Dispositif émetteur d'impulsions électriques pour appareils indicateurs ou de commande
La présente invention a pour objet un dispositif à cellules photoélectriques utilisable pour la commande par impulsions électriques d'appareils ou ins lallations en fonction des variations d'une grandeur physique, telle que le niveau d'un liquide, ou pour indiquer la position, le sens de rotation ou le nombre de tours d'un organe. Ce dispositif fournit, en fonction de la position de l'organe à contrôler ou de l'organe asservi à la grandeur physique, une impulsion électrique au moment où cet organe atteint une position déterminée auquel il devra tre relié mécaniquement. De préférence, le dispositif sera construit pour tre sensible à plusieurs positions de l'organe en question.
Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé par deux groupes photoélectriques situés l'un à côté de l'autre, par un dispositif obturateur appelé à coopérer avec ces deux groupes et comprenant un organe rotatif, destiné à tre relié mécaniquement à l'organe à contrôler ou à un organe asservi à la grandeur physique, cet organe rotatif présentant au moins un trou passant devant les cellules photoélectriques lors des déplacements de l'organe rotatif, sur lequel est monté au moins un volet basculant qui masque normalement ledit trou et présente lui-mme un trou qui se déplace devant le trou de l'organe rotatif lors du basculement du volet,
le tout agencé de manière que ce basculement ait lieu brusquement lorsque le trou de l'organe rotatif est en regard de l'une des cellules pour provoquer l'émission d'une impulsion et que l'une des cellules soit excitée dans un sens de rotation de l'organe rotatif et l'autre dans l'autre sens de rotation.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention.
La fig. 1 montre le dispositif en élévation et partiellement en coupe.
La fig. 2, le mme dispositif en élévation, vue depuis la gauche par rapport à la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de face d'un élément du dispositif après enlèvement d'une demi-coquille, et
la fig. 4, une vue schématique concernant une des applications possible du dispositif de commande.
Le dispositif représenté aux fig. 1 à 3 comprend un socle 1 duquel se dressent deux joues verticales 2 placées en regard et portant chacune une douille 3 contenant un roulement à billes 4. Ces roulements 4 sont calés sur un arbre 5 sur une extrémité duquel est montée une poulie à gorge 6 qui reçoit un câble 13 accroché d'une part à un flotteur 15 et d'autre part à un contrepoids 14 (fig. 4). La poulie pourrait tre prévue pour recevoir une chaîne de Galle.
Sur cet arbre 5 est calé un dispositif obturateur qui se présente sous la forme d'un disque 7 coopérant avec deux groupes photoélectriques 9/10 comprenant chacun une lampe électrique 9 et une cellule photoélectrique 10. Ces deux groupes sont montés sur les branches d'un étrier 8 embrassant les joues 2 ; les branches de l'étrier 8 sont en forme de secteur circulaire et sont pivotées sur les douilles 3. L'étrier peut donc tre déplacé angulairement autour de l'axe de l'arbre 5 en vue du réglage de sa position; une vis 11 dont la tige traverse une fente arquée t la permet de bloquer l'étrier.
Au lieu de monter les deux groupes photoélec- triques avec un écart angulaire fixe sur un seul étrier on pourrait prévoir un étrier pour chaque groupe et faire varier l'écart angulaire entre les groupes photoélectriques.
Le disque 7 intercepte les rayons émis par les lampes 9 en direction des cellules 10. Ce disque comprend une couronne de trous 22, placés sur une circonférence dont le rayon est égal à la distance des groupes photoélectriques de l'axe de l'arbre 3. Lors que l'un de ces trous 22, lors de la rotation du disque 7, se trouve entre une lampe 9 et sa cellule 10, la lumière peut frapper la cellule. Mais afin que la cellule ne donne qu'une brève impulsion à un moment bien déterminé, et aussi pour que l'une des cellules soit excitée lorsque le disque tourne en sens horaire et l'autre lorsque le disque tourne en sens contraire, ce qui permet au dispositif de déceler le sens de rotation et de donner une commande en conséquence, chaque trou 22 est équipé d'un organe obturateur, constitué par un volet en forme de secteur circulaire 20.
Le disque 7 est constitué par deux demi-coquilles 7a et 7b délimitant une cavité cylindrique. Ces demicoquilles sont assemblées bord contre bord par cinq vis transversales 23 situées sur la circonférence des trous 22. Chaque volet 20 est articulé par son extrémité sur un pivot 24 placé près du centre du disque et présente un trou 21 destiné à passer devant le trou 22 lorsqu'il bascule de l'une à l'autre de deux positions extrmes délimitées par les tiges des vis d'assemblage 23. Comme on peut aisément s'en rendre compte en examinant la fig. 3, en supposant que le disque tourne dans le sens horaire, on constate que les volets occupent l'une ou l'autre de leurs positions extrmes selon que leur centre de gravité est à droite ou à gauche de la verticale passant par leur pivot 24.
