FR2470273A1 - Commutateur pneumatique - Google Patents

Abstract

LE COMMUTATEUR PNEUMATIQUE COMPORTE DES CHAMBRES 1 A PAROIS ELASTIQUES, DISPOSEES SOUS FORME D'UNE MATRICE ET DES MOYENS DE DEFORMATION 4 DE CES PAROIS, DISPOSES DANS DES RANGEES SELON UNE PREMIERE DIRECTION DE LA MATRICE ET RELIES A UN DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT 5. LES ORIFICES D'ENTREE 2 DES CHAMBRES SONT RELIES AUX SOURCES D'INFORMATION ET LEURS ORIFICES DE SORTIE 3 SONT REUNIS EN CANAUX DISPOSES DANS LES RANGEES SELON L'AUTRE DIRECTION DE LA MATRICE ET RELIES CHACUN AVEC L'ORIFICE D'ENTREE 6 D'UNE CHAMBRE AUXILIAIRE 7, RELIEE A UN DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT INDEPENDANT 9 PAR L'INTERMEDIAIRE DE SON MOYEN DE DEFORMATION 8. LES ORIFICES DE SORTIE 10 DES CHAMBRES AUXILIAIRES 7 SONT RELIES PAR UN CANAL DE SORTIE 11 AU DISPOSITIF EXTERIEUR 12.

Description

Commutateur pneumatique.

L'invention concerne les systèmes d'inlormation et de mesure et a notamment pour objet les commutateurs pneumatiques destinés à la commutation des signaux pneumatiques et hydrauliques.

L'invention peut être appliquée dans les techniques de contrôle et de mesure pour la mesure de la pression en un grand nombre de points d'un ouvrage, dans les automatismes en tant que distributeur ou sélecteur de signaux pneumatiques, ainsi que pour la commande, la régulation et le contre des paramètres des processus technologiques, ou encore dans l'industrie chimique pour l'analyse de la composition du gaz dans les analyseurs de gaz.

I1 existe des commutateurs pneumatiques comportant un disque fixe (stator) à orifices d'entrée reliés aux sources d'information, un disque rotatif (rotor) relié à un canal de sortie, un capteur de position du rotor et un dispositif d'entraînement à action cyclique.

Dans ces commutateurs pneumatiques connus la plage des pressions à commuter dans. le domaine des basses pressions est limitée en raison de la présence d'une garniture d'étanchéité mobile, laquelle est la cause d'une fiabilité médiocre et d'une courte durée de vie desdits commutateurs pneumatiques.

Par ailleurs, dans les commutateurs pneumatiques connus, les sources d'information sont commutées successivement. Pour cette raison il est impossible de construire à l'aide de ces commutateurs des systèmes performants et souples. Lesdits commutateurs pneumatiques connus présentent en outre un grand encombrement, une réponse médiocre et une conception compliquée.

On connaît également des commutateurs pneumatiques comportant un cylindre creux fixez orifices d'entrée reliés aux sources d'information, un piston effectuant un mouvement rotatif ou un mouvement de translation et relié à un canal de sortie, un capteur de position du piston et un dispositif d'entraSnement à action cyclique.

Ces commutateurs pneumatiques connus présentent encore les inconvénients d'une mauvaise étanchéité du joint d'étanchéité mobile entre le cylindre et le piston, d'une commutation successive des sources d'information, d'un grand encombrement et d'une conception compliquée.

I1 existe aussi des commutateurs pneumatiques comportant un corps fixe à orifices d'entrée reliés aux sources d'information et mis en communication par l'intermédiaire de soupapes normalement fermées avec un canal de sortie.

En tant que soupapes on utilise habituellement des soupapes associées à un dispositif d'entraînement et à un capteur de position.

Ces commutateurs pneumatiques connus présentent les inconvénients d'un encombrement important, d'une réponse médiocre, d'une conception compliquée et aussi de la commutation successive des sources d'information.

Le commutateur pneumatique connu le plus proche de l'invention proposée est celui comportant des chambres à parois élastiques dans lesquelles sont prévus des orifices d'entrée reliés aux sources d'information et des orifices de sortie mis en communication avec un dispositif extérieur à travers un canal de sortié et des moyens de déformation des parois élastiques des chambres accouplés à un dispositif d'entraînement et munis d'un capteur de position.

Les inconvénients de ce commutateur pneumatique connu résident en ce que la commutation des signaux pneumatiques se fait successivement, ce qui empêche de construire à l'aide de celui-ci des systèmes performants et souples, en ce que la réponse est médiocre du fait qu'il est prévu un long canal de sortie annulaire mis en communication constante par tout son volume avec le dispositif extérieur et que les moyens de déformation sont réalisés sous forme de poussoirs, et enfin en ce que l'encombrement est grand par suite de la disposition des chambres successivement l'une derrière l'autre dans une rangée, la conception étant compliquée en raison de la présence du capteur de position.

