<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D'INVENTION " Perfectionnements aux dispositifs, sensibles à des varia- tions de visoosité d'un fluide, dans des systèmes à oirou- lation de fluide ".
La présente invention se rapporte à des dispositifs, sensibles à des variations de viscosité d'un fluide, dans des systèmes à circulation de fluide, et elle a pour but d'obtenir un dispositif simple et efficace sensible à des variations de viscosité du fluide passant à travers ce dispositif.
Le dispositif suivant l'invention est caractérisé par une chambre, à travers laquelle on produit l'écoulement du fluide de telle sorte que la pression dans oette chambre soit fonc- tion de la viscosité du fluide, cette chambre comportant une paroi mobile en relation avec un dispositif sensible à des va- riations de pression, ainsi qu'un dispositif destiné à s'oppo- ser à un déplaoement de oette paroi dans un sens.
Dans un dispositif suivant l'invention, on fait passer le fluide successivement à travers deux orifices, dont l'un est
<Desc/Clms Page number 2>
constitué par un tube de friction, dont la résistance à l' écou- lement du fluide varie avec des variations dans la viscosité du fluide, et dont l'autre est constitué par un ajutage,dont la résistance à l'écoulement du fluide est sensiblementindépen- dante de la viscosité du fluide, ces orifioes étant disposés dans l'un ou l'autre ordre de succession.
Ilst prévu des moyem pour maintenir une perte de charge constante à travers le pre- mier orifice, et la pression du fluide entre les deux orifices ou la pression du fluide fourni au premier orifice, est appli- quée à un dispositif sensible à l'aotion de la pression, qui peut être un organe de distribution (tiroir-piston, valve ou analogue) ou un dispositif indicateur. La pression du fluide entre les deux orifioes, et aussi la pression du fluide fourni au premier orifice, est fonction de la viscosité du fluide, et l'organe de distribution ou le dispositif indicateur est actionné par des variations dans la viscosité du fluide.
Un tel dispositif , sensible à des variations de viscosité d'un fluide, peut être utilisé dans un système quelconque à circulation de fluide, dans lequel la viscosité du fluide doit être réglée, mais est particulièrement utile dans son ap- plication au système de graissage d'un moteur à combustion interne pour régler la visoosité du lubrifiant, et est égale- ment utile pour mesurer et indiquer directement la viscosité du fluide s'éooulant à tbravers le dispositif.
L'invention est déorite di-après de façon détaillée, en référence aux dessins ci-joints, dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en élévation de coté d'un moteur d'automobile comportant un système de graissage suivant l'in- vention,
La fig. 2 est une vue partielle à échelle agrandie en coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1;
Les figs. 3, 4, et 6 sont des vues correspondant à la fig.2 montrant des tonnes de réalisation modifiées de l'invention.
<Desc/Clms Page number 3>
Le moteur à combustion interne 10 comprend un bac oolleo- teur d'huile 11, dont la partie avant est d'une profondeur inférieure à celle de la partie arrière. Une cloison vertioa- le 12 forme une poche ou puits 12a avec le fond courbe de la partie avant du bac collecteur d'huile, cette cloison 12 se terminant par une tablette inclinée 13 qui s'étend à peu près jusqu'à la paroi arrière du bao 11. Le bord inférieur de la cloison 12 vient en contact avec le fond du bao collecteur d'huile, mais n'assure pas un joint étanche au fluide avec ce fbnd. Un radiateur ou dispositif d'échange de température 14 est suspendu au fond du bac collecteur d'huile, au voisinage de l'extrémité avant de celui-ci.
Une conduite 15 va de la chambre, formée par la cloison 12 et la tablette 13, au radia- teur 14, et une conduite 16 va du radiateur à une boite cylin- drique 17, disposée dans le puits 12a. De oette boite cylindri- que 17, une conduite 18 va au coté d'aspiration d'urne pompe à huile 19, et une conduite 20 distribue de l'huile à partir de la pompe aux paliers. La boite oylindrique 17 comporte un ori- fice d'admission 21, communiquant aveo le puits 12a; un ti- roir-piston ou piston-valve 22, oomportant des pistons 23 et 24, est monté de façon à pouvoir ooulisser dans la boîte oylin- drique 17, pour commander l'écoulement d'huile dans la boîte 17 en passant par la conduite 16 et l'orifice 21.
Le tiroir- piston 22 est disposé de telle manière que, dans une position de celui-ci, le piston 24 ferme l'orifioe 25, par lequel la conduite 18 débouche dans la boite 17, aveo le piston 3 hors de ooinoidenoe avec l'orifice 21, tandis que pour une autre position du tiroir-piston le piston 23 ferme l'orifioe 21,avec le piston 24 hors de coïncidence avec l'orifice 25. Un ressort 26, disposé entre le piston 24 et le tampon creux 27 monté à l'extrémité de droite de la boite 17, tend à maintenir le ti- roir piston 22 dans la position représentée sur la fig. 2,avec le piston 23 prenant appui oontre les extrémités intérieures
<Desc/Clms Page number 4>
saillantes de vis 28, qui constituent des butées.
Une conduite de branchement 29 va de la conduite 20 à l'extrànité de gauche de la boîte cylindrique 17. Un pistm creux 30 est monté de façon à pouvoir coulisser dans la boite cylindrique 17, et la paroi latérale du piston comporte des orifices radiaux 31, qui communiquent avec une gorge ou rainu- re périphérique 32, ménagée dans la face extérieure de la pa- roi latérale du piston 30. La. position de ce piston 30 par rapport à la conduite 29 oonmande l'écoulement d'huile par cette conduite dans l'intérieur du piston. Le piston 30 com- porte un tube de friction 35, qui s'étend à travers le fond du piston et qui laisse passer de l'huile d'un cité du piston à l'autre.
