Démarreur automatique à liquide pour moteur électrique. L'objet de l'invention est un démarreur automatique à liquide pour moteur électrique qui comporte des électrodes fixes progressive ment immergées par un électrolyte qu'une pompe fait monter d'un réservoir inférieur et envoie dans une cuve où plongent les élec trodes. La partie supérieure de cette cuve étant fermée par une membrane élastique, portant, appuyé contre elle-même, un dis positif qui, sous l'effort de la pression du liquide refoulé par la pompe, court-circuite des plots connectés aux électrodes.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Fig. 1 en est une coupe en élévation sui vant I-I des fig. 2 et 3; Fig. 2 est une seconde coupe en élévation décalée de 90 par rapport à la précédente et faite suivant 2-2 des fig. 1 et 3; Fig. 3 est une coupe, à une échelle ré duite, suivant 3-3 des fig. 1 et 2; Fig. 4 est une coupe en élévation d'une variante de réalisation suivant 4-4 de la fig. 5; Fig. 5 est une autre coupe de la même variante de réalisation suivant 5-5 de la fig. 6; Fig,;. 6 en est une vue par-dessus. cou vercle enlevé; Fig. 7 montre en élévation et en coupe longitudinale le système de soupape hydrau lique et de remplissage automatique: Fig. 8 représente un dispositif permettant de supprimer le presse-étoupe de l'arbre de la turbine;
Fig.9 représente les électrodes réunies entre elles à leur extrémité inférieure par des résistances électriques; Fig. 10 montre la commande de la tur bine par un moteur auxiliaire.
L'appareil selon les fig.l à 3 se com pose d'une cuve 1 à. plusieurs compartiment dans laquelle est versée par les bouchons 2 et 3 jusqu'à un niveau déterminé, une cer taine quantité d'électrolyte, par exemple une solution aqueuse de cristaux de carbonate de soude, ou encore de sel de cuisine.
Trois plaques métalliques 4, 5, 6, isolées électriquement les unes des autres et de leur support, sont fixées rigidement dans le com partiment supérieur 7 de la cuve 1.
A la base de cette cuve, et sur un côté se trouve une turbine à palettes centrifuges planes 8. enfermée dans un carter 9. Cette turbine, calée sur un arbre 10 traversant la paroi de la cuve, peut recevoir un mouve ment de rotation à l'aide de la poulie 11 placée à l'extérieur.
Un presse-étoupe 12 assure l'étanchéité du passage de l'arbre au travers de la paroi. Les trois plaques fixes 4, 5, 6 portent des bornes 13 pour la connection cles con ducteurs les reliant aux bagues du moteur à démarrer.
Du côté opposé, ces trois mêmes plaques sont reliées en 14 à trois autres bornes 15, 16, 17 isolées et placées clans le couvercle 18 de la cuve.
Ces trois dernières bornes portent en dessous de ce couvercle des bossages 19, 20 et 21, en dessous desquels est disposée une plaque de métal 22 reposant sur une mem brane' souple et isolante 23 constituant une cloison étanche entre le compartiment 7 et celui 24 limité par le couvercle 18.
Cette plaque de métal est maintenue appliquée contre cette membrane souple par l'intermédiaire d'un petit ressort 25.
Immédiatement en dessous d'elle (voir le côté gauche de la fig. 2) prend naissance un canal 26 qui fait communiquer la cuve supé rieure 7 avec un réservoir inférieur 27 muni d'un bouchon de vidange 28.
Un tel dispositif fonctionne ainsi quand il s'agit de démarrer un moteur électrique quelconque: Le démarreur étant placé à proximité et l'arbre du moteur comportant une petite poulie, on la relie par une petite courroie avec la poulie 11 dudit démarreur et on con- necte ses bornes 13 avec celles cles balais du moteur.
On verse ensuite une certaine quantité de l'électrolyte par les bouchons 2 ou 3 jus qu'à ce que les extrémités des électrodes 4, 5, 6 soient partiellement immergée, comme il est représenté fig. 1.
Si maintenant on ferme le circuit du moteur à démarrer, 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 l'électro lyte.
En tournant, il entraîne la poulie 11 et la turbine 8 par l'intermédiaire de l'arbre 10. L'électrolyte contenu dans le réservoir 27 est alors aspiré par la, turbine, et, sous son influence. son niveau baisse dans le com partiment 2.7. tandis qu'il monte au contraire clans le compartiment 7, immergeant ainsi de plus en plus les électrodes.
L'immersion progressive des électrodes diminue la résistance du démarreur et le mo teur accélère sa. vitesse jusqu'à. ce que la cuve 7 soit presque complètement pleine.
