Brevet FR2200562A1 — publié le 19740419

La présente invention concerne un dispositif de contrôle électrique proportionel pour le contrôle automatique de dispositifs et installations industriels0 On connait des dispositifs de contrôle électrique proportionnel automatique comportant des éléments sensibles tels que des thermostats, des dispositifs hygrométriques ou barométriques ou des éléments similaires et un dispositif de servo-commande. Dans ces dispositifs chaque élément comporte un potentiomètre présentant un coulisseau monté sur une bobine d'une résistance électrique prédéterminée0 Ce coulisseau est déplacé par l'élément sensible lorsque la température, le degré d'humidité, la pression ou similaires varient, Le dispositif de servo-commande est normalement constitué par un servo-moteur renversible, un relais pivotant, un potentiomètre pivotant et par un réducteur de vitesse. Le mouvement du dispositif de servo-commande est contrôlé par ledit relais pivotant présentant un contact en shunt qui, lorsqu'il est fermé, renverse le sens de rotation du servo-moteur0 Ce relais pivotant comporte deux enroulements à axes parallèles et dans lesquels est insérée une armature en U. Cette armature peut etre pivotée autour d'un boulon central de sorte que les variations du flux magnétique dans les enroulements la font pivoter dans un sens ou l'autre Une branche portant un contact électrique est fixée à ladite armature de sorte que deux des contacts fixes peuvent Btre appliqués l'un contre l'autre lorsque l'armature est attirée par l'un des enroulements.Lorsque le relais est pivoté, le contact central oscille entre les deux contacts fixes sans entrer en contact avec ceux-ciO Le potentiomètre pivotant est constitué par une résistance identique à celle du régulateur et par un coulis seau commandé par un arbre du dispositif de servo-commande et qui peut ainsi être déplacé le long des spires de l'enroulement du potentiomètre en divisant la valeur effective de celui-cio Le potentiomètre du régulateur, celui du dispositif de servo-commande et les deux bobines du relais pivotant sont montés en séquence tandis que les deux coulisseaux sont reliés aux bornes de sortie d'un transformateur fournissant un courant dtalimentation de basse tension normalement de l'ordre de 20 à 24 volts. Lorsque cet ensemble est équilibré, les courants traversant les deux bobines du relais sont identiques et ce relais est ainsi équilibré et son contact ouvert, Le servo-moteur est ainsi hors circuit et à l'arrêt. Lorsque le coulisseau du régulateur est déplacé, un courant plus fort traverse l'une des deux bobines dudit relais.Le relais n'est plus équilibré, l'armature est pivoté autour de son arbre central et le contact central est appliqué sur l'un des deux contacts latéraux et met en circuit le servomoteur qui tourne ainsi dans le sens correspondant, La rotation du moteur se traduit par un déplacement du coulis seau du potentiomètre du dispositif de servo-commande dans le sens opposé à celui du coulisseau du potentiomètre du régulateur jusqu'à ce qu'il arrive dans une nouvelle position d'équilibre, ce qui se traduit par l'arrêt du servo-moteur0 Le pivotement de l'arbre de servo-commande ne dépasse normalement pas 1800 de sorte que le dispositif comporte deux contacts de fin de coursez Le dispositif connu décrit ci-dessus présente un certain nombre d'inconvénients8 - il présente des contacts coulissants sur les potentiomètres ce qui se traduit par une certaine inertie mécanique du régulateur - les potentiomètres du régulateur peuvent être oxydés; - il nécessite une importante valeur pour le différentiel de la valeur contrôlée parce que le déséquilibrage du relais nécessite un certain courant minimum - des vibrations et chocs peuvent entrainer des mauvais fonctionnements du relais d'équilibrage - il nécessite un circuit basse tension ou un transfor s mateur individuel correspondant et, - son coût est élevé. Pour ces raisons le dispositif connu décrit ne fut utilisé presque exclusivement que pour le contrôle dtinstallations centralisées tandis que dans les installations de conditionnement importantes, par exemple comprenant des milliers d'ensembles de distribution, des inducteurs, des convecteurs, des chambres à deux conduits ou à volume variable, les moyens de contrôle sont, de préférence, des moyens pneumatiques0 L'invention a pour objet de concevoir un dispositif de contrôle permettant de remédier auxdits inconvénients des dispositifs connus et qui peut etre utilisé dans des cas jusqu'ici réservés aux moyens de contrôle pneumatiqueso Le dispositif selon l'invention comporte au moins deux paires de contacts électriques inserés dans le circuit d'alimentation électrique dudit dispositif de servo-comm.ande et qui commandent la marche de celui-ci en sens opposés, lesdites paires de contacts étant montées sur un support mobile par rapport audit élément détecteur et qui est commandé par ledit dispositif de servo-commande, ledit élément détecteur comportant des moyens pour actionner lesdites paires de contacts électriques0 De préférence, ledit support mobile est monté pivotant et peut etre ramené dans sa position de repos initiale par un moteur du dispositif de servo-commande, ledit moteur étant commandé par lesdites paires de contacts montées sur ledit support mobile0 L'invention sera maintenant décrite plus en détails en se référant aux dessins annexés montrant à titre d'exemple un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur ces dessins Fig. 1 est une vue en coupe horizontale schématique suivant la ligne A-A de la figure 2 montrant un dispositif selon l'invention et, Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne B-B de la figure la La figure 1 montre un dispositif de contrôle, notamment un thermostat, comprenant un