On s'est proposé de mettre au point un commutateur pneumatique dans lequel la disposition et le raccordement des chambres permettraient d'assurer le raccordement arbitraire des sources d'information, d'élever sensiblement la rapidité d'action, de réduire l'encombrement, et de simplifier la conception
Ce problème est résolu par le fait que, dans un commutateur pneumatique comportant des chambres à parois élastiques dans lesquelles sont pratiqués des orifices d'entrée reliés aux sources d'information et des orifices de sortie mis en communication avec un dispositif extérieur à travers un canal de sortie, des moyens de déformation des parois élastiques des chambres, et un dispositif d'entraSne- ment, conformément à l'invention, les chnmbres sont disposées sous forme d'une matrice, un groupe de moyens de déformation des parois élastiques des chambres disposées dans les rangées selon ia première direction de la matrice étant relié au dispositif d'entraînement, les orifices de sortie des chambres, réunis en canaux disposés dans les rangées selon la deuxième direction de la matrice étant reliés à l'orifice d'entrée d'une chambre auxiliaire, cette chambre, unique pour chaque rangée selon la deuxième direction de la matrice, étant mise en communication avec un dispositif d'entraînement indépendant par l'intermédiaire de son moyen de déformation des parois élastiques de ladite chambre auxiliaire, moyen qui fait partie d'un second groupe, les orifices de sortie desdites chambres auxiliaires étant reliés à travers un canal de sortie au dispositif extérieur.

Il est avantageux de choisir en tant que rangées selon la première direction les colonnes de la matrice et les lignes de cette matrice en tant que rangées selon la deuxième direction.

I1 est possible de choisir en tant que rangées selon la première direction de la matrice les lignes de la matrice et les colonnes de cette matrice en tant que rangées selon la deuxième direction de la matrice.

I1 est désirable que les chambres et les chambres auxiliaires soient réalisées sous forme de relais pneumatiques à membrane et que les moyens de déformation soient exécutés sous forme de canaux, l'une des extrémités desdits canaux étant reliée au relais pneumatique correspondant et les autres extrémités d'un groupe desdits canaux étant mises en communication avec le dispositif d'entraînement, les autres extrémités de l'autre groupe étant reliées au dispositif d'entraînement indépendant, le dispositif d'entraînement et le dispositif d'entraînement indépendant étant réalisés sous forme d'une source de pression de fluide gazeux ou liquide dont la sortie est branchée sur les relais pneumatiques à membrane des rangées selon la première direction de la matrice à travers un dispositif distributeur et sur les relais pneumatiques à membrane des rangées selon la deuxième direction de la matrice par l'intermédiaire d'un autre dispositif distributeur.

Il est préférable que chaque dispositif distributeur soit constitué à l'aide d'organes distributeurs.

I1 est avantageux que chaque organe distributeur soit réalisé sous forme d'un élément distributeur à tiroir à commande électromagnétique.

I1 est avantageux que les entrées des organes distributeurs soient réunies et reliées à la sortie de la source de pression de fluide gazeux ou liquide et que les sorties de chacun d'eux soient reliées à la rangée correspondante de la matrice.

Il est préférable de relier les éléments distributeurs à tiroir entre eux en série et de réaliser chacun N d'eux avec un nombre d'entrées égal à 2 et avec un nombre de sorties égal à 2N-l , N étant le numéro d'ordre de l'élément distributeur à tiroir, les entrées de n'importe quel élément distributeur à tiroir sauf le dernier étant reliées de préférence aux sorties de l'élément suivant, tandis que ses sorties sont raccordées aux entrées de l'élément distributeur à tiroir précédent, la sortie du premier élément distributeur à tiroir étant de préférence reliée au canal d'échappement et les entrées du dernier élément distributeur à tiroir étant reliées aux entrées de commande des relais pneumatiques à membrane et à la source de pression du fluide gazeux ou liquide par l'intermédiaire de résistances pneumatiques.

I1 est possible de réaliser le dispositif d'entraînement et le dispositif d'entraînement indépendant sous forme de deux sources de pression, savoir une source de faible pression et une source de pression élevée, et d'un dispositif distributeur relié à ces sources et comportant : des relais pneumatiques à membrane, dont le nombre est égal au nombre de rangées de la matrice, chacun desdits relais étant relié aux moyens de déformation correspondants des parois élastiques des chambres des lignes à retard couplées aux relais pneumatiques correspondants à membrane ; et des résistances pneumatiques, le moyen de déformation de chaque rangée de la matrice étant relié par l'intermédiaire des relais pneumatiques à membrane à la source de faible pression par l'intermédiaire d'une résistance pneumatique à l'air libre, et par l'intermédiaire de l'autre résistance pneumatique à la sortie de la ligne à retard branchée à la source de pression élevée, l'entrée de commande du relais pneumatique du premier moyen de déformation étant reliée à la source à pression élevée et l'entrée de commande de chaque relais pneumatique à membrane suivant étant raccordée à la sortie de la ligne à retard précédente et à sa ligne à retard.