Un ressort 36 est disposé entre le piston 30 et les vis de butée 28, ce ressort tendant à maintenir le pistai dans la position représentée sur la fig. 2 ,avec la rainure péri- phérique 32 complètement en coïncidence avec la conduite 29.
Un ajutage 37, ménagé dans la paroi de la boite cylindrique 17, constitue un orifice pour l'échappement d'huile à partir de l'espace, compris entre le piston 30 et le pistai 23 du tiroir-piston, dans le puits 12a; la vitesse d'écoulement à travers l'ajutage 37 est la même qu'à travers le tube de frio- tion 35.
Le tube de friction 35 est de dimensions telles que sa résistance à l'écoulement du fluide varie avec la viscosité du fluide, tandis que l'ajutage 37 est de dimensions telles que sa résistance à l'écoulement du fluide est sensiblement indépen- dante de la viscosité du fluide et,oomne il sera décrit oi- après, la perte de charge à travers le tube de friction 35 est maintenue sensiblement constante.
Comme- la perte de charge à travers le tube de friotion est maintenue constante,la vitesse d'écoulement à travers le tube de friction varie de facon inverse à la visoosité, et, comme la résistance de ldajutage 37 à l'écoulement du fluide dépend de la vitesse d'éooulement
<Desc/Clms Page number 5>
et est indépendante de la viscosité et, oomne la vitesse d'é- ooulement à travers l'ajutage 37 est la même qu'à travers le tube de friotion 35, la pression de l'huile, dans l'espace compris entre les pistons 30 et 23, est une mesure de la vi- tesse d'écoulement à travers le tube de friction 35 et est fonotion de la viscosité de l'huile.
Lorsque le moteur est au repos,les divers éléments se trouvent dans la'position représentée sur la fige 2. La rainu- re périphérique 32 est complètement en coïncidence avec la con- duite 29, et l'orifioe 21 est ouvert, tandis que l'orifice 25 est fermé, et toutes les chaires et espaces à l'intérieur de la boite cylindrique 17 sont remplis d'huile, Lors de la mise en marche du moteur, de l'huile est aspirée à l'intérieur par l'orifice 21 et est distribuée aux paliers. De l'huile est également refoulée par la.pompe, en passant par la conduite 29, dans le piston 30, et de oelui-oi, en passant par le tube de friotion 35 et l'ajutage 37, dans le puits 12a.
La pression accrue, annsi produite à la gauche du piston 30, tend à dépla- cer celui-ci vers la droite en surmontant la contre-pression, résultant de la résistance de l'ajutage 37 à l'éoouiement du fluide et de la pression du ressort 36. Ce déplacement du piston 30 vers la droite arrête l'épaulement d'huile à travers les orifices 31 et continue jusqu'à, ee que la différence en- tre les pressions sur les cotés opposés du piston, et par con- séquent la perte de charge à travers le tube de friction 35, est également à la résistance du ressort 36, et cette relation est maintenue pendant tout le fonotionnement par un mouvement régulateur du piston. 30 en avant et en arrière dans son cylin- dre. La perte de charge à travers le tube de friction 35 est ainsi maintenue sensiblement constante.
Lorsque l'huile est d'une viscosité élevée,comme oéest le cas lors de la mise en marche du moteur, la vitesse d'écoule- ment à travers le tube de friotion 35 est faible'en raison de la résistance élevée du tube de friction à l'écoulement d'hui-
<Desc/Clms Page number 6>
le de viscosité élevée, et par conséquent la centre-pression dans l'espace compris entre les pistons 30 et 23, est efaible et est insuffisante pour surmonter la résistance exeroée par le ressort 26. Le piston 22 reste par conséquent dans la po- sition représentée sur la fig. 2, position pourlaquelle l'ori- fice 25 est fenné et l'orifice 21 est ouvert.
Pour oette posi- tion du piston, la dérivation passant par le radiateur 14 est fermée et l'huile est aspirée par la pompe uniquement à partir du puits 12a. Après une certaine période de fono- tionnement, l'huile est portée à une température plus élevée et devient par conséquent d'une viscosité plus faible. Par conséquent, par suite de la perte de charge constante à tra- vers le tube de friotion 35, la vitesse d'écoulement à travers ce tube augmente à mesure que la viscosité diminue.
Cet aoorois- sement dans la vitesse d'écoulement a pour résultat une con- tre-pression accrue dans l'espace compris entre les pistons 30 et 23, et le tiroir-piston 22 est repoussé vers la droite en surmontant l'action du ressort 26, en fermant ainsi par- tiellement l'orifice 21 et ouvrant partiellement l'orifice 25. Pour cette position du tiroir-piston, de l'huile est aspi- rée à travers le radiateur 14ainsi que directementà partir du puits 12a, et le mélange ainsi formé est envoyé par la pom- pe aux paliers. L'addition d'huile froide tend à empêcher une diminution ultérieure de viscosité.
Le déplacement du ti- roir-piston 22 vers la droite continue jusqu'à ce que l'huile, envoyée aux paliers, possède la visoosité déterminée d'avanoe, ou jusqu'à ce que le piston 23 vient rencontrer l'extrémité intérieure saillante de la conduite 18, de façon que son dé- placement ultérieur est arrêté.
