Brevet FR2045962A1 — publié le 19710305

-1- 2045962 L'invention concerne un dispositif détecteur fluidique dans lequel on utilise pour la détection un jet de commande de fluide dont l'écoulement peut être perturbé entre une embouchure de jet de commande et une embouchure de détec-5 tion, une chute de pression ee produisant ainsi à l'endroit de cette embouchure de détection qui par ailleurs communique flui-diquement avec un élément détecteur fluidique. Les dispositifs détecteurs de ce genre sont connus. Voir à ce sujet par exemple le livre "Fluidics" page 143» 10 paru en janvier 1968 et édité par Fluid Amplifier Associates, Ann Arbor, Michigan. Dans ce livre, on décrit-un dispositif appartenant au genre précité et dans lequel on met à profit un jet d'air pour la détection de la présence d'un objet sur une bande mobile, (bande transporteuse). L'a,ir entrant par l'embou-15 chure de détection est fourni à un élément détecteur fluidique du type caractérisé par l'absence de parties mobiles, et, dans lequel on met à profit l'effet dit de Coanda. Un inconvénient du dispositif connu décrit ci-dessus est que le jet d'air sortant de l'embouchure du jet de 20 commande peut entraîner facilement des poussières présentes dans l'air environnant, de sorte qu'il peut se produire un encrassement de l'élément détecteur fluidique couplé à l'embouchure de détection, et éventuellement du réseau.ifluidique couplé audit élément. 25 L'invention remédie à cet inconvénient et est remarquable en ce que l'élément détecteur fluidique est constitué de façon à assurer pendant le fonctionnement l'écoulement de fluide hors de l'embouchure de détection vers ladite embouchure de jet de c ommande. 30 Dans le dispositif conforme à l'invention, on assure donc un écoulement de liquide hors de l'embouchure de détection. Outre le fait que l'on empêche ainsi un encrassement de l'élément détecteur ainsi que du circuit éventuellement couplé à cet élément, il devient maintenant également possible 35 d'utiliser deux sources de fluide différentes pour alimenter - l'embouchure de détection et l'embouchure de jet de commande. Lorsque le fluide utilisé est par exemple de l'air, l'air qui est utilisé dans le circuit couplé à l'élément détecteur doit avoir la pureté requise pour ce genre de circuits, tandis que ko pour l'embouchure de jet commande, on peut utiliser de l'air 70 21230 -2- 2045962 provenant directement d'un réseau d'air comprimé Industriel. Un mode de réalisation de l'invention est remarquable en ce que l'élément détecteur comporte une cliambre de détection et une chambre d'alimentation entre lesquelles la 5 liaison fluidique peut être supprimée par un constituant mobilé qui, du moins pendant le fonctionnement, est soumis en permanence à une charge dirigée dans le sens de suppression de la liaison. La chambre d'alimentation de cet élément détec-10 teur est reliée à une source fluidique appropriée par l'intermédiaire d'une résistance fluidique. Le signal de sortie de l'élément détecteur peut être prélevé, au choix, près de la chambre d'alimentation ou près de la chambre de détection. Le signal de l'une de ces chambres est le signal inverse de l'autre 15 chambre, et ces signaux peuvent être utilisés au besoin simultanément pour être traités plus loin dans un circuit logique. XI est indispensable que la sortie de signal de l'élément détecteur soit connectée à un élément caractérisé par une forte impédance d'entrée. 20 Un second mode de réalisation de l'invention suivant lequel on utilise un élément détecteur de genre décrit en dernier lieu est remarquable en ce que le dispositif sert à la détection d'un niveau de liquide, et que l'élément détecteur et l'embouchure de jet de commande sont couplés à une source ■25 d'alimentation fournissant le même liquide que celui dont il y a lieu de détecter le niveau. En utilisant ce mode de réalisation, il est possible de procéder à des réglages de niveau automatiques relativement simples, et également d'établir des systèmes de remplissage automatiques qui, après la réception 30 d'une impulsion de