I1 est préférable que la ligne à retard du dispositir distributeur soit constitué par, reliés en série, une résistance pneumatique, un réservoir et un relais pneumatique à membrane non chargée, relais dont l'entrée de commande est reliée à la source de faible pression, le réservoir étant alors mis en communication par l'intermédiaire d'un relais pneumatique à membrane non chargée avec l'air libre, l'entrée de la commande du relais pneumatique à membrane de la première ligne à retard étant mise en communication avec la source de pression élevée, et l'entrée de la commande du relais pneumatique à membrane de chaque ligne à retard suivante étant raccordée à l'entrée de la commande du relais pneumatique à membrane correspondant du dispositif distributeur.

I1 est avantageux de diviser la matrice en n parties, le canal de sortie de chacune d'elles étant relié à l'orifice d'entrée de la chambre auxiliaire, ladite chambre, unique pour le canal de sortie mentionné, étant reliée par l'intermédiaire d'un moyen de déformation des parois élastiques de chambre auxiliaire au dispositif d'entraînement auxiliaire, tandis que les orifices de sortie de toutes les chambres auxiliaires sont reliées au canal de sortie, les moyens de déformation des rangées correspondantes selon une première direction de chaque partie de la matrice étant réunis et reliés au dispositif d'entraînement, et les moyens de déformation des chambres auxiliaires des rangées correspondantes selon la deuxième direction de chaque partie de la matrice étant réunis et reliés au dispositif d'entraînement indépendant.

I1 est possible de disposer les matrices dans un plan.

I1 est aussi possible de disposer les parties de la matrice à une distance donnée K l'une de l'autre selon la direction perpendiculaire au plan de chaque partie de la matrice.

A l'aide du commutateur pneumatique proposé, il est possible de créer des systèmes d'information et de mesure optima souples, économiques à réponse rapide et à encombrement réduit.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description d'exemples de réalisation en se référant aux dessins annexés sur lesquels
la figure 1 représente un schéma fonctionnel d'un commutateur pneumatique conforme à l'invention
la figure 2 représente un schéma de principe d'un commutateur pneumatique conforme à l'invention
fla figure 3 montre schématiquement un mode de réalisation d'un élément distributeur à tiroir conforme à l'invention
les figures 4 et 5 donnent deux schémas de principe de dispositifs d'entraînement conforme à l'invention
les figures 6 et 7 donnent deux schémas fonctionnels de commutateurs pneumatiques conformes à l'invention
la figure 8 montre un mode de réalisation d'un commutateur pneumatique conforme à l'invention en coupe longitudinale
la figure 9 montre~un mode de réalisation d'un dispositif d'entraînement conforme à l'invention en coupe longitudinale
la figure 10 est une coupe selon X-X, figure 8.

le commutateur pneumatique objet de l'invention comporte des chambres 1 (figure 1) disposées sous forme de matrice et pourvues de parois élastiques dans lesquelles sont prévus des orifices d'entrée 2 reliés aux sources d'information (non représentées) et des orifices de sortie 3. Un groupe de moyens de déformation 4 des parois élastiques des chambres 1, disposées dans les rangées selon une première direction de la matrice est relié à un dispositif d'entraSne- ment 5. Les orifices de sortie 3 des chambres 1 sont réunis en canaux disposés dans les rangées selon l'autre direction de la matrice, et sont mis en communication avec l'orifice d'entrée 6 d'une chambre auxiliaire 7, chambre unique pour chaque rangée selon la deuxième direction de la matrice.

Chaque chambre auxiliaire 7 est reliée à un dispositif d'entraînement indépendant 9 par son moyen de déformation 8 des parois élastiques de chambre, moyen faisant partie d'un second groupe. Les orifices de sortie 10 des chambres auxiliaires 7 sont reliés par un canal 11 à un dispositif extérieur 12.

En tant que rangées selon la première direction de la matrice, on a choisi les colonnes de la matrice et les lignes de la matrice sont utilisées-en tant que rangées selon la deuxième direction de la matrice.

Il est possible également de choisir les lignes de la matrice en tant que rangées selon la première direction et les colonnes de la matrice en tant que rangées selon la deuxième direction de la matrice.

Les chambres 1 elles chambres auxiliaires 7 sont exécutées sous forme des relais pneumatiques à membrane 13 (figure 2). Chaque moyen de déformation 4 et 8 est exécuté sous forme d'un canal, dont une extrémité est reliée à un relais pneumatique à membrane 13, disposé dans une rangée de la matrice. L'autre extrémité de chaque moyen de déformation 4 est reliée au dispositif d'entraînement 5 et l'autre extrémité de chaque moyen de déformation 8 est reliée au dispositif d'entraînement indépendant 9.

Le dispositif d'entraînement 5 et le dispositif d'entraînement indépendant 9 sont exécutés sous forme d'une source de fluide gazeux ou liquide sous pression 14 amené aux relais pneumatiques à membrane 13 des rangées selon la première direction de la matrice à travers un dispositif distributeur 15 et à ceux des rangées selon la deuxième direction de la matrice par l'intermédiaire d'un autre dispositif distributeur 15.

