Dispositif de régulation rapide. La présente invention concerne un dispo sitif de régulation rapide, applicable<B>à</B> la régulation de toute variable physique (débit, pression, température, tension, puissance, etc.). Elle s'applique plus spécialement au réglage de la puissance fournie par les groupes tuirbo-génératenrrs et au réglage des grosses centrales d'un réseau général d'inter connexion.
Le dispositif possède une rapidité de réglage bien supérieure à la rapidité des dispositifs. connus, sans que la précision en soit .diminuée. Pour obtenir une rapidité d'ac tion élevée, le matériel de régulation doit être d'autant plus perfectionné, les jeux réduits au minimum. Le dosage des assewvissements, afin de les adapter aux @caraietéristiques in ternes des appareils ou des :machines contiô- lées, devient une nécessité;
enfin, l'indépen dance .des régalages doit être obtenue dans toute la mesure possible, afin de permettre l'adaptation séparée des différente para mètres.
Tout système de régulation comporte né cessairement: un appareil de mesure qui détecbe les écarts de la grandeur à régler, un organe de manoeuvre permettant de faire varier directement ou indirectement la grandeur à régler, un mécanisme intermédiaire assurant la liaison entre l'appareil de mesure et l'organe de manoeuvre. Le dispositif, qui fait l'objet de la pré sente invention, constitue le mécanisme inter médiaire entre l'appareil :
de mesure, supposé capable de fournir une élongation angulaire ou rectiligne liée à l'écart de la grandeur à régler, et l'organe de manoeuvre que nous supposons dépendre de la position d'un pis ton dans un cylindre.
Ce dispositif est caractérisé: par un relais régulateur double et symé trique transformant l'élongation e de l'appa- rei'.1 de mesure en un déplacement d, somme de trois termes de forme:
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11, B et C étant trois constantes ajustables;
par un distributeur double et symétrique, utilisant le mouvement louvoyant et dosant l'admission d'un fluide dans le cylindre con- tenant le piston de manoeuvre à partir du déplacement d du relais régulateur. Ce dis tributeur emprunte l'énergie nécessaire à son déplacement au fluide qu'il distribue à un sorvo-moteur commandant un organe de ma-
nceuvre permettant de faire varier la gran deur à régler.
Le relais régulateurfait automatiquement la somme des trois termes fonction de l'écart et de ses deux premières dérivées, par exem ple grâce au déplacement de l'extrémité d'une membrane, -déplacement influencé par les trois termes. Les fig. 1 et 2 représentent, schématique- ment, à titre d'exemple non limitatif de l'invention,
une forme -d'exécution du relais régulateur.
Les fig. 3 et 4 représentent des variantes de certaines parties du relais régullateur.
La fig. 5 représente le distributeur. Des membranes cylindriques 1 et 2 reçoi- vent un fluide sous pression (huile ou air par exemple) par .des tubulures fixes 3 et 4. Ce fluide s'échappe pax deux buses 5 et 6 qui sont partiellement masquées par l'écran 7 commandé par l'appareil de mesure 8 (5 cor respond à 1 et 6 à 2).
Les membranes 1 et 2' sont figées, par une de leurs bases, au bâti 9, en une section in termédiaire à un cadre rigide 10' articulé autour de Vaxe horizontal 11, enfin, par leur seconde base, à l'entretoise mobile 12 en forme de cadre, sur laquelle elles s'opposent.
Cette entretoise porte un pontet 13 qui entraîne, au moyen de l'articulation 14, le levier 15 qui, pivotant autour de l'axe hori- zontail 11, entraîne, par son extrémité infé rieure, 1a fourchette mobile 16 du di8ttribu- teur 17.
Le déplacement relatif de l'entretoise 12, par rapport au cadre rigide 10, est rendu proportionnel à l'écart des pressions dans les membranes 1 et 2, au moyen de ressorts 18 et 19.
Le couple provoqué par d'allongement ou le raccourcissement des portions de mem branes comprises entre le bâti 9 et le cadre rigide 10, lors des déplacements angulaires de ce dernier autour -de l'axe 11 est rendu très faible par l'emploi de membranes à grande élasticité.