démarrage, doivent remplir automatiquement un réservoir dans lequel le liquide doit atteindre un niveau déterminé, déterminé à l'avance. Suivant un troisième autre mode de réalisation, l'élément détecteur et un clapet réglable fluidique forment 35 ensemble une seule soupape automatique présentant des raccords pour l'alimentation et l'évacuation de liquide, ainsi qu'un raccord pour assurer le couplage fluidique, avec une embouchure de détection. Une soupape automatique ,ainsi conçue,peut UO constituer une unité utilisée dans des installations de nature 70 21230 -3- 2045962 différente » Un quatrième mode de réalisation est remarquable en ce que le dispositif détecteur appartient à un dispositif mena-ger automatique consommant de l'eau et peut être commandé par ttn 5 dispositif de commande automatique du dispositif ménager > et sert par ailleurs à remplir d'eau un espace jusqu'à un niveau déterminé requis. La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre 10 comment l'invention peut être réalisée. La fi g. 1 est le schéma, de principe d'un dispositif détecteur fluidique conforme à l'invention. La fig. 2 montre le schéma représenté sur la fig. 1, équipé d'un élément détecteur conforme à l'invention. 15 La fig. 3 est le schéma d'un dispositif détecteur, le signal de sortie étant prélevé à ion endroit autre que sur la fig. 2. La fig. k est le schéma d'un dispositif détecteur, l'entrée de commande d'un élément amplificateur étant 20 raccordée à la sortie de signal de l'élément détecteur. La fig. 5 illustre l'application du dispositif détecteur représenté sur la fig. k, utilisé dans un dispositif automatique assurant un remplissage de liquide. La fig. 6 montre un autre dispositif automatique 25 assurant un remplissage de liquide. La fig. 7 est la coupe longitudinale d'une soupape automatique constituée par un clapet réglable fluidique et un élément détecteur. La fig. 8 montre un dispositif de remplissage 30 d'eau, appartenant à une machine à laver automatique. Sur ces figures 1 à 8, les éléments correspondants sont indiqués par les mêmes repères. Sur la fig. 1, les références (1) et (2) indiquent respectivement une embouchure de jet de commande et une 35 embouchure de détection. De l'embouchure (l) sort un jet de commande de fluide (3) dont l'écoulement entre les embouchures (1) et (2) peut être perturbé par un objet (4). L'embouchure de détection (2) est reliée fluidiquement à un élément détecteur fluidique indiqué par (5) et élaboré pour assurer, pendant le ko fonctionnement, l'écoulement d'un fluide hors de l'embouchure 70 21230 2045962 (2) vers l'embouchure (l). La fig. 1 illustre la situation pendant le fonctionnement du dispositif détecteur. L'embouchure (l) est reliée à une source d'alimentation fluidique (6), tandis que l'élément détecteur (5) est relié à une source similaire (7)« Un 5 jet (8),.qui dans la suite de l'exposé sera appelé le jet détecteur, sort de l'embouchure de détection (2). Les deux jets précités entrent en contact près du point (9)• On a fait le nécessaire pour que le jet détecteur (8) soit plus faible que le jet de commande (3),' de sorte que le point d'impact (9) se trouve 10 relativement près de l'embouchure de détection (2). Lorsque l'objet (k) est déplacé vers le bas suivant le trajet en pointillé (10), le jet de commande (3) est à un instant déterminé perturbé de manière qu'à l'endroit de l'embouchure de détection se produise une chute dé pression qui fait varier le signal 15' disponible à la sortie (11) de l'élément détecteur (5), pour signaler ainsi la présence d'un objet entre les embouchures (1) et (2). La fig. 2 représente également lé- dispositif suivant la fig. 1, mais ce dispositif comporte maintenant un 20 élément détecteur (5) muni d'une chambre de détection (l2)et dfune chambre d'alimentation (13)• Un constituant mobile, dans le cas représenté, la membrane flexible (l4), est capable de supprimer la liaison fluidique entre les deux chambres. Ladite membrane est soumise en permanence à l'action d'un ressort (15) "25 agissant dans le sens de suppression de la