Amplificateur à fluide
La présente invention a pour objet un amplificateur à fluide pouvant être agencé de manière à lui permettre de réaliser des fonctions analogues à certaines fonctions réalisées actuellement par des circuits électroniques.
L'amplificateur faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un ajutage principal pour diriger un courant de fluide dans une chambre de l'extrémité aval de laquelle partent deux canaux de réception du fluide, dirigeant celui-ci dans deux passages de sortie dans l'un au moins desquels s'écoule un courant de sortie de l'amplificateur, et un ajutage de commande permettant de dévier le courant venant de l'ajutage principal de façon à faire varier les quantités respectives de fluide envoyées dans les canaux de réception et par conséquent le courant de sortie de l'amplificateur, au moins une partie d'au moins une paroi latérale de la chambre étant espacée latéralement d'une surface engendrée par une génératrice s'appuyant sur le contour de l'orifice de l'ajutage principal, et parallèle à l'axe de cet orifice.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, cinq formes d'exécution de l'amplificateur objet de l'invention et des installations comprenant certaines de ces formes d'exécution.
La fig. 1 est une vue en plan de la première forme d'exécution.
La fig. 1A est une vue en bout, à plus petite échelle, correspondant à la fig. 1.
La fig. 2 est une vue en plan de la seconde forme d'exécution.
La fig. 2A est une vue en bout, à plus petite échelle, correspondant à la fig. 2.
La fig. 3 représente schématiquement une installation comprenant la forme d'exécution représentée à la fig. 2.
La fig. 4 représente une installation comprenant les formes d'exécution des fig. 1 et 2.
La fig. 5 est une vue schématique partielle de la troisième forme d'exécution.
La fig. 6 est une vue en plan de la quatrième forme d'exécution.
La fig. 6A est une vue en plan partielle correspondant à la fig. 6.
La fig. 7 représente une installation destinée à utiliser la forme d'exécution représentée à la fig. 6.
La fig. 8 représente une vue en plan partielle de la cinquième forme d'exécution.
Les fig. 1 et 1A représentent un amplificateur à fluide à plusieurs états stables. Cet amplificateur 10 est formé par trois plaques planes 11, 12 et 13, respectivement. La plaque 13 est disposée entre les plaques 11 et 12 et est fortement serrée entre ces deux plaques par des vis 44.
Les plaques 11, 12 et 13 peuvent être par exemple, en métal, en matière plastique ou en céramique. Sur le dessin, on a représenté les plaques 11, 12 et 13 comme étant en une matière plastique transparente. I1 est évident que les plaques peuvent être scellées les unes aux autres par exemple par un adhésif.
Une découpure dans la plaque 13, forme une chambre 14 constituant une région de réception, un conduit 15 d'alimentation en fluide, un conduit de commande 16 et des canaux de réception 17 et 18. Les conduits 15 et 16 sont voisins l'un de l'autre. La pression totale du fluide fourni par le conduit d'alimentation 15 est désignée ci-après par PSn. Les conduits 15 et 16 comportent des ajutages étranglés d'alimentation et de commande lSa et 1 6a respectivement qui débouchent dans la chambre 14.
Les extrémités d'entrée 15b et 16b des conduits 15 et 16 communiquent avec des alésages 20 et 21 respectivement (fig. 1A) ménagés dans la plaque 12. Les extrémités de sortie 17b et 18b des canaux 17 et 18, respectivement, communiquent avec des alésages 22 et 23 respectivement ménagés dans la plaque 12.
Des orifices 1 7a et 1 8a terminent les canaux 17 et 18 respectivement et sont espacés symétriquement par rapport au conduit 15. Une paroi 120 est utilisée pour faire varier la symétrie entre les orifices 17a et 18a et les canaux 17 et 18. La surface d'attaque de la paroi 120 définit l'entrée des orifices 17a et 18a. Les deux orifices 17a et I 8a présentent une section droite identique. Deux parois latérales divergentes 19 et i 9a formant la chambre 14 se raccordent aux parois externes des extrémités de sortie 17b et 18b des canaux 17 et 18 et forment une surface continue régulière avec ces dernières.
Les alésages 20, 21 et 23 sont taraudés de façon à pouvoir maintenir étroitement des tubes 25, 26 et 28, qui sont filetés extérieurement, dans leurs alésages respectifs.
L'extrémité du tube 25 s'étendant à partir de la plaque 12 est fixée à une source de fluide sous pression 31. Le fluide sous pression peut être de l'air ou un autre gaz, ou encore de l'eau ou un autre liquide. Un gaz, avec ou sans particules solides ou liquides, s'est avéré très satisfaisant.
On peut utiliser un gaz dans le conduit de commande 16 pour régler l'écoulement d'un liquide provenant du conduit 15, ou inversement. Egalement, le liquide peut comporter des particules solides ou des bulles de gaz entraînées. Une vanne 62 de réglage de fluide est utilisée conjointement à la source 31 pour assurer un écoulement continu du fluide à une pression constante. Ces vannes de réglage du fluide sont classiques.
L'amplificateur comprend encore une source de fluide sous pression 32, de n'importe quel type comme la source 31. Un dispositif 33 permet de provoquer une variation de la pression du fluide dans le tube 26. La source 32 et le dispositif 33 permettent donc ensemble de produire une variation de la quantité ou de la pression du fluide dans le tube 26.
Envisageons la commande de la couche limite entre le courant d'alimentation (conduit 15) et le courant de commande (conduit 16). Lorsqu'un fluide sous pression est appliqué au conduit de commande 16, il se produit une modification de l'écoulement à travers le conduit d'alimentation 15. Initialement le jet d'alimentation passe à travers la région de réception en n'étant sensiblement pas dévié. Par suite d'une action visqueuse entre le fluide du jet d'alimentation et le fluide de commande, ce dernier est accéléré dans le sens du jet d'alimentation par suite de l'échange de forces vives. Cet entraînement du fluide de commande entourant le jet d'alimentation transporte le fluide de commande de chaque côté de ce jet vers l'extérieur de la région 14.
Cette action diminue la pression régnant de chaque côté du jet d'alimentation et le fluide à contre-courant provenant des canaux 17 et 18 s'écoule à travers les orifices 17a et 1 8a parallèlement aux parois de la région 14 pour remplacer le fluide entraîné et évacué par le jet d'alimentation.
L'écoulement du courant d'alimentation à travers la chambre 14 y crée une turbulence et par conséquent il se produit des perturbations dues à une différence de pression perpendiculairement au jet d'alimentation. Les perturbations de pression dévient légèrement ce jet en une forme d'écoulement asymétrique. L'effet d'asymétrie augmente avec l'augmentation de la longueur effective des parois latérales. Cette longueur peut être établie en limitant physiquement la longueur des parois latérales, en modifiant l'inclinaison des parois latérales de façon que la divergence des parois latérales augmente (fig. 1) ou diminue à volonté, ou par la disposition du bord d'attaque de la paroi 120 par rapport à l'orifice de l'aju- tage 15a en utilisant la paroi comme un écran entre le jet d'alimentation et l'une des parois latérales 19 ou 19a.
Ainsi la réaction ou le degré d'asymétrie du courant d'alimentation qui se développe pour une combinaison donnée de la déviation de ce courant et de l'écoulement de commande est réduite par une diminution de la longueur effective de la paroi 19 ou 19a, ou en donnant à l'angle de divergence des parois latérales une grande valeur, ou en amenant le bord d'attaque de la paroi 120 plus près de l'orifice de l'ajutage 15a. L'asymétrie susmentionnée peut exister en l'absence de tout écoulement de fluide de commande dans le conduit de commande 16 ou hors de ce dernier par l'intermédiaire de l'ajutage de commande 16a. Les relations supplémentaires existant entre la longueur effective des parois latérales et les caractéristiques de fonctionnement sont décrites ultérieurement.
On suppose aux fins de la description que la déviation se fait en direction de la paroi latérale 19. Cette déviation diminue la zone comprise entre le courant d'alimentation et la paroi latérale 19 et empêche ou réduit le contre-courant provenant de l'orifice 17a dans la région limite de droite définie par la paroi latérale de droite 19, la paroi d'extrémité de la région de réception et le courant d'alimentation. région qui est vidée par l'entraînement du courant d'alimentation. Inversement, le contrecourant s'écoulant le long de la paroi 19a dans la région de la couche limite de gauche est facilité par l'augmentation concurrente de la zone comprise entre la paroi latérale 1 9a et le courant d'alimentation, à travers laquelle le fluide peut s'écouler dans la région limite de gauche à mesure qu'il est évacué par le courant d'alimentation.
La mesure dans laquelle cette différence de pression dans le sens transversal se maintient, dépend de l'écoulement effectif du fluide pour chacune des deux régions limites opposées. Par exemple, sur la fig. 1, la distance comprise entre le bord d'attaque de la paroi 120 et les parois latérales 19 et 1 9a est grande par rapport à la largeur de l'orifice de l'ajutage 15a (TwL + Top). Par conséquent, en cas de faible déviation du jet d'alimentation par rapport à l'axe du conduit 15. il se produit un intervalle entre le courant d'alimentation et la paroi latérale. Une situation analogue se présente lorsque les parois latérales 19 ou 19a se terminent à un endroit plus rapproché de l'ajutage 15a que le bord d'attaque de la paroi 120.
Dans ce cas, le fluide peut s'écouler à travers cet intervalle pour augmenter la pression de la région limite de la même façon que l'écoulement de commande dans la région limite de droite par l'intermédiaire de l'ajutage de commande 16a augmenterait la pression de la région limite. L'écoulement à partir d'une ouverture de réception dans la région limite est désigné comme un contre-courant. Dans cet exemple.
le contre-courant réduit la tendance à diminuer davantage la pression effective de la région limite. Cet effet du réglage de la couche limite peut être utilisé pour limiter la réaction et fournir un réglage continuellement variable de la déviation du courant d'alimentation et par conséquent de l'amplitude du signal de sortie.
Il est évident qu'à mesure que l'intervalle entre la paroi latérale 19 et le courant d'alimentation diminue de plus en plus, I'écoulement net vers la couche limite de droite est de plus en plus modifié. Cette modification a pour résultat de diminuer la pression effective sur le côté de droite, tandis que la pression effective de la région limite de gauche tend à augmenter en se rapprochant du niveau de pression du fluide ambiant qui, dans le cas de la fig. 1, est la contre-pression du canal 18. La force transversale ainsi obtenue incline le courant de puissance en direction de la paroi 19. Lorsque la paroi latérale 19 ou 19a est suffisamment rapprochée du bord menant de la paroi 120, L'action cumulative assure que le courant d'alimentation vient en contact avec la paroi 19 au point de fixation .
Lorsque cela se produit, le courant d'alimentation établit une région ou couche limite hermétique définie par la paroi d'extrémité de la région de réaction, la paroi latérale 19 et le courant d'alimentation. L'écoulement dans la région limite hermétique à partir de l'orifice de réception 17a est maintenant sensiblement interrompu et la pression régnant dans cette couche limite est de plus en plus réduite par l'entraînement du courant d'alimentation. Par suite, le point de fixation se déplace de façon à se rapprocher de la sortie de l'ajutage d'alimentation 15a.
Il est possible de modifier la pression effective de la région limite de droite (au voisinage de la paroi 19) en introduisant un fluide de commande par l'intermédiaire de l'ajutage de commande 16a de façon à augmenter la pression effective de la région limite de droite et à dévier le courant d'alimentation en direction de la paroi latérale 19a. De façon analogue, il est possible d'évacuer le fluide de la région limite de droite par l'intermédiaire de l'ajutage de commande 16a de façon à réduire la pression effective de la région limite de droite et à dévier le courant d'alimentation en direction de la paroi latérale de gauche.
On peut appliquer ces signaux de commande en réponse à un moyen de commande classique ou en tant que signaux de sortie d'un autre amplificateur à fluide (qui se présentent sous forme d'un changement de la pression, du débit ou de la puissance du fluide) qui sont appliqués à l'ajutage de commande 16.
On va supposer qu'un signal de commande est appliqué par l'intermédiaire du conduit 16 et de l'ajutage de commande 1 6a de façon à dévier le courant d'alimentation en direction de la paroi latérale 1 9a. Une plus grande partie du courant d'alimentation s'écoule vers l'orifice 1 8a que vers l'orifice 17a. Si la contre-pression du canal de sortie 18 est augmentée par exemple par un blocage du tube 23, une augmentation de pression ainsi obtenue est renvoyée le long de la paroi 19a vers la couche limite de gauche, en augmentant la pression effective de la région limite.
