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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "Perfectionnements apportés aux régulateurs de pompes à combustible liquide" la Société dite : JOSEPH LUCAS LIMITED, Great King Street, BIRWINGHAM (Grande-Bretagne).
Faisant l'objet d'une première demande de brevet déposée en GRANDE-BPETAGNE, le 28 mai 1942, N 7243, aux noms de la susdite demanderesse et de MM. Ernest Ansley WATSON et Richard Joseph IFIELD, dont elle est l'ayant-droit.
L'invention se rapporte aux régulateurs pour contrôler automanquement, sous l'influence de variations de vitesse, l'alinien- tation de combustible liquide d'une pompe à un moteur,, l'objet de l'invention consistant à prévoir des moyens régulateurs perfectionnés du type dépendant de l'action d'une pression de fluide, cette pression dépendant de la vitesse du moteur.
L'invention comporte la combinaison, avec des moyens régulateurs principaux du type spécifiée de moyens régulateurs supplémentaires répondant (directement ou indireetement) à un degré de changement de vitesse.
Dans les dessins explicatifs annexés :
Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'une pompe à combustible liquide à laquelle l'invention est appliquée, Figs. 2 à 4 sont des vues schématiques fragmentaires simila.ires montrant trois variantes de réalisation de l'invention.
La pompe à combustible liquide montrée aux dessins comporte
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un corps rotatif a.monté dans un boîtier ou carter 12 et )r6etat plusieurs alésages ç répartis autour de son axe, un plongeur d à déplaceu-ent en va-et-vient étant"agencé dans chacun de ces alésages. Le corpsa peut être commandé d'une manière appropriée quelconque
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par le moteur (non montré) qui doit être alimenté en coi:,buot-1;>1e liquide par la pompe. Pensant la rotation du corps , les plongueurs d sont déplacés dans un sens par un plateau ballant .e. qui est mobile angulairement, et dans l'autre sens par dos ressorts tel que f, ces (èerniers étant logés dans les alésages c et servant à maintenir une face d'extrémité du corps en contact avec un siège plat g formé dans le boîtier b.
Le siège g est pourvu d'une lumière h. communiquant avec une entrée de liquide i prévue dans le boîtier ig, ainsi que d'une autre Lumière j communiquant avec une sortie de liquide k prévue dans le boîtier.
Pour permettre à la pompe décrite ci-dessus a'être réglée sous l'influence de variations de vitesse, le corps a. est conçu de manière à servir également de pompe centrifuge. Ainsi, le corps a est pourvu d'un forage axial !:Il qui communique à une extré-
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mité avec l'admission i, par une autre lumière D. dans le siège g, tandis qu'il communique à son autre extrémité avec une série de passages rzoaiaux ௠formés dans le corps. Du liquide s'écoule de l'entrée i à travers le forage mhet est expulsé par effet centrifuge, à travers les passages radiaux o; dans l'intérieur du boîtier b de la pompe, autour du corps a. Un cylindre p, à extrémités fermées, est formé dans une extrémité du carter b de la pompe.
Un piston q, chargé par un ressort r, est agencé à l'intérieur du cylindre p, tandis qu'une tige s, connectée au plateau ballant a, s'étend depuis une face du dit piston et à travers un forage prati-
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qué dans le carter b¯, à l'extrémité intérieure du cylindre.
La partie intérieure du cylindre p, c'est-à-dire la partie située du coté du piston q où se trouve la tige de piston, communique librement avec l'échappement k, par l'intermédiaire d'un passage 1. prévu
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c:ans le carter b, cette partie du cylindre COllli::
uniquant é¯ale.erzt avec l'autre partie ou partie extérieure du cylindre (qui contient
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le ressort or) par l'intermédiaire ci'un passage rétréci 1- L'extré- mité extérieure du cylindre p est pourvue d'un petit orifice u qui forme, à son extrémité extérieure, un siège pour un organe obturataur v agencé à une extrémité d'un levier w qui est monté à pivotement, en un point situé entre ses extrémités, sur l'extrémité
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extérieure du cylindre, tandis qu'il est chargé par un re ssort àg qui tend à maintenir l'organe obturateur appliqué sar son siège.
