Installation pour régler la pression d'air dans une enceinte L'invention a pour objet une installation pour régler la pression d'air dans une enceinte, comprenant une source fournissant à l'enceinte de l'air sous pression et au moins une soupape commandant l'échappement d'air vers l'exté rieur et réglant ainsi la valeur de la pression dans l'enceinte.
Cette installation est caractérisée en ce que ladite soupape est agencée pour être comman dée par la différence des pressions régnant dans l'enceinte et dans une chambre de ré glage qui est constamment reliée à une source de pression relativement forte et à un espace d'une pression relativement faible, la pression dans la chambre de réglage étant réglée par un dispositif sensible à la pression régnant dans la chambre et sollicité par un organe élas tique dont l'effort peut être modifié, et en ce qu'elle comprend un dispositif de réglage per mettant de régler la vitesse de modification dudit effort et pan suite la vitesse de variation de la pression dans l'enceinte depuis une va leur de départ à une valeur désirée.
L'installation selon l'invention est appli cable notamment aux avions ; en effet, il est parfois très avantageux de faire varier pro gressivement la pression de l'air dans un avion pendant qu'il vole d'une altitude à une autre, par exemple d'un aéroport à basse alti tude vers un aéroport situé à une altitude plus élevée. Dans le dessin ci-joint, une forme d'exécu tion de l'objet de l'invention est représentée à titre d'exemple.
La fig. 1 est une coupe schématique d'une installation pour régler la pression d'air dans la cabine d'un avion ; la fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 ; la fig. 3 est une vue partielle suivant la ligne 3-3 de la fig. 1 ; la fig. 4 est le schéma des connexions élec triques de l'installation ; la fig. 5 représente schématiquement une variante, et la fig. 6 est une vue schématique d'un régulateur de vitesse.
L'installation représentée aux fig. 1 à 4 sert à régler la pression d'air dans la cabine 10 d'un avion, à laquelle l'air sous pression est fourni par un compresseur 11 à travers un tuyau d'entrée 12 et dans laquelle la valeur de la pression de l'air est déterminée par le ré glage de l'échappement de l'air dans l'atmo sphère à travers un tuyau d'échappement 13.
A cet effet, l'installation comprend une enveloppe 15 dont une portion 16 renferme deux chambres espacées 17 et 18 qui commu niquent constamment avec la cabine et, par des ouvertures susceptibles d'être obturées par des soupapes 19 et 20, avec une chambre in termédiaire 21 reliée à l'atmosphère par le tuyau d'échappement 13. Les soupapes 19 et 20 sont montées sur une tige 22 dont une ex trémité s'attache à un élément de support constitué par un diaphragme souple 23, et dont l'autre extrémité est fixée sur un dia phragme souple 24 qui subit d'un côté la pression de la cabine et de l'autre côté la pres sion régnant dans une chambre de réglage 25 que contient l'enveloppe 15.
Les soupapes 19 et 20 sont poussées dans le sens de fermeture par un ressort 26 qui s'appuie contre le dia phragme 24 et contre une console 27 fixée sur l'enveloppe. Le diaphragme 23 est soumis sur ses deux faces à la pression régnant dans la cabine ; d'autre part, les pressions agissant directement sur les soupapes s'équilibrent en tre elles, de sorte que ces soupapes sont sol licitées dans le sens de fermeture par la pres sion régnant dans la chambre de réglage 25 et agissant sur un côté du diaphragme 24 et par l'action du ressort 26, à l'encontre de la pres sion de la cabine qui agit sur l'autre côté de ce diaphragme.
La chambre de réglage 25 est constam ment reliée, par un passage calibré 30, à la cabine, qui constitue une source de pression relativement forte ; cette chambre peut en ou tre être mise en communication, par des sou papes 31 et 32 et par un tuyau 33, avec l'at mosphère, c'est-à-dire avec un espace d'une pression relativement faible.
La soupape 31 est commandée par un dis positif sensible à la pression régnant dans la chambre 25 et constitué par une capsule ané- roïde 34 dans laquelle règne le vide, dont une extrémité est reliée à la soupape 31 et dont l'autre est fixée sur une console 36 fixée sur l'enveloppe 15. La soupape 32 est comman dée par un dispositif sensible à une pression différentielle et constitué par une capsule ané- roïde 37, dont une extrémité est reliée à la soupape 32 et l'autre est fixée sur une con sole 38 fixée sur l'enveloppe 15. L'intérieur de la capsule 37 communique avec l'atmo sphère par un tuyau 39 relié au tuyau 33.
