La présente invention concerne un appareil de régulation de la tension et du débit de fils textiles permettant d'établir et de maintenir de façon prédéterminée une tension constante et un débit constant de ces fils.
Cet appareil peut être adapté à n'importe quelle machine textile nécessitant une alimentation ou une livraison de fil constante en débit et en tension tels que métier de bonneterie, dévidoir, bobinoir, etc.
Ces trois exemples illustrent une application possible du système sans en limiter aucunement la portée.
L'impératif de constance de débit et de tension doit être réalisé par un asservissement ou une régulation la moins onéreuse possible dont le prix de revient est comparable aux prix de revient des systèmes actuels et dont l'ensemble a un encombrement minimum et est aisément adaptable sur n'importe quelle machine.
Il existe sur le marché de nombreux systèmes fournisseurs de fils spécialement pour les métiers de bonneterie, que l'on peut répartir par exemple, selon les classes suivantes:
1. les freins à joues ou tendeurs;
2. fournisseur à pignons coniques ou cylindriques;
3. fournisseur à cabestan;
4. fournisseur à accumulation;
5. fournisseur à alimentation positive (Rosen, CRB);
6. système F.A.K.
Tous ces systèmes ne sont pas applicables à tous les types de fils ou filés depuis le fil classique peu élastique jusqu'à l'élastomère en passant par le fil texturé: certains d'entre eux n'étant applicables qu'à un type de filé bien déterminé, d'autres, au contraire, ne convenant absolument pas quel que soit le type de filé.
Le système proposé n'entre pas dans une des catégories précédentes. Il s'agit, en effet, d'une régulation pneumatique de la tension du fil en amont d'une roue à vitesse constante imposant un débit constant.
Aucune des classes précitées de fournisseurs n'est comparable à la présente invention. En effet, les cinq premiers systèmes ne font pas appel à une régulation (pneumatique ou autre). Seul le système F.A.K. utilise une régulation pneumatique mais conçue différemment. Le système F.A.K., adaptable uniquement sur une petite machine ronde à une ou deux chutes, effectue la régulation de la tension en aval de la roue imposant un débit constant. De plus. la régulation de la tension s'effectue par modification de la hauteur de la came de chute.
Dans le cas d'un dévidoir de laboratoire, pour le fil texturé par exemple, il faut enrouler autour d'un cylindre d'enroulement un certain nombre de spires jointives de façon telle que chaque spire ait une longueur identique sous une charge donnée.
Pour qu'un métier circulaire de bonneterie à n chutes produise un tricot régulier. il faut que la longueur de fil absorbée par maille, 1, soit constante d'une aiguille à l'autre et d'une chute à l'autre. Cette condition nécessaire n'est cependant pas suffisante.
On sait, en effet, que les variations de titre, de nuance, de paraffinage, de torsion, d'affinité tinctoriale, etc. peuvent provoquer aussi un défaut dans le sens des rangées de mailles de l'article. Cet aspect du problème n'est pas à prendre en considération dans le présent brevet.