Le levier W est logé dans une chambre y famée ou fixée sur l'en-
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trémité adjacente du carter à, et cette-chambre communique avec l 'entrée 1 de la pompe. La face extérieure de la chambre y est délimitée par un diaphragme de contrôle . qui présente, en son
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centre, une butée 2 qui est établie de manière à s'appuyer sur 1'extrémité du levier W, qui est opposée à l'extrémité portant l'organe obturateur V. Une autre chambre 3, située du côté de la face extérieure du diaphragme z et partiellement délimitée par celui-ci, communique avec la susdite pompe centrifuge par un passage 4 dans le carter b.
Le diaphragme z est également chargé .par un ressort 5 qui est connecté à un organe de réglage 6, lequel peut être actionné d'une manière appropriée quelconque par un surveillant en vue de varier l'effet du ressort.
En supposant que le plateau ballant occupe sa position la plus oblique, c'ext-à-dire la position dans laquelle la pompe donne son débit maximum, le plateau ballant restera dans cette position aussi longtemps que la pression dans la chambre 3 (et qui agit donc sur le diaphragme de commande z) est inférieure à une certaine valeur déterminée d'avance. Dans ces conditions, l'organe obturateur V de l'orifice u se trouve dans sa position de fermeture et les pressions de liquide sur les deux faces du piston q sont égales. Mais lorsque la pression agissant sur le diaphragme z dépasse la valeur déterminée d'avance, le diaphragme soulèvera l'organe obturateur v de son siège.
La pression de liquide dans la partie extérieure du cylindre p diminuera alors et le piston q sera déplacé par la pression de fluide régnant dans la partie inférieure du cylindre, contre l'action du ressort r, en déplaçant ainsi le plateau ballant 6 dans la direction de réduction du débit de la pompe jusqu'à ce qu'une nouvelle condition d'équilibre soit atteinte.
Il résulte de ce qui précède que, puisque la position du plateau ballant 1 dépend de la pression du liquide dans la chambre 3 et que cette pression dépend de la vitesse de la pompe, cette dernière est réglée par la vitesse du moteur qui entraîne la pompe.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, on combine, avec la chambre 3, des moyens régulateurs supplémentaires par lesquels une pression additionnelle peut être exercée sur le diaphragme z en fonction du degré de changement de la vitesse du moteur.Des exemples typiques de ces moyens sont illustrés dans les dessins annexés.
Dans l'exemple montré en Fig. 1, il est prévu, sur la face extérieure de la chambre 3, une autre chambre qui est divisée en deux compartiments 9,10 par un deuxième diaphragme 8, qui est agencé parallèlement au premier diaphragme z et est relié à celui-ci par une tige axiale 11 qui passe par une ouverture 12 dans la face adjacente de la chambre 3. Le compartiment extérieur 10 est pourvu,
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à sa face extérieure, d'un élargissement central qui renferme le
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ressort t 5, lequel est connecté par une de ses 6JCtr"ui ti"" au CtUi;iéme =1ià.p"iraà,i=e 6 et jar aon autre êx't-Iriiit6 a l'organe =lLc réglage 0.
Les parties centrales acs coi1-p<rtii.>ents 9, 10, qui contiennent la tige 11 et le ressort 5, sont séparées aes parties principales Q6 et.s comparuiments par une cloison étanche quelconque, par exemle aes boufilbts uet,alliyue::3 flexioles 15. Les parties principales aes deux compartimenus 9, 10 sont également reliées entre elle", ar \An jja&sage rétréci 14, tandis que la. partie principale lU compart'iment extérieur 10 est pourvue d'une entrée 15 par laquelle elle peut être connectée à un ventilateur (non montré) entraîné
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par le moteur, ou à toute autre source de pression ue fluide qui varie avec les changements de vitesse du moteur.
1\Jori[,ale..16n t, les pressions de fluide dans les compartiments 9, 10 sont égales, mais une augmentation rapide de la vitesse du moteur provoque la création d'une pression dans le compartiment extérieur 10, et cette pression est transmise par le deuxième
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dia:Jhra.a:ie 6 au premier diaphragme . pour actionner le levier j de l'organe obturateur v.