Chaque dispositif distributeur 15 est exécuté sous forme d'organes distributeurs.

Il est possible d'adopter un mode de réalisation du dispositif distributeur 15 selon lequel les entrées des organes distributeurs sont réunies et reliées à la sortie de la source de fluide sous pression 14 tandis que la sortie de chaque organe distributeur 15 est mise en cxzmmunication avec une rangée correspondante de la matrice.

Selon un mode de réalisation du commutateur pneumatique, chaque organe distributeur est exécuté sous forme d'un élément distributeur à tiroir 16 (figure 3) à commande électromagnétique.

L'élément distributeur à tiroir 16 est constitué par un corps 17 abritant un plongeur 18 à une gorge 19.

D'un cté du plongeur 18, on a disposé l'enroulement 20 de l'électroaimant et de l'autre c8té, on a disposé un ressort 21. L'élément distributeur à tiroir 16 est réalisé avec un canal d'admission de pression 22 et un canal d'échappement 23.

Par la flèche A, on a indiqué la liaison de l'élément distributeur à tiroir 16 avec les relais pneumatiques à membrane 13.

Les éléments distributeurs à tiroir 16 (figure 4) sont reliés entre eux en série et chacun d'eux est exécuté avec un nombre d'entrées égal à 2N et un nombre de sorties égal à 2N 1, N étant le numéro d'ordre de l'élément distributeur à tiroir 16. Les entrées de chaque élément distributeur à tiroir 16, sauf celles du dernier élément, sont mises en communication avec les sorties de 1' élément précédent, tandis que ses sorties sont raccordées aux entrées de l'élément distributeur à tiroir précédent 16. Dans ce cas, la sortie du premier élément distributeur à tiroir 161 est reliée au canal d'échappement 23 et les entrées du dernier élément distributeur à tiroir 16 sont reliées aux entrées de la
3 la commande des relais pneumatiques à membrane 13 et à la source de pression 14 par l'intermédiaire de résistances pneumatiques 24.

Selon le mode de réalisation illustré, l'élément distributeur à tiroir 163 est à douze circuits, deux positions, huit entrées et quatre sorties. Ses sorties sont reliées aux -entrées d'un élément distributeur à tiroir 162 à six circuits, deux positions, quatre entrées et deux sorties.

Les sorties de l'élément distributeur à tiroir 162 sont reliées aux entrées de l'élément distributeur à tiroir 161 à trois circuits, deux positions, deux entrées et une sortie mis en communication avec le canal d'échappemént 23.

Tous les éléments distributeurs à tiroir 16g, 162, 161 sont à entraînement électromagnétique et leurs ressorts 21 rappellent leurs plongeurs 18 (figure 3) dans la position de départ lorsque les enroulements 20 des électroaimants sont mis hors circuit.

Grâce à la réduction du nombre d'éléments distributeurs à tiroir, il est possible de réduire l'encombrement du commutateur pneumatique par réduction de 1' encombrement des dispositifs d'entraînement 5, 9 (figure 1). Il est alors possible de loger le commutateur à l'intérieur des petits objets étudiés dans les souffleries. Dans ce cas, l'inertie du commutateur pneumatique diminue et la durée de fonctionnement de la soufflerie diminue elle aussi., tandis que la précision de la mesure des basses pressions absolues s'améliore.

Il est possible-d'appliquer une variante de réalisation du commutateur pneumatique selon laquelle le dispositif d'entraînement 5 et le dispositif d'entraînement indépendant 9 sont constitués par des sources de faible pression 25 (figure 5) et de pression élevée 26 et par un dispositif distributeur 27 pour chaque direction des rangées de la matrice comportant les relais pneumatiques à membrane 28, dont le nombre est égal au nombre de rangées de la matrice.

Chaque relais 28 est branché au moyen de déformation correspondant 4, 8.

Le dispositif distributeur 27 comprend également des lignes à retard 29 couplées aux relais pneumatiques à membrane correspondants 28 et des résistances pneumatiques 30, 31.

Les relais pneumatiques à membrane 28, les lignes à retard 29 et les résistances 30, 31 forment les canaux du dispositif distributeur 27.

Les moyens de déformation 4, 8 de chaque rangée de la matrice sont reliés par l'intermédiaire d'un relais pneumatique à membrane 28 à la source de faible pression 25 et à l'aide d'une résistance pneumatique 30 à ltair libre et d'une résistance pneumatique 31 à la sortie de la ligne à retard 29, reliée à la source de pression élevée 26.

L'entrée de commande du relais pneumatique à membrane 28 du premier moyen de déformation 4, 8 est branchée à la source de pression élevée 26 et les entrées de commande des relais pneumatiques à membrane 28 suivants sont mises en communication avec les sorties des lignes à retard précédentes 29.

La ligne à retard 29 comporte, reliés en série, une résistance pneumatique 32, un réservoir 33 et un relais pneumatique 34 à membrane non chargée, dont l'entrée de commande est branchée sur la source de faible pression 25.

