdémarrer, réchauffement provoquant l'évaporation de l'électrolyte renfloue le liquide entre électrodes, d'ou dimi- nution progressive de l'intensité jusqu'à C.
A ce moment, l'intensité baisse jusqu'au point où la résistivité électrique est telle que. la production de chaleur qui en résulte (R I2) est égale à la radiation de chaleur par le rhéostat* et les choses restent en l'état jusqu'à ce que le ' liquide s'évapore complètement pu que l'on coupe le courant,
En ce qui concerne le réglage du débit de la-pompe dans le but de régler la vitesse de montée du liquide, l'organe ,Prévu à cet effet a sa vanne de commande 32 (fig.3) située au-dessus du niveau supérieur de l'éleotrolyte, de sorte que son bon fonctionnement ne peut être altéré par le dépôt des sels de l'éleotrolyte, ce qui risquerait d'encrasser les filetages,
Pour la mise en-communication du rhéostat avec 'exté- rieur,
l'orfice 25 prévu à cet effet (fig.2) débouche par un canal en dehors du couvercle, de sorte que si l'électrolyte produit des vapeurs, celles-ci ne viennent pas se déposer sur les différents organes du rhéostat, pour y provoquer la rouille ou une attaque chimique quelconque.
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De même, les orifices de retour d'air sont réglables au moyen d'und vis 26 elle-même placée derrière une grille 27.
Cet orifice de retour d'air est à dessein difficilement accessi- ble, de faon à ce que, une fois le réglage fait, il soit en principe définitif,
Enfin, la réserve de liquide placée dans le oomparti- ment 13, autour de la cuve 6 des électrodes circulaires 12, alimente la cuve inférieure 3 du rhéostat par l'intermédiaire d'un flotteur 35 dont la tige 36. commande un petit clapet obturateur 37,
De la sorte, lorsque le rhéostat fonctionne, le niveau dans la ouve inférieure 3 atteint son point bas, et si ce point est suffisaient descendu pour que le flotteur 35 ne soit plus maintenu soulevé, il s'abaisse légèrement, libère le petit cla- pet obturateur 37, et permet au liquide électrolyte de réserve de s'écouler pour venir combler le manquant.
Ce flotteur, guidé par un fer plat 38 est placé dans une partie 39 séparée de la ouve, partie qui est simplement en communication avec la cuve 3 par deux orifices, l'un inférieur 40, l'autre supérieur 4I.
Cette séparation a pour but d'éviter que les remous qui se produisent par le fonctionnement de la turbine d'élévation viennent @@ se faire sentir sur le flotteur qui se trouve au contraire en..eau calme, et qui n'est plus que sous l'influence des variations de niveau.
L'orifice supérieur 41 permet les dégagements gazeux, tandis que l'orifice inférieur 41 permetles déplacements du liquide.
Le siège du clapet 37 se compose essentiellement,. d'une sorte de bouchon métallique 42 vissé par le bas, et à l'intérieur duquel est rapporté un siège 43.
Ce bouchon 42 est percé de deux petits trous 44 qui sont eux-mêmes protégés par une grille fine 45 qui les entoure extérieurement.
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Sous la partie inférieure du siège 43, se trouve le petit clapet en caoutchouc ou liège 37, celui-ci est maintenu appuyé par le flotteur 35 contre l'orifice d'écoulement 46 qui se trouve ainsi obturé lorsque le flotteur est levé, au au con- traire, libéré lorsque le flotteur s'abaisse.
Dans ce cas, le liquide s'écoule autour du clapet, puis par l'orifice du guide, et tombe dans la cuve inférieure, '
Il est à noter que par cette disposition, l'électrolyte de réserve est tout d'abord filtré par la grille supérieure 45, puis décanté entre les pièces 42 et 43 et finalement s'écoule par le canal 46.
Il est à remarquer aussi, que les êvaporations étant très lentes, la quantité de liquide qui doit s'écouler à travers ces divers orifices est très faible..de sorte qu'ils peuvent tous être prévus très petits.
L'ensemble de ce dispositif, y oompris le bouchon 42 peut enfin être monté ou démonté sans avoir à toucher au reste du rhéostat. Il suffit en effet, d'enlever la porte 47 qui est simplement maintenue par des vis extérieures. Quant au bouchon 48,; il sert à faire la premier remplissage du rhéostat..
