FR2472683A1

FR2472683A1 - FLUIDIC TYPE OF THE BISTABLE TYPE AND ITS APPLICATION TO HOUSEHOLD APPLIANCES

Info

Publication number: FR2472683A1
Application number: FR7931974A
Authority: FR
Inventors: Cyrille Pavlin
Original assignee: Thomson-Brandt SA
Current assignee: Thomson-Brandt SA
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1981-07-03
Also published as: EP0031778A3; FR2472683B1; ES265096Y; EP0031778A2; ES265096U

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE BASCULE FLUIDIQUE DU TYPE BISTABLE A FORTE RECUPERATION DE PRESSION DYNAMIQUE. ELLE COMPORTE DEUX ZONES DE RECIRCULATION 12, 13 DECOUPEES DANS LES PAROIS DU DIFFUSEUR 7, ET UNE FAIBLE DISTANCE ENTRE LA SORTIE DE LA TUYERE 2 ET L'ARETE DE LA LAME SEPARATRICE 14. APPLICATION AUX APPAREILS ELECTROMENAGERS, NOTAMMENT DU TYPE LAVE-LINGE.THE INVENTION CONCERNS A FLUIDIC TILT OF THE BISTABLE TYPE WITH HIGH DYNAMIC PRESSURE RECOVERY. IT INCLUDES TWO RECIRCULATION ZONES 12, 13 CUT IN THE WALLS OF DIFFUSER 7, AND A LOW DISTANCE BETWEEN THE OUTLET OF TUBE 2 AND THE AREA OF THE SEPARATOR BLADE 14. APPLICATION TO APPLIANCES, ESPECIALLY OF THE WASHING MACHINE TYPE.

Description

II

BASCULE FLUIDIQUE DU TYPE BISTABLE, ET SON FLUIDIC FLOW OF THE BISTABLE TYPE, AND SOUND

APPLICATION AUX APPAREILS ELECTROMENAGERS APPLICATION TO HOUSEHOLD APPLIANCES

La présente invention concerne une bascule fuidique du type The present invention relates to a fuidic scale of the type

bistable, et son application aux appareils électroménagers. bistable, and its application to home appliances.

L'utilisation de la déviation d'un jet de fluide par un écoule- The use of the deviation of a jet of fluid by a

ment dans une direction transversale pour orienter l'écoulement du jet entre deux voies de sortie est connu, et est en particulier décrit in a transverse direction for orienting the flow of the jet between two output channels is known, and is described in particular

dans le brevet français 1 037 906.in French Patent 1,037,906.

Pour obtenir, après déviation du jet, une stabilisation de ce dernier dans la direction imposée par un écoulement transversal pouvant être temporaire, on utilise suivant l'art antérieur la propriété To obtain, after deflection of the jet, a stabilization of the latter in the direction imposed by a transverse flow that can be temporary, it is used according to the prior art the property

d'attachement de ce jet sur une paroi divergente. attachment of this jet on a divergent wall.

Une bascule fluidique qui met à profit cette propriété d'atta- A flip-flop that takes advantage of this property of attack

chement du jet sur une paroi divergente peut présenter une disymé- of the jet on a divergent wall may present a disym-

trie dans sa géométrie qui a pour but de privilégier, en l'absence d'écoulement transversal, une voie de sortie lors de la mrise sous pression, en modifiant la position, ou la valeur de l'angle d'inclinaison de l'une des parois divergentes par rapport à l'autre; le jet s'attache en effet plus difficilement à une paroi si elle est plus en retrait ou in its geometry which is intended to favor, in the absence of transverse flow, an exit route during the pressurization, by modifying the position, or the value of the angle of inclination of one walls diverging from each other; the jet is indeed more difficult to attach to a wall if it is more withdrawn or

présente une plus grande divergence. presents a greater divergence.

La figure 1 illustre un tel type de bascule bistable. Elle comporte une alimentation principale en fluide 1, une tuyère 2 de largeur e, deux alimentations séparées en fluide dites de commande 3, 4 agissant au niveau du diffuseur 7 par deux conduits 5 et 6. La sortie du diffuseur 7 est reliée aux deux voies de sortie 8 et 9, délimitées par une lame 14 présentant un angle inférieur à 24 ; la distance d est l'arête de la lame 14 et l'entrée de la tuyère 2 est dans Figure 1 illustrates such a type of bistable flip-flop. It comprises a main fluid supply 1, a nozzle 2 of width e, two separate control fluid supplies 3, 4 acting at the level of the diffuser 7 by two ducts 5 and 6. The outlet of the diffuser 7 is connected to the two channels output 8 and 9, delimited by a blade 14 having an angle less than 24; the distance d is the edge of the blade 14 and the inlet of the nozzle 2 is in

ce type de bascule de l'ordre de 6 à 8e. this type of toggle of the order of 6 to 8e.

