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"Perfectionnements aux systèmes électriques de commande sélective".
La présente invention concerne la commande de circuits électriques au moyen de relais therioniques.spécialement lorsqu'il y a un grand nombre de circuits à commander.
Le but de l'invention est de fournir un procédé perfectionné ou un appareil, ou un procédé et un appareil,au moyen desquels il est possible d'utiliser une seule valve thermionique pour commander un certain nombre de circuits séparés qu'il peut être nécessaire de commander tous sensiblement simultanément,et lorsque la commande se fait à distance,par exemple pour la commande éloignée d'une sous-station électrique,de réduire le nombre de fils de commande requis pour ef- fectuer toutes les opérations nécessaires.
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En résumé,l'invention consiste en un procédé ou en un appareil pour la commande de circuits électriques au moyen de dispositifs de relais thermioniques,dans lequel une valve thermionique est employée pour commander un certain nombre de circuits qu'il peut être nécessaire de commander tous sensiblement simultanément.
L'invention consiste également en une méthode ou un appareil suivant le paragraphe précédent,dans lequel un seul tube à décharge électrique est rendu utilisable pour la commande éloignée d'un certain nombre de circuits,et dans lequel une seule série de fils de connexion est employée pour commander tous les circuits,à la place d'une série pour chaque circuit.
L'invention consiste également en un procédé ou. en un appareil pour intégrer la somme de plusieurs impulsions électriques créées par un tube à décharge,ces impulsions étant appliquées à des relais,lesquels se ferment et actionnent les circuits si la somme intégrée des impulsions atteint une grandeur déterminée d'avance.
L'invention consiste également un un procédé ou en un appareil pour la commande de circuits électriques au moyen de dispositifs de relais thermioniques, dans lequel une valve thermionique est employée pour commander un certain nombre de circuits qu'il peut être nécessaire de commander tous sensiblement simultanément.et dans lequel le tube à décharge xélectrique est rendu utilisable par un certain nombre de circuits au moyen de deux ou de plusieurs commutateurs ou interrupteurs rotatifs mis en rotation à une vitesse suffisamment élevée, un de ces commutateurs étant en connexion avec l'anode du tube à décharge,et une série de relais s'occupant par exemple de la commande de portes de décharge dans un dispositif de séparation.ou la commande de lampes de signaux indicatrices,
ou la commande de n'importe quels autres dispositifs désirés,
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et un autre commutateur étant en connexion avec la grille de la valve et les dispositifs de détermination ou un autre facteur de commande.
L'invention consiste également en un procédé ou en un ap-, pareil pour la commande de dispositifs de relais thermioniques dans lequel un tube à décharge électrique est rendu utilisable pour un certain nombre de relais ou d'autres circuits électriques commandant par exemple les différentes opérations de commutation dans une sous-station électrique,au moyen d'un commutateur mis en rotation avec une vitesse suffisamment éle- vée.ce commutateur étant en connexion avec les relais mentionnés ci-dessus et au moyen d'un fil de ligne avec l'anode du tube à décharge situé à l'extrémité de commande,et la grille de la valve étant reliée à un autre commutateur situé en un point éloigné ou au point de commande,lequel commutateur est mis en rotation en synchronisme avec le premier et est également relié aux dispositifs de commande.
L'invention consiste également en un procédé ou en un ap- pareil pour intégrer la somme de plusieurs impulsions électriques créées par un tube à décharge,ces impulsions étant appliquées à des relais qui se ferment et actionnent des circuits si la somme intégrée des impulsions atteint une grandeur déterminée d'avance,dans lequel un tube à décharge électrique est rendu utilisable pour un certain nombre de circuits au moyen de commutateurs mis en rotation à une videssgsuffisamment élevée,un de ces commutateurs étant par exemple en connexion avec l'anode du tube à décharge,et une série de soléno-ides commandantles noyaux de fer qui lorsqu'ils sont soulevés jusqu'à un certain point actionnent un interrupteur qui actionne par exemple les agencements d'évacuation d'un dispositif de séparation;
l'autre commutateur est en connexion avec la grille du tube à décharge et les dispositifs de dé- termination ou autres dispositifs de commande.
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L'invention consiste également en un procédé et en un ap- pareil pour le classement de charbon par distinction électri- que,dans lequel la conductibilité différente ou des effets analogues produits dans un circuit électrique par le passage du charbon en classement,lequel charbon fait partie de ce cir- cuit,sont utilisés pour commander un seul tube à décharge é- lectrique qui est rendu utilisable pour un certain nombre de machines ou de trajets de séparation du charbon,constitués par exemple au moyen d'une bande de transport faisant passer le charbon par des intervalles entre des contacts électriques élastiques,lequel tube à décharge électrique agit pour déter- miner la disposition des matières triées.
