Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
~ ~553~'j
La presente invention concerne un dispositlf pour
stabiliser la pression du ga2 d'un disjoncteur pneumatique
tel qu'un disjoncteur à air comprimé.
On sait que les disjoncteurs à air comprimé liberent
dans l'atmosphère une quantité importante d'air à chaque
ouverture du disjoncteur. Il est nécessaire de compenser
ces pertes d'air afin d'eviter une diminution de pression,
prejudiciable au fonctionnement correct du disjoncteur.
La compensation doit s'operer très rapidement car le dis-
joncteur peu-t être soumis à des cycles d'ouverture et de
fermeture se succédant a une cadence élevee, l'intervalle
de temps entre deux ouvertures pouvant e-tre de l'ordre de
quelques dixièmes de seconde.
~'autres pertes d'air moins importantes se pro~
duisent au moment de la fermeture du disjoncteur. Ce der-
nier présente par ailleurs ~eneralement un faible debit
continu de fuite d'air au cours de son fonctionnement.
Inversement, la pression gazeuse d'un disjoncteur
à air comprime peut augmenter par suite d'un incident de
fonctionnement ou meme à cause d'une ëlevation de la tempé-
rature exterieure, cette pression pouvant dans certains cas
atteindre un niveau dangereux pour la securite de l'instal-
lation.
Il est connu d'effectuer la compensation des
pertes d'air en utilisant un reservoir d'air comprime de
- grande dimension, ce reservoir etant relie en permanence
au volume interne du disjoncteur. Cette disposition ~ l'in-
convenient d'etre onereuse et de necessiter des controles
periodiques du réservoir.
On connaIt aussi un dispositif capable d'injecter
systemati~uement après chaque ouverture une certaine quan-
tite d'air dans le disjoncteur; l'ordre d'injection étant
- declenche par l'ordre d'ouverture, Ce dispositif qui permet
d'eviter dlinstaller un grand reservoir supplementaire
presente l'inconvenient de provoquer un excès de pression
dans le disjoncteur si l'ordre d'ouverture n'est ~as suivi
~; .
, .,.; ~
~ 155365
d'ef~et.
La pre~en-te invention a pour but de pallier les
inconvénients des dispositifs connus décrits ci-dessus et
de realiser un disposltif de faible encombrement et relati-
vement economique, ce dispositif etant. capable d'effectuerun reglage efficace et precis de la pression du gaz d'un
di.sjoncteur pneumatique.
La presente invention a pour objet un dispositif
pour stabiliser la pression du gaz d'un disjoncteur pneuma-
tique, comportant un premier conduit mettant en communica-
-tion une source de gaz comprime avec le disjoncteur, une
premiere valve disposée dans le premier conduit pour com-
mander un passage du gaz provenant de la source dans ce
conduit, des premiers moyens en communication avec le dis-
joncteur et sensibles à la pression de son gaz, pour maintenirfermee la première valve lorsque la pression du gaz du dis-
joncteur est supérieure a une première valeur predeterminee
Pl, Pl etant inférieure à la pression du gaz de la source,
et pour maintenir ouverte la première valve lors~ue la
pression du gaz du disjoncteur est inerieure à Pl, un
deuxieme conduit mettant en communication le disjoncteur
avec l'air atmosphérique, une deuxième valve disposée dans
le deuxième conduit pour commander un passage du gaz du
disjoncteur dans ce conduit et des seconds moyens en commu-
nication avec le disjoncteur et sensibles à la pressionde son gaz, pour maintenir fermée la deuxieme valve lors~ue
la pression du gaz du dis~oncteur est inférieure à une
seconde valeur prédeterminee P2, P2 etant superieure à
-et pour maintenir ouverte la deuxieme valve lorsque la
pression du gaz du disjoncteur est superieure a P2. Les
premiers moyens comprennent un premier cylindre, un premier
piston dispose dans le premier cylindre et muni d'une tige
axiale traversant une première face plane du premier cylin-
dre, ce premier piston divisant en deux parties le volume
du premier cylindre, une première partie situee du côte de
la première face plane du premier cylindre et une deuxieme
-- 2 --
~ ~, fi 3
1 1553~
partie situee du côté de la deuxième face plane du premier
cylindre, la deuxieme partie etant en communication par
une premiere canalisation avec le volume interne du dis-
joncteur et par conse~uent remplie d'un gaz provenant du
disjoncteur. Les premiers moyens comprennent egalement des
premiers moyens elastiques disposes dans la première partie
et exerçant sur le premier piston une pression opposée à la
pression du gaz provenant du disjoncteur et remplissant la
deuxieme partie, de sorte que la position du premier piston
-10 dans le premier cylindre dépend de la pression du gaz du
disjoncteur, et un organe de transmission actionne par le
premier piston et capable d'ouvrir la première valve lorsque
le premier piston est situe dans le premier cylindre entre
la deuxième face plane et une première position de ce
piston dans le premier c~lindre correspondant à une pression
du gaz du disjoncteur egale à Pl.
