Brevet FR2472774A1 — publié le 19810703

La présente invention se rapporte généralement à un dispositif de sortie d'un fluide ayant une capacité d'écoulement directionnel réglable, et elle se rapporte également à un procédé pour contrôler un dispositif de sortie d'un fluide de cette sorte. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un dispositif de sortie de fluide opérant sur le principe de l'effet de paroi des dispositifs de fluide, o la direction du fluide est contrôlée selon le fonctionnement de deux vannes qui y sontincorporées. Des dispositifs de sortie de fluide opérant sur les principes de l'effet de paroi des dispositifs fluides comme une tuyère ou tubulure de sortie d'air d'un condition- neur d'air o une tubulure d'arrosage ou d'aspersion d'eau sont disponibles. Cependant, dans ces dispositifs disponi- bles de sortie de fluide, on ne peut obtenir un écoulement continu et direct car le fluide s'écoulant par le dispositif est toujours dévié de chaque côté du dispositif par l'ouverture alternative des vannes. En conséquence, cela pose un problème parce que le fluide à la sortie du dispositif ne s'étend pas à la partie avant du dispositif de sortie de fluide. La présente invention est basée sur la reconnaissance de l'inconvénient du dispositif de sortie de fluide ci- dessus décrit. La présente invention a pour objet principal un procédé et un dispositif pour diriger un écoulement de fluide à travers une tuyère ou tubulure agissant sur le principe du dispositif fluide, pouvant émettre continuelle- ment un écoulement direct de sortie à l'orifice de sortie de la tuyère ou tubulure. Selon le premier aspect de l'invention, un procédé pour diriger un écoulement de fluide à travers une tuyère ou tubulure ayant une capacité d'écoulement directionnel réglable, avec des première et seconde vannes pour sélectivement amener des premier et second jets dans sa partie formant gorge, comprend les étapes de ouvrir l'une des première et seconde vannes pour dévier l'écoulement de fluide à travers la tuyère ou tubulure sur l'une des parois latérales d'un orifice de sortie de la tuyère; et ouvrir l'autre des première et seconde vannes pour diriger l'écoulement de fluide directement à travers la tuyère ou tubulure. Selon un second aspect de l'invention, un procédé pour diriger un écoulement de fluide à travers une tuyère ou tubulure ayant une capacité d'écoulement directionnel réglable et comportant des première et seconde vannes pour sélectivement amener des premier et second jets sur sa partie formant gorge, comprend, en séquence, les étapes de: ouvrir la première vanne pour dévier l'écoule- ment de fluide à travers la tuyère sur la première paroi latérale d'une sortie de la tuyère; ouvrir, après écoulement d'un premier temps spécifié, la seconde vanne pour diriger directement l'écoulement de fluide à travers la tuyère ou tubulure; fermer, après écoulement d'un second temps spécifié, la première vanne pour dévier l'écoulement de fluide à travers la tuyère sur la seconde paroi latérale de la sortie de la tuyère; ouvrir, après écoulement d'un troisième temps spécifié, la première vanne pour rediriger le fluide directement à travers la tuyère ou tubulure; et fermer, après écoulement d'un quatrième temps spécifié, la seconde vanne pour dévier l'écoulement de fluide à travers la tuyère vers la première paroi latérale de la sortie de la-uyère. Selon un troisième aspect de l'invention, un dispositif de sortie de fluide pour diriger un fluide comprend: une tuyère ou tubulure comprenant: un orifice d'entrée, un orifice de sortie; une partie formant gorge entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie; des première et seconde chambres de contrôle du fluide placées de chaque côté de la partie formant gorge; des premier et second passages de contrôle du fluide communiquant avec des chambres respectives de contrôle