L'invention consiste également en un procédé et en un ap- pareil suivant le paragraphe précédent,dans lequel le tube à décharge électrique est rendu utilisable pour un certain nombre de dispositifs de distinction,au moyen de deux ou de plusieurs commutateurs ou interrupteurs rotatifs mis en rota- tion à une vitesse suffisamment élevée,l'un de ces commutateurs étant en connexion avec l'anode du tube à décharge et une sé- rie de circuits de relais s'occupant de la commande des agen- @ cements de décharge ou de la conservation d'un intervalle de temps approprié par des circuits de retenue ou par d'autres dispositifs désirés,et un autre commutateur étant associé à la grille de la valve et aux dispositifs de distinction.
L'invention consiste également en un procédé suivant l'i- ne ou l'autre des deux paragraphes précédents.dans lequel du courant continu est employé en connexion avec les dispositifs associés au commutateur d'anode, et du courant alternatif est employé en connexion avec le côté de la cathode du dispositif de décharge électrique.
L'invention consiste également en des procédés et des ap- pareils pour le triage de charbon,en substance tels qu'ils sont décrits ci-après:.
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L'invention peut être exécutée par exemple de la manière décrite avec référence aux dessins annexés dans lesquels:
La fig. 1 représente schématiquement un dispositif pour la commande à distance d'une sous-station.
La fig. 2 représente également schématiquement un disposi- tif employant une série quelque peu semblable de connexions pour la séparation automatique électrique de charbon des impu- retés.
Suivant la fig.l des dessins,à l'extrémité de commande de la ligne.un coté de chacun des boutons-poussoirs 1,2,3,4 et
5 est relié à un point 6 situé à peu près à mi-distance entre le [òle positif et le pôle négatif d'une batterie primaire 7.
Les autres bornes des boutons-poussoirs sont reliées cha- cune à une bague de glissement d'un dispositif de commutateur
8 au moyen de balai.,le groupe de pagues de glissement étant monté sur un arbre creux 9 capable d'être mis en rotation à grande vitesse, par exemple de 500 à 2000 tours par minute, et chacune étant en connexion avec une bague d'un commutateur ou interrupteur rotatif 10,Ce commutateur consiste en cinq bagues 11 en matière isolante,chaque bague portant quatre contacts 12 de laiton ou de cuivre insérés dans sa surface et placés à angle droit l'un par rapport à l'autre.Les bagues de commutateur 11 sont montées de telle façon l'une par rapport à l'autre qu'en un tour complet de l'arbre,
les balais qui sont en contact avec ces bagues de commutateur établissent le contact avec chacun des quatre éléments de chaque bague.En d'autr très termes ils xxxxxxxxxxxx établiront le contact quatre fois avec chaque bague de glissement.La longueur de ces éléments de contact 12 a également une relation telle par rapport au diamàtre des bagues qu'en passant d'un élément d'une bague à l'élément voisin de la bague suivante les balais passent sur un petit intervalle d'isolement.Les balais faisant contact sur ces bagues de commutateur sont tous reliés électriquement et un con4ucteur 13 va de ceux-ci à la grille 14 de la valve à dxxxxxxxx
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à décharge 15.La grille de la valve est également reliée de façon permanente à l'extrémité négative de la batterie 7 par le conducteur 34 et la
résistance 35 de sorte qu'elle est cons- tamment à un potentiel négatif à moins qu'un contact soit éta- bli avec un point positif de la batterie par l'intermédiaire d'un bouton-poussoir,par la bague de glissement correspondante et l'élément de commutateur.
La cathode 16 de la valve à décharge est chauffée,comme on l'a représenté,par du courant alternatif et est reliée à un point 17 dans la batterie primaire 7,de telle façon que lors- qu'un bouton-poussoir ferme un circuit,le potentiel de la grille est tel que la valve à décharge s'allume ou devient conductrice et fait passer du courant si l'anode 18 est reliée à l'extrémité positive de la batterie 7.
Un conducteur 19 va de l'extrémité positive de la batte- rie vers le point commandé à distance où il est relié à une extrémité de chacune des cinq bobines 20,21,22,23 et 24 ac- tionnant les relais.