L'appareil de régulation selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: un bâti pour la fixation des pièces, des roues guide-fil montées sur le bâti, une première roue de tension commandée par un variateur de vitesse, montée sur le bâti de façon qu'une modification de la tension du fil puisse agir sur la vitesse de la roue de tension par l'intermédiaire du variateur de vitesse pour augmenter ou diminuer la vitesse angulaire de la roue de tension, une seconde roue guide-fil de débit, montée sur le bâti, entraînée à une vitesse angulaire constante, préréglée, assurant une alimentation constante du fil, un bras pivotant en son milieu, dit comparateur de déplacement, disposé entre les roues de tension et de débit, ce bras étant muni d'une roue guide-fil de renvoi à une extrémité et d'un dispositif de tuyère-palette dit traducteur de déplacement à l'autre extrémité,
de sorte que lorsqu'une surtension agit sur le fil, l'extrémité du bras portant la roue de renvoi se soulève, tout en abaissant l'autre extrémité du bras portant la palette, obturant ainsi la tuyère et inversement, la pression d'air de sortie de la tuyère qui dépend de la position de la palette par rapport au sommet de la tuyère déformant une membrane en caoutchouc qui agit sur la tige de commande d'un amplificateur inverseur à pièces mobiles, commutant ainsi la pression d'air de commande d'un vérin à double effet vers l'une ou l'autre entrée de celui-ci, la tige du vérin étant solidaire de la roue de tension qui roule perpendiculairement et sans glissement sur un plateau recevant le couple moteur, le positionnement par le vérin de la roue de tension sur le plateau déterminant une vitesse angulaire de la roue de tension proportionnelle à sa distance radiale du centre du plateau,
de sorte que lorsqu'une sous-tension se présente dans le fil, la poulie de renvoi située à l'extrémité du bras pivotant s'abaisse, la pression de sortie de la tuyère s'annule, la tige de commande de l'amplificateur se déploie vers la droite mue par un ressort de rappel, la tige du vérin sort, entraînant vers le centre du plateau la roue de tension dont la vitesse diminue pour compenser la sous-tension initiale, cependant que l'extrémité du bras portant la roue de renvoi remonte et le fil voit sa tension se stabiliser et inversement.
Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente le dispositif d'alimentation du fil.
La fig. 2 illustre une variante de réalisation du montage.
La fig. 3 représente la partie pneumatique de la régulation.
La fig. 4 représente une variante d'un ensemble pneumatique.
La fig. 5 est une vue de détail d'une variante de l'ensemble
représenté à la fig. 4.
Le dispositif d'alimentation du fil sur métier de bonneterie comprend (fig. 1) une bobine B, un ensemble fournisseur F et une aiguille A. Soit d, le débit du fil à la sortie du fournisseur, te, la tension d'entrée du fil et ts, la tension de sortie. Pour obtenir une longueur de fil absorbée par maille, 1, constante, il faut que le débit d soit constant et que la tension de sortie ts soit constante et indépendante de te, quelles que soient les sollicitations exercées sur le fil en amont du fournisseur. Pour obtenir une longueur de fil absorbée par maille, 1, constante d'une chute à l'autre, il faut aussi que la distance, a, entre le talon de l'aiguille (lorsque celle-ci passe sur la pointe de la came de chute Ch), et le niveau de la fonture n (ou tout autre repère fixe) soit constante d'une chute à l'autre.
Cette condition peut être obtenue par un réglage mécanique de la profondeur de la came de chute. Dans l'hypothèse où une usure empêche le réglage concomitant de toutes les cames de chute, un rattrapage aisé est obtenu en contrôlant exactement te pour un d constant à chaque chute.
Dans le cas d'un fournisseur sans asservissement de la tension du fil, lorsque la matière s'allonge très faiblement sous une charge non négligeable (cas de la laine ou du coton) les à-coups de tension n'ont pas ou très peu d'influence sur le débit. Si au contraire, la matière peut s'allonger de façon importante sous faible charge (cas des fils texturés ou élastomères) les à-coups de tension auront une influence néfaste sur le débit du fil même si ce dernier est délivré à une vitesse constante.
Le fournisseur est composé de deux roues D et T dont la première, D, délivre une quantité constante de fil pour lequel la tension a été préalablement réglée à une valeur la plus constante possible au moyen de la roue T (fig. 1).
La régulation de la tension du fil, à une valeur constante prédéterminée, se fait essentiellement par variation de la vitesse linéaire de la roue T par rapport à la vitesse linéaire constante de la roue D. On interdit tout glissement entre les roues T ou D et le fil.
La variation de la vitesse linéaire V1 du fil peut se faire en agissant, soit sur la vitesse angulaire o de la roue T, soit sur la valeur du rayon R de la roue T (V1= #.R).