du fluide; des premier et second volets pour régler l'écoulement du fluide à travers les passages respectifs de contrôle du fluide; et des premier et second électro-aimants pour contrôlErle fonctionnement des volets respectifs, ainsi qu'un circuit de commande comprenant: des premier et second transistors pour actionner les électro-aimants respectifs; un générateur de signaux de commande pour appliquer des créneaux alternant dans le temps aux transistors respectifs; et des premier et second moyens retardateurs respectivement reliés aux premier et second transistors pour retarder respectivement leur temps de passage à l'ouverture. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de cellesci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - - la figure 1 montre un schéma de circuit du circuit de commande des électro-aimants selon la présente invention, avec une vue en coupe de la tuyère ou tubulure; la figure 2 est une vue avant de la tuyère selon la présente invention; - ls figures3A à 3H montrent la relation du mode opérationnel du circuit de commande et de la direction du fluide issu de la tubulure selon I'inventiohi, En se référant aux dessins, et plus particulièrement aux figures 1 et 2, la configuration de la tuyère ou tubulure selon l'invention est généralement illustréespar le repère 1. Cette tubulure comprend une fermeture formée de plaques de parois supérieure et inférieure 2c et 2d se faisant face, et de plaques de parois droite et gauche 2a et 2b se faisant également face. La fermeture définit un orifice d'entrée 7, un orifice de sortie 9, et une partie formant gorge 8 entre eux. L'orifice de sortie 9 s'élargissant à partir de la partie formant gorge 8 est défini par les plaques de parois supérieure et inférieure et chaque paroi latérale 3a et 3b. Ainsi, un passage comprenant l'orifice d'entrée 7, la partie formant gorge 8 4 2472774 et l'orifice de sortie 9est défini dans cette tubulure 1. De plus deux tubulures de contrôle 4a, 4b sont placées respectivement de chaque côté de la partie formant gorge 8. Chaque tubulure 4a, 4b communique respectivement avec une chambre de contrôle 15a, 15b et de plus avec un passage de contrôle de fluide 5a, 5b, lesquels passages communiquent avec l'orifice d'entrée 7 par leur extrémité respective en amont. Des vannes à commande électrique 10a à 13a et lOb à 13b sont respectivement disposées aux extrémités situées en amont des passages de fluide de contrôle. Chaque vanne à commande électrique 10a à 13a ou 10b à 13b comprend un volet 10a ou 10b disposé mobile à l'extrémité en amont du passage 5a ou 5b, et une plaque de fer formant armature 12a ou 12b xée au volet 10 a ou 10b, un ressort à lame 11la ou 11b qui force le volet 10a ou 10b vers une ouverture formée à l'extrémité du passage a ou 5b, et un électro-aimant 13a ou 13b disposé pour faire face à la plaque de fer formant armature 12a ou 12b, avec un espace prédéterminé entre eux. Ces vannes 10a à 13a, 10b à 13b sont commandées par des courants d'un circuit de commande qui sera décrit ci-après. De plus, l'orifice d'entrée 7 de la tuyère 1 est alimenté en un fluide sous pression provenant par exemple d'un système de conditionnement d'air. Ainsi, le fluide passant par la tubulure sort par l'orifice de sortie 9, et la direction de l'écoulement de sortie est contrôlée selon le fonctionnement des vannes à commande électrique 10a à 13a et 10b à 13b. Le fonctionnement de la tubulure sera expliqué ci- après. Quand l'électro-aimant 13a ou 13b est excité, comme l'électroaimant 13b de la figure 1, il attire la plaque en fer respective 12a ou 12b et le volet 10a ou 10b qui lui est fixé contre la force d'élasticité du ressort à lame 11a ou 11b. Ainsi, le volet 10a ou 10b se déplace vers une position éloignée de l'ouverture du passage 5a ou 5b. Par suite du mouvement du volet a ou 10b, le passage 5a ou 5b communique avec