Brevet FR2061554A1 — publié le 19710625

La présente invention concerne les circuits fluidiques de commande et a pour objet de fournir un circuit de ce type sous une forme remarquablement pratique. Be dispositif de commande fluidique selon l'invention comporte un premier étage constitué par un élément bistable à effet Coanda comprenant un premier orifice de commande auquel se trouve appliquée une premiere preasioll de eo-Eiande5 et un deuxie me orifice de commande auquel se trouve dérivée une pression réduite provenant d'une seconde pression de commande, le dit élément changeant d'état d'éeoulement lorsque la dite pression réduite dépasse la première pression de commande, un otage de sortie dans lequel le courant de fluide allant d'une buse jusqu' une sortie peut étre interrompu en provoquant un mouvement tourbillonnaire du jet sortant de la buse autour de son axe, et un étage intermédiaire comprenant une chambre dans laquelle la pression est déterminée par l'état d'écoulement de l'élément bistable et une paire de buses en vis à vis l'une de l'autre, une buse étant reliée à l'étage de sortie de telle sorte que les variations de pression dans cette buse produisent le dit mouvement tourbillonnaire, l'autre buse étant reliée à une source de fluide sous pression, de telle sorte que l'état d'écoulement du dispositif bistable détermine l'existence d'un signal dE sortie à péage de sortie. La description qui va suivre et les dessins annexés, donnés surtout à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux comprendre comment l'invention peut tre réalisée. Sur les dessins annexés tes figures 1 à 3 représentischémaJsiouement trois exemples de circuits de contrôle fluidique selon l'invention. Dans chacun des exemples, on veut produire un signal de sortie à haute puissance lorsque le rapport de deux pressions est au-dessus d'une valeur prédéterminée Une application spécifie que de l'invention est l'utilisation des circuits pou la commende de soupapes d'échappement pour évacuer une partie de la sortie du compresseur d'un moteur à turbine à gaz. Dans ce cas, les évacuations sont prises en un t oint intermédiaire du compresseur et à la sortie du compresseur, et l'augmentation du rapport entre la pression de sortie et la pression intermédiaire au-dessus d'une valeur prédéterminds est utilisée pour la formation d'un signal de fermeture des soupapes d'évacuation.Dans la description qui va suivre, P1 est la pression de sortie du compresseur, P2-la pression intermédiaire du compresseur et P0 la pression atmosphérique. te circuit de la figure i possède un étage d'entrée constitué par un élément bistable à effet Coandag 10, d'un type connu. Cet élément comporte uee buse principale d'entrée, 11 rece étant de l'air à la pression Pi, et de sortie 12, 13. Les sorties ont des orifices d'évacuation 14, 15 débouchant-dans les sorties, et une paire d'orifices de commande 16, 17 sont disposés au point de jonction des sorties qui divergent l'une par rapport à l'autre. Dans cette disposition, l'admission de l'air dans l'élément par l'intermédiaire des orifices ou conduits 16, 17, détermine celle des entrées qui reçoit l'air pénétrant dans l'élément par la buse 11. Si la pression existant à l'orifice 16 dépasse celle qui existe à l'orifice 17-, le courant de sortie s'effectue par l'intermédiaire de la sortie 13, et la sortie 12 se trouve à la pression Po ; lorsque la pression à 12ouverture 17 dépasse celle existant à l'ouverture 16, la sortie 12 reçoit le courant et la sortie 13 se trouve à la pression PO. t'orifice 17 est relié à la pression P2. L'orifice 16 est relié à une prise d'un potentiomètre à air constitué par des étranglements 18 et 19 en série entre la sortie ducompresseur P1 et l'atmosphère POO Ainsi une pression réduite dérivée de la pression P1 se trouve appliquée à l'orifice 16. La sortie 13 est reliée par l'intermédiaire d'un étranglement 20 à la purge. La sortie 12 est reliée à un étage intermédiaire 21 du circuit. Cet étage 21 est constitué par une chambre qui est reliée à la fois à la sortie 12, et par ltintermédiaire d'un étranglement 22 à l'atmosphère P0 Deux buses alignées 23, 24 sont dérivées à l'opposé l'une de vautre en direction de la chambre 21. La buse 23 est reliée à la prise de sortie du compresseur et la buse 24 forme la sortie de l'étage intermédiaire. On sait qu'un dispositif tel que décrit ci-dessus fonc tionne de telle sorte que, dans les conditions d'écoulement, la pression dans la buse 24 diffère de la pression de sortie du