Dispositif à relais
Dans la revendication du brevet principal N 307366, on a défini un dispositif à relais comprenant un organe moteur sensible à un changement de condition à l'intérieur d'un récipient, un organe de soupape commandant l'alimentation de liquide dans ledit récipent, et deux pièces de relais disposées de manière à tre respectivement déplacées par l'organe moteur et par l'organe de soupape, le tout étant agencé de manière qu'une modification de la position relative de ces deux pièces provoque un déplacement de l'organe de soupape et de la pièce déplacée par cet organe dans le sens voulu pour ramener lesdites pièces dans leur position relative initiale,
ce dispositif étant caractérisé en ce que ladite pièce de relais déplacée par l'organe de soupape est un chariot portant des moyens servant à commander le déplacement de l'organe de soupape et destinés à tre actionnés magnétiquement par la pièce déplacée par l'organe moteur. Ce dispositif est particulièrement approprié à coopérer avec un appareil dans lequel l'organe moteur est un flotteur sensible au niveau d'un liquide contenu dans le récipient. Un tel dispositif peut tre utilisé pour la commande d'alimentation d'eau à un bouilleur à vapeur.
Dans la forme d'exécution de ce dispositif décrite dans ledit brevet, la transmission magnétique comprend des aimants permanents, deux éléments montés sur le chariot comprenant chacun un aimant monté de façon à pivoter de manière brusque par suite de la répulsion magnétique produite par un pôle d'un aimant qui se déplace selon une trajectoire rectiligne quand l'organe moteur, qui est constitué par un flotteur, se déplace. On a trouvé en pratique que l'emploi d'aimants pour assurer la répulsion n'est pas toujours satisfaisant.
En effet, si le bouilleur est vide pour une raison quelconque et si le flotteur tombe sur une distance considérable, la pièce magnétique portée par ce flotteur peut passer complètement audessous de l'aimant inférieur et, par suite de la relation polaire existant entre cet aimant inférieur et la pièce magnétique, la soupape peut fonctionner exactement de la manière inverse à celle désirée.
Il existe une autre raison, encore plus importante, rendant non satisfaisant l'emploi d'aimant pour la répulsion. Lorsque les aimants ont fonctionné pour changer le débit d'alimentation d'eau au bouilleur,
I'étendue de ce changement, avant que les aimants ne reviennent dans leur position initiale, est plus grande qu'il n'est nécessaire pour restaurer l'équilibre entre l'évaporation et l'alimentation d'eau au bouilleur. Le niveau de l'eau dans un bouilleur peut varier de 4 cm dans un temps très court sans qu'il se produise un changement effectif quelconque dans la vitesse à laquelle la vapeur est soutirée. Le dispositif à relais magnétique peut répondre à un tel changement, mais dans ce cas le mouvement de l'organe de soupape doit tre arrté presque immédiatement après qu'il a commencé.
Il est donc nécessaire d'avoir un dispositif très sensible dans lequel le mouvement de l'organe de soupape soit rapidement arrté. Si, en fait, le mouvement n'a pas été suffisant, par exemple à la suite d'une augmentation soudaine du soutirage de vapeur hors du bouilleur, l'organe de soupape doit tre déplacé ensuite à nouveau très rapidement.
Une autre difficulté provient du fait que seul l'emploi d'une action magnétique peut donner pratiquement la puissance nécessaire pour rassurer le fonctionnement d'un interrupteur.
Le problème est donc de disposer d'un dispositif à relais qui satisfasse à ces diverses conditions et soit de construction et de fonctionnement simples.
