CH344582A - Régulateur - Google Patents

Description

Regulateur La presente invention concerne un regulateur destine ä maintenir ä une valeur desiree une gran- deur variable, telle que par exemple la pression qui regne dans un ensemble interpose dans un circuit parcouru par un gaz comprime, la vitesse d'un mo- teur ä combustion interne, et ceci quelles que soient les variations des autres parametres lies ä ladite grandeur, (telles que la charge du moteur, les Je mandes d'appareils d'utilisation du gaz comprime).

La plupart des regulateurs connus de ce type com- portent une tringlerie, plus ou moins compliquee, combinee avec des systemes de dash-pot, des ressorts, et interposee entre un Organe de commande, mobile de part et d'autre de la position de reference en re- ponse aux variations de la grandeur contrölee de part et d'autre dune valeur desiree, correspondant ä la- dite position de reference, et un Organe de con- tröle propre ä provoquer une variation de ladite grandeur Jans 1e sens tendant ä la ramener ä ladite valeur desiree.

L'invention a pour but d'obtenir 1e meine resultat par des moyens plus simples et, partant, peu coüteux et assurant une securite de fonctionnement totale du fait qu'ils ne comportent aucun reglage ni aucun jeu.

Le regulateur selon 1'invention est caracterise en ce qu'il comporte un Organe de commande sensible aux variations de ladite grandeur et occupant pour ladite valeur une position de reference, un Organe de contröle de ladite grandeur, un element de transmis- sion hydraulique comprenant une colonne de liquide interposee entre ledit Organe de commande et ledit Organe de contröle, et des moyens propres ä faire va- rier la longueur de ladite colonne de liquide par ap- port ou retrait de liquide, lorsque ledit Organe de commande est dans une position differente de la po- sition de reference precitee, la disposition relative de 1'organe de commande, de 1'organe de contröle et de la colonne de liquide etant telle que tout d6place- ment de 1'organe de commande par rapport ä la position de reference, en reponse ä une variation dans un sens de la grandeur contrölee entraine un depla- cement de 1'organe de contröle propre ä provoquer une variation en sens inverse de ladite grandeur, tandis que les variations de longueur de la colonne de liquide prolongent 1'action initiale ainsi exercee sur 1'organe de contröle tant que 1'ecart subsiste.

La vitesse de variation de la longueur de la co- lonne de liquide, peut eire fonetion croissante de 1'ecart. En d'autres termes, 1'action compensatrice exercee sur la variable contrölee peut etre plus ra pide lorsque RTI ID="0001.0268" WI="10" HE="4" LX="1287" LY="1904"> 1'ecart est plus grand.

La colonne de liquide peut etre comprise entre deux pistons relies respectivement ä 1'organe de com- mande et ä 1'organe de contröle et dont 1e premier joue en meine temps 1e röle d'un tiroir propre ä ad- mettre un liquide sous pression Jans la bielle liquide afin d'allonger celle-ci, lorsque 1'organe de commande occupe une position decalee Jans un sens par rapport ä la position de reference.

Dans une disposition particuliere les deux pis- tons en question sont differentiels et la colonne de liquide est comprise entre leurs deux grandes, faces tandis que leurs faces annulaires sont soumises en permanence ä la pression de la source de liquide.