liaison. La chambre d'alimentation (13) communique avec une source fluidique (7) à travers une résistance fluidique représentée symboliquement par R. La sortie de signal (11) est dérivée entre la résistance R et la chambre de détection, de sorte que la pression caracté-30 risant le signal est toujours égale à la pression dans la chambre d'alimentation. Le dispositif fonctionne comme suite. Sous l'influence du jet de commande (3)» la pression à l'endroit de l'embouchure de détection (2) est suffisamment életrée pour empêcher 35 que la membrane (14) puisse supprimer la liaison entre la chambre d'alimentation (13) et la chambre de détection (12). A partir de la source (7)» du fluide continue de se déplacer vers l'embouchure de détection (2), et la pression caractérisant le signal est égale à la pression dans eette embouchure; vu la chute de pres-40 sion causée par la résistance R, ladite pression est inférieure 70 21230 -5- 2045962 à la pression d'eJlimentation de la source (7)« Or, lorsque l'écoulement du jet de commande (3) est perturbé entre les embouchures (l) et (2), il se produit une chute de pression dans la chambre de détection, de sorte qu'à un instant déterminé, la 5 nembrane (l4), sous l'influence du ressort (15)» peut se déplacer vers le bas sur une distance telle que ce ressort (15) repose sur le siège-butée (16), de sorte que la liaison fluidique entre les chambres (13) et (12) est supprimée. Dans la chambre d'alimentation, la pression, et, partant, également la pression caracté-10 risant le signal, augmentent maintenant jusqu'à devenir égales à la pression d'alimentation de la source fluidique (7)j dans la chambre de détection, la pression diminue jusqu'à la pression atmosphérique. La force qu'exerce le ressort (15) sur la membrane (14) a été choisie suffisamment élevée pour que celle-ci ne 15 puisse pas se déplacer vers le haut sous l'influence de la pression régnant dans la chambre d'alimentation (13). De ce qui précède, on constate que la pression caractérisant le signal près de la sortie de signal (11) est élevée lorsque le jet de commande (3) ne frappe pas l'embouchure 20 de détection ou est perturbé, et que ladite pression est faible lorsque par contre ce jet de commande frappe cette embouchure. Ces deux valeurs de pression peuvent être indiquée symboliquement par les valeurs binaires "1" et "0". Dans ce qui suit, il sera question d'un signal de détection pouvant avoir les valeurs "1" 25 et "O". Lorsque le signal de détection à la valeur "1" , du fait par Exemple"que le jet de commande (3) est interrompu par un objet, le signal de détection reprend la valeur "0" dès que ce jet de commande n'est plus perturbé par l'objet. En effet, 30 le jet de commande (3) provoque dans 1 « embouchure de détection (2) une pression qui est suffisamment élevée pour qu'il en résulte que la membrane (14), sous l'influence des forces agissant sur elle, soit de nouveau soulevée de son siège (16). La situation stable déjà décrite et ainsi rétablie. 35 Sur la fig. 3» la sortie de signal (11) est dérivée entre l'embouchure de détection (2) et la chambre d'alimentation (13)j de sorte que la pression caractérisant le signal est toujours égale à la pression dans la chambre de détection. On conçoit aisément que le signal aura maintenant la valeur "1" 40 dans le cas où sur la fig. 2, le signal avait la valeur "0", et 70 21230 -6- 204596? inversement. Sur la fig. 3» on a indiqué également symboliquement l'embouchure de jet de commande (1) et l'embouchure de détection (2). Dans les figures suivantes, on utilisera également ces indications symboliques. 