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" Rhéostat automatique de démarrage pour moteurs électriques ."
La présente invention consiste en un rhéostat de démarrage pour moteurs électriques, essentiellement carac- térisé en ce que les électrodes sont fixes, tandis que c'est le liquide, sous l'effet de la rotation du moteur électrique lui -même à mettre en'marche, qui se déplace automatiquement pour venir baigner de plus en plus lesdites électrodes fi- xes, afin d'en diminuer la résistance et finalement provo-
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quer leur court-circuitae
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Elle consiste également en un mode de réalisation d'un semblable rhéostat de démarrage dans lequel le déplace- ment du liquide à l'intérieur de la cuve contenant les élec- trodes est provoqué au moyen d'une pompe de type quelconque, commandée par le moteur électrique à mettre en marche,
cette cuve munie à sa partie supérieure d'une canalisation de re- tour du liquide, étant fermée par une xxxxxx membrane sou- ple susceptible, en se soulevant, de provoquer, par.l'entre- mise d'organes appropriés, le court-circuitage des électro- des reliées elles-mêmes aux bagues du moteur .
L'invention vise également certaines autres dispositions particulièrement intéressantes et qui notamment sont les suivantes : une soupape de retenue destinée à freiner le liquide au moment du remplissage et à faciliter au contrai- re la vidange un dispositif de réglage de la montée du liqui- de ; la forme des électrodes ; leur dispositif de court-circuitage ; celui de retour du liquide à la cuve inférieure.
L'invention concerne également certaines va- riantes de réalisation suivant lesquelles :
1 pour éviter les évaporations du liquide, principalement lorsque le rhéostat est chaud, et pour per- mettre des rentrées d'air, lorsque la dépression devient trop forte ou inversement, l'orifice de remplissage de la cuve est muni d'une soupape hydraulique ;
2& pour maintenir rigoureusement constant le niveau du liquide dans la cuve, il est prévu un dispositif de remplissage constitué d'un réservoir supplémentaire
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disposé à la partie supérieure de l'appareil et mis en com- munication avec un tube plongeant dans le rhéostat jusqu'au niveau inférieur du liquide ,par l'intermédiaire d'une sou- pape à ressort commandée par le bochon de remplissage du ne réservoir supplémentaire, de façon à ce qu'ellesoit ouver- te que lorsque ce bouchon est complètement vissé
3 pour permettre la suppression du presse-é- toupe placé à la sortie de la cuve sur l'arbre de la turbine élévatrice, ce point de sortie de l'arbre est reporté au- dessus du niveau supérieur du liquide,
soit au moyen d'un renvoi par poulie et courroie ou engrenages, soit en dispo- sant la turbine dans un plan horizontal, de façon à ce que son arbre soit vertical ;
4 pour servir de première résistance de démar- rage au cas où le niveau du liquide serait insuffisant et pour échauffer rapidement ce liquide, de façon à lui donner le plus rapidement possible sa température et sa résistivité normales de fonctionnement, les extrémités inférieures des électrodes sont réunies entre elles par un fil (Sa toute au- tre résistance électrique plongeant dans le liquide .
L'invention pourra de toute façon être bien comprise 'à l'aide de la description complèmentaire qui suit et du dessin schématique ci-annexé, lesquels description et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indica- ti.on .
Fig. I en est une coupe en élévation suivant 1-1 des figures 2 et 3 Fige 2 est une seconde coupe en élévation dé- calée de 90 par rapport à la précédente et faite suivant 2-2 des figures I et 3 .
Fig. 3 est une coupe en plan des bornes avec leur plaque de court-circuitage faite suivant 3-3 des fi- gures I et 2 .
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Pige 4 est une coupe en élévation d'une variante de réalisation suivant 4-4 de la figure 5;
Fig. 5 est une autre coupe de la même variante de réalisation suivant 5-5 de la figure 6 ;
Fig. 6 en est une vue par dessus, couvercle en- levé ; Pige 7 montre en élévation en coupe longitudina- le, le systéme de soupape hydraulique et de remplissage au- tomatique ;
Fig. 8 représente un dispositif permettant de supprimer le press-étoupe de'l'arbre de la turbine ;
Fig. 9' représente les électrodes réunies entre elles à leur extrémité inférieure par des résistances élec- triques ;
Fig. 10 montre la commande de cette turbine par un moteur auxiliaire .
Selon l'invention, l'appareil se compose d'une cuve I à plusieurs compartiments dans laquelle est versée par les bouchons 2. et 3 jusqu'à un niveau déterminé, une certaine quantité de liquide conducteur, tel que par exemple : uneso- lution de cristaux de carbonate de soude, ou encore des sels de cuisine dissous dans de l'eau .
Trois plaques métalliques 4, 5,6, isolées élec- triquement les unes des autres sont fixées d'une façon rigi- de dans le compartiment supérieur 7 de la cuve I, dont elles sont également isolées .
