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Procédé de réglage d'un facteur d'un gaz ou d'un autre flui- de et dispositif pour la réalisation du procédé.
La présente invention se rapporte à un procédé de réglage d'un facteur tel que la pression, la dépression, le débit, le mélange ou le niveau d'un gaz ou d'un autre fluide.
Elle se rapporte également au distributeur qui est utilisé pour la mise en pratique du procédé.
On connaît déjà différents procédés de réglage vi- sant le même but et basés sur l'utilisation d'un fluide mo- teur sous pression (huile eu air) pour la commande de l'or- gane de réglage. Ces procédés possèdent toutefois différents inconvénients et notamment celui consistant en ce que les de- bits du fluide moteur sont importants, ce qui entraine la né- cessité d'utiliser une pompe ou un compresseur relativement grand et donne lieu à une inertie de réaction importante.
Cet inconvénient provient également de l'utilisa- tion d'un cylindre moteur contenant un piston à simple effet
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et d'une distribution du fluide par tiroir, tuyère oscillante ou palette obturatrice amenant nécessairement des débits ou des fuites importantes.
En outre, dans les dispositifs utilisés jusqu'à pré- sent, le fonctionnement est, dans une mesure importante, sous la dépendance de la pression du fluide moteur et de l'étanché- ité des conduites allant à l'organe de réglage.
D'une manière générale, l'inertie de l'ensemble est trop conséquente quand les variations du facteur à régler sont rapides et faibles.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients-et, en ordre principale d'obtenir une sensibili- té de réglage plus grande que dans les appareils en usage ac- tuellement.
Un autre but est d'obtenir un régulateur qui ne soit pas influencé par de légères fuites accidentelles survenant dans les conduites du fluide moteur et qui'soit également indé pendant de la pression du fluide moteur.
En vue de la réalisation de ce but, le procédé, obje de l'invention, est caractérisé essentiellement en ce que le mouvement de l'organe de réglage (vanne, papillon, registre, etc.) est commandé par des différences produites entre les pressions exercées sur les faces d'un piston de commande à dou- ble effet d'un cylindre moteur par un distributeur de fluide moteur sous pression influencé par un organe sensible soumis à l'action de la grandeur à régler.
Lorsqu'il s'agit par exemple de régler une pression, une différence de pression, l'organe sensible peut être par exemple une membrane, etc.
Cet organe sensible peut être toutefois tout autre dispositif. par exemple, dans le cas du réglage d'un niveau, l'organe sensible pourra être un flotteur. Pour régler par exemple le pourcentage d'humidité de l'air, on peut utiliser @ par exemple un faisceau de cheveux.
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Cet organe sensible pourrait être aussi par exemple un tore pendulaire.
Dans la réalisation pratique de l'invention, le fluide moteur passe du conduit d'amenée dans deux embranche- ments qui amènent ce fluide sur chacune des faces du piston à double effet et qui comprennent chacun un tuyau de fuite terminé par une très faible ouverture en face de laquelle un organe d'obturation, par exemple une aiguille, règle la fuite de fluide moteur suivant la position de l'organe sensible. Le jeu des organes obturateurs des orifices de fuite commandés par l'organe sensible crée sur les deux faces du piston à double effet des différences de pression qui mettent le pis- ton en mouvement.
Ce distributeur est muni, de préférence, en outre des deux fuites de réglage, de deux orifices réglables à la main, permettant d'adapter la vitesse du piston aux nécessi- tés locales.
Dans le cas où la pression à régler est trop petite ou bien si la précision de réglage demandée est trop grande, on peut prévoir avantageusement un relais qui permet d'ampli- fier considérablement les petites fuites de réglage du dis- tributeur et d'assurer la commande du piston à double effet.
Afin de montrer comment le procédé peut être réali- sé en pratique, on décrira ci-après quelques dispositifs qui conviennent à cet effet.
La figure 1 montre une installation permettant de régler la pression règnant dans une conduite et dans laquelle l'organe sensible est une membrane.
La figure 2 montre une variante de réalisation de l'installation suivant la figure 1.
La figure 5 représente une forme d'exécution dans laquelle le réglage à effectuer est celui du pourcentage d'hu- midité, de l'air et dans laquelle l'organe sensible est un faisceau de cheveux.
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La figure 4 se rapporte au réglage du niveau d'un liquide, l'organe sensible étant un flotteur.