Aussitôt que l'huile atteint la viscosité déterminée d'avance, un déplacement ultérieur du tiroir-piston vers la droite cesse, et la proportion d'hui- le, aspirée par la pompe directement à partir du puits 12a, à l'huile, aspirée par la pompe en passant partie radiateur 14, reste constante
<Desc/Clms Page number 7>
Toute diminution dans la viscosité du lubrifiant,due à un changement de vitesse du moteur ou à une autre oause,est immédiatement oompensée par le déplacement du tiroir-piston
22 vers la droite, de façon à accroître l'écoulement d'huile par la dérivation passant par le radiateur 14, en tendant ainsi à augmenter la proportion d'huile refroidie dans le mé- lange.
Tout accroissement dans la viscosité de l'huile est compensé par un déplacement du tiroir-piston vers la gauche, de façon à diminuer l'écoulement d'huilepassant par le radiateur, en tendant ainsi à diminuer la proportion d'huile refroidie dans le mélange. Ce mouvement régulateur du ti- roir-piston 22 maintient l'huile à une viscosité déterminée d'avanoe.
La viscosité, à laquelle l'huile est maintenue,dépend du ressort 26. Ce ressort empêche tout mouvement du tiroir-pistcn 22 jusqu'au moment où la pression, exercée par l'huile contre le piston 23, dépasse la résistance du ressort, et déplace le tiroir-piston 22 vers la gauche dès que cette pression di- minue en dessous de la force du ressort 26 et, comme la pres- sion exercée sur le piston 23 est fonction de la viscosité de l'huile, le ressort 26 est calculé de façon à posséder la for- ce oonvenable pour assurer le maintien de l'huile à la visoo- sité désirée.
Si on le désire, il peut être prévu une conduite 38 allant de l'espace, compris entre les pistons 30 et 23, à un dispositif indicateur 39, sensible à des variations de pression, convena- blement gradué pour donner des lectures directes de la visoosi- té.
La pression de l'huile, dans l'espace compris entre les pistons 30 et 23, est directement appliquée sur l'indicateur 39 et comme la pression dans cet espace est fonotion de la vis- oosité de l'huile, on peut lire directement sur l'indicateur la viscosité de l'huile à un moment donné quelconque. En ou- tre, si on le désire, on peut utiliser l'indicateur 39 comme viscosimètre en supprimant complètement le piston 30 et
<Desc/Clms Page number 8>
en utilisant au lieu de oelui-oi une paroi d'extrémité feimée contre laquelle agit le ressort 36.
Dans la tonne de réalisation représentée sur la fig. 2, on peut, si on le désire, ne pas faire agir directement la pres- sion exercée par l'huile sur le piston 23. A ce piston 23 peut être relié un piston additionnel , qui le prolonge et sur le- quel agit la pression de l'huile. Dans oette variante,l'ajutage 37 est situé dans ce piston additionnel,de sorte que l'huile passe dans l'espace compris entre ce piston additionnel et le piston 23, oet espaoe comportant des orifices par lesquels l'huile peut s'écouler dans le puits 12a.
La variante représentée sur la fig. 3 comporte un tel piston additionnel 71 relié au piston 23 du tiroir-piston 22.
Toutefois, le piston 30 oomporte un ajutage 37, tandis que le piston additionnel 71 comporte un tube de friotion 35.Dans oette variante, une perte de charge constante est maintenue à travers l'ajutage 37. La vitesse d'écoulement du fluide à travers l'ajutage 37 est maintenue sensiblement oonstante, étant donné que la résistance de cet orifice à l'écoulement est sensiblement indépendante de la viscosité.
Comme la vites- se d'écoulement de l'huile à travers l'orifice 37 et le tube de friction 35 est la même, et comme la résistance du tube 35 à l'écoulement varie avec la viscosité , il s'ensuit que la pression, nécessaire pour l'éooulement d'huile à travers le tube 35, varie aveo la viscosité de l'huile. par conséquent,la contre-pression, dans l'espace compris entre les pistons 30 et 71, est une mesure de la vitesse d'écoulement et est fonotim de la visoosité.
Le piston 71, aveo le piston 22, doit se dé- placer vers la droite, en surmontant l'action du ressort 26, lorsque la viscosité de l'huile augmente, et vers la gauche,sous l'action du ressort 26, lorsque la viscosité diminue,en ten- dant ainsi à maintenir constante la viscosité de l'huile four- nie aux paliers.
<Desc/Clms Page number 9>
Lorsque le moteur est au repos, les parties se trouvent dans la position représentée sur la fig. 3. Lorsque le moteur est mis en marohe, la viscosité de l'huile est élevée et par conséquent la contre-pressions résultant de la résistanoe du tube de friction 35,est élevée et le piston 71 est immé- diatement déplacé vers la droite defacon à ouvrir l'orifioe 21 et à fermer l'orifioe 25, de telle sorte que l'huile est aspirée par la pompe uniquement à partir du pusts 12a.
Lors- que la température de l'huile augmente et qui sa viscosité diminue, la pression sur le piston 71 diminue de façon oor- respondante et permet au ressort 26 de déplacer le tiroir piston 22 vers la gauche, en fermant ainsi partiellement l'orifice 21 et en ouvrant partiellement l'orifice 25 ; ce mou- vement oontinue jusqu'à ce que la visoosité désirée de l'huile soit obtenue, après quoi des changements dans la viscosité de l'huile sont compensés par un déplacement du tiroir-piston 22 vers la droite ou vers la gauche, de façon à modifier le rapport entre les quantités d'huile chaude et d'huile froide fournies à la pompe.