Le fonctionnement de cette bascule fluidique est le suivant: le fluide en provenance de l'alimentation principale 1 est comprimé dans la tuyère 2 et injecté sous forme de jet dans le diffuseur 7. La sortie de la tuyère 2 étant décentrée par rapport à l'axe de symétrie des deux voies de sortie 8 et 9, le jet s'attache à la paroi divergente la plus proche, en l'absence de commande. Dans l'exemple de la figure 1 le jet s'attache ainsi à la paroi correspondant à la voie de sortie 8 qui est appelée voie privilégiée. Si maintenant une pression fluidique suffisante est appliquée à la voie de commande 4, le jet, dans le diffuseur 7, bascule et s'attache à la paroi correspondant à la voie de The operation of this fluidic flip-flop is as follows: the fluid coming from the main supply 1 is compressed in the nozzle 2 and jet-injected into the diffuser 7. The outlet of the nozzle 2 being off-center with respect to the axis of symmetry of the two output channels 8 and 9, the jet attaches to the nearest diverging wall, in the absence of control. In the example of FIG. 1, the jet thus attaches to the wall corresponding to the exit lane 8 which is called the preferred lane. If a sufficient fluidic pressure is now applied to the control channel 4, the jet, in the diffuser 7, tilts and attaches to the wall corresponding to the control channel.

sortie 9 appelée voie non préviligiée. exit 9 called non-preferred route.

Ce type de bascule présente cependant des défauts, notam- This type of flip-flop, however, has flaws, in particular

ment lorsque l'on désire en monter plusieurs en cascade. when one wishes to mount several in cascade.

Un premier défaut est alors la faible récupération de la pression dynamique à la sortie d'une telle bascule qui est voisine de %, empêchant ou du moins limitant considérablement le montage en cascade de plusieurs bascules de ce type. Cette perte de pression résulte de la dégradation de l'écoulement due au mélange turbulent dans la zone d'interaction (attachement du jet à la paroi de la voie de A first defect is then the weak recovery of the dynamic pressure at the output of such a flip-flop which is close to%, preventing or at least considerably limiting the cascading of several flip-flops of this type. This loss of pressure results from the degradation of the flow due to turbulent mixing in the interaction zone (attachment of the jet to the wall of the

sortie à la suite d'une double courbure du jet de fluide), et des pertes. output as a result of a double curvature of the jet of fluid), and losses.

dans le diffuseur 7.in the diffuser 7.

Un second défaut provient de l'angleo"de la lame de sépa- A second defect comes from the angle of the separating blade.

ration 14 entre les deux voies de sortie 8 et 9 qui est faible. (inférieur à 240) ce qui augmente la difficulté de réalisation technologique du ration 14 between the two output channels 8 and 9 which is weak. (less than 240) which increases the difficulty of technological realization of the

fait de la petite taille souvent requise pour ces bascules. the small size often required for these scales.

Un second exemple de réalisation d'une bascule fluidique bistable de l'art antérieur extrait du brevet français 1 278 782 de MM. BOWLES et WARREN est montré sur la figure 2. Celle-ci reprend les mêmes éléments que la bascule fluidique de la figure 1 en y ajoutant deux zones 10 et 11 de recirculation découpées dans les A second exemplary embodiment of a bistable fluidic flip-flop of the prior art from French patent 1,278,782 of MM. BOWLES and WARREN is shown in FIG. 2. It incorporates the same elements as the flip-flop of FIG. 1 by adding two zones 10 and 11 of recirculation cut out in FIGS.

voies de sortie 8 et 9.output channels 8 and 9.