A ce moment, la résistance insérée par le démarreur devient extrêmement faible. tant parce que les électrodes sont presque complètement immergées. que parce qu'elles pont prévues se rapprochant les unes des antres pour diminuer la résistance électrique interne lors de leur immersion.
La turbine continuant à tourner, l'élec trolyte monte toujours dans la cuve 7. mais à. ce moment, il rencontre la. membrane souple 23 qui s'oppose à son passage et com :nence par conséquent à s'écouler par le canal 26.
Toutefois, ce canal, suffisant. pour laisser échapper l'air, ne l'est pas pour le débit de l'électrolyte refoulé par la pompe 8, de sorte crue son niveau monte encore et soulève la membrane souple ,jusqu'à. ce que le disquî> métallique 22 vienne en contact avec les plot supérieurs 19, 20, 21 et court-circuite le dé marreur.
A ce moment, l'électrolyte continue néan moins à circuler: une partie s'échappe par lc canal 26, tandis que l'autre est arrêtée dans la pompe elle-même du fait de la résis tance opposée à son refoulement.
Les choses restent ainsi en état tant que le moteur démarré marche normalement et est régulièrement alimenté électriquement.
S'il se produit une rupture de courant accidentelle ou provoquée par l'ouverture d'un interrupteur ou d'un contacteur élec trique par exemple, le moteur s'arrête, et avec lui, la turbine 8.
L'insuffisance ou l'arrêt du mouvement ascensionnel imprimé à l'électrolyte par cette turbine provoque alors le retour en arrière par les ouïes 29 de l'électrolyte contenu dans la cuve 7.
Sous l'influence du ressort supérieur 25, le court-circuit établi par le disque 22 est immédiatement supprimé, et le liquide des cendant dans le réservoir 7, la résistance augmente jusqu'au moment où l'électrolyte est revenu au niveau inférieur représenté fig. 1.
A ce moment, tout est prêt en vue d'un nouveau démarrage.
Dans une variante de réalisation repré sentée dans les fig. 4 à 6, la cuve se com pose de deux éléments superposés 41 et 42 réunis entre eux à mi-hauteur. La turbine 8 est placée dans une sorte de goulotte de section trapézoïdale que porte l'élément in férieur 41. Cette cuve porte également des pattes de fixation 48.
Le carter de la turbine possède des ouïes dont les dimensions sont très largement cal culées.
La coquille b du côté gauche de la tur bine 8 comporte une vis de réglage c du 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 paroi de la cuve pour l'in troduction de cette turbine.
Cette même pièce comporte, en outre, le petit presse-étoupe f nécessaire pour em pêcher les pertes de liquide.
L'axe des palettes a de cette turbine est, en outre, placé dans la partie médiane des cuves,<B>(le</B> façon à alimenter régulièrement la cuve supérieure.
L'appareil comporte encore une soupape de retenue, dont le but est d'empêcher une montée trop rapide de l'électrolyte dans la cuve où plongent les électrodes. Elle se com pose d'une pièce maintenue appliquée contre le fond de la cuve, par l'intermédiaire d'uu joint épais en caoutchouc g. Cette pièce porte toute une série de lumières rectangu laires<B>le</B> qui peuvent être bouchées par une plaque de caoutchouc fi..
Une buté en tôle perforée i placée en dessous empêche que le caoutchouc h. ne se déforme, et le tient. en outre, en place.
Le. fonctionnement de cette soupape de retenue est le suivant: Dès que la turbine 8 se met en route. le refoulement de l'eau ferme la soupape de caoutchouc la et obture les lumières k de la soupape de retenue. j empêchant absolument l'électrolyte de passer par cet endroit.
Si. au contraire, la turbine s'arrête et si le. niveau de l'électrolyte est monté dans la. cuve supérieure, sa pression fait ouvrir cette soupape de retenue et il s'éeoule rapidement dans le réservoir inférieur par les très larges orifices prévus à cet effet.
Un dispositif permet de régler la montée de l'électrolyte dans la cuve supérieure.
II se compose simplement d'un bouchon in que l'on peut visser plus ou moins, pour obturer plus ou moins l'orifice l qui fait. communiquer la chambre de la. turbine et la cuve supérieure.
Un deuxième bouchon n est prévu pour empêcher, en temps normal. toutes pertes (le liquides au travers de l'orifice pratiqué dans la paroi pour recevoir le bouchon ira.
Ce dispositif de réglage peut, en outre. être commandé directement de l'extérieur en remplaçant le second bouchon n. par une tige avec presse-étoupe. non représenté sur le dessin.