La capsule 34 est en outre soumise à l'ac tion d'un ressort 42 par l'intermédiaire d'un levier 40 qui est monté oscillant sur un axe 41 et dont une extrémité est reliée à la sou pape 31 et l'autre à une extrémité du ressort 42. L'autre extrémité du ressort est attachée à une tige 43 présentant une tête filetée 44 qui est engagée dans un manchon taraudé 45. La tête 44 est empêchée de tourner, de sorte qu'une rotation du manchon provoque un dé placement longitudinal de la tige 43.
Le manchon 45 est monté à rotation dans un manchon 46 fixé à l'enveloppe 15 et pré sente à son extrémité inférieure une fente 47 dans laquelle est engagé un goujon transver sal 49, solidaire d'un arbre d'entraînement 48. Cet arbre est entraîné en rotation par un mo teur électrique réversible 50 par l'intermé diaire d'une boîte de réduction de vitesse 51. Celle-ci comporte une portion 52 et une por tion 53 dans laquelle est monté l'arbre 48.
Un dispositif sert à régler la vitesse du mo teur et par suite de l'arbre 48, de façon à régler la variation de tension du ressort 42, en réglant ainsi le fonctionnement de la capsule anéroïde 34 et par suite la vitesse de variation de la pression dans la chambre 25. Ce dispo sitif comprend un régulateur centrifuge à bou les 54, dont une extrémité 55 est fixée sur l'arbre 56 du moteur 50, et dont l'autre extré mité comporte un manchon 57 qui peut cou lisser sur l'arbre 56. Sur ce manchon 57 est fixé un élément annulaire 58 portant un an neau de contact 59 qui fait partie d'un inter rupteur commandant le circuit du moteur, in terrupteur dont l'autre contact est constitué par un élément de contact 60 monté dans un manchon 61.
Une extrémité filetée 62 de celui- ci est vissée dans un élément isolant 63 fixé sur un support fixe. L'extrémité inférieure du contact 60 comporte une portion élargie 64 sur laquelle agit un ressort 65 qui pousse ce contact de façon que la portion étroite de celui-ci fait saillie hors du manchon 61 à tra vers un trou percé dans la paroi de bout 66 du manchon, la portion élargie 64 s'appliquant contre la face intérieure de cette paroi de bout. Un bouton 67 en une matière isolante est monté sur le manchon 61 et sert à faire tourner celui-ci pour modifier la position du contact 60 par rapport à l'anneau 59 et régler ainsi la vitesse du moteur. Un conducteur élec trique 68 relie le manchon 61 et donc aussi le contact 60 à l'un des pôles d'une source de courant.
L'installation comprend en outre un méca nisme permettant de choisir d'avance la pres sion qu'on veut obtenir dans la cabine, ce mé canisme commandant le moteur pour que celui-ci s'arrête dès que la tension du ressort 42 a atteint la valeur correspondant à cette pression. Ce mécanisme comprend deux inter rupteurs électriques 75 et 76 fixés, en des points diamétralement opposés, sur une plaque rotative 77 qui est montée sur une extrémité d'un arbre 78 ; cet arbre peut tourner dans un coussinet fixe 79 et porte à son autre extré mité un bouton 80. Les interrupteurs 75 et 76 comportent des poussoirs d'actionnement 81, respectivement 82, dont les extrémités sont approximativement dans le même plan lors qu'ils sont dans leur position correspondant à l'ouverture des interrupteurs.
Ces poussoirs sont actionnés par une came 83 en arc de cer cle, fixée à une grande roue dentée 84 qui est montée à rotation sur une console fixe 85 et qui engrène avec un pignon 86 fixé sur l'ex trémité inférieure de l'arbre 48. La came 83 a une longueur inférieure à un demi-cercle, de sorte que pour une position angulaire donnée de la roue dentée 84, les poussoirs 81 et 82 des interrupteurs sont dégagés de la came et par conséquent lesdits interrupteurs sont ouverts.
