FRANÇOIS DE KEMMETER
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1. 00000006 9 85006906890899 88 90996880890998 90954454988844 0868408050 8 96909008009985908696 0 ADD SONT DOTE AURONT DRE Te han 00 En cons quence signer et d poser toutes pi ces signer tous registres verser et retirer toutes taxes pr senter toutes demandes relatives des ad ditions perfectionnements prolongations ou introductions lever toutes exp ditions de titres proc s verbaux lever des copies officielles ou autres m me avant la d livrance ou la publication retirer la demande et la repr sen ter s il y a lieu lire domicile substituer tout ou partie des pr sents pouvoirs et faire en g n ral tout ce qui sera n cessaire ou utile pendant la dur e de la protection d clarant reconna tre et ratifier tous les actes accomplis pour la r a lisation du pr sent mandat RSS LES SERRES CR PE TO PO OC PEU EPP CP K 1 10 15 20 25 Traduction fran aise du brevet europ en 0 178 750 M thode de travail d une pompe d placement La pr sente invention concerne un proc d pour faire fonctionner une pompe volum trique poss dant une plu ralit d l ments de pompage discrets dispos s en parall le pour envoyer une eau d alimentation une chaudi re cir culation forc e un g n rateur de2. e nn TRS PR OO ADR RATER AD SET TONER R TO AN NTM MDN OT 0 4 948098 0 ANRT ARR RAR NRA ons A TE OS PATATE OR RAF OO FOOD RDA TS NS VOS D Eau am mat 4 089094009 846804 588899908498 90844889984044088058 60 6 008999959744999809990999869 5898996844544 6888498805494490498460 8 089 6 4844848908864984440 0 EU R E ADS PIS ne on a gt ste eres a 60 lt 600900666 22 a w s a i s PE RONA RAT TARN SOS RER CR RER ROSE RSR D OT AR 5 RS AT RO NOTE US AT
3. FRAN OIS boe BI N ET B D E T L O2 647 98 75 LIC EN SC CHIM U C L CONSEILS EN BREVETS MARQUES MOD LES Las 2 PHILIPPE EN 1876 ei DIPL I T C M AVENUE ANTOINE 13 MANDATAIRES AGR S AUPR S DE L OFFICE BELGE B 1050 BRUXELLES Le 11 juillet 1990 DE LA PROPRI T INDUSTRIELLE 1 EUROPEEN utile OFFICE DE LA PROPRIETE INDUSTRIELLE MEMBRES L A 1 P P I MARQUES MOD LES 24 26 J A De Mot 1040 11 OFFICE DE LA PROPRIETE NDuSTRIELLE N NP 1 111 7 1890 EN TREE 773 Brevet europ en N 0 178 750 d livr le 2 mai 1990 au nom de CLAYTON INDUSTRIES Messieurs Conform ment l article 5 1 de la loi du 8 juillet 1977 nous annexons la pr sente 1 exemplaire la traduction du fascicule du brevet europ en cit en rubrique Nous galement un pouvoir nous mandatant pour cette op ration Veuillez agr er Messieurs nos salutations distingu es P PON CABINET BEDE do KEMMETER Fran ois Agr 0801 BEDE 000 1520213 29 310 0690840 92 GENERALE DE BANQUE 210 0423163 04 544 008 464 CABINET BEDE en Brevets Fond en 1876 13 Avenue Antoine Depag
4. Lorsque chaque soupape 182 184 186 et 188 re oit un signal de sortie 1 part du relais d entr e sortie 169 elle commute la canalisation de sortie d air 182a 184 186 ou 188 qui lui est associ e depuis une source d air comprim 190 en direction de l atmosph re Les cana lisations d air 182a 184a 186a et 188a sont raccord es aux actionneurs pneumatiques respectifs 124 144 146 et 148 comme cela est repr sent sur la figure 3 Pour une demande d eau se situant entre 100 et 75 de la valeur maximale les trois actionneurs pneumatiques 144 146 et 148 et les soupapes de d rivation 134 136 et 138 qui leur sont asso ci es sont maintenues dans leur position ferm e comme 10 15 20 25 30 35 14 cela est repr sent sur la figure 3 Pour des demandes d eau se situant entre 75 et 50 la soupape 184 rac corde l actionneur pneumatique 144 la source de pression d air 190 qui provoque un d placement ascendant du piston l int rieur de cet actionneur l encontre de l action du ressort et ouvre la soupape de d rivation 134 ce qui d sactive l l ment de pompage constitu par le cylindre 64 le piston 64a et la chambre eau associ e Lorsque la demande d eau tombe respectivement au dessous de 50 et de 25 les soupapes de d rivation 136 et 138 sont ouvertes On notera que lorsque le commutateur fonctionnement rem plissage 174 est dans la position de remplissage le signal de sortie a