l'orifice d'entrée 7, et le fluide sous pression dans l'orifice 7 s'écoule dans la chambre de contrôle 15a ou 15b par le passage 5a ou 5b. Le fluide dans la chambre 15a ou 15b sort alors par la tubulure de contrôle 4a ou 4b vers la partie formant gorge 8 de la tubulure 1, car la pression dans la chambre de contrôle 15a ou 15b est élevée par le fluide s'écoulant par le passage de contrôle 5a ou 5b. Ainsi est produit le jet de contrôle de la tubulure 4a ou 4b. Par ailleurs, quand l'électro-aimant 13a ou 13b est désexcité, comme l'est l'électro-aimant 13a de la figure 1, la plaque en fer 12a ou 12b et le volet 10a ou b sont pressés sur l'ouverture du passage 5a ou 5b selon la force d'élasticité du ressort à lame lla ou 11b. En conséquence, le passage 5a ou 5b est isolé de l'orifice d'entrée 7. Ainsi, la pression dans la chambre de contrôle a ou 15b est maintenue à une valeur négative en comparaison avec la pression dans la partie formant gorge 8. Il est inutile de dire qu'il n'y a pasproductknde jet de contrôle à la tubulure 4a ou 4b dans ce caso Comme on l'aura facilement noté à la lecture de ce qui précède, quand l'élément 13b est seul excité comme cela est illustré sur la figure 1, il n'y a un jet de contrôle que de la tubulure 4b. Dans une telle condition de la tuyère ou tubulure, le fluide la traversant est dévié à la partie formant gorge 8, par le jet de contrôle de la tubulure 4b, vers la droite de la partie 8 o est placée la tubulure de contrôle 4a, du fait de la pression négative dans la chambre de contrôle 15a du côté de l'électro-aimant désexcité 13a. Quand le fluide dans la partie formant gorge 8 est dévié, l'écoulement est bloqué sur la paroi latérale 3a de l'orifice de sortie 9, puis sort par cet orifice 9 et est dirigé vers la droite de la tubulure 1. De même, si seul l'électro-aimant 13a est excité, le fluide passant par la tubulure est bloqué sur l paroi latérale 3b et est dirigé vers la gauche de la tubulure 1. Ainsi, l'écoulement dévié de sortie sort de la tubulure 1 par l'excitation de l'un des électro-aimants 13a ou 13b. Quand les deux électro-aimants 13a et 13b sont excités, le fluide dans les chambres 15a et 15b sort des tubulures4a et 4b d'une façon semblable à ce qui a été décrit ci-dessus. Dans ce cas, le fluide s'écoulant par la partie formant gorge 8 est appliqué avec des jets de contrôle des tubulures 4a et 4b de chaque côté de la partie formant gorge, et par conséquent il sort directement ou tout droit par l'orifice 9. En se référant à la figure 1, on expliquera la construction du circuit de commande 20. Ce circuit de commande 20 comprend: des amplificateurs opérationnels 21a à 21d; des transistors 22a et 22b; une résistance variable 26 reliée à une entrée de l'amplificateur opéra- tionnel 21c, des résistances 23a à 23k reliées aux amplifi- cateur*pérationnels 21a à 21d, aux transistors 22a et 22b et à la résistance variable 26; un condensateur 24a relié à l'amplificateur opérationnel 21a et des condensateurs 24b et 24c insérés entre la base et le collecteur des transistors respectifs 22b et 22a; un commutateur 27; et des bornes 25a et 25b pour une alimentation en courant afin de produire une tension positive et négative d'alimen- tation. Les amplificateurs opérationnels 21a à 21d forment un générateur d'impulsions en créneau, et les transistors 22a et 22b sont commandés selon les impulsions alternant dans le temps en créneau produites par ces amplificateurs. Les coefficients d'utilisation de chaque impulsion en créneau sont modifiés par l'ajustement de la résistance variable 26. On expliquera maintenant le fonctionnement de ce circuit de commande 20. Quanddu courant électrique estappliqué aux bornes 25a et 25b du circuit 20, l'amplMlcateur opérationnel 21a, avec l'amplificateur opérationnel 21b, produit une impulsion triangulaire à fréquence constante à sa borne de sortie. Cette