A la base de cette cuve, et sur un coté se trou- ve un'rotor à palettes centrifuges planes 8, enfermé dans un carter 9 . Ce rotor est calé sur un arbre 10 et peut rece- voir un mouvement de rotation à 1!aide d'une poulie II.
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Un presse-étoupe 12 assure l'étanchéité au pas- sage de l'arbre .
Ces trois plaques fixes 4 5, 6, portent des bornes 13, qui permettent de les relier aux bagues du moteur démarrer .
Du coté opposé, ces trois mêmes plaques sont reliées en 14 à trois autres bornes 15, 16, 17 placées dans le couvercle 18 dela cuve et isolées électriquement par rap- port à lui .
Ces trois dernières bornes portent en dessous de ce couvercle des bossages 19, 20 et 21, tandis que à l'intersection des lignes joignant leur centre, une plaque de métal 22 repose sur une membrane souple et isolante 23 cons- tituant une cloison étanche entre le compartiment 7 et celui 24 limité par le couvercle 18 .
Cette plaque de métal est maintenue appliquée contra cette membrane souple par l'intermédiaire d'un petit ressort 25 .
Immédiatement en dessous de cette membrane fle- xible 23 se/prouve, sur le côté gauche de la .figure 2 un ca- nal 26 qui fait communiquer le compartiment supérieur 7 avec un réservoir inférieur 27 muni d'un bouchon de vidange 28.
Le fonctionnement d'un tel dispositi est le suivant :
Supposons qu'il s'agisse de démarrer un moteur électrique quelconque .
Pour cela, le rhéostat précité est placé à cô- té du moteur électrique, et l'arbre de ce moteur comporte une petite ppulie qui est mise en liaison par une petite courroie avec la poulie II du rhéostat de démarrage précité.
Les bornes des balais du moteur sont connectées avec les bornes IS du rhéostat de démarrée précité .
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Une certaine quantité de liquide est versée par les bouchons 2 xx ou 3 jusqu'à ce que les extrémités dus élec- trodes 4, 5, 6, soient partiellement plongées dans ce liquide (position représentée sur le dessin ).
Si maintenant, on ferme le circuit sur le moteur à mettre en route, celui-ci commence à tourner lentement par suite de la grande résistance offerte par les électrodes 4,5, 6 qui ne plongent que très peu dans la solution .
En tournant, il entraîne ainsi la poulie II et le rotor 8 par l'intermédiaire de l'arbre 10 .
Le liquide contenu dans le réservoir 27 se trou- ve alors aspiré par la force centrifuge développée dans le ro- tor, sous l'influence de sa rotation et le niveau du liquide baisse dans le compartiment 27, tandis qu'il monte au contrai- re dans lecompartiment 7, immergeant ainsi de plus en plus les électrodes résistantes .
Sous l'influence de cette montée du liquide, la résistance diminue et le moteur accélère sa vitesse jusqu'à ce que le liquide arrivant à sa partie supérieure, le réservoir 27 se trouve presque complètement vidé, tandis qu'au contraire, le compartiment 7 est presque complètement plein .
A ce moment, la résistance des électrodes de- vient extrêmement faible, tant parce qu'elles sont presque complètement immergées, que parce qu'elles sont prévues se rapprochant les unes des autres pour diminuer leur/sistance électrique interne lors de leur plongée .
L'appareil continuant à tourner le liquide tend à continuer à monter, mais à ce moment, il rencontre la membrane souple 23 qui s'oppose à son passage .
Le liquide commence par conséquent à s'écouler parle canal 26
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Toutefois, ce canal suffisant pour satisfaire à l'échappement de l'air, ne permet pas le débit du liquide, refoulé par la pompe 8, de sorte que la pression du liquide monte et la membrane souple se soulève jusqu'à, ce que la ron- delle 22 vienne en contact avec les plots supérieurs 19,20, 21 qui court-circuitent alors le circuit de mise en marche du moteur .
A ce moment, la circulation du liquide xx con- tinue à s'effectuer, une partie s'échappe par le canal 26, tandis qu'une autre partie est arrêtée dans la pompe elle-mê- me du fait de la résistance ainsi rencontrée o
Les choses restent ainsi en état tant que le moteur est régulièrement alimenté
Si l'on suppose maintenant une rupture de cou- rant accidentelle ou provoquée par l'ouverture d'un interrup- teur ou d'un contacteur électrique par exemple, le moteur s'arrête et au fur et à mesure ralentit de vitesse ainsi que le rotor 8 .
La, force centrifuge donnée par cette sorte de pompe devenant insuffisante, le liquide contenu dans le réser- voir supérieur 7 commence à revenir en arrière par les ouies 29 de cette pompe .
Sous l'influence du ressort supérieur 25 le court-circuit est immédiatement coupé, puis le liquide des- cendant dans le réservoir 7, la résistance augmente jusqu'au moment où le niveau inférieur est à nouveau rétabli(position représentée sur le dessin ).