5. chaque l ment de pompage inclut un cylindre 62 64 66 68 en communication avec une premi re chambre 69 un piston 62 64 66 68 et un diaphragme flexible 90 dis pos dans une seconde chambre 96 le piston 62a 64a 66a 68a tant de mani re entra ner par pompage un fluide par l interm diaire du cylindre 62 64 66 68 depuis la premi re chambre 69 dans la seconde chambre 96 de mani re d placer le diaphragme 90 et refouler l eau de puis l entr e 56 en direction de la sortie 110 t ris en ce que la d sactivation de chaque l ment de pom page est r alis e au moyen de l ouverture d une soupape de d rivation respective 116 134 136 138 qui lorsqu elle est ouverte raccorde de fa on s lective les premi re et seconde chambres 69 96 de mani re emp cher le d place ment du diaphragme 90 10 Proc d selon l une quelconque des revendica 23 tions pr c dentes caract ris en ce que ladite dur e d un cycle complet est comprise entre 10 et 60 secondes 1 4 FIG I 227 20 l 64b 12 40 32 56 7 18 3 J42 28 871 5 4 Ge on ss 24 68b FIG 6 PERIODE F DU CYCLE 3 4 2085 anada HOUVIN qq 1010 208 NVA 2 NH AWU AH AWA AA AWA
6. l int rieur de la chaudi re pour emp cher tout endommagement du serpentin lorsque le br leur 10 15 20 25 30 35 13 est mis en marche Le commutateur fonctionnement remplis sage 174 commande le relais 175 de d marrage de la combus tion r duite et emp che l activation de ce relais jusqu ce que le commutateur fonctionnement remplissage 174 soit venu dans la position de fonctionnement Lorsque le relais de d marrage de la combustion r duite est activ il permet au br leur 20 de fonctionner un taux initial 20 Le manuel d instructions de Clayton pour le g n rateur de va peur la s rie E 100 fournit une description plus 4 11 l e d utilisation d un commutateur fonctionnement remplis sage et d un relais de d marrage de combustion r duite dans un syst me formant g n rateur de vapeur En fonction du r glage du commutateur fonctionne ment remplissage et du relais de d marrage de la combustion un niveau faible l unit CPU 162 am ne le contr leur d entr e sortie en parall le 168 envoyer un signal num rique l ensemble 169 form par le tampon d entr e sortie num rique le relais l tat solide qui actionne une cer taine combinaison de soupapes lectromagn tiques 182 184 186 et 188 ce qui son tour entra ne l activation des soupapes de d rivation 116 134 136 et 138 au moyen de la pression l air envoy aux canalisations d air 182 184 186 et 188
7. 1 caract ris en ce qu un ou plusieurs des autres l ments de pompage 90 sont d sactiv s 3 Proc d selon la revendication 1 ou 2 carac t ris en ce que la d sactivation de chaque l ment de pom page est r alis e au moyen de l ouverture d une soupape de d rivation respective 116 134 136 138 4 Proc d selon la revendication 3 caract ris en ce que ladite pluralit d l ments comprend au moins quatre l ments 10 15 20 25 30 35 22 5 Proc d selon la revendication 3 caract ris en ce qu une soupape de d rivation 134 est maintenue ou verte lorsque le d bit requis se Fe entre des premi res limites pr r gl es 6 Proc d suivant la revendication 5 caract ris en ce qu une seconde soupape 136 est maintenue ou verte lorsque le d bit requis est situ entre des secondes limites pr r gl es 7 Proc d selon la revendication 6 caract ris en ce qu une troisi me soupape de d rivation 138 est maintenue ouverte lorsque le d bit requis se situe entre des troisi mes limites pr d termin es 8 Proc d suivant la te sis 1 selon 1 quel la chaudi re 10 le g n rateur de vapeur ou analogue inclut un br leur 18 quip d un r gulateur 28 d envoi du combustible caract ris en ce que ledit signal est un signal repr sentatif de l coulement r gl de combustible envoy au br leur 18 9 Proc d selon la revendication 1 selon lequel