Ce dispositif de maintien du niveau, a l'avantage de ne pas subir l'influence des variations de température du rhéos- tat.
Il a en outre, le très gros avantage supplémentaire de pouvoir porter la réserve d'éleotrolyte à une quantité quel- conque, par l'intermédiaire d'un simple réservoir 49 placé en charge qui peut être en communication avec le réservoir auto- remplisseur 13 par l'intermédiaire du bouchon 50.
Ce réservoir placé légèrement en charge peut atteindre une capacité de 20, 30, 50 litres, ou voire même davantage, sans aucun inconvénient, permettant ainsi un fonctionnement absolument continu du rhéostat pendant de nombreuses années, sans avoir à s'en occupai,
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"Terfeotionation with automatic starting rheostats for
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electric motors "
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The present invention relates to certain improvements made to automatic control rheostats 1 for electric motors * of the type in particular of that described in Belgian patent 379,883, cL'a. 5 EU 1.31 a.ans which the .6lectroàge are fixed, while the liquid ,, under; l! .Effe, t of the rotation of the electric motor itself to be started and tà-- moypn-, "d ' a small vane pump, moves automatically, rising in the apparatus, to come and bathe more and more 'the so-called fixed eleotrides,' in order to reduce the resistance and finally cause them to be shorted by 7:
'alune entremisse, memo
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flexible brane *
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These improvements, which aim to simplify "
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the construction of this type of apparatus, while making their handling easier and their operation safer, can be clearly understood with the aid of the description which follows and the accompanying drawings, by way of example.
Fig, I and 2 are two partial elevation sections of the apparatus with an offset of 90;
Fig. 3 shows in section the detail of the lifting system; fig. 4 is a diagram showing the intensity curve of the inrush currents of a motor on its first phase in the event that it does not start for any reason.
According to the invention, the turbine 1 which serves to draw the liquid 2 from the compartment 3 in order to raise it, by passing it through the orifice 4 and through the chimney 5, in the compartment 6 containing the electrodes 12, is vertical, so that its control shaft 8 comes out of the device above the level of the electrolyte, which makes it possible to remove any gland.
This shaft 8 is itself controlled directly by the electric motor to be started, by means of a transmission by angle gears 9 housed inside a sealed housing 10 which allows suitable lubrication of the various components (pinions, bearings ...) while protecting them against electrolyte vapors. These vapors can thus be corrosive without affecting the proper functioning of the device.
This rheostat is also provided with a check valve II intended to brake the liquid when the turbine is put into action and on the contrary to facilitate its descent when stopped. The characteristic of this valve lies in that , placed at the base of the device, it is circular, its own weight tending to make it close by itself.
The electrodes 12 which, at rest, do not immerse in the electrolyte, and which are connected to the rings of the motor ¯. are circular, as is the compartment 6 in which they are placed. for starting, 1 apparatus comprises three separate electrodes 18, the first starting pad which, electrically connected to the other main electrodes 12, serve to protect
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reduce the disjunction of the electric circuit in the event that. the engine, for whatever reason, would not start.
In fact, in this case, the current being left on the apparatus, the liquid,, o contained in the compartment 19 will heat up and, after a certain time, it will vaporize. The quantity of vapor thus produced is such that it cannot, in full, escape through the small orifice 20. A certain pressure is then produced which forces the liquid back through the orifice !! .. in the compartment 3. These electrodes 18 of first stud, are thus no longer, or almost no longer, flooded so that the motor is practically tripped.
The orifice 21 instead of being located in the suction zone of the turbine, could also be referred to as; indicated in phantom (fig. 1) in the discharge zone, which has the advantages: a) of causing the electrolyte to tend to rise in, compartment 19 as soon as the pump starts up, facilitating thus starting the engine, while on the contrary if the orifice 21 is in communication with the suction zone of this pump, the level of the liquid in this compartment 19 a, aU, contrary ';
tendency to drop, as it drops in compartment 3. causing the engine to slow down by increasing resitivity which. results from this drop in level; b) to create a liquid circuit. constant, between compartments 19 and 3, via holes 21¯ and 20, liquid circuit which has the advantage of very quickly bringing the electrolyte to its same temperature in the various compartments.