Les montages effectués ont montré que les méthodes permettant une modification de la valeur du rayon R ne donnent pas de bons résultats. On peut utiliser à cette fin, soit un cône se dépla çant par rapport au fil fixe, soit un cône fixe sur lequel le fil se déplace, soit un cylindre de rayon R variable. Cette dernière solu
tion est techniquement coûteuse et assez difficile à réaliser. Toutes
ces solutions ne donnent pas satisfaction puisqu'il faut en même
temps assurer une adhérence du fil sur la roue ou le cône pour évi
ter tout glissement tout en lui permettant un déplacement
satisfaire à la variation de rayon. De plus, le filé manque de rigi
dité pour réagir convenablement à une commande de déplacement
sur un cône.
Par contre, les montages utilisant la variation de vitesse angulaire # donnent satisfaction et ne présentent plus les inconvénients cités ci-dessus. Pour minimiser le prix de revient de l'appareil, on exclut le moteur pneumatique rotatif et le moteur électrique.
C'est pourquoi on a adopté un moteur pneumatique linéaire ou vérin et il faut intercaler entre le vérin et la bobine T un variateur de vitesse commandé par le vérin. La régulation pneumatique basse pression doit être conçue pour éviter un vérin trop encombrant puisque celui-ci n'est commandé que par une pression très faible. Il faut donc que l'élément commandé par le vérin ne nécessite qu'un faible effort pour effectuer la manoeuvre commandée.
Le variateur suivant convient très bien pour le but recherché.
La fig. 2 montre une réalisation du montage. Le système plateau-poulie présente en plus l'avantage de permettre aisément une modification du débit par simple déplacement de la roue D sur le plateau, ce qui permet l'adaptation aisée du système sur des métiers qui réalisent des tricots pour lesquels l'alimentation doit être différente d'une chute à l'autre (exemple Jacquard). La partie pneumatique de la régulation comprend les éléments suivants (fig. 4):
- 1 élément sans pièce mobile monostable pouvant travailler sous une pression maximum de 200 g'/cm2;
- 1 système palette-tuyère ou traducteur de déplacement;
- 1 fléau constituant le comparateur de déplacement;
- 1 vérin;
- 1 élément stabilisateur de pression ou valve à seuil de pression (facultatif).
La pression d'alimentation, après être passée par un filtre Fi, est détendue dans un détendeur D2 à la pression P2 de 2 kg'/cm2
(donc très supérieure à la valeur nominale) et dans un détendeur D1 à la pression P1 de 50 g'/cm2 ou 500 mm de colonne d'eau.
La pression P2 est ensuite injectée dans l'élément mono
stable (E.M.) par le canal 1 d'où le fluide est dirigé vers le canal 3 (effet Coanda) et sort par le tuyau 4 pour être injecté au vérin V.
La tige du piston est alors complètement sortie. Les n éléments mono stables (E.M.)i peuvent être raccordés de la même façon en parallèle sur le détendeur D2.
La pression P1 à la sortie de D1 est injectée dans une tuyère Tu après avoir été stabilisée par une valve à seuil de pression (facultatif dans ce montage). Suivant que la tuyère est ou n'est pas obturée, il existe ou non une pression dans le tuyau 6.
Cette mise sous pression du tuyau 6 viendra faire basculer le fluide de la commande principale de l'élément (E.M.) de la branche 3 vers la branche 2, donc du tuyau 4 vers 5, ce qui commande, finalement, le mouvement de rentrée de la tige du vérin.
Ce mouvement cessera et la tige reviendra automatiquement à son point de départ dés que la tuyère ne sera plus obturée, c'est-àdire lorsqu'il n'y aura plus de pression dans le tuyau 6 (donc que le jet de pression en provenance du canal 1 de l'EM aura basculé à nouveau vers 3).
La palette E obturant la tuyère Tu est constituée d'une plaquette fixée à l'extrémité d'un fléau, l'autre extrémité de ce fléau étant munie d'une petite poulie-guide sur laquelle passe le fil.