Les parois des voies de sortie 8 et 9, à la différence de l'exemple montré sur la figure 1, ne forment pas de surfaces continues. Au contraire, elles présentent un brusque changement d'inclinaison au bord 15. Sur la figure 2 celui-ci est représenté comme ayant sensiblement la forme d'un crochet. En fait celui-ci est quelconque, à condition d'être suffisant pour créer un système de The walls of the output channels 8 and 9, unlike the example shown in FIG. 1, do not form continuous surfaces. On the contrary, they have a sudden change of inclination at the edge 15. In Figure 2 it is shown having substantially the shape of a hook. In fact this one is any, provided that it is sufficient to create a system of

tourbillon de fluide dans les zones 10 et 11 de recirculation. fluid swirl in zones 10 and 11 of recirculation.

Un tel agencement permet un écoulement du courant de fluide vers deux voies de sortie 8 ou 9 parallèles et sans qu'il soit nécessaire de maintenir continuement l'admission du fluide dans l'une des voies de commande 3 ou 4. Ceci reste vrai même lorsque l'une des Such an arrangement allows a flow of the fluid stream to two parallel output channels 8 or 9 and without it being necessary to maintain continuously the admission of the fluid in one of the control channels 3 or 4. This remains true even when one of

voies de sortie 8 ou 9 est bloquée par intermittence. output channels 8 or 9 is intermittently blocked.

Plusieurs modes de fonctionnement sont décrits dans le brevet pour cette bascule fluidique selon la valeur de la distance d de la lame 14 par rapport à l'orifice de la tuyère de largeur e Several operating modes are described in the patent for this fluidic scale according to the value of the distance d of the blade 14 with respect to the orifice of the nozzle of width e

déterminant la largeur du jet de puissance. determining the width of the power jet.

Il résulte cependant de ces différentes structures corres- However, it results from these different structures corresponding to

pondant à la variation de la distance d, qu'un défaut supplémentaire apparaît lorsque cette distance d entre l'arête de la lame 14 et la sortie de la tuyère 2 est d'un ordre de grandeur équivalent à un petit nombre de fois la largeur e du jet de fluide. Ce défaut consiste en une alimentation faible mais non négligeable de la voie de sortie non depending on the variation of the distance d, an additional defect occurs when this distance d between the edge of the blade 14 and the outlet of the nozzle 2 is of an order of magnitude equivalent to a small number of times the width e of the fluid jet. This defect consists of a weak but not insignificant supply of the output path

sélectionnée par les moyens de commande 3, 4. selected by the control means 3, 4.

La présente invention vise à définir une nouvelle bascule fluidique remédiant aux inconvénients de ces deux types de bascule The present invention aims to define a new fluidic scale that overcomes the disadvantages of these two types of rocker

de l'art antérieur.of the prior art.

Selon une caractéristique de l'invention, la bascule bistable comporte une tuyère alimentant un diffuseur à parois divergentes, deux voies de sortie reliées à ce diffuseur, au moins une voie de commande reliée par un conduit au diffuseur et deux zones de According to one characteristic of the invention, the bistable flip-flop comprises a nozzle supplying a diffuser with diverging walls, two output channels connected to this diffuser, at least one control channel connected by a duct to the diffuser and two zones of

recirculation découpées dans les parois latérales du diffuseur. recirculation cut into the side walls of the diffuser.

Selon une autre caractéristique de l'invention la distance entre l'arête de la lame de séparation des deux voies de sortie et la sortie de la tuyère est voisine ou inférieure à quatre fois la largeur du jet. Selon une autre caractéristique de l'invention la lame de séparation présente un angle d'ouverture dont la valeur est voisine ou According to another characteristic of the invention the distance between the edge of the separating blade of the two output channels and the outlet of the nozzle is close to or less than four times the width of the jet. According to another characteristic of the invention, the separation blade has an opening angle whose value is close to or

supérieure à 300.greater than 300.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressor- Other advantages and features of the invention are

tiront de la description qui suit d'un exemple de réalisation, illustrée from the following description of an exemplary embodiment, illustrated

à l'aide des figures, qui outre les figures 1 et 2 représentent: with the aid of the figures, which in addition to FIGS. 1 and 2 represent:

- la figure 3, un exemple de réalisation d'une bascule fluidi- FIG. 3, an exemplary embodiment of a flip-flop

que bistable selon l'invention.than bistable according to the invention.