8. 19 c est dire une valeur num rique gale 128 alors l coulement d eau est calcul conform ment 16 128 10 100 51 100 FLOW O 20 40 100 100 Avec une demande d eau de 60 la valeur CYLON sur la ligne 220 serait gale 60 25 ou 2 et le temps de marche ONTIME serait gal 60 60 2 25 30 25 soit 12 secondes si la dur e du cycle est gale 30 se condes Des canaux additionnels de conversion analogique num rique et des signaux d entr e ou des signaux de sortie num riques pourraient tre ajout s au syst me de la figure 5 en fonction de l aptitude du mat riel les traiter et des changements pourraient tre apport s au programme pour obtenir une adaptation de telles modifications mat rielles Naturellement on comprendra que l on peut utili ser d autres langages que le BASIC pour atteindre exacte ment le m me objectif que celui du programme BASIC Le syst me de commande informatis d crit pr c demment et repr sent sur la figure 5 peut tre r alis l aide des composants suivants disponibles dans le com merce Pour optimiser les performances du syst me de com mande on peut changer ou remplacer les composants par des composants diff rents sans sortir de l esprit et du cadre de l invention COMPOSANT R F RENCE FABRICANT MODELE CPU 162 Intel 8051 8031 ou 8751 Horloge 164 1 12 MHZ Acc s d entr e sor tie en
9. HA TH Ha NEA NEA NEA LHXANO LEHANO NEA ANA LHHANO 1010 AWA AA 91T Cq 504 NAVAA S9 206 AVHI IZOOT NVAO 9 7 HA LOVENOO GLT T Wb 8 TOVSSI TAN LNANAN T NOILVHSW T TO I ETNAN 86 69 NE 911909 U09150 VNV ENESSTLETANOD 05 2 281 89 9 ki 061 AT ALNANVI 29 SSINNOC HATIOALNO 9 AIUXS TI 004 99 9 9 0 0 410150451 La 0 9
10. PEEK PPORT2 masquer bit RFS 285 LFS 04h AND PEEK PPORT2 masquer le bit LFS 290 IF PEEK SBUF 027 ESC donc autoriser l entr e de GOTO 150 signaux 295 GOTO 200 boucle en permanence 300 STOP erreur dans cas de cette ex cution La table de programme indiqu e pr c demment est auto explicative Les lignes 3 85 concernent des remarques de non ex cution REM en BASIC qui concernent des va riables et des fonctions Les lignes 110 180 sont des ins tructions ex cutables avec manipulation de variables et de constantes Chaque ligne est suivie par une remarque qui d crit l action des instructions sur la ligne Les lignes 200 300 traitent de l acquisition des donn es de calculs et de la commande de la pompe d eau d alimentation 60 On notera que le symbole est utilis en tant que signe de multiplication Ainsi la ligne 210 signifie que la constante 16 est multipli e par la valeur num rique du si gnal de sortie du potentiom tre 43 et est divis e par la constante 51 et le r sultat est soustrait de la constante 20 la valeur r sultante tant multipli e par le taux d coulement d eau FF qui est normalement r gl 100 La valeur r sultante est alors divis e par 100 de mani re fournir l coulement d eau demand en pourcentage Par exemple si le signal de sortie du potentiom tre 43 est r gl sur sa valeur m diane moiti de sa tension de sortie 10 15 20 25 30 35
11. e pour lequel la pr sente invention est particuli rement utile La figure 2 repr sente une vue en coupe transver sale de la pompe de l eau d alimentation utilis e dans le syst me de la figure 1 La figure 3 repr sente une vue en coupe transver sale de la pompe de la figure 2 La figure 4 repr sente un diagramme illustrant le fonctionnement de la pompe des figures 2 et 3 conform ment la pr sente invention La figure 5 est un sch ma bloc d un syst me 10 15 20 25 30 35 commande automatique pour la pompe des figurs 2 et 3 conform ment la pr sente invention La figure 6 est un diagramme de formes d ondes illustrant le fonctionnement de l un des l ments de pom page de la pompe des figures 2 et 3 DESCRIPTION DU MODE DE MISE EN OEUVRE PR F R La pr sente invention concerne des syst mes de commande de l eau d alimentation pour des chaudi res cir culation forc e et un proc d d envoi de l eau d alimenta tion de telles chaudi res En se r f rant notamment la figure 1 le syst me comporte une chaudi re 10 tube d eau poss dant une entr e 12 pour l eau et une sortie 14 pour la vapeur La partie inf rieure de la chaudi re 10 entoure une Chambre de combustion 16 Un br leur 18 est dispos l extr mit inf rieure de la chaudi re et inclut une buse mazout 20 servant atomiser le mazout et une extr mit 22 en forme de volute qui fait saillie vers le haut l