Le réservoir 33 est mis en communication, par l'intermédiaire d'un relais pneumatique 35 à membrane non chargée, à l'air libre. la sortie de commande du relais pneumatique à membrane 35 de la première ligne à retard 29 est branchée sur la source de pression élevée 26 et l'entrée de commande du relais pneumatique à membrane 35 de chaque ligne à retard suivante 29 est reliée à 1' entrée de commande du relais pneumatique à membrane 28 correspondant.

Il est possible de diviser la matrice en n parties (n = 4), le canal de sortie 36 (figure 6) de chacune d'elles étant branché sur l'orifice d'entrée d'une chambre auxiliaire 37, laquelle chambre est unique pour ce canal de sortie 36 et est reliée, par l'intermédiaire d'un moyen de déformation 38 de paroi élastique, à un dispositif d'entraSnement auxiliaire 39, tandis que les orifices de sortie de toutes les chambres auxiliaires 37 sont raccordés au canal de sortie 11.

Les moyens de déformation 4 des rangées correspondantes selon une première direction de chaque partie de la matrice sont réunis et reliés au dispositif d'entrainement 5, et les moyens de déformation 8 des chambres auxiliaires 7 des rangées corre8pondantes selon la deuxième direction de chaque partie de la matrice sont réunis et reliés au dispositif d'entraSne- ment indépendant 9.

Les parties de la matrice peuvent être disposées dans un plan.

Les parties de la matrice peuvent être disposées à une distance donnée E (figure 7) l'une de l'autre selon la direction perpendiculaire aux plans des parties de la matrice.

Ia figure 8 montre l'un des modes de réalisation possibles du commutateur pneumatique. Les chambres 1 sont placées dans un corps 40 sur lequel est fixé le dispositif extérieur 12. Le corps 40 abrite également les éléments distributeurs à tiroir 16 (figure 3) å commande électromagnétique.

Les figures 9 et 10 montrent l'un des modes de réalisation possibles à circuits imprimés du dispositif d'entraînement représenté sur la figure 5.

Le commutateur pneumatique fonctionne de la manière suivante.

Le dispositif extérieur 12 (figure 1) est relié comme suit à l'orifice d'entrée 2 de n'importe quelle chambre 1.

Le dispositif d'entraînement 5 exerce à l'aide des moyens de déformation 4 une force sur les parois élastiques des chambres 1 disposées dans toutes les colonnes à l'exception de celle dans laquelle se trouve l'orifice d'entrée 2 choisi pour le raccordement, par exemple de la colonne extrême droite.

A l'aide des moyens de déformation 8 le dispositif d'entraînement 9 exerce un effort sur les parois élastiques des chambres 7 disposées dans toutes les lignes à l'exception de la ligne sur laquelle se trouve l'orifice d'entrée 2 choisi pour le raccordement, par exemple, de la ligne inférieure.

L'effort exercé par le dispositif d'entraînement 5 fait fléchir les parois élastiques des chambres sur lesquelles il est appliqué, ce qui sépare, dans ces chambres, l'orifice d'entrée 2 de l'orifice de sortie 3.

L'effort exercé par le dispositif d'entraînement 9 fait fléchir les parois élastiques des chambres 7 sur lesquelles il est appliqué, ce qui sépare, dans ces chambres, l'orifice d'entrée 6 de l'orifice de sortie 10.

A ce moment, ce sont seulement les orifices d'entrée 2 des chambres 1 sur les parois élastiques desquelles est appliqué un effort qui se trouvent reliés aux orifices d'entrée 6 de la chambre 7, par exemple les orifices 2 des chambres 1 disposées dans la colonne extrême droite.

Le dispositif extérieur 12 se trouve relié à l'orifice d'entrée 6 de seulement la chambre 7 sur la paroi élastique de laquelle n'est pas appliqué d'effort, par exemple de la chambre 7 disposée à la ligne inférieure.

En conséquence, de tous les orifices d'entrée 2, c'est seulement l'orifice d'entrée 2 choisi pour le raccordement qui se trouve relié au dispositif extérieur, savoir l'orifice qui se trouve sur l'intersection de la colonne aux parois élastiques des chambres de laquelle n'est pas appliqué d'effort, avec la ligne sur la paroi élastique de la chambre 7 de laquelle n'est pas appliqué d'effort, par exemple l'orifice d'entrée 2 de la chambre 1 se trouvant sur l'intersection de la colonne extrême droite et de la ligne inférieure.

Pour raccorder un autre orifice quelconque d'entrée 2 au dispositif extérieur 12 on opère de manière analogue.

Ainsi, en se servant du commutateur pneumatique, il est possible de brancher arbitrairement les sources d'information au dispositif extérieur.

Le dispositif représenté sur. la figure 2 fonctionne de manière analogue au dispositif de la figure 1.