Suivant le taux de l'écoulement du fluide de commande à partir de l'ajutage de commande 16a, on peut appliquer un taux de charge antagoniste ou de contre-pression, par exemple par suite de ce blocage, pour fournir un autre type d'action de commande dans lequel le courant d'alimentation est dévié à l'écart de la paroi 19a en réponse au signal de commande de contrepression.
La forme d'exécution de la fig. 2, au lieu de présenter des parois latérales à courbure variable, comprend des parois latérales planes divergentes entre la sortie de l'ajutage 15a et l'emplacement du bord menant de la paroi 120. De plus, on prévoit un second orifice de commande de gauche 132a, de façon que des signaux de commande appliqués au conduit de commande 16 puissent être soumis à l'opposition de signaux de commande analogues appliqués à un conduit de commande 132. I1 estévident qu'on peut prévoir plus d'un orifice de commande et qu'on peut appliquer son signal de commande à une ou à toutes les régions limites, comme le montre la fig. 5.
L'amplificateur 10a des fig. 2 et 2A est une variante de l'amplificateur à plusieurs états stables représenté sur les fig. 1 et 1A, des numéros de référence identiques désignant des éléments analogues. Dans l'amplificateur 10a, le second conduit de commande 132 est disposé horizontalement en regard du conduit de commande 16.
Les ajutages de commande 16a et 132a ont sensiblement le même diamètre et débouchent dans la région de réception. L'extrémité d'entrée 132b du conduit 132 communique avec un tube 47 fixé par filetage dans un alésage 34. Une source 32a de fluide sous pression et un dispositif 33a sont équivalents à la source 32 et au dispositif 33, respectivement. Une soupape de réglage du fluide 62 permet d'envoyer dans l'amplificateur 10a une pression de fluide constante à partir de la source 31.
Sur la fig. 2, le bord d'attaque de la paroi 120 se trouve à une distance correspondant à huit largeurs de l'ajutage 15a à partir de la sortie de cet ajutage. L'angle compris entre l'axe c-c de l'ajutage 15a et la paroi latérale 19 est désigné par BR et est égal à 120 environ.
L'ensemble est sensiblement symétrique autour de l'axe du conduit d'alimentation 15. Ces dimensions fournissent un ensemble qui présente un effet de blocage dans lequel le jet d'alimentation se fixe à l'une ou l'autre des parois latérales 19 ou 19a par suite de la dissymétrie d'entraînement en l'absence d'un signal de commande ou en réponse à un signal de commande et reste dans cet état d'écoulement, même si tous les signaux de commande cessent. Lors de l'application d'un signal de commande opposé d'une amplitude suffisante, I'écoulement du courant d'alimentation est aiguillé vers le canal de sortie opposé, de sorte que l'on peut obtenir une action du type basculeur ou bistable.
Lorsque le courant d'alimentation est dévié par exemple en direction de la paroi latérale 19 par une différence de pression effective transversale entre les régions limites, le courant d'alimentation est incurvé et a souvent une composante de vitesse en direction de la paroi latérale au point de fixation.
Dans ce cas, lorsque le courant d'alimentation se fixe à la paroi latérale 19, il se produit une répartition locale de la pression qui modifie cette composante de l'écoulement local du courant d'alimentation. Cette augmentation de la pression locale réagit dans la région limite
adjacente et contraint le niveau de pression de la région limite à être supérieur à ce qu'il aurait été si l'écoulement local du courant d'alimentaion était parallèle à la paroi latérale au point de fixation. Cet effet et les particularités de réaction précédemment décrites des divers écoulements de fluide limitent le point de fixation par rapport à la distance minimum à partir du plan d'évacuation de l'ajutage d'alimentation pour toute configuration particulière et forces vives du courant d'alimentation.
On appelle recul la distance (SL OU SR) qui sépare latéralement l'extrémité d'une paroi latérale du bord correspondant de l'ajutage de commande 15a. Si la distance de recul de la fig. 1 est ramenée à celle de la fig. 2, le point de fixation est plus rapproché de la sortie de l'ajutage pour une force vive initiale donnée du courant d'alimentation, attendu que la distance transversale
sur laquelle le courant doit être dévié est réduite.
Il est également évident que dans l'amplificateur
représenté sur la fig. 2, pour un recul donné, la distance
du point de fixation à partir de la sortie de l'ajutage
d'alimentation augmente à mesure que l'angle de diver
gence BR des parois latérales augmente. Bien que la
fig. 2 montre des angles de divergence B de l'ordre de
12 degrés et que la fig. 3 montre des angles de diver
gence B de zéro degré environ, il est évident qu'on peut
recourir à d'autres angles. Par exemple, pour un type de fluide, une vitesse de fluide et un état thermodynamique du fluide donnés, les paramètres de dimensions précédemment décrites sont des paramètres du comportement d'un amplificateur.
On va examiner par exemple un amplificateur qui présente une paroi de gauche avec un recul nul, un angle de divergence BL nul de la paroi de gauche et pas de longueur effective de la paroi latérale de droite, c'est-à-dire que Bp est égal à 900. Lors que le courant d'alimentation est amorcé, il se bloque sur la paroi de gauche 19a. Ensuite, pour plus de clarté, on suppose qu'on fait tourner lentement cette paroi latérale 19a dans le sens sinistrorsum autour de son point de jonction avec la paroi d'extrémité de la région de réception 14.
Le courant d'alimentation reste bloqué sur la paroi latérale 19a jusqu'à ce qu'on dépasse un angle
Bf auquel ce courant se détache de la paroi latérale lésa. Lorsque BL est plus grand que BLma,, le courant peut être dévié à une configuration d'écoulement fixé ou attaché par un signal de commande, mais se détache lorsque le signal de commande cesse. On suppose ensuite que B, est plus petit que BLma2;. Dans ce cas généralisé, le courant d'alimentation ne se fixe pas de nouveau en l'absence d'un signal de commande. BL doit être encore diminué à une valeur BLmin à laquelle le courant d'alimentation se fixe de nouveau en l'absence d'un signal de commande.
En supposant que Br est plus petit que BLm , et plus grand que B,,,,,, le courant d'alimentation peut par conséquent être dévié dans un état de blocage par un signal de commande et rester bloqué lorsque le signal de commande cesse.
La plus grande partie de la description précédente concerne des jets noyés, par exemple un jet de liquide entouré par un liquide ambiant ou un jet de gaz entouré par un gaz ambiant. Les propriétés du fluide du jet d'alimentation et les propriétés du fluide ambiant sont des paramètres des caractéristiques d'entraînement.
Ainsi, ces propriétés affectent les caractéristiques de fonctionnement de la région de réception. Un effet extrême de ces paramètres se produit lorsque le jet de puissance est liquide et que le fluide environnant est gazeux ou est une vapeur. Cet état extrême est connu en pratique sous le nom de jet libre . Les valeurs finies de BrI . et BI sont habituellement différentes pour un jet libre et pour un jet noyé. L'angle de fixation Bt ill est aussi généralement beaucoup plus petit pour un écoulement de jet libre que pour un écoulement de jet noyé. Ainsi. pour une caractéristique de fonctionnement donnée, il est important de savoir que la forme détaillée de la région de réception nécessaire est fonction des propriétés du fluide ambiant, ainsi que des propriétés du fluide du jet d'alimentation.
Un effet supplémentaire est dû au fait de l'inclinaison des parois latérales au point de fixation. L'inclinaison de ce point des parois latérales dans le sens de la déviation du courant d'alimentation diminue le changement de la pression statique locale engendrée par la fixation du courant d'alimentation sur la paroi latérale par rapport à la pression qui est engendrée par la fixation au même emplacement spatial pour une paroi latérale qui est parallèle à l'axe du conduit 15. Cette variable permet d'engendrer une pression effective encore plus faible dans la région limite adjacente.
En se référant de nouveau aux fig. 2 et 2A, il est important de pouvoir appliquer un signal de commande par une combinaison d'écoulements par l'intermédiaire des ajutages de commande, oli chaque écoulement de commande peut être un écoulement dans les régions limites ou hors de ces dernières. En outre, I'écoulement de commande affecte le trajet d'écoulement du courant d'alimentation, même si l'écoulement de commande ne présente pas de composante de force vive perpendiculairement au sens initial du courant d'alimentation lorsque le fluide de commande sort des conduits de commande ou pénètre dans ces derniers. Un fluide de commande présentant une composante transversale de force vive peut être toutefois utilisé en coopération avec les caractéristiques de commande de la couche limite pour améliorer les caractéristiques de fonctionnement de l'amplificateur.
Ainsi ces ensembles peuvent utiliser une combinaison des effets de commande de la couche limite et de la force vive.
Certains de ces effets de commande de la couche limite font appel à un échange de forces vives entre le jet d'alimentation et son fluide environnant. Un échange de forces vives ou entraînement se produit à divers degrés chaque fois qu'un jet de fluide passe à travers une région qui n'est pas à une pression nulle. Cet entraînement, ainsi que les pertes du type par friction, etc., altèrent le courant d'alimentation à mesure qu'il se déplace à l'écart de la sortie du conduit d'alimentation. Ces pertes augmentent avec la distance à partir de la sortie de ce conduit et par conséquent, comme constatation générale du point de vtse du niveau de pression de sortie et du niveau de puissance de sortie, il est avantageux dans certaines limites, de situer les ouvertures de réception aussi près que possible de la sortie du conduit d'alimentation.
L'emplacement des orifices de réception 17a et 18a de la fig. 2 est déterminé par le bord d'attaque de la paroi 120, attendu que pour obtenir des caractéristiques de blocage, le sommet de la paroi 120 doit se trouver relativement près du point de fixation du courant d'alimentation ou en aval de ce dernier. Ainsi, de façon générale pour les amplificateurs à blocage du tvpe représenté sur la fig. 2.
il est avantageux de contraindre la fixation à se produire près de la sortie du conduit d'alimentation.
Comme précédemment indiqué, le fonctionnement d'un amplificateur particulier est également fonction de la pression du courant d'alimentation. Le fonctionnement de l'amplificateur des fig. 2 et 2A décrit ci-dessus dépend du fait que le courant d'alimentation ne vient pas en contact concurremment avec les deux parois latérales 19 et i 9a lorsou'il sort de l'ajutage 15a. i Sa.
Dans ces conditions. avec un écoulement d'alimentation suffisant réglé par exemple par l'intermédiaire de l'ajutage 1 6a Dour augmenter la pression régnant dans la région de la couche limite de droite. le courant se détache de la paroi latérale adjacente 19 et est dévié en direction de la paroi latérale opposée l9a. Le courant est maintenant beaucoup plus susceptible d'évacuer le fluide à partir de la région de la couche limite de gauche aue de la région de la couche limite de droite et une truande partie ou la totalité du courant sort alors de l'orifice 1 8a en regard de l'écoulement de commande de l'aju ta( > e 16a.
Lorsque l'écoulement de commande provenant de l'aiutage 1 ka cesse le courant de puissance se fixe de nouveau sur les deux parois latérales 19 et 19a et est ramené à sa fornie d'écoulement symétrique initiale.
En utilisant une telle commande par couche limite, un faible écoulement de commande dévie un jet d'alimentation très grand. En utilisant des orifices de commande et d'alimentation ayant la même surface et la même forme, un changement de 0,14 kg!cm-0 de la pression de
I'air de commande sur un côté provoque un changement
suffisant de l'écoulement du fluide de commande pour modifier la majeure partie d'un jet d'alimentation d'air
sous une pression manométrique de 6,3 kg/cm2 de cette
forme d'écoulement symétrique à une forme d'écoule
ment dissymétrique.
L'amplificateur de la fig. 2 peut être utilisé par exem
ple comme comparateur de signaux par fluide, la com
paraison pouvant porter sur la pression, ou le débit
d'un fluide. Un signal ayant une amplitude préalable
ment déterminée peut être appliqué à l'ajutage de com
mande 16a, qui provoque initialement le blocage du
courant d'alimentation sur la paroi latérale de gauche
19a. Si l'on applique maintenant un signal à l'ajutage de
commnde 1 32a, le courant d'alimentation est dévié mais n'ateint la paroi latérale de droite 19 que lorsque ce
dernier signal dépasse le signal appliqué à l'orifice 16a
d'une valeur préalablement déterminée.
Ainsi, chaque
fois que l'écoulement de sortie est aiguillé vers le canal
de sortie 17, le signal appliqué à l'ajutage 132a dépasse une valeur préalablement déterminée fixée par 1' ampli-
tude du signal appliqué à l'ajutage 16a. Le choix du
signal appliqué à l'ajutage 16a permet de choisir à
volonté le niveau du comparateur. Les signaux mention
nés ci-dessus peuvent être appliqués en ajoutant un fluide dans la région de réception ou en le soustrayant à par
tir de cette région par l'intermédiaire des orifices de
commande.