L'autre extrémité de chacune des bobines d'actionne,ment de relais est reliée aux bagues de glissement respectives d'un agencement de commutateur 25,26 qui est identique à celui décrit précédemment à l'extrémité de commande. Les balais faisant contact avec la partie 26 de ce dispositif de commu- tateur sont tous reliés électriquement et un conducteur 27 partant de ceux-ci revient à l'anode 18 de la valve 15 à' l'extrémité de commande.
Une résistance et un condensateur reliés en série,mais non représentés,peuvent être montés en parallèle avec chacune des bobines de relais 20 à 24.
Les deux séries de commutateurs 8,10 et 25,26 sont ac- tionnées par des moteurs électriques synchrones non représen- sourae tés mais alimentés tous deux par une seule xxxxxx de force motrice,en vue de faire en sorte qu'ils tournent en synchro-
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nisme parfait. Les balais du dispositif de commutateur 10 à l'extrémité de commande sont disposés de telle façon qu'ils peuvent -être basculés autour du commutateur pour le réglage de phase.
En fonctionnement,si l'un quelconque des boutons-poussoirs
1 à 5 est fermé,la grille 14 de la valve 15 reçoit une série rapide d'impulsions positives par suite de la rotation du dis- @ positif de commutateur 8,Lo et en conséquence le courant passe à travers le circuit d'anode mais par suite du fait que le dispositif de commutateur 26,25,à l'extrémité xxxxxxxxxx comman- dée,tourne en synchronisme et en phase avec celui de l'extré- mité de commande,le courant d'anode passe seulement à travers la bobine de relais correcte,en fermant son interrupteur prin- cipal et obligeant la source de force motrice 33 à fournir de l'énergie à la bobine de solénolde appropriée du groupe 28,29, 30,51 et 32,
Les interrupteurs principaux de relais peuvent être pour- vus de circuits de retenue automatique renfermant des inter- rupteurs auxiliaires couplés mécaniquement d'un genre connu, de façon qu'une fois qu'ils ont reçu l'impulsion primaire de la valve à décharge 15,ils restent fermés ou ouverts,suivant le cas,suffisamment longtemps pour donner la certitude qu'ils achèvent l'opération qu'ils doivent effectuer.Dans ce but un conducteur supplémentaire 36 relie une borne de chacun des in- terrupteurs auxiliaires à l'extrémité négative de la batterie 7,l'autre borne de chaque interrupteur auxiliaire étant reliée au moyen de sa bobine de relais associée,à l'extrémité positi- ve de la batterie.
En fonctionnement,pour mettre au point le réglage de pha- se des deux dispositifs analogues à des commutateurs,un des relais à l'extrémité commandée éloignée peut être amené à fer- mer le circuit d'une lampe de signal qui est située à l'extré-
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mité de commande.Lorsque l'appareil est mis en marche,bien que les deux commutateurs tournent en synchronisme,ils ne seront pas en relation correcte l'un avec l'autre.Le conducteur venant de la borne positive de la batterie est disposé de telle façon que par l'intermédiaire d'un interrupteur il est possible de le détacher de toutes les bobines de relais à l'extrémité commandée à l'exception de celle commandant la lampe de signal.
Le bouton-poussoir commandant la lampe de signal est pressé et le mécanisme de balai est mis en rotation lentement jusqu'à ce que la lampe de signal s'allume.
Les commutateurs seront alors en synchronisme et toutes les bobines de relais peuvent être reliées à la borne positive de la batterie.Il est évident d'après ce qui précède qu'à part les circuits de retenue et d'indication, il faut seulement deu:t fils de ligne pour la commande à distance de n'importe quel nombre d'opérations.
Suivant la fig.2,se rapportant au triage du charbon,on emploie une valve remplie de vapeur de mercure,à commande par grille,pour s'occuper de cinq chenaux de nettoyage du charbon,dont chacun comporte ce que l'on peut appeler des
EMI8.1
doigts de distinction,en séries perpendiculaires41/ reliées électriquement de façon appropriée comme on l'a représenté à la fig.1 des dessins du brevet anglais n 431401,prise spécialement en combinaison avec les fig.7 et 8 de ce brevet.
Les dispositifs de distinction numérotés de 105 à 109 et la valve 101 aven ses circuits associés sont mis en corré- lation au moyen de deux commutateurs en cinq parties 110 et 111 respectivement,chaque commutateur consistant en cinq éléments 112 à 116 et 117 à 181,correspondant en nombre aux cinq chenaux de nettoyage, et chaque élément étant divisé en quatre sections opposées l'une à l'autre à angle droit,les quatre sections de chaque élément étant reliées électriquement.