L'effort sur les membranes des relais 13 dans le commutateur pneumatique est créé par la pression du gaz ou liquide arrivant de la source de pression 14 à travers le canal 22 (figure 3) et, ensuite, dans la direction représentée par la flèche "A" des éléments distributeurs à tiroir 16, à travers les moyens de déformation 4 et 8 (figure 2), pendant que les enroulements 20 (figure 3) s9nt mis hors circuit.

Pour annuler l'effort exercé sur la membrane d'un relais 13 (figure 2), on fait déplacer le plongeur 18 (figure 3) dans la position extrême gauche au moment où le courant électrique traverse l'enroulement 20. Le canal 22 est bouché alors par le plongeur 18 et le relais 13 (figure 2) est relié au canal d'échappement 23 (figure 3)
Pour créer une force sur les entrées du dernier élément distributeur à tiroir 163 (figure 4), on amène le gaz ou liquide à partir de la source de pression 14 à travers une résistance pneumatique 24.

A ce moment, les parois élastiques de toutes les chambres 1 et 7 (figure 1), sauf des chambres 1 de la colonne extrême droite de la matrice et de la chambre 7 de la ligne inférieure de la matrice, fléchissent de manière à provoquer la séparation des orifices 2 et 3, et 6 et 10. Les orifices 2 et 3 dans les chambres 1 de la colonne extrême droite de la matrice restent mis en communication entre eux (leurs parois élastiques ne sont pas fléchies) du fait que le moyen de déformation extrême droit 4 est branché à travers les éléments distributeurs à tiroir 163 (figure 4), 162, 161 au canal d'échappement 23 relié à l'atmosphère tandis que la surface des sections de passage des éléments 163, 162, 161 est plus grande que la surface de la section de passage de la résistance pneumatique 24. Ia différence entre les surfaces des sections est choisie de façon à assurer la chute de la pression dans les enceintes en amont des parois élastiques des chambres 1, 7 (figure 1) jusqu'à la valeur à laquelle il se crée un effort inférieur à la force nécessaire au fléchissement des parois élastiques des chambres 1, 7 jusqu'à la séparation des canaux 2, 3 et 6, 10.

Des causes analogues conditionnent le fléchissement nul de la paroi élastique 7 de la ligne inférieure. De ce fait, le seul orifice d'entrée 2 qui se trouve à l'intersection de la colonne extrême droite avec la ligne inférieure, se trouve relié au canal 11. Pour raccorder le canal 11 à un autre orifice d'entrée 2 quelconque il est nécessaire de déplacer les éléments distributeurs à tiroir 163 (figure 4), 162, 161 dans les positions correspondantes par lesquelles le canal 23 est relié avec le moyen de déformation 4 sur lequel est branchée la chambre 1 ayant cet autre orifice d'entrée donné 2 et avec le moyen de déformation 8 (figure 1) qui est disposé sur la même ligne que ledit autre orifice d'entrée.

En changeant la position des trois dispositifs distributeurs à tiroir 16 (figure 4), on assure huit combinaisons différentes de branchement du canal d'échappement 23 aux entrées du dernier dispositif distributeur 163.

Le dispositif distributeur 27 pour les rangées selon la première direction de la matrice fonctionne de la manière suivante.

Dans la position de départ, l'air arrive de la source 25 (figure 5) de faible pression, à travers un relais pneumatique à membrane 28, aux moyens de déformation 4, 8 (figure 2) qui, sollicités par la pression, séparent des sorties les entrées correspondantes du-relais 13.

Pendant le fonctionnement, ltair est amené de la source de pression élevée 26 au dispositif distributeur 27 (figure 5), et parvient aux relais pneumatiques à membrane 28 et 35 du premier canal du dispositif distributeur 27 et aux entrées des lignes 8 retard 29. A ce moment, les relais 28 se ferment et coupent l'arrivée de l'air de la source de pression de faible pression 25 sur le premier moyen de déformation 4 (8) du commutateur pneumatique. Du fait que le moyen de déformation 4 (8) est relié à l'air libre par l'intermédiaire d'une résistance pneumatique 30, la pression y décroît. En conséquence, le moyen de déformation 4 (8) entre en action et l'entrée correspondante du relais 13 est reliée à sa sortie.

En même temps, les réservoirs 33 des lignes ù retard 29 se remplissent d'air à travers les résistances pneumatiques 32 jusqu'aux pressions qui sont déterminées par les valeurs des pressions aux entrées de commande des relais 35 et par la chute de pression à laquelle ces relais s'ouvrent. Au moment où la pression dans le réservoir de la première ligne de retard 33 a dépassé la somme de la basse pression agissant sur l'entrée de commande du relais 34 et de a chute de pression pour laquelle ce relais s'ouvre, le relais 34 s'ouvre et l'air sous pression arrive de l'entrée de la première ligne à retard 29 à travers le diviseur à résistances pneumatiques 31 et 30 au premier moyen de déformation 4 (8). En conséquence, ce dernier revient dans la position initiale en séparant l'entrée de la sortie du relais pneumatique à membrane 13. L'air sous pression arrive également de la sortie de la ligne à retard 29 aux relais 28 et 35 du deuxième canal du dispositif distributeur 27. Le relais 28 se ferme et coupe l'arrivée de l'air à partir de la source de faible pression 25 au deuxième moyen de déformation 4 (8). Du fait que le moyen de déformation 4 (8) est relié à l'air libre par l'intermédiaire d'une résistance pneumatique SO, la pression n'y dé'croît plus. De ce fait, le moyen de déformation 4 (8) entre en action en reliant l'entrée et la sortie du relais pneumatique à membrane 13.En plus, l'air s'échappe à l'atmosphère depuis le réservoir 33 du troisième canal du dispositif distributeur 27 à travers le relais 35 qui s'ouvre à la suite de la chute de pression à la sortie du deuxième canal et la pression dans ce réservoir 33 décroît jusqu'à la pression à laquelle le relais 35 se ferme.

