Brevet FR2141576A1 — publié le 19730126

La présente invention a trait à un procédé d'actionnement à distance, tel que la commande à distance d'une vanne ou d'une pompe, de façon plus générale l'actionnement à distance d'un corps, en fonction e la variation dt'2le grandeur ar rapport à une valeur de consigne. La présente invention a également trait a un dispositif hydraulique pour la mise en oeuvre du procédé, dispositif auquel on applique des courants électriques fonction de la variation de ladite grandeur et qui déplace d'une quantité, fonction de ladite variation, le corps à actionner auquel il est relié. Le procédé selon l'invention consiste essentiellement à rendre le corps a actionner à distance solidaire d'un piston dont les faces sont soumises aux pressiens variables d'un fluide, lesdites pressions étant elles-memes fonction de la position de clapets de servo-limiteurs commandés par solénoïde, par exemple tels que décrits dans le brevet français N 1 525 934, et a appliquer aux solénides desdits servo-limiteurs des courants fonction de la variation d'une grandeur par rapport à une valeur de consigne. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste à comparer la résistance d'un potentiomètre est rendue solidaire du piston auquel est relié le corps à actionnner et appliquer aux solenoldes des servo-limiteurs des courants fonction de la différence entre la résistance du potentiomètre de commande et la résistance du potentiomètre second, de telle sorte que, pour une meme valeur de tarage des solénoides et des pertes de charme égales de leurs circuits d'alimentation hydrauliques, le piston se déplace sous l'effet des pressions différentes délivrées à chacune de ses faces en fonction de l'ouverture différente des clapets ae ch chaque servo-limiteur jusqu'à ce que, par son déplacement et l'entrainement consécutif de la tige de commande du potentiomètre dont il est solidaire, la résistance de ce dernier soit devenue égale à celle du potentiomètre de commande à distance, les courants appliqués aux solénoides des servo-limiteurs soient ainsi devenus égaux et un nouvel équilibre atteint, le corps à actionner à distance ayant ainsi reçu un déplacement fonction de la résistance introduite à distance dans le potentiomètre de commande par rapport à une valeur de consigne. Le dispositif électro-hydraulique pour la mise en oeuvre du procédé com prend essentiellement au moins deux servo-limiteurs commandés par solénoïde et branchés sur un même circuit d'alimentation en fluide sous pression, au moins un cylindre contenant un piston mobile solidaire du corps à actionner, les volumes situés à l'intérieur dudit cylindre de part et d'autre dudit piston étant isolés de l'atmos- phère, organes de liaison hydrauliques qui mettent en communication chacun des- dits oluces avec un siège d'un servo-limiteur différents, des liaisons électriques étant prévues pour appliquer aux solénoïdes desdits servo-limiteurs des courants dont la différence est fonction de la variation d'une grandeur par rapport à une valeur de consigne. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif électro-hydraulique comprend en outre un potentiomètre linéaire dont le corps est solidaire du cylindre dans lequel se déplace le niston de commande du corps à actionner à distance, et dont la tige est solidaire dudit piston, der liaisons électriques étant prévues our comparer la résistance d'un potentiomètre de commande, situé à distance à celle dudit potentiomètre linéaire et appliquer aux solénoides desdits servo-limiteurs des courants fonction de la différence de ces résistances, en sorte qu'il en résulte des pressions différentes sur chacune des faces du piston et un déplacement de celui-ci et du corps à actionner à distance dont il est solidaire jusqu'à ce que la résistance dil potentiomètre linéaire, modifiée par le mouvement de sa tige, ellemême solidaire du piston, soit devenue égaie à celle du potentiomètre de commande et que le système ait ainsi atteint un nouvel état d'équilibre. D'autres caractéristiques de la présente invention ressortiront encore de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation donné à titre purement indicatif et représenté sur les dessins annexes. Sur ces dessins, la figure 1 est une coupe longitudinale du mode de réalisation décrit, la figure 2 est une coupe transversale, selon l'axe du servo-limiteur S1, de la partie supérieure du dispositif (servo-limiteur et bloc de liaison), la partie inférieure (cylindre de commande) étant représentée en élévation sans sa plaque terminale. Sur la figure 1, S1 et S2 sont deux servo-limiteurs commandés par les solé- noides 20 dont les noyaux 14 coulissent dans les tubes centraux en matière amagnéti que 15 et actionnent les clapets 13. Les tubes centraux 15 sont montés de façon étanche au moyen de joints