Le courant de fluide sortant de l'ajutage 15a a une pression manométrique totale PSn. Les dimensions X1 et XL des fig. 1 et 2 représentent les distances horizontales respectives comprises entre l'axe C-C et le point le plus intérieur des parois 19 et 19a, respectivement.
L'axe
vertical C-C traverse l'ajutage 15a et passe entre les
côtés opposés des parois 19 et 19a de la région 14 et les orifices 1 7a et 1 8a des canaux. Twp est la distance horizontale comprise entre l'axe vertical C-C et le point le plus rapproché de la paroi de droite de l'ajutage d'alimentation 15a. La dimension TWL est la distance horizontale comprise entre l'axe C-C et le point le plus rapproché de la paroi de gauche de l'ajutage d'alimentation lSa.
Sa et a, sont et et CLL sont les rapports et 5L respectivement.
Twa WL
Sur les fig. 1 et 2, la paroi 120 est disposée de façon que le bord d'attaque 120a soit à une distance de huit diamètres de l'ajutage 15a environ à partir de cet ajutage. La paroi 120 est disposée également de façon à partager la région 14 de manière que les orifices 17a et
18a soient symétriques et que a = 2. Si a est égal à cette valeur ou est plus petit et si les valeurs de Psn sont supérieures à 5,6 kgicm2 au manomètre, le courant de fluide s'écoule alors de façon symétrique ou en des proportions égales dans les canaux 17 et 18. Le courant est ainsi dans un état dit neutre étant donné qu'il se divise également dans chaque canal. Pour les valeurs susmentionnées d'v. et de PSn, I'état d'écoulement est stable.
Si a est supérieur à 2 et Psn inférieur à 4,2kg/cm2 au manomètre, I'état neutre est alors instable et l'écoulement est facilement transformé en écoulement asymétrique par une faible perturbation ou force qui lui est appliquée.
Lorsque a est supérieur à 2, Psn inférieur à 4,2 kg/cm2 et OtL égal à R, une perturbation quelconque provoque immédiatement un écoulement asymétrique dans l'un des canaux. Pour une plus grande valeur d'a, la tendance du courant à se bloquer sur le côté de la
paroi 19 en regard de celle à partir de laquelle la pertur
bation est appliquée augmente jusqu'à une valeur d'a pour laquelle le courant ne peut pas se bloquer en raison de l'éloignement des parois 19 et 19a.
Lorsque la valeur d'a est petite ou grande et aL différent de aR du fait que la paroi de division 120 est
déplacée par rapport à l'axe C-C de façon qu'un orifice d'ouverture présente une plus petite dimension que l'autre, I'écoulement n'est pas symétrique et il se produit un réglage de la couche limite qui provoque le blocage du courant de fluide sur le côté de la paroi 19 ou 19a qui est la plus éloignée de la paroi 120, à moins que la distance
soit si grande que le courant ne puisse pas se bloquer en
raison de l'éloignement des parois 19 ou 19a.
S'il se produit un écoulement simultané à partir des deux conduits de commande 16 et 132, le conduit de commande qui fournit la plus grande quantité ou proportion de fluide à la couche limite du jet provenant du conduit 15 provoque le déplacement du courant avec une action d'aiguillage définie dans l'ouverture située en regard du conduit fournissant le courant de fluide prédominant. Des augmentations prédominantes alternées et successives de la quantité du fluide provenant des conduits de commande respectifs provoquent des mouvements stables alternés et successifs du courant de fluide, à partir d'un orifice ou d'un autre. Cet effet est appelé ci-après commutation ou aiguillage multiple .
Si la paroi 120 est disposée asymétriquement par rapport au conduit 15 lorsque ce est supérieur à 2 mais inférieur à la valeur limite et Pgn est inférieur à 4,2 kgtcm2, en l'absence d'un fluide à partir de l'un ou l'autre ajutage de commande, la totalité de l'écoulement passe à travers une ouverture qui présente le plus grand orifice d'admission. L'écoulement à partir de l'un ou l'autre ajutage de commande peut être constant ou pulsé.
Le courant de fluide reste aiguillé dans le canal dans lequel il a été dirigé en dernier lieu par l'ajutage de commande, même lorsqu'il ne se produit plus d'écoulement supplémentaire à partir de l'ajustage de commande.
Lorsque le fluide s'écoule à partir des deux ajutages de commande simultanément, si l'écoulement à partir d'un ajutage de commande est suffisamment supérieur à celui qui sort de l'autre ajutage de commande, l'ajutage présentant l'écoulement de fluide le plus important dévie le courant de fluide provenant du conduit 15 en modifiant la répartition de la pression de la couche limite. Par suite, le courant de fluide principal provenant du conduit 15 est complètement dévié. également, des augmentations prédominantes alternées et successives de l'écoulement à partir des ajutages de commande respectifs provoauent un aiguillage de commutation successive du courant de fluide provenant du conduit 15.
Attendu aue de faibles pressions provenant des conduits de commande 16 et 132 provoquent de fortes déviations du mouvement du courant de fluide à plus grande énergie à partir du conduit 15. dans chaque forme de réalisation. L'effet du fluide provenant de l'un ou l'autre ajutage de commande est amplifié.
La fig. 3 montre une installation comprenant l'amnli- ficateur représenté à la fig. 2 dans lequel les orifices 17a et 18a et les canaux 17 et 18 sont svmétriques. Cette installation est un projectile 40 présentant un dispositif de poussée ou de sustentation de fusée 41. Lorsque le projectile est lancé. une faible proportion des gaz d'échappement provenant du dispositif de poussée 41 pénètre dans un orifice 42 ménagé dans le côté du dispositif de poussée. Ces gaz passent à travers un tube 25 de façon que le conduit 15 fournisse des gaz chauds sous pression en des proportions égales aux canaux 17 et 18.
Les extrémités des tubes 47 et 26 sont reliées par l'intermédiaire de soupapes 62a et 62b à une source 44 de gaz comprimé, tel que de l'azote. Un ensemble de guidage à inertie 43 est capable d'ouvrir et de fermer de façon alternée les soupapes 62a et 62b, en réponse au mouvement de lacet du projectile 40. La source 44 fournit le fluide pour les conduits de commande 16 et 32 et communique avec les tubes 47 et 26 par l'intermédiaire de l'ensemble de guidage 43 et des soupapes 62a et 62b respectivement.
Tout mouvement de lacet du projectile 40 est détecté par des gyroscopes ou d'autres dispositifs détecteurs classiques situés dans l'ensemble de guidage à inertie 43, et cet ensemble ouvre ensuite mécaniquement soit la soupape 62a soit la soupape 62b de façon que soit le tube 47, soit le tube 26 communique avec la source 44. Par suite, I'un des conduits de commande 16 ou 132 évacue un jet d'azote et les gaz chauds provenant du conduit 15 sortent soit d'un orifice 45 soit d'un orifice 46 ménagés dans le côté du projectile 40. Par exemple, au cas où le projectile effectue un mouvement de lacet dans le sens de la flèche Y, L'ensemble 43 détecte le changement de la course et ouvre la soupape 62a de façon que le jet provenant du conduit 15 passe à travers le canal 17 et sorte par l'orifice 45.
Les gaz chauds ainsi évacués dans l'atmosphère créent une force de réaction suffisante pour faire tourner le projectile 40 autour de son centre de gravité jusqu'à ce qu'il soit de nouveau sur sa trajectoire correcte.
On peut également utiliser l'amplificateur pour régler le tangage du projectile par des ouvertures opposées supplémentaires disposées de façon appropriée qui débouchent à partir de la surface externe du projectile.
Un ensemble de guidage à inertie classique qui détecte le roulais peut être utilisé pour ouvrir des soupapes analogues aux soupapes 62a et 62b vers les ajutages de commande de façon à compenser tout roulis par des forces de réaction engendrées par les gaz chauds provenant du dispositif de poussée 41 qui s'échappent tangentiellement à partir de la surface du projectile 40.
La fig. 4 montre une autre installation qui utilise les amplificateurs représentés sur les fig. 1 et 2, mais dans laquelle les canaux 17 et 18 et les orifices 17a et 18a sont asymétriques. Une manière d'obtenir une dissymétrie consiste à placer la paroi 120 plus près du canal 17 que du canal 18 de façon que le jet provenant de l'ajutage 15 ne soit pas divisé également entre les canaux 17 et 18.
Dans cette installation, deux bobines 50 et 51 sont montées pour tourner de facon à dérouler une bande continue 52 de métal dans le sens de la flèche vers une
presse à poinçonner ou à découper 54. Afin d'actionner
la presse à découper 54 sans risque et de façon efficace,
il doit exister deux conditions. La première condition est que la bande 52 soit disponible pour être avancée sous
un poinçon 52' et la seconde condition est que les mains
de l'opérateur soient à l'écart du poinçon 52' avant qu'il
sectionne la matière à partir de la bande 52. Comme
représenté, le poinçon 52' est actionné par un piston
156. Le poinçon 59 est maintenu normalement à distance de la bande 52 par un ressort hélicoïdal 55.
Afin de s'assurer que les deux conditions existent simultanément avant d'actionner le poinçon 52', on combine les
amplificateurs représentés sur les fig. 1 et 2 et on dispose
asymétriquement tous les canaux par rapport aux con
duits d'alimentation et aux ajutages de ces conduits par une mise en position asymétrique de parois 120. Les amplificateurs constituant une unité séparée 56.
L'unité 56 comprend une source de pression pneumatique 57 capable de fournir une pression d'air continu à quatre conduites 58, 59, 60 et 61. La conduite 61 communique avec un réservoir d'emmagasinage 62. Une conduite 63 qui s'étend à partir du réservoir 62 se décharge dans l'atmosphère à un taux très lent et constant lorsque la bande 52 bloque l'extrémité de cette conduite 63. Des galets 53 pressent la bande 52 de façon relativement étanche contre l'extrémité de la conduite 63. Lorsque la bande 52 ne recouvre plus la conduite 63 du fait que la réserve de la bobine 50 est épuisée ou du fait que la bande 52 est rompue, la conduite 63 est capable d'évacuer immédiatement dans l'atmosphère sensiblement la totalité de l'air à partir du réservoir 62.
Une conduite 64 s'étendant à partir du réservoir 62 communique avec le conduit de commande 16. D'autres conduits de commande identiques 161, 162, 163 et 164 assurent la commande de l'unité 56. La conduite 60 relie la source 57 au conduit 15. Des conduits 151, 152 et 153 de construction analogue à celle du conduit 15 constituent les conduits d'alimentation de l'unité 56. La conduite 58 relie le conduit de commande 164 par l'intermédiaire d'une soupape 65 à la source 57. Le canal 17 et des canaux identiques 171, 172 et 173 sont tous asymétriques par rapport au canal 18 et à des canaux identiques 181, 182 et 183, respectivement, en raison de la position asymétrique des parois 120. Une conduite 67 relie le canal 17 au conduit 161, tandis qu'une conduite identique 671 relie le canal 171 au conduit 162.
Initialement, le jet provenant du conduit d'alimentation 15 s'écoule entièrement dans le canal 18 en raison de la dissymétrie existant entre les canaux 17 et 18. L'air pénétrant dans le canal 18 et les canaux identiques 181 et 182 s'échappe hors de l'unité 56 dans l'atmosphère.
Lorsque le conduit de commande 16 évacue un jet d'air du fait que la bande 52 recouvre le conduit 63, le jet provenant du conduit 15 est dirigé du canal 18 dans le canal 17 en raison du réglage de la couche limite décrit plus haut. Ainsi, avant qu'un conduit d'alimentation 152 reçoive l'air, la première condition, réalisée quand la conduite 63 est recouverte par la bande 52, doit être satisfaite.
Une proportion de l'air pénétrant dans le canal 17 passe à travers la conduite 67 et dans le conduit de commande 161. Une conduite 68 relie le conduit 161 à un orifice 69 ménagé dans le côté de la presse à découper 54. Si l'orifice 69 est ouvert (comme représenté), l'air provenant de la conduite 67 traverse la conduite 68 et sort par l'orifice 69 dans l'atmosphère. Ainsi, à moins que l'orifice 69 soit recouvert par la paume de l'une des mains de l'opérateur, I'air ne sort pas du conduit 161 et par suite l'air restant qui sort du conduit 151 passe par le canal 181 et sort de l'unité 56.
