Brevet FR2102226A1 — publié le 19720407

La présente invention concerne un régulateur pneumatique à deux points , les points de commutation (hystérésis de commutation) étant réglables. Les régulateurs à deux points servent 5 à limiter les oscillations des grandeurs de réglage à une plage de valeurs définie par des valeurs limites. La grandeur de sortie (grandeur de réglage) du régulateur à deux points ne peut prendre deux valeurs et c'est pourquoi ce régulateur est également appelé "ouvert-fermé" ou "arrêt-marche" (régulateur par tout 10 ou rien). La sortie du régulateur passe d'un ét^t à l'autre lorsque la grandeur de réglage qui est appliquée à l'entrée du régulâteur, passe au-dessus ou en-dessous des deux valeurs-limites. Les installations de réglage connues, de ce type, partent d'un dispositif de mesure (manomètre) qui est 15 commandé par la grandeur de réglage» Cela est transmis à un dispositif de commande, actionnant deux commutateurs mécaniques ou des dispositifs de palpage pneumatiques. Ainsi, dans un mode de réalisation connu, le dispositif de commande coupe le jet d'air au niveau de la buse réceptrice et déclenche ainsi les 20 commutations• L'écart du dispositif de palpage détermine l'hystérésis de commutation de ce régulateur à deux points. Les modes de réalisation pneumatiques, connus sont relativement encombrants et nécessitent des moyens de fabrication relativement importants. 25 La présente invention a pour but de créer un régulateur pneumatique à deux points, peu onéreux et peu encombrant, et qui présente un nombre très réduit d'organes constructifs simples et offre une grande sécurité de fonctionnement. A cet effet, la présente invention 30 concerne un régulateur pneumatique du type indiqué, caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur différentiel de pression sur lequel agissent des dispositifs de comparaison et de réglage, sur un côté du ressort et/ou la paroi élastique sollicitée par la pression de commande Sg, l'autre côté étant soumis à l'action 35 de la paroi sollicitée par l'autre pression de commande qui est prise d'un diviseur de pression dont la résistance reçoit la pression d'entrée E du régulateur et la résistance reçoit la pression de sortie de l'amplificateur différentiel de pression. La présente invention utilise un amplifi-40 cateur différentiel de pression qui asservit au moins une pression 71 28777 2 2102226 de sortie à la différence des pressions de commande - Sg. Selon 11 inventionj, il est prévu de régler la pression de commande S g à 'une valeur constante» Cette pression fait agir une force de comparaison sur le comparateur ' 5 de l'amplificateur® lia valeur de cette force définit la position des points de commutation. Il est indifférent du point de vue technique que cette force de comparaison soit engendrée par un ressort dont la précontrainte se règle. L'invention prévoit les deux possibilités. Un ressort permet d'avoir un dispositif moins 10 onéreux-j toutefois un signal de pression de commande Sg permet de régler les points de commutation par l'intermédiaire d'une conduite d'air comprimé. La pression de commande S^ est toujours prise sur un diviseur de pression auquel.on applique la pression d'entrée E et la pression de sortie y^ de 1'amplificateurè 15 Lorsque la pression de commande augmente p la pression de sortie y^ augmente suivant la relation s yA = V T S1 - S2 J Les points de commutation supérieur et inférieur du régulateur se règlent indépendamment l'un de l'autre lorsque la précontrainte du ressort ou la pression de commande Sg et au moins une résistance de laminage du diviseur de pression sont réglables. L'invention prévoit également de réaliser l'amplificateur différentiel de pression de façon classique. Un levier monté pivotant,qui est soumis à l'action de pressions de commande èt/ou au ressort?. sert d'organe de comparaison. Ce levier commande la veine d'air du dispositif à buse et plaque brise-jet. , On réduit les frais relatifs aux organes 30 lorsqu'on utilise un amplificateur différentiel de pression