La fig. 4 est le schéma des connexions électriques de l'installation. Un des pôles d'une source de courant, telle qu'une batterie 95, est connecté au contact 60. L'anneau de contact 59 est connecté à la masse en 96. L'autre pôle de la batterie 95 est connecté à un fil 97 qui est relié à deux fils 98 et 99, le fil 98 étant connecté à une extrémité d'un enroulement 100 du moteur 50, qui fait tourner ledit mo teur dans le sens correspondant à l'augmenta tion de la pression dans la chambre de ré glage. Le fil 99 est connecté à une extrémité d'un enroulement 101 du moteur, qui fait tourner ledit moteur dans l'autre sens, corres pondant à la diminution de la pression dans la chambre de réglage.
L'autre extrémité de l'enroulement 100 est connectée à l'élément mobile 102 de l'interrupteur 75, tandis que l'autre extrémité de l'enroulement 101 est con nectée à l'élément mobile 103 de l'interrup teur 76. Les bornes respectives 104 et 105 des interrupteurs 75 et 76 sont connectées en tre elles par un fil 106, qui est mis à 1a masse en 107 par un fil 108.
Le fonctionnement de l'installation décrite est le suivant : la pression dans la cabine, pour un débit donné du compresseur 11, dépend de la position des soupapes d'échappement 19 et 20, position qui est fonction de la pression ré gnant dans la chambre de réglage 25 et agis sant sur un côté du diaphragme 24.
La pression dans cette chambre est fonc tion de la tension du ressort 42, lequel agit sur la capsule anéroïde 34 pour déterminer, selon sa tension, la position de cette capsule et donc de la soupape 31. La pression dans la cabine dépend donc en définitive de la charge du ressort 42 et la vitesse de variation de cette pression dépend par conséquent de la vitesse à laquelle la charge du ressort 42 varie.
Etant donné que la pression atmosphé rique n'exerce aucune action sur la capsule anéroïde 34, puisque cette capsule est sou mise uniquement à la pression régnant dans la chambre de réglage, la pression dans la ca bine est indépendante de la pression atmo sphérique, pour autant que la différence entre ces pressions ne dépasse pas une valeur limite déterminée par la capsule anéroïde 37. En effet, pour protéger la carcasse de 1a cabine contre les avaries résultant d'une différence excessive des pressions entre la cabine et l'at mosphère, la capsule 37, qui est sensible à la différence entre la pression dans la chambre de réglage et l'atmosphère, ouvre la soupape 32 dès que ladite différence des pressions atteint la valeur limite.
L'effort exercé par le ressort 42, qui agit dans le sens de fermeture de la soupape 31, est équilibré par l'action de la pression de la chambre de réglage 25 sur la capsule 34. Lors que la tension du ressort 42 augmente, une augmentation correspondante de la pression dans la chambre 25 est nécessaire pour main tenir l'équilibre entre les forces antagonistes.
Par conséquent, l'augmentation de la tension du ressort 42 provoque une augmentation correspondante de la pression dans la chambre 25, étant donné que la soupape 31 ne peut s'ouvrir pour faire diminuer la pression dans la chambre 25 que lorsque la pression qui s'exerce sur la capsule 34 arrive à vaincre la traction exercée par le ressort 42 ; ceci se pro duira à un instant donné, vu que la pression dans la chambre 25 a tendance à augmenter sans cesse, du fait que cette chambre commu nique, par le passage calibré 30, avec la ca bine dans laquelle la pression augmente aussi, cette pression étant toujours supérieure à la pression dans la chambre 25, en raison de la section réduite du passage calibré 30. Lors que la pression dans la chambre 25 varie, du fait du réglage du ressort 42, la pression dans la cabine varie en même temps que la pre mière.
La vitesse de variation de la tension du ressort peut être déterminée d'avance en tour nant le bouton 67 pour l'amener dans la posi tion correspondant à la vitesse qu'on désire et qui est indiquée sur un cadran 110. Le con tact 60 vient alors dans une position, par rap port à l'anneau de contact 59, pour laquelle on obtient la vitesse désirée du moteur. Si le bouton 67 est tourné de manière que le con tact 60 bute contre l'anneau @ 59, ce contact peut s'escamoter partiellement à l'intérieur du manchon 61 à l'encontre de l'action du ressort 65.