A cet effet, le dispositif à relais selon la présente invention, dans lequel ledit organe moteur est constitué par un flotteur sensible au niveau d'un liquide contenu dans ledit récipient et comportant une tige verticale qui porte un aimant permanent ou une armature, ce dispositif comprenant un aimant suiveur permanent sensible aux mouvements de l'aimant ou de l'armature porté par ladite tige, ledit organe de soupape étant agencé de manière à commander l'alimentation de liquide au récipient sur un domaine déterminé de débits différents, un interrupteur électrique porté à pivot par ledit chariot qui est susceptible de se déplacer verticalement, cet interrupteur étant agencé de manière à tre basculé par l'aimant suiveur, une liaison mécanique entre l'organe de soupape et le chariot de manière que ce dernier effectue des mouvements correspondants à ceux de l'organe de soupape,
et des moyens commandés par ledit interrupteur et agencés de manière à déplacer l'organe de soupape, est caractérisé en ce que l'aimant suiveur entoure l'aimant ou l'armature porté par ladite tige de manière à le suivre dans ses mouvements verticaux, et en ce qu'il comprend une came ou un galet solidaire de l'aimant suiveur et coopérant respectivement avec un galet ou une came solidaire de l'interrupteur afin de faire basculer ce dernier.
En utilisant un aimant suiveur qui entoure l'aimant permanent ou l'armature porté par la tige du flotteur, on a trouvé qu'on obtient un couplage magnétique donnant la puissance voulue pour agir par attraction magnétique. I1 est essentiel que l'aimant suiveur puisse se déplacer librement, et par conséquent il devra tre aussi léger que possible et ne porter que les parties mobiles indispensables. C'est pourquoi on a été conduit à ne pas réunir l'aimant suiveur et l'interrupteur en une seule unité, mais à fixer une came ou un galet à l'aimant suiveur, et à utiliser un galet ou une came qui coopère avec la came ou le galet qui est solidaire de l'interrupteur porté à pivot par le chariot.
On a ainsi l'avantage de la sensibilité produite par l'emploi d'une attraction magnétique, d'une puissance adéquate par suite de l'emploi de l'aimant suiveur qui entoure l'aimant actionné par le flotteur, et d'une facilité relative à assurer un libre déplacement vertical de l'aimant suiveur par le fait qu'il est solidaire seulement de la came ou du galet.
Cette construction présente en outre l'avantage suivant: si le flotteur présente une course considérable, le dispositif à relais reste encore actif si on utilise dans ce but une came comportant une face de la longueur voulue pour rester en contact avec le galet pour tous les mouvements possibles du flotteur.
L'aimant suiveur peut tre annulaire, c'est-à-dire d'une pièce, mais il peut tre composé aussi de deux ou plus de deux aimants permanents élémentaires qui entourent ensemble l'aimant actionné par le flotteur.
L'interrupteur peut tre interrupteur à mercure présentant deux paires d'électrodes, une à chaque extrémité, les deux électrodes de chaque paire étant disposées transversalement à la longueur de l'interrupteur de manière que le mercure fasse contact simultanément avec les deux électrodes ou quitte ces dernières également simultanément.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention et une variante.
La fig. 1 est une vue schématique de cette forme d'exécution qui sert à commander l'alimentation en eau d'un bouilleur.
La fig. 2 est une vue en perspective partielle, avec arrachements, d'une partie de cette forme d'exécution.
La fig. 3 est une vue schématique d'un détail.
La fig. 4 est une vue schématique d'un autre détail.
La fig. 5, semblable à la fig. 3, montre la variante.
La plus grande partie du dispositif représenté à la fig. 1 est de construction et de fonctionnement semblables à ceux du dispositif décrit dans le brevet
No 307366 et sa description va tre faite brièvement.
L'eau est envoyée dans un bouilleur 2 à travers une soupape 4 comprenant un organe de pompage 10 et un tuyau 6. Le dispositif est agencé de manière que, lorsque le niveau de l'eau s'élève, la soupape 4 se ferme progressivement, tandis que lorsque le niveau d'eau s'abaisse la soupape s'ouvre progressivement.
Le bouilleur 2 communique à travers une conduite d'eau 12 et une conduite de vapeur 14 avec une chambre 16 à flotteur d'où part verticalement vers le haut un tube non magnétique 18. Un flotteur 20 monté dans la chambre 16 porte une tige 22 à l'extrémité supérieure de laquelle est monté un aimant permanent 24.
Un chariot 27 mobile verticalement est relié à la tige de la soupape 10 par une tige 23, un câble 44 et un levier 42.