A ce moment, tout est prêt pour une nouvelle mise en route
Dans une variante de réalisation représentée dans les figures 4 à 6 la cuve se compose de deux éléments
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superposées 21 et 42, réunis entre eux à mi-hauteur' . La turbine 8 est placée dans une sorte de goulotte de section trapézoïdele que porte l'élément inférieur 41 . Cette cuve porte également des pattes de fixation 43.
Le carter de la turbine possède des ouies dont les dimensions sont très largement calculées .
La coquille b du côté gauche de la turbine 8 comporte une vis de réglage c qui tient le jeu latéral de cette turbine, tandis que la coquille du côté droit d fait corps avec la plaque de fermeture e, qui ferme l'orifice prévu dans la cuve pour l'introduction de cette turbine .
Cette même pièce comporte en outre le petit preesse étoupe f nécessaire pour empêcher les pertes de liqui- de .
L'air des palettes a de cette turbine est en outre placé dans la partie médiane des cuves, de façon à ali- menter régulièrement la cuve supérieure.
L'appareil comporte une soupape de retenue, dont le but est d'empêcher une montée trop rapide du li- quide .. Elle se compose dtùne pièce xxxxxxxxxx maintenue appliquée contre le fond de la cuve, par l'intermédiaire d'un joint épais en caoutchouc Cette pièce porte toute une série de lumièrs rectangulaires k qui peuvent être bou- chées par une plaque de caoutchouc h .
Une butée en tôle perforée i est placée en des- sous pour empêcher que le caoutchouc h ne se déforme .Cette butée tient en outre ce caoutchouc en place .
Le fonctionnement de cette soupape de retenue est le suivant :
Dès que la turbine 8 se met en route, lere- foulement de l'eau ferme la soupape de caoutchouc h et ob- ture les lumières k de la soupape de retenue j, empêchant absolument l'eau de pàsser par cet endroit .
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Si au contraire, la turbine s'arrête et si l'on suppose le niveau d'eau complètement remonté dans la par- tie supérieure, la pression de l'eau fait ouvrir cette sou- pape de retenue, et l'eau s'écoule rapidement dans le ré- servoir inférieur, par les très larges orifices prévus à cet effet .
Un dispositif de réglage de la montée du liqui- de a été prévu sur cet appareil .
Il se compose simplement d'un orifice 1 percé dans la paroi qui communique avec la turbine d'élévation Cet orifice se trouve bouché par un bouchon m que l'on peut visser plus ou moins, pour obturer plus ou moins ledit ori- fice 1 .
Un deuxième bouchon n est prévr pour empêcher toutes pertes de liquides en temps normal
Ce dispositif de réglage peut, en outre, être commandé directement de l'extérieur en remplaçant le se- cond bouchon n par une tige avec presse-étoupe, non repré sentés sur le dessin
Suivant, par conséquent que le rhéostat doit être réglé une fois pour toutes, ou suivant les besoins, l'une ou l'autre de ces dispositions peut être adoptée
L'orifice de remplissage prévu (fig.4) sur le côté gauche de la cuve, est pourvu d'une grille o pour éviter toutes introductions de matières étrangères qui pourraient gêner le fonctionnement de l'ensemble .
Le bouchon n forme en même temps indicateur de niveau de liquide .Il porte , cet effet, une tige verti- cale sur laquelle on peut poinçonner les niveaux minima et maxima Pour être facilement mesurable, ce bouchon se ferme à baïonnette, de sorte que pour mesurer le niveau du
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liquide, il suffit de poser le bôuchon en place, et de le re- lever sans qu'un vissage quelconque en modifie e niveau .
Les électrodes 4, 5, 6, ont une forme en coupe, triangulaire à la base, puis rectangulaire à leur partie su- périeure,et, vues de xxx face, trapézoïdale à leur base et rectangulaire à la partie supérieure .
La combinaison de ces formes a l'avantage de don- ner les résultats suivants :
1 Grande résistance électrique lorsque les élec- trodes sont très peu plongées, du fait de la faible surface immergée et de leur écartement respectif assez grand .
2 Très faible résistance électrique lorsqu'elles sont complètement immergées immédiatement avant court-circuit, du fait de leur très grande surface de contact et dé leur très faible écartement .
Elles sont en outre disposées à distance égale, en tre elles, et, vues en coupe, la distance qui sépare les deux électrodes extrêmes des flancs latéraux de la cuve supé- rieure, est moitié de la distance qui les sépare eltre elles, de sorte que leur résistance électrique, l'une par rapport l'autre, reste constante .
C'est-à-dire. si on appelle 4, 5, 6, les élec- trodes qui précédent, on veut dire que le, distance entre 6 et 4 est identique à celle entre 4 et 5, et celle entre 5 et 6, le circuit électrique se fermant par l'intermédiaire de la, cuve dont les électrodes ne sont écartées que par deux fois la demie distance qui précéde c'est-à-dire une fois la distance .