Le dessin annexe represente, ä titre d'exemple, deux formes d'execution particuliere du regulateur objet de 1'invention. Sur ce dessin La fig. 1 représente, schématiquement, une forme d'exécution simple constituant un régulateur de pression ; la fig. 2 représente une autre forme d'exécution constituant un régulateur de vitesse, comportant un amplificateur de puissance. Dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 1, on voit en 1 un piston, sur la grande face duquel est appliquée en permanence la pression régnant dans un réservoir 2 qui reçoit du gaz comprimé par une conduite 3 et alimente par une conduite 4 des, appa reils d'utilisation non représentés. Cette pression est équilibrée par un ressort 5 de façon que pour la va leur à laquelle on désire maintenir ladite pression, le piston 1 occupe la position représentée en regard des repères 6. La tige 7 du piston 1 est solidaire d'un piston différentiel 8 coulissant dans un corps cylindrique 9. Le corps cylindrique 9 communique avec un cylindre 10 par une conduite 11. Le piston 8 comporte un alésage axial 12 qui communique par des lumières radiales 13 avec la périphérie de la tige 7 montée à coulissement dans une partie de dia mètre réduit 14 du cylindre 9. Une conduite 15 et sa dérivation 24 amènent dans les compartiments annu laires 16 et 17, respectivement des cylindres 9 et 10, un liquide sous pression à partir d'une source non représentée. Une autre conduite 18 débouche dans une gorge annulaire 19 au voisinage de la périphérie de la tige 7. Dans la position de référence représen tée sur la figure, les lumières radiales 13 sont situées exactement au bord des orifices des conduites 18 et 24.

La masse de liquide comprise dans les comparti ments cylindriques des cylindres 10 et 9, dans la conduite 11, dans l'alésage 12 et dans les lumières radiales 13, constitue une colonne de liquide qui est maintenue comprimée par les pressions régnant dans les compartiments annulaires 16 et 17. De plus, les dites pressions étant égales, de même que les surfaces desdites faces annulaires, l'ensemble du système est constamment maintenu en équilibre. Le piston 20 du cylindre 10 est relié par sa tige 21 et un embiel lage 22 à l'organe de contrôle constitué en l'occur rence par un registre 23 interposé dans la conduite 3 alimentant le réservoir 2.

Le fonctionnement de ce dispositif est extrême ment simple. Si, par exemple, la pression régnant dans le réservoir 2 augmente, le piston 1 tend à être déplacé vers le bas (sur la fig. 1) contre l'action du ressort 5. Ce déplacement est directement transmis, par la colonne de liquide, du piston 8 au piston 20 qui à son tour actionne directement le registre 23 pour réduire l'admission de gaz comprimé dans le réservoir 2. En même temps les lumières radiales 13 font communiquer la conduite 24 avec l'alésage 12 et le compartiment cylindrique du cylindre 9, ce qui détermine une alimentation de la colonne de liquide et par conséquent, un allongement de celle-ci qui agit sur le piston 20 dans le même sens que l'effort transmis à partir du piston 8. On remarquera que cet allongement de la colonne de liquide se pour suit tant que le piston 8 reste dans une position dé calée vers le bas par rapport à sa position moyenne. On remarquera en outre que la vitesse d'allongement de la colonne de liquide, qui est proportionnelle à la section d'ouverture des lumières 13 est par .consé quent proportionnelle à l'écart de la grandeur con trôlée. On obtient ainsi un régulateur qui maintient constante la pression dans le réservoir 2, quelles que soient -les demandes en gaz comprimé.