toriques 21 sur les embases 12 en matière magnétique et l'ensemble est coiffé par les carters 16 en matière également magnétique de façon étanche grâce aux joints toriques 19. A la partie supérieure, les carters 16, sont munis de bouchons filetés 17. Dans le mode de réalisation représenté à titre illustratif, les servolimiteurs S1 et s2 sont montés sur un bloc 9 comprenant un orifice d'admission A et un orifice de vidange B correspondant à deux canalisations longitudinales respecti voient d'admission 35' de vidange 36, cette dernière visible seulement sur la figure 2.Les servo-limiteurs S1 et S2 sont montés de façon étanche sur le bloc 9 au moyen de joints toriques d'étanchéité 11 et de tirants de fixation et de serrage 37 (fig 2) Dans l'axe des servo-limit urs S1 et S2, le bloc 9 comprend deux alésages 38 qui débouchent dans la canalisation longitudinale d'admission 35 et contiennent deux chemises 10 minies de lumières at, pour le noyau correspondant au servo-limiteur S1 et a2 correspondant au servo-limiteur S2. Des joints toriques d'étanchéité 24 assurent le montage étanche des chemises 10 dans les alésages 38 du bloc 9 ; les chemises 10 sont pourvues chacune d'un canal central 39 dont l'une des extrémités constitue le siège des clapets 13 des servo-limiteurs S1 et Les chambres 41 menagées à la partie inférieure des servo-limiteurs S1, S2 co Iuniquent avec la canalisation longitudinale de vidange 36, par l'intermédiaire de perçages 22, (figure 2) dont est pourvu le bloc 9. Les lumières al et a2 ménagées dans les chemises 10 mettent ainsi en communication la canalisation d'admission avec les canaux centraux 39 des chemises 10 et, si les clapets 13 ne reposent pas sur l' leur liège, avec le circuit de vidange B par l'intermédiaire des chambres 41, des perçages 22 et de la canalisation de vidange 36. Le bloc 9 est lui-meme monté sur un cylindre 1 de façon étanche au moyen des joints d'étanchéité toriques 24 ; le cylindre 1 comporte deux alésages 40 en regard des canaux centraux 39 des chemises 10 et contient un piston 2 pouvant coulisser selon l'axe longitudinal dudit cylindre. A chaque extrémité de celui-ci deux pièces d'étanchéité 5 assurent l'étanchéité, par rapport à l'atmosphère, de l'inté rieur du cylindre au moyen des joints toriques statiques 6 et des joints coulissants 7, les pièces d'étanchéité 5 étant elles-mêmes maintenues en place, par rapport au cylindre, par exemple au moyen de clips extensibles 43 logés dans des rainures prévues à cet effet sur la paroi interne du cylindre 1. Le piston 2 est creux. il est muni à l'une de ses extrémités d'un filetage 44 ou de tout autre organe permettant d'assurer sans jeu une liaison avec le corps auquel on désire transmettre le mouvement du piston 2 par l'autre extrémité est introduit dans la cavité centrale du piston 2, Le corps d'un potentiomètre linéaire 3 Le corps est rendu solidaire du cylindre 1 au-moyen d'un support 25 et de boulons de fixation 34. La tige 45 du potentiomètre linéaire 3 est, de son coté, rendue solidaire du piston creux 2, par exemple au moyen d'une vis de serrage 8 disposée à l'extrémité du piston. Le support 25 comprend en outre une plaque à bornes 30,31,32, et sur sa plaque terminale 33, (supposée enlevée sur la figure 2) des orifices 46 avec presse étoupes pour la sortie des connexion électriques et un orifice 26 muni d'un filtre à air.Par les orifes 46, on fait passer, d'une part les fils électriques de commande des solénoides des servo-limiteurs, d'autre part, les fils d'alimentation du potentiomètre linéaire 3. L'appareil fonctionne de la manière suivants Pour provoquer le déplacement d'un corps à partir d'une commande à distance on rend ce corps solidaire du piston 2, par l'intermédiaire de son extrémité filetée 44 et l'on agite à distance sur un potentiomètre à commande manuelle. Ce potentiomètre à commande manuelle et le potentiomètre linéaire 3, disposé dans l'appareil selon l'invention à l'intérieur du piston creux sont reliés électriquement à un organe de comparaison de leurs résistances respectives, organe également relié électriquement aux solénoïdes 20 des servo-limiteurs S1 et S2 S'il n'existe pas d'écart entre les résistances des deux potentiomètres situés à distance, l'organe de comparaison délivre aux deux solénoides un courant égal, qui agit par conséquent d'une manière identique sur les clapets 13 et, de ce fait, le fluide sous pression admis en A passe à travers la canalisation 35 et les lumières a1 et a2 pratiquées dans les chemises 10 en subissant des pertes de charge identiques, eoipte tenu du fait qu'on donne à ces lumières des sections rigoureu- soient égales et aux solénoSde8 S1 et S2 des tarages égaux. Un me débit et une i.1e pression règne donc sur chacune des faces du piston creux 2 qui reste immobile. Si, à partir de la valeur pour