Par conséquent. selon que le démarreur doit être réglé une fois pour toutes, ou sui vant les besoins, l'une ou l'autre de ces dis positions peut être adoptée. L'orifice de remplissage, prévu (fig. 5) sur le côté gauche de la cuve, est pourvu d'une gille o pour éviter toutes introduc tions de matières étrangères qui pourraient gêner le fonctionnement de l'ensemble.
Le bouchon p sert en même temps de jauge. Il porte à cet effet une tige verticale q sur laquelle on peut poinçonner les niveaux minima et maxima. Pour en faciliter l'em ploi, ce bouchon se fixe à baïonnette, de sorte que pour mesurer le niveau de l'électrolyte, il suffit de poser le bouchon en place et de le relever sans qu'un vissage quelconque en modifie le niveau.
Les électrodes 4, 5, 6 ont une forme en coupe triangulaire à la base, puis rectangu laire à leur partie supérieure, et, vues de face, trapézoïdale à leur base et rectangu laire à la partie supérieure.
La combinaison de ces formes présente les avantages suivants: 1 Grande résistance électrique lorsque les électrodes sont très peu plongées, du fait de la faible surface immergée et de leur écartement respectif assez grand.
2 Très faible résistance électrique lors qu'elles sont complètement immergées immé diatement avant le court-circuit, du fait de leur très brande surface de contact et de leur très faible écartement.
Elles sont en outre disposées à distance égale, entre elles, et, vues en coupe, la dis tance qui sépare les deux électrodes extrêmes des flancs latéraux de la cuve supérieure, est moitié de la distance qui les sépare entre elles, de sorte que leur résistance électrique, l'une par rapport à l'autre, reste sensible ment constante.
C'est-à-dire, si on appelle 4, 5, 6 les électrodes qui précèdent, on veut dire que la distance entre 6 et l 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 demi-listance qui pré cède, c'est-à-dire une fois la distance.
A leur partie supérieure, ces électrodes possèdent deux boulons métalliques y bons conducteurs, soudés, vissés ou rivés, qui servent à la fixation des connexions.
Le dispositif clé court-eireuitage se com pose d'un ensemble placé à la partie supé rieure de l'appareil. Il comporte un joint à diaphragme 23 en caoutchouc ou en matière élastique similaire, cuir ou autre, maintenu en place par une pièce isolante r vissée sur le dessus de l'appareil.
Cette membrane (le caoutchouc forme en 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 métallique s assez lourde. en forme de parallélipipède, rectangulaire, peu haut. Sur cette pièce est visée à son tour une plaque de cuivre t ayant la forme montrée fig. 6. Ladite pièce s porte deux tiges u et v, qui coulissent dans une pièce isolante w pla cée à la partie supérieure.
Enfin, des barrettes de cuivre x relient les deux tiges y réunies aux électrodes. Quant à la pièce c elle-même, elle a une forme assez évasée pour protéger électrique ment les barrettes de cuivre réunissant les électrodes entre elles.
Le fonctionnement du dispositif de court- circuitage est le suivant: Lorsque l'électrolyte arrive à la partie supérieure, la pression soulève la membrane élastique 23 et avec elle la lourde pièce mé tallique s, dont la partie supérieure vient buter contre les trois barrettes de cuivre r réunies respectivement aux trois électrodes pour les court-circuiter.
La forme ondulée des barrettes de cuivre assure un bon contact, quelles que soiejit les petites différentes de niveau qu'elles 1,(--avent avoir. En outre. le coulissement des ti,Tes rc et 2, à l'intérieur de la. pièce isolante -apé- rieure ve oblige cet organe à se lever bien d'aplomb.
L'ensemble du dispositif est enfin recou vert (l'un couvercle 30, dont le bouchon de fixation :i î peut être identique, par exemple. à celui utilisé pour l'orifice de remplissae. Ce couvercle possède trois orifices 3,-' clé dorme voulue pour le passage des fils élec triques 39.
Dans la réalisation représentée fig. 7, l'orifice de remplissage de la cuve est muni d'une soupape hydraulique constituée d'un tube A qui plonge dans l'électrolyte lorsque celui-ci, remonté par la turbine, est dans la partie supérieure du démarreur. Ce tube comporte, en outre, une petite cuvette B qui reste constamment pleine de liquide, même lorsque le démarreur fonctionne, c'est-à-dire lorsque le niveau est descendu dans la cuve inférieure (fig. 7).
Cette disposition évite les évaporations du liquide lorsque l'appareil est chaud, c'est- à-dire lorsqu'il a beaucoup fonctionné ou que la température ambiante est très élevée.