La fig. 2 représente un régulateur de vitesse dont le fonctionnement est, dans les grandes lignes, ana logue à celui du régulateur de pression représenté sur la fig. 1, mais dans lequel certains détails de fa brication ont été développés. On voit, sur cette fi gure, un piston différentiel 72, qui peut coulisser dans l'alésage d'un cylindre 73. Le piston 72 est lié par l'intermédiaire d'une tige 74,à une soupape 25, dont il contrôle le débit. Une conduite 26 relie la soupape 25 à la tubulure d'admission d'un moteur 27. Le mo teur 27 entraîne un tachymètre 28, qui comporte une tige 29, cette dernière coulissant vers la droite ou vers la gauche de la figure, suivant que la vitesse du moteur diminue ou augmente. Une tige 30, soumise à l'action d'un ressort de rappel réglable 31, suit les mouvements de la tige 29 dans les deux sens. Son extrémité, du côté opposé à celui du tachymètre, est située à l'intérieur d'un piston 32 qui peut coulisser dans un cylindre 33. Une conduite 34 amène à tra vers un étranglement 62, le fluide sous pression, dé bité par une pompe 35, dans l'extrémité de droite de l'alésage du cylindre 33, qui forme un comparti ment 45, limité à gauche par le piston 32. Des con duits 55, 56 pratiqués dans ce dernier, établissent une communication entre ledit compartiment 45 et une conduite 21 de retour du fluide à la bâche (non re présentée) de la pompe 35. Le conduit 36 constitue un passage étroit contrôlé par la position de la tige 30, cette dernière étant agencée de façon à pénétrer dans le piston 32 lorsque ledit passage est complète ment fermé. L'extrémité de gauche de l'alésage du cylindre 33 forme un deuxième compartiment 37 li mité à droite par une face du piston 32. Le corps du cylindre 33 comporte un prolongement formant une chambre 39 alimentée en fluide sous pression au moyen d'une conduite 42 branchée en dérivation sur la conduite 34. Un ressort 40 est logé à l'intérieur de la chambre 39 de façon à exercer une poussée sur une tige de soupape double 57, comportant une tête 41 qui coopère avec un siège 58 solidaire du cylindre 33 et une tête 59 qui coopère avec un siège 6,1 soli daire du piston 32. La soupape 41 contrôle ainsi une communication entre la. chambre 39 et le comparti ment 37, par des cannelures 43 de la tige 57, d'autre part la soupape 59 contrôle un conduit 44 pratiqué dans le piston 32, de façon à fermer ledit conduit lorsque ledit piston se trouve à gauche d'une position prédéterminée, et à l'ouvrir quand le piston se déplace vers la droite de celle-ci. Le conduit 44 débouche par ailleurs dans le conduit 56 relié à la conduite 21. Le compartiment 37 est, en outre, relié par une con duite 48 au compartiment 46, limité dans le cylin dre 73 par la face circulaire du piston 72. Le com partiment 47 dudit cylindre, situé du côté de la face annulaire du piston 72 (au-dessous du piston sur la figure) est relié à la conduite de pression 34 de la pompe 35 au moyen d'une conduite 50.

Le fonctionnement de ce dispositif est analogue à celui de la fig. 1. Quand le moteur 27 tourne à la vitesse de régime désirée, la tige 29 du tachymètre se trouve dans une position prédéterminée, qui cor respond également à une position prédéterminée, de la tige 30. Dans ces conditions, celle-ci règle la sec tion de passage du conduit 36 de telle façon que la poussée exercée sur le piston 32 par le fluide du compartiment 45 soit égale à celle exercée sur le piston 72 par le fluide contenu dans le comparti ment 47. Cette position d'équilibre du piston 72, de la colonne de liquide et du piston 32 est réglée de telle façon que les soupapes 41 et 59 soient appli quées sur leurs sièges et ferment les deux passages de fluide qu'elles contrôlent, à savoir, entre la cham bre 39 et le compartiment 37, et entre le comparti ment 37 et la conduite 21.

Si, par exemple par une diminution de la charge du moteur, sa vitesse dépasse la valeur de régime dé sirée, la tige 29 du tachymètre et, par suite, la tige 30, se déplacent vers la gauche de leurs positions prédéterminées d'équilibre, ce qui provoque la fer meture du passage 36 par la tige 30. La pression en 45 augmente et le piston 32 est déplacé vers la gau che, et une poussée directe est transmise du piston 32 au piston 72 par l'intermédiaire de la colonne de liquide constituée par le fluide contenu dans les com partiments 37 et 46 et dans la conduite 48. Le dé placement du piston 32 vers la gauche provoque par ailleurs l'ouverture de la soupape 41 et l'établisse ment d'une communication entre la conduite 42 et le compartiment 37 par les gorges 43. Le fluide débité par la pompe, est transmis au compartiment 37, et vient alimenter et par conséquent allonger la colonne de liquide. Le piston 72 continue donc à se déplacer vers le bas. La vitesse du moteur diminue. La tige 29 et la tige 30, commandées par le tachymètre re culent vers la droite. La pression en 45 diminue pro gressivement et le piston 32 reprend sa position d'équilibre en refermant la soupape 41, quelle que soit la nouvelle position du piston 72. Si, au con traire, par suite d'une augmentation de charge, la vi tesse du moteur 27 vient à diminuer, la tige 29 et la tige 30 poussées par le ressort 31, se déplacent vers la droite sur la figure. La section du passage 36, qui permet au fluide du compartiment 45 de s'écouler vers la bâche, augmente, et ledit fluide n'exerce plus qu'une faible poussée sur le piston 32. Ce dernier, sous la poussée du fluide du compartiment 47, se déplace donc vers la droite également tandis que le piston 72 se déplace vers le haut. La soupape 41 est en butée sur son siège, ce qui provoque l'ouverture de la soupape 59, et établit une communication en tre le compartiment 37 et la bâche, par l'intermédiaire du conduit 44 et de la conduite 21, à travers le pis ton 32. La colonne de liquide se raccourcit, et le piston 72, sous la poussée du fluide contenu dans le compartiment 47, continue à se déplacer vers le haut dans le cylindre 73, en ouvrant davantage la soupape 25. La vitesse du moteur augmente donc, les tiges 29 et 30 sont repoussées vers la gauche par le tâ- chymètre et le piston 32 revient à sa position d'équi libre, et la soupape 59 se referme, quelle que soit la nouvelle position du piston 72.