12. e num rique au convertisseur analogique num rique 160 PUMP ordre envoy la pompe pour un certain nombre de cylindres de vant ex cuter le pompage SBUF adresse interne dans l ordinateur du dernier caract re re u par l unit CPU en provenance de 163b MODULE D INITIALISATION MLOOPS 10 0 15 1 d finir de la boucle machine amp 7 2 3 3 1 4 0 scalaires SBUF 99h FF 100 DUTTY initialiser les variables 30 MINACT 1 d entr e 70001 1 initialiser adresses d acc s 7001h PPORT2 7002h 7 0 initialiser le taux du cylindre POT 0 FLOWwW 20 1 20 POKE PPORTO 91h POKE initialiser amp la PPORT1 PUP pompe 10 15 20 25 30 35 145 150 155 160 165 170 180 17 170 INPUT Introduire taux d coulement 85 100 FF Si FF lt S ou FF gt 100 GOTO 150 INPUT Introduction de la dur e du cycle 10 605 DUTY Si DUTY lt 1O ou DUTY gt 60 GOTTO 160 DUTY DUTY MLOOPS 10 MINACT MINACT MLOOPS 10 C MODULE DE LA BOUCLE DE COMMANDE 200 210 220 225 230 235 240 245 250 255 260 lt TIMERDDUTY THEN 1 FLOW FFx 20 16 POT 51 100 CYCLON FLOW 25 ONTIME FLOW CYLON 25 x xDUTY 25 IF TIMERD ONTIME THEN CYLON CYLON 1 IF LFS O and RFS 0 THEN CYLON O FIRE IF RF
13. int rieur de la chaudi re L air permettant d atomiser le combustible est d livr par une source appropri e non repr sent e par l interm diaire d une canalisation 24 Le mazout est envoy au br leur 18 au moyen d un tube d alimentation 26 et d une soupape 28 de commande de modulation du combustible partir d une source appropri e de mazout sous pression non repr sent e raccord e l extr mit 30 du tube d alimentation aboutissant la soupape de commande 28 La soupape 28 de commande de modulation du com bustible est repr sent e sur la figure 3 du brevet US N 3 972 654 attribu au cessionnaire 1 pr sente inven tion La soupape 28 comporte un servomoteur 32 qui comman de la position en rotation d une plaque de came 34 la po sition lin aire de la tige de soupape 36 par l interm diaire d un suiveur de came non repr sent et la position du curseur d un potentiom tre 43 repr sent sur la figure 5 son tour la tige de soupape commande la circulation 10 15 20 25 30 35 du mazout dans le tube 26 en fonction de la position de la plaque de came 34 Le servomoteur 32 peut tre command par un op rateur par exemple au moyen d un potentiom tre ou bien peut faire partie d un syst me r troaction non repr sent qui r pond aux demandes de puissance de la chaudi re Le r le du servomoteur 32 et de la soupape de modulation 28 est de commander de fa on pr cise l coule
14. l eau d alimentation et de supprimer le probl me des fuites des soupapes de d rivation de l eau elles sont d une fabrica tion on reuse US A 3 767 326 d crit une pompe diaphragme commande hydraulique dans laquelle un rotor qui porte un piston orbital est dispos l int rieur d un r servoir contenant un fluide de pompage ce qui produit des pulsa tions continues de l entra nement du fluide par pompage direction de la chambre de travail du diaphragme lorsque le rotor tourne Pour arr ter l action de pompage sans arr ter le fonctionnement la partie formant piston la pompe une canalisation de d rivation contenant une soupape lec tromagn tique s tend entre la chambre de travail et le r servoir Lorsque la d rivation est ouverte le d placement en va et vient du piston provoque simplement un aller et retour du fluide dans la d rivation Cependant cet agence ment connu est utilis uniquement pour des processus requ rant la d livrance d une quantit pr d termin e de fluide pomp cette quantit pr d termin e tant gale un nombre entier de volumes correspondant une cylindr e compl te de la pompe Conform ment la pr sente invention un proc d tel que d fini ici pr c demment au d but de la descrip tion est caract ris par les tapes consistant envoyer un signal repr sentatif du d bit requis d arriv e de l eau 10 15 20 25 30 35 d alime