laquelle cette immobilité, est obtenue, on a6it sur la commande manuelle du potentiomètre situé à distance, on crée aussitôt une différence de résistance entre ce potentiomètre et le potentiomètre linéaire 3 de l'appareil selon l'invention et l'organe de comparaison délivre alors un courant différent à chacun des solénoïdes 20 des servo-limiteurs S1 et S2, par exemple augmente le courant traversant la bobine du servo-limiteur S1 et diminue le courant traversant la bobine du servo-limiteur S2. L'accroissement du courant appliqué au servo-limiteur St a pour effet d'augmenter son tarage, la diminution du courant appliqué au servo-limiteur S2 a pour effet de réduire son tarage.La pression d'alimentation du fluide dans la canalisation 35 étant constante, la perte de charge à travers la lumière al, diminue puisque le tarage du serro-limiteur correspondant S1 augmente et inversement la perte de charge à travers la lumière a2 augmente. De ce fait, la pression dans le canal central 39 de la chemise 10, correspondant au servo-limiteur S1 augrente tandis que le débit à travers a1 diminue. Inversement, la pression dans la chambre 10 correspondant au servo-limiteur S2 diminue tandis que le débit à travers la lumière a2 augmentée. L'écart des pressions du fluide en contact avec chacune des faces du piston 2, gråce aux alésages 40 mettant les canaux centraux 39 des chemises 1Q en communicatien avec 1' intérieur du cylindre 1 provoque un déplacement du piston 2 depuis le cEté où règne la pression la plus élevée, celui correspondant au servo-limiteur vers le cté ou règne la pression la moins élevée, celui correspondant au servolimiteur S2,Jusqu'à rétablissement de l'égalité des pressions de part et d'autre du piston 2, qui s'immobilise alors dans une nouvelle position d'équilibre, après avoir provoqué le déplacement du corps fixé à son extrémité 44.Ainsi a été obtenu le déplacement dudit corps, par actionnement à distance d'un potentlamètreà commande manuelle, d'une quantité proportionnelle à la valeur de la résistance introduite dans ce potentiomètre à partir de la précédante position d'équilibre. L'appareil selon l'invention permet d'actionner à distance un corps selon un programme prédéterminé; dès lors qu'on a présélectionné la succession des positions que doit prendre le potentiomètre de commande. Dans le cas où lxton cherche à actionner à distance un corps, par exemple une vanne d'eau ou la commande d'une pompe à débit variable en fonction de la variation d'une grandeur physique, teille qu'unie température ou le courant d'un dynamo tachymétrique, on n'utilise pas en général les deux potentiomètres cidessus mentionnés, mais par l'intermédiaire d'un dispositif électrique approprié on applique aux solénoïdes 20 des servo-limiteurs S1 et S2 des courants dont la différence est fonction de la variation de ladite grandeur physique par rapport à une valeur de consigne. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas au seul mode de réalisation représenté et décrit à titre purement illustratif. De nombreuses variantes peuvent y être apportées. NOtamment, on peut substituer au bloc 9 et aux chemises 10 qu'il contient des organes quelconques d'alimentation aux servo-limiteurs S1 et S2, pourvu qu'il introduisent des pertes de charges égales et des organes de liaison quelconques entre les sièges des clapets des servo-limiteurs et chacune des faces du piston 2 du cylindre 1, tels que des tuyauteries, Si l'on désire pouvoir disposer séparément les servo-limiteurs d'une part et le cylindre 1 d'autre part. Dans un tel cas, il ne sera bien entendu nullement nécessaire de rassembler les différents circuits électriques d'alimentation et de commande sur une seule et mdme plaque à bornes solidaire du cylindre 9. De mdme on pourra employer d'autres types d'organes d'étanchéité que ceux décrits et représentés des lors que les volumes du cylindre, situés de part et d'autre du piston seront isolés de l'atmosphère. On pourra par ailleurs choisir n'importe quel autre mode de liaison entre le piston 2 et le corps à actionner qu'un filetage 44 à l'une des extrémités, pourvu qu'il assure sans jeu mais le cas échéant avec une amplification ou une transformation, un déplacement dudit corps en fonction du déplacement dudit piston. On peut encore, s'il n'est pas nécessaire de réaliser une construction compacte, donner au piston 2 une structure pleine et disposer le potentioaètre 3 d rextérieur, des lors que le corps de ce po tentiomètre est convenablament inobilisé et sa tige de commande rendue solidaire des mouvements du piston 2. REVENDICATIONS 1) Procédé d'actionnement à distance d'un corps en fonction de la variation d'une grandeur par rapport à une valeur de consigne, consistant à soumettre les faces d'un piston, mobile à l'intérieur d'un cylindre et rendu solidaire du corps à actionner, aux pressions variables d'un fluide, lesdites pressions étant elles mêmes fonction de la position de clapets de servo-limiteurs commandés par sélé noise et à appliquer audits solénoïdes des courants fonction de la variation de ladite grandeur. 