Dans son déplacement angulaire autour de l'axe 11, le :cadre 10 entraîne un secteur denté 20 et le contrepoids 21 qui permet de compenser presque complètement l'action de la pesanteur sur 1a partie mobile, le petit excès de la pesanteur permettant de compen ser à peu près totalement, poux de petits dé- placements angulaires, la réaction élastique des membranes 1 et 2.
Le secteur denté 20 entraîne un pignon 92 monté ,sur l'axe 23. Cet axe porte à une de ses extrémités un volant 2à constitué par un empilage de plusieurs disques, de façon à rendre variable son moment .d'inertie. L'axe 23 porte à son autre extrémité un disque mé tallique 24. Un aimant 26 agit sur le disque \?4 et constitue un frein â, courants de Fou cault réglable au moyen de la vis 27.
En variante, on peut rendre rectilignes tes déplacements du cadre 10 et de ,l'entre- toise 12 par l'emploi -de glis8i & re comme le représente la fig. 3.
Le déplacement,de l'écran 7 peut être rec tiligne ou circulaire. Dans ce dernier cas, l'écran 7 doit avoir un profil approprié, de façon que le déplacement rectiligne des buses 5 et 6 soit proportionnel à l'écart angulaire de l'appareil de mesure (fig. 4).
La fig. 5 représente le distributeur 17 de la. fig. 1 en détail. La partie mobile<B>31</B> du distributeur est de ,révolution et tourne autour d'un axe x-x' dans le fourreau de distribution 32' sous l'impulsion d'un jet du fluide distribué, .s'échappant des buses 49 et 50 et frappant les roues à aubes 3-5 et 36 portées par la partie mobile.
Celle-ci est percée suivant sien axe & ro tation X-X' de deux canaux 43 et 44 dont les extrémités respectives,37 et<B>38</B> sont légè rement incilinées par rapport à cet axe.
La partie mobile 31 est, en outre, percée de quatre canaux 5.1, 5:2, 58 et 54 perpendicu laires â l'a.xe X-X'. Le canal 52 met en communication la éhambTe centrale 42 du distributeur avec le canai 43; le canal 53 met en communication la chambre centrale 42 avec le canal 44; le canal 5:1 met en com- inunication la chambre d'extrémité 4;5 avec le canal 43; le canal 54 met en communica tion la chambre d'extrémité 46 avec le canal 44.
Le fluide pénètre dans la chambre cen- trale par l'intermédiaire de la tubulure 55. Le fluide :distribué pénètre dans les canaux 48 et 44 par les canaux 52 et 53 et s'échappe par les extrémités respectives 37 .et 3-8 des canaux 43 et 44.
Le deux jets du fluide viennent frapper les palettes 319 et 40 dont l'écartement est et qui sont soli daires de la fourchette mobile 16. Les extré mités des palettes. 39, pet 40 sont légèrement inclinées par rapport à la perpendiculaire: à l'axe de rotation X-X' de la partie mobile 31.
Cette dernière peur, également se,dé@pla- cer longitudinalement par suite de la .diffé rence de pression qui peut exister dans les chambres 45 et 46 sous l'effet du rapproche- ment ou de l'éloignement des palettes 39 et 40 des extrémités de ladite partie mobile.
Celle-ci sera donc animée d'un mouvement louvoyant se,composant d'une rotation autour d'un axe et d'un mouvement d'oscillation le 1 ong de cet axe.
La partie mobile 31, dans son déplace- ment longitudinal, découvre les, lumières 47 et 48. Celles-ci sont en communication avec le servo-mbteur 41 dont le piston commande l'organe de manoeuvre de la machine que d'on veut régler.
Si l'organe mobile 3,1 oie déplace par exemple vers la gauche, le fluide qui oc cupe la chambre centrale 42 pénètre sur la face gauche du piston du servo-moteur par la lumière 47, tandis que le fluide qui occupe la partie .du servomoteur à droite du piston pénètre dans la chambre intermédiaire 517 du distributeur, d'où il s'échappe à l'extérieur par l'orifice 5,9.
Si l'organe mobile<B>31</B> se déplace vers la .droite, le fluide qui occupe la chambre centrale 412 pénètre dans, Qa partie droite du servomoteur par la lumière 48, et le fluide qui occupe la partie gauche du servo-moterur pénètre par la lumière 47 dans la chambre intermédiaire 516 d'où il s'échaippe à l'extérieur par l'orifice, 5'8, Le déplacement de la fourchette 16 est assuré par le levier 15 du relais,
régulateur sur lequel -elle est fixée.