impulsion triangulaire de l'amplificateur 21a est appliquée à l'entrée inverse P de l'amplificateur opérationnel 21c agissant comme comparateur, et elle est comparée à un niveau de tension de référence appliqué à son entrée directe. L'entrée directe de l'amplificateur opérationnel 21c est reliée à la jonction entre la résistance 23e et la résistance variable 26. La résistance 23e est reliée à la borne "+" 25a et la résistance variable 26 est reliée à la borne,-" 25b par unle résistance 23ho Par conséquent, la tension de référence est modifiée par la résistance variable 26 sur une gamme prédéterminée Quand le niveau de tension de limpulsion triangulaire dépasse le niveau de tension de référence, l'amplificateur opérationnel 21c produit un signal de sortie à un niveau haut, à sa borne de sortie Pl, Ainsiq un signal impulsionnel en créneau est produit par lVamplifi- cateur opérationnel 21c, et le facteur d9utilisation de cette impulsion en créneau est modifié par l9opération manuelle de la résistance variable 26o L'amplificateur opérationnel 21d est utilise pour inverser l'impulsion en créneau produite par llamplifica- teur opérationnel 21c, et par conséquent, sa borne dîentrée inverse est reliée à la borne de sortie Pl de l'ampliLcateur 21c. Ainsi, les impulsions en créneau alternant dans le temps sont produites par ces amplificateurs opérationnels 21a à 21d, et elles sont respectivement appliquées à la base des transistors 22a et 22b par des résistances respectives 23j et 23g pour contrôler ces transistors. Les électro-aimants 13a et 13b sont interposés entre la borne 25a et le collecteur des transistors respectifs 22a et 22bo Le courant d'attaque s'écoulant dans le collecteur du transistor 22a ou 22b est contrôlé selon le courant s'écoulant dans sa base. Ainsi, les courants d'attaque pour les électro-aimants respectifs 13a et 13b sont amorcés à chaque flanc menant ou front des impulsions en créneau. Dans la présente invention, l'impulsion en créneau à la base du transistor 22b le fait passer à la fermeture. Le transistor 22b étant ainsi conducteur, ses potentiels de base et de collecteur sont égaux. Par conséquent, le condensateur 24b se décharge pendant cette durée de l'impulsion en créneau oh le transistor 22b est conducteur. Pendant ce temps également, bien entendu l'électro-aimant 13b est excité. A la fin de l'impulsion en créneau, le transistor passe à l'ouverture, avec pour résultat une différence de potentiel entre sa base et son collecteur. Le condensateur 24b commence à se charger à ce flanc arrière de l'impulsion en créneau, maintenant ainsi le courant d'attaque de l'électro-aimant 13b pendant une durée spécifiée à la suite de ce flanc arrière de l'impul- sion en créneau, tandis que le condensateur 24b se charge. Ainsi, l'électro-aimant 13a ou 13b reçoit le courant d'attaque tandis que le condensateur respectif se charge et le volet 10a ou 10b est maintenu ouvert jusqu'à ce que la force d'élasticité qui lui est appliquée dépasse la force d'attraction de l'électro-aimant 13a ou 13b. Par le fonctionnement du circuit de commande 20, les électro-aimants 13a et 13b sont alternativement alimentés en courant d'attaque. De plus, et pendant la période ci-dessus décrite o chaque condensateur se charge, les deux électro-aimants 13a et 13b sont excités simultanément, et l'écoulement de la tubulure ou tuyère 1 est générale- ment tout droit. Par ailleurs, la direction de l'écoulement de fluide à la sortie de la tuyère 1 oscille automatiquement selon les impulsions en créneau. De plus, le commutateur 27 est incorporé dans le circuit de commande pour appliquer un courant continu dtattaque aux deux électroaimants 13a et 13b. En se référant aux figures 3A à 3H, on expliquera les divers modes de fonctionnement du dispositif de sortie de fluide selon la présente invention. Dans le cas de la présente invention, une