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Les commutateurs 110 et 111 coopèrent evec des balais 122 à 126 et 127 à 131 respectivement,qui sont reliés électriquement dans chaque commutateur.Dans le cas du commutateur 111, une liaison est établie des balais à l'anode 102 de la valve 101,et dans le cas de l'autre commutateur 110,une connexion est établie des balais vers la grille 103 de la valve 101.Pour plus de commodité,les commutateurs seropt appelés respectivement le commutateur d'anode et le commutateur de grille.
Chacune des sections conductrices mentionnées ci-dessus des éléments de commutateur a une longueur périphérique telle que lorsque les cinq éléments des commutateurs sont fixés sur l'arbre 152,ils peuvent être réglés de telle façon l'un par rapport à l'autre que leurs balais correspondants établis- sent le contact avec une section seulement à la fois et que dans un tour complet de l'arbre 132,chaque balai établit quatre contacts sur l'élément correspondant du commutateur,ou qu'en tout vingt contacts séparés auront été établis par la série de bêlais.La longueur périphérique du contact a également une relation telle par rapport au diamètre du commutateur que les balais,en passant d'un segment à un autre,passent sur un espace d'isolement.
Les commutateurs sont montés sur l'arbre creux 132 qui est capable d'être mis en rotation à grande vitesse, et sur cet arbre deux séries de bagues de glissement 133 et 134 sont montées,chaque série comprenant cinq bagues de matière conductrice avec des balais coopérants,les bagues étant isolées de l'arbre et reliées par des conducteurs passant par l'intérieur de l'arbre à leurs commutateurs respectifs 110 et 111.Des bagues qui sont ainsi assemblées au commutateur de grille ont leurs balais respectifs reliés à un côté des doigts de distinction 10 à 109,1'autre coté de ces doigts étant relié à la terre,
Les balais de la série de bagues de glissement 154 qui sont
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associées au commutateur d'anode 111 sont reliés électri- quement à une série d'interrupteurs de relais 135, 136, 137, 138 et 139. Lorsque ces relais sont actionnés, ilsournis- sent de l'énergie à des solénoïdes 140, 141, 142, 143 et 14 qui leur tour ouvrent et ferment des portes 145, 146, 147, 148 et 149 pour le passage d'un des constituants séparés, par exemple les pierres (comparer au battant à charnière re- présenté en positions 44 et 44a dans le brevet n 421.401).
Ils peuvent également commander des circuits de retenue connus, au moyen d'interrupteurs auxiliaires 160, 161, 162, 153, 164, reliés mécaniquement aux interrupteurs de relais mentionnés, la fonction des interrupteurs auxiliaires étant de faire en sorte que le circuit soit fermé pendant un temps approprié et reste fermé pendant une période plus lon- gue que celle permise seulement par l'action de la valve,si on tient compte de la grande vitesse de rotation de l'arbre de commutateur 132, vitesse qui peut être par exemple com- prise entre 700 et 2000 tours par minute .
La force motrice nécessaire pour les solénoïdes manoeu- vrant les portes 140 à 144 est avantageusement dérivée d'une source de courant alternatif 150 de valeur importante, par et exemple à un voltage élevé, soit 440 volts,/à 50 cycles de périodicité. L'énergie pour le relais est fournie par une source de courant continu telle que la batterie 151 ou un moteur-génératrice, de voltage approprié pour le travail,soit entre 100 et 800 volts. Lorsqu'une batterie est employée, un certain nombre d'éléments sont munis de prises de courant et reliés à la terre, ce qui veut dire en réalité que la connexion de terre est à un certain potentiel au-dessus de la terre et que ce potentiel peut être varié.
Les bobines de relais 153 à 157 qui peuvent avoir des circuits de résistance-capacité 152 reliés en parallèle, com-
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me le montre le dessin, sont reliées, à l'extrémité positive de la batterie 151, par des interrupteurs de limitation de porte 165, 166,167, 168, 169 à l'extrémité des bobines de relais éloignée des bagues de glissement, et sont ainsi toujours à un potentiel positif. De l'autre extrémité des bobines de relais 153, 154, 155, 156 et 157, partent des connexions vers les bagues de glissement 134 et de là, au moyen du commutateur 111, vers l'anode 102 de la valve 101.
De cette même extrémité de chaque bobine de relais une connexion est établie vers un coté de l'interrupteur auxiliaire correspondant, du gDQUpe 160 à 164, et de l'autre c8té de cet interrupteur auxiliaire une connexion est établie vers l'extrémité négative de la batterie 151 par l'intermé diaire d'un rhéostat 158. Si un des interrupteurs de relais, par exemple 135, se ferme momentanément par suite du passage du courant dans la valve 101, l'interrupteur auxiliaire correspondant 160 conserve un circuit par le solénoïde 140 jusqu'à ce que la porte 145 s'ouvre pleinement , ce qui ouvre l'interrupteur de limitation 165 associé à cette porte.