Les volets I, II et V s'appuient contre la vis de butée arrière (par rapport au sens de rotation) tandis que les volets III et IV butent contre les vis de butée avant. Le volet II vient d'arriver dans une position telle que son équilibre est instable, position dans laquelle le trou 22 correspondant se trouve en face de la cellule de droite (fig. 2). Le trou 22 est encore bouché. I1 suffit toutefois d'un petit déplacement ultérieur du disque 7 pour que le centre de gravité du volet II passe à droite de la verticale v passant par son pivot; si ce déplacement ultérieur a lieu, le volet bascule rapidement et découvre pendant un instant le trou 22 au moment où son propre trou 21 défile devant le trou 22.
Les rayons émis par la lampe 9 atteignent alors la cellule 10 qui émettra une impulsion électrique qui sera utilisée pour effectuer une commande par exemple.
En modifiant la forme du trou 21 des volets 20, on pourrait raccourcir ou allonger la durée du passage du rayon émis par la lame 9 et par conséquent modifier la durée de l'impulsion électrique.
Si le disque 7 continue à tourner, ce sera au tour du volet I à entrer en fonction et ainsi de suite. Si le disque tourne dans le sens opposé, les volets 20 travailleront de la mme manière, en basculant naturellement dans l'autre sens, lorsqu'ils dépasseront la position symétrique à celle occupée sur le dessin par le volet II, et coopéreront alors avec l'autre groupe photoélectrique (celui de gauche dans la fig. 2).
Si l'on considère l'application montrée à la fig. 4, lorsque le flotteur 15 descend à la suite de la diminution du niveau dans le réservoir auquel le dispositif de commande est appliqué, le disque 7 tourne et, à un moment donné, une impulsion est délivrée par l'une des cellules 10, ce qui, par l'intermédiaire d'un sélecteur et d'un relais par exemple, fera entrer en service une pompe d'alimentation. Si le niveau continue à diminuer, le disque 7 continuera à tourner dans le mme sens et il arrivera un moment où le volet suivant fonctionnera et fera émettre une nouvelle impulsion à la mme cellule, ce qui aura pour conséquence la mise en marche d'une deuxième pompe.
Si, maintenant, le niveau recommence à monter, le disque 7 se mettra à tourner dans le sens opposé; le dernier volet qui a basculé fonctionnera une deuxième fois en basculant dans l'autre sens et découvrira le trou 22 au moment où celui-ci est en regard de l'autre cellule 10. Celle-ci émettra alors une impulsion qui provoquera l'arrt de la deuxième pompe, et ainsi de suite.
Le dispositif décrit peut aussi servir à indiquer la position d'un organe (par exemple vanne ouverte ou fermée et degré d'ouverture) en provoquant l'allumage ou l'extinction de lampes indicatrices de position; le sens de rotation d'un organe, l'une des cellules allumant une première lampe et l'autre cellule éteignant la première et en allumant une deuxième, et vice versa; le nombre de tours d'un organe en fournissant une impulsion pour chaque tour ou pour chaque dizaine, centaine, etc.
Le disque du dispositif représenté n'a que cinq volets, mais comme ceux-ci entrent cycliquement en action, le dispositif peut provoquer un nombre indéfini de commandes ou indiquer un nombre indéfini de positions.
Electrical pulse transmitter device for indicating or control devices
The present invention relates to a device with photoelectric cells which can be used for the control by electrical pulses of devices or installations as a function of variations in a physical quantity, such as the level of a liquid, or for indicating the position, the direction of rotation or the number of revolutions of an organ. This device supplies, as a function of the position of the organ to be controlled or of the organ slaved to the physical quantity, an electric pulse when this organ reaches a determined position to which it must be mechanically connected. Preferably, the device will be constructed to be sensitive to several positions of the organ in question.
According to the invention, this device is characterized by two photoelectric groups located one next to the other, by a shutter device called upon to cooperate with these two groups and comprising a rotary member, intended to be mechanically connected to the member. to be controlled or to a member slaved to the physical magnitude, this rotary member having at least one hole passing in front of the photoelectric cells during the movements of the rotary member, on which is mounted at least one tilting flap which normally masks said hole and has itself a hole which moves in front of the hole in the rotary member when the shutter is tilted,
the whole arranged so that this tilting takes place suddenly when the hole of the rotary member is opposite one of the cells to cause the emission of a pulse and that one of the cells is excited in a direction of rotation of the rotary member and the other in the other direction of rotation.
The appended drawing shows, by way of example, one embodiment of the device which is the subject of the invention.
Fig. 1 shows the device in elevation and partially in section.
Fig. 2, the same device in elevation, seen from the left with respect to FIG. 1.
Fig. 3 is a front view of an element of the device after removal of a half-shell, and
fig. 4, a schematic view relating to one of the possible applications of the control device.