Une forme particulière d'exécution de l'objet de
a présènte invention est decrite ci-dessous, à titre
d'exemple, en reférence aux dessins annexés, dans les~uels
- les Figures 1 à 6 représentent en coupe un
meme mode de réalisation du dispositif selon l'invention,
les organes de ce dispositif occupant sur des differentes
figures diverses positions selon la valeur de la pression
du gaz du disjoncteur.
Sur la Figure 1, un dispos:itif de stabilisation 1
est relie à la sortie d'une source d'air comprimé pouvant
comporter par exemple deux petits réservoirs representés
schematiquement en 2 et 3. La source d'air comprime alimente
un conduit 4 de forte section, relie à un autre conduit 8
egalement de forte section par une valve 12 situee à une
extremite du conduit 8. L'autre extremite du conduit 8 est
reliee a un disjoncteur à air comprirne non representé.Un
conduit de faible section 20 comportant en serie une chambre
6 de stabilisation de pression et un clapet anti-retour 7
est raccorde en derivation sur le conduit 4. Le conduit 20
est relie par une valve 10 ,~ un autre conduit 23 de faible
- 2a-
,~
,. .~
1 15~3~t,j `
section debouchant dans le conduit 8 a l'entree du disjonc-
teur. Le conduit 20 est relie aussi ~ un autre conduit 24 de.
faible sectlon par l'lntermediaire d'une valve 11 disposee -
~ proximite de la valve 10. Le conduit 24 debouche sur une
face plane d'un cylindre 48 dans le~uel peut coulisser un
piston 25 muni d'une t1ge de commande~49 solidaire du bouchon
mobile de la valve 12.
Le dispositif 1 comporte en outre un autre.cylin-
dre 5 `d'axe vertical, dans lequel peut coulisser par l'in-
termédiaire d'un joint 14 un plston 13 divisant le volumedu cylindre en deux parties. La partie supérieure du volume
du cylindre 5 est munie d'une butée 21. Cette partie est
en communicati.on ~~~ ~~~
L~
1 :~553~5
avec le volume lnterne du disjoncteur p2r une canalisation 9 de Paible section.
Un manomètre 30 est disposé pour contraler la pression de llair contenu
dans cette partie 3upérieure. Dan3 la partie inPér1eure du vol~me du c~Jlindre 5j
une tige axiale 15 301idaire du piston 13 traverse la face plane limitant
5li inferieurement le cylindre 5. Un req~ort 17 est disposé entre cette face
' I placs inPérieure et sur la piston 13. La tige 15 et le piqton 13 sont traversés
I ¦i par une tubulure axiale 16. Dans l'extrémité supérieure évasée de la tubulurs 16
¦ I1 s'engage l'extrémi~é in~érieure corlque d'~ bouchon 31 appliqué 3ur le
¦I piston 13 par un ressort 32. Le bouchon 31 comporte une collerette 51 ~ituée
au dessus de la butée 21. Une fourche 29 comportant deux branches de longueur~
¦ inégales 27 et 28 est Pixée sur la partie supérleure du bouchon 31 ; les
¦ extrémités libres de ceY branches sont re~pectivement en regard des bouchons
¦ mobiles des valve~ 10 et 11.
i i Le dispositlf l comporte en outre un autr~ cylindre 50 disposé coaxia-lement qou~ le cylindre 5. Dans le cylindre 50 peut coulisser un piston 33.
il L'extrëmité inPérieure de la tige 15 peut venir en butée sur une 3urface 39
du pi~ton 33. Le volume du cylindre 50 e~t dlvisé en deux parties par le
, piston 33 qui comporte un oriPice 34 mettant en communication les deux parties. !
¦' La partle in~érieure du vol~me interne du cylindre 50 est reliée à l'air
2d ~ atmosphérique par une canalisation 22.
Le piston 33 est muni d'une ti~e verticale 35 qui traver~e la Pace
plane inférieure du cyli~dre 50. La tige 35 est 30lidaire des parties mobiles
de deux valves 36 et 37 de grande section. Ce~ valves ~ont normalement Permées ¦~ouq l'action d'un ressort 38. Lorsqu'elles ~ont ouvertes elles mettent
en communication le conduit 8 avec l'alr atmo~phérique par l'intermédiaire
! respectivement de deux tubulures d~échappemerlt 40 et 41 de forte sectior
! ' ~unies de clapets anti-retour 42 et 43.
La partie inférieure du volume du cylindre 5 est mi_e à l'atmo~phère
; pc~r un ori~ioe 47. De me~e le volume du cyl:lndre 48 s~tué ~OU3 le piston 25est relié avec le conduit 8 par un ori~ice 45 d'égalisation de pression.
