Brevet FR2041095A1 — publié le 19710129

La présente invention concerne les systèmes fluidiqties et en particulier un amplificateur fluidique haute pression. Les systèmes fluidiques sont actuellement utilisés pour différentes applications et peuvent comporter des amplificateurs, des dispositifs 5 bistables et autres selon les organes ou appareils à commander. L'invention a pour objet un système fluidique et en particulier un amplificateur fluidique haute pression. . Suivant une caractéristique de l'invention, un système fluidique comprend un amplificateur à décharge comportant une entrée pour un 10 jet de commande, une entrée pour :jet d'alimentation, une sortie collectrice et une sortie de décharge, un amplificateur proportionnel comportant une .. entrée pour jet de co mm an de , u ne e nt r é e pour jet d'alimentation, deux branches de sortie et une sortie de décharge, et un amplificateur tourbillonnaire comportant une entrée pour jet d'ali-15 mentation et une entrée;pour jet de commande,, les branches de sortie de l'amplificateur proportionnel étant respectivement connectées aux entrées pour jet de commande de l'amplificateur tourbillonnaire et de l'amplificateur à décharge, les deux sorties de décharge étant connectées à 1'entrée pour jet d'alimentation de l'amplificateur tourbillonnaire, de façon que 23 quand le fluide est envoyé sous pression aux entrées de l'amplificateur à décharge et de l'amplificateur proportionnel, la pression du fluide aux deux sorties de décharge soit variée pour augmenter tout accroissement de ia pression du signal sortant de 1 'amplifi'catéur déchargé. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un système 25 fluidique comprend un amplificateur à décharge comportant une entrée pour jet de commande, une entrée pour jet d'alimentation, une sortie collectrice et une sortie de décharge, un dispositif à résistance variable pour faire varier la résistance à l'écoulement du fluide provenant de la sortie de décharge, et un dispositif de commande agissant en fonction de la différence 30 ,de pression entre l'entrée pour jet d'alimentation et. la sortie collectrice pour faire varier le dispositif.de résistance de façon à augmenter tout accroissement de la pression à la sortie collectrice. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un système fluidique comprend un amplificateur à décharge comportant une entrée pour jet 35 d'alimentation, une sortie collectrice et une sortie de décharge, un dispositif à résistance variable pour faire varier la résistance à l'écoulement à partir de la sortie de décharge, un dispositif de commande pour faire varier le rapport entre la pression à la sortie collectrice et la pression à l'entrée pour jet d'alimentation et un dispositif de réaction pour augmenter la 70 10804 2 2041095 résistance du dispositif de résistance quand le dispositif de commande agit pour augmenter ce rapport. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante donnée à titre d'exemple et faite en se 5 référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un amplificateur haute pression suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 2. est un graphique montrant le rapport de la pression à l'entrée à la pression de sortie caractéristique de l'amplificateur 10 de la figure 1; - la figure 3 représente schématiquement un amplificateur haute pression suivant un autre mode de.mise en oeuvre de l'invention, et - la figure 4 est un graphique pour la comparaison des caractéristiques des amplificateurs des figures 1 et 3. 15 L'amplificateur de la figure.1 comprend un amplificateur à décharge 6 sous la forme d'un amplificateur à collecteur à jet plan comportant une entrée pour jet d'alimentation 8, une sortie collectrice 10, une entrée pour jet de commande 12 et une sortie de décharge 14. . L'amplificateur à décharge est commandé par un amplificateur 20 proportionnel 16 comportant une entrée pour jet d!alimentation 18 connectée en parallèle avec l'entrée 8 à une source de fluide (non représentée) ayant une pression Pg, une sortie de décharge 20, deux branches de sortie dont l'une est connectée à l'entrée pour jet de commande 12 de l'amplificateur à décharge. , 25 L'amplificateur proportionnel 16 comporte aussi deux entrées pour jets de commande 19 et 19a pour régler le rapport des pressions de fluide dans chaque branche de sortie. L'écoulement du.fluide à partir des sorties de décharge 14 et 20 est varié par un amplificateur tourbillonnaire. 