De la bobine à l'aiguille, le fil passe dans l'ordre par les organes suivants: bobine, roue T, poulie-guide solidaire du fléau, roue D, aiguille (fig. 11 compte non tenu des guides et des cassefils.
La chaîne directe est donc constituée du comparateur (fléau), du traducteur (palette-tuyère), de l'amplificateur monostable (EM). Le point de rotation du fléau est solidaire de la membrane d'un souflet S1, le déplacement de cette membrane étant proportionnel à la valeur de la pression réinjectée au soufflet en provenance de la sortie de la tuyère. Une résistance R1 est intercalée dans la branche.
Un deuxième soufflet S2 solidaire du point de rotation du fléau reçoit une partie de la pression injectée au soufflet S1 par l'intermédiaire d'une résistance R2 (fig. 3).
On obtient ainsi un régulateur à action proportionnelle dérivée et intégrale (P.I.D.).
Le soufflet S1 donne naissance à une réaction négative alors que le soufflet S2 crée une réaction positive.
La variation de pression à la sortie de la tuyère P1 en fonction de l'erreur à la palette est donnée par l'expression ci-dessous où l'on retrouve bien la partie proportionnelle, dérivée et intégrale de l'erreur.
EMI2.1
Dans cette expression, Kr représente la fonction transfert du soufflet qui transforme le signal pneumatique en un déplacement mécanique.
#1 est une constante de temps égale à R1C1 et #2 = R2C2.
Le circuit décrit ci-dessus convient très bien puisque l'on parvient à maintenir la tension de sortie, ts, du fil à une variation inférieure à 0,5 g' pour des à-coups de l'ordre de 250 g' en amont.
Toutefois, il présente un inconvénient majeur pour l'utilisation simultanée d'un grand nombre de tels circuits. En effet, pour pouvoir disposer d'une pression suffisante au vérin, il faut appliquer à l'élément monostable une pression très supérieure à la valeur nominale, ce qui a pour effet d'abaisser le rendement de cet élément (déjà très faible 30% à la pression nominale) à une valeur inacceptable.
Dans ce cas, l'élément monostable, sans pièce mobile, est avantageusement remplacé par l'ensemble décrit ci-dessous et spécialement conçu à cet effet. Il est composé de trois parties A, B et C (fig. 4).
Les parties A et B sont collées l'une contre l'autre par l'intermédiaire d'un joint étanche 1. Au milieu de la masse de ces deux blocs, collés l'un à l'autre, on a tourné un espace cylindroconique 2. De part et d'autre de ce logement, ont été forés deux canaux 3 et 4 se terminant vers l'extérieur par des cônes 5 et 6.
Dans l'espace ainsi délimité, une tige 7 portant deux cônes 8 et 9 à ses extrémités et un bicône 10 dans sa partie centrale peut se déplacer librement sur une distance de 1 mm maximum.
Le réglage des cônes sur la tige est réalisé de façon telle que lorsque la tige se trouve à fond à droite, le cône 8 obture parfaitement le siège d'échappement 5 et le bicône 10, la partie droite de l'espace cylindro-conique 2. Dans cette position, la pression de commande Pc admise par le canal 11 ne peut sortir que par le canal 12 vers l'utilisation, ici un vérin, alors que le canal 13 est à l'échappement. De même, lorsque la tige 7 se trouve à fond à gauche, le canal 12 est mis à l'échappement, le bicône 10 obture la partie gauche de l'espace cylindro-conique 2 et le cône 9 est appliqué contre son siège 6. La pression de commande est ici envoyée vers le canal de sortie 13. Il est donc possible, grâce à cet ensemble, de commuter la pression d'entrée Pc vers 12 ou 13 suivant la position de la tige.
Les avantages de ce système sont mul tiples:
- aucune limitation de la pression de commande qui peut être très faible ou très élevée suivant les besoins;
- rendement très élevé, c'est-à-dire haut rapport de la pression de sortie sur la pression d'entrée (90%);
- construction très simple et robuste, facilement réalisable sans aucune contrainte commerciale onéreuse comme pour l'élément monostable sans pièce mobile.