En~in le conduit 8 peut comporter une vanne de vidange ~4.
Suivant un mode particulier de réalisation illustré sur le~ Pigure~ 1
à 5, les déplacement~ des organes mobiles des valves du dispositiP s'ePPectuent
, suivant les axes parallèles à l'axe du oyl~ldre 5. Cette disposition Pacilite,35 la réalisation du dispositii.
Sur la Pigure 1, les organe~ mobiles clu dispositi~ 1 qont représentés
dans la position qu'ils occupent lorsque la pression d'air dans le disjoncteur
~i e~t égals à la pres ion nominale souhaitée, la valeur de cette pression
étant illustré par la direction verticale de l'aiguille du manomètre 30.
. ~ '
1 1553~
Le piston 13 occupe dan~ le cylindre 5 une position qui résulte d'un équilibre
entre la pression du gaz danq le dis~oncteur et la pres3ion exercée par
I ¦lle ressort 17. La collerette ~1 est située à une très ~aible diatanoe au
¦ ~¦dessus de la butée 21, la noyau 31 étant appliqué qur le piston 13 sous
' sl~l'action du ressort 32, de ~açon à obturer le conduit 1~. Les extrémités
¦ j~des branches 27 et 28 de la fourche 29 ne sont paq en contact avec les bou-! ¦Ichons mobiles des valves 10 et 11. Ce~ valve~ restent donc ~ermées respec-
¦ ¦¦ tivemant 30us l'action de ressorts 18 et 19. Le piston 25 qui est soumiq
¦ sur ses deux ~aces à une pres3ion égale à la pression du dis~oncteur n'exerce
¦~oljdonc aucune pous~ée sur la valve 12 qul est fermée ~ous l'action d'un ressort
¦ I! 26 et de la haute pression de la source. De même les valves 36 et 37 sont
i i fermée~ 30us l'action du ressort 38, la partie inPérieure de la tige 15
ne touchant pas la sur~ace 39 du piqton 33. Toute~ le~ valve~ étant Perméeq,
l ! il n'y a aucun débit d'air de la source de pression vers le,disjoncteur
l15 ¦ ou du dis~oncteur vers l'at20sphère.
,1 I La Pigura 2 montre comment les orgareq mobiles du dispo~iti~ 1 sonk
disposé~ lorsque la pression d'air dan3 le diqjoncteur s'établit à une valeur
prédéterminée un peu in~érieure à la pre33ion de re~ulation. Par quite de
cette baia3e de preq~ion, le pi~ton 13 monte vers la face ~upérieure du
20 ~ cyl mdre 5 pour occuper la position montrée ~ur la Pigure. La montée du
~i piaton 13 entraîne celle du bouchon 31 et La compression du ressort 32. ,,
, La branche 27 de la fourche 29 solidaire du bouchon 31 soulève le bouchon
mobile de la valve 10 qui 3'0uYre, la valve 11 restar,t Permée. La preqsion l~
i , de l'air comprimé de la source étant ~upérieure à celle du dis~oncteur,
¦25" un débit d9air ~'établit entre la source et le di3~0ncteur à travers les
I conduits 20 et 23 de ~ai~l,e section reliés entre eux par la valve 10 ouverte. I
j Si la baiqse de pres3ion e3t lente, par exemple si elle est provoquée par
i une légère fuite continue du disJoncteur, ce débit d'air est ~uf~isant pour
! ,; rétablir dan~ le disjoncteur la pression rominale. I
Par contre? 9Jil s'agit d'une chute brutale de pre3sion résultant
par exemple d'une ouverture du di~oncteur, ce débit d'air e~t insu~fisant
i ; pour la compenqer. Le pi3ton 13 continue alors à monter dans le cylindre 5ver3 sa ~ace plane supérieure et occupe la position représentée sur la ~igure 3¦, correqpondant à une pre~sion plu~ ba3~e dans le dlsjoncteur. La bra~che 23
j35~ de la ~ourche 29 soulève alors le bouchon mobile de la valve 11 provoquantl'ouverture de cette valve, la valve 10 re~tant bien entendu ouverte. L'air
, comprimé de la 30urce arrivant par le conduit 20 traverse la valve 11 et
; par le conduit 24 vient remplir le volume qupérieure du cylindre 48. Le
, piston 25 est repoussé verq le bas et ouvre la valve 12. L'air comprimé
'., - . I
.~ 1 55365
I de la ~ource pénètre alor~ dan3 le disjoncteur par leq canaux 4 et B qai
permettent le passage d'un débit importiant. La remontée rapide de la pression
dan3 le dis~oncteur provoque alor~ la descente du piaton 13 et la fermeture
¦l3uccessive des valves ll et 12, pui~ 10 sous l'action respective des ressort
9, 26 et 18.