Dans la variante représentée sur la fig. 4, la conduite de branchement 29 communique avec l'extrémité de gauche de la boîte cylindrique 17, dans laquelle est monté de facon à pou- voir coulisser un piston creux 30, présentant une disposition opposée à celle de la forme de réalisation de la fig. 2. Des vis 28 et 28a servent de butées pour le pistai 30 et le ti- roir-piston 22. Le piston 30 comporte un tube de friotion 35, qui s'6tend à travers le fond du piston et qui laisse passer de l'huile d'un côté du piston. à l'autre ; un ressort 36 est disposé entre le piston 30 et la paroi d'extrémité de gauche 34 de la boite cylindrique 17.
Un ajutage 37, dans oette paroi d'extrémité 34, constitue un orifice pour l'échap- pement d'huile à partir de l'espace, oompris entre le piston 30 et la paroi d'extrémité 34, dans le puits 12a.
<Desc/Clms Page number 10>
Comne expliqué précédemment, la perte de charge à travers le tube de friction est maintenue constante par le mouvement régulateur du piston 30, et la pression de l'huile dans l'es- pace compris entre le tube de friction 35 et l'ajutage 37, est une mesure de la vitesse d'écoulement du fluide à travers le tube de friction 35 et est fonction de la viscosité de l'huile. Comme la perte de charge à travers le tube de fric- tion 35 est maintenue oonstante, la pression dans l'huile, dans l'espace compris entre les pistons 30 et 23, est de même fonotion de la viscosité de l'huile.
Dans oette variante ,la. viscosité de l'huile fournie aux paliers est maintenue uni- forme par un mouvement régulateur du tiroir-piston 22 sous l'action de variations de la pression dans l'espace compris entre le piston 30 et le piston 23 du tiroir-piston 22.
Le dispositif indicateur 39 , sensible à des variations de pression, peut être raccordé à cet espaoe par une conduite 38, de façon à être soumis à l'action de la pression dans l'huile entre le tube de friction 35 et l'ajutage 37, ou peut être raccordé par une conduite 33 à l'espace compris entre le piston 30 et la paroi d'extrémité 34 de la boite,pour être soumis à l'action de l'huile dans cet espaoe. L'indicateur de pression sera gradué de façon différente suivant celuide ces raccords qu'on emploie, étant donné que la pression de l'hui- le d'un oôté du piston 30 diffère de la pression de l'huile, sur l'autre coté du piston, d'une quantité égale à la perte de charge à travers le tube de friction 35.
Dans la variante représentée sur la figé 5, les oondui- tes 16 et 18 sont raccordées à une boîte 40, comportant une chemise oylindrique de revêtement 41, munie d'orifïoes 42 et 43 ooinoidant aveo les conduites 16 et 18, et d'un orifice 42a communiquant avec l'intérieur du puits 12a. Un tiroir-piston 44, avec des pistons 45 et 46, est monté de façon à pouvoir coulisser dans la chemise de revêtement 41 et sert à commander
<Desc/Clms Page number 11>
l' éooulement à l'intérieur et à partir de la chemise par les orifices 42 et 42a. Une enveloppe'47 s'étend à partir de l'ex- trémité de gauche de la boite 40 , et son extrémité de gauche est fermée par un tampon 48.
Un soufflet 59 est fixé à une extrémité à la face intérieure du tampon 48, et son autre ex- trémité est fermée par un fond 50. Le tampon 48 oomporte un orifice d'admission, commandé par une soupape 51, dont la ti- ge est portée par le fond 50. Un tube de friction 52 est sup- porté par le fond 50 et s'étend à travers celui-ci. Un corps cylindrique 53 entoure le soufflet 49 et supporte un ressort 54, qui porte contre le fend 50. Un second soufflet 55 est fixé à une extrémité au tampon 48 et est fermé à son autre ex- trémité par une plaque 56. Cette plaque est reliée par une ti- ge 57 au tiroir-piston 44 et oomporte un ajutage 58. L'envelop- pe 47 oomporte un orifice 59, et un ressort 60 est interposé entre l'extrémité de gauche de la boite cylindrique 40 et la plaque 56.
En foncitonnement, de l'huile est aspirée par la pompe en passant par les orifices 42 et 42a, suivant la position du ti- roir-piston 44, et une partie de l'huile refoulée par la pompe est envoyée par la conduite 29 à l'intérieur du soufflet 49 ; l'huile s'éteule ensuite à travers le tube de friction 52 et par un orifice du corps cylindrique 53 dans le soufflet 55, il. partir duquel il s'échappe par l'ajutage 58 et l'orifioe 59 dans le puits 12a. Une perte de charge constante est mainte- nue dans le tube de friction 52 par le fonctionnement de la soupape 51, oontre et sous l'action du ressort 54.
La pression dans le soufflet 55 agit de façon à ouvrir oelui-oi et à dé- placer la plaque 56 en surmontant l'action du ressort 60, en commandant ainsi la position du tiroir-piston 44 et on réglant l'écoulement d'huile vers la pompe directement à partir du puits 12a et en passant par) le radiateur 14. Gomme expliqué plus haut, la pression de l'huile entre le tube de friction 52
<Desc/Clms Page number 12>
et l'ajutage 58 est fonction de la viscosité de 1 huile. La. viscosité de l'huile fournie aux paliers est maintenue uniforme par le mouvement régulateur du tiroir-piston 44 sous l'action de variations dans la pression agissant sur la plaque 56.
Si on le désire, l'intérieur du soufflet 55 peut être raccordé par la conduite 38 à un dispositif indicateur, sensible à des va- riations de pre ssion, convenablement gradué pour donner des lectures directes de la viscosité de l'huile.