On voit que dans la construction selon la fig. 2, la liaison entre le tachymètre et le piston 32, est as surée par un asservissement hydraulique de sorte que la valeur de la poussée directe exercée sur l'organe de contrôle 25 par l'intermédiaire de la colonne de liquide est indépendante dudit tachymètre dont la puissance dès lors peut être réduite à la faible valeur inhérente à sa nature.

Claims (4)

1. REVENDICATION Régulateur destiné à maintenir à une valeur dé sirée une grandeur variable, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de commande (8, 32) sensible aux variations de ladite grandeur et occupant pour ladite valeur une position de référence, un organe de contrôle (20, 72) de ladite variable, un élément de transmission hydraulique comprenant une colonne de liquide interposée entre ledit organe de commande (8, 32) et ledit organe de contrôle (20, 72) et des moyens propres à faire varier la longueur de ladite colonne de liquide par apport ou retrait de liquide, lorsque ledit organe de commande (8, 32) est dans une position différente de la position de référence précitée, la disposition relative de l'organe de com mande (8, 32), de l'organe de contrôle (20, 72) et de la colonne de liquide étant telle que tout déplace ment de l'organe de commande (8, 32) par rapport à la position de référence, en réponse à une variation dans un sens, de la grandeur contrôlée entraîne un dé placement de l'organe de contrôle (20, 72) propre à provoquer une variation en sens inverse de ladite grandeur, tandis que les variations de longueur de la colonne de liquide prolongent l'action initiale ainsi exercée sur l'organe de contrôle. (20, 72) tant que l'écart subsiste. SOUS-REVENDICATIONS 1. Régulateur suivant la revendication, caractér risé en ce que ladite colonne de liquide est comprise entre deux pistons (8, 20 resp. 32, 72) solidaires l'un de l'organe de commande, l'autre de l'organe de con trôle, et dont le premier (8 resp. 32) joue en même temps le rôle d'un distributeur propre à alimenter la colonne de liquide à partir d'une source, ou à per mettre l'évacuation d'une partie du liquide qui la forme, lorsque l'organe de commande (8, 32) occupe une position décalée dans un sens ou dans l'autre par rapport à sa position de référence.
2. 2. Régulateur suivant la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que les deux pis tons précités sont des pistons (8, 20) différentiels en tre les grandes faces desquelles est comprise la co lonne de liquide et dont les faces annulaires (16, 17) sont soumises en permanence à la pression de la source destinée à alimenter ladite colonne.
3. 3. Régulateur suivant la revendication et les sous- revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les va riations de la grandeur à contrôler agissent sur l'or gane de commande par l'intermédiaire d'un dispositif multiplicateur d'efforts (32, 33).
4. 4. Régulateur suivant la revendication et les sous- revendications 1 et 3, caractérisé en ce que ledit dis positif 32, 33) est un asservissement hydraulique.