Toutefois, si l'orifice
69 est recouvert par la paume de l'opérateur, la conduite
68 est bloquée et l'air provenant de la conduite 67 ajoute une quantité d'air supplémentaire dans le conduit de commande 161 en le contraignant à évacuer un jet et à dévier le jet provenant du conduit d'alimentation 151 dans le canal 171.
De façon analogue, si un orifice 69a ménagé dans un autre côté de la presse 54 n'est pas recouvert par la paume de l'autre main de l'opérateur, l'air provenant d'une conduite 671 est évacué de l'unité 56 par l'intermé
diaire d'une conduite 681, mais lorsque l'orifice est bou-
ché, I'air provenant du conduit d'alimentation 152 pénè tre dans le canal 172, au lieu de pénétrer dans un canal 182.
Le conduit d'alimentation 153 reçoit l'air de la source 57 par l'intermédiaire de la conduite 59. L'air sortant d'un conduit de commande 163 contraint le jet provenant du conduit 153 à pénétrer dans le canal 173. La conduite 70 est reliée à une extrémité de ce canal et communique avec le piston 156 de sorte que l'air provenant du conduit 153 abaisse le poinçon 52' contre l'action du ressort hélicoïdal 55 de façon suffisante pour contraindre le poinçon 52' à sectionner la bande 52.
Une soupape de commande 65 constitue un moyen de sûreté supplémentaire en ce sens que si l'opérateur s'aperçoit d'un état dangereux, il peut immédiatement ouvrir cette soupape 65 de façon qu'un jet d'air prédominant à une pression considérable sorte du conduit de commande 164. Ce jet contraint l'air provenant du canal 173 à se diriger dans un canal 183, d'où il est évacué de l'unité 56.
La fig. 5 montre une autre forme d'exécution de Famplificateur dans laquelle on utilise des jets de commande multiples pour dévier le courant de fluide provenant du conduit 15. Des conduits de commande 184 et 185 sont semblables aux conduits de commande 16 et 132 et peuvent être rendus sensibles à toute condition déterminée afin de fournir une commande supplémentaire du jet sortant du conduit 15.
I1 est évident que plus de deux conduits de commande et deux orifices de réception peuvent communiquer avec la région 14. Les conduits et ajutages peuvent être disposés de manière à pouvoir effectuer l'aiguillage dans l'un d'un certain nombre de canaux.
La fig. 6 montre un amplificateur 10b à mémoire et à plusieurs états stables. Des numéros de référence identiques à ceux des fig. 2, 2A et 6 désignent des pièces analogues. L'amplificateur 10b est formé de plaques comme les amplificateurs 10 et 1 0a et présente des alésages qui communiquent avec les extrémités d'entrée des conduits d'alimentation et de commande. Des tubes peuvent être vissés dans ces alésages.
L'amplificateur 10b présente des parois 19 et 19a qui présentent un recul, comme décrit ci-dessus. Toutefois, les parois 19 et 19a ne présentent pas de surfaces lisses continues entre les parois externes 17d et 18d des canaux 17 et 18, comme elles le font sur les fig. 2 et 2A. Au contraire, les parois 17d et 1 8d présentent un brusque changement d'inclinaison à leur bord ayant sensiblement la forme d'un crochet, et les parois 17d et 18d croisent les parois 19 et 19a, respectivement, sous forme de bords pointus 51 et 51a respectivement.
Bien qu'on ait représenté le changement d'inclinaison sous forme d'un crochet, tout brusque changement d'inclinaison suffisant pour créer un système de tourbillonnement du fluide peut limiter la réaction de la couche limite au niveau du brusque changement d'inclinaison. En plus de ce brusque changement d'inclinaison aux bords 51 et 52a, I'amplificateur lOb est conçu de façon que le canal entre la paroi 19 et la paroi 120, ainsi que l'écartement entre la paroi i 9a et la paroi 120, est plus grand que nécessaire pour un écoulement du courant de fluide à partir de l'ajutage d'alimentation 15a.
Cet agencement permet un écoulement du courant de fluide dans les orifices 17a ou 18a le long des parois 19 ou 19a, respectivement, et après un renversement partiel ou complet de l'écoulement provoqué par une contrepression d'un orifice, le fluide sort de l'orifice 17a ou 18a le long de la paroi 120 autour de l'extrémité de la lame dans l'ouverture 17a ou 18a, respectivement. Un renversement partiel ou complet de l'écoulement dans l'un ou l'autre orifice est provoqué par une fermeture partielle ou complète de la sortie et des parois 17b ou 18b des canaux.
Lorsqu'on désire une sensibilité égale pour les signaux de commande appliqués aux conduits de commande de droite et de gauche 16 et 132, la paroi 120, les parois 17d et 18d, les parois 19 et l9a et l'ajutage d'alimentation 15a sont disposés symétriquement par rapport à l'axe C-C. Les extrémités de sortie 17b et 18b des canaux 17 et 18 communiquent normalement avec l'atmosphère ou avec une charge appropriée.
L'amplificateur 10b comporte une mémoire due au fait que le courant de fluide persiste à essayer de s'échapper dans le canal dans lequel il est initialement dirigé par l'écoulement de fluide à partir d'un des conduits de commande, même après que l'écoulement du fluide de commande a cessé et malgré un blocage partiel ou complet de l'évacuation à partir de ce canal.
L'amplificateur 10b diffère des amplificateurs 10 et 10cul par le fait que dans ces deux derniers l'écoulement du courant de fluide principal peut être dirigé de façon permanente par une contre-pression sur le jet en l'absence dun signal de commande. Par exemple dans les amplificateurs 10 et 10a, un écoulement du fluide de commande à partir du conduit 16 provoque l'échappement du courant de fluide principal provenant du conduit 15 par le canal 18. Si l'écoulement du fluide de commande est interrompu et si la pression statique en aval du canal 17 ne diffère que modérément de la pression statique en aval du canal 18, le courant de fluide principal continue à s'échapper par le canal 18. Par suite, la pression régnant dans le canal 18 diminue.
Alors, même si le blocage du canal 18 est ultérieurement éliminé, le courant de fluide principal continue à s'échapper par l'orifice 1 7a jusqu'à ce qu'un écoulement de fluide de commande soit introduit par le conduit 16.
Ainsi, lorsque les amplificateurs 10 et 1 0a sont chargés en aval de l'orifice 18a, il est nécessaire de poursuivre l'écoulement du fluide de commande par l'intermédiaire du conduit 16 pour maintenir l'écoulement du courant de fluide principal dans l'orifice 18a.
Dans l'amplificateur 10b, il n'est pas nécessaire de poursuivre l'admission du fluide de commande par l'intermédiaire du conduit 16 pour maintenir l'écoulement du courant de fluide principal dans l'orifice 18a lorsque le canal 18 est bloqué et que la pression statique en aval dans le canal 18 et fortement augmentée au-dessus de la pression statique en aval de l'orifice 18a. Ainsi, l'amplificateur 1 0b permet une charge intermittente ou constante d'un dispositif qui est commandé par des signaux d'entrée pulsés au lieu de signaux d'entrée continus.
La description qui va suivre de la relation entre la position de la paroi 120 et les caractéristiques de fonctionnement de l'amplificateur est limitée pour plus de clarté à l'utilisation de l'air comme fluide, admis à des pressions absolues allant jusqu'à 3,85 kg/cm2, tandis que les canaux de sortie sont reliés directement à une pression ambiante absolue de 1,05 kg/cm2.
On obtient une caractéristique de fonctionnement encore différente lorsque la paroi de division de cet ensemble se trouve entre cinq et onze largeurs de conduit en aval de la sortie du conduit d'alimentation. L'écoulement du jet d'alimentation est alors affecté par la couche limite dans une mesure telle que même en l'absence d'un signal de commande, l'écoulement du jet d'alimenta tion est amené entièrement dans l'un des canaux définis par la paroi. Toutefois, pour cette forme d'écoulement, si la sortie du canal est bloquée, le jet d'alimentation est dirigé vers le canal opposé par la contre-pression ainsi obtenue.
Dans ce cas, la zone du courant sur laquelle la différence de pression effective peut agir est relativement grande. Le courant d'alimentation est dévié au voisinage immédiat de la paroi latérale, légèrement en aval ou au voisinage du bord d'attaque de la paroi de division et, par conséquent, isole une région de couche limite qui est vidée par l'action d'entraînement du courant d'alimentation sur un côté et est délimitée de l'autre côté par la paroi latérale adjacente. I1 en résulte une augmentation de la différence de pression effective transversalement au courant d'alimentation. La différence de pression accrue agissant sur une zone relativement grande du courant dévie le jet suffisamment pour qu'il s'écoule dans un canal de sortie, c'est-à-dire sur un côté de la paroi de division et se bloque sur la paroi latérale adjacente.
Lorsque le canal de sortie est bloqué, une pression accrue s'accumule dans l'ensemble de ce canal en aval du bord d'attaque de la paroi de division et dans la région de fixation du jet de puissance sur la paroi latérale. En outre, attendu que la sortie du canal est bloquée, tout fluide supplémentaire pénétrant dans ce canal doit renverser son écoulement dans le canal, s'échapper par l'entrée et s'écouler autour de la paroi de division vers le canal de sortie opposé.
Afin de comprendre le fonctionnement de l'amplificateur 10b (fig. 6), on va supposer qu'un courant de fluide provenant du conduit 15 est bloqué sur la paroi 19a par suite d'un écoulement de fluide de commande précédent à partir du conduit 16 et qu'il n'existe maintenant pas d'écoulement à partir de l'un ou l'autre conduit 16 ou 132. L'effet de la couche limite est accentué par le recul SL et le contour de la paroi 19a (fig. 2). A mesure que le courant de fluide s'écoule dans l'orifice 18a, il passe en regard du bord escarpé 51a.
Une petite partie du courant qui passe en regard de ce bord diverge vers l'exterietir à partir d'un côté du courant principal, après avoir dépassé le bord 51 a, et forme un tourbillon indiqué par les flèches V dans une zone semi-circulaire 52 formée par la paroi 1 8d (fig. 6).
Des tourbillons indiqués par les flèches Vt et V2 (fig. 6 et 6A) sont également formés entre la paroi 120 et l'autre côté du courant de fluide principal. Si l'extré- mité de sortie 1 8b est obstruée, le courant de fluide principal ne peut pas s'écouler librement par l'orifice 18a.
Lorsque l'obstruction du canal 18 est suffisante, le courant principal se renverse de lui-même et s'écoule en sens inverse autour de la paroi 120 et dans l'orifice 17a comme représenté sur la fig. 6a. I1 doit exister un espace suffisant entre la paroi 120 et la paroi 19a pour recevoir le tourbillon V2, le courant principal d'admission, et le courant de déversement. Le bord escarpé 51a et le tourbillon V limitent la pression admise dans la couche limite de la paroi i 9a à partir du canal 18. L'écoulement inverse du tourbillon V a également tendance à pousser le courant principal contre la paroi 19a. Par conséquent, le courant principal reste bloqué sur la paroi 19a.
Ainsi, la pression régnant dans le canal 18 est maintenue bien supérieure à celle du canal 17 par l'énergie cinéti q Lie, c'est-à-dire la pression dynamique du courant principal, même si le courant se déverse autour de la paroi 120. Au cas où l'obstruction (non représentée) du canal 18 est éliminée, l'écoulement entier est dirigé de nouveau dans le canal 18 (fig. 6) étant donné qu'une partie du courant principal reste bloquée sur la paroi 19a et ne se bloque pas sur la paroi 19 en l'absence d'un écoulement de fluide de commande à partir du conduit 132.
Comme décrit plus haut. les tourbillons Vt et V2 aident également à améliorer la caractéristique de mémoire. Chacun de ces tourbillons présente une composante de vitesse transversale au sens d'écoulement du courant d'alimentation. En raison de l'échange mutuel de la force vive entre les fluides des tourbillons et le fluide du courant principal, ce dernier a tendance à être dévié à l'écart des tourbillons. On remarquera que dans chaque cas le courant a tendance à être dévié en direction d'une paroi limite ou latérale et par conséquent la particularité de blocage est accrue.
Le tourbillon V, qui est engendré par suite du bord à crochet 51 a dans la paroi latérale 19a, est également susceptible d'améliorer la caractéristique de mémoire. Le sens d'écoulement du fluide dans le tourbillon V est tel que le fluide s'écoulant à contre-courant dans le canal 18 vers la gauche du courant de puissance s'écoule dans la région du tourbillonnement et présente la configuration d'écoulement indiquée, c'est-à-dire dans le sens sinistrorsum. Le fluide du tourbillon, au voisinage du courant principal, s'écoule dans le même sens que ce dernier et ce fluide est accéléré en aval en raison de l'échange mutuel de forces vives. Ainsi le tourbillon V aide à empêcher une réaction de la pression et un écoulement en sens inverse à travers la couche limite dans la région de la couche limite hermétique .