Dans la variante représentée sur la fig. 6, l'huile est aspirée par la pompe à partir du puits 12a, soit en passant par l'orifice 42a, soit en passant par le radiateur 14, par la conduite 16 et l'orifice 42, suivant la position du tiroir piston 44. L'enveloppe 47 est fermée par un fond 48, comprenant une partie ou corps tubulaire 62. Un piston creux 63 est monté de façon à pouvoir ooulisser dans ce corps ttbulaire 62 et comporte des orifices radiaux 64, communiquant avec la rainure périphérique 65, qui à son tour communique avec un orifice 66, ménagé dans le corps tubulaire 62 et partant d'un canal 67, dans lequel débouche la conduite 29.
Le piston 63 comporte un tube de friction 68, s'étendant à travers le fond du piston,et un ressort 69 est disposé entre le piston 63 et un tampon 79, fermant l'extrémité du corps tubulaire 62. Un soufflet 55 est fixé à une extrémité au tampon 48 et est fermé à son autre ex- trémité par un fond 56. Ce fond 56 est relié par une tige 57 au tiroir-piston 44 et comporte un ajutage 58. Un ressort 60 est disposé entre ce fond 56 et la boite cylindrique 40, et un orifice 59 est ménagé dans l'enveloppe 47 pour l'échappement d'huile à partir de celle-ci. Des orifices 59a sont également ménagés dans le corps tubulaire 62, pour permettre le passage d'huile dans le soufflet 56.
En fonotionnement, une perte de charge constante est maintenue à travers le tube de friction 68 par le mouvement du piston 63 contre et sous l'action du ressort 69, et l'huile, s'échappant du tube de friction 68, s'écoule
<Desc/Clms Page number 13>
par les orifices 59a dans le soufflet 55 et de oelui-oi par l'ajutage 58 et l'orifice 59 dans le puits 12a. La pression 3,¯l'intérieur du soufflet 55 est fonctionde la viscosité de l'huiler, comme précédemment décrit, et oette pression pro- duit un mouvement régulateur du tiroir-piston 44, en oombi- naison avec le ressort 60, comme précédemment décrit.
Si on le désire, l'indicateur de viscosité peut être raccordé par la conduite 38 au soufflet 55, pour fburnir des lectures de la viscosité de l'huile.
Dans chacun des'dispositifs décrits ci-dessus, l'espace compris entre le tube de friction et l'ajutage constitue une chambre, comprenant un orifice d'entrée, qui est constitué par le tube de friction ou l'ajutage, et un orifice de sortie, oonstitué par l'ajutage ou le tube de friction. La pression de l'huile dans oette chambre est fonction de la viscosité de l'huile et est utilisée, soit pour aotionner un organe de distribution (tel qu'un tiroir-piston ou analogue) pour com- mander l'écoulement d'huile froide et d'huile chaude à la pompe pour constituer le mélange à fournir aux paliers,soit pour actionner un dispositif indicateur qui indique la visoo- sité de l'huile, soit pour aotionner à la fois l'organe de distribution et le dispositif indicateur.
REVENDICATIONS.
1 - Un dispositif , sensible à des variations de viscosité d'un fluide, dans un système à circulation de fluide,oaraoté- risé par une chambre, à travers laquelle on produit l'éooule- ment du fluide de telle sorte que la pression dans oette oham- bre soit fonction de la viscosité du fluide,cette chambre oom- portant une paroi mobile en relation aveo un dispositif sensi- ble à des variations de pression, ainsi qu'un dispositif pour s'opposer à un déplaoement de oette paroi dans un sens.
<Desc / Clms Page number 1>
PATENT OF INVENTION "Improvements to devices, sensitive to variations in the viscosity of a fluid, in fluid-flow systems".
The present invention relates to devices, sensitive to variations in viscosity of a fluid, in fluid circulation systems, and it aims to obtain a simple and efficient device sensitive to variations in viscosity of the fluid passing through. through this device.
The device according to the invention is characterized by a chamber, through which the flow of the fluid is produced such that the pressure in this chamber is a function of the viscosity of the fluid, this chamber comprising a movable wall in relation to a device sensitive to variations in pressure, as well as a device intended to oppose a displacement of this wall in one direction.
In a device according to the invention, the fluid is passed successively through two orifices, one of which is
<Desc / Clms Page number 2>
constituted by a friction tube, the resistance of which to the flow of the fluid varies with variations in the viscosity of the fluid, and the other of which is formed by a nozzle, of which the resistance to the flow of the fluid is substantially independent. - Dante of the viscosity of the fluid, these orifioes being arranged in one or the other order of succession.
Means are provided to maintain a constant pressure drop across the first port, and the fluid pressure between the two ports, or the pressure of the fluid supplied to the first port, is applied to an emotion sensitive device. pressure, which may be a distribution member (piston spool, valve or the like) or an indicating device. The pressure of the fluid between the two ports, and also the pressure of the fluid supplied to the first port, is a function of the viscosity of the fluid, and the distribution member or the indicating device is actuated by variations in the viscosity of the fluid.
Such a device, sensitive to variations in the viscosity of a fluid, can be used in any circulating fluid system, in which the viscosity of the fluid must be regulated, but is particularly useful in its application to the lubrication system. of an internal combustion engine to adjust the viscosity of the lubricant, and is also useful for directly measuring and indicating the viscosity of the fluid flowing through the device.
The invention is described in detail below, with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a side elevational view of an automobile engine comprising a lubrication system according to the invention,
Fig. 2 is a partial view on an enlarged scale in section taken along line 2-2 of FIG. 1;
Figs. 3, 4, and 6 are views corresponding to FIG. 2 showing modified embodiments of the invention.