A leur partie supérieure, ces électrodes possè- dent deux boulons métalliques y bons conducteurs, soudés, vis- sés ou rivés, qui servent alors pour -les! connexions .
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Le dispositif de court-circuit se compose d'un ensemble placé à la partie supérieure de l'appareil, et qui comporte un joint à diaphragme 23 en caoutchouc ou en matière élastique similaire, cuir ou autre Ce joint caoutchouc est maintenu en place par une pièce isolante r vissée sur le des- sus de l'appareil .
Cette membrane caoutchouc forme en xxx même temps joint étanche tout autour
A l'intérieur de cette pièce isolante r, est prévu un grand trou qui permet de placer une pièce métalli- que s, assez lourde, en forme de parallélipipède, rectangu- laire peu haut, et sur cette pièce est vissée à,son tour une plaque de cuivre t, ayant la forme montrée fig.9. Ladite piè- ce s porte deux tiges u et v, qui coulissent dans une pièce isolante placée à la partie supérieure .
Enfin, des barrettes de cuivre x relient les deux tiges rénnies aux électrodes .
Quant à la pièce w elle-même, elle a une forme assez évasée pour servir en même temps de protection élàc- trique aux barrettes de cuivre qui réunissent les électrodes entre elles .
Le fonctionnement du dispositif de court-cir- cuit est le suivant :
Lorsque le liquide arrive à la partie supérieu- re, la pression soulève la membrane élastique 23 qui soulè- ve à son tour la pièce lourde métallique s, dont la partie supérieure vient buter contre les trois barrettes de cuivre x réunies respectivement aux trois électrodes pour les court- circuiter .
La forme ondulée des barrettes de cuivre permet un bon contact, quelles que soient les petites différences
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de niveau qu'elles peuvent avoir . En outre, le coulissement des tiges u et v, à l'intérieur de la pièce isolante supérieu- re w empêche que ce dispositif se lève de travers, et l'oblige par conséquent à se lever bien d'aplomb .
L'ensemble est enfin recouvert d'un couvercle 36, dont le bouchon de fixation 37 peut 'être lemême par exem- ple que le bouchon utilisée pour l'orifice de remplissage . Ce couvercle possède trois orifices 38 de forme voulue pour le passage des fils électriques 38.
Dans la réalisation représentée figure 7, l'ori- fice de remplissage de la cuve est muni d'une soupape hydrau- lique constituée d'un tube A qui plonge dans le liquide, lors- que celui-ci, après avoir été remonté par la turbine, est dans la partie xxxx supérieure du rhéostat . Ce tube comporte en outre une petite cuvette B qui reste constamment pleine de liquide, même lorsque le rhéostat fonctionne, c'est-à-dire lors- que le niveau est descendu (cas du dessin fig. I).
Cette disposition permet ainsi d'éviter les éva- porations du liquide, lorsque le rhéostat est chaud,c'est-à-di- re lorsqu'il a beaucoup fonctionné ou bien encore lorsque la température ambiante/est très élevée .
Cette soupape hydraulique permet néanmoins à l'appareil de respirer, c'est-à-dire de laisser entrer de l'air lorsque la dépression devient trop forte ou, inversement, d'un laisser sortir, lorsque la pression dépasse unecertaine limite.
Pour re-condenser dans la mesure du possible,les vapeurs ainsi produites, la partie supérieure de ce tube A dé- bouche dans une cavité C qui forme une sorte de condenseur .
Cette cavité se trouve en effet à une température plus basse que la température du rhéostat, puisqu'elle est environ à la température ambiante, tandis que le rhéostat prend obligatoi- , reinent une température plus élevée que la température ambiante,
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du fait de la transformation en calories de l'énergie électrique qu'il absorbe par sa résistance
Cette cavité comporte, en outre, à sa partie su- périeure, des évents D, pour permettre l'échappement ou la ren- trée de gaz de respiration du rhéostat Cet ensemble peut être complèté par un dispositif de remplissage, destiné à tenir rigoureusement constant le niveau da liquide dans le rhéostat.
Cette disposition comporte un couvercle supérieur E formant en même temps réservoir de liquide .
Sur un des côtés, ce couvercle est muni d'un bou- chon de remplissage F, qui, lorsqu'il est vissé à fond, pro- voque l'ouverture par une tige G d'une petite soupape H per- mettant au liquide de s'écouler par la. partie inférieure de ce couvercle formant réservoir
Ce couvercle étant en place, il vient se placer par l'intermédiaire d'un joint étanche J, sur un tube K qui plonge dans le rhéostat jusqu'au niveau inférieur de ce rhéos- tat, c'est-à-dire jusqu'au niveau atteint par le liquide dans la cuve inférieure, lorsque la turbine a rempli entièrement la cuve supérieure
Si le réservoir supérieur contenu dans le chapeau est maintenu entièrement étanche, c'est-à-dire si, le bouchon de remplissage F a été vissé d'une manière étanche sur ce réservoir, on con coit très facilement que si, pour une raison quelconque, évaporation ou autre,
le rhéostat vient manquer d'eau, l'air remontant par le tube! permet à l'eau contenue dans le couvercle du réservoir supérieur, de s'écouler en quan- tité suffisante pour rétablir le niveau, exactement comme cela se produit dans certains abreuvoirs déjà connus, utilisés no- tamment pour les oiseaux
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Le rôle de la soupape! prévue à la base du cou- vercle formant réservoir, est d'éviter que, pendant le remplis- sage du réservoir E, c'est-à-dire lorsque le bouchon supérieur est xxxx enlevé, l'eau de ce réservoir puisse s'écouler dans le rhéostat et en modifier par conséquent le niveau .