La soupape 4 est fermée par l'admission d'un fluide hydraulique sous pression dans une chambre 50 et qui agit sur un piston 52 monté sur l'organe de soupape 10. La soupape est ouverte par un ressort 54 quand le fluide est retiré de la chambre 50.
L'admission et la libération du fluide sont commandées par deux soupapes 56 et 58 actionnées par des solénoïdes.
Ces solénoïdes sont commandés par un interrupteur à mercure 29 porté par un support 25 monté par un pivot 31 sur le chariot 27. Un bras de levier 33 solidaire du support 25 porte un galet 35 qui coopère avec une came 37 solidaire d'un aimant suiveur permanent 39 qui entoure le tube 18 et suit le mouvement de l'aimant 24. Pour permettre ce mouvement, L'aimant 39 est fixé entre des plateaux d'extrémité 43 qui sont agencés pour glisser sur deux montants verticaux 45 qui constituent également des guides pour le chariot 27.
L'interrupteur 29 comprend deux paires de contacts 55 et 57 et il est construit de telle façon que dans sa position moyenne aucun contact ne se produit et que le mouvement angulaire à partir de cette position moyenne nécessaire pour fermer un circuit à travers l'une ou l'autre des paires de contacts est beaucoup plus grand que le mouvement dans le sens inverse assurant ensuite la rupture de ce circuit.
L'interrupteur 29 comporte un tube de verre 63 courbe présentant une dépression 51 à sa partie moyenne et destiné à recevoir une goutte de mercure.
Les deux contacts de chaque paire 55 ou 57 sont disposés dans un plan transversal à l'arc de courbure du tube, de sorte que le mercure vient en contact avec les deux électrodes simultanément ou quitte celles-ci également simultanément. L'unité composée du support 25 et du bras 33 est sollicitée autour du pivot 31 de manière à pousser le galet 35 en contact avec la came, celle-ci présentant une face comprenant une partie verticale et deux parties inclinées. Le galet est en contact avec la partie verticale de cette face (fig. 3 et 4) quand l'interrupteur 29 est dans sa position centrale, le mercure n'assurant aucun contact avec l'une ou l'autre de ces paires de contacts, et par conséquent il tourne dans un sens ou dans
L'autre quand la came s'élève ou s'abaisse.
Le mouvement vertical du chariot, dû au mouvement de l'organe de soupape 10, implique un mouvement vertical semblable du pivot 31 de l'interrupteur et par conséquent du galet 35.
L'aimant annulaire 39 et la came qui se déplace avec lui sont connectés par un levier à pivot 47 à un poids d'équilibrage 49 destiné à soulager le couplage magnétique entre les aimants 24 et 39 de la charge asymétrique due au poids de l'aimant 39.
Le dispositif produit un signal d'alarme de niveau inférieur lorsqu'un interrupteur à mercure 59 est basculé par une came 61 solidaire du chariot 27.
Dans la variante représentée à la fig. 5, on utilise à la place d'une came une barre à encoche 65 portée par l'aimant annulaire 39, et le galet 35 est monté à une extrémité d'un levier à pivot 53 et pénètre dans l'encoche. L'autre extrémité du levier est solidaire du pivot 31 de l'interrupteur à mercure 29.
Dans une autre variante non représentée, l'interrupteur à mercure est remplacé par deux interrupteurs ordinaires comprenant chacun un galet, les deux galets coopérant avec deux faces de came inclinées portées par l'aimant annulaire, les faces de came étant décalées l'une par rapport à l'autre et agencées de manière qu il existe une position du chariot par rapport à la came dans laquelle les deux interrupteurs sont ouverts.
Dans une autre variante encore, la connexion entre l'aimant 39 et le contrepoids 49 est assurée au moyen de deux rubans métalliques flexibles passant sur des poulies montées sur le levier 47 et les parties associees.