On pourrait reprocher à ce système d'être composé de pièces mobiles diminuant le temps de réponse. En réalité, si cette observation est exacte, il n'en reste pas moins vrai que celui-ci reste petit et très largement suffisant pour les besoins du système. Cette performance est due en partie au faible déplacement de la tige (1 mm).
Il faut noter que l'amplification mise au point pour les besoins particuliers du système faisant l'objet de la présente invention n'est ni un amplificateur sans pièce mobile à effet Coanda, ni un amplificateur du type à membrane, ni un distributeur à tiroir 3/2 à commande électrique, mécanique ou pneumatique.
Le bloc C constitue la tuyère proprement dite dont la description a été faite plus haut. Toutefois, dans ce nouvel ensemble, le tube 6 de la fig. 4 n'est plus nécessaire, il est réalisé directement dans la masse de C (canal 14 de la fig. 4).
L'orifice du canal 14 est obturé par une membrane extensible 15 pouvant prendre une certaine flèche lorsqu'une pression lui est appliquée. La membrane 15 est rendue solidaire de la tige 7 (fig. 5).
On obtient un système plus fiable en remplaçant la membrane extensible 15 par un petit cylindre 19 dans lequel coulisse un piston 20 dont l'axe est constitué par la tige 7 de l'amplificateur pneumatique.
Lorsque l'orifice 16 de la tuyère est obturé, la pression appliquée en 14 déplace le piston et la tige 7 vers la gauche. Dès que la palette s'écarte de la tuyère, la pression dans le canal 14 s'annule et le piston est rappelé dans sa position de départ par l'intermé- diaire du ressort 17.
Le canal 18 permet de prélever la pression nécessaire à la réalisation du système P.I.D. comme décrit plus haut.
The present invention relates to an apparatus for regulating the tension and the flow rate of textile threads making it possible to establish and maintain in a predetermined manner a constant tension and a constant flow rate of these threads.
This device can be adapted to any textile machine requiring a constant yarn feed or delivery in flow and tension such as hosiery loom, unwinder, winder, etc.
These three examples illustrate a possible application of the system without in any way limiting its scope.
The imperative of flow and voltage constancy must be achieved by a servo-control or regulation that is as inexpensive as possible, the cost price of which is comparable to the cost of current systems and the assembly of which has a minimum size and is easily adaptable. on any machine.
There are many yarn supply systems on the market especially for the hosiery looms, which can be divided, for example, into the following classes:
1. cheek brakes or turnbuckles;
2. supplier with bevel or cylindrical gears;
3. supplier with capstan;
4. accumulation supplier;
5. positive feed supplier (Rosen, CRB);
6.F.A.K. system
All these systems are not applicable to all types of yarns or yarns, from the conventional little elastic yarn to the elastomer via the textured yarn: some of them are only applicable to one type of yarn. well determined, others, on the contrary, are absolutely not suitable whatever the type of yarn.
The proposed system does not fall into one of the preceding categories. It is, in fact, a pneumatic regulation of the tension of the wire upstream of a wheel at constant speed imposing a constant flow.
None of the above classes of providers is comparable to the present invention. In fact, the first five systems do not require regulation (pneumatic or other). Only the F.A.K. uses pneumatic regulation but designed differently. The F.A.K. system, which can only be adapted to a small round machine with one or two falls, regulates the tension downstream of the wheel, imposing a constant flow. Furthermore. the tension is regulated by modifying the height of the drop cam.
In the case of a laboratory reel, for textured wire for example, it is necessary to wind around a winding cylinder a certain number of contiguous turns so that each turn has an identical length under a given load.
So that a circular knitting machine with n falls produces a regular knit. the length of thread absorbed per stitch, 1, must be constant from needle to needle and from drop to drop. This necessary condition is not sufficient, however.