Après que l'air sous pression est arrivé à l'entrée de commande du relais 35 du deuxième canal, celui-ci se ferme et la pression dans le réservoir 33 de ce canal commence à augmenter. Au moment où la pression dans le réservoir 33 a dépassé la somme de la pression agissant sur l'entrée de commande du relais 34 et de la chute de pression à laquelle ce relais 34 s'ouvre, le moyen de déformation branché à la sortie du relais suivant 34 du dispositif distributeur 27 revient dans sa position de départ, tandis que le moyen de déformation suivant entre en action et ainsi de suite, jusqutà ce que tous les moyens de déformation du commutateur pneumatique entrent en action et reviennent dans leur position de départ.

Le dispositif distributeur 27 pour rangées selon la deuxième direction de la matrice fonctionne en principe de manière analogue : la différence réside seulement en ce que le retard temporaire de chaque ligne à retard 29 y est égal à la somme des retards temporaires de toutes les lignes à retard 29 du dispositif distributeur 27 pour les rangées selon la première direction de la matrice.

La liaison entre le dispositif extérieur 12 et l'orifice d'entrée 2 de n'importe quelle chambre 1 dans le dispositif représenté sur la figure 6 se fait de la manière suivante.

En se servant du dispositif d'entraînement 39 et en mettant en Jeu les moyens de déformation 38, on produit un effort sur les parois élastiques de toutes les chambres 37, à l'exception de la chambre 37 reliée par le canal de sortie 36 avec la partie de la matrice dans laquelle se trouve la chambre 1 possédant l'orifice d'entrée 2 à "relier" ou brancher.

Comme résultat, les canaux de sortie 36 de trois parties de la matrice se trouvent séparés simultanément du dispositif extérieur 12 et seulement une partie de la matrice est branchée, savoir celle dans laquelle se trouve l'orifice d'entrée 2 à brancher.

C'est pourquoi après cela l'état des chambres 1 et 7 dans les parties de la matrice qui sont débranchées du dispositif extérieur 12 importe alors peu.

Pour relier au canal de sortie 11 n'importe quel orifice d'entrée 2 de la partie de la matrice qui est branchée sur le dispositif extérieur 12, il faut opérer de manière analogue au cas du dispositif représenté sur la figure 1.

Le commutateur pneumatique proposé présente une bonne rapidité d'action, un petit encombrement. En utilisant ce commutateur, il est possible de créer des systèmes d'information et de mesure plus souples et moins comateux que jusqu'à ce jour.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Commutateur pneumatique comportant des chambres à parois élastiques dans lesquelles sont pratiqués des orifices d'entrée reliés aux sources d'information et des orifices de sortie mis en communication avec un dispositif extérieur à travers un canal de sortie, des moyens de déformation des parois élastiques des chambres, et un dispositif d'entraînement, caractérisé en ce que les chambres sont disposées sous forme d'une matrice, un groupe de moyens de déformation des parois élastiques des chambres disposées dans les rangées selon la première direction de la matrice étant relié au dispositif d'entraînement, les orifices de sortie des chambres, réunis en canaux disposés dans les rangées selon la deuxième direction de la matrice étant reliés à l'orifice d'entrée d'une chambre auxiliaire, cette chambre, unique pour chaque rangée selon la deuxième direction de la matrice, étant mise en communication avec un dispositif d'entraînement indépendant par l'intermédiaire de son moyen de déformation des parois élastiques de ladite chambre auxiliaire, moyen qui fait partie d'un second groupe, les orifices de sortie desdites chambres auxiliaires étant reliés à travers un canal de sortie au dispositif extérieur.

2. Commutateur pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise les colonnes des matrices en tant que rangées selon la première direction et les lignes de la matrice en tant que rangées selon la deuxième direction de la matrice.

3. Commutateur pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise les lignes de la matrice en tant que rangées selon la première direction de la matrice et les colonnes de la matrice en tant que rangées selon la deuxième direction de la matrice.