2) Procédé selon la revendication 1, consitant à comparer la résistance d'unWpotentiomètre de commande à celle d'un potentiomètre dont le corps est solidaire du cylindre ou immobilisé par rapport à celui-ci et dont la tige de commande est solidaire du piston mobile se déplaçant dans ledit cylindre et à appliquer aux solénoïdes desdits servo-limiteurs des courants fonction de la différence entre les résistances du potentiomètre de commande et du second potentiomètre dont la tige est solidaire du piston, en sorte que pour une même valeur de tarage des servolimiteurs et des pertes de charge égales de leurs circuits d'alimentation hydrauliques, le piston se déplace sous l'effet des pressions différentes délivrées à chacune de ses faces en fonction de l'ouverture différente des clapets de chaque servo-limiteur jusqu'à ce que, par son déplacement, et l'entrainement consécutif de la tige de commande du potentiomètre dont il est solidaire, la résistance de ce dernier soit devenue égale à celle du potentiomètre de commande à distance, les courants appliqués aux solénoïdes des servo-limiteurs soient devenus égaux et un nouvel équilibre soit atteint, le corps à actionner à distance ayant ainsi reçu un déplacement fonction de la résistance introduit dans le potentiomètre de commande à distance par rapport à une valeur de consigne. 3) Dispositif électro-hydraulique pour la mise en oeuvre du procédé selon la première revendication, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux servo-limiteurs commandés par solénoïde et branchés sur un même circuit d'alimentation en fluide sous pression, au moins un cylindre contenant un piston mobile solidaire du corps à actionaner, des moyens pour isoler de l'atmosphère les volumes situés à l'intérieur dudit cylindre de part et d'autre dudit piston, des organes de liaison hydrauliques qui mettent en communication chacun desdits volumes avec un siège d'un servo-limiteur différent et des liaisons électriques pour appliquer aux solénoïdes desdits servo-limiteurs des courants dont la différence est jonction de la variation d'une grandeur par rapport à une valeur de consigne qui doit déterminer le déplace ment du corps à actionner à distance. 4) Dispositif électro-hsydraulique d'actionnement d'un corps à distance, selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation hydraulique des servo-limiteurs est constitué par un bloc sur lequel sont fixés de manière étan lesdits che/servo-limiteurs , bloc pourvu d'une part d'une canalisation d'alimentation en fluide sous pression mise en communication avec les sièges ries clapets desdits servo-limiteurs, au moyen de chemises et d'autre part d'une canalisation de vidange mise en saison avec les chambres de vidange des servo-limiteurs, des joints assurant ltétanchéité respectivement des circuits d'alimentation et de vidange. 5) Dispositif électro-hydraulique d'actionnement d'un corps à distance, selon la revendication 3, caractérisé en ce que le I piston mobile du cylindre est solidaire de la tige de commande d'un potentiomètre, dont le corps est lui même immobilisé par rapport au cylindre, en sorte qale la résistance dudit potentiomètre varie en fonction du déplacement du piston dans le cylindre. 6) Dispositif électro-hydraulique d'actionnement d'un corps à distance, selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que le piston mobile est creux et coulisse par une extrémité sur le corps du potentiomètre rendu solidaire du cylindre, qui est un potentiomètre linéaire dont la tige de commande est rendue solidaire de l'autre extrémité du piston. 7) Dispositif électro-hydraulique d'actionnement d'un corps à distance, selon les revendications 3,5 et 6, caractérisé en ce que la liaison entre le piston mobile et le corps à actionner à distance est assure au moyen d'un filetage ménagé à l'une des extrémités audit piston. 8) Dispositif électro-hydraulique d'actionnement d'un corps à distance, selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le bloc sur lequel sont montés les servo-limiteurs est lui me monté directement sur le cylindre contenant le piston mobile, ledit cylindre étant pourvu d'alésage au droit des canaux centraux des chemises alimentant en fluide sous pression simultanément les servo-limiteurs et les volumes du cylindre situés de part et d'autre du piston. 9) Dispositif électro-hydraulique d'actionnement d'un corps à distance, selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les chemises du bloc d'alimen tation constituent à l'une de leurs extrémités les sièges des clapets des servo limiteur