Dans l'exemple montré en Fig. 2, la pression additionnelle
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est exercée sur le diaphragme par le liquide se trouvant dans la chambre 3. Dans ce cas, la. chambre 3 communique avec l'extrémité la plus large d'un cylindre étagé 16 contenant un piston 17 étage u'une manière correspondante, qui est chargé par un ressort lE, l'extrémité étroite du cylindre étant reliée par un tuyau 19 a la sortie de la pompe décrite ci-dessus.
Le, passage 4, qui relie la chambre 2 à la pompe centrifuge, est également pourvu d'un étranglement 20 clui permet l'établissement d'une pression addi-
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tionnelle dans la cnambre sous l'action du piston étagé 17. iV6C l'augmentation de la pression dans la sortie de la pompe, le piston 17 se déplace contre l'action du ressort 18 et déplace du liquide au cylindre 16 vers la chambre 3, en produisant ainsi, dans la chambre, une -pression additionnelle qui dépend du degré de changement de la pression àans la. sortie de la pompe et de la dimension de l'étranglement 20 prévu dans le passage 4.
Dans l'exemple montré en Fig. 3, la pression additionnelle
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requise aans la chambre 3 et obtenue au moyen a'un piston 2l qui forme le noyau mobile cz'un électro-aimant compartant un bobinage excitateur 22, ce dernier étant alimenté en courant par une géné- ratrice dont le débit est fonction de la vitesse du moteur, et servant à déplacer le piston contre l'action d'un ressort 24.
Dans l'exemple montré en Fig. 4, la pression additionnelle dans la chambre 3 est obtenue au moyen d'un piston 25 qui est souluis à l'action d'un mécanisme centrifuge 26 qui est influencé par
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la vitesse du moteur, et qui sert à déplacer le piston contre l'action d'un ressort 27.
De la aescription donnée ci-dessus de quelques exemples de réalisation, il résulte que l'action régulatrice supplémentaire requise peut Être obtenue à l'intervention d'une variété de moyens diffórents (fluide, électro-aimant, ou moyens mécaniques) conçus pour exercer une pression qui dépend directement ou indirectement de la variation de la vitesse du moteur.
Grâce à la combinaison, avec des moyens régulateurs princi- paux actionnés par fluide, de moyens régulateurs supplémentaires qui répondent à et agissent pendant un changement de vitesse, comme décrit ci-dessus, il est possible d'obtenir un contrôle de l'alimen- tation de fluide, ensuite de changements de la vitesse du moteur, qui est plus satisfaisant que celui que l'on peut obtenir par les moyens régulateurs principaux seuls.
L'invention n'est toutefois pas limitée aux exemples décrits, puisque des détails accessoires peuvent être modifiés pour satisfaire à diverses exigences. De plus, l'invention peut être appliquée à des pompes à combustible liquide autres que celles décrites cidessus.
REVENDICATIONS.
1 - Des moyens pour contrôler automatiquement 1'alimentation de combustible liquide d'une pompe à un moteur, comportant la combinaison, avec des moyens régulateurs principaux du type spécifié, de moyens régulateurs supplémentaires répondant (directement ou indirectement) à un degré de changement de vitesse.
2 - Des moyens pour contrôler automatiquement l'alimentation de combustible liquide d'une pompe à un moteur, comportant la coinbinaison, avec des moyens régulateurs principaux possédant un organe de commande qui se déplace sous l'action d'une pression de fluide en fonction de la vitesse du moteur, de moyens régulateurs supplémentaires capables d'agir sur le dit organe sous l'influence d'un degré de changement de vitesse du moteur.
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DESCRIPTIVE MEMORY in support of an application for a PATENT OF INVENTION "Improvements made to regulators of liquid fuel pumps" the Company known as: JOSEPH LUCAS LIMITED, Great King Street, BIRWINGHAM (Great Britain).
Being the subject of a first patent application filed in GRANDE-BPETAGNE, May 28, 1942, N 7243, in the names of the aforesaid plaintiff and MM. Ernest Ansley WATSON and Richard Joseph IFIELD, of which she is the beneficiary.