Dans l'exemple de réalisation représenté à la fi- gure 1 des dessins, l'organe sensibleest constitué par une membrane 1 logée dans une enveloppe 2. Cette membrane est soumise sur une face à la pression à régler laquelle s'exerce, grâce à un tuyau 3 relié à la conduite 4 où le réglage doit être fait.
L'autre face de la membrane 1 est soumise à la pres- .-ion d'un ressort 5 qui a pour fonction de compenser la pres- sion agissant sur l'autre face de la membrane 1 et de déter- miner la valeur à régler.
L'action du ressort 5 sur la membrane 1 a lieu par l'intermédiaire de leviers 6 et 7 qui oscillent respectivement en 8 et en 9. Le levier 6 agit par une saillie 10, dont il est muni à son extrémité, sur une tige 11 reliée à la mem- brane 1.
Entre les deux leviers 6 et 7 est intercalée une molette 12 qui peut être déplacée par une vis 131 munie d'un bouton 141.
On peut donc régler l'action du ressort 5 au moyen du bouton 141 et de la vis 131 en faisant varier la position de la molette 12 et par conséquent le rapport des leviers 6 et 7. La compensation exacte est obtenue quand la membrane sera en équilibre pour la pression qu'on désire maintenir.
L'organe de réglage est, dans cette réalisation, une vanne 13 qui se trouve dans la conduite 4 et qui est commandée par un piston à double effet 14 se trouvant dans un cylindre 15 et recevant sur ses deux faces la pression d'un fluide mo- teur (air comprimé, eau, huile, etc.). Ces deux faces restent donc toujours en pression.
Le distributeur du fluide comprend un tuyau 16 par lequel le fluide moteur est amené. Ce tuyau forme un té et
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débouche dans un conduit 17 en liaison par des tuyaux 18 et 18' avec chacune des - faces du piston 14.
Le conduit 17 est, en réalité, de part et d'autre d. l'arrivée 16 du fluide, constitué par deux sections ou em- branchements qui comprennent chacun un diaphragme 20-20' mu- ni d'une ouverture 21-21' de fuite permanente pouvant être réglée par un pointeau prévu à l'extrémité d'une tige 22-22' manoeuvrable à l'aide d'un bouton 23-23'.
Chaque section du conduit 17 possède un tuyau de fuite 24-24' terminé par une très faible ouverture et dans lequel s'engage une aiguille 25-25'.
Les aiguilles 25-25' règlent la fuite de fluide sui- vant la position de l'organe sensible 1. Ce dernier agit sur les organes d'obturation 25 et 25' par l'intermédiaire d'un levier coudé 27 oscillant en 28, d'une bielle 29 et d'un le- vier 30 auquel est relié un basculeur 31 pouvant agir sur des organes 32-32' lesquels oscillent en 33, sont munis de contre poids 34-34' et commandent les aiguilles 25-25'.
Le distributeur est complété par un robinet général 35 actionné par un bouton 36.
Sur chacun des sections ou embranchements du tuyau 17, on peut prévoir avantageusement des soupapes 43-43' qui peuvent être actionnées à la main et qui permettent de com- mander le piston 14 et l'organe de réglage 13 d'une manière non automatique, maïs au moyen du fluide moteur.
Le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus est le suivant :
Comme déjà dit, une prise d'impulsion amène sous la membrane 1 la pression qui règne dans la conduite 4 où le réglage doit être effectué et qui est compensée par le ressor 5 par l'intermédiaire des leviers 8 et 7 et de la molette 12.
Si l'on suppose que la membrane 1 étant en équili- bre pour la pression qu'on désire maintenir, la pression dans la conduite augmente et dépasse ainsi légèrement la valeur à
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régler, on comprend que la membrane 1 va se déplacer en compri- mant légèrement le ressort 5 par l'intermédiaire des leviers 6 et 7 et de la molette 12. En se déplaçant, le levier 7 fait pivoter le levier 27 autour de son axe; la bielle 29 se dépla- ce également de même que le levier 30.
Le changement de position du levier 30 fait basculer en sens inverse les leviers 32 et 32' autour de leur axe 33-331 en soulevant les contrepoids 34 et 34'. Ceci entraine le soulè- vement et l'abaissement des aiguilles 25 et 25' et détermine une augmentation et une réduction des fuites de fluide moteur aux orifices 24 et 24'.
Cette variation de la valeur des fuites crée des va- riations de pression sur les faces correspondantes du piston 14 qui se déplacera dans le sens de la flèche F et fermera le papillon 13, ce qui fera diminuer la pression dans la conduite.