Dès que le moteur 50 tourne, l'anneau de contact 59 monte, le contact 60 restant appuyé contre cet anneau jusqu'à ce que la portion de plus grand diamètre 64 vienne en contact avec la face interne de la paroi 66 du man chon.
A partir de ce moment, le contact 60 cesse de monter et ensuite l'anneau 59 s'en éloigne et revient le toucher, suivant que la vitesse du moteur augmente ou diminue. Ces mouvements séparant ou rapprochant les con- tacts sont provoqués par le régulateur 54 qui règle la vitesse du moteur en la maintenant sensiblement constante pour une position de réglage donnée du bouton 67.
Le sens de rotation du moteur est déter miné par la position de réglage du bouton 80 du sélecteur de pression. Si l'on suppose que l'avion s'envole d'un aéroport à altitude rela tivement basse et que l'aéroport de destination est à une altitude plus élevée, on tourne le bouton 80 en sens inverse des aiguilles d'une montre (fig. 3), en amenant un repère de ce bouton en face de la division d'un cadran 115 correspondant à l'altitude de l'aéroport d'ar rivée. Ce mouvement du bouton 80 fait tour ner la plaque 77 et les interrupteurs 75 et 76, en amenant le poussoir 82 de l'interrupteur 76 en contact avec la came 83 et en abais sant ce poussoir 82.
II en résulte que cet in terrupteur se ferme en faisant passer le cou rant dans l'enroulement 101 du moteur 50 qui tourne alors dans le sens faisant monter la tige 43 pour diminuer la tension du ressort 42.
En d'autres termes, une diminution pro gressive de la pression dans la cabine est pro voquée par la diminution progressive de la tension du ressort 42, en permettant à la sou pape 31 de s'ouvrir sous l'action d'une pres sion progressivement plus faible dans la cham bre 25 et en faisant baisser en conséquence la pression dans la cabine.
Le réglage de la vitesse de variation s'ef fectue de façon que la pression dans la cabine atteigne la valeur désirée en un temps déter miné à volonté.
Lorsque le moteur tourne, la roue dentée 84 et la came 83 tournent lentement, jusqu'à ce que la came se dégage du poussoir 82 de l'interrupteur 76, le poussoir revenant en posi tion de repos sous l'action d'un ressort non représenté, en ouvrant ainsi l'interrupteur 76 et arrêtant le moteur. Le moteur s'arrête ainsi lorsque la pression dans la cabine a atteint la valeur qu'on désire.
Si l'avion doit voler d'un aéroport plus élevé vers un aéroport à plus basse altitude, on règle en conséquence les sélecteurs de la vitesse de variation et de l'altitude, et le tout fonctionne en sens inverse de façon à modifier la pression de la cabine à une vitesse détermi née pendant un temps déterminé, le moteur s'arrêtant lorsque la pression dans la cabine a atteint la valeur qu'on désire.
Suivant la variante de la fig. 5, le méca nisme de sélection de la vitesse de variation et de l'altitude, ainsi que la chambre du réglage sont logés dans une enveloppe 15a qui peut être disposée sur le tableau de bord. La cham bre de réglage est reliée par un tuyau 116 à la chambre 117 d'une soupape d'échappement 118, pouvant être disposée à distance de l'en veloppe 15a. Cette soupape comprend un élé ment de soupape mobile<B>119</B> qui est poussé dans le sens d'ouverture par la pression de la cabine en dans le sens de fermeture par la pression de la chambre de réglage.
La fig. 6 représente une variante du régu lateur de la vitesse du moteur, qui comporte un tachymètre 120 actionné par le moteur 50. Lorsque la vitesse du moteur a atteint une va leur déterminée, le bras 121 du tachymètre, qui porte un contact mobile 59a, tourne dans le sens des aiguilles d'une montre de façon à éloigner le contact<I>59a</I> d'un contact 60a et à couper le circuit du moteur.
La vitesse du moteur diminue alors jusqu'à ce que le con tact 59a vienne toucher le contact 60a et elle augmente ensuite. Etant donné que dans ces conditions l'amplitude du mouvement du bras 121 est très faible et juste suffisante pour fer mer et ouvrir le circuit, la vitesse du moteur reste sensiblement constante.