La figure 3 montre un exemple de réalisation d'une bascule FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a rocker

fluidique bistable selon l'invention, permettant d'obtenir un rende- fluidic bistable according to the invention, making it possible to obtain a

ment élevé de pression dynamique et une séparation quasi parfaite de la voie de sortie non utilisée. Pour obtenir ces résultats, suivant l'invention, les zones de recirculation sont crées dans le diffuseur et non dans la voie de *sortie. Sur l'exemple non limitatif de réalisation montré sur la figure 3, une seule voie de commande 3 est représentée, et fonctionne alors par application d'une pression fluidique ou d'une dépression; une bascule munie de deux voies de commande ne sort cependant pas du high dynamic pressure and almost perfect separation of the unused output path. To obtain these results, according to the invention, the recirculation zones are created in the diffuser and not in the output channel. In the nonlimiting embodiment shown in Figure 3, a single control channel 3 is shown, and then operates by applying a fluid pressure or a vacuum; a rocker equipped with two control channels does not, however, leave the

cadre de l'invention.framework of the invention.

Sur cette figure 3, le diffuseur 7 est élargi de part et d'autre de- l'axe correspondant à la direction du jet issu de la tuyère 2, par deux zones de recirculation 12 et 13. La commande 3 est reliée directement à l'une de ces zones de recirculation par l'intermédiaire d'un conduit 5 de taille appropriée. Ce conduit 5 débouche dans le In this FIG. 3, the diffuser 7 is widened on either side of the axis corresponding to the direction of the jet coming from the nozzle 2, by two recirculation zones 12 and 13. The control 3 is connected directly to the one of these recirculation zones via a conduit 5 of appropriate size. This conduit 5 opens into the

diffuseur 7, au niveau de la sortie du jet de la tuyère 2. diffuser 7, at the jet outlet of the nozzle 2.

Cette configuration permet d'une part, par la création de tourbillons dans ces zones de recirculation, une déflexion plus grande du jet, conduisant à des valeurs de l'angleo(de la lame 14 voisine de ' ou du moins supérieure à 300, et d'autre part une récupération de This configuration makes it possible, on the one hand, by creating vortices in these recirculation zones, a greater deflection of the jet, leading to values of the angle (of the blade 14 close to or greater than 300, and on the other hand a recovery of

la pression dynamique à la sortie de la bascule, de l'ordre de 50 %. the dynamic pressure at the exit of the rocker, of the order of 50%.

Cette importante déflexion du jet permet de réduire la distance d à This important deflection of the jet makes it possible to reduce the distance d to

une dimension voisine de trois à quatre fois la largeur e du jet. a dimension close to three to four times the width e of the jet.

Cette forte déflexion du jet a pour conséquence également This strong deflection of the jet also results in

l'apparition d'un gradient transversal de pression et de vitesse néces- the appearance of a transverse gradient of pressure and velocity required

sitant au début des voies de sortie 8 et 9 une zone de guidage de quelques largeurs de jet à parois pratiquement parallèles, pour rééquilibrer les profils de pression et de vitesse. Les voies 8 et 9 peuvent alors servir de tuyères d'alimentation pour deux bascules placées en série car leur largeur est à peine supérieure à la tuyère 2 at the beginning of the output channels 8 and 9, a guide zone of a few substantially parallel wall widths to rebalance the pressure and velocity profiles. The channels 8 and 9 can then serve as feed nozzles for two flip-flops placed in series because their width is barely greater than the nozzle 2

(10 à 20 % environ) et la pression dynamique très peu dégradée. (About 10 to 20%) and the dynamic pressure very little degraded.

Comme pour la bascule de la figure 1, l'orifice de la tuyère 2 peut être décentré par rapport à l'axe de symétrie du diffuseur 7, favorisant ainsi une voie de sortie (voie de sortie 8 sur la figure 3), en l'absence de pression de commande. La forme classique des zones de recirculation 12 et 13, sur la figure 3, ne constitue qu'un exemple particulier non limitatif de réalisation, en particulier l'angle de la discontinuité 15 peut correspondre à une valeur quelconque qui doit As for the flip-flop of FIG. 1, the orifice of the nozzle 2 can be off-center with respect to the axis of symmetry of the diffuser 7, thus favoring an exit path (exit channel 8 in FIG. absence of control pressure. The conventional shape of the recirculation zones 12 and 13 in FIG. 3 is only a particular nonlimiting embodiment, in particular the angle of the discontinuity can correspond to any value which must

toutefois rester inférieure ou égale à 90 . however, remain less than or equal to 90.