26. L'amplificateur tour-30 billonnaire 26 comporte une entrée pour jet d'alimentation 2.8 connectée aux deux sorties de décharge 14 et 20, et une entrée pour jet de. commande 30 connectée à la seconde branche de sortie 24 de l'amplificateur proportionnel. Aux pressions relativement basses de fonctionnement, l'amplificateur à décharge a .une caractéristique sensiblement, -linéaire du rapport de 35 la pression d'entrée à la pression de sortie. Cependant, pour un fonctionnement avec les pressions relativement élevées, la pression à la sortie de décharge .a un effet appréciable sur la stabilité de l'amplificateur et sur la récupération de la pression, (c 'est-à-.dijre le rapport entre ,la: pression à l'entrée pour jet d'alimentation et la pression à la sortie .collectrice. Cet 70 10804 3 2041095 effet est illustré plus particulièrement sur la figure 2 par la caractéris-- tique du rapport de pression entrée/sortie, pour laquelle le rapport d'entrée P /P est le rapport entre la pression P à l'entrée d'alimentation 8 et la O V b pression P^ à la sortie de décharge 14, et le rapport de sortie (récu- 5 pération de pression) est le rapport entre la pression P à la sortie collectrice 10 et la pression Pg à l'entrée d'alimentation 8. Il ressort de cette caractéristique qu'un accroissement de la pression d'alimentation P_ quand P est maintenue constante provoque une û V réduction de la récupération de pression, c'est-à-dire de P_/Pc. Cependant, R S 10 cette réduction peut être empêchée par une augmentation de la pression de décharge, et l'amplificateur haute pression de la figure 1 permet d'obtenir ce résultat de la façon décrite ci-après. Le fluide sous pression ~P provenant d'une source est envoyé u aux entrées d'alimentation 8 et 18 de l'amplificatéur à décharge et de l'am-15 plificateur proportionnel. Le fluide sortant de l'amplificateur proportionnel 16 échappe avec des pressions égales, à" partir de deux branches de sortie 22 et 24. Le fluide sortant par la branche 22 est envoyé à l^entrée de commande 12 de l'amplificateur à décharge 6 pour provoquer une déflexion prédéterminée du jet de fluide échappant de l'entrée d'alimentation 8. Le 20 fluide de la branche de sortie 24 est envoyé à l'entrée pour jet de commande 30 de l'amplificateur tourbillonnaire 26 pour réagir avec le fluide pénétrant dans l'amplificateur tourbillonnaire 26 à partir des sorties de décharge 14 et 20 pour établir dans l'amplificateur tourbillonnaire 26 une différence de pression réfléchie sous la forme d'une augmentation de la pression aux 25 sorties de décharge 14 et 20. En établissant une pression différentielle sur l'amplificateur proportionnel 16 au moyen des entrées pour jets de commande 19 pour réduire la "pression dans la branche de sortie 22, l'effet du jet de commande 12 est réduit et, par suite, la pression de sortie de l'amplificateur à décharge est augmentée. Quand la pression dans la branche de sortie 22 30 de l'amplificateur proportionnel est réduite, la pression dans la branche de sortie 24 augmente et provoque une interaction supérieure entre l'entrée pour jets de commande 30 et l'entrée pour jets d'alimentation 28 de l'amplificateur tourbillonnaire 26. Il en résulte une augmentation de la pression à la sortie de décharge 14 de l'amplificateur à décharge 6 pour améliorer la 35 récupération de pression de l'amplificateur à décharge. La pression à la sortie de décharge 20 de l'amplificateur proportionnel 16 est aussi augmentée, ce qui améliore sa récupération de pression (c'est-à-dire augmente les pressions dans les deux branches). 70 10804 4 2041095 Cependant, dans ce cas,l'effet est régénérateur car l'augmentation de la pression dans la branche 24 provoque une nouvelle augmentation de la pression à la sortie de décharge 14 de 1'amplificateut à décharge connecté à l'amplificateur tourbillonnaire 26, ce qui améliore de façon supplémentaire la récu-5 pération de pression de l'amplificateur à décharge. La courbe A de la figure 4 est la caractéristique de pression entrée/sortie de l'amplificateur haute pression complet, la pression à la sortie de l'amplificateur à décharge fixe étant portée en ordonnées et la pression différentielle positive et négative P appliquée à l'amplificateur 10 proportionnel 16 étant portée en abscisses. L'amplificateur haute pression suivant le mode de réalisation de la figure 3 comporte des éléments similaires à ceux de la figure 1 et qui sont désignés par les mêmes références numériques. L'amplificateur de la figure 3' comporte un amplificateur à décharge 6_a 15 comportant une sortie supplémentaire 32 dans laquelle est développée une pression de fluide fonction de l'importance de l'opération entre les entrées 12 et 8 pour le jet de commande et le jet d'alimentation, cette sortie supplémentaire 32 est connectée à l'entrée pour jet de commande 34 d'un amplificateur tourbillonnaire supplémentaire 36 qui est connecté entre la sortie de décharge 20 20 de l'amplificateur proportionnel 16 et l'entrée pour jets d'alimentation 28 de l'amplificateur tourbillonnaire principal 26. L'amplificateur tourbillonnaire supplémentaire 36 est tel que, pour des hautes pressions à