<Desc / Clms Page number 3>
The internal combustion engine 10 comprises an oil collector tank 11, the front part of which is of lesser depth than that of the rear part. A vertical partition 12 forms a pocket or well 12a with the curved bottom of the front part of the oil collecting tank, this partition 12 terminating in an inclined shelf 13 which extends approximately to the rear wall. of the bao 11. The lower edge of the partition 12 comes into contact with the bottom of the oil collector bao, but does not provide a fluid-tight seal with this fbnd. A radiator or temperature exchange device 14 is suspended from the bottom of the oil collector pan, in the vicinity of the front end thereof.
A pipe 15 goes from the chamber, formed by the partition 12 and the shelf 13, to the radiator 14, and a pipe 16 goes from the radiator to a cylindrical box 17, disposed in the well 12a. From this cylindrical box 17, a line 18 goes to the suction side of the oil pump urn 19, and a line 20 distributes oil from the pump to the bearings. The cylindrical box 17 comprises an inlet port 21, communicating with the well 12a; a piston-piston or piston-valve 22, comprising pistons 23 and 24, is mounted so as to be able to slide in the hydraulic box 17, in order to control the flow of oil in the box 17 passing through the pipe 16 and port 21.
The piston slide 22 is arranged such that, in a position thereof, the piston 24 closes the port 25, through which the pipe 18 opens into the box 17, with the piston 3 out of ooinoidenoe with the orifice 21, while for another position of the piston slide the piston 23 closes the orifice 21, with the piston 24 out of coincidence with the orifice 25. A spring 26, arranged between the piston 24 and the hollow plug 27 mounted at the right-hand end of the box 17, tends to keep the piston drawer 22 in the position shown in FIG. 2, with the piston 23 resting against the inner ends
<Desc / Clms Page number 4>
projecting screws 28, which constitute stops.
A branch pipe 29 runs from pipe 20 to the left end of cylindrical box 17. A hollow piston 30 is slidably mounted in cylindrical box 17, and the side wall of the piston has radial holes 31. , which communicate with a peripheral groove or groove 32, formed in the outer face of the lateral wall of the piston 30. The position of this piston 30 with respect to the pipe 29 controls the flow of oil through this. pipe inside the piston. The piston 30 has a friction tube 35, which extends through the bottom of the piston and which allows oil to pass from one city of the piston to the other.
A spring 36 is disposed between the piston 30 and the stop screws 28, this spring tending to maintain the pistai in the position shown in FIG. 2, with the peripheral groove 32 completely coinciding with the pipe 29.
A nozzle 37, formed in the wall of the cylindrical box 17, constitutes an orifice for the escape of oil from the space, between the piston 30 and the piston 23 of the piston slide, in the well 12a; the rate of flow through nozzle 37 is the same as through frio tube 35.
Friction tube 35 is of such dimensions that its resistance to fluid flow varies with the viscosity of the fluid, while nozzle 37 is of such dimensions that its resistance to fluid flow is substantially independent of. the viscosity of the fluid and, as will be described hereinafter, the pressure drop across the friction tube 35 is kept substantially constant.
As the pressure drop across the friction tube is kept constant, the flow rate through the friction tube varies inversely with the visoosity, and as the resistance of the nozzle 37 to the flow of the fluid depends. flow velocity
<Desc / Clms Page number 5>
and is independent of viscosity and, where the flow velocity through the nozzle 37 is the same as through the friotion tube 35, the pressure of the oil, in the space between the pistons 30 and 23, is a measure of the rate of flow through the friction tube 35 and is a function of the viscosity of the oil.
When the engine is at rest, the various elements are in the position shown in fig 2. The peripheral groove 32 is completely in coincidence with the duct 29, and the port 21 is open, while the port 25 is closed, and all the pulpits and spaces inside the cylindrical box 17 are filled with oil, When the engine is started, oil is sucked inside through the orifice 21 and is distributed to the landings. Oil is also pumped through la.pompe, passing through line 29, into piston 30, and from oelui-oi, passing through friotion tube 35 and nozzle 37, into well 12a.
The increased pressure, produced to the left of piston 30, tends to move it to the right overcoming the back pressure, resulting from the resistance of the nozzle 37 to the flow of fluid and pressure. of the spring 36. This movement of the piston 30 to the right stops the oil shoulder through the ports 31 and continues until the difference between the pressures on the opposite sides of the piston, and consequently The pressure drop across the friction tube 35, however, is also to the resistance of the spring 36, and this relationship is maintained throughout operation by a regulating movement of the piston. 30 forward and backward in its cylinder. The pressure drop across the friction tube 35 is thus kept substantially constant.
When the oil is of high viscosity, as is the case when the engine is started, the flow rate through the frother tube 35 is low due to the high strength of the frother tube. friction to the flow of oil
<Desc / Clms Page number 6>
The high viscosity, and therefore the center pressure in the space between the pistons 30 and 23, is low and is insufficient to overcome the resistance exerted by the spring 26. The piston 22 therefore remains in the position. shown in fig. 2, position for which the orifice 25 is closed and the orifice 21 is open.
For this position of the piston, the bypass passing through the radiator 14 is closed and the oil is sucked by the pump only from the well 12a. After a certain period of operation, the oil is brought to a higher temperature and therefore becomes of a lower viscosity. Therefore, as a result of the constant pressure drop through the friotion tube 35, the rate of flow through this tube increases as the viscosity decreases.
This decrease in flow velocity results in increased back pressure in the space between pistons 30 and 23, and piston spool 22 is pushed to the right overcoming the action of the spring. 26, thus partially closing the orifice 21 and partially opening the orifice 25. For this position of the piston slide, oil is sucked through the radiator 14 as well as directly from the well 12a, and the The mixture thus formed is sent by the pump to the bearings. The addition of cold oil tends to prevent a subsequent decrease in viscosity.