The device shown in FIGS. 1 to 3 comprises a base 1 from which stand two vertical cheeks 2 placed opposite and each carrying a sleeve 3 containing a ball bearing 4. These bearings 4 are wedged on a shaft 5 on one end of which is mounted a grooved pulley 6 which receives a cable 13 hooked on the one hand to a float 15 and on the other hand to a counterweight 14 (FIG. 4). The pulley could be designed to receive a Galle chain.
On this shaft 5 is wedged a shutter device which is in the form of a disc 7 cooperating with two photoelectric groups 9/10 each comprising an electric lamp 9 and a photoelectric cell 10. These two groups are mounted on the branches of a stirrup 8 embracing the cheeks 2; the branches of the caliper 8 are in the form of a circular sector and are pivoted on the bushes 3. The caliper can therefore be moved angularly around the axis of the shaft 5 with a view to adjusting its position; a screw 11, the rod of which passes through an arcuate slot t la enables the caliper to be blocked.
Instead of mounting the two photoelectric groups with a fixed angular distance on a single bracket, one could provide a bracket for each group and vary the angular difference between the photoelectric groups.
The disc 7 intercepts the rays emitted by the lamps 9 in the direction of the cells 10. This disc comprises a ring of holes 22, placed on a circumference whose radius is equal to the distance of the photoelectric groups from the axis of the shaft 3 When one of these holes 22, during the rotation of the disc 7, is between a lamp 9 and its cell 10, the light can strike the cell. But so that the cell gives only a brief impulse at a specific time, and also so that one of the cells is excited when the disc rotates clockwise and the other when the disc rotates in the opposite direction, which allows the device to detect the direction of rotation and to give a command accordingly, each hole 22 is equipped with a shutter member, consisting of a flap in the form of a circular sector 20.
The disc 7 is formed by two half-shells 7a and 7b defining a cylindrical cavity. These half-shells are assembled edge to edge by five transverse screws 23 located on the circumference of the holes 22. Each flap 20 is articulated by its end on a pivot 24 placed near the center of the disc and has a hole 21 intended to pass in front of the hole 22. when it switches from one to the other of two extreme positions delimited by the rods of the assembly screws 23. As can easily be seen by examining FIG. 3, assuming that the disc rotates clockwise, it can be seen that the shutters occupy one or the other of their extreme positions depending on whether their center of gravity is to the right or to the left of the vertical passing through their pivot 24 .
Flaps I, II and V rest against the rear stop screw (relative to the direction of rotation) while flaps III and IV abut against the front stop screws. The flap II has just arrived in a position such that its equilibrium is unstable, a position in which the corresponding hole 22 is located opposite the cell on the right (FIG. 2). Hole 22 is still blocked. However, a small subsequent displacement of the disc 7 is sufficient for the center of gravity of the shutter II to pass to the right of the vertical v passing through its pivot; if this subsequent displacement takes place, the shutter swings rapidly and for an instant uncovers the hole 22 at the moment when its own hole 21 passes in front of the hole 22.
The rays emitted by the lamp 9 then reach the cell 10 which will emit an electric pulse which will be used to carry out a command, for example.
By modifying the shape of the hole 21 of the flaps 20, one could shorten or lengthen the duration of the passage of the ray emitted by the blade 9 and consequently modify the duration of the electric pulse.
If disc 7 continues to spin, it will be the turn of shutter I to start working and so on. If the disc rotates in the opposite direction, the flaps 20 will work in the same way, by tilting naturally in the other direction, when they exceed the position symmetrical to that occupied in the drawing by the flap II, and will then cooperate with the other photoelectric group (the one on the left in fig. 2).
If we consider the application shown in fig. 4, when the float 15 descends as a result of the decrease in the level in the tank to which the control device is applied, the disk 7 rotates and at a given moment a pulse is delivered by one of the cells 10, this which, by means of a selector and a relay for example, will activate a feed pump. If the level continues to decrease, the disc 7 will continue to rotate in the same direction and there will come a moment when the next shutter will operate and cause the same cell to emit a new pulse, which will result in the activation of a second pump.
If now the level starts to rise again, disc 7 will start to rotate in the opposite direction; the last shutter which has tilted will operate a second time by tilting in the other direction and will discover the hole 22 when the latter is opposite the other cell 10. The latter will then emit a pulse which will cause the stop of the second pump, and so on.
The device described can also be used to indicate the position of a member (for example open or closed valve and degree of opening) by causing the lighting or extinction of position indicator lamps; the direction of rotation of an organ, one of the cells lighting a first lamp and the other cell turning off the first and lighting a second, and vice versa; the number of revolutions of an organ providing an impulse for each revolution or for each tens, hundreds, etc.
The disk of the device shown has only five flaps, but since these come into action cyclically, the device can cause an indefinite number of commands or indicate an indefinite number of positions.