15. la pompe vis vis de soupapes antiretour dispos es entre un collecteur d entr e et un collecteur de sortie afin de prot ger les diaphragmes vis vis de temp ratures excessives Lorsque la quantit d eau demand e ne peut pas tre fournie au moyen de la d sactivation d une ou plu 10 15 20 25 30 35 sieurs sections de la pompe par exemple 60 du d bit de sortie total de la pompe on peut actionner une soupape de d rivation de l eau pour renvoyer une partie de l eau l entr e de la pompe La soupape de d rivation de l eau fonctionne la mani re d une soupape de modulation permet tant de d livrer de fa on pr cise la quantit d eau re quise De telles soupapes de d rivation ont tendance fuir et requi rent une maintenance consid rable en raison de la formation de tartre et en raison de l usure provoqu e par des particules solides v hicul es par l eau haute temp rature Comme autre solution destin e remplacer des soupapes de d rivation de l eau on a utilis dans l art ant rieur un syst me de commande chelonn selon lequel le d bit de sortie de vapeur est command au moyen d un ar r t complet ou partiel de l coulement d eau de l cou lement de combustible et de l coulement d air lorsque la pression de vapeur atteint une valeur et au moyen du r ta blissement de l envoi du combustible de l eau et de l air lorsque la pression de vapeur tombe une seconde valeur
16. parali le 168 Intel 8255 10 15 20 25 30 35 Alimentation en 20 nergie 165 Condor 5 3 M moire externe EPROM 166 Intel 2732A M moire externe RAM 166 Texas Instruments TMS4016 NVRAM 167 XICOR X2044P Convertisseur ana National Semi logique num rique 160 conductor ADCO808 Tube cathodique clavier 163b Beehive DMIS Bloc de touches 163a Microswitch 1650 Series Dispositif d affi General ins chage num rique 163a truments MMN36000 Series Relais l tat solide 169 Opto 22 Various Potentiom tre de New England charge 43 Instruments F785D103 Soupape lectro General magn tique 212 Contr is S303AF02V38C5E Soupape de Clayton d rivation 116 Industries UH 60658 Il est galement n cessaire d utiliser de nom breux composants additionnels comme par exemple des r sis tances des condensateurs des circuits int gr s pour l assistance de l unit CPU des connecteurs des douilles des cartes circuits imprim s etc Lorsque la commande cyclique s applique plus d un l ment de pompage il est pr f rable que les l ments soient command s cycliquement d une mani re s quentielle plut t que simultan e D autres modifications pourraient inclure la commande cyclique de seulement deux l ments de pompage dans une pompe 2 4 pistons ou m me 6 ou 8 l ments de pompage dans une pompe comportant un nombre cor respondant de pistons 10 15 20 25 30 35
17. vapeur ou analogue et des moyens servant d sactiver de fa on s lective chaque l ment de pompage le proc d incluant les tapes consis tant faire fonctionner la pompe d une mani re continue et en r ponse une demande r duite d eau d alimentation d sactiver au moins un l ment de pompage s lectionn Des chaudi res servant produire une vapeur peu vent tre du type tube foyer dans lequel les gaz bustion circulent dans des tubes immerg s dans un r cipient contenant de l eau ou du type circulation forc e dans lequel l eau circule dans des tubes qui sont expos s aux gaz de combustion Dans le premier type le niveau de l eau dans le r cipient est normalement command au moyen d une simple soupape flotteur Cependant dans le second type une ou plusieurs pompes refoulent l eau l int rieur du ou des tubes un d bit compatible avec la demande de vapeur La commande du d bit avec lequel l eau d alimentation est envoy e de telles chaudi res est difficile en raison de la pression lev e et souvent des temp ratures lev es avec lesquelles le condensat d livr par un s parateur de vapeur est renvoy l entr e de la pompe avec laquelle 10 15 20 25 30 35 l eau doit tre introduite Les syst mes de chaudi res circulation forc e servant produire de la vapeur un d bit variable in Cluent des moyens servant commander la source de cha