The movement of the piston-drawer 22 to the right continues until the oil, sent to the bearings, has the determined visosity of forwardness, or until the piston 23 comes into contact with the protruding inner end. of the pipe 18, so that its subsequent movement is stopped.
As soon as the oil reaches the viscosity determined in advance, a subsequent movement of the piston slide to the right ceases, and the proportion of oil, sucked by the pump directly from the well 12a, to the oil, sucked by the pump passing the radiator part 14, remains constant
<Desc / Clms Page number 7>
Any decrease in lubricant viscosity, due to a change in engine speed or other cause, is immediately compensated by the displacement of the piston spool.
22 to the right, so as to increase the flow of oil through the bypass passing through the radiator 14, thereby tending to increase the proportion of cooled oil in the mixture.
Any increase in the viscosity of the oil is compensated by a displacement of the piston slide to the left, so as to reduce the flow of oil passing through the radiator, thus tending to reduce the proportion of cooled oil in the mixture. . This regulating movement of the piston-piston 22 maintains the oil at a determined viscosity of advance.
The viscosity at which the oil is maintained depends on the spring 26. This spring prevents any movement of the piston spool 22 until the pressure exerted by the oil against the piston 23 exceeds the resistance of the spring, and moves the piston slide 22 to the left as soon as this pressure decreases below the force of the spring 26 and, as the pressure exerted on the piston 23 is a function of the viscosity of the oil, the spring 26 is calculated so as to have the required force to ensure that the oil is maintained at the desired viscosity.
If desired, a line 38 may be provided extending from the space between pistons 30 and 23 to an indicating device 39, responsive to pressure variations, suitably graduated to give direct readings of the pressure. visibility.
The pressure of the oil, in the space between the pistons 30 and 23, is directly applied to the indicator 39 and as the pressure in this space is a function of the viscosity of the oil, one can read directly on the indicator the viscosity of the oil at any given time. In addition, if desired, the indicator 39 can be used as a viscometer by completely removing the piston 30 and
<Desc / Clms Page number 8>
using instead of oelui-oi a feimée end wall against which acts the spring 36.
In the ton of embodiment shown in FIG. 2, it is possible, if desired, not to directly act the pressure exerted by the oil on the piston 23. To this piston 23 can be connected an additional piston, which extends it and on which the pressure acts. oil pressure. In this variant, the nozzle 37 is located in this additional piston, so that the oil passes into the space between this additional piston and the piston 23, oet espaoe comprising orifices through which the oil can flow. in well 12a.
The variant shown in FIG. 3 comprises such an additional piston 71 connected to the piston 23 of the piston slide 22.
However, the piston 30 has a nozzle 37, while the additional piston 71 has a friotion tube 35. In this variant, a constant pressure drop is maintained across the nozzle 37. The flow rate of the fluid through the nozzle 37 is maintained substantially constant, given that the resistance of this orifice to flow is substantially independent of the viscosity.
Since the rate of oil flow through port 37 and friction tube 35 is the same, and since the resistance of tube 35 to flow varies with viscosity, it follows that the The pressure required for the oil to flow through tube 35 varies with the viscosity of the oil. therefore, back pressure, in the space between pistons 30 and 71, is a measure of flow velocity and is a principle of viscosity.
The piston 71, together with the piston 22, must move to the right, overcoming the action of the spring 26, when the viscosity of the oil increases, and to the left, under the action of the spring 26, when the viscosity decreases, thus tending to keep the viscosity of the oil supplied to the bearings constant.
<Desc / Clms Page number 9>
When the engine is at rest, the parts are in the position shown in fig. 3. When the engine is turned on, the viscosity of the oil is high and therefore the back pressure resulting from the resistance of the friction tube 35 is high and the piston 71 is immediately moved to the right of the bottle. opening the port 21 and closing the port 25, so that the oil is sucked by the pump only from the pusts 12a.
As the temperature of the oil increases and its viscosity decreases, the pressure on the piston 71 decreases correspondingly and allows the spring 26 to move the piston slide 22 to the left, thus partially closing the orifice. 21 and partially opening the orifice 25; this movement continues until the desired viscosity of the oil is obtained, after which changes in the viscosity of the oil are compensated for by moving the piston spool 22 to the right or to the left, from so as to modify the ratio between the quantities of hot oil and cold oil supplied to the pump.
In the variant shown in FIG. 4, the branch line 29 communicates with the left end of the cylindrical box 17, in which is slidably mounted a hollow piston 30, having an arrangement opposite to that of the embodiment of FIG. . 2. Screws 28 and 28a serve as stops for the piston 30 and the piston puller 22. The piston 30 has a friotion tube 35, which extends through the bottom of the piston and passes through the piston. oil on one side of the piston. to the other ; a spring 36 is disposed between the piston 30 and the left end wall 34 of the cylindrical box 17.
A nozzle 37, in this end wall 34, provides an orifice for the escape of oil from the space, comprised between the piston 30 and the end wall 34, in the well 12a.
<Desc / Clms Page number 10>
As explained previously, the pressure drop across the friction tube is kept constant by the regulating movement of the piston 30, and the oil pressure in the space between the friction tube 35 and the nozzle 37. , is a measure of the flow rate of the fluid through the friction tube 35 and is a function of the viscosity of the oil. As the pressure drop through friction tube 35 is kept constant, the pressure in the oil in the space between pistons 30 and 23 is similarly dependent on the viscosity of the oil.
In this variant, the. viscosity of the oil supplied to the bearings is kept uniform by a regulating movement of the piston slide 22 under the action of variations in the pressure in the space between the piston 30 and the piston 23 of the piston slide 22.