The invention relates to regulators for self-controlling, under the influence of speed variations, the supply of liquid fuel from a pump to an engine, the object of the invention consisting in providing regulating means. improved type depending on the action of a fluid pressure, this pressure depending on the speed of the engine.
The invention comprises the combination, with main regulating means of the specified type, of additional regulating means responding (directly or indirectly) to a degree of speed change.
In the accompanying explanatory drawings:
Fig. 1 is a schematic sectional view of a liquid fuel pump to which the invention is applied, Figs. 2 to 4 are similar fragmentary schematic views showing three alternative embodiments of the invention.
The liquid fuel pump shown in the drawings has
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a rotating body mounted in a housing or casing 12 and) including several bores distributed around its axis, a reciprocating plunger d being arranged in each of these bores. ordered in any suitable manner
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by the motor (not shown) which must be supplied with coi :, buot-1;> the liquid by the pump. Thinking of the rotation of the body, the divers d are moved in one direction by a swinging plate e. which is angularly movable, and in the other direction by back springs such as f, these (the latter being housed in the bores c and serving to maintain an end face of the body in contact with a flat seat g formed in the housing b .
Seat g is fitted with a light h. communicating with a liquid inlet i provided in the housing ig, as well as another light j communicating with a liquid outlet k provided in the housing.
To enable the pump described above to be adjusted under the influence of variations in speed, the body a. is designed to also serve as a centrifugal pump. Thus, the body a is provided with an axial borehole !: It which communicates to an extremity
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mited with the admission i, by another lumen D. in the seat g, while it communicates at its other end with a series of rzoaial passages ௠formed in the body. Liquid flows from the inlet i through the borehole mhet is expelled by centrifugal effect, through the radial passages o; inside the pump housing b, around the housing a. A cylinder p, with closed ends, is formed in one end of the pump housing b.
A piston q, loaded by a spring r, is arranged inside the cylinder p, while a rod s, connected to the swinging plate a, extends from one face of said piston and through a borehole.
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qué in the crankcase b¯, at the inner end of the cylinder.
The inner part of cylinder p, that is to say the part located on the side of piston q where the piston rod is located, communicates freely with the exhaust k, via a passage 1. provided
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c: in the crankcase b, this part of the cylinder COllli ::
uniquely equal.erzt with the other part or external part of the cylinder (which contains
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the spring or) by means of a narrowed passage 1- The outer end of the cylinder p is provided with a small orifice u which forms, at its outer end, a seat for an obturator member v arranged at a end of a lever w which is pivotally mounted at a point between its ends on the end
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exterior of the cylinder, while it is loaded by a spring which tends to keep the obturator member applied sar its seat.
The lever W is housed in a chamber y famed or fixed on the
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adjacent end of the housing to, and this chamber communicates with the inlet 1 of the pump. The outer face of the chamber is delimited by a control diaphragm. which presents, in its
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center, a stopper 2 which is established so as to rest on the end of the lever W, which is opposite the end carrying the shutter member V. Another chamber 3, located on the side of the outer face of the diaphragm z and partially delimited by the latter, communicates with the aforesaid centrifugal pump by a passage 4 in the casing b.
The diaphragm z is also loaded by a spring 5 which is connected to an adjuster 6, which can be actuated in any suitable manner by a supervisor to vary the effect of the spring.
Assuming that the swinging plate occupies its most oblique position, i.e. the position in which the pump gives its maximum flow, the swinging plate will remain in this position as long as the pressure in chamber 3 (and which therefore acts on the control diaphragm z) is less than a certain value determined in advance. Under these conditions, the shutter member V of the orifice u is in its closed position and the liquid pressures on the two faces of the piston q are equal. But when the pressure acting on the diaphragm z exceeds the value determined in advance, the diaphragm will lift the shutter member v from its seat.
The liquid pressure in the outer part of the cylinder p will then decrease and the piston q will be moved by the fluid pressure prevailing in the lower part of the cylinder, against the action of the spring r, thus moving the swinging plate 6 in the direction reduction of pump output until a new equilibrium condition is reached.
It follows from the foregoing that, since the position of the dangling plate 1 depends on the pressure of the liquid in the chamber 3 and that this pressure depends on the speed of the pump, the latter is regulated by the speed of the motor which drives the pump. .