On suppose maintenant que la pression d'air dans le disjoncteur monte
¦l lentement, par suite par exemple d'ur. réchauP~ement atmosphérique. Le piston 13
II descend alors au dessous de sa position de régulation (~igure l) pour occuperii celle illustrée par la Pigure 4, correspondant à une pression ians le dis-
¦l91 joncteur un peu en dessu~ de la pression nominale. La collerette 51 du bou
! I! chon 31 est bloquée par la butée 21, ce qui provoque l'ouverture de l'ori~ice
I l supérieure du conduit 16. Le bouchon 31, le piston 13, le ressort 32 et
I l la butée 21 Por~ent donc une valve. L'air en ~aible surpression du disjoncteur,
i ¦ remplissant le volume supérieur du cylindre 5 peut ~lors s'écouler, à traYers
cette valve ouYerte, dans le conduit 16 qui débouche dans le volume tupérieur
I ¦I du cylindre 50. Cet air s'écoule Pinalemept daDs l'atmosphère à travers
I '~ l'orifice 34 du piston 33 et la canaliqation 22.
; Si la surpression eqt trop importante pour être éYacuée par les conduit3
/ 16, 34 et 22 à débit relativement faible, la preq~ion augmente dans le volume
,~20l supérieur du cylindre 5, provoquant une nouvelle descente du piston 13( voir
~igure 5).
Le dé~it de l'ori~ice 34 devient inPéri.eur à celui de la valve ouverte
13-31 et du conduit 16 ; l'augmentation de pression qui en résulte dans
le volume 50 sur la Pace supérieure du piston 33 provoque l'ouverture des
valves 36 et 37 à grand débit.
Si pour ur,e raison quelco~que, la séquence précédente ne se déroule
pa^q correctement, ou 9i 1 ~ augmentation de pression est très brutale, le
piston 13 descend dans la position représentée ~ur la Pigure 6. L'extrémité
inférieure de la tige 15 vient porter sur la ~ur~ace 39 du piston 33 provoquant
l'ouverture des valves 36 et 37 à grand débit, comme représenté sur la ~igure 6
L'air en surpre~sion situé dans le conduit ~ à ~orte section ~'échappe alors
dans l'atmoqphère par des gro3ses tubulures 40 et 41 et les clapets 42 et 43.
Lorsque la pres~ion diminue, le piston 13 remonte 9UiVi du piston 33
jusqu'à ce que lei valves 36 et 37 30ient re~erméeq. Mais tant que le piston 13¦n'a pas atteint le bouchon 31 en butée sur 21, l'air du d-lsjoncteur continue
! de s'échapper à faible débit dans l'atmosphère à travers le conduit 16.
! ' Puis, le bouchon 31 revenant en contact avec le piston 13, on retrouve la
position illustrée par la ~igure 1.
Le dispositif selon l'invention présente les avantages sulvants.
., . I
1 1 5 ~i 3 ~ ~?
! I La regulatio~ d0 preqsion du dispo3itif ~elon l'inventi~n est déclenchée
par une bals3e de pres~ion (ou une 3urpre~sion) du ~az du di3Joncteur. On
Il évite ainsi toute 3urpre~sion accidentelle dans le dis~oncteur, alors que
I ¦, ce risque est inhérent aux dispositi~s commandant l'in~ection systématique
5¦1 d'une certaine quantite de gaz chaque ~ois qu'un ordre d'cuverture du dis-
II joncteur est donné. Le dispo3iti~ selon l'invention est pneumatique et ne
~ 1~ comporte pas de commande électrique.
¦ ¦~ Le di~positif selon l~invention est de faible encombrement et ne
¦ II néces~ite pas l'utilisation de réservoir~ d'air volumlneux.
¦~o ¦ La liaison mécanique directe entre les équipage~ mobiles dec, valves
i I et l'organe 13 de contrôle de la pression du dlsjoncteur permet d'obtenir
¦ une excellente précision de réglage et par conséquent d'as3urer l'utilisation
optimale de l'air comprimé. A noter que ce dispositi~ ne comporte qu'un
I ¦¦ seul jolnt coulissa~t (le ~oint 14) en ~onctionnement permanent.
i~511 Le di3positi~ ~elon l'invention peut être appliqué aux di~oncteur~
! i' pneumatiques à haute ten~ion.
li 3ien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation
décrit et repré~enté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. 3ien que le
i di~poqiti~ comporte de pré~érence, comme décrit ci-dessus, en tout quatre
~20~ paliers de régulation, deux paliers au dessu~ de la pres3ion nominale et
deux paliers au dessous de cette pre~sion? le dispositif selon l'invention
peut ne comporter que deux paliers de régulation respectivement de part
et d t autre de la pre3qion nominale.
1.
,