La fig. 7 montre schématiquement la façon dont on peut utiliser l'amplificateur 10b pour actionner un mar teau pneumatique classique 200. L'air comprimé est admis dans l'amplificateur 10b par un tuyau souple 201.
Un tuyau souple 202 est relié au tuyau 201 et communique avec une soupape à tiroir 204. Une soupape 203 règle l'écoulement de l'air à travers le tuyau 201.
Le marteau 200 comprend un cylindre 205, un piston 206 axialement mobile dans ce dernier et une tige de piston 218. Un ressort hélicoïdal 207 vient buter contre une culasse 208 et le piston 206 et sollicite le piston 206 au contact de la culasse opposée 209. Un tuyau souple 247 communique avec la soupape à tiroir 204 et avec un conduit de commande 232. Un tuyau souple 226 relie un conduit de commande 216 à un orifice 211 ménagé dans la paroi du cylindre 205, tandis qu'un tuyau souple 227 relie un canal 217 au cylindre 205 par l'intermédiaire d'un orifice 213.
L'orifice 211 est espacé de la culasse 209 d'une distance légèrement supérieure à la longueur du piston 206, de sorte qu'il n'est pas recouvert lorsque le piston 206 vient buter contre la culasse 209. I1 est évident que les extrémités de tuyaux peuvent être fixées par filetage dans les ouvertures correspondantes.
La tige de piston 218 présente une rainure annulaire 219 qui coopère avec la soupape 204 et avec les extrémités ouvertes des tuyaux 202 et 247 de façon que la soupape 204 ne permette un écoulement du tuyau 202 au tuyau 247 que pendant que le piston 206 est à l'extrémité de retour de sa course, c'est-à-dire lorsque le piston 206 vient buter contre la culasse 209. Dans les autres positions du piston 206, la tige 218 empêche un écoulement entre le tuyau 202 et le tuyau 247. Lorsque le piston 206 vient buter contre la culasse 209, I'air s'écoule du tuyau 202 dans l'ajutage de commande 232, à cause de la rainure 219 qui permet au tuyau 202 de communiquer avec le tuyau 247. Le conduit de commande 232 contraint le jet principal sortant d'un conduit d'alimentation 215 à pénétrer dans le canal 217.
Par suite, le tuyau 227 admet l'air sous pression dans le cylindre 205 entre la culasse 209 et le piston 206. Cet air ainsi admis entraîne le piston 206 à l'encontre du ressort 207 jusqu'à ce que le piston 206 se rapproche étroitement de la culasse 208.
Même si la pression régnant dans le cylindre 205 augmente entre le piston 206 et la culasse 209, et par conséquent dans le canal 217, le jet principal provenant du conduit d'alimentation 215 se souvient qu'il a été dirigé en dernier lieu pour s'écouler dans le canal 217 et par conséquent persiste à admettre l'air dans ce canal.
Et ceci est vrai même si la tige 218 bloque l'écoulement de l'air dans le tuyau 247.
Lorsque le piston 206 s'approche de la culasse 208, Orifice 211 reçoit l'effet de la forte pression d'air régnant dans le cylindre 205. Un jet de fluide constituant une impulsion est reçu par le tuyau 226 qui contraint le conduit de commande 216 à évacuer un jet et à diriger le jet d'alimentation du canal 217 dans le canal 218. Ce dernier se décharge dans l'atmosphère et par conséquent cet air s'échappe de l'amplificateur 10c. Attendu que l'air n'est plus admis dans le cylindre 205, le ressort 207 peut entraîner le piston 206 contre la culasse 209 jusqu'à ce que la rainure 219 vienne en regard des extrémités ouvertes des tuyaux 202 et 247. Le cycle décrit se répète alors de lui-même jusqu'à ce que la soupape 203 soit fermée.
Bien qu'on ait représenté l'amplificateur 10b avec deux conduits de commande opposés, on peut n'utiliser qu'un seul conduit de commande. La propriété de mémoire de l'amplificateur ne change pas par suite d'une augmentation ou d'une diminution du nombre des conduits de commande.
Un amplificateur présentant une caractéristique de rétablissement est représenté à la fig. 8. Il comprend un conduit d'alimentation 251 et une paroi de division 252 dont le sommet se trouve le long de l'axe c-c de l'appareil. Une paroi latérale de gauche 253 a son extrémité inférieure en alignement avec le côté de gauche du conduit 251 et forme un angle avec l'axe c-c. Une paroi latérale de droite 254 est reculée de trois largeurs environ du conduit d'alimentation et fait un plus grand angle
avec l'axe c-c que la paroi latérale 253. Des conduits de commande 256 et 257 s'étendent à travers les parois latérales 253 et 254, respectivement.
En raison du fait que le courant d'alimentation est plus rapproché de la paroi latérale 253 à son point de sortie, paroi qui n'est pas reculée et qui forme sur l'en- semble de son parcours en direction de la paroi 252 un plus petit angle que la paroi 254, le courant, en l'absence d'un signal de commande, est plus susceptible de réduire la pression sur le côté gauche de la région de réception que sur le côté droit. Par conséquent, chaque fois que l'écoulement du fluide d'alimentation est amorcé, le courant se bloque sur la paroi latérale gauche 253 en l'ab- sence d'un signal de commande. Les signaux de commande agissent de la même façon que dans un amplificateur symétrique, excepté qu'on doit appliquer un plus grand signal au conduit de commande 256 qu'au conduit de commande 257 pour effectuer le changement de direction.
L'amplificateur de la fig. 8 peut être utilisé comme comparateur, comme l'amplificateur de la fig. 2. Dans ce cas, les courants de commande s'écoulent dans les deux
régions limites et le courant d'alimentation sort du canal de sortie situé en regard de l'écoulement du courant de commande le plus important. Dans le cas des amplificateurs symétriques, il existe une hystérésis, de sorte que la différence des signaux de commande doit dépasser une valeur minimum pour provoquer le changement de direction. En raison de l'effet de rétablissement, la comparaison peut se faire sur une autre base que l'égalité; par exemple l'aiguillage en direction de la paroi de gauche 253 peut être amené à se produire chaque fois qu'il existe une différence de signal, au lieu qu'il se produise lorsque la différence des signaux dépasse une valeur particulière.
L'application de ces surfaces permet de rabattre l'écoulement sur de grands angles. Par exemple, supposons un écoulement qui est bloqué sur une paroi inclinée et qui s'écoule parallèlement à cette paroi latérale en aval du point de fixation. L'aptitude à contraindre le courant d'alimentation à suivre un angle de rotation supplémentaire de la paroi latérale en aval du point de fixation, comme dans l'amplificateur de la fig. 3, est régie par le même type de paramètres d'écoulement que celui qui régit le blocage initial.
Bien qu'on ait représenté pour plus de clarté des amplificateurs plats, il existe de nombreux axes autour desquels des surfaces de révolution peuvent être décrites avec les contours des fig. 1, 2 et 6 pour former des amplificateurs fonctionnant de la même façon.
Un tel axe est l'axe c-c des fig. 1, 2 et 6 dans lesquelles les conduits de commande 16 et 132 peuvent être remplacés par des orifices de commande multiples. Un autre axe peut être situé parallèlement à l'axe c-c et à une certaine distance de ce dernier, autour duquel on peut décrire les surfaces de révolution avec les contours des fig. 1, 2 et 6 se trouvant entre l'axe c-c et l'axe de révolution. Ces amplificateurs fonctionnent comme ceux décrits plus haut.
D'autres axes autour desquels on peut décrire des surfaces de révolution avec les contours des fig. 1, 2 et 6 peuvent être situés perpendiculairement à l'axe c-c et audessus des passages de sortie ou au-dessous de l'ajutage de puissance. Ces configurations peuvent être avantageuses pour la construction et la mise en position des entrées et des sorties et n'affectent pas le fonctionnement fondamental de l'amplificateur décrit.
Fluid amplifier
The present invention relates to a fluid amplifier which can be arranged in such a way as to enable it to perform functions similar to certain functions currently performed by electronic circuits.
The amplifier forming the subject of the invention is characterized in that it comprises a main nozzle for directing a stream of fluid into a chamber at the downstream end from which two channels for receiving the fluid leave, directing the latter. in two output passages in at least one of which an output current of the amplifier flows, and a control nozzle for deflecting the current coming from the main nozzle so as to vary the respective quantities of fluid sent in the reception channels and therefore the output current of the amplifier, at least part of at least one side wall of the chamber being spaced laterally from a surface generated by a generator resting on the contour of the orifice of the main nozzle, and parallel to the axis of this orifice.
The appended drawing represents, by way of example, five embodiments of the amplifier which is the subject of the invention and of the installations comprising some of these embodiments.
Fig. 1 is a plan view of the first embodiment.
Fig. 1A is an end view, on a smaller scale, corresponding to FIG. 1.
Fig. 2 is a plan view of the second embodiment.
Fig. 2A is an end view, on a smaller scale, corresponding to FIG. 2.
Fig. 3 schematically shows an installation comprising the embodiment shown in FIG. 2.
Fig. 4 shows an installation comprising the embodiments of FIGS. 1 and 2.
Fig. 5 is a partial schematic view of the third embodiment.
Fig. 6 is a plan view of the fourth embodiment.
Fig. 6A is a partial plan view corresponding to FIG. 6.
Fig. 7 shows an installation intended to use the embodiment shown in FIG. 6.
Fig. 8 shows a partial plan view of the fifth embodiment.
Figs. 1 and 1A represent a fluid amplifier with several stable states. This amplifier 10 is formed by three flat plates 11, 12 and 13, respectively. The plate 13 is arranged between the plates 11 and 12 and is strongly clamped between these two plates by screws 44.
The plates 11, 12 and 13 can be, for example, made of metal, plastic or ceramic. In the drawing, the plates 11, 12 and 13 have been shown as being made of a transparent plastic material. It is obvious that the plates can be sealed to each other for example by an adhesive.
A cutout in the plate 13 forms a chamber 14 constituting a receiving region, a conduit 15 for supplying fluid, a control conduit 16 and receiving channels 17 and 18. The conduits 15 and 16 are adjacent to each other. the other. The total pressure of the fluid supplied by the supply line 15 is hereinafter referred to as PSn. The conduits 15 and 16 comprise constricted supply and control nozzles lSa and 16a respectively which open into the chamber 14.
The inlet ends 15b and 16b of the conduits 15 and 16 communicate with bores 20 and 21 respectively (Fig. 1A) formed in the plate 12. The outlet ends 17b and 18b of the channels 17 and 18, respectively, communicate with bores 22 and 23 respectively provided in the plate 12.
Ports 17a and 18a terminate channels 17 and 18 respectively and are spaced symmetrically with respect to conduit 15. A wall 120 is used to vary the symmetry between ports 17a and 18a and channels 17 and 18. The surface d 'attack of the wall 120 defines the entry of the orifices 17a and 18a. The two orifices 17a and I 8a have an identical cross section. Two divergent side walls 19 and i 9a forming the chamber 14 connect to the outer walls of the outlet ends 17b and 18b of the channels 17 and 18 and form a regular continuous surface therewith.
The bores 20, 21 and 23 are threaded so as to be able to hold tubes 25, 26 and 28, which are externally threaded, in their respective bores.
The end of tube 25 extending from plate 12 is attached to a source of pressurized fluid 31. The pressurized fluid may be air or another gas, or water or another. liquid. A gas, with or without solid or liquid particles, has been found to be very satisfactory.
A gas in the control conduit 16 can be used to regulate the flow of a liquid from the conduit 15, or vice versa. Also, the liquid may have solid particles or entrained gas bubbles. A fluid control valve 62 is used in conjunction with source 31 to provide continuous flow of fluid at constant pressure. These fluid control valves are conventional.
The amplifier also comprises a source of pressurized fluid 32, of any type such as the source 31. A device 33 makes it possible to cause a variation in the pressure of the fluid in the tube 26. The source 32 and the device 33 allow therefore together produce a variation in the amount or pressure of the fluid in the tube 26.
Consider the control of the boundary layer between the supply current (conduit 15) and the control current (conduit 16). When a pressurized fluid is applied to the control conduit 16, there occurs a change in the flow through the supply conduit 15. Initially the feed jet passes through the receiving region substantially not. no life. As a result of a viscous action between the feed jet fluid and the control fluid, the latter is accelerated in the direction of the feed jet as a result of the exchange of live forces. This drive of the control fluid surrounding the feed jet carries the control fluid on either side of this jet out of region 14.