décrit ci-après. Il s'agit d'un amplificateur dans lequel le dispositif de comparaison et de réglage est formé par deux billes. Ces deux billes de même diamètre sont logées de façon coulissante dans un alésage de diamètre constant» Dans l'alignement du point de contact 35 des deux billes se trouve un canal d'alimentation d'air comprimé qui débouche dans l'alésage. A une distance correspondant à la moitié d'un diamètre de billes par rapport au.canal d'alimentation en air, se trouve au moins un canal de sortie. La présente invention sera décrite plus 40 en détail à l'aide de deux modes de réalisation et d'un schéma 71 28777 3 2102226 représentés à titre d'exemples sur les dessins annexés dans lesquels s - La figure 1 est un exemple, de réalisation muni d'un amplificateur différentiel, de pression, de cons- 5 truction connue» - La figure 2 est tua exemple de réalisation muni d'un autre type d'amplificateur différentiel de pression» - La figure 3 est un diagramme représentant le réglage des points de commutation» 10 Selon la figure 1, l'amplificateur différentiel de pression 1 se compose du levier pivotant 2a, des soufflets élastiques 4 et 5, ainsi que du dispositif à buse et à plaque brise-jet. Ce dernier dispositif comporte la buse de sortie 8 et l'organe de laminage préliminaire 9» La pression 15 en cascade Pg- est envoyée à l'amplificateur 10 qui fournit la pression de sortie y^ du régulateur. Les soufflets élastiques 4 et 5 limitent les chambres de pression d'entrée de l'amplificateur 1• Dans le soufflet élastique 4 on a monté le ressort 3 dont la précontrainte se règle à l'aide de la vis 11 et de la coupelle 20 de ressort 12# Une force proportionnelle à la pression de commande Sg et/ou une force exercée par le ressort 3 agissent sur le levier 2a. Une autre force qui est proportionnelle à la pression de commande Sg est envoyée sur le levier 2a à l'aide 25 du soufflet à ressort 5* Le débattement du levier 2a est transformé en une pression en cascade pg par le dispositif 8,9 comportant la buse et la plaque brise-jet. L'amplificateur 10 amplifie cette pression en cascade Pg- pour fournir la pression de sortie y^ du régulateur. La pression de sortie y^ augmente en fonction de 30 l'augmentation de la pression de commande S^. Les résistances 6 et 7 forment un diviseur de pression d'où est prise la pression de commande S^. La pression d'entrée E du régulateur est appliquée à la résistance 6 et la pression de sortie y^ est appliquée à la résistance 7. 35 En admettant que le débit Q d'air comprimé à travers une résistance de laminage est proportionnel à la différence de pression appliquée à cette résistance, on obtient l'équation de pression suivante pour la pression de commande S^ : 71 28777 4 2102226 Dans cette équation ^ représente le rapport des résistances du diviseur de pression 6 et 7» le fonctionnement du régulateur sera décrit dans le cas où les surfaces efficaces des soufflets élastiques 3 et 4 sont identiques et une pression de signal Sg = constante s'exerce sur le soufflet élastique 4. l'écart du levier 2a (plaque brise-jet) par rapport à la buse 8 est dans ce cas déterminé uniquement par la différence de pression S^ - Sg& L'inégalité inférieure à Sg signifie que l'écart de la plaque brise-jet par rapport à la buse de sortie est très grand» Dans ce cas = 0 et on a s' =t4"Xe ' yi = 0 E son"k ^és par le chemin de régulation non représenté à la figure 1» E augmente lorsque y^ = 0 et E diminue lorsque y^ prend la valeur maximale pz» La pression de commande augmente proportionnellement à E (y^ =0). L'équilibre des forces appliquées au levier 2a se présente pour = Sg = constante* Dans ce cas E = Eq = (1 + ) Sg. Toutefois l'hypothèse y^ = 0 ne se présente plus, car l'état des forces d'équilibre appliquées au levier 2a n'a pas réduit l'écart de la plaque brise-jet à la buse,de sorte que y^ est toujours supérieur à 0. Lorsque y^ augmente, il en est de même de S,, et avec cette valeur y^ augmente à son tour. L'état d'équilibre S.j = Sg ne reste pas maintenu : cet équilibre est