Si la pression diminue dans la conduite, le même phé- nomène se produit, mais c'est l'aiguille 25' qui se soulève et le piston 14 se déplace en sens inverse.
Comme déjà dit, le distributeur est muni, outre des fuites de réglage 24-241 de deux orifices 21 et 21' réglables à la main au moyen des boutons 23-23'. Ce réglage est important parce qu'il permet d'adapter la vitesse du piston 14 aux carac- téristiques locales.
La manoeuvre du distributeur et du piston 14 est su- bordonnée dans la réalisation décrite ci-dessus à un déplace- ment d'une certaine valeur de la membrane 1.
Si la pression à régler est trop petite ou si la pré- cision de réglage est trop grande, les variations de position de la membrane 1 sont petites et ne permettront pas une manoeu- vre d'amplitude suffisante du piston 14.
Pour obtenir un déplacement ayant cette amplitude, on peut prévoir un relais qui permet d'amplifier considérable- ment les petites fuites du distributeur pour assurer une cofi- mande du piston.
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La figure 2 montre une réalisation dans laquelle on a prévu un relais remplissant une telle fonction.
Dans cette forme d'exécution, les petites fuites créées par le faible déplacement de l'une ou de l'autre ai- guille 25 et 25' du distributeur ne sont plus appliquées di- rectement à l'une des faces du piston de réglage, mais bien sous des cloches ou pistons 37 et 37', par l'intermédiaire de tuyaux 38 et 38'. Ces cloches 37 et 37' ou pistons sont solidaires d'un fléau 39 qui oscille autour d'un axe 40.
Les variations de position du fléau 39, engendrées par les fuites légères produites en 24 et 24' entrainent le soulèvement d'aiguilles 41 ou 41', ce qui entraine des fuites en 42 et 42' déterminant le déplacement du piston 14 entrai- nant la vanne 13. 42 et 42' sont des orifices analogues aux orifices 24 et 24' de la figure 1 et formés dans un distri- buteur 14, 15", 16", 17". 18", 20", 21", 22", 23", 35", 36" semblable à celui de la figure 1.
L'invention s'applique également quand, au lieu de régler la pression, il s'agit de régler d'autres facteurs tels que : le débit, le mélange, le niveau, l'humidité, etc., en modifiant simplement l'organe sensible et éventuellement l'organe de réglage.
Si, par exemple, on veut régler l'humidité de l'air (dans un séchoir par exemple), on utilisera dans cette appli- cation comme organe sensible un faisceau de cheveux 44 (fig.3) qui s'allonge ou se contracte, proportionnellement aux varia- tions du degré hygrométrique. Ce faisceau commande également le mouvement du levier 30 qui entraine, comme décrit à la figure 1, le déplacement dans un sens ou dans l'autre du pis- ton 14, par l'intermédiaire de leviers oscillants 32-32' et d'organes d'obturation 25-25'. Ce piston commandera dans ce cas un rhéostat ou un porte-balais qui fera varier la vitesse du moteur électrique d'un ventilateur.
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Si l'on doit maintenir constant le niveau d'eau dans un réservoir 45, on utilisera comme organe sensible, un flotteur 46. La variation en hauteur du flotteur 46 entraine le déplacement dans un sens ou dans l'autre du levier 30, par l'intermédiaire d'un câble 47, passant sur des galets 48, ce qui a pour effet de provoquer une fuite et par conséquent une différence de pression entre les deux faces du piston à doubl- effet. Le piston se déplace alors en entrainant l'organe de réglage qui, en l'occurence, est une vanne.
Comme on s'en rendra compte aisément, le procédé objet de l'invention présente de nombreux avantages dont les principaux sont les suivants*.
1) Grande sensibilité par l'emploi de fuites et d'un piston à double effet.
2) Sensibilité illimitée par l'emploi du relais.
3) Utilisation de faibles débits de fluide moteur par l'em- ploi de fuites très faibles.
4) Indépendance vis-à-vis de légères fuites accidentelles sur les conduites reliant le cylindre moteur au distributeur.
5) Indépendance par rapport à la pression du fluide moteur.
6) Possibilité de commander manuellement à distance l'organe de réglage au moyen de soupape.
7) Entraînement de l'organe de réglage avec une vitesse pro- portionhelle à l'écart centre la valeur actuelle du fac- teur à régler et la valeur à obtenir.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée par les détails de réalisation décrits et que de nombreuses modi- fications peuvent être introduites suivant l'application envi sagée sans s'écarter du domaine de protection de l'invention, notamment en ce qui concerne l'organe sensible et l'organe de réglage.