5 * La sortie de signal (11) doit toujours être rac cordée à un élément présentant une forte impédance d'entrée fluidique, sinon la pression dans l'embouchure de détection ne peut pas augmenter suffisamment, et en résulterait l'impossibilité de la formation d'un jet détecteur (8). L'élément détecteur 10 ne peut donc pratiquement pas être soumis à une charge de la part du circuit couplé à cet élément. Lorsque l'on désire néanmoins obtenir un grand "fan-out" (nombre maximal de signaux d'entrée pouvant être commandés à partir d'une sortie déterminée), on peut par exemple utiliser le circuit illustré sur la fig.4. Dans 15 celui-ci, la. sortie de signal (11) raccordée à l'entrée de commande (17) d'un élément amplificateur (18). Du fait qu'un retour de liquide de l'entrée (-17) vers la sortie (11) de l'élément détecteur (5) est possible, ledit élément (18) peut être du type à porte simple, ce qui peut être noté comme un avantage 20 supplémentaire important de l'invention. La sortie de signal (19) de l'élément amplificateur (18) peut être soumise à des charges pratiquement illimitées. A remarquer que l'élément amplificateur (18) a un effet inverseur. La fig. 5 montre l'emploi du circuit suivant la 25 fig» 4 dans un dispositif automatique de remplissage de liquide. L'élément détecteur doit 'alors détecter un niveau de liquide (20) atteint par un liquide (21) dans un réservoir (22). L'élément détecteur (5) et l'embouchure de jet de commande (1) sont connectés tous les deux à la source de liquide (7)> celle-ci 30 fournissant également le liquide (21). Ce dispositif fonctionne comme suit» Pour démarrer, le levier de démarrage (23) de l'élément détecteur (5) est soumis à une force latérale. Celle-ci a comme résultat que la membrane (14) est soulevée légèrement de sont siège (16), de sorte que l'on obtient une chute de la pres-35 sion dans la sortie de signal (11) de l'élément détecteur (5), et, partant, dans l'entrée de commande (17) de l'élément amplificateur (18). Par cette chute de pression, le "clapet (24) équipant l'élément amplificateur (18) réalisé comme clapet à membrane est soulevé de son siège (25). Prl?s de l'embouchure (1) se forme 40 maintenant un jet de commande sous 1•effet duquel la pression dars 70 21230 -7- 2045962 1*embouchure de détection augmente à une valeur telle que le levier (23) étant lâché, la liaison entre la chambre d'alimentation (13) et la chambre de détection (12) soit maintenue. Tout ceci est régi par la condition que la résistance de conduite R^ 5 entre 1"élément amplificateur (18) et le réservoir (22) soit suffisante pour assurer la formation d'un jet de commande suffi s animent int ens e . Lorsque dans le réservoir (21) le niveau (20) se situe à hauteur du jet de commande, celui-ci subit une per-10 turbation, de sorte que la pression dans la chambre de détection diminue. Le signal de détection reprend ainsi la valeur "1", ce qui est donc également le cas du signal de commande de l'élément amplificateur, de sorte que le clapet (24) est remis sur son siège (25) et que le remplissage du réservoir (22) se termine. 15 Dans certains cas, il est possible d'utiliser le dispositif de remplissage illustré sur la fig. 6 et de construction plus simple que celui illustré sur la fig. 5' le remplissage du-réservoir (22) a lieu par le jet de commande sortant de l'embouchure (l) et par le jet détecteur sortant de l'embouchure (2), 20 les intensités de ces jets étant maintenant égales. Dans les dispositifs de remplissage décrits ci-dessus, on peut pour la détection du niveau utiliser évidemment aussi tan flotteur à la surface du liquide dans le réservoir et retenant, perturbant ou déviant le jet de commande et, sur la 25 fig. 6, également le jet détecteur. Lorsque d'une manière appropriée , les mouvements du flotteur sont transmis mécaniquement au levier de démarrage (23) de l'élément détecteur (5), on a réalisé Tin réglage automatique de niveau par tout eu rien. La fig. 7 montre une soupage automatique (31) 30 constituée par Tan clapet fluidique réglable (18) et tin - élément détecteur (5)» La soupape présente des raccords (26) et (27) assurant respectivement l'alimentation et l'évacuation de fluide, ainsi qu'un" raccord (28) assurant le couplage fluidique avec L'embouchure de détection. La résistance fluidique R^ (voir la 35 fig. 1) est formée par les deux orifices (29) dans le clapet (24). Afin que la soupage convienne pour plusieurs pressions de travail, la précontrainte du ressort (15) peut être réglée à l'aide de la vis (30). Sur la fig. 8, on a représenté