We know, in fact, that variations in titer, shade, waxing, twist, tinctorial affinity, etc. may also cause a defect in the direction of the stitch rows of the article. This aspect of the problem is not to be considered in the present patent.
The regulation device according to the invention is characterized in that it comprises in combination: a frame for fixing the parts, wire guide wheels mounted on the frame, a first tension wheel controlled by a speed variator, mounted on the frame so that a modification of the thread tension can act on the speed of the tension wheel by means of the speed variator to increase or decrease the angular speed of the tension wheel, a second guide wheel - flow wire, mounted on the frame, driven at a constant angular speed, preset, ensuring a constant feed of the wire, a pivoting arm in its middle, called displacement comparator, arranged between the tension and flow wheels, this arm being provided with a guidewire guide wheel at one end and a nozzle-pallet device called displacement translator at the other end,
so that when an overvoltage acts on the wire, the end of the arm carrying the return wheel rises, while lowering the other end of the arm carrying the pallet, thus closing off the nozzle and conversely, the air pressure outlet of the nozzle which depends on the position of the vane relative to the top of the nozzle deforming a rubber diaphragm which acts on the control rod of an inverting amplifier with moving parts, thus switching the control air pressure a double-acting cylinder to one or the other input thereof, the cylinder rod being integral with the tension wheel which rolls perpendicularly and without sliding on a plate receiving the engine torque, the positioning by the cylinder of the tension wheel on the plate determining an angular speed of the tension wheel proportional to its radial distance from the center of the plate,
so that when undervoltage occurs in the wire, the deflection pulley at the end of the swivel arm lowers, the outlet pressure of the nozzle is canceled, the control rod of the amplifier deploys to the right moved by a return spring, the cylinder rod comes out, driving towards the center of the plate the tension wheel, the speed of which decreases to compensate for the initial under-tension, while the end of the arm carrying the wheel of return goes up and the thread sees its tension stabilize and vice versa.
The appended drawing represents schematically and by way of example several embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 shows the wire feed device.
Fig. 2 illustrates an alternative embodiment of the assembly.
Fig. 3 represents the pneumatic part of the regulation.
Fig. 4 shows a variant of a pneumatic assembly.
Fig. 5 is a detailed view of a variant of the assembly
shown in fig. 4.
The device for feeding the thread on the hosiery loom comprises (fig. 1) a spool B, a supplier assembly F and a needle A. Let d be the flow of the thread at the outlet of the supplier, te, the input voltage wire and ts, the output voltage. To obtain a constant length of wire absorbed per mesh, 1, the flow rate d must be constant and the output voltage ts must be constant and independent of te, whatever the stresses exerted on the wire upstream from the supplier. To obtain a length of thread absorbed per stitch, 1, constant from one drop to the next, the distance, a, between the heel of the needle (when the needle passes over the tip of the cam drop Ch), and the level of the needle bed n (or any other fixed mark) is constant from one drop to the next.
This condition can be achieved by mechanically adjusting the depth of the drop cam. On the assumption that wear prevents the concomitant adjustment of all the fall cams, easy adjustment is obtained by checking exactly te for a constant d at each fall.
In the case of a supplier without servo-control of the thread tension, when the material elongates very slightly under a not insignificant load (in the case of wool or cotton) the voltage surges have little or no influence on the flow. If, on the contrary, the material can stretch significantly under low load (in the case of textured or elastomeric yarns), the voltage surges will have a detrimental influence on the flow rate of the yarn even if the latter is delivered at a constant speed.
The supplier is made up of two wheels D and T, the first of which, D, delivers a constant quantity of wire for which the tension has been previously adjusted to the most constant value possible by means of the wheel T (fig. 1).
The regulation of the thread tension, to a predetermined constant value, is done essentially by varying the linear speed of the wheel T with respect to the constant linear speed of the wheel D. Any slippage between the wheels T or D and thread.