A la place d'interrupteurs de limitation qui s'ouvrent et coupent le circuit lorsque les portes atteignent la position pleinement ouverte, des interrupteurs peuvent être montés à l'intérieur des portes dans une position telle que les morceaux de matière passant à travers les portes ouvrent ces interrupteurs et coupent le circuit. La cathode 104 de la valve 101 est chauffée par un enroulement de transformateur réducteur 159 à partir de la source de courant alternatif 150.
En fonctionnement,le charbon classer passant dans un quelconque des chenaux distributeurs est " éprouvé " par une série rapide d'impulsions due 5 l'action combinée des commu- tateurs à grande vitesse 110 et 111 et de la valve 101 et en concordance avec le résultat de l'épreuve, il est amené à
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passer vers la destination appropriée, c'est-à-dire soit à travers les portes, soit non à travers les portes 145, etc..
La durée du contact des balais de n'importe quel segment du commutateur est de grandeur tellement petite que si la valve laisse passer du courant pendant la période de contact de ce segment et si les conditions du circuit de grille cnt changé avant qu'un autre contact soit fait sur ce commutateur de façon que le caurant ne passe pas alors, une simple impulsion est insuffisante pour fournir de l'énergie au relais dans une mesure telle queson interrupteur auxiliaire associé ferme le circuit de retenue, et la porte reste par conséquent fermée . La distance dont les parties du relais doivent se mouvoir par suite du passage du courant dans la valve ellemême avant de fermer le contact sur son interrupteur auxiliaire peut être réglée .
A cause de la très petite inertie de la valve et de l'inertie comparativement énorme des pièces du relais, on a la possibilité d'intégrer la résistance de n'importe quel morceau de matière lorsqu'il passe à travers les balais. Ainsi, si dans le passage d'un morceau de matière dans les balais, la valve est reliée à ceux-ci vingt fois par les commutateurs en rotation et fait passer du courant en quinze occasions, l'interrupteur auxiliaire de relais peut être réglé de façon à établir le contact et à actionner la porte de chute. Au moyen de cet intégrateur on a par conséquent la possibilité de séparer le charbon dur du charbon tendre à cause de la plus grande conductibilité de charbon dur.
Ceci a été extrêmement difficile jusqu'à présent à cause du fait que tout charbon tendre contient des bandes ou des feuilletages de charbon dur qui en faisant contact avec les balais actionnaient le relais et ouvraient la porte de chute.
Le circuit de grille de la valve 101 peut être relié par l'intermédiaire d'une résistance 170 au côté négatif de
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la batterie.
Il est par conséquent toujours à un potentiel négatif mais à un potentiel moindre que celui du filament. L'anode est toujours à un potentiel constant, mais par suite des commutateurs rotatifs, ce potentiel est obtenu par l'intermédiaire de différentes bobines de relais successivement,tandis que la grille reçoit les potentiels des différents doigts de distinction à tour de rôle et ce potentiel dépend de la nature du morceau de matière se trouvant à cet instant entre les doigts de contact. Les commutateurs étant montés mécaniquement sur un arbre font en sorte que le courant d'anode s'écoule toujours à travers labobine de relais correspondant au doigt de contact qui fournit le potentiel de grille à cet instant.
Parce que du courant continu est enployé, il ne peut jamais y avoir de retardement de phase entre l'anode et la grille, dü par exemple aux capacités variables de la matière. Les circuits de retenue donnent le temps de s'ouvrir aux portes malgré le fait que peut-être plusieurs impulsions se seront suivies dans la valve avant qu'en fait l'ouverture se produise .
On a trouvé que par l'emploi d'un seul circuit de valve sélectrice pour plusieurs trajets de distinction , outre l'économie de valves, de câblage et d'autres matières,obtenue de cette manière, en comparaison d'une seule valve actionnant un seul élément, il apparaît qu'il y a d'autres effets avantageux, spécialement par exemple lorsque le " charbon Il est même tout à fait humide parce qu'on peut régler les choses de telle façon que la valve distingue entre les constituants du charbon humide et permette au charbon humide de passer tout en rejetant les pierres humides.
Au lieu d'employer des commutateurs rotatifs,les segments conducteurs pourraient être montés sur des bras en mou- vement de va-et-vient .