In this way, the intensity stabilizes at a low value without the electrodes completely leaving the electrolyte, without sparking, therefore, and without variation in intensity resulting, for example, from the phenomenon of violent boiling. .
In addition to this, these electrodes remaining submerged with
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a very low current draw has the advantage of causing the voltage of the armature to drop sufficiently so that electrical aros are not liable to strike between electrodes.
Ultimately, thanks to this arrangement, the intensity curve of the inrush current of a motor on its first phase, which, for some reason, would not start, approximately conforms to the curve shown in figure 6.
When switching on, the current draw reaches the value A, assigned once and for all by the electrolyte dosage, then, as a result of the electrolyte heating up. as the resistivity decreases, this inrush of current rises progressively to B, but if, at this corner, the motor still refuses to start, heating causing the evaporation of the electrolyte replenishes the liquid between the electrodes, hence the progressive decrease in intensity up to C.
At this time, the intensity drops to the point where the electrical resistivity is such that. the resulting heat production (R I2) is equal to the heat radiation from the rheostat * and things remain as they are until the liquid evaporates completely or the current is cut off ,
With regard to the adjustment of the flow rate of the pump in order to regulate the speed of rise of the liquid, the member, provided for this purpose has its control valve 32 (fig. 3) located above the upper level of the electrolyte, so that its proper functioning cannot be impaired by the deposition of salts in the electrolyte, which could clog the threads,
To put the rheostat in communication with the exterior,
the orice 25 provided for this purpose (fig. 2) opens out through a channel outside the cover, so that if the electrolyte produces vapors, these do not come to be deposited on the various components of the rheostat, for there cause rust or any chemical attack.
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Likewise, the air return openings are adjustable by means of a screw 26 itself placed behind a grille 27.
This air return orifice is deliberately difficult to access, so that, once the adjustment has been made, it is in principle final,
Finally, the reserve of liquid placed in the compartment 13, around the tank 6 of the circular electrodes 12, feeds the lower tank 3 of the rheostat via a float 35 whose rod 36 controls a small shut-off valve. 37,
In this way, when the rheostat is operating, the level in the lower valve 3 reaches its low point, and if this point is lowered enough for the float 35 to no longer be kept raised, it is lowered slightly, releasing the small clamp. pet shutter 37, and allows the reserve electrolyte liquid to flow to fill the gap.
This float, guided by a flat iron 38 is placed in a part 39 separated from the opening, part which is simply in communication with the tank 3 by two orifices, one lower 40, the other upper 4I.
The purpose of this separation is to prevent the eddies which are produced by the operation of the elevation turbine from being felt on the float which, on the contrary, is in still water, and which is no more than under the influence of level variations.
The upper orifice 41 allows the release of gas, while the lower orifice 41 allows the movements of the liquid.
The seat of the valve 37 consists essentially of ,. of a kind of metal stopper 42 screwed from below, and inside which is added a seat 43.
This stopper 42 is pierced with two small holes 44 which are themselves protected by a fine grid 45 which surrounds them on the outside.
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Under the lower part of the seat 43 is the small rubber or cork valve 37, the latter is kept pressed by the float 35 against the flow orifice 46 which is thus closed when the float is raised, at the conversely, released when the float is lowered.
In this case, the liquid flows around the valve, then through the orifice of the guide, and falls into the lower tank, '
It should be noted that by this arrangement, the reserve electrolyte is first of all filtered by the upper grid 45, then decanted between the parts 42 and 43 and finally flows through the channel 46.
It should also be noted that since the evaporations are very slow, the quantity of liquid which must flow through these various orifices is very small ... so that they can all be made very small.
The whole of this device, including the stopper 42, can finally be mounted or removed without having to touch the rest of the rheostat. It suffices, in fact, to remove the door 47 which is simply held by external screws. As for the plug 48 ,; it is used to fill the rheostat for the first time.
This level-maintaining device has the advantage of not being influenced by temperature variations of the rheostat.
It also has the very big additional advantage of being able to bring the reserve of electrolyte to any quantity, by means of a simple reservoir 49 placed in charge which can be in communication with the self-filling reservoir 13. via the plug 50.
This tank placed slightly under load can reach a capacity of 20, 30, 50 liters, or even more, without any inconvenience, thus allowing an absolutely continuous operation of the rheostat for many years, without having to take care of it,