Ce n'est donc que lorsque ce bouchon F est complètement en place, c'est à dire à nouveau étanche, que cette soupape s'ouvre, et que l'eau peut commencer à s'écouler jusqu'à, ce que le 'vide créé à la. partie supérieure équilibre la colonne d'eau .
La petite quantité qui s'écoule ainsi, est sans du influence sur le bon fonctionnement/rhéostat , tandis que, autrement, il pourrait en être tout à fait différent .
D'autre part, pour permettre la suppression du presse-étoupe f, tel eue mentionné ci-dessus, on peut dispo- ser figure 8 d'un renvoi par poulie et courroie M disposé dans un carter auxiliaire N, dans le but de faire sortir l'arbre 0 au dessus.du niveau maximum du liquide, et, de de fait, de supprimer toute fuite .
Comme représenté figure 9, les électrodes 4, 5,
6 peuvent 'être réunies entre elles à leur.extrémité inférieu-
1 2 3 re par un fil ou toute autre résistance, telles que R,R,R, disposées toutes trois dans un même plan horizontal et plon- geant dans la liquide,dans le but :
1 de servir de première, résistance de démarra- ge au cas ou le niveau du liquide serait insuffisant .
2 d'échauffer rapidement .la. partie du liquide en conta,et avec cette résistance,' de façon à lui donner le plus rapidement possible sa température et sa résistivité norma- les de fonctionnement .
Enfin, comme représenté figure 10 le. commande de la xxxxxx petite turbine d'élévation 8 peut s'effectuer par un petit moteur auxiliaire 2 recevant son courant élec- trique, soit du stator du moteur à mettre en marche,soit même
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du rotor.
Il est plus particulièrementintéressant d'uti- liser dans ce genre de rhéostats un électrolyte, de préférence incongelable, et n'ayqnt qu'une xxx faible variation de résistivité intrinsèque en fonction de l'élévation de sa température propre, électrolyte qui peut etre avantageusement constitué par un produit liquide isolant, tel que la glycé- rine plus ou moins additionnée d'eau par xxxxxxxx exemple, ou par un autre liquide, maintenant en suspension ou en dissolu- tion, une poudre conductrice, telle que du graphite ou des sels minéraux appropriés .
Comme il va de soi et comme il ressort d'ail- leurs déjà de ce qui précède, la présente invention ne se limite aucunement aux seuls modes de réalisation mentionnés ci-dessus, non plus qu'à ceur de leurs différentes parties ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réali- sation, et notamment celle dans laquelle, pour que l'arbre de la turbine sorte de la cuve en un point situé an dessus du niveau supérieur du liquide, le plan de rotation de ladite turbine serait placé horizontalement, de façon à ce que son arbre soit vertical .
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"Automatic starting rheostat for electric motors."
The present invention consists of a starting rheostat for electric motors, essentially characterized in that the electrodes are fixed, while it is the liquid, under the effect of the rotation of the electric motor itself to be put into operation. walking, which moves automatically to bathe said fixed electrodes more and more, in order to reduce their resistance and finally provoke
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quer their short-circuit
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It also consists of an embodiment of a similar starting rheostat in which the movement of the liquid inside the tank containing the electrodes is caused by means of any type of pump, controlled by the pump. electric motor to start,
this tank, fitted at its upper part with a return pipe for the liquid, being closed by a flexible membrane capable, by lifting itself, of causing, through the entry of suitable organs, the short -circuiting of the electrodes themselves connected to the engine rings.
The invention also relates to certain other particularly advantageous arrangements and which in particular are the following: a check valve intended to brake the liquid at the time of filling and on the contrary to facilitate emptying a device for adjusting the rise of the liquid ; the shape of the electrodes; their short-circuiting device; that of return of the liquid to the lower tank.
The invention also relates to certain variant embodiments according to which:
1 to prevent the liquid from evaporating, mainly when the rheostat is hot, and to allow air to enter when the vacuum becomes too high or vice versa, the tank filling orifice is fitted with a hydraulic valve ;
2 & to keep the liquid level in the tank strictly constant, a filling device is provided consisting of an additional tank
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arranged in the upper part of the apparatus and communicated with a tube immersed in the rheostat to the lower level of the liquid, by means of a spring-loaded valve controlled by the filling plug of the ne additional tank, so that it is only open when this cap is completely screwed on
3 to allow the removal of the stuffing box placed at the outlet of the tank on the shaft of the lifting turbine, this point of exit of the shaft is reported above the upper level of the liquid,
either by means of a return by pulley and belt or gears, or by placing the turbine in a horizontal plane, so that its shaft is vertical;
4 to serve as the first starting resistor in the event that the liquid level is insufficient and to quickly heat this liquid, so as to give it as quickly as possible its normal operating temperature and resistivity, the lower ends of the electrodes are joined together by a wire (Its quite other electrical resistance immersed in the liquid.