The indicator device 39, sensitive to pressure variations, can be connected to this space by a pipe 38, so as to be subjected to the action of the pressure in the oil between the friction tube 35 and the nozzle 37 , or can be connected by a pipe 33 to the space between the piston 30 and the end wall 34 of the box, to be subjected to the action of the oil in this space. The pressure gauge will be graduated differently depending on which fittings are used, since the oil pressure on one side of piston 30 differs from the oil pressure on the other. side of the piston, by an amount equal to the pressure drop across the friction tube 35.
In the variant shown in fig. 5, the conduits 16 and 18 are connected to a box 40, comprising a cylindrical liner 41, provided with orifioes 42 and 43 ooinoidant with the conduits 16 and 18, and a orifice 42a communicating with the interior of the well 12a. A piston drawer 44, with pistons 45 and 46, is mounted so as to be able to slide in the coating sleeve 41 and is used to control
<Desc / Clms Page number 11>
flow in and out of the liner through orifices 42 and 42a. A wrap 47 extends from the left end of box 40, and its left end is closed with a pad 48.
A bellows 59 is fixed at one end to the inner face of the plug 48, and its other end is closed by a bottom 50. The plug 48 has an inlet orifice, controlled by a valve 51, the stem of which is carried by the bottom 50. A friction tube 52 is supported by the bottom 50 and extends therethrough. A cylindrical body 53 surrounds the bellows 49 and supports a spring 54, which bears against the slit 50. A second bellows 55 is fixed at one end to the plug 48 and is closed at its other end by a plate 56. This plate is connected by a rod 57 to the piston slide 44 and has a nozzle 58. The casing 47 has an orifice 59, and a spring 60 is interposed between the left end of the cylindrical box 40 and the plate 56 .
In operation, oil is sucked in by the pump passing through orifices 42 and 42a, depending on the position of the piston-drawer 44, and part of the oil delivered by the pump is sent through line 29 to the interior of the bellows 49; the oil then runs off through the friction tube 52 and through an orifice of the cylindrical body 53 in the bellows 55, il. from which it escapes through the nozzle 58 and the orifioe 59 into the well 12a. A constant pressure drop is maintained in the friction tube 52 by the operation of the valve 51, against and under the action of the spring 54.
The pressure in the bellows 55 acts to open it and to move the plate 56 overcoming the action of the spring 60, thus controlling the position of the piston slide 44 and regulating the oil flow. to the pump directly from the well 12a and passing through) the radiator 14. Rubber explained above, the oil pressure between the friction tube 52
<Desc / Clms Page number 12>
and the nozzle 58 is a function of the viscosity of the oil. The viscosity of the oil supplied to the bearings is maintained uniform by the regulating movement of the piston spool 44 under the action of variations in the pressure acting on the plate 56.
If desired, the interior of bellows 55 may be connected through line 38 to an indicating device, sensitive to pressure changes, suitably graduated to give direct readings of the viscosity of the oil.
In the variant shown in FIG. 6, the oil is sucked by the pump from the well 12a, either through the orifice 42a, or through the radiator 14, through the pipe 16 and the orifice 42, depending on the position of the piston slide 44 The casing 47 is closed by a bottom 48, comprising a tubular part or body 62. A hollow piston 63 is mounted so as to be able to slide in this ttbulaire body 62 and comprises radial orifices 64, communicating with the peripheral groove 65, which in turn communicates with an orifice 66, formed in the tubular body 62 and starting from a channel 67, into which the pipe 29 opens.
The piston 63 has a friction tube 68, extending through the bottom of the piston, and a spring 69 is disposed between the piston 63 and a buffer 79, closing the end of the tubular body 62. A bellows 55 is attached to it. one end to the plug 48 and is closed at its other end by a bottom 56. This bottom 56 is connected by a rod 57 to the piston slide 44 and has a nozzle 58. A spring 60 is disposed between this bottom 56 and the cylindrical box 40, and an orifice 59 is formed in the casing 47 for the escape of oil therefrom. Orifices 59a are also made in the tubular body 62, to allow the passage of oil into the bellows 56.
In operation, a constant pressure drop is maintained through the friction tube 68 by the movement of the piston 63 against and under the action of the spring 69, and the oil, escaping from the friction tube 68, flows out.
<Desc / Clms Page number 13>
through the orifices 59a in the bellows 55 and oelui-oi through the nozzle 58 and the orifice 59 in the well 12a. The pressure 3, ¯ inside the bellows 55 is a function of the viscosity of the oil, as previously described, and this pressure produces a regulating movement of the piston slide 44, in combination with the spring 60, as previously. described.
If desired, the viscosity indicator can be connected via line 38 to bellows 55, to provide readings of the viscosity of the oil.
In each of the devices described above, the space between the friction tube and the nozzle constitutes a chamber, comprising an inlet orifice, which is constituted by the friction tube or the nozzle, and an orifice outlet, oonstitué by the nozzle or the friction tube. The pressure of the oil in this chamber is a function of the viscosity of the oil and is used either to actuate a distribution member (such as a piston spool or the like) to control the flow of oil. cold and hot oil at the pump to constitute the mixture to be supplied to the bearings, either to actuate an indicating device which indicates the viscosity of the oil, or to actuate both the distribution member and the indicating device .
CLAIMS.
1 - A device, sensitive to variations in the viscosity of a fluid, in a fluid circulation system, aerated by a chamber, through which the flow of the fluid is produced so that the pressure in This chamber is a function of the viscosity of the fluid, this chamber having a movable wall in relation to a device sensitive to pressure variations, as well as a device for opposing a displacement of this wall in one direction.