Régulateur centrifuge L'invention a pour objet un régulateur cen trifuge, servant à commander le débit d'un fluide, destiné, par exemple, à alimenter un servomoteur pour la régulation d'une machine.
Ce régulateur contrôle le débit d'un fluide en fonction de la vitesse et de l'accélération. Une forme d'accélération préférée de ce régula teur peut être facilement réglée en fonction de variables ou de paramètres supplémentaires. On peut y prévoir, notamment, un asservisse ment qui en limite les actions et évite des va riations de débit du fluide trop brutales.
Le régulateur centrifuge selon l'invention, comprenant un organe rotatif portant une masse déplaçable sous l'action de la force centrifuge, les déplacements de cette masse effectués con tre l'action d'une force de rappel étant trans mis à un élément de commande de la régulation disposé suivant l'axe de l'organe rotatif, est caractérisé par le fait que l'élément de com mande de la régulation est constitué par un premier tiroir d'un distributeur hydraulique, ce distributeur comprenant de plus un second ti roir contrôlant le débit du premier, et dont la position est déterminée par un dispositif sen sible à l'accélération de l'organe rotatif, de telle sorte que, pendant une accélération, les tiroirs fassent varier le débit du distributeur tous les deux dans le même sens,
au début du mouvement. Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution particulière de l'ob jet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue en perspective schématique montrant son utilisation pour ré gler le débit d'une turbine hydraulique.
La fig. 2 en est une vue en perspective re présentant une coupe par un plan médian hori zontal.
La fi-. 3 est une coupe verticale suivant III- III de la fig. 2.
La fig. 1 représente très schématiquement une installation de régulation du débit d'une turbine 1. L'ouverture de la turbine est com mandée par un levier 2 soulevant plus ou moins une tête 3 sous l'action d'un câble 4 passant sur une poulie 5 et tiré par l'axe 6 du piston 7 d'un servomoteur 8. Dans le cas de la figure, lorsque le piston 7 se déplace dans le sens de la flèche 9, l'ouverture de la turbine est modi fiée dans le sens d'une diminution de débit. Dans l'exemple représenté, le servomoteur 8 est à simple action, il est soumis, d'une part, à la poussée d'un ressort 10 et, d'autre part, à la pression d'un liquide régnant dans la cham bre 11 du servomoteur.
Si la pression dans la chambre 11 décroît, le ressort 10 déplace le piston 7 dans le sens de la flèche 9, et le débit de la turbine diminue ; si, par contre, la pres sion croit dans la chambre 11, le ressort 10 se comprime et le débit de la turbine augmente.
La pression du liquide est donnée par une pompe 12 prenant le liquide dans un bac 13 et l'envoyant, d'une part, vers la chambre 11 par une conduite 14, et d'autre part, vers le régulateur 15 par une conduite 16. Le régula teur a pour but essentiel de créer occasionnelle ment une fuite de liquide qui fait baisser la pression dans la chambre 11. Le liquide de fuite emprunte une conduite 17 pour retourner vers le bac 13.
Le régulateur 15 est commandé en fonc tion de la vitesse de la turbine, par l'intermé diaire d'un multiplicateur de vitesse 18 monté sur l'axe de la turbine, d'un arbre de sortie 19, de poulies 20 et 21, et d'une courroie 22.
La poulie 21 entraîne en rotation un pla teau 23 portant une chape 24 sur l'axe 25 de laquelle est articulé un levier 26 muni à l'une de ses extrémités d'une masse 27. Lorsque le plateau 23 tourne, la masse 27 est, dans le cas de la fig. 1, déplacée par la force centrifuge dans le sens de la flèche 28.
Les déplacements correspondants du levier 26 sont transmis à un tiroir 29 d'un distribu teur hydraulique par l'intermédiaire d'une arti culation 30, 31 et 32 et d'un roulement 33.
Le roulement a pour but d'éviter la trans mission au tiroir 29 du mouvement de rotation du plateau 23, seuls les déplacements axiaux se trouvant alors transmis.