direction variable d'écoulement de sortie est obtenue par la combinaison des fonctionne- ments des électro-aimants 13a et 13b. Les temps d'entraine- ment ou d'attaque de chaque électro-aimant 13a et 13b - sont déterminés par le fonctionnement manuel d'un bouton 28 relié à la résistance variable 26 et au commutateur 27. Quand le bouton 28 est placé à la position F comme on peut le voir sur la figure 3D, l'impulsion en créneau a une durée ou un facteur d'utilisation de 50%. En d'autres termes, la largeur d'impulsion est égale à l'intervalle. Dans cet état, quand l'électro-aimant 13b est excité et que l'électro- aimant 13a est désexcité, il sort de la tubulure, un écoulement 31 vers la droite. Après écoulement d'un certain temps déterminé par le circuit de commande 20, l'électro- aimant 13a est également excité par le transistor 22a, tandis que l'électro-aimant 13b reste excité pendant une période prédéterminée comme on l'a expliqué ci-dessus. Ainsi, l'écoulement de sortie est direct,comme cela est indiqué par le repère 33 sur la figure 3D pendant cette période. Quand l'électro-aimant 13b est désexcité, la direction de l'écoulement de sortie est alors déviée vers la gauche, comme cela est indiqué par le repère 32 sur la figure 3D. Quand l'électro-aimant 13b est subséquemment excité, la direction de l'écoulement de sortie est alors déviée vers la droite et tout droit, d'une façon semblable à ce que l'on a décrit ci-dessus. De cette façon, un écoulement oscillant sort de la tuyère 1 selon les impul- sions en créneau produites par le circuit de commande 20. En tournant le bouton 28 vers la droite, cela allonge la durée de l'écoulement 31 dévié vers la droite et cela raccourcitla durée de l'écoulement 32 dévié vers la gauche, tandis que la durée de l'écoulement direct 33 est maintenue constante parce qu'elle est déterminée par le temps de charge des condensateurs 24b et 24c. La relation entre la positionslu bouton 28 et la direction de l'écoulement de sortie est représentée sur la figure 3C. En tournant encore le bouton 28, l'écoulement 32 dévié vers la gauche s'arrête et la direction de l'écoule- ment est restreinte à la combinaison de l'écoulement 31 dévié vers la droite et de l'écoulement direct 33 comme cela est représenté sur la figure 3B, et en tournant encore le bouton 28, cela produit l'écoulement fixe vers la droite 31 que l'on peut voir sur la figure 3A. Par ailleurs,en tournant le bouton 28 vers la gauche, la durée de l'écoulement 32 dévié vers la gauche est allongée comme cela est représenté sur la figure 3F de la même façon qu'on l'a décrit ci-dessus, et en tournant 2472774 encore le bouton 28 vers la gauche, la direction de l'écoulement est restreinte à la combinaison de l'écoule- ment 32 vers la gauche et de l'écoulement droit 33, comme cela est représenté sur la figure 3G et en tournant encore le bouton 28, cela produit l'écoulement-fixe 32 vers la gauche que l'on peut voir sur la figure 3H. De plus,si un écoulement fixe et droit est nécessaire, le bouton 28 est placé au point C comme on peut le voir sur la figure 3E, qui ferme le commutateur 27,by"passant le circuit oscillant 20 et cela relie les deux électro-aimants directement aux bornes "+"1 et "1-t pour une condition de fonctionnement à l'état stable. On aura a noter à la lecture de ce qui précède que dans le dispositif de sortie de fluide selon l'invention, on peut obtenir, grâce au fonctionnement du circuit de commande 20, un écoulement direct et continu et divers modes de contrôle de la direction de l'écoulement de sortie de la tubulure 1. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles- ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour diriger un écoulement de fluide à travers une tuyère ayant une capacité d'écoulement directionnel réglable, du type comprenant des première et seconde vannes pour sélectivement amener des premieret second jets dans sa partie formant gorge, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de ouvrir l'une desdites première et seconde vannes (10a à 13a, 10b à 13b) pour dévier l'écoulement de fluide à travers ladite tuyère (1) sur l'une des parois latérales (Cae 3b) d'une sortie (9) de ladite tuyère - ouvrir l'autre desdites première et seconde vannes (10a à 13a, 10b à 13b) pour diriger l'écoulement de fluide directement à travers ladite tuyère (1)O 2. Procédé pour diriger un écoulement de fluide à travers une tuyère ayant une capacité d'écoulement directionnel réglable et comprenant des première et seconde vannes pour sélectivement amener des premier et second jets dans une partie formant gorge de ladite tuyère, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui suivent: ouvrir ladite première vanne (10a à 13a) pour dévier l'écoulement de fluide à travers ladite tuyère (1) sur la première (3b) paroi latérale d'une sortie (9) de ladite tuyère (1) après écoulement d'un premier temps spécifié, ouvrir ladite seconde vanne (10b à 13b) pour diriger l'écoulement du fluide directement à travers ladite tuyère; après écoulement d'un second temps spécifié, fermer ladite première vanne (10a à l3a) pour dévier l'écoulement de fluide à travers ladite tuyère sur la seconde paroi latérale (3a) de la sortie (9) de ladite tuyère (1); après écoulement d'un troisième temps spécifié, ouvrir ladite première vanne (1Oa à 13a) pour rediriger l'écoulement directement à travers ladite tuyère (1); et après écoulement d'un quatrième temps spécifié, fermer ladite seconde vanne (10b à 13b) pour dévier l'écoulement du fluide à travers ladite tuyère (1) vers la première paroi latérale (3b) de la sortie (9) de ladite tuyère (1). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les temps spécifiés précités sont choisis de façon que chacune des premièreet seconde vannes précitées reste ouverte pendant un temps spécifié après que l'autre s'est ouverte, ainsi lesdites vannes sont ouvertes pendant ledit temps spécifié. 4. Dispositif de sortie de fluide pour diriger un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: une tuyère (1) ayant les parties qui suivent: un orifice d'entrée (7); un orifice de sortie (9); une partie formant gorge (8) entre ledit orifice d'entrée (7) et l'orifice de sortie (9); des première et seconde chambres de contrôle de fluide (15a, 15b) placées de chaque côté de ladite gorge (8); des premier et second passages de fluide de contrôle (5a, 5b) communiquant avec lesdites chambres respectives (15a, 15b); des premier et second volets (10a, 0lob) pour régler l'écoulement du fluide à travers lesdits passages respectifs (5a, 5b); et des premier et second électro-aimants (13a, 13b) pour contrôler le fonctionnement desdits volets respectifs (10a, 0lob), et un circuit de commande (20) comprenant: des premier et second transistors (22a, 22b) pour actionner lesdits électro-aimants respectifs (13a, 13b); un générateur de signaux de commande (21a à 21d) pour appliquer des créneaux alternant dans le temps auxdits transistors respectifs (22a, 22b); et des premier et second moyens retardateurs (24c, 24b) respectivement reliés auxdits premier et second transistors (22a, 22b) pour retarder leur temps respectifde passage à l'ouverture. , Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les coefficients d'utilisation des créneaux alternant dans le temps précitéssont variables. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen retardateur précité comprend des premier et second condensateurs (24c, 24b) respectivement reliés entre la base et le collecteur des premier et second transistors (22a, 22b) précités. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un commutateur (27) incorporé dans le circuit de commande (20) précité pour appliquer des courants aux premier et second électro-aimants (13a, 13b) précités.