In carrying out the invention, additional regulating means are combined with chamber 3 by which additional pressure can be exerted on diaphragm z depending on the degree of change in engine speed. these means are illustrated in the accompanying drawings.
In the example shown in FIG. 1, there is provided, on the outer face of the chamber 3, another chamber which is divided into two compartments 9,10 by a second diaphragm 8, which is arranged parallel to the first diaphragm z and is connected to the latter by a axial rod 11 which passes through an opening 12 in the adjacent face of the chamber 3. The outer compartment 10 is provided,
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on its outer face, a central enlargement which contains the
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spring t 5, which is connected by one of its 6JCtr "ui ti" "to CtUi; iéme = 1ià.p" will go to, i = e 6 and jar aon another êx't-Iriiit6 to organ = lLc setting 0.
The central parts acs coi1-p <rtii.> Ents 9, 10, which contain the rod 11 and the spring 5, are separated from the main parts Q6 and.s appearances by any watertight partition, for example aes boufilbts uet, alliyue: : 3 flexioles 15. The main parts of the two compartments 9, 10 are also connected together ", ar \ Anjja & sage narrowed 14, while the main part of the outer compartment 10 is provided with an entrance 15 through which it. can be connected to a driven fan (not shown)
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by the engine, or to any other source of fluid pressure that varies with changes in engine speed.
1 \ Jori [, ale..16n t, the fluid pressures in compartments 9, 10 are equal, but a rapid increase in engine speed causes pressure to be created in the outer compartment 10, and this pressure is transmitted by the second
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dia: Jhra.a: ie 6 at the first diaphragm. to operate the lever j of the shutter member v.
In the example shown in FIG. 2, additional pressure
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is exerted on the diaphragm by the liquid in chamber 3. In this case, the. chamber 3 communicates with the wider end of a stepped cylinder 16 containing a correspondingly stepped piston 17, which is loaded by a spring 1E, the narrow end of the cylinder being connected by a pipe 19 to the outlet of the pump described above.
The passage 4, which connects the chamber 2 to the centrifugal pump, is also provided with a throttle 20 which allows the establishment of an additional pressure.
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tional in the cnambre under the action of the stepped piston 17. iV6C increasing the pressure in the outlet of the pump, the piston 17 moves against the action of the spring 18 and moves liquid to the cylinder 16 towards the chamber 3 , thus producing, in the chamber, an additional -pressure which depends on the degree of change of the pressure in the. outlet of the pump and the dimension of the constriction 20 provided in passage 4.
In the example shown in FIG. 3, additional pressure
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required in chamber 3 and obtained by means of a piston 21 which forms the movable core and an electromagnet dividing an exciter coil 22, the latter being supplied with current by a generator whose flow rate is a function of the speed motor, and serving to move the piston against the action of a spring 24.
In the example shown in FIG. 4, the additional pressure in the chamber 3 is obtained by means of a piston 25 which is relieved by the action of a centrifugal mechanism 26 which is influenced by
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engine speed, and which serves to move the piston against the action of a spring 27.
From the description given above of some embodiments, it follows that the additional regulatory action required can be obtained through the intervention of a variety of different means (fluid, electromagnet, or mechanical means) designed to exert a pressure which depends directly or indirectly on the variation of the engine speed.
By combining with fluid actuated main regulating means of additional regulating means which respond to and act during a gear change, as described above, it is possible to achieve control of the feed. tation of fluid, then changes in engine speed, which is more satisfactory than that obtainable by the main regulating means alone.
The invention is not, however, limited to the examples described, since accessory details can be changed to meet various requirements. In addition, the invention can be applied to liquid fuel pumps other than those described above.
CLAIMS.
1 - Means for automatically controlling the supply of liquid fuel from a pump to an engine, comprising the combination, with main regulating means of the specified type, of additional regulating means responding (directly or indirectly) to a degree of change of speed.
2 - Means for automatically controlling the supply of liquid fuel from a pump to a motor, comprising the coinbination, with main regulating means having a control member which moves under the action of a fluid pressure in function engine speed, additional regulating means capable of acting on said member under the influence of a degree of engine speed change.