Le tiroir 29 se déplace dans un second tiroir 34 solidaire d'un volant 35. Contraire ment au tiroir 29, le tiroir 34 est entraîné en rotation grâce à une tige 36 flexible et élastique réunissant obliquement le volant 35 au plateau 23. La tige 36 peut être encastrée dans le vo lant 35 et le plateau 23. Elle peut au contraire, suivant une variante de réalisation, n'être en castrée que dans l'un seulement de ces deux éléments et être simplement réunie à l'autre par l'intermédiaire d'une articulation.
Le tiroir 34 est percé d'orifices 37 et 38 par lesquels le liquide qui provient de la pompe 12 et qui est amené par la conduite 16 peut passer dans le carter du régulateur en emprun- tant des orifices de sortie 39. Bien entendu, ce passage n'est possible que si le tiroir 29 n'ob ture pas les orifices 37. L'obturation partielle des orifices 37 par le tiroir 29 détermine le réglage de la fuite de liquide et, par conséquent, la pression, et la position du piston 7, dans le servomoteur 8.
La position du tiroir 29 est déterminée par la vitesse de rotation de la turbine puisqu'elle dépend de la force centrifuge exercée sur la masse 27. La position du tiroir 34 est déter minée par l'accélération de la turbine. En effet, si la turbine est à vitesse constante, le plateau 23 entraîne le volant 35 par la tige 36 sans modification axiale de la position du tiroir 34, mais aussitôt que la vitesse de la turbine change et, par exemple, accélère, le plateau 23 tournant plus vite exerce momentanément une traction accrue sur la tige 36, car le volant 35 ayant une certaine inertie ne prend pas instan tanément la vitesse de rotation du plateau 23.
La tige 36 fléchit alors légèrement en exerçant une traction longitudinale instantanée sur le volant 35, ce qui déplace le tiroir 34 dans le sens de la flèche 40.
Si la vitesse de rotation de la turbine bais sait, le freinage du plateau 23 qui en résulterait ne se répercuterait pas instantanément sur le volant 35, et comme la tige 36 est oblique par rapport à l'axe des tiroirs, le redressement de cette tige aurait tendance à écarter le volant 35 du plateau 23 et à déplacer le tiroir 34 en sens contraire de la flèche 40.
En résumé, plus l'écart de vitesse est grand, plus le tiroir 29 se déplace vers la gauche de la fi-. 2 et augmente la fuite de liquide. En outre, plus l'accélération est importante, plus le tiroir 34 se déplace vers la droite de la fig. 2 et tend, par conséquent, elle aussi, à augmenter la fuite de liquide, c'est-à-dire à donner une diminution de vitesse.
Au contraire, pour un faible écart de vi tesse, la fuite est faible et, pour une décéléra tion, la fuite se trouve encore réduite.
Le régulateur représenté comporte de plus un ressort 41 tendant à déplacer le tiroir 29 vers la droite de la fig. 2, c'est-à-dire luttant contre la force centrifuge s'exerçant sur la masse 27. Ce ressort a pour but de fermer les orifices de fuite 37 lorsque la vitesse tend vers la vitesse de régime.
Ce ressort peut être utilisé pour doser l'ef fet tachymétrique du régulateur centrifuge. En effet, il suffit dans ce but de régler la tension initiale du ressort 41. Cette tension initiale est obtenue par des organes d'appui 42 constitués simplement par des goupilles fixées sur la tête 43 d'une tige filetée 44, et engagées entre les spires du ressort 41.
La tige filetée 44 est engagée dans un man chon taraudé 45 dont la périphérie porte une denture 46. D'autre part, la tige 44 comprend une rainure 47 dans laquelle est engagé un téton 48 fixé dans l'alésage d'un canon 49. Le téton 48 empêche la tige filetée 44 de tourner. Lorsque le manchon 45 tourne, il détermine par conséquent l'avancement de la tige 44 et le réglage de la compression du ressort.
Un autre réglage, accessoire, consiste, après avoir desserré la vis de blocage 50 du canon 49, à tourner ce canon pour faire avan cer plus ou moins les goupilles 42 dans les spires du ressort 41.
Le pignon 46 est commandé par un pignon 51 actionné par un bouton moleté 52.