The invention can in any case be well understood with the aid of the additional description which follows and of the accompanying schematic drawing, which description and drawing are, of course, given above all by way of indication.
Fig. I is a section in elevation along 1-1 of Figures 2 and 3 Fig. 2 is a second section in elevation offset by 90 with respect to the previous one and taken along 2-2 of Figures I and 3.
Fig. 3 is a plan section of the terminals with their short-circuiting plate made according to 3-3 of Figures I and 2.
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Pin 4 is a sectional elevation of an alternative embodiment on 4-4 of Figure 5;
Fig. 5 is another section of the same variant of embodiment along 5-5 of FIG. 6;
Fig. 6 is a view from above, cover removed; Pin 7 shows in elevation in longitudinal section, the hydraulic valve and automatic filling system;
Fig. 8 shows a device making it possible to remove the gland from the shaft of the turbine;
Fig. 9 'represents the electrodes joined together at their lower end by electric resistors;
Fig. 10 shows the control of this turbine by an auxiliary motor.
According to the invention, the apparatus consists of a tank I with several compartments into which is poured by the stoppers 2 and 3 up to a determined level, a certain quantity of conductive liquid, such as for example: une- lution of sodium carbonate crystals, or cooking salts dissolved in water.
Three metal plates 4, 5, 6, electrically insulated from one another, are rigidly fixed in the upper compartment 7 of the tank I, from which they are also insulated.
At the base of this tank, and on one side, there is a rotor with plane centrifugal vanes 8, enclosed in a housing 9. This rotor is wedged on a shaft 10 and can receive a rotational movement by means of a pulley II.
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A stuffing box 12 provides sealing when the shaft passes.
These three fixed plates 4 5, 6 carry terminals 13, which allow them to be connected to the rings of the starting engine.
On the opposite side, these same three plates are connected at 14 to three other terminals 15, 16, 17 placed in the cover 18 of the tank and electrically insulated with respect to it.
These last three terminals carry bosses 19, 20 and 21 below this cover, while at the intersection of the lines joining their center, a metal plate 22 rests on a flexible and insulating membrane 23 constituting a watertight partition between compartment 7 and that 24 limited by cover 18.
This metal plate is kept applied against this flexible membrane by means of a small spring 25.
Immediately below this flexible membrane 23 is / proves, on the left side of FIG. 2, a channel 26 which communicates the upper compartment 7 with a lower reservoir 27 provided with a drain plug 28.
The operation of such a device is as follows:
Suppose this is to start some electric motor.
For this, the aforementioned rheostat is placed next to the electric motor, and the shaft of this motor comprises a small ppulie which is connected by a small belt with the pulley II of the aforementioned starting rheostat.
The motor brush terminals are connected with the IS terminals of the aforementioned starting rheostat.
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A certain quantity of liquid is poured through the stoppers 2 xx or 3 until the ends of the electrodes 4, 5, 6, are partially immersed in this liquid (position shown in the drawing).
If now the circuit is closed on the motor to be started, the latter begins to turn slowly as a result of the great resistance offered by the electrodes 4, 5, 6 which immerse very little in the solution.
By rotating, it thus drives the pulley II and the rotor 8 via the shaft 10.
The liquid contained in the reservoir 27 is then sucked in by the centrifugal force developed in the rotor, under the influence of its rotation, and the level of the liquid drops in the compartment 27, while it rises in the opposite direction. re in the compartment 7, thus immersing more and more the resistive electrodes.
Under the influence of this rise of the liquid, the resistance decreases and the motor accelerates its speed until the liquid reaching its upper part, the tank 27 is almost completely emptied, while on the contrary, the compartment 7 is almost completely full.
At this moment, the resistance of the electrodes becomes extremely low, both because they are almost completely submerged, and because they are provided to approach each other to reduce their internal electrical resistance during their immersion.
The apparatus continuing to rotate the liquid tends to continue to rise, but at this moment it meets the flexible membrane 23 which opposes its passage.
The liquid therefore begins to flow through channel 26
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However, this channel sufficient to satisfy the exhaust of the air, does not allow the flow of the liquid, delivered by the pump 8, so that the pressure of the liquid rises and the flexible membrane rises until, the washer 22 comes into contact with the upper pads 19, 20, 21 which then short-circuit the circuit for starting the engine.
At this moment, the circulation of liquid xx continues to take place, one part escapes through channel 26, while another part is stopped in the pump itself due to the resistance thus encountered. o
Things stay that way as long as the motor is regularly supplied.