métastable» Bien plus, l'amplificateur différentiel de pression 1 change l'état dès que se présentent les conditions d'équilibre. Lorsqu'on a E = Bq = (1 + A ) Sg, on atteint le point de commutation supérieur E = 0 qui produit l'inversion du régulateur de = 0 h = p%* Après inversion, E diminue. Le point de commutation inférieur E^ est atteint lorsque pour y^ = p^ on a de nouveau l'état d'équilibras S.j - Sg, Dans ce cas, on a •: E = Eu = (1 + > ) s2 - pz E = E •» p_ u o Le point de commutation supérieur Eq et le point de commutation inférieur E^ sont définis par le rapport > résistances du diviseur de pression et par la pression r- BAD ORIGINAL 71 28777 5 2102226 10 15 20 25 30 de commande Sg = constante, l'action de la pression de commande Sg peut également s'obtenir par la force Kp du ressort 3. Les équations : E0 = (1 + > ) S2 sont représentées graphiquement à la figure 3 sous forme de fonction. Pour X = o on a EQ = - Sg = Kg, Eq augmente aveet diminue. L'hystérésis de commutation, c'est-à-dire l'écart des points de commutation Eq et E^ est uniquement déterminée par ^ . La pression de commande Sg ou la force exercée par les ressorts déterminent la position de l'hystérésis de commutation. Le mode de réalisation selon la figure 2 utilise un amplificateur différentiel de pression connu. Cela aboutit à un mode de réalisation particulièrement simple et peu encombrant. Les parois élastiques des organes 4 et 5 sont reliées aux deux billes 2b logées de façon coulissante dans l'alésage 13. DaHs l'alignement du point de contact des billes débouche le canal d'alimentation 14 dans l'alésage 13. A une distance correspondant à la moitié du diamètre des billes par rapport au canal d'alimentation 14 se trouvent les canaux de sortie 15 et 16. En prend le signal y^ au niveau du canal 15. Ce signal est envoyé à la résistance 7 du diviseur de pression. On peut prendre un autre signal de sortie sur le canal 16, ce signal étant inversement proportionnel à y^. Bien entendug l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 71 28777 6 2102226 a E V E g D I O -A T I 0 N s 1°) Régulateur à deux points, fonctionnant avec un agent de pression, régulateur caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur différentiel de pression sur lequel agis-5 sent des dispositifs de comparaison et de réglagey sur un côté du ressort et éventuellement la paroi élastique sollicitée par la pression de commande, l'autre côté étant soumis à l'action de la paroi sollicitée par la pression de commande,qui est prise d'un diviseur de pression dont une résistance reçoit la pression 1-0 d'entrée du régulateur et dont une autre reçoit la pression de sortie de l'amplificateur différentiel de pression» 2°) Régulateur à deux points fonctionnant avec un agent de pression, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la précontrainte du ressort et au moins l'une des deux 15 résistances du diviseur de pression sont réglables» 3°) Régulateur à deux points fonctionnant avec un agent de pression, selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'amplificateur différentiel de pression comporte,comme dispositif de comparaison et de 20 réglage, un levier monté pivotant servant de plaque brise-jet commandant la veine d'air d'un dispositif à buse et à plaque brise-jet, et la pression en cascade de ce dispositif commandant l'amplificateur qui fournit la pression de sortie du régulateur. 4°) Régulateur à deux points à commande 25 par un agent de pression selon l'une quelconque des revendications 1 et 2P caractérisé en ce que l'amplificateur différentiel de pression comportes, comme dispositif de comparaison et de réglage, deux billes de même diamètre qui sont logées de façon coulissante dans un alésage de boîtier de diamètre constant,et dans le pro-30 longement du point de contact des deux billes se trouve un canal d'alimentation pour l'air- comprimé, au moins un canal de sortie étant prévu qui débouche dans l'alésage à une distance du canal d'alimentation en air correspondant à la moitié du diamètre d'une bille•