Brevet FR2050407A1 — publié le 19710402

La présente invention se rapporte à la réalisation d'un réducteur ou répétiteur à amplification 1 et du type asservi insensible aux variations de la pression d'alimentation malgré ses dimensions réduites. On sait que pour obtenir une bonne stabilits de la pression de sortie d'un répétiteur-réducteur de pression, independam- ment des variations de la pression d'alimentation, il est ncessai- re que le répétiteur-réducteur ait un gain très élevé, c'est à dire qu'il oit pourvu d'un double étage d'amplification et fonctionne de telle manière que le rapport entre les surfaces sur lesquelles agit le signal et la surface du système d'obturation soit très élevée. De cette manière la variation de pression agissant sur le système d'obturation qui résulte de la variation de la pression d'alimentation se traduit par une variation bien plus faible en pourcentage et pratiquement négligeabledu signal. Par suite il est nécessaire de faire appel à des titeur-réducteurs de pression de dimensions considérables. La figure 1 représente schématiquement un réducteur-répétiteur de pression classique, asservi et efficace, tel que réa- lisé jusqu' présent Dans ce réducteur-répétiteur de pression la différence entre la pression de sortie U et le signal de pression de référence ou pression de réglage, donne par le ressort @ ou par une pression admise par la vanne 2 de la chambre 3, agit, par de très faibles déplacements relatifs de l'élément mobile 4 par rapport b l'injecteur 5, sur la pression asservie de fonctionnement qui, émanant de la chambre 6 aliments elle-même par la pression d'alimentation A a travers l'étranglement 7, agit sur l'élément mobile 8 relié a l'obturateur double 9.L'élément mobile 8 définit une chambre 10 communiquant avec l'atmosphère par le conduit 11. Par une double amplification de cette différence le dispositif indiqué permet de stabiliser la pression de sottie U t la valeur choi sie du signal de référence même Pour des débits considérables. Sn fait, lorsque cette différence est positive, c'est a dire quand la pression de sortie est plus levée que le signal ffich6, (pression de référence), l'élément mobile 4 remonte et par suite l'ouverture de l'injecteur s'agrandit. Ceci se traduit par une diminution de la pression asservie dans la chambre 6 et en conséquence par une remontée de l'élément mobile 8. La remontée correspondante de l'obturateur 9, provoquée par le ressort 12, entraine la fermeture de l'ouverture d'alimentation 13 tandis qu'au contraire se dégage l'ouverture 14 laissant passer, g travers la chambre 10 et le conduit 11, l'excédent de la pression U, a l'air libre. Inversement, si ladite différence est n4gative il se produit un abaissement de l'élément mobile 4, une diminution de l'ouverture de l'injecteur 5, un accroissement de la pression asservie et par suite un abaissement de l'élément mobile 8. L'obturateur 9 ferme alors, -par sa tête supérieure, l'ouverture 14 et, repoussé vers le bas par l'élément mobile 8, ouvre l'orifice d'alimentation 13 ce qui augmente la pression U jusqu't ce qu'elle devienne égale a la pression de référence. Ce dispositif, de toute manière, n'est pas totalement indépendant des variations de la pression d'alimentation A. Cette influence résulte du fait que, lorsque la pression d'alimentation A varie (augmente par exemple) il en résulte un accroissement de débit a travers l'étranglement 7 qui doit être compensé par une plus grande ouverture de l'injecteur 5 afin qu' il n'y ait pas de variation de la pression asseivie dans la chambre 6 qui entrainerait un déplacement de l'élément mobile 8 et par suite une variation de la pression de sortie U. L'agrandissement de l'ouverture de l'injecteur 5 qu'entraine la remontez, meme trds faible, de l'élément mobile 4 introduit naturellement, en comprimant plus fortement le ressort 1 ou le fluide amené par la vanne 2, une erreur, bien que faible sur la valeur d'affichage du signal (pression de référence@ou de rdglage) et par suite sur la pression de sortie U qui est maintenue toujours égale à la pression de référence. En rsum ce réducteur-répétiteur de pression asservi afin de rendre négligeable cette erreur sur la pression de sortie U qui résulte de la variation de la pression d'alimentation A, ne peut être constitué d'éléments de trop faibles dimensions. La présente invention a pour objet de remSdier à ces inconvénients et en conséquence de réaliser un répétiteur-réducteur de pression asservi t double stage d'amplification, qui, par l'utilisation d'un schéma de circuit particulier, rend sa pression de sortie insensible aux variations de la pression d'alimentation et permet une miniaturisation. Cet objectif est atteint en alimentant l'enceinte à la pression asservie par le fluide a la pression de sortie du répé- titeur-réducteur plutôt que par le fluide à la pression d'alimentation et en ajustant cette pression asservie t la valeur voulue au moyen d'un obturateur a action inversée associe à un strangle- ment ou ajutage fixe faisant communiquer l'enceinte à la pression asservie avec l'atmosphère. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en se référant aux dessins annexes représentant un mode pratique de re&num;alisation préféré donné seulement a titre d'exemple, des modifictions techniques et technologiques gouvant y entre apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de -la pré- sente invention. Dans ces dessins annexés La figure 1 représente schématiquement en coupe un réducteur-ré- pétiteur de pression asservi selon la technique antérieure, et Ls figure 2 représente en coupe schématiquement le répétiteur-ré- ducteur de pression asservi selon l'invention. En se référent 6 la figure 2, la référence 15 de'signe la chambre où le signal est affiché (pression de référence choisie) qui est séparée de la chambre 16 a la pression de sortie U, par une membrane en métal ondulé 17. Le signal affiché. est obtenu dans la chambre 15 soit par un ressort en spirale 18 agissant sur un support mobile 19 solidaire de la membrane 17 et retenu à sa partie supérieure par l'élément mobile 20 vissable sur la vis moletée 21, soit par la pression d' un fluide introduit dans la chambre 15 par la vanne 22. Dans le premier cas le dispositif agit comme réducteur @ et le signal affiché peut etre modifié à volonté en modifiant sim- plement la tension du ressort 18 au moyen de la vis molette 21, tan dis que dans le second cas le dispositif agit comme un répétiteur d'amplification 1:1. L'élément mobile 23, repoussé par un petit ressort en spirale 24, définit une chambre 25 en communication directe avec l'atmosphère et en communication avec la chambre 16, a la pression de sortie U, par l'ouverture 26 dont la section de passage est commandée par la petite bille de l'obturateur à deux billes 27. La chambre 16, à la pression de sortie U, est alimentée en fluide a' la pression d'alimentation A à travers l'orifice 28 et une ouverture d'alimentation 29 dont la section de passage est commandez par la grande bille dudit obturateur 27 elle-meme repousse par un ressort en spirale conique 30. L'orifice 28 sert a stabiliser le fonctionnement du ré- ducteur-répétiteur de pression en agissant de telle manière qu'en cours de fonctionnement l'orifice 26 est toujours légèrement ouvert et que par conséquent un certain débit, dépendant de la sec- tion de passage dudit orifice, est déversé à l'atmosphère. - La chambre de pression asservie 31 enfin, au lieu d'être alimentée b travers un étrenglement, par le fluide b la pression d'alimentation, est alimentée au contraire, et ceci est une carac téristique principale de l'invention, à travers l'orifice 32 par le fluide à la pression de sortie-U et est en communication directe avec l'atmosphère a' travers un ajutage. La pression asservie dans la chambre 31 est ainsi ajus- tbe, ceci constituant une autre caractéristique principale de l'in vention, non par un système a injecteur, msis par un obturateur à bille, relié au support mobile 19 et centré par un petit ressort en forme de spirale conique 35, qui fonctionne en sens inverse du système à injecteur utilisé jusqu'à présant dans les réducteursrépétiteurs de pression. En effet tandis qu'avec le système à injecteur un ac.- croissement, par exemple, du signal affiché,par rspport à la pression de sortie U, entraine la fermeture de l'injecteur, dans le cas présent, il se traduit par une ouverture de l'obturateur 34. Le fonctionnement du réducteur-répétiteur de pression asservi selon l'invention est conforme à celui décrit ci-dessus. Une différence positive entre la pression de sortie U et le signal affiche entraine une remontée de la membrane 17 en métal ondulé et par suite de ltobturateur à action inverse 34 qui ferme ainsi davantage l'orifice 32 et réduit le débit d'alimenta- tion de le chambre a pression asservie. La pression asservie ainsi s'abaisse et entraine une remontre de l'élément mobile 23 et par suite un agrandissement de l'ouverture de sortie 26 par laquelle l'excédent de la pression U s'évacue à l'atmosphère, tandis que l'obturateur 27 referme sous l'action du ressort 30 l'orifice d'admission 29. Inversement, si cette différence est négative, la membrane 17 s'abaisse, ce qui se traduit par un agrandissement de l'ouverture 32, un plus grand débit par cette ouverture et par suite un accroissement de la pression asservie dans la chambre 31. L'élément mobile 23 est par suite repousse vers le bss, ce qui ferme l'orifice 26 et ouvre l'orifice 29 obligeant ainsi la pression de sortie U à augmenter. Ce réducteur-répétiteur de pression asservi présente de toute manière l'avantage, par rapport à celui susmentionné, d'être totalement insensible aux variations de la pression d'alimentation A. Une variation de la pression d'alimentation A se traduit seulement par une variation de débit à travers l'orifice 28 et, en conséquence, par une variation de dudit de déversement a l'atmos- phère par l'orifice de sortie 26. Etant donné, par conséquent, qu'une variation de la pression d'alimentation A a seulement pour effet de déplacer l'élément mobile 23 â' l'encontre de l'action du reseort 24 et ne perturbe pas, comme cela se produit dans le cas sus-mentionné, la pression asservie, il apparait clairement que la pression de sortie U resteconstamment Sigle au signal affiché et ne subit aucune variation. Etant donné, en outre, qu'avec le schéma de circuit uti- lisE selon l'invention, on a réalisé un réducteur-répétiteur de pression asservi insensible aux variations de la pression d'alimentation, il est évident que les différents éléments constitutifs du dispositif peuvent etre maintenant ministurisEs de manière à réaliser un réducteur-répétiteur de pression asservi de faibles dimensions. REVENDICATIONS 1 - Réducteur-répétiteur de pression asservi comprenant une chambre pour le signal d'affichage, une chambre a la pression de sortie slimentEe par un orifice ou une ouverture contrôlée par un obturateur double, un élément mobile en communication directe avec l'st- mosphdre et avec ladite chambre à la pression de sortie à travers une ouverture commandéepar ledit obturateur double, une chambre a la pression d'asservissement dudit élément mobile et une membrane en métal ondulé séparant ces deux chambres respectivement à la pression du signal affichE et à la pression de sortie, caractérisé en ce que la chambre a pression asservie communique à l'air libre par un Stranglement et est alimentéedirectement a partir de la chambre à la pression de sortie par une ouverture contrôlée par un obturateur à action inversée relié à cette membrane en métal ondulé 2 - Réducteur-repétiteur selon la revendication 1 de dimensions réduites et de grande stabilité aux variations de la pression d'a limentation.