compresseur et est influencée par la pression dans la chambre 21. De plus un changement donné dans la chambre de pression donne nais sance à un changement sensiblement égal de pression dans la buse 24. L'étage de sortie 25 du circuit est constitué par un amplificateur à tourbillonnement de type connu, qui comporte une buse d'entrée 26 alignée avec une sortie 27 dans une chambre 28, avec un orifice d'évacuation 29 relié à l'atmosphère. Normalement, un fluide envoyé à la buse 26 est évacué par la sortie 27 sans perte notable. il existe, cependant un orifice de contrôle tangentiel, 30 débouchant dans la chambre 28, de telle sorte que l'introduction d'une pression de fluide dans la chambre par cet orifice provoque le mouvement tourbillonnaire du jet traversant la chambre, autour de l'axe de ce jet. k une pression de commande prédéterminée au voisinage de la pression de la buse d'entrée, le mouvement-tourbillonnaire du jet provoque sa rupture, et la création d'une pression de sortie hors de l'orifice 27 cesse. En l'espèce, la buse 26 est reliée à la sortie du compresseur (pression P1) par un étranglement 31. L'orifice de commande 30 est relié à la buse 24. tes constituants sont choisis de telle sorte que, lorsque la sortie de l'élément bistable va à la sortie 12, alors que le rapport P1/P2 est en dessous de la valeur prédéterminée de consigne, la pression appliquée à la chambre 21 se trouve suffisante pour élever suffisamment la pression dans la buse 24 pour créer l'écoulement tourbillonnaire cidessus indiqué de façon qu'il n'y a aucun signal de sortie à la sortie 27.Lorsque le rapport P1/P2 s'élève au-dessus de la valeur de consigne et que l'élément bistable change son état d'écoulement, la pression dans la chambre 21 diminue de sorte que la pression dans la buse 24 diminue de façon correspondante et que le tourbillonnement du courant dans la chambre 28 devient inssuffisant à empêcher la sortie d'air comprimé hors de la sortie 27. Dans le cas du circuit de la figure 2, l'lémént bistable 10 et l'étage de sortie 25 sont les mêmes que pour la figure 1. L'étage intermédiaire 32, cependant, est relié à l'élément bistable 10 par un éjecteur 33, de telle sorte que la pression dans la chambre de l'étage intermédiaire 32 est maintenue inférieure à la pression atmosphétique lorsque le rapport P1/P2 est maintenu en dessous de sa valeur de consigne, pour s'élever à PO lorsque ce même rapport dépasse la valeur de consigne. il y a variation correspondant dans la pression à la buse 24, comme ci-dessus. Dans le circuit de la figure 3, le dispositif bistable 10 et l'étage intermédiaire 21 sont comme à la figure 1, mais la chambre 21 est reliée à la sortie 13 au lieu entre reliée à la sortie 12. De ce fait, il y a élévation dans la pression de la buse 24 lorsque le rapport P1/P2 dépasse la valeur de consigne. L'étage de sortie 34 est constitué d'un dispositif à tourbillonnement connu en lui-même. Ce dispositif ne possède aucun orifice de contrôle en tant que tel, mais le courant allant à la buse de décharge 35 est reçu de deux entrées tangentielles, telles que les composantes tangentielles s'annulent lorsque les pressions d'entrée sont égales. Dans ces conditions, le courant maximal se trouve reçu par une buse récéptrice 36. Si l'une des pressions d'entrée est plus élevée que l'autre, sa composante tangentielle provoque la rotation du jet sortant de la buse 35 autour de son axe, en diminuant ainsi la pression de sortie à la buse réceptrice. Dans la disposition représentée, une sortie 37 est alimentée à partir de la buse -24 et l'autre, 38 à partir d'une buse similaire 39, alimentée à partir de la sortie du compresseur à la pression P1. tes ensembles de buses sont en équilibre lorsque la chambre 21 est à la pression PO, de telle sorte que les pressions d'entrée au dispositif 34 sont égales.Ainsi, lorsque le rapport P/P2 est élevé et lorsque la sortie du dispositif 10 provient de la sortie 13, la pression à l'entrée 37 dépasse celle qui existe à l'entrée 38, et un tourbillonnement se produit. te changement d'état du dispositif 10 lorsque le rapport P1/P2 descend en-dessous de sa valeur de consigne produit une diminution de la pression dans la chambre 21 jusqu'à la valeur PO, si bien que de l'air sous pression sort de la buse réceptrice 36 du dispositif 34 Dans P le,cas du circuit représenté à la figure 3, un éjecteur semblable à celui de la figure 2 pourrait être utilisé, de telle sorte que la pression dans la chambre 21 descende endessous de PO lorsque