On peut prévoir en outre un asservissement du régulateur de façon à éviter des actions trop importantes ou trop rapides du régulateur.
Comme représenté sur la fig. 1, l'axe 6 du piston du servomoteur peut agir sur un levier 53 par l'intermédiaire d'un câble 54'. Ce levier 53 est calé sur un distributeur secondaire 54 percé d'un conduit axial 55 et alimenté par des conduits 56 et 57 à partir de la canalisation 16 provenant de la pompe.
Le conduit axial 55 débouche par des ori fices 58 dans un manchon 59 muni de dégage ments 60. Lorsque les orifices 58 débouchent dans les dégagements 60, le liquide fuit, dans le carter du régulateur, pour être évacué par la canalisation 17 jusque dans le bac 13. On a ainsi une fuite supplémentaire qui double la fuite du liquide par les orifices 37.
Lorsque le levier 53 tourne dans le sens de la flèche 61, les orifices 58 ne débouchent plus que partiellement ou se trouvent obturés et la fuite par le dégagement 60 est donc partielle ment ou totalement supprimée.
La position du manchon 59 autour du dis tributeur 54 peut être modifiée pour régler les moments où la fuite supplémentaire commence par les orifices 58. Ce réglage est fait simple ment au moyen d'une tige filetée 62 engagée dans un manchon taraudé 63. Le manchon ta raudé est solidaire d'une tête de commande 64.
D'autre part, la tige filetée 62 est terminée par une tête 65 à pans coupés logée entre deux parties parallèles formant flasques du man chon 59. La tête 65 forme butée pour une tige 66 réunissant les deux flasques du manchon. Sur cette tige 66 est accroché un ressort 67 qui applique constamment la tige sur la tête 65.
En tournant la tête 64 dans un sens ou dans l'autre, on fait avancer ou reculer la tige filetée 62 et l'on fait, par conséquent, tourner le man chon 59 dans l'un ou l'autre sens autour du distributeur 54.
La position du manchon 59 peut être éga lement commandée en tenant compte d'une autre variable.
Par exemple, on peut désirer que si le ni veau amont du barrage baisse trop fortement, le débit de la turbine soit limité.
Pour limiter ce débit, on peut agir préci sément sur la fuite supplémentaire et l'augmen tation de cette fuite provoque le déplacement du piston 7 vers la droite de la fig. 1, ce qui détermine une réduction de la vitesse de la tur bine et de son débit. La commande de la posi tion du manchon 59 peut être faite à partir d'un flotteur 167 disposé à l'amont du bar rage et qui agit par l'intermédiaire d'un câble 68 sur un levier 69 du régulateur. Le levier 69 entraîne le manchon 59 dans sa rotation grâce à un taquet 70 pouvant venir repousser une tige 71 solidaire du manchon 59.
Enfin, il est possible de modifier automati quement la compression du ressort de rappel 41 du tiroir 29 en permettant au manchon ta raudé 45 de coulisser longitudinalement dans son palier, et en réglant sa position longitudi nale. Ce réglage est fait simplement par une butée constituée par un roulement 72 sur lequel vient prendre appui un téton 73 solidaire du manchon 45. Ce dispositif permet de modifier à volonté la vitesse de consigne de la turbine.
L'axe 74 du roulement est monté dans un support 75 déplaçable radialement sur l'extré mité du distributeur 54, pour que l'axe de ce dernier et l'axe 74 puissent être soit dans le prolongement l'un de l'autre, soit décalés l'un par rapport à l'autre. Une vis 76 assure le dé placement à volonté du support 75.
Lorsque le distributeur 54 tourne, et que l'axe 74 est décalé par rapport à l'axe du dis tributeur 54, le manchon 45 se déplace longi tudinalement et la compression du ressort 41 se trouve modifiée.
Le régulateur centrifuge qui vient d'être décrit permet donc, non seulement la régula tion d'une machine telle qu'une turbine par l'intermédiaire d'un servomoteur, mais permet en outre de tenir compte de variables ou de paramètres supplémentaires.
Le régulateur peut facilement être asservi comme il a été décrit en se référant à un cas particulier ; il est d'une construction simple et est relativement peu encombrant.