If we now assume an accidental power failure or caused by the opening of a switch or an electric contactor for example, the motor stops and gradually slows down as well as rotor 8.
The centrifugal force given by this kind of pump becoming insufficient, the liquid contained in the upper tank 7 begins to return back through the vents 29 of this pump.
Under the influence of the upper spring 25 the short circuit is immediately cut off, then the liquid descending into the reservoir 7, the resistance increases until the moment when the lower level is again reestablished (position shown in the drawing).
At this time, everything is ready for a new start
In an alternative embodiment shown in Figures 4 to 6, the tank consists of two elements
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superimposed 21 and 42, joined together at mid-height '. The turbine 8 is placed in a sort of trapezoidal section chute carried by the lower element 41. This tank also carries fixing lugs 43.
The turbine housing has gills whose dimensions are very widely calculated.
The shell b on the left side of the turbine 8 comprises an adjustment screw c which holds the lateral play of this turbine, while the shell on the right side d is integral with the closure plate e, which closes the orifice provided in the tank for the introduction of this turbine.
This same part also comprises the small cable gland f necessary to prevent losses of liquid.
The air from the vanes a of this turbine is also placed in the middle part of the tanks, so as to regularly supply the upper tank.
The device includes a check valve, the purpose of which is to prevent the liquid from rising too quickly. It consists of a part xxxxxxxxxx held pressed against the bottom of the tank, by means of a thick gasket. rubber This part carries a whole series of rectangular lights k which can be plugged with a rubber plate h.
A perforated sheet stopper i is placed below to prevent the rubber h from deforming. This stopper also holds this rubber in place.
The operation of this check valve is as follows:
As soon as the turbine 8 starts up, the flow of water closes the rubber valve h and closes the ports k of the check valve j, absolutely preventing water from passing through this point.
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If, on the contrary, the turbine stops and if we assume the water level has risen completely in the upper part, the water pressure opens this check valve, and the water s' flows rapidly into the lower tank, through the very large orifices provided for this purpose.
A device for adjusting the rise of the liquid has been fitted to this apparatus.
It simply consists of an orifice 1 drilled in the wall which communicates with the elevation turbine This orifice is blocked by a plug m which can be screwed more or less, to more or less close said orifice 1 .
A second stopper is provided to prevent any loss of liquids in normal times
This adjusting device can, moreover, be controlled directly from the outside by replacing the second plug n by a rod with gland, not shown in the drawing.
Depending, therefore, as the rheostat must be set once and for all, or as required, either of these provisions may be adopted.
The filling opening provided (fig. 4) on the left side of the tank is fitted with a grid o to prevent any introduction of foreign matter which could interfere with the operation of the assembly.
The plug n forms the liquid level indicator at the same time. It carries, for this purpose, a vertical rod on which the minimum and maximum levels can be punched. To be easily measured, this plug is closed with a bayonet, so that for measure the level of
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liquid, it suffices to put the cap in place, and to raise it without any screwing whatsoever modifying its level.
The electrodes 4, 5, 6 have a cross-sectional shape, triangular at the base, then rectangular at their upper part, and, seen from the front side, trapezoidal at their base and rectangular at the upper part.
The combination of these forms has the advantage of giving the following results:
1 High electrical resistance when the electrodes are immersed very little, due to the small submerged surface and their respective relatively large spacing.
2 Very low electrical resistance when completely immersed immediately before short-circuit, due to their very large contact surface and their very small spacing.
They are furthermore arranged at an equal distance between them and, seen in section, the distance which separates the two end electrodes of the lateral flanks of the upper tank is half the distance which separates them from them, so that their electrical resistance, relative to each other, remains constant.
That is to say. If we call 4, 5, 6, the preceding electrodes, we mean that the distance between 6 and 4 is identical to that between 4 and 5, and that between 5 and 6, the electric circuit being closed by l 'Intermediate of the tank, the electrodes of which are only separated by two times the preceding half distance, that is to say once the distance.
At their upper part, these electrodes have two metal bolts y good conductors, welded, screwed or riveted, which then serve for them! connections.
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The short-circuit device consists of an assembly placed at the top of the apparatus, and which comprises a diaphragm seal 23 made of rubber or similar elastic material, leather or the like. This rubber seal is held in place by a insulating part r screwed onto the top of the appliance.
This rubber membrane forms a waterproof seal at the same time all around
Inside this insulating part r, a large hole is provided which makes it possible to place a metal part, quite heavy, in the form of a parallelepiped, rectangular not high, and on this part is screwed in turn. a copper plate t, having the shape shown in fig. 9. Said parts carry two rods u and v, which slide in an insulating part placed at the top.
Finally, copper bars x connect the two rods to the electrodes.
As for the part w itself, it has a sufficiently flared shape to serve at the same time as electrical protection for the copper bars which join the electrodes together.