Relay device
In the claim of main patent N 307366, there is defined a relay device comprising a motor member responsive to a change of condition inside a container, a valve member controlling the supply of liquid to said container, and two relay parts arranged so as to be moved respectively by the motor member and by the valve member, the whole being arranged so that a modification of the relative position of these two parts causes a displacement of the valve member. valve and the part moved by this member in the desired direction to return said parts to their initial relative position,
this device being characterized in that said relay part moved by the valve member is a carriage carrying means serving to control the movement of the valve member and intended to be actuated magnetically by the part moved by the motor member . This device is particularly suitable for cooperating with an apparatus in which the motor member is a float sensitive to the level of a liquid contained in the container. Such a device can be used for controlling the supply of water to a steam boiler.
In the embodiment of this device described in said patent, the magnetic transmission comprises permanent magnets, two elements mounted on the carriage each comprising a magnet mounted so as to pivot abruptly as a result of the magnetic repulsion produced by a pole of a magnet which moves along a rectilinear path when the motor member, which is constituted by a float, moves. It has been found in practice that the use of magnets to provide repellency is not always satisfactory.
Indeed, if the boiler is empty for some reason and if the float falls over a considerable distance, the magnetic part carried by this float can pass completely below the lower magnet and, as a result of the polar relationship existing between this magnet lower and the magnetic part, the valve can work in exactly the opposite way to that desired.
There is another, even more important, reason why the use of a magnet for repulsion is unsatisfactory. When the magnets have operated to change the water feed rate to the boiler,
The extent of this change, before the magnets return to their original position, is greater than necessary to restore the equilibrium between evaporation and the supply of water to the boiler. The water level in a boiler can vary by 4 cm in a very short time without any effective change taking place in the rate at which the steam is withdrawn. The magnetic relay device can respond to such a change, but in this case the movement of the valve member must be stopped almost immediately after it has started.
It is therefore necessary to have a very sensitive device in which the movement of the valve member is quickly stopped. If, in fact, the movement has not been sufficient, for example following a sudden increase in the withdrawal of steam from the boiler, the valve member must then be moved again very quickly.
Another difficulty arises from the fact that only the use of a magnetic action can give practically the power necessary to reassure the operation of a switch.
The problem is therefore to have a relay device which satisfies these various conditions and is of simple construction and operation.
For this purpose, the relay device according to the present invention, in which said motor member is constituted by a float sensitive to the level of a liquid contained in said container and comprising a vertical rod which carries a permanent magnet or an armature, this device comprising a permanent follower magnet sensitive to the movements of the magnet or of the armature carried by said rod, said valve member being arranged so as to control the supply of liquid to the container over a determined range of different flow rates, an electric switch pivotally carried by said carriage which is capable of moving vertically, this switch being arranged so as to be tilted by the follower magnet, a mechanical connection between the valve member and the carriage so that the latter performs corresponding movements those of the valve member,
and means controlled by said switch and arranged so as to move the valve member, is characterized in that the follower magnet surrounds the magnet or the armature carried by said rod so as to follow it in its vertical movements, and in that it comprises a cam or a roller integral with the follower magnet and cooperating respectively with a roller or a cam integral with the switch in order to tilt the latter.
By using a follower magnet which surrounds the permanent magnet or the armature carried by the rod of the float, it has been found that a magnetic coupling is obtained giving the power required to act by magnetic attraction. It is essential that the follower magnet can move freely, and therefore it should be as light as possible and carry only the essential moving parts. This is why we were led not to unite the follower magnet and the switch in a single unit, but to fix a cam or a roller to the follower magnet, and to use a roller or a cam which cooperates with the cam or the roller which is integral with the switch pivotally carried by the carriage.
There is thus the advantage of the sensitivity produced by the use of a magnetic attraction, of an adequate power following the use of the follower magnet which surrounds the magnet actuated by the float, and of a relative ease in ensuring free vertical movement of the follower magnet by the fact that it is integral only with the cam or the roller.
This construction also has the following advantage: if the float has a considerable stroke, the relay device still remains active if a cam is used for this purpose having a face of the desired length to remain in contact with the roller for all possible float movements.
The follower magnet can be annular, that is to say in one piece, but it can also be made up of two or more elementary permanent magnets which together surround the magnet actuated by the float.
The switch can be a mercury switch having two pairs of electrodes, one at each end, the two electrodes of each pair being arranged transversely along the length of the switch so that the mercury makes contact simultaneously with the two electrodes or leaves. the latter also simultaneously.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device which is the subject of the invention and a variant.
