Brevet FR2102227A1 — publié le 19720407

La présente-invention concerne un relais différentiel pneumatique servant à dériver un signal de pression par rapport au-emRs. Le fonctionnement de ce relais repose sur le principe connu de la contre-réaction retardée, obten à l'aide d'un organe temporisé (organes de laminage et d'accumulation). La durée du retard T du relais différentiel se règle sur la I v sistance de:laminage réglable de l'organe temporisé. Dans un mode de réalisation connu d'un relais différentiel, encore appelé organe différentiel ou organe retardateur, on a prévu deux soufflets élastiques, de diamètres différents, logés l'un dans l'autre suivant un axe commun. Ces soufflets limitent par leur fond commun trois chambres de pression. La pression d'entrée du relais, dont on veut obtenir la dérivée par rapport au temps, agit sur les côtés du fond, opposés aux soufflets élastiques. Dans le soufflet intérieur, qui est le plus petit, on a prévu la buse de décharge d'un ensemble buse et plaque brise-jet, ce qui transforme le mouvement du fond commun en une pression. Cette valeur de la pression forme le signal de pression de sortie du relais.Ce signal agit dans le soufflet intérieur, directement comme signal de contre-réac tion, et est retardé par un organe temporisé pour être envoyé dans la chambre de pression délimitée entre les deux soufflets. Les moyens mis en oeuvre pour la fabrication d'un tel dispositif sont relativement importants. Le débit en air du dispositif à buse et plaque brise-jet est faible. Dans un autre mode de réalisation connu, on utilise deux membranes de diamètres différents dont les coupelles sont reF3iées rigidement l'une à l'autre. On délimite ainsi trois chambres de pression. Sur le côté extérieur de la membrane la plus grande, on fait agir la pression d'entre qu'il faut dériver. Dans la chambre de pression comprise entre les deux membranes, on envoie la pression de sortie qui est retardée par l'organe temporisé. La chambre de pression définie à l'extérieur de la petite membrane est soumise directement à la pression de sortie. Cette pression de sortie est prise sur un dispositif a buse et plaque brise-jet, muni d'un organe de laminage préliminaire.Les deux coupelles de membranes sont reliées par un poussoir rigide qui sert de plaque brise-jet et le mouvement commun ainsi produit par la différence de pression, sur les deux membranes est transformé en pression de sortie du relais. Dans ce mode de réalisation connu, on augmente le rendement en air du relais par un amplificateur séparateur, ce qui nécessite toutefois des moyens importants. La présente invention a pour but de créer un relais différentiel, peu encombrant, nécessitant peu de moyens de fabrication et assurant une grande sécurité de fonctionnement ainsi qu'un débit d'air suffisant. A cet effet, la présente invention concerne un relais différentiel pneumatique du type indiqué ci-dessus caractérisé en ce que le signal de pression x est appliqué à la chambre de pression E1 de l'amplificateur différentiel de pression dont la pression de sortie A proportionnelle à la différence de pression E - Pue est envoyée de façon retardée à la chambre de pression d'entree E2 par l'organe temporisé TD. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, le relais différentiel pneumatique comporte un diviseur de pression de contre-réaction dont une résistance est reliée à la pression de sortie A de l'amplificateur et dont l'autre résistance est reliée à la pression atmosphérique, la pression qui se forme entre ces deux résistances étant appliquée à la résistance de l'organe temporisé TD. Grâce à cela, on obtient que le relais diffé rentiel pour l'état t ttransmet le signal d'entrée 1 : i à la sortie. Cette condition doit être remplie avec une grande précision lorsque le relais D est monté dans la branche de la valeur réelle d'un régulateur pneumatique. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, il est prévu de réaliser la chambre de pression d'entrée E2 de l'amplificateur différentiel de pression comme volume pour 1' organe temporisé. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation préférentiel d'un relais différentiel, représenté schématiquement à titre d'exemple dans les dessins annexés, dans. lesquels - La figure 1 représente l'amplificateur différentiel. - La figure 2 représente la courbe de réponse en fonction du temps. A la figure 1, on a représenté un amplificateur différentiel 1. La chambre de pression d'entrée E1 de cet amplificateur est limitée par la membrane 2 et la chambre de pression d'entrée E2 est également limitée d'un côté par la membrane 3. La différence des pressions d'entrée PE est associée à la pression de sortie A. Les membranes 1 2 et 3 servent au réglage des deux billes 4 qui sont logées de façon coulissante dans l'alésage 5 du boîtier. Au niveau du point de contact des billes 4, le canal d'alimentation 6 débouche dans l'alésage 5. L'agent de pression est amené dans cet alésage 5 avec la pression p .A une distance correspondant à la moitié du diamètre d'une bille. par rapport au canal d'alimentation 6 se trouve le canal de sortie 7 