Cette soupape hydraulique lui permet ainsi de laisser entrer de l'air lorsque la dé pression interne devient trop forte, ou, in versement, d'en laisser sortir, lorsque la pres sion dépasse une certaine limite.
Pour condenser, dans la mesure du pos sible, les vapeurs ainsi produites, la partie supérieure de ce tube 9 débouche dans une cavité C qui forme une sorte de conden- seur. Cette cavité se trouve en effet à une température plus basse que la température du démarreur puisqu'elle est environ à la température ambiante, tandis que celui-ci prend obligatoirement une température plus élevée du fait de la transformation en ca lories de l'énergie électrique absorbée par sa résistance. Cette cavité comporte, en outre, à sa partie supérieure, des évents D pour permettre l'échappement ou l'entrée de l'air.
Cet ensemble peut être complété par un dispositif de remplissage destiné à tenir rigoureusement constant le niveau de l'élec trolyte dans le démarreur.
Cette disposition comporte un couvercle supérieur E formant en même temps réser voir de l'électrolyte.
Sur un des côtés, ce couvercle est muni d'un bouchon de remplissage F qui, lorsqu'il est vissé à fond, provoque l'ouverture par une tige C d'une petite soupape H permet- tant 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 réser voir inférieur jusqu'au niveau inférieur que peut atteindre l'électrolyte lorsque la tur bine 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 ré servoir, on conçoit très facilement que si. pour une raison quelconque, évaporation ou autre, le démarreur vient à manquer d'élec trolyte, l'air remontant par le tube K per met à celui contenu dans le couvercle du réservoir supérieur, de s'écouler en quantité suffisante pour rétablir le niveau, exacte ment comme cela se produit dans certains abreuvoirs connus. utilisés notamment pour les oiseaux.
Le rôle de la coupage H prévue à la base du couvercle formant réservoir est d'éviter que, pendant le remplissage du réservoir E, c'est-à-dire lorsque le bouchon supérieur I est enlevé, l'électrolyte de ce réservoir puisse s'écouler dans le démarreur et en modifier par conséquent le niveau. Ce n'est donc que lorsque ce bouchon F est complètement en place. c'est-à-dire ;t nouveau étanche, que -cette soupape s'ouvre, et que l'électrolyte peut commencer à :'écouler jusqu'à ce que le vide créé à la partie supérieure l'équilibre dans la colonne.
La petite quantité qui s'éeoule ainsi est ans influence sur le bon fonctionnement du s démarreur, tandis que, autrement, il pourrait en être fout à fait différemment.
D'autre part, pour permettre la. suppres sion du presse-étoupe f, tel que mentionné ci-dessus, on peut disposer (fi-. 8) d'un ren voi par poulie et courroie M disposé dans un carter auxiliaire N, dans le but de faire sortir l'arbre 0 au-dessus du niveau maxi mum de l'électrolyte et, de ce fait, de sup primer toute fuite. Comme représenté fig. 9, les électrodes l.
5, 6 peuvent être réunies entre elles à leur extrémité inférieure par un fil ou toute autre résistance, telles que R1, R2, R3, dis posées toutes trois dans un même plan hori zontal et plongeant dans le liquide, dans le but: 1 de servir de première résistance de dé- narrage au cas où le niveau de l'électrolyte serait insuffisant; 2 (le chauffer rapidement la partie de l'électrolyte en contact avec cette résistance, de façon à lui donner le plus rapidement possible sa température et sa résistivité nor males de fonctionnement.
Enfin, comme représenté fig. 10, la com mande de la petite turbine d'élévation 8 peut s'effectuer par un petit moteur auxiliaire P recevant son courant électrique soit du stator du moteur à mettre en marche, soit même du rotor.
Il est plus particulièrement intéressant d'utiliser dans ce genre de démarreur un électrolyte, de préférence incongelable et n'ayant qu'une faible variation de résistivité intrinsèque en fonction de l'élévation de sa température propre, électrolyte qui peut être avantageusement constitué par un produit liquide isolant, tel que la glycérine plus ou moins additionnée d'eau, par exemple, ou par un autre liquide, maintenant en suspen sion ou en dissolution, une poudre conduc trice, telle que du graphite ou des sels miné raux appropriés.
Le présente invention ne se limite au cunement aux seuls modes de réalisation mentionnés ci-dessus, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation, et notamment celle dans laquelle, pour que l'arbre de la turbine sorte de la cuve en un point situé au-dessus (lu niveau supérieur du liquide, le plan de rotation de ladite tur bine serait placé horizontalement, de façon à m que son arbre soit vertical.