micro-interrupteur pour des températures augmentantes portant la référence 1 et un microinterrupteur pour des températures décroissantes portant la reférence 2. Ce dispositif comporte de plus un ressort de rappel 3, une came de commande 4 montée sur un arbre 5. Le bouton poussoit du micro-interrupteur 1 est désigné par la référence 6 et le bouton poussoir du micro-interrupteur 2 par la référence 7O Aux figures 1 et 2 on voit, de plus, un élément bimétallique 9 coopérant avec lesdits boutons-poussoirs et qui est monté pivotant sur un arbre 10. L'élément 9 comporte une branche reliée à un bras de calibrage 12 coopérant avec un ressort de rappel 13. Ledit bras 12 coopère, de plus, avec une came de commande ou de calibrage 14 pouvant etre actionnée par une roue cannelée 15. La came 14 et la roue 15 sont calées sur un arbre 16. Un support pour les micro-interrupteurs porte la référence 17, un bottier de thermostat la référence 18 et le couvercle de ce bottier la ré férence i9. Les micro-interrupteurs I et 2 sont reliés électriquement aux bornes d'un servo-moteur qui commande, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse, une soupape ou une vanne, Ce moteur, de faible puissance, nécessaire à cet effet, est normalement un moteur monophasé et le réducteur de vitesse est un dispositif non-reversible.L'ensemble de servo-commande est d'un type connu et ne fait ainsi pas l'objet de la présente invention0 L'arbre 5 de la came de réaction 4 peut être relié directement à l'arbre dudit moteur par une transmission convenable, de sorte cue chaque mouvement de moteur correspond à une position prédéterminée de la came0 Suivant une variante, l'arbre 5 peut également être relié à la tige de commande de ladite soupape ou à la came de commande de ladite vanne de manière à obtenir un pivotement de la came 4 proportionnel à l'actionnement de ladite soupape ou vanne. Lorsque l'élément bimétallique 9 est soumis à une augmentation de température par rapport à une valeur prédéterminée de référence affichée et que ledit élément s'écarte en direction des aiguilles d'une montre, il actionne le boutonpoussoir 7 de l'interrupteur 2 à l'aide de la patte 8 et ferme ainsi le circuit d'alimentation du servo-moteur0 Ce dernier commande une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre de la came 4 jusqu'à ce que le support 17 soit déplacé latéralement et que la patte 8 soit ainsi dégagée du bouton-poussoir 7 ce qui se traduit par l'ouverture du circuit d'alimentation dudit servo moteur a Compte tenu que le réducteur est irréversible, la soupape ou la vanne reste dans sa nouvelle position jusqu'à ce qu'une nouvelle variation de la température produise une nouvelle dilatation ou un nouveau retrait de l'élément bimétallique 9.La marche du servo-moteur est ainsi proportionnelle au changement de température et est modulée dans les limites d'ajustage du dispositif ce qui permet de supprimer les potentiomètres et les relais, les transformateurs et les lignes de basse tension des dispositifs connus en le remplaçant par des micro-contacts et par un servo-moteur travaillant à la tension d'alimentation normale0 Le dispositif selon l'invention présente, comparé avec les dispositifs connus, les avantages suivants :: - les moyens de réaction mécanique permettent de supprimer les phénomènes d'inertie et d'hysteresis entre le signal et la réponse ; - les composants utilisés ne sont pas sensibles aux effets extérieurs, aux chocs et aux vibrations ; - le dispositif travaille à la tension d'alimentation habituelle ; - le coût de fabrication, d'installation et d'entretien est réduit et, - le dispositif présente un fonctionnement plus sbro L'élément sensible aux données à contrôler peut être constitué par un élément bimétallique, par une capsule se dilatant sous l'action d'une pression différentielle, une matière sensible à l'humidité ou similaires. Le réglage de l'élément sensible peut Qtre effectué directement sur le dispositif ou à distance. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ici, mais on pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS lo~ Dispositif de contrôle électrique à modulation proportionnelle pour la commande automatique d'installations techniques notamment d'installations de conditionnement d'air, du type comportant un organe sensible ou détecteur commandant un dispositif de servo-commande renversible, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux paires de contacts électriques insérés dans le circuit d'alimentation électrique dudit dispositif de servo-commande et qui commandent la marche de celui-ci en sens opposés, lesdites paires de contacts étant montées sur un support mobile par rapport audit élément détecteur et qui est commandé par ledit dispositif de servo-commande, ledit élément détecteur comportant des moyens pour actionner lesdites paires de contacts électriques0 2.- Dispositif de contrôle suivant la revendication 1 caractérisé en ce que ledit support mobile est monté pivotant et peut titre ramené dans sa position de repos initiale par un moteur du dispositif de servo-commande, ledit moteur étant commandé par lesdites paires de contacts montées sur ledit support mobile0 3.- Dispositif de contrôle suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, et dans lequel ledit dispositif de servo-commande actionne une vanne ou une porte ou un organe similaire, caractérisé en ce que ladite vanne peut être arrêtée dans une position intermédiaire quelconque entre sa position d'ouverture complète et sa position de fermeture complète à l'aide de moyens de réaction (feed-back) mécaniques qui commandent l'arrêt dudit moteur du dispositif de servo-commande lorsque la course effectuée par l'arbre dudit moteur est proportionnelle au changement de la grandeur physique contrôlée par le dispositif0