This action decreases the pressure on either side of the feed jet and countercurrent fluid from channels 17 and 18 flows through ports 17a and 18a parallel to the walls of region 14 to replace entrained fluid. and discharged by the feed jet.
The flow of the feed stream through the chamber 14 creates turbulence therein and consequently disturbances occur due to a pressure difference perpendicular to the feed jet. Pressure disturbances slightly deflect this jet into an asymmetric flow form. The asymmetry effect increases with increasing effective length of the side walls. This length can be established by physically limiting the length of the side walls, by modifying the inclination of the side walls so that the divergence of the side walls increases (fig. 1) or decreases at will, or by the arrangement of the leading edge. of the wall 120 relative to the orifice of the nozzle 15a using the wall as a screen between the feed jet and one of the side walls 19 or 19a.
Thus the reaction or degree of asymmetry of the feed stream which develops for a given combination of the deflection of that current and the control flow is reduced by a decrease in the effective length of the wall 19 or 19a, or by making the side wall angle of divergence large, or by bringing the leading edge of the wall 120 closer to the orifice of the nozzle 15a. The aforementioned asymmetry may exist in the absence of any flow of control fluid into or out of the control conduit 16 through the control nozzle 16a. Additional relationships between the effective length of the side walls and the operating characteristics are described later.
It is assumed for the purposes of description that the deflection is towards the side wall 19. This deflection decreases the area between the feed stream and the side wall 19 and prevents or reduces the backflow from the orifice. 17a in the right boundary region defined by the right side wall 19, the end wall of the receiving region and the feed stream. region which is emptied by the entrainment of the supply current. Conversely, the counterflow flowing along wall 19a in the left boundary layer region is facilitated by the concurrent increase in the area between side wall 19a and the feed stream, through which the Fluid may flow in the left boundary region as it is removed by the feed stream.
The extent to which this pressure difference in the transverse direction is maintained depends on the actual flow of the fluid for each of the two opposing boundary regions. For example, in fig. 1, the distance between the leading edge of the wall 120 and the side walls 19 and 19a is large compared to the width of the orifice of the nozzle 15a (TwL + Top). Therefore, in the event of a small deviation of the feed jet from the axis of the conduit 15. there is a gap between the feed stream and the side wall. A similar situation arises when the side walls 19 or 19a terminate at a location closer to the nozzle 15a than the leading edge of the wall 120.
In this case, fluid can flow through this gap to increase the pressure of the boundary region in the same way that the control flow in the right boundary region through the control nozzle 16a would increase. the pressure of the boundary region. The flow from a receiving opening in the boundary region is referred to as a counterflow. In this example.
the countercurrent reduces the tendency to further decrease the effective pressure of the boundary region. This effect of the boundary layer adjustment can be used to limit the reaction and provide a continuously variable adjustment of the deflection of the supply current and therefore the amplitude of the output signal.
It is evident that as the gap between the side wall 19 and the feed stream decreases more and more, the net flow to the right boundary layer is more and more changed. This modification results in decreasing the effective pressure on the right side, while the effective pressure of the left boundary region tends to increase approaching the pressure level of the ambient fluid which in the case of fig. 1, is the back pressure of the channel 18. The transverse force thus obtained inclines the power flow in the direction of the wall 19. When the side wall 19 or 19a is sufficiently close to the leading edge of the wall 120, the cumulative action ensures that the feed stream comes into contact with the wall 19 at the point of attachment.
When this occurs, the feed stream establishes a sealed region or boundary layer defined by the end wall of the reaction region, side wall 19, and the feed stream. The flow in the sealed boundary region from the receiving port 17a is now substantially interrupted and the pressure in this boundary layer is increasingly reduced by the entrainment of the feed stream. As a result, the attachment point moves so as to approach the outlet of the feed nozzle 15a.
It is possible to change the effective pressure of the right boundary region (in the vicinity of the wall 19) by introducing a control fluid through the control nozzle 16a so as to increase the effective pressure of the boundary region to the right and to divert the feed stream towards the side wall 19a. Likewise, it is possible to drain the fluid from the right boundary region via the control nozzle 16a so as to reduce the effective pressure of the right boundary region and to divert the feed stream. towards the left side wall.
These control signals can be applied in response to conventional control means or as output signals from another fluid amplifier (which take the form of a change in pressure, flow or power of the fluid. fluid) which are applied to the control nozzle 16.
Assume that a control signal is applied through conduit 16 and control nozzle 16a so as to deflect the feed stream toward side wall 19a. More of the feed stream flows to port 18a than to port 17a. If the back pressure of the outlet channel 18 is increased, for example, by blocking the tube 23, a pressure increase thus obtained is returned along the wall 19a to the left boundary layer, increasing the effective pressure of the region. limit.
Depending on the rate of flow of the control fluid from the control nozzle 16a, a rate of antagonistic charge or back pressure may be applied, for example as a result of this blockage, to provide another type of control. control action in which the supply current is diverted away from wall 19a in response to the back pressure control signal.
The embodiment of FIG. 2, instead of having side walls of variable curvature, comprises planar side walls diverging between the outlet of the nozzle 15a and the location of the leading edge of the wall 120. In addition, a second control port is provided for left 132a, so that control signals applied to control conduit 16 may be opposed by analogous control signals applied to control conduit 132. It is evident that more than one control port can be provided. and that its control signal can be applied to one or all of the boundary regions, as shown in FIG. 5.
The amplifier 10a of FIGS. 2 and 2A is a variant of the amplifier with several stable states shown in FIGS. 1 and 1A, identical reference numbers designating like elements. In amplifier 10a, the second control duct 132 is disposed horizontally opposite the control duct 16.
The control nozzles 16a and 132a have substantially the same diameter and open into the receiving region. The inlet end 132b of the conduit 132 communicates with a tube 47 fixed by threads in a bore 34. A source 32a of pressurized fluid and a device 33a are equivalent to the source 32 and the device 33, respectively. A fluid control valve 62 allows a constant fluid pressure to be sent to amplifier 10a from source 31.
In fig. 2, the leading edge of the wall 120 is located at a distance corresponding to eight widths of the nozzle 15a from the outlet of this nozzle. The angle between the axis c-c of the nozzle 15a and the side wall 19 is designated by BR and is equal to approximately 120.
The assembly is substantially symmetrical about the axis of the supply duct 15. These dimensions provide an assembly which has a blocking effect in which the supply jet attaches to one or the other of the side walls 19. or 19a as a result of the drive asymmetry in the absence of a control signal or in response to a control signal and remains in that flow state even if all control signals cease. Upon application of an opposing control signal of sufficient amplitude, the flow of the supply current is routed to the opposite output channel, so that a rocker or bistable type action can be obtained. .
When the feed stream is deflected for example towards the side wall 19 by a transverse effective pressure difference between the boundary regions, the feed stream is curved and often has a velocity component towards the side wall at the top. attachment point.
In this case, when the feed stream attaches to the side wall 19, a local pressure distribution occurs which changes this component of the local flow of the feed stream. This increase in local pressure reacts in the border region
adjacent and constrained the pressure level of the boundary region to be greater than it would have been if the local flow of the feed stream were parallel to the side wall at the point of attachment. This effect and the previously described reaction peculiarities of the various fluid flows limit the point of attachment with respect to the minimum distance from the discharge plane of the supply nozzle for any particular configuration and force of the flow. food.
The distance (SL OR SR) which laterally separates the end of a side wall from the corresponding edge of the control nozzle 15a is called retreat. If the retraction distance of fig. 1 is reduced to that of FIG. 2, the point of attachment is closer to the outlet of the nozzle for a given initial force of the feed stream, whereas the transverse distance
on which the current is to be deflected is reduced.
It is also evident that in the amplifier
shown in fig. 2, for a given recoil, the distance
from the point of attachment from the outlet of the nozzle
power supply increases as the angle of diver
BR density of the side walls increases. Although the
fig. 2 shows angles of divergence B of the order of
12 degrees and that fig. 3 shows angles of diver
gence B of about zero degrees, it is obvious that we can
use other angles. For example, for a type of fluid, a fluid velocity and a given thermodynamic state of the fluid, the dimension parameters previously described are parameters of the behavior of an amplifier.
We will examine for example an amplifier which has a left wall with zero recoil, a zero divergence angle BL of the left wall and no effective length of the right side wall, that is to say that Bp is equal to 900. When the supply current is started, it gets blocked on the left wall 19a. Next, for clarity, assume that this side wall 19a is slowly rotated in the sinistrorsum direction around its point of junction with the end wall of the receiving region 14.
The feed stream remains blocked on the side wall 19a until an angle is exceeded.
Bf at which this current detaches from the lesa side wall. When BL is greater than BLma ,, the current can be deflected to a flow pattern fixed or tied by a control signal, but breaks off when the control signal ceases. We then assume that B, is smaller than BLma2 ;. In this generalized case, the supply current does not fix again in the absence of a control signal. BL must be further reduced to a value BLmin at which the supply current fixes again in the absence of a control signal.
Assuming that Br is smaller than BLm, and larger than B ,,,,,, the supply current can therefore be diverted into a blocking state by a control signal and remain blocked when the control signal ceases .
The greater part of the preceding description relates to flooded jets, for example a liquid jet surrounded by an ambient liquid or a gas jet surrounded by an ambient gas. The properties of the feed jet fluid and the properties of the ambient fluid are parameters of the drive characteristics.
Thus, these properties affect the operating characteristics of the receiving region. An extreme effect of these parameters occurs when the power jet is liquid and the surrounding fluid is gaseous or is a vapor. This extreme state is known in practice as free jet. The finite values of BrI. and BI are usually different for a free jet and a flood jet. The angle of attachment Bt ill is also generally much smaller for free jet flow than for flooded jet flow. So. for a given operating characteristic, it is important to know that the detailed shape of the receiving region required is a function of the properties of the ambient fluid, as well as the properties of the fluid in the feed jet.
An additional effect is due to the inclination of the side walls at the point of attachment. Inclination of this point of the side walls in the direction of the feed stream deflection decreases the change in local static pressure caused by the attachment of the feed stream to the side wall relative to the pressure which is generated by fixing at the same spatial location for a side wall which is parallel to the axis of the duct 15. This variable makes it possible to generate an even lower effective pressure in the adjacent boundary region.
Referring again to Figs. 2 and 2A, it is important to be able to apply a control signal by a combination of flows through the control nozzles, or each control flow may be flow in or out of the boundary regions. Further, the control flow affects the flow path of the feed stream, even though the control flow does not exhibit a live force component perpendicular to the initial direction of the feed stream when the control fluid exits. control conduits or enters them. A control fluid having a transverse force component may however be used in cooperation with the control characteristics of the boundary layer to improve the operating characteristics of the amplifier.
Thus these assemblies can use a combination of the control effects of the boundary layer and the living force.
Some of these boundary layer control effects involve an exchange of living forces between the feed jet and its surrounding fluid. A dynamic exchange or entrainment occurs to varying degrees whenever a jet of fluid passes through a region that is not at zero pressure. This drive, as well as friction type losses, etc., alters the feed current as it moves away from the outlet of the feed conduit. These losses increase with distance from the outlet of this duct and therefore, as a general finding of the vtse point of the outlet pressure level and the output power level, it is advantageous within certain limits to locate the openings receiver as close as possible to the outlet of the supply duct.
The location of the reception orifices 17a and 18a of FIG. 2 is determined by the leading edge of wall 120, since in order to achieve blocking characteristics the top of wall 120 must be relatively close to or downstream of the point of attachment of the feed stream. Thus, generally for the blocking amplifiers of the tvpe shown in FIG. 2.
it is advantageous to force the binding to occur near the outlet of the supply duct.
As previously indicated, the operation of a particular amplifier is also a function of the pressure of the feed stream. The operation of the amplifier of FIGS. 2 and 2A described above depends on the fact that the feed stream does not come into concurrent contact with the two side walls 19 and i 9a as it exits the nozzle 15a. i Sa.
In these conditions. with a sufficient feed flow regulated for example via the nozzle 16a Dour increase the pressure in the region of the right boundary layer. the current breaks off from the adjacent side wall 19 and is deflected towards the opposite side wall 19a. The stream is now much more likely to drain fluid from the left boundary layer region than the right boundary layer region and some or all of the stream then exits port 1 8a. next to the control flow of the aju ta (> e 16a.
When the control flow from the 1 ka outlet ceases the power flow re-attaches to the two side walls 19 and 19a and is returned to its original symmetrical flow form.