The operation of the short-circuit device is as follows:
When the liquid reaches the upper part, the pressure raises the elastic membrane 23 which in turn lifts the heavy metal part s, the upper part of which abuts against the three copper bars x joined respectively to the three electrodes for short-circuit them.
The wavy shape of the copper strips allows good contact, regardless of the small differences
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level they may have. In addition, the sliding of the rods u and v inside the upper insulating part w prevents this device from rising askew, and consequently forces it to stand up straight.
The assembly is finally covered with a cover 36, the fixing plug 37 of which may be the same, for example, as the plug used for the filling orifice. This cover has three holes 38 of desired shape for the passage of the electric wires 38.
In the embodiment shown in FIG. 7, the filling orifice of the tank is provided with a hydraulic valve consisting of a tube A which immerses in the liquid, when the latter, after having been reassembled by the turbine, is in the upper part xxxx of the rheostat. This tube also comprises a small bowl B which remains constantly full of liquid, even when the rheostat is operating, that is to say when the level has fallen (case of the drawing in fig. I).
This arrangement thus makes it possible to prevent evaporation of the liquid when the rheostat is hot, that is to say when it has operated a great deal or even when the ambient temperature is very high.
This hydraulic valve nevertheless allows the device to breathe, that is to say to let air in when the depression becomes too high or, conversely, to let it out, when the pressure exceeds a certain limit.
To re-condense the vapors thus produced as far as possible, the upper part of this tube A opens into a cavity C which forms a sort of condenser.
This cavity is in fact at a temperature lower than the temperature of the rheostat, since it is approximately at ambient temperature, while the rheostat takes obligatorily a temperature higher than the ambient temperature,
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due to the transformation into calories of the electrical energy that it absorbs through its resistance
This cavity also comprises, in its upper part, vents D, to allow the escape or the entry of breathing gas from the rheostat. This assembly can be completed by a filling device, intended to keep strictly constant the liquid level in the rheostat.
This arrangement comprises an upper cover E forming at the same time a liquid reservoir.
On one side, this cover is fitted with a filler cap F, which, when screwed in fully, causes the opening by a rod G of a small valve H allowing liquid to flow through the. lower part of this cover forming a reservoir
This cover being in place, it is placed by means of a tight seal J, on a tube K which plunges into the rheostat to the lower level of this rheostat, that is to say up to at the level reached by the liquid in the lower tank, when the turbine has completely filled the upper tank
If the upper reservoir contained in the cap is kept completely sealed, that is to say if the filler cap F has been screwed tightly onto this reservoir, it is very easy to see that if, for some reason any, evaporation or other,
the rheostat runs out of water, the air rising through the tube! allows the water contained in the cover of the upper tank to flow in sufficient quantity to restore the level, exactly as happens in certain already known drinkers, used in particular for birds
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The role of the valve! provided at the base of the cover forming the reservoir, is to prevent that, during the filling of the reservoir E, that is to say when the top cap is xxxx removed, the water in this reservoir can escape. flow into the rheostat and consequently modify the level.
It is therefore only when this plug F is completely in place, that is to say again sealed, that this valve opens, and that the water can begin to flow until, until the ' vacuum created at the. upper part balances the water column.
The small amount that is flowing in this way has no influence on the correct operation / rheostat, while otherwise it could be quite different.
On the other hand, to allow the removal of the stuffing box f, as mentioned above, it is possible in FIG. 8 to have a return by pulley and belt M arranged in an auxiliary casing N, with the aim of making take out the shaft 0 above the maximum level of the liquid, and therefore eliminate any leaks.
As shown in Figure 9, the electrodes 4, 5,
6 can be joined together at their lower end.
1 2 3 re by a wire or any other resistance, such as R, R, R, all three arranged in the same horizontal plane and immersed in the liquid, with the aim of:
1 to serve as the first, starting resistance in case the liquid level is insufficient.
2 to warm up quickly. part of the liquid containing it, and with this resistance, so as to give it as quickly as possible its normal operating temperature and resistivity.
Finally, as shown in FIG. 10 le. control of the xxxxxx small elevating turbine 8 can be carried out by a small auxiliary motor 2 receiving its electric current, either from the stator of the motor to be started, or even
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of the rotor.
It is more particularly advantageous to use in this type of rheostats an electrolyte, preferably non-freezing, and having only xxx low variation in intrinsic resistivity as a function of the rise in its own temperature, an electrolyte which can advantageously be consisting of an insulating liquid product, such as glycerin more or less added with water for example xxxxxxxx, or by another liquid, now in suspension or in dissolution, a conductive powder, such as graphite or salts appropriate minerals.
As goes without saying and as is already apparent from the foregoing, the present invention is in no way limited solely to the embodiments mentioned above, nor to their various parts; on the contrary, it embraces all the variant embodiments thereof, and in particular that in which, for the shaft of the turbine to emerge from the vessel at a point situated above the upper level of the liquid, the plane of rotation of said turbine would be placed horizontally, so that its shaft is vertical.