4. Commutateur pneumatique selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les chambres et les chambres auxiliaires sont réalisées sous forme de relais pneumatiques à membrane, et en ce que les moyens de déformation sont exécutés sous forme de canaux, l'une des extrémités desdits canaux étant reliée au relais pneumatique correspondant et les autres extrémités d'un groupe desdits canaux étant mises en communication avec le dispositif d'entraînement, les autres extrémités de l'autre groupe étant reliées au dispositif d'entraînement indépendant, le dispositif d'entraînement et le dispositif d'entraînement indépendant étant réalisés sous forme d'une source de pression de fluide gazeux ou liquide, dont la sortie est branchée sur les relais pneumatiques à membrane des rangées selon la première direction de la matrice à travers un dispositif distributeur et sur les relais pneumatiques à membrane des rangées selon la deuxième direction de la matrice par 1 'intermédiaire d'un autre dispositif distributeur.

5. Commutateur pneumatique selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque dispositif distributeur est constitué à l'aide d'organes distributeurs.

6.-Commutateur pneumatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque organe distributeur est exécuté sous forme d'un élément distributeur à tiroir à commande électromagnétique.

7. Commutateur pneumatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les entrées des organes distributeurs sont réunies et reliées à la sortie de la source de pression de fluide gazeux ou liquide tandis que les sorties de chacun d'eux sont mises en communicatian avec la rangée correspondante de la matrice.

8. Commutateur pneumatique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments distributeurs à tiroir sont reliés entre eux en série et en ce que chacun d'eux est réalisé avec avec un nombre d'entrées égal à 2 et avec un nombre de sorties égal à 2N-1, N étant le numéro d'ordre de l'élément distributeur à tiroir, les entrées de n'importe quel élément distributeur à tiroir à l'exception du dernier élément étant reliées, de préférence, aux sorties de l'élément suivant, tandis que ses sorties sont raccordées aux entrées de l'élément distributeur à tiroir précédent, la sortie du premier élément distributeur à tiroir étant, de préférence, reliée au canal d'échappement et les entrées du dernier élément distributeur à tiroir étant branchées aux entrées de commande des relais pneumatiques à membrane et à la source de pression du fluide gazeux ou liquide par l'intermédiaire d'une résistance pneumatique.

9. Commutateur pneumatique selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif d'entratnement et le- dispositif d'entraînement indépendant sont réalisés sous forme forme de deux sources de pression, savoir une source de faible pression et l'autre de pression élevée, et d'un dispositif distributeur, relié à ces sources et comportant : des relais pneumatiques à membrane, dont le nombre est égal au nombre de rangées de la matrice ; des lignes à retard couplées aux relais pneumatiques correspondants à membrane ; et des résistances pneumatiques, le moyen de déformation de chaque rangée de la matrice étant relié par l'intermédiaire des relais pneumatiques à membrane à la source de faible pression par l'intermédiaire d'une résistance pneumatique à l'air libre, et par l'autre résistance pneumatique, à la sortie de la ligne à retard branchée à la source de pression élevée, l'entrée de commande du relais pneumatique du premier moyen de déformation étant branché sur la source à pression élevée et l'entrée de commande de chaque relais pneumatique à membrane suivant étant raccordée à la sortie de la ligne à retard précédente et à sa ligne à retard.

10. Commutateur pneumatique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la ligne à retard du dispositif distributeur est coiBtituée par, reliés en série, une résistance pneumatique, un réservoir et un relais pneumatique à membrane non chargée, relais dont l'entrée de commande est reliée à la source de faible pression, le réservoir étant alors mis en communication par l'intermédiaire d'un relais pneumatique à membrane non chargée avec l'air libre, l'entrée de commande du relais pneumatique à membrane de la première ligne à retard étant mise en communication avec la source de pression élevée, et l'entrée de commande du relais pneumatique à membrane de chaque ligne à retard suivante étant raccordée à l'entrée de commande du relais pneumatique à membrane correspondant du dispositif distributeur.

11. Commutateur pneumatique selon les revendications t à 3, caractérisé en ce que la matrice est divisée en n parties, le canal de sortie de chacune d'elles étant branché à l'orifice d'entrée de la chambre auxiliaire, ladite chambre, unique pour le canal de sortie mentionné, étant reliée par l'intermédiaire d'un moyen de déformation des parois élastiques de chambre auxiliaire au dispositif d'entraînement auxiliaire, tandis que les orifices de sortie de toutes les chambres auxiliaires sont reliées au canal de sortie, les moyens de déformation des rangées distinctes selon une première direction de chaque partie de la matrice étant réunis et branchés sur le dispositif d'entraînement, alors que les moyens de déformation des chambres auxiliaires des rangées correspondantes selon la deuxième direction de chaque partie de la matrice sont réunis et branchés sur le dispositif d' entraînement indépendant.

12. Commutateur pneumatique selon la revendication 11, caractérisé en ce que les parties de la matrice sont disposées dans un plan.

13. Commutateur pneumatique selon la revendication 11, caractérisé en ce que les parties de la matrice sont disposées à une distance donnée K l'une de l'autre selon la direction perpendiculaire au plan de chaque partie de la matrice.