Brevet FR2537460A1 — publié le 19840615

i L'invention concerne un procédé pour la compensation de ba- lourds lors de la mise en marche d'appareils centrifuges et de leur accélération jusqu'à une vitesse de régime déterminée, le balourd étant mesuré pendant la période d'accélération et la variation dans le temps de la vitesse de rotation étant commandée de telle manière qu'ui balourd maximal admissible prédéterminé -ne soit pas dépassé. lors de la m ise en marche et de l'accélération d'appareils centrifugesy tels que centrifugeuses ou machines à laver, il se produit fréquemment des balourds qui créent dans l'appareils et en particulier dans ses paliers, des efforts inadmissibles Cela se :anifeste de manière particulièrement accentuée dans le cas d'appa- reils centrifuges à axe de rotation horizontal, par exemple dans le cas de machines à laver/essorer à chargement continu Dans de tels appareils, lors du démarrage, le produit, c'est-à-dire le linge à laver, est tout d'abord entraîné et soulevé par le tambour centri- fuge en rotation, puis il se détache de la paroi de ce tambour avant d'avoir atteint le point culminant et il tombe en une trajec- toire libre dans la partie inférieure du tambour centrifuge Lors- que la vitesse de rotation a augmenté au point que l'accélération centrifuge dépasse l'accélération de la pesanteur, la trajectoire libre disparaît et le linge à laver s'applique en un anneau sur la surface interne du tambour Selon la répartition du produit, c'est- à-dire du linge à laver, il se produit à ce moment un certain ba- lourd qui ne peut pas être évité, même si le produit a été chargé soigneusement dans l'appareil centrifuge Il est donc nécessaire dans la pratique de limiter à une mesure admissible le balourd qui se produit, lorsque l'appareil centrifuge tourne a la vitesse de rotation définitive. Pour cette raison, d'après les brevets allemands N 2 29 15 815 et 50 39 315, la vitesse de rotation, lors de l'opération de cen- trifugation, n'est augmentée que jusqu'à ce que le balourd maximal admissible soit atteint Il an résulte que la capacité d'essorage de ces machines est limités Par ailleurs, on cornnalt déjà, par exemple d'après les brevets allemands n 22 04 325 et 29 39 340, le procédé consistant, dans des dispositifs d'essorage centrifuge du linge, à mesurer les balourds qui se produisesnt et à arrêter et mettre hors circuit le dispositif lorsque le balourd dépasse, à la mise en marche, une valeur maximale admissible déterminée, puis à procéder à un nouvel essai de mise en marche jusqu'à ce que soit atteinte, lors d'un essai, la vitesse de régime prévue sans que le balourd maximal admissible soit dépassé 1 Iis un tel procédé prend du temps, il dépense de l'énergie et il n'est guère rationnel. Dans le brevet allemand anterieur mais non prepublié n 31 41 9 O Tr. il a déê a été proposé de maintenir simplement constante la vitesse de rotation pendant une période déterminée, au lieu de mettre hors circuit le dispositif centrifuge lorsqu'une certaine limite de balourd est atteinteo Dans ce cas, on met à profit le fait que le produit, et notamment le linge à laver, se met lentement à s'écouler et se répartit uniformément sur toute l'étendue de la paroi interne du tambour A l'expiration de cette période de maintien le produit s'est repartis dans la plupart des cas, de façon assez uiforme pour que le processus d'accélération puisse 8 tre repris sans aucun danger Ce n'est que quand il a été constaté par la mesure du balourd, que le balourd n'a pas diminue de façon appréciable, que le dispositif centrifuge doit être arr 8 téo Certes, on peut parvenir de la sorte à une certaine amélioration, mais l'économie de temps et d'énergie n'est pas encore optimale. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients évoqués des procédés antérieurement connus et, plus précisément, de fournir, pour la compensation de balourds lors de la mise en marche de dispo- sitifs centrifuges, un procédé par lequel la durée de mise enmarche jusqu'à la vitesse de régime et la consommation d'énergie pour cette mise en marche soient réduites, mais par lequel le dépassement d'un balourd maximal admissible prédéterminé, lors de la mise en marche jusqu'à la vitesse de régime, soit néanmoins évité de manière stre et fiable Un tel procédé doit convenir en particulier pour des dispositifs centrifuges à axe de rotation horizontal, notamment des machines à laver/essorer. Le procédé suivant l'invention est caractérisé par le fait que la commande de la-variation de la vitesse de rotation dans le temps est effectuée en fonction de la variation du balourd mesuré dans le temps ou de son rapprochement d'une valeur préalablement fixée. Du fait que c'est une variation du balourd dans le temps qui sert de critère de commande, et non une valeur absolue de ce balourd, la durée de mise en marche jusqu'au plein régime est raccourcie, sans que le balourd maximal admissible soit dépassé et on parvient, lors de l'opération de centrifugation, à un esso- rage plus rapide, consommant moins d'énergie et plus efficace. Dans un exemple de réalisation approprié, la commande de la vitesse de rotation peut s'effectuer de la manière suivante: lorsqu'une valeur seuil supérieure du balourd est atteinte, la vitesse de rotation est tout d'abord maintenue au moins approxima- tivement constante et une nouvelle élévation de la vitesse de rotation est effectuée à la suite du délai après lequel le balourd mesuré a diminué dans une mesure prédéterminée, c'est-à- dire qu'il a dépassé vers le bas une autre valeur seuil inférieure. Le cycle du maintien et de la nouvelle élévation de la vitesse de rotation peut être répété plusieurs fois dans ces conditions. Dans un autre exemple de réalisation avantageux, la différence entre le balourd mesuré et une autre valeur de balourd est mesurée et la rapidité de variation de la vitesse de rotation est réglée en fonction de cette valeur de différence Par exemple, l'écart entre le balourd mesuré et une valeur fixe, par exemple le balourd maximal admissible, est déterminé et la variation de la vitesse de rotation dans le temps, c'est-à-dire la rapidité de la mise au régime, est choisie d'autant plus petite que le balourd mesuré est plus voisin du balourd maximai admissible, Ou bien le balourdmesuré peut àtre oom:aré avec La mesure cie balourd immrnédiatement précé- dente et la vitesse d'accroissement du balourd peu- être ainsi pterminée la variativon de la vitesse de rotation dans Le temps est alors réglée de telle manière aque cette variation soit d'au- tant plus petite, c'est-à-dire que la mise au régime s'effectue d'autant plus lentement, que la variation du balourd dans le temps est plus grande, c'est-à-dire que le balourd augmente plus rapide- ment par unité de temps Dans ces conditions, la relation à la variation de la vitesse de rotation et à la variation du balourd peut 9 tre choisie de manière à rendre possible sans temps perdus un processus de mise au régime continu et optimal en ce qui concer- ne le temps et l'énergie nécessaires. L'invention est ci-après expliquée à l'aide des graphiques ci-joints qui représentent la variation dans le temps de la vitesse de rotation et du balourd dans différents exemples du procédé sui- vant l'invention. La fig O 1 est la représentation graphique relative à un procédé avec processus interrompu de mise au régimeo La fig 2 est la représentation graphique relative à un procédé avec processus continu de mise au régimeo La fig 3 est la représentation graphique relative à un procédé continu de mise au régime avec réglage différentiel. Dans les diagrammes reproduits sur les figures, il a été reoré- senté, par rapport au temps t, la variation de la vitesse de rota- tion N du tambour d'un dispositif centrifuge, ainsi que la variation dans le temps du balourd U qui se produit au niveau du tambour lors de la mise au régime Par balourd, on peut entendre ici le déplace- ment du centre de gravité géométrique dans le tambour ou le produit de ce déplacement par la masse en rotation, ou encore la force oscillatoire qui se produit lors de la rotation en conséquence du déplacement du centre de gravité Celle-ci peut être mesurée, par exemple avec un détecteur de force au niveau des paliers du dispo- sitif centrifuge, le signal alternatif caractérisant le balourd et, en cas d'axe horizontal du tambour, le signal continu caractérisant la masse, c'est-à-dire l'humidité résiduelle du linge Lorsqu'il s'agit de dispositifs centrifuges lourds et