The variation of the linear speed V1 of the wire can be done by acting either on the angular speed o of the wheel T, or on the value of the radius R of the wheel T (V1 = # .R).
The assemblies carried out have shown that the methods allowing a modification of the value of the radius R do not give good results. To this end, one can use either a cone moving with respect to the fixed wire, or a fixed cone on which the wire moves, or a cylinder of variable radius R. This last solu
tion is technically expensive and quite difficult to achieve. All
these solutions do not give satisfaction since it is necessary at the same
time ensure that the wire adheres to the wheel or cone to avoid
stop any sliding while allowing it to move
satisfy the radius variation. In addition, the yarn lacks rigi
dity to react appropriately to a movement command
on a cone.
On the other hand, the assemblies using the variation of angular speed # give satisfaction and no longer have the drawbacks mentioned above. To minimize the cost of the device, the rotary air motor and the electric motor are excluded.
This is why a linear pneumatic motor or cylinder has been adopted and a variable speed drive controlled by the cylinder must be inserted between the cylinder and the coil T. The low-pressure pneumatic regulation must be designed to avoid an excessively bulky cylinder since the latter is only controlled by a very low pressure. It is therefore necessary that the element controlled by the jack requires only a small force to perform the commanded maneuver.
The following dimmer is very suitable for the intended purpose.
Fig. 2 shows an embodiment of the assembly. The plate-pulley system also has the advantage of easily allowing a modification of the flow rate by simply moving the wheel D on the plate, which allows easy adaptation of the system on looms which produce knits for which the feed must be different from one fall to another (Jacquard example). The pneumatic part of the regulation comprises the following elements (fig. 4):
- 1 element without monostable moving part that can work under a maximum pressure of 200 g '/ cm2;
- 1 pallet-nozzle system or displacement translator;
- 1 beam constituting the displacement comparator;
- 1 cylinder;
- 1 pressure stabilizing element or pressure threshold valve (optional).
The supply pressure, after passing through a filter Fi, is relaxed in a regulator D2 to the pressure P2 of 2 kg '/ cm2
(therefore much higher than the nominal value) and in a regulator D1 at pressure P1 of 50 g '/ cm2 or 500 mm of water column.
P2 pressure is then injected into the mono element
stable (E.M.) through channel 1 from where the fluid is directed to channel 3 (Coanda effect) and exits through pipe 4 to be injected into the V jack.
The piston rod is then fully extended. The n stable mono elements (E.M.) i can be connected in the same way in parallel to the expansion valve D2.
The pressure P1 at the outlet of D1 is injected into a nozzle Tu after having been stabilized by a pressure threshold valve (optional in this assembly). Depending on whether the nozzle is or is not blocked, there is or is not a pressure in the pipe 6.
This pressurization of the pipe 6 will switch the fluid from the main control of the element (EM) from branch 3 to branch 2, therefore from pipe 4 to 5, which ultimately controls the retraction movement of the cylinder rod.
This movement will cease and the rod will automatically return to its starting point as soon as the nozzle is no longer blocked, that is to say when there is no longer any pressure in pipe 6 (therefore the pressure jet coming from channel 1 of the EM will have switched back to 3).
The pallet E closing off the nozzle Tu consists of a plate fixed to the end of a flail, the other end of this flail being provided with a small guide pulley over which the wire passes.
From the spool to the needle, the thread passes in order through the following components: spool, wheel T, guide pulley integral with the flail, wheel D, needle (fig. 11 without taking into account the guides and the thread breakers.
The direct chain therefore consists of the comparator (beam), the translator (pallet-nozzle), the monostable amplifier (EM). The point of rotation of the flail is integral with the membrane of a bellows S1, the displacement of this membrane being proportional to the value of the pressure reinjected into the bellows coming from the outlet of the nozzle. A resistor R1 is interposed in the branch.
A second bellows S2 integral with the point of rotation of the flail receives part of the pressure injected into the bellows S1 via a resistor R2 (FIG. 3).