La présence d'une arête vive au niveau de la discontinuité 15 impose un point de rattachement précis au jet et évite toute The presence of a sharp edge at the discontinuity 15 imposes a precise point of attachment to the jet and avoids any

fluctuation de position du jet pouvant conduire aux émissions aléa- fluctuating position of the jet, which may lead to

toires de débit dans la voie non alimentée que l'on observe sur les flow rates in the non-powered pathway observed in

bascules classiques lorsque l'on réduit la distance d. conventional flip-flops when reducing the distance d.

Cette bascule présente en outre l'avantage que l'entraî- This flip-flop also has the advantage that the driver

nement de fluide dans une voie de sortie non alimentée est très faible voir nul. De plus la réduction de la distance réduit au minimum l'entraînement turbulent dans le diffuseur 7, ce qui contribue à fluid in an unpowered output channel is very small or even nil. Moreover the reduction of the distance minimizes the turbulent drive in the diffuser 7, which contributes to

l'amélioration de la récupération de la pression dynamique. improving the recovery of the dynamic pressure.

Ainsi la combinaison de la réduction de la distance d (qui So the combination of reducing the distance d (which

modifiée seule provoquerait un régime instable de la bascule flui- modified alone would cause an unstable regime of flip-flop

dique) conjointement avec l'aménagement de deux zones de recir- in conjunction with the development of two reclamation zones

culation 12 et 13 sur les parois latérales du diffuseur 7, permet une 12 and 13 on the side walls of the diffuser 7, allows a

meilleure récupération en pression dynamique et un angleDode dé- better dynamic pressure recovery and an angleDode de-

flexion plus important que pour les bascules fluidiques de l'art greater bending than for the flip flops of art

antérieur.prior.

Ce type de bascule trouve une application préférentielle dans les appareils électroménagers, et spécialement du type lave linge. En effet, elle permet d'assurer l'alimentation en eau, dans de bonnes conditions, des bacs contenant par exemple la lessive, les produits This type of rocker finds a preferential application in household appliances, especially the washing machine type. Indeed, it ensures the supply of water, in good conditions, bins containing for example the laundry, the products

adoucissants, ou l'eau de javel.softeners, or bleach.

Cette bascule peut être réalisée en une matière quelconque comme par exemple le verre, permettant un découpage précis des différentes parties de cette bascule ou par moulage de matières This rocker can be made of any material such as for example glass, allowing a precise cutting of the different parts of this rocker or by molding of materials

plastiques ou de résines présentant une grande stabilité de formes. plastics or resins with high form stability.

On a ainsi décrit une bascule fluidique bistable, et son A bistable fluidic flip-flop has been described, and its

application à un distributeur pour les appareils électroménagers. application to a distributor for household appliances.

Claims

1. Fluidic flip-flop of the bistable type comprising a nozzle (2) supplying a diffuser (7) with diverging walls, two output channels (8, 9) connected to this diffuser (7) and at least one control channel (3) connected by a duct (5) to the diffuser (7), characterized in that two recirculation zones (12, 13) are cut out in the

side walls of the diffuser (7).

Fluidic rocker according to claim 1, characterized in that the distance d between the edge of the separating blade (14) between the two outlet channels (8, 9) and the outlet of the nozzle (2) is

less than or equal to four times the width e of the jet.

Fluidic rocker according to claim 2, characterized in that

the blade (14) has an opening angle of greater value than

or near 30.

Fluidic weighing device according to claim 1, characterized in that the two recirculation zones (12, 13) each have a discontinuity edge (15) between the walls of the diffuser (7) and

one of the exit routes (8, 9).

Fluidic rocker according to claim 4, characterized in that the angle defined at the point of discontinuity (15) of one of the zones

recirculation rate (12, 13) is less than 90.

6. Fluidic rocker according to claim 1, characterized in that the axis of symmetry of the fluid jet is off-center with respect to the axis of symmetry of the diffuser (7) so as to favor a channel of

output (8) in the absence of command, when establishing the jet.

7. Fluidic weighing device according to claim 2, characterized in that the output channels (8, 9) have, at their beginnings, a region with parallel walls over a distance close to a few widths e of the jet.

8. Domestic appliance, particularly of the washing machine type, characterized in that it comprises at least one fluidic flip-flop according to

any one of the preceding claims.