Using such boundary layer control, a small control flow deflects a very large feed jet. Using control and supply ports of the same area and shape, a 0.14 kg! Cm-0 change in pressure
Control air on one side causes a change
sufficient control fluid flow to alter most of an air supply stream
under a gauge pressure of 6.3 kg / cm2 of this
flow form symmetrical to a flow form
asymmetrically.
The amplifier of FIG. 2 can be used eg
ple as a fluid signal comparator, the
parison which may relate to the pressure or the flow
of a fluid. A signal having a previous amplitude
can be applied to the com nozzle.
command 16a, which initially causes the
supply current on the left side wall
19a. If a signal is now applied to the nozzle of
As 1 32a, the feed current is diverted but only reaches the right side wall 19 when this
last signal exceeds the signal applied to port 16a
of a predetermined value.
So each
once the outflow is routed to the channel
output 17, the signal applied to the nozzle 132a exceeds a predetermined value set by the amplifier.
study of the signal applied to the nozzle 16a. The choice of
signal applied to the nozzle 16a makes it possible to choose
will the comparator level. Signals mention
born above can be applied by adding fluid to the receiving region or by subtracting it from
firing from this region through the orifices of
ordered.
The fluid stream leaving the nozzle 15a has a total gauge pressure PSn. Dimensions X1 and XL in fig. 1 and 2 represent the respective horizontal distances between the axis C-C and the innermost point of the walls 19 and 19a, respectively.
Axis
vertical C-C passes through the nozzle 15a and passes between the
opposite sides of the walls 19 and 19a of the region 14 and the orifices 17a and 18a of the channels. Twp is the horizontal distance between the vertical axis C-C and the closest point to the right wall of the supply nozzle 15a. The TWL dimension is the horizontal distance between the C-C axis and the closest point to the left wall of the lSa supply nozzle.
Sa and a, are and and CLL are the ratios and 5L respectively.
Twa WL
In fig. 1 and 2, the wall 120 is arranged so that the leading edge 120a is at a distance of about eight diameters from the nozzle 15a from this nozzle. The wall 120 is also disposed so as to share the region 14 so that the orifices 17a and
18a are symmetrical and that a = 2. If a is equal to this value or is smaller and if the values of Psn are greater than 5.6 kgicm2 at the pressure gauge, then the fluid stream flows symmetrically or in equal proportions in channels 17 and 18. The current is thus in a so-called neutral state given that it is equally divided in each channel. For the aforementioned values of v. and PSn, the flow state is stable.
If a is greater than 2 and Psn less than 4.2 kg / cm2 at the pressure gauge, the neutral state is then unstable and the flow is easily transformed into an asymmetric flow by a weak disturbance or force applied to it.
When a is greater than 2, Psn less than 4.2 kg / cm2 and OtL equal to R, any disturbance immediately causes asymmetric flow in one of the channels. For a greater value of a, the tendency of the current to lock up on the side of the
wall 19 opposite that from which the disturbance
bation is applied increases up to a value of a for which the current cannot be blocked due to the distance between the walls 19 and 19a.
When the value of a is small or large and aL different from aR because the dividing wall 120 is
moved with respect to the axis CC so that one opening orifice has a smaller dimension than the other, the flow is not symmetrical and there is an adjustment of the boundary layer which causes the blocking of the fluid stream on the side of wall 19 or 19a which is furthest from wall 120, unless the distance
is so large that the current cannot be blocked in
because of the distance between the walls 19 or 19a.
If simultaneous flow occurs from the two control conduits 16 and 132, the control conduit which supplies the greatest amount or proportion of fluid to the boundary layer of the jet from conduit 15 causes the current to move with a switching action defined in the opening located opposite the conduit supplying the predominant fluid stream. Alternate and successive predominant increases in the amount of fluid from the respective control conduits cause alternate and successive stable movements of the fluid stream, from one port or another. This effect is hereinafter referred to as switching or multiple switching.
If the wall 120 is arranged asymmetrically with respect to the conduit 15 when it is greater than 2 but less than the limit value and Pgn is less than 4.2 kgtcm2, in the absence of a fluid from one or the Another control nozzle, all of the flow passes through an opening which has the largest inlet port. The flow from either control nozzle can be constant or pulsed.
The fluid stream remains routed through the channel into which it was last directed by the control nozzle, even when no further flow occurs from the control fitting.
When fluid flows from both control nozzles simultaneously, if the flow from one control nozzle is sufficiently greater than that exiting the other control nozzle, the nozzle having the flow of larger fluid deflects the fluid stream from conduit 15 by altering the pressure distribution of the boundary layer. As a result, the main fluid stream from line 15 is completely diverted. also, alternating and successive predominant increases in flow from the respective control nozzles cause a successive switching routing of the fluid stream from conduit 15.
Expected that low pressures from control conduits 16 and 132 will cause large deviations in the movement of the higher energy fluid stream from conduit 15. in each embodiment. The effect of fluid from either control nozzle is amplified.
Fig. 3 shows an installation comprising the amnlifier shown in FIG. 2 in which the orifices 17a and 18a and the channels 17 and 18 are svmétriques. This installation is a projectile 40 having a rocket thrust or lift device 41. When the projectile is launched. a small proportion of the exhaust gas from the thrust device 41 enters an orifice 42 provided in the side of the thrust device. These gases pass through a tube 25 so that the conduit 15 supplies hot gases under pressure in equal proportions to the channels 17 and 18.
The ends of the tubes 47 and 26 are connected by means of valves 62a and 62b to a source 44 of compressed gas, such as nitrogen. An inertial guide assembly 43 is capable of alternately opening and closing valves 62a and 62b, in response to the yawing motion of projectile 40. Source 44 supplies fluid for control conduits 16 and 32 and communicates. with the tubes 47 and 26 via the guide assembly 43 and the valves 62a and 62b respectively.
Any yawing motion of projectile 40 is detected by gyroscopes or other conventional sensing devices located in inertia guide assembly 43, and this assembly then mechanically opens either valve 62a or valve 62b so that either the tube 47, either the tube 26 communicates with the source 44. As a result, one of the control conduits 16 or 132 discharges a nitrogen jet and the hot gases coming from the conduit 15 exit either from an orifice 45 or from an orifice. orifice 46 provided in the side of the projectile 40. For example, in the event that the projectile yaw in the direction of arrow Y, the assembly 43 detects the change in stroke and opens the valve 62a so that the jet from duct 15 passes through channel 17 and exits through orifice 45.
The hot gases thus evacuated into the atmosphere create a sufficient reaction force to rotate the projectile 40 around its center of gravity until it is again on its correct trajectory.
The amplifier can also be used to adjust the pitch of the projectile through additional, appropriately disposed opposing apertures which open from the outer surface of the projectile.
A conventional inertial guide assembly which senses roll can be used to open valves similar to valves 62a and 62b to the control nozzles so as to compensate for any roll by reaction forces generated by hot gases from the thrust device. 41 which escape tangentially from the surface of the projectile 40.
Fig. 4 shows another installation which uses the amplifiers shown in FIGS. 1 and 2, but in which the channels 17 and 18 and the orifices 17a and 18a are asymmetrical. One way to achieve asymmetry is to place wall 120 closer to channel 17 than channel 18 so that the jet from nozzle 15 is not divided equally between channels 17 and 18.
In this installation, two coils 50 and 51 are mounted to rotate so as to unwind a continuous strip 52 of metal in the direction of the arrow towards a
punching or cutting press 54. In order to actuate
the cutting press 54 safely and efficiently,
there must be two conditions. The first condition is that the band 52 is available to be advanced under
a 52 'punch and the second condition is that the hands
operator are clear of the 52 'punch before it
cuts the material from strip 52. As
shown, the punch 52 'is actuated by a piston
156. The punch 59 is normally kept away from the strip 52 by a coil spring 55.
In order to ensure that the two conditions exist simultaneously before actuating the punch 52 ', the
amplifiers shown in fig. 1 and 2 and we have
asymmetrically all channels with respect to con
supply ducts and to the nozzles of these ducts by placing the walls 120 in an asymmetrical position. The amplifiers constituting a separate unit 56.
Unit 56 includes a source of pneumatic pressure 57 capable of supplying continuous air pressure to four lines 58, 59, 60 and 61. Line 61 communicates with a storage tank 62. A line 63 which extends from the reservoir 62 discharges into the atmosphere at a very slow and constant rate as the band 52 blocks the end of this conduit 63. Rollers 53 press the band 52 relatively tightly against the end of the conduit 63 When the strip 52 no longer covers the duct 63 because the reserve of the reel 50 is exhausted or because the strip 52 is broken, the duct 63 is able to immediately vent substantially all of the material into the atmosphere. air from tank 62.
A conduit 64 extending from the reservoir 62 communicates with the control conduit 16. Other identical control conduits 161, 162, 163 and 164 provide control of the unit 56. The conduit 60 connects the source 57 to the. conduit 15. Conduits 151, 152 and 153 similar in construction to that of conduit 15 constitute the supply conduits for unit 56. Conduit 58 connects control conduit 164 via valve 65 to source 57. Channel 17 and identical channels 171, 172 and 173 are all asymmetric with respect to channel 18 and identical channels 181, 182 and 183, respectively, due to the asymmetrical position of walls 120. A conduit 67 connects channel 17 to conduit 161, while an identical conduit 671 connects channel 171 to conduit 162.
Initially, the jet from the supply duct 15 flows entirely into the channel 18 due to the dissymmetry existing between the channels 17 and 18. The air entering the channel 18 and the identical channels 181 and 182 escapes. out of unit 56 to atmosphere.
When the control duct 16 vents a jet of air because the strip 52 covers the duct 63, the jet from the duct 15 is directed from the channel 18 into the channel 17 due to the boundary layer setting described above. Thus, before a supply duct 152 receives air, the first condition, achieved when the duct 63 is covered by the strip 52, must be satisfied.
A proportion of the air entering channel 17 passes through line 67 and into control duct 161. A duct 68 connects duct 161 to an orifice 69 in the side of die cutting press 54. If the port 69 is open (as shown), air from line 67 passes through line 68 and exits through port 69 into the atmosphere. Thus, unless the orifice 69 is covered by the palm of one of the operator's hands, the air does not leave the duct 161 and consequently the remaining air which leaves the duct 151 passes through the duct. 181 and exits unit 56.
However, if the orifice
69 is covered by the operator's palm, driving
68 is blocked and the air coming from the pipe 67 adds an additional quantity of air in the control pipe 161 by forcing it to discharge a jet and to divert the jet coming from the supply pipe 151 into the channel 171.
Similarly, if an orifice 69a in another side of the press 54 is not covered by the palm of the operator's other hand, air from a line 671 is exhausted from the unit. 56 by the intermediary
diary of a pipe 681, but when the orifice is plugged
Ché, the air coming from the supply duct 152 enters the channel 172, instead of entering a channel 182.
The supply duct 153 receives the air from the source 57 via the duct 59. The air leaving a control duct 163 forces the jet coming from the duct 153 to enter the channel 173. The duct 70 is connected to one end of this channel and communicates with the piston 156 so that the air coming from the duct 153 lowers the punch 52 'against the action of the coil spring 55 sufficiently to force the punch 52' to sever the punch. band 52.
A control valve 65 constitutes an additional safety means in that if the operator notices a dangerous condition, he can immediately open this valve 65 so that a predominant air jet at considerable pressure comes out. of the control duct 164. This jet forces the air coming from the channel 173 to go into a channel 183, from where it is discharged from the unit 56.
Fig. 5 shows another embodiment of the amplifier in which multiple control jets are used to divert the flow of fluid from line 15. Control lines 184 and 185 are similar to control lines 16 and 132 and can be made. responsive to any determined condition in order to provide additional control of the jet exiting duct 15.
It is evident that more than two control conduits and two receiving ports can communicate with the region 14. The conduits and nozzles can be arranged so that the routing can be effected in one of a number of channels.
Fig. 6 shows an amplifier 10b with memory and several stable states. Reference numbers identical to those in Figs. 2, 2A and 6 denote similar parts. Amplifier 10b is formed from plates like amplifiers 10 and 10a and has bores which communicate with the input ends of the supply and control conduits. Tubes can be screwed into these bores.
Amplifier 10b has walls 19 and 19a which have a recoil, as described above. However, the walls 19 and 19a do not have continuous smooth surfaces between the outer walls 17d and 18d of the channels 17 and 18, as they do in Figs. 2 and 2A. On the contrary, the walls 17d and 18d have a sudden change in inclination at their edge having substantially the shape of a hook, and the walls 17d and 18d intersect the walls 19 and 19a, respectively, in the form of pointed edges 51 and 51a respectively.