la sortie 10 quand la pression à la sortie 32 de l'amplificateur à décharge 6a^ est très basse, l'amplificateur tourbillonnaire 25 supplémentaire 36 n'a que peu d'effet sur la pression à la sortie de décharge 20 de l'amplificateur proportionnel 16, cette pression étant déterminée par l'amplificateur tourbillonnaire principal 26 comme dans le cas de la figure 1. Par contre, quand la pression à la sortie 32 de l'amplificateur à décharge 6ji est augmentée par l'action de l'amplificateur tourbillonnaire 36, elle a un 30 effet régénérateur se traduisant par une récupération légèrement inférieure dans la sortie principale 10 de l'amplificateur à décharge Cela a pour effet d'abaisser la limite inférieure de la caractéristique entrée/sortie de l'amplificateur haute pression de la façon indiquée par la courbe B de la figure 3, sans affecter la partie supérieure de la caractéristique. 35 II sera remarqué que les circuits suivant l'invention sont constitués par des organes fluidiques standards pouvant être remplacés par d'autres éléments assurant des fonctions similaires. Par exemple, les amplificateurs tourbillonnaires peuvent être remplacés par n'importe quel autre dispositif 70 10804 5 20,41095 (par exemple une soupape de réduction variable) établissant une résistance variable à l'écoulement du fluide à partir des sorties de décharge, Èt l'amplificateur proportionnel peut être remplacé par un dispositif établissant une alimentation variable en fluide pour le jet de commande de l'am-5 plificateur à décharge et assurant la commande de la résistânce variable en fonction du débit d'alimentation en fluide. ~ - Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. 70 10804 6 2041095 REVENDICATIONS 1 - Système fluidique caractérisé par un amplificateur à décharge comportant une entrée pour jet d'alimentation, une sortie collectrice et une sortie de décharge, un dispositif à résistance variable pour 5 faire varier la résistance à l'écoulement du fluide à partir de la sortie de décharge, et un dispositif de commande agissant en fonction de la différence de pression entre l'entrée pour jet d'alimentation et la sortie collectrice afin de faire varier la résistance du dispositif à résistance variable- de façon à augmenter tout accroissement de la pression à la sortie 10 collectrice. 2 - Système fluidique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplificateur à décharge comporte une entrée pour jet de commande pour faire varier la différence de pression. 3 - Système fluidique selon l'une des revendications 1 et 2, 15 caractérisé en ce que le dispositif de commande est un amplificateur proportionnel ayant deux branches de sortie et une entrée pour jet d'alimentation, 1'une des branches de sortie étant connectée pour commander le dispo- » sitif à résistance variable. 4 - Système fluidique selon la revendication 3, caractérisé 20 en ce que l'amplificateur proportionnel comporte une sortie de décharge à travers laquelle l'écoulement du fluide est aussi commandé par le dispositif à résistance variable. 5 - Système fluidique selon l'une des revendication 3 et 4, caractérisé en ce que le dispositif à résistance variable est un amplifica- 25 teur tourbillonnaire comportant une entrée pour jet d'alimentation et une entrée pour jet de commande, les sorties de décharge de l'amplificateur proportionnel et de l'amplificateur à décharge étant connectées à l'entrée pour jet d'alimentation de l'amplificateur tourbillonnaire et la seconde branche de sortie de l'amplificateur proportionnel étant connectée à l'entrée 30 pour jet de commande de l'amplificateur tourbillonnaire. 6 - Système fluidique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde branche de l'amplificateur proportionnel est connectée à l'entrée pour jet de commande de l'amplificateur à décharge. 7 - Système fluidique selon la revendication 2, caractérisé 35 en ce que l'amplificateur à décharge comporte une sortie supplémentaire pour recevoir une partie du fluide traversant l'amplificateur à décharge quand celui-ci est alimenté par son entrée pour jet d'alimentation. 70 10804 7 2041095 8 - Système fluidique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif à résistance variable comprend un premier amplificateur tourbillonnaire ayant une entrée pour jet de commande connectée à une branche de sortie de l'amplificateur proportionnel et une entrée pour jet d'alimenta-5 tion connectée à la sortie de décharge de l'amplificateur à décharge, et un second amplificateur tourbillonnaire ayant une entrée pour jet d'alimentation connectée à la sortie de décharge de l'amplificateur proportionnel, une entrée pour jet de commande connectée à la sortie supplémentaire de l'amplificateur à décharge et une sortie connectée à l'entrée pour jet d'alimentation du 10 premier amplificateur tourbillonnaire.