de grande taille, on utilise opportunément un système de montage hydrostatique à pistons de support mobiles et à caractéristique dynamique, tel que décrit par exemple dans le brevet des Btats-Unis N 2 4 113 325 Dans ce cas, la force de balourd peut âtre déterminée directement par une mesure de la déviation des pistons de support Il peut être également opportun de combiner le balourd mesuré avec la vitesse de rotation également mesurée, au moyen d'un circuit approprié ou avec un microprocesseur, de le réduire au balourd théorique auquel on peut s'at 1 tendre en service à la vitesse de régime prévue et d'utiliser le balourd extrapolé comme grandeur de réglage. La fig 1 représente un procédé de mise au régime pour un dispositif centrifuge, en particulier une machine à laver/essorer à axe horizontal, procédé d'après lequel la vitesse de rotation n augmente tout d'abord de façon continue A un instant t 0, il est atteint une vitesse de rotation no et une accélération centrifuge pour lesquelles le produit, c'est-à- dire le linge qui se trouve dans le tambour d'essorage, est appliqué sur la paroi interne du tambour A ce momew', le dispositif de réglage est mis en marche. Le balûurd mesuré U ou la grandeur de réglage qui en est dérivée se situe tout d'abord, dans l'exemple représenté, au-dessous d'une valeur seuil supérieure U 1 et il augmente tandis que la vitesse de rotation N s'élève, jusqu'à ce qu'il atteigne la valeur seuil supé- rieure U 1 à lé instant t 1 et à la vitesse de rotation nie A ce moment, la variation de la vitesse de rotation N est ramenée au moins approximativement à 0, c'est-à-dire que la vitesse de rota Uion est tout d'abord maintenue au moins approximativement constante à la valeur N 1 Une certaine régression de la vitesse de rotation ou une légère augmentation peut être tolérée à ce momaent Au cas o le balourd mesuré dépasse déjà la valeur seuil U supérieure à l'instant t 0, c'est-à-dire au début du processus de réglage, la vitesse de rotation est maintenue constante dès cet instant Pen- dant cette phase, dans laquelle la vitesse de rotation reste plus ou moins inchangée, la répartition du produit dans le tambour d'essorage s'équilibre en partie par des processus d'écoulement et par l'essorage du produit centrifuge qui se poursuit, et le balourd diminue A un instant t 2, le balourd a diminué dans une mesure déterminée (U 1 U 2), c'est-àdire qu'il est revenu à une valeur seuil inférieure U 2 et, à cet instant, la variation de la vitesse de rotation nest réglée de nouveau à une valeur positive, c'est- à-dire que le processus de mise au régime reprend avec une vitesse de rotation croissante Au cas o, pendant cette deuxième phase de mise au régime, la valeur seuil supérieure U est atteinte de nouvreau, par exemple à un instant t 3 et à une vitesse de rotation N 2, le cycle se répète, c'est-à-dire que la vitesse de rotation est de nouveau maintenue constante jusqu'à ce que le balourd soit tombé à la valeur seuil inférieure U 22 par exemple à l'instant t 4, apres quoi le processus de mise au régime est poursuivi jusqu'à la vitesse de rotation de régime nmo Dans ces conditions, il peut être judicieux de limiter le nombre des cycles et d'interrompre le processus de mise au régime 2 c'est- à-dire de ramener à zéro la vitesse de rotation, lorsqu'après un nombre déterminé de cycles, la valeur seuil supérieure est toujours dépassée, c'est-à-dire - qu'il ne s'est pas produit de compensation du balourd. Au lieu de cela, la vitesse de rotation atteinte peut être également maintenue constante lorsqu'elle a déjà atteint une valeur à laquelle on peut s'attendre à un effet d'essorage suffisanto Il peut Atre également opportun d'interrompre le processus de mise au régime et de ramener la vitesse de rotation à zéro lors- qu à la suite d'un dépassement de la limite supérieure de balourd et du maintien résultant de la vitesse de rotation à une valeur constante, le balourd ne diminue pas ou ne diminue que dans une mesure insuffisante L'essorage à la vitesse de rotation maximale nm est poursuivi jusqu'à ce que l'humidité résiduelle, indiquée par le signal continu du détecteur de balourd, est tombée à une valeur prédéterminee. Dans le cas du diagramme tracé sur la fig 2, le dispositif