où l'on prend la pression de sortie A de l'amplificateur. La pression de sortie A est envoyée à la chambre de pression d'entrée E2 par un canal de contre-réaction. Dans ce canal de contreréaction, on a prévu un diviseur de pression constitué par les résistances de laminage 8 et 9 dont au moins l'une est réglable, ainsi qu'un organe temporisé TD (organe de laminage et d'accumulation). La pression de sortie A est appliquée à la résistance de laminage 8 et l'air comprimé s'écoule par la résistance 9 contre la pression PG (pression atmosphérique). La résistance de laminage réglable 10 de l'or- gane temporisé TD est reliée à la pression qui se forme entre les résistances 8 et 9. L'air comprimé passe par cette résistance de laminage pour aller vers le volume Il de l'organe temporisé ou s'en échapper. Les résistances du diviseur de pression servent à règler l'amplification du relais D à la valeur 1 pour Lorsque le rapport des résistances de laminage (9 par rapport à 8) est réglé à la valeur a = 1 (relation dans laquelle V représente l'amplification de lYampiificateur différentiel), on se trouve dans les conditions indiquées ci-dessus. La résistance de laminage 9 doit être réglée à des valeurs importantes, ce qui correspond au passage de très faibles quantités d'air à l'atmosphère extérieure. Par contre, la résistance de laminage 8 présente une faible valeur (organe de laminage ouvert). Cela est valable lorsque les surfaces efficaces des membranes 2 et 3 sont identiques. On peut également avoir une amplification de 1 pour ce relais D, c'est-à-dire E = 1 pour lorsque les deux membranes ont des surfaces efficaces différentes. Tou tefois, cela entralnedes difficultés de fabrication. Bien plus, on utilise le diviseur de pression pour régler l'amplification. On peut, de ce fait, tenir également compte de l'influence des tolérances de fabrication des surfaces efficaces. L'organe temporisé TD est relié à la pression de sortie A par le diviseur de pression. Un mode de réalisation avantageux de l'invention prévoit de constituer la chambre de la pression d'entrée E2 comme volume 11 pour l'organe temporisé et de loger les résistances de laminage 10 (de l'organe temporisé) et 8, 9 du diviseur de pression dans le boîtier de l'amplificateur 1. A la figure 2, on a représenté la reponse par bond (fonction transitoire) du relais Do On a un mode de réalisation particulièrement simple de l'invention lorsque l'amplificateur différentiel 1 est réalise comme représenté à la figure 1. Bien entendu, l'invention ngest pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté. On pourra au besoin recourir à deautres modes et à dXautres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de moins vent ion R E V E N D I C A T I O N S 10) Relais différentiel pneumatique qui forme une dérivée X en fonction du temps du signal de pression x selon le principe dgune contre-reaction retardee, obtenue par un organe temporisé (organe de laminage et d'accumulation) relais caractérisé en ce que le signal de pression x est appliqué à la chambre de pression E1 de l'amplificateur différentiel de pression dont la pression de sortie A proportionnelle à la différence de pression E1 - PE ,est envoyée de façon retardée à la chambre de pression entrée E2 par l'organe temporise 20) Relais différentiel pneumatique selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un diviseur de pression de contre-réaction dont une résistance est reliée à la pression de sortie A de l'amplificateur et dont l'autre résistance est reliée à la pression atmosphérique, la pression qui se forme entre ces dieux résistances étant appliquée à la résistance de l'organe temporisé TD 3 ) Relais différentiel pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre de pression d'entrée E2 de l'amplificateur sert de volume (accumulateurj pour l'organe temporisé. 4 j Relais différentiel pneumatique selon ltune quelconque des revendications 1 à 3 , caractérisé en ce que les chambres de pression dentree E1 et E2 de luamplifi- cateur différentiel de pression sont limites par des parois élastiques (membranes ou soufflets) dont les surfaces efficaces sont identiques. 5 ) Relais différentiel pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'amplificateur différentiel de pression comporte deux parois élastiques qui coopèrent avec deux billes de même diamètre logées de façon coulissante dans un alésage de diamètre constant du boîtier et dans le prolongement du point de contact des billes débouche un canal d'alimentation pour l'air comprimé, comportant au moins un canal de sortie débouchant- dans lflale- sage du boltier et situé à une distance du canal dtalimentation correspondant à la moitié du diamètre d'une bille 60! Relais différentiel pneumatique selon l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisé en ce que la résistance de l'organe temporisé et les résistances du diviseur de pression de contre-reaction sont logees dans un boîtier du relais différentiel 76) Relais différentiel pneumatique selon l'une quelconque des revendications i à 6 caractérisé en ce qu'au moins l'une des résistances du diviseur de pression est réglable.