Le fonctionnement du dispositif complet est le suivant: L'organe de mesure 8 entraîne l'écran 7 et lui communique un déplacement angulaire proportionnel à l'écart de la grau4eur à ré gler. Le déplacement relatif de l'écran 7 de vant les buses 5 et 6 modifie les pressions à l'intérieur .des membranes 1 et 2. Le cadre 10 se déplace jusqu'à ce que l'équilibre ides pressions soit rétabli.
En régime stationnaire, les pressions sont égales dans les membranes 1 et 2 et le déplacement de l'écran 7 a été "recopié" par le mouvement des buses mo biles 5 et 6.
En- régime variaab'lé, le déplacement du cadre 10 est freiné par le dispositif à cou rants de Foucault 24-26 et par l'inertie -de la partie mobile (volant -2@5); -ce qui nécessite un écart de pression dans les deux mem branes, proportionnel .à la somme ,de ces deux effets, c'est-à-dire:
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B et C étant -deux constantes ajus-tables. par déplacement de l'aimant 26 et par l'adjonc; tion ou la suppression de disques dans le valant 25.
L'écaart de pression qui apparaît entre les memfbranes 1 et 2 en régime dynamique est fourni par un léger déplacement relatif des buses 5 et 6 et<I>de</I> l'écran 7,
mais les pro- priétùs de ce système sont telles que le moindre -déplacement relatif de ces organes entraîne -une variation importante de pres- sion. Il en résulte que l'écart de pression entre les-deux membranes 1 et 2 nécessaire au déplacement du cadre 10 est obtenu pour un déplacement relatif insignifiant des buses 5-6 et de l'écran 7.
Cet écart de pression se traduit par un déplacement proportionnel de l'entretoise 12 par rapport au cadre<B>10.</B>
Finalement, le déplacement angulaire du. levier 15 est la somme de trois termes de forme:
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Les jets de fluide sortant dies, buses 49 et 50 viennent frapper le.- roues à aubes 35 et 36 et communiquent à la partie mobile 31 un mouvement de rotation.
Les pressions dams les chambres 45 et 46 sont fonction des distances entre les extré mités 37 et 3$ de la partie mobile et les palettes 3'9 et 40. La partie mobile se déplace longitudinalement de telle façon que les pres sions dans les chambres 45 et 4,6 soient égales..
Les extrémités des palettes 39 et 40 sont parallèles, mais non perpendiculaires à l'axe de rotation de la partie mobile. Les jets qui sortent des, extrémités 3'7 et 3'8 de la partie mobile sont normaux aux extrémités inclinées -des palettes, de telle façon qu'en tournant, la partie mobile 31 est animée d'un mouvement louvoyant se décomposant en une rotation et un déplacement alternatif,
ce qui supprime toute prise de point pour le dépla- eemenit de la partie mobile 31 et toute insen sibilité due aux recouvrements éventuels des lumières 47 et 48 par les bossages de la partie mobile 31.
Lorsque le relais régulateur entraîne le levier 15 et lui communique un déplacement angulaire, la fourchette 16 et les palettes 3,9 et 40 sont soumises à un déplacement paral lèle à l'axe de rotation de la partie mobile 31 et d'une rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du levier 1'5. Il en résulte un déplacement de la partie mobile 31 qui se centre à nouveau de façon que les pressions dans les chambres 45 et 46 soient égales.
Ce déplacement correspond au déplacement hori zontal -de la fourchette 16.
Dans son déplacement horizontal, les bos sages de la partie mobile 31 découvrent les lumières. 47 et 48, ce qui provoque l'admis sion d'un débit de fluide lié au déplacement horizontal sur l'une des faces du piston du servomoteur 41. Ce pistou se déplace avec une vitesse proportionnelle au débit de fluide, c'est-à-dire fonction du déplacement d du levier 15.
Ce .dernier étant de la forme
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la vitesse de déplacement du piston du servo- motcur 41 est fonction de l'écart e relevé par l'appareil de mesure du relais régulateur ainsi que de ces deux premières,- dérivées
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L'organe de manoeuvre lié à ila position du piston du servomoteur 41 est ainsi dé placé avec une vitesse fonction de
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Le fluide de manoeuvre peut être quel conque, air comprimé, eau, huïl@e.