Fig. 1 is a schematic view of this embodiment which is used to control the water supply to a boiler.
Fig. 2 is a partial perspective view, with cutaway, of part of this embodiment.
Fig. 3 is a schematic view of a detail.
Fig. 4 is a schematic view of another detail.
Fig. 5, similar to fig. 3, shows the variant.
Most of the device shown in FIG. 1 is similar in construction and operation to the device described in the patent
No 307366 and its description will be given briefly.
The water is sent to a boiler 2 through a valve 4 comprising a pumping member 10 and a pipe 6. The device is arranged so that, when the water level rises, the valve 4 gradually closes. , while when the water level drops the valve opens gradually.
The boiler 2 communicates through a water pipe 12 and a steam pipe 14 with a float chamber 16 from which a non-magnetic tube 18 leaves vertically upwards. A float 20 mounted in the chamber 16 carries a rod 22. at the upper end of which is mounted a permanent magnet 24.
A vertically movable carriage 27 is connected to the stem of the valve 10 by a stem 23, a cable 44 and a lever 42.
The valve 4 is closed by the admission of a hydraulic fluid under pressure into a chamber 50 and which acts on a piston 52 mounted on the valve member 10. The valve is opened by a spring 54 when the fluid is withdrawn from the valve. room 50.
The admission and release of the fluid are controlled by two valves 56 and 58 actuated by solenoids.
These solenoids are controlled by a mercury switch 29 carried by a support 25 mounted by a pivot 31 on the carriage 27. A lever arm 33 integral with the support 25 carries a roller 35 which cooperates with a cam 37 integral with a follower magnet permanent 39 which surrounds the tube 18 and follows the movement of the magnet 24. To allow this movement, the magnet 39 is fixed between end plates 43 which are arranged to slide on two vertical uprights 45 which also constitute guides for the trolley 27.
Switch 29 comprises two pairs of contacts 55 and 57 and is constructed in such a way that in its middle position no contact occurs and the angular movement from this middle position necessary to close a circuit through one either of the pairs of contacts is much larger than the movement in the opposite direction then ensuring the breaking of this circuit.
Switch 29 comprises a curved glass tube 63 having a depression 51 at its middle part and intended to receive a drop of mercury.
The two contacts of each pair 55 or 57 are arranged in a plane transverse to the arc of curvature of the tube, so that the mercury comes into contact with the two electrodes simultaneously or leaves them also simultaneously. The unit composed of the support 25 and the arm 33 is biased around the pivot 31 so as to push the roller 35 into contact with the cam, the latter having a face comprising a vertical part and two inclined parts. The roller is in contact with the vertical part of this face (fig. 3 and 4) when the switch 29 is in its central position, the mercury making no contact with one or the other of these pairs of contacts. , and therefore it turns in one direction or in
The other when the cam is raised or lowered.
The vertical movement of the carriage, due to the movement of the valve member 10, involves a similar vertical movement of the pivot 31 of the switch and therefore of the roller 35.
The ring magnet 39 and the cam which moves with it are connected by a pivot lever 47 to a balancing weight 49 intended to relieve the magnetic coupling between the magnets 24 and 39 of the asymmetric load due to the weight of the body. magnet 39.
The device produces a lower level alarm signal when a mercury switch 59 is flipped by a cam 61 integral with the carriage 27.
In the variant shown in FIG. 5, instead of a cam, a notched bar 65 carried by the annular magnet 39 is used, and the roller 35 is mounted at one end of a pivot lever 53 and enters the notch. The other end of the lever is integral with the pivot 31 of the mercury switch 29.
In another variant not shown, the mercury switch is replaced by two ordinary switches each comprising a roller, the two rollers cooperating with two inclined cam faces carried by the annular magnet, the cam faces being offset one by one. relative to each other and arranged so that there is a position of the carriage relative to the cam in which the two switches are open.
In yet another variant, the connection between the magnet 39 and the counterweight 49 is ensured by means of two flexible metal tapes passing over pulleys mounted on the lever 47 and the associated parts.