de réglage automatique est conçu et dimensionné de telle manière qu'à l'instant t et à la vitesse de rotation no, auxquels débute le processus de rglage automatique l'cart U entre le balourd le processus de réglage automatique, l'écart u entre le balourd -esure UO et une valeur maximale admissible Um soit établi Cet écart AU, est utilisé comme grandeur de réglage et la rapidité d'élévation de la vitesse de rotation n, exprimée pal l'angle de montée e OP est réglée à une valeur correspondante Le processus de réglage se déroule de façon continue, c'est-à-dire que par la suite, la rapidité d'élévation de la vitesse de rotation, c'est- à-dire l'angle de montée ce, est réglée, en fonction de la diffé-' rence SU entre le balourd mesuré et 'la valeur maximale UM, de telle manière que la vitesse de rotation N augmente d'autant plus lentement que le balourd U se rapproche davantage de la valeur Um. On remarquera que la valeur de compensation du balourd Um peut être choisie en fonction du temps ou bien en fonction de la vitesse de rotation Le calcul peut être effectué au moyen de circuits élec- triques connus ou avec un microprocesseur Par le rajustage conti- nu décrit de la vitesse de rotation N en fonction de la valeur instantanée de balourd 9 on peut parvenir à une durée de démarragetm oui est raccourci de façon optimale jusqu'à la vitesse de rotation de régime npm un dépassement du balourd maximal admissible Um pou- vant être évité en toute sécurité. La fig 3 est la représentation graphique d'un autre procédé continu de mise au régime, d'après lequel, après que la vitesse de rotation n O a été atteinte à l'instant t O, le balourd mesuré-U O est comparé avec une valeur de balourd immédiatement voisine dans le temps et la vitesse d'augmentation du balourd, exprimée par l'angle O 'O est utilisée comme grandeur de réglage La rapidité d'élvation de la vitesse de rotation n, exprimée par l'angle o Os est ajustée conformément à cette valeur Le processus de réglage automatique se déroule là encore de façon continue, un angle de montée C de la vitesse de rotation étant réglé pour chaque angle de montée du balourd, de telle manière que l'élévation de la vitesse de rotation soit ralentie tant que le balourd manifeste encore une augmentation appréciable Là encore, dans les limites de la période la plus courte, on peut parvenir de manière extrêmement rationnelle à la vitesse de rotation de régime nm sans que le balourd maximal admissible Um soit dépasséS 253740 O Il convient de faire remarquer que l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et Que des variantes, à la portée des connaissances du spécialiste, sont possibles sans que l'on s'éloigne pour autant de l'idée de l'invention Ce qui est essen- tiel à cet égard, c'est que la mise au régime de la vitesse de rotation n'est pas seulement interrompue à une limite de balourd déterminée ou que la vitesse de rotation n'est pas seulement main- tenue constante pendant une période fixe prédéterminée, mais que la durée de maintien à une vitesse de rotation constante reste variable et est réglée avec un minimum de retard de temps en fonc- tion de la variation du balourd A cet égard, il est possible de déterminer le temps dans lequel le balourd varie dans une mesure déterminée ou il est possible de raccourcir considérablement les intervalles de temips entre les instants de mesure, de manière à mesurer la vitesse de variation du balourd, ce qui équivaut prati- quement à un réglage différentiel En comparaison avec les procédés antérieurs, faisant intervenir une seule valeur seuil pour le balourd ou des durées de maintien-fixes, on obtient ainsi une durée de mise au régime de brièveté optimale, le balourd admissible restant, en toute sécurité, au-dessous du seuil admissible. Le procédé de l'invention est particulièrement avantageux lorsqu'il est appliqué à des dispositifs centrifuges qui tournent autour d'un axe horizontal, notamment à des machines à laver/esso- rer de grandes dimensions, c'est-à-dire d'un diamètre de l'ordre du mètre, avec lesquelles il peut se produire des forces de balourd intenses que l'on ne peut pas éviter, même par un chargement parti- culier de la machine, et auxquelles on ne peut faire face que par un procédé approprié de mise au régime. Ra V:ENICA Tl IONS 1 Procédé pour la compensation de balourds lors de la mise au régime de dispositifs centrifuges à une vitesse de rotation déter- minée, le balourd étant mesuré pendant la mise ali régime et la variation dans le temps de la vitesse de rotation étant commandée de telle manière qu'un balourd maximal admissible prédéterminé ne soit pas dépassée caractérisé en ce que la commande de la variation de la vitesse de rotation dans le temps est effectuée en fonction de la variation du balourd mesuré dans le temps ou de son rappro- chement d'une valeur préalablement fixée. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la mise au régimea la variation dans le temps de la vitesse de rotation est ramenée à une valeur qui est au moins approximative- ment égale à zéro lorsque le balourd mesuré dépasse une valeur seuil supérieure pour la vitesse de rotation considérée, et en ce qu'ensuite, la variation de la vitesse de rotation est reprise avec une valeur positive à la sauite du délai après lequel le ba- lourd mesuré a diminué dans une mesure prédéterminée, Es Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le processus de la variation dans le temps de la vitesse de rotation est répété au moins une fois dans le cas o après la variation de la vitesse de rotation avec une valeur positive, le balourd mesuré dépasse de nouveau la valeur seuil supérieure. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le processus de mise au régime est interrompu et la vitesse de rota- tion est ramenée à zéro dans le cas o, après un nombre prédéter- miné de cycles de mise au régimes, le balourd mesuré dépasse de nouveau la valeur seuil supérieure. S Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le processus de mise au régirne est interrom- pu et la vitesse de rotation est ramenée à zéro dans le cas o, dans les limites d'une période de temps prédéterminée après un dépassement d'une valeur seuil supérieure, le balourd mesuré ne passe pas au-dessous d'une autre valeur seuil. 6 Procédé selon la revendication le caractérisé en ce que la différence entre le balourd mesuré et une valeur de balourd pré- déterminée est établie, et la vitesse de variation dans le temps de la vitesse de rotation est réglée de telle manière que la varia- tion dans le temps soit d'autant plus petite que la différence entre le balourd mesuré et le balourd prédéterminé est petite. 7 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur du balourd mesuré est comparée avec la valeur du balourd à un instant immédiatement précédent, c'est-à-dire que la vitessa de variation dans le temps du balourd est mesurée, et la variation dans le temps de la vitesse de rotation est réglée, en fonction de la vitesse de variation dans le temps du balourd, de telle manière que la vitesse de variation de la vitesse de rotation soit d autant plus petite que la vitesse de variation du balourd est plus élevée. 8 Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la vitesse de rotation est accrue de manière continue, indépeh- damment du balourd, jusqu'à une valeur de vitesse de rotation pré- déterminée, mais en ce qu'à partir du dépassement de cette vitesse de rotation prédéterminée et jusqu'à la vitesse de rotation de régime définitive, la variation de la vitesse de rotation est réglée d'après le balourd mesuré O 9 â Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on mesure, en tant que balourd, la déviation du tambour centrifuge qui se produit à la rotation du dispositif centrifuge. _ Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce qu'on mesure, en tant que balourd, la force qui se manifeste au niveau d'au moins un palier du dispositif centrifu- ge à la rotation de ce dispositif. 1 i Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on mesure, en tant que balourd, la déviation du piston de support d'un système de montage réalisé sous forme de système de montage hydrostatique à pistons de support. 12 Application du procéd 6 selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 11 pour la compensation de balourds lors de la mise au régime d'un dispositif centrifuge qui tourne autour d'un axe de rotation horizontal. la Application selon la revendication 12 à une machine à laver/essorer.