Although the change in tilt has been shown as a hook, any sudden change in tilt sufficient to create a swirling system of the fluid can limit the reaction of the boundary layer to the sudden change in tilt. In addition to this sudden change in inclination at edges 51 and 52a, amplifier 10b is designed so that the channel between wall 19 and wall 120, as well as the spacing between wall 9a and wall 120, is greater than necessary for a flow of the fluid stream from the supply nozzle 15a.
This arrangement allows flow of the fluid stream in orifices 17a or 18a along walls 19 or 19a, respectively, and after partial or complete reversal of the flow caused by backpressure of one orifice, the fluid exits from there. orifice 17a or 18a along wall 120 around the end of the blade in opening 17a or 18a, respectively. A partial or complete reversal of the flow in one or the other orifice is caused by a partial or complete closure of the outlet and the walls 17b or 18b of the channels.
When equal sensitivity is desired for the control signals applied to the right and left control conduits 16 and 132, the wall 120, the walls 17d and 18d, the walls 19 and 19a and the supply nozzle 15a are arranged symmetrically with respect to the CC axis. The outlet ends 17b and 18b of the channels 17 and 18 normally communicate with the atmosphere or with an appropriate load.
Amplifier 10b has memory due to the fact that the fluid stream persists in trying to escape into the channel in which it is initially directed by the fluid flow from one of the control conduits, even after control fluid flow has ceased despite partial or complete blockage of discharge from this channel.
Amplifier 10b differs from amplifiers 10 and 10cul in that in the latter two the flow of the main fluid stream can be permanently directed by a back pressure on the jet in the absence of a control signal. For example in amplifiers 10 and 10a, a flow of control fluid from conduit 16 causes the main fluid stream from conduit 15 to escape through channel 18. If the flow of control fluid is interrupted and if the static pressure downstream of the channel 17 differs only moderately from the static pressure downstream of the channel 18, the main fluid stream continues to escape through the channel 18. As a result, the pressure prevailing in the channel 18 decreases.
Then, even if the blockage of channel 18 is subsequently removed, the main fluid stream continues to escape through port 17a until a flow of control fluid is introduced through conduit 16.
Thus, when the amplifiers 10 and 10a are loaded downstream of the port 18a, it is necessary to continue the flow of the control fluid through the conduit 16 to maintain the flow of the main fluid stream in the. 'orifice 18a.
In amplifier 10b, it is not necessary to continue admitting control fluid through conduit 16 to maintain the flow of the main fluid stream in port 18a when channel 18 is blocked and that the static pressure downstream in the channel 18 and greatly increased above the static pressure downstream of the orifice 18a. Thus, amplifier 10b allows intermittent or constant loading of a device which is controlled by pulsed input signals instead of continuous input signals.
The following description of the relationship between the position of wall 120 and the operating characteristics of the amplifier is limited for clarity to the use of air as the fluid, admitted at absolute pressures up to 3.85 kg / cm2, while the outlet channels are connected directly to an absolute ambient pressure of 1.05 kg / cm2.
A still different operating characteristic is obtained when the dividing wall of this assembly is between five and eleven duct widths downstream of the outlet of the supply duct. The feed jet flow is then affected by the boundary layer to such an extent that even in the absence of a control signal the feed jet flow is fed entirely into one of the channels. defined by the wall. However, for this form of flow, if the outlet of the channel is blocked, the feed jet is directed to the opposite channel by the back pressure thus obtained.
In this case, the area of the stream on which the effective pressure difference can act is relatively large. The feed stream is deflected in the immediate vicinity of the side wall, slightly downstream or in the vicinity of the leading edge of the dividing wall and, therefore, isolates a boundary layer region which is emptied by the action of The feed stream drives on one side and is bounded on the other side by the adjacent side wall. This results in an increase in the effective pressure difference across the feed stream. The increased pressure difference acting over a relatively large area of the stream deflects the jet enough so that it flows into an outlet channel, i.e. on one side of the dividing wall and hangs on the adjacent side wall.
When the outlet channel is blocked, increased pressure builds up throughout this channel downstream of the leading edge of the dividing wall and in the region where the power jet attaches to the side wall. Also, since the outlet of the channel is blocked, any additional fluid entering that channel must reverse its flow in the channel, escape through the inlet and flow around the dividing wall to the opposite outlet channel. .
In order to understand the operation of amplifier 10b (Fig. 6), it will be assumed that a fluid stream from conduit 15 is blocked on wall 19a as a result of a previous control fluid flow from conduit. 16 and that there is now no flow from either conduit 16 or 132. The effect of the boundary layer is accentuated by the recoil SL and the contour of the wall 19a (fig. . 2). As the fluid stream flows through port 18a, it passes over steep edge 51a.
A small part of the current which passes opposite this edge diverges outward from one side of the mainstream, after passing edge 51a, and forms a vortex indicated by arrows V in a semi-circular area 52 formed by the wall 1 8d (Fig. 6).
Vortices indicated by arrows Vt and V2 (Figs. 6 and 6A) are also formed between wall 120 and the other side of the main fluid stream. If the outlet end 18b is blocked, the main fluid stream cannot flow freely through the port 18a.
When the obstruction of the channel 18 is sufficient, the main stream reverses itself and flows in the opposite direction around the wall 120 and into the orifice 17a as shown in FIG. 6a. There must be sufficient space between the wall 120 and the wall 19a to receive the vortex V2, the main intake stream, and the discharge stream. The steep edge 51a and the vortex V limit the pressure allowed in the boundary layer of the wall i 9a from the channel 18. The reverse flow of the vortex V also tends to push the main stream against the wall 19a. Therefore, the main stream remains blocked on the wall 19a.
Thus, the pressure prevailing in the channel 18 is kept much higher than that of the channel 17 by the kinetic energy q Lie, that is to say the dynamic pressure of the main stream, even if the current flows around the wall. 120. In the event that the obstruction (not shown) of channel 18 is removed, the entire flow is directed back into channel 18 (fig. 6) since part of the main stream remains blocked on wall 19a. and does not block on wall 19 in the absence of a flow of control fluid from conduit 132.
As described above. Vt and V2 vortices also help improve memory characteristic. Each of these vortices has a velocity component transverse to the direction of flow of the feed stream. Due to the mutual exchange of live force between the vortex fluids and the main stream fluid, the latter tends to be deflected away from the vortices. It will be noted that in each case the current tends to be deflected in the direction of a boundary or side wall and therefore the blocking feature is increased.
The vortex V, which is generated as a result of the hooked edge 51a in the side wall 19a, is also capable of improving the memory characteristic. The direction of fluid flow in vortex V is such that the fluid flowing countercurrently in channel 18 to the left of the power stream flows into the swirl region and has the indicated flow pattern , that is to say in the sense sinistrorsum. The vortex fluid, in the vicinity of the main stream, flows in the same direction as the latter and this fluid is accelerated downstream due to the mutual exchange of living forces. Thus the vortex V helps to prevent pressure reaction and reverse flow through the boundary layer in the region of the hermetic boundary layer.
Fig. 7 schematically shows how the amplifier 10b can be used to actuate a conventional pneumatic hammer 200. The compressed air is admitted into the amplifier 10b through a flexible pipe 201.
A flexible pipe 202 is connected to the pipe 201 and communicates with a slide valve 204. A valve 203 regulates the flow of air through the pipe 201.
The hammer 200 comprises a cylinder 205, a piston 206 axially movable therein and a piston rod 218. A coil spring 207 abuts against a cylinder head 208 and the piston 206 and biases the piston 206 in contact with the opposite cylinder head 209. A flexible pipe 247 communicates with the slide valve 204 and with a control duct 232. A flexible pipe 226 connects a control duct 216 to an orifice 211 formed in the wall of the cylinder 205, while a flexible pipe 227 connects a. channel 217 to the cylinder 205 via an orifice 213.
The orifice 211 is spaced from the cylinder head 209 by a distance slightly greater than the length of the piston 206, so that it is not covered when the piston 206 abuts against the cylinder head 209. It is evident that the ends of pipes can be threaded into the corresponding openings.
The piston rod 218 has an annular groove 219 which cooperates with the valve 204 and with the open ends of the pipes 202 and 247 so that the valve 204 allows flow from the pipe 202 to the pipe 247 only while the piston 206 is in operation. the return end of its stroke, that is to say when the piston 206 abuts against the cylinder head 209. In the other positions of the piston 206, the rod 218 prevents a flow between the pipe 202 and the pipe 247. When the piston 206 abuts against the cylinder head 209, the air flows from the pipe 202 into the control nozzle 232, because of the groove 219 which allows the pipe 202 to communicate with the pipe 247. The control duct 232 forces the main jet exiting a supply duct 215 to enter the channel 217.
As a result, the pipe 227 admits the pressurized air into the cylinder 205 between the cylinder head 209 and the piston 206. This air thus admitted drives the piston 206 against the spring 207 until the piston 206 approaches. tightly to the cylinder head 208.
Even if the pressure in cylinder 205 increases between piston 206 and cylinder head 209, and therefore in channel 217, the main jet from supply conduit 215 will remember that it was last directed for s 'flow into channel 217 and therefore persists in admitting air into that channel.
And this is true even if the rod 218 blocks the flow of air in the pipe 247.
When the piston 206 approaches the cylinder head 208, Orifice 211 receives the effect of the high air pressure prevailing in the cylinder 205. A jet of fluid constituting a pulse is received by the pipe 226 which forces the control duct. 216 in discharging a jet and directing the feed jet from channel 217 into channel 218. The latter discharges into the atmosphere and therefore this air escapes from amplifier 10c. Whereas the air is no longer admitted into the cylinder 205, the spring 207 can drive the piston 206 against the cylinder head 209 until the groove 219 comes opposite the open ends of the pipes 202 and 247. The cycle described then repeats itself until valve 203 is closed.
Although the amplifier 10b has been shown with two opposing control conduits, only one control conduit can be used. The memory property of the amplifier does not change as a result of an increase or decrease in the number of control conduits.
An amplifier with a recovery characteristic is shown in fig. 8. It comprises a supply duct 251 and a dividing wall 252, the apex of which is along the c-c axis of the apparatus. A left side wall 253 has its lower end in alignment with the left side of conduit 251 and forms an angle with the c-c axis. A right side wall 254 is set back approximately three widths from the supply duct and makes a greater angle
with the c-c axis as side wall 253. Control conduits 256 and 257 extend through side walls 253 and 254, respectively.
Due to the fact that the feed stream is closer to the side wall 253 at its point of exit, which wall is not retracted and which forms over the whole of its path towards the wall 252 a smaller angle than wall 254, the current, in the absence of a control signal, is more likely to reduce the pressure on the left side of the receiving region than on the right side. Therefore, each time the flow of feed fluid is initiated, the current is blocked at the left side wall 253 in the absence of a control signal. The control signals act the same as in a balanced amplifier, except that a larger signal must be applied to control duct 256 than to control duct 257 to effect the change of direction.
The amplifier of FIG. 8 can be used as a comparator, like the amplifier of FIG. 2. In this case, the control currents flow in both
boundary regions and the supply current flows out of the output channel located opposite the flow of the largest control current. In the case of balanced amplifiers, there is hysteresis, so the difference in control signals must exceed a minimum value to cause the change of direction. Due to the restoring effect, the comparison may be made on a basis other than equality; for example the switch to the left wall 253 may be caused to occur whenever there is a signal difference, instead of occurring when the signal difference exceeds a particular value.
The application of these surfaces allows the flow to be folded over large angles. For example, suppose a flow which is blocked on an inclined wall and which flows parallel to that side wall downstream of the point of attachment. The ability to force the supply current to follow an additional angle of rotation of the side wall downstream of the point of attachment, as in the amplifier of FIG. 3, is governed by the same type of flow parameters as that which governs the initial blockage.
Although flat amplifiers have been shown for greater clarity, there are many axes around which surfaces of revolution can be described with the contours of FIGS. 1, 2 and 6 to form amplifiers operating in the same way.
Such an axis is the c-c axis of Figs. 1, 2 and 6 in which the control conduits 16 and 132 can be replaced by multiple control ports. Another axis can be located parallel to the c-c axis and at a certain distance from the latter, around which the surfaces of revolution can be described with the contours of FIGS. 1, 2 and 6 located between the axis c-c and the axis of revolution. These amplifiers operate like those described above.
Other axes around which surfaces of revolution can be described with the contours of FIGS. 1, 2 and 6 may be located perpendicular to the c-c axis and above the outlet passages or below the power nozzle. These configurations can be advantageous for the construction and positioning of the inputs and outputs and do not affect the fundamental operation of the described amplifier.