18. 21 REVENDICATIONS 1 Proc d pour faire fonctionner une pompe volu m trique poss dant une pluralit d l ments de pompage dis crets 90 dispos s en parall le pour envoyer une eau d alimentation une chaudi re circulation forc e 10 un g n rateur de vapeur ou analogue et des moyens 116 124 servant d sactiver de fa on s lective chaque l ment de pompage 90 le proc d incluant les tapes consistant faire fonctionner la pompe 58 d une mani re continue et en r ponse une demande r duite d eau d ali mentation d sactiver au moins un l ment de pompage s lec tionn 90 caract ris par les tapes consistant envo yer un signal repr sentatif du d bit requis d arriv e de l eau d alimentation et en r ponse audit signal repr sen tant le d bit requis inf rieur au d bit maximum d alimen tation d livr par la pompe 58 activer et d sactiver en alternance ledit l ment s lectionn 90 une fr quence constante et utiliser ledit signal pour r gler le rapport de la dur e d une phase d activation de l l ment 90 la dur e d un cycle complet d activation et d sactivation de l l ment pour que le d bit moyen d envoi de l eau d alimentation par ledit l ment de pompage s lectionn ajout au d bit d alimentation fourni par les autres l ments de pompage soit gal au d bit requis repr sent par ledit signal 2 Proc d selon la revendication
19. 4 66 et 68 et un carter de vilebrequin 69 rempli 10 15 20 25 30 35 jusqu un niveau appropri par un fluide ou de l huile hydraulique Les pistons 62a 64a 66a et 68a sont raccord s un vilebrequin 70 au moyen de bielles appropri es comme cela est repr sent Le vilebrequin est tourillonn dans des paliers 72 et 74 Un arbre porte pignon 76 qui porte un pignon denture h lico dale 78 traverse le carter 60 Le pignon h lico dal 78 entra ne un pignon principal 80 clavet sur le vilebrequin 70 Des chambres eau 62b 64b 66b et 68b sont associ es respectivement aux cylindres 62 64 66 et 68 Comme repr sent sur la figure 3 chaque chambre eau comporte un logement 89 et un diaphragme flexible 90 qui est pouss contre un premier si ge 92 m nag dans le carter 60 de la pompe par l interm diaire d un ressort h 11 014 1 94 Une chambre hydraulique 96 est dispos e sur le c t du diaphragme 90 tourn l oppos du ressort 94 La Chambre hydraulique 94 est raccord e au fond du cylindre 62 par l interm diaire d un orifice 98 comme cela est repr sent sur la figure 2 Le cylindre 62 re oit l huile en provenance du carter de vilebrequin 69 par l interm diaire d orifices 99 lorsque le piston 62 est dans la position la plus haute Lorsque le piston 62a descend l huile est re foul e dans la chambre hydraulique 96 et le diaphragme 90 est d plac en direction d un si ge 102 form dans
20. Bien que de tels syst mes de commande tag e soient moins on reux que des syst mes de commande modulation compl te ils pr sentent plusieurs inconv nients Tout d abord la pression de vapeur varie dans une gamme consid rable En second lieu lorsque l arriv e du combustible est totalement interrompue la chambre bustion doit tre purg e de tous les gaz r siduels ou du combustible r siduels avant d tre remise en marche Bien que la p riode de purge pr alable puisse ne prendre que quelques secondes dans une petite chaudi re c est dire une chaudi re de 74 570 149 840 watts 100 200 chevaux 11 peut tre n cessaire d attendre plusieurs mi nutes pour une chaudi re de grandes dimensions par exemple d une capacit de 372 850 watts ou plus 500 H P ou plus Un retard aussi important peut entra ner une chute 10 15 20 25 30 35 excessive de la pression de