un dispositif de 40 remplissage appartenant à une machine à laver automatique, indi 70 21230 -8- 2045962 quée par (32). La machine est commandée par un dispositif indiqué symboliquement par le rectangle en pointillé (33)«Le dispositif de remplissage doit, sous l'influence d'un signal de commande provenant du dispositif (33), remplir automatiquement en eau 5 la cuve de lavage (3*0, l'eau devant atteindre le niveau désiré A ou B. Lorsque le niveau A doit être atteint, le dispositif de commande (33) fournit à l'embouchure de jet de commande (1A) un signal de remplissage sous forme d'une pression de fluide. A cette embouchure (1A) apparaît Tin jet de commande donnant lieu à 10 une montée de pression à l'endroit de l'embouchure de détection (2A). Par l'intermédiaire de l'élément fluidique "OU" (35)» cette montée, de pression est fournie à la soupape de remplissage automatique (31 )• Celle-ci commence alors le remplissage de la cuve (34), tandis que du liquida retourne également vers l'em— 15 bouchure de détection, de sorte qu'il se forme un jet détecteur. Le niveau A étant atteint, la soupape de remplissage se ferme, même si l'embouchure de jet de commande devait encore fournir du liquide pendant un certain temps. Lorsque la cuve doit être rempli jusqu'au niveau 20 B, les choses se produisent de la même façon, sauf en ce que le signal Afin d'améliorer la précision de détection du niveau, on a utilisé un vase communiquant stationnaire (36) qui 25 avec la cuve (34) ne communique que par une conduite flexible de faible diamètre (37)» *de sorte que les mouvements du tambour de lavage (38) ne puissent perturber fortement le niveau d'eau dans la vase (36). Il va de soi que par l'emploi de plusieurs 30 éléments "OU", il est facile de réaliser une extension du dispositif afin de détecter plus de deux niveaux. Une autre possibilité est l'emploi de plusieurs embouchures de jet de commande, toutes dirigées sur un seule embouchure de détection. Dans tous les exemples décrits ci-dessus, la 35 charge de la partie mobile de l'élément détecteur a toujours été assurée par un ressort. Il va de soi qu'il est également possible d'utiliser un poids ou une pressiôn de fluide. Dans ce dernier cas, on peut encore, à l'aide d'un circuit supplémentaire, obtenir une diminution de l'influence de la pression 40 d'alimentation sur le fonctionnement du dispositif détecteur 70 21230 "9" 2045962 moyennant toutefois un certain supplément de consommation en fluide. 70 21230 -10- 2045962 REVENDICATIONS : 1 . Dispositif" détecteur fluidique dans lequel on utilise pour la détection un jet de commande de fluide dont l'écoulement peut être perturbé entre une embouchure de jet de 5 commande et une embouchure de détection, une chute de pression se produisant ainsi à l'endroit 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément détecteur comporte une chambre de détection et une chambre d'alimentation entre lesquelles la liaison flui- 15 dique peut être supprimée par ton constituant mobile qui, du moins pendant le fonctionnement, est soumis en permanence à une charge dirigée dans le sens de suppression de la liaison. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif sert à la détection d'un niveau de 20 liquide, et que l'élément détecteur et l'embouchure de jet de commande sont couplés à une source d'alimentation fournissant le même liquide que celui dont il y a lieu de détecter le niveau. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 25 ou 3» caractérisé en ce que l'élément détecteur et ion clapet réglable fluidique forment ensemble une seule soupape automatique présentant des raccords pour l'alimentation et l'évacuation de liquide, ainsi qu'un raccord pour assurer le couplage fluidique avec une embouchure de détection. 30 5. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif détecteur appartient à un dispositif ménager automatique consommant de l'eau et peut-être Commandé par un dispositif de commande automatique du dispositif meiiager, et sert par ailleurs à remplir d'eau un 35 espace jusqu'à un niveau déterminé requis.