le rapport P1/P2 se trouve au-dessus de sa valeur i consigne, pour s'élever à PO lorsque un signal de sortie doit être obtenu du dispositif 34. Dans chacun des circuits, la détection précise des pressions différentielles susceptibles d'être données par 1télé- ment bistable se trouve combinée avec l1amplification de haute puissance de l'étage de sortie, du fait de l'insertion de l'étage intermédiaire qui permet la modulation d'une pression d'air relativement élevée dans la même gamme que la pression à appli- quer du fait de l'action du circuit - pEvENDICkTl0NS 1 Un circuit de commande fluidique comportant un premier étage constitué par un élément bistable à effet Coanda comprenant un premier orifice de commande auquel se trouve appliquée une première pression de commande, et un deuxième orifice de commande auquel se trouve dérivée une pression réduite provenant d'une seconde pression de commande9 ledit élément changeant d'état d'écoulement lorsque la dite pression réduite dépasse, la première pression de commande, un étage de sortie dans lequel le courant de fluide allant d'une buse jusqu'à une sortie peut être interrompu en provoquant un mouvement tourbillonnaire du jet sortant de la buse autour de son axe, et un étage intermédiaire comprenant une chambre dans laquelle la pression est déterminée par l'état d'écoulement de l'élément bistable et une paire de buses en vis à vis lune de l'autre, une buse étant reliée à l'étage de sortie de telle sorte que les variations de pression dans cette buse produisent ledit mouvement tourbillonnaire-, l'autre buse étant reliée à une source de fluide sous pression, de telle sorte que l'état d'écoulement du dispositif bistable détermine l'existence d'un signal de sortie à l'étage de sortie. 2.- Un circuit de commande fluidique comme à la revendication 1, dans lequel le fluide s'écoule à travers une première sortie de l'élément bistable lorsque la première pression de commande dépasse ladite pression réduite et à travers une seconde sortie de l'élément bistable lorsque la première pression de commande est inférieure à ladite pression réduite. 3. Un circuit comme à la revendication 2, dans lequel la première sortie est reliée à la chambre de l'étage intermédiaire. 4. Un circuit comme à la revendication 2, dans lequel ladite première sortie est reliée à des moyens de réduction de pression, de telle sorte que la pression dans la chambre de l'étage inter médlaire est déprimée par le courant de fluide dans ladite première sortie. Un circuit comme à la revendication 2, dans lequel la seconde sortie est reliée à la chambre de l'étage intermédiaire. 6.- Un circuit comme à la revendication 2, dans lequel ladite seconde sortie est reliée à des moyens de réduction de pression, de telle sorte que la pression dans chambre de l'éta- ge intermédiaire se trouve déprimée par le courant de fluide à la seconde sortie. 7.- Un circuit comme à l'une quelconque des revendications 4 et 6 dans lequel les moyens de réduction de la pression comprennent un éjecteur. 8.- Un circuit comme à l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la chambre de l'étage intermédiaire comprend une connection d'échappement par l'intermédiaire d'un étranglement. 9. Un circuit comme à l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étage de sortie comprend un dispositif à tourbillonnement comportant une entrée reliée à ladite source de pression fluide, un orifice de commande relié à la chambre de l'étage intermédiaire, une sortie et un orifice d'échappement. 10.- Un circuit comme à 1'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'étage de sortie comprend un dispositif à tourbillonnement qui comporte une première entrée alimentée, en fonctionnement, à partir de ladite source de pression fluide, une seconde entrée opposée reliée à la chambre de l'étage intermédiaire, et une sortie. 11.- Un circuit comme à la rèvendication 10, dans lequel une paire de buses axialement alignées sont disposées entre la source de fluide sous pression et la première entrée. 12.- Un circuit comme à l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la seconde pression de commande forme la source de pression de fluide. 13.- Un circuit comme à l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une paire d'étranglements reliés en série, ledit second orifice de commande étant relié à la jonction des dits étranglements, et ladite deuxième pression de commande étant appliquée d'un côté de l'un des étranglements éloigné du second orifice de commande.