The result is a proportional derivative and integral (P.I.D.) regulator.
The bellows S1 gives rise to a negative reaction while the bellows S2 creates a positive reaction.
The pressure variation at the outlet of the nozzle P1 as a function of the error at the pallet is given by the expression below where we indeed find the proportional, derivative and integral part of the error.
EMI2.1
In this expression, Kr represents the transfer function of the bellows which transforms the pneumatic signal into a mechanical displacement.
# 1 is a time constant equal to R1C1 and # 2 = R2C2.
The circuit described above is very suitable since it is possible to maintain the output voltage, ts, of the wire at a variation of less than 0.5 g 'for jolts of the order of 250 g' upstream. .
However, it has a major drawback for the simultaneous use of a large number of such circuits. Indeed, to be able to have sufficient pressure at the jack, it is necessary to apply to the monostable element a pressure much greater than the nominal value, which has the effect of lowering the efficiency of this element (already very low 30% at nominal pressure) to an unacceptable value.
In this case, the monostable element, without moving part, is advantageously replaced by the assembly described below and specially designed for this purpose. It is composed of three parts A, B and C (fig. 4).
Parts A and B are glued against each other by means of a tight seal 1. In the middle of the mass of these two blocks, glued to each other, a cylindro-conical space has been turned. 2. On either side of this housing, two channels 3 and 4 have been drilled, ending outwards with cones 5 and 6.
In the space thus delimited, a rod 7 carrying two cones 8 and 9 at its ends and a bicone 10 in its central part can move freely over a distance of 1 mm maximum.
The adjustment of the cones on the rod is carried out in such a way that when the rod is completely to the right, the cone 8 perfectly closes the exhaust seat 5 and the bicone 10, the right part of the cylindro-conical space 2 In this position, the control pressure Pc admitted through channel 11 can only exit through channel 12 towards use, here a jack, while channel 13 is on the exhaust. Likewise, when the rod 7 is fully to the left, the channel 12 is exhausted, the bicone 10 closes the left part of the cylindro-conical space 2 and the cone 9 is pressed against its seat 6. The control pressure is here sent to the outlet channel 13. It is therefore possible, thanks to this assembly, to switch the inlet pressure Pc to 12 or 13 depending on the position of the rod.
The advantages of this system are multiple:
- no limitation of the control pressure which can be very low or very high as required;
- very high efficiency, ie high ratio of the outlet pressure to the inlet pressure (90%);
- very simple and robust construction, easily achievable without any costly commercial constraints as for the monostable element without moving part.
This system could be criticized for being made up of moving parts reducing the response time. In reality, if this observation is correct, it is nonetheless true that it remains small and very largely sufficient for the needs of the system. This performance is partly due to the small displacement of the rod (1 mm).
It should be noted that the amplification developed for the particular needs of the system which is the object of the present invention is neither an amplifier without moving parts with Coanda effect, nor a membrane type amplifier, nor a slide valve. 3/2 electric, mechanical or pneumatic.
The block C constitutes the nozzle proper, the description of which has been given above. However, in this new assembly, the tube 6 of FIG. 4 is no longer necessary, it is made directly in the mass of C (channel 14 of FIG. 4).
The orifice of the channel 14 is closed by an expandable membrane 15 which may assume a certain deflection when pressure is applied to it. The membrane 15 is made integral with the rod 7 (FIG. 5).
A more reliable system is obtained by replacing the expandable membrane 15 by a small cylinder 19 in which slides a piston 20 whose axis is formed by the rod 7 of the pneumatic amplifier.
When the orifice 16 of the nozzle is closed, the pressure applied at 14 moves the piston and the rod 7 to the left. As soon as the vane moves away from the nozzle, the pressure in the channel 14 is canceled out and the piston is returned to its starting position by means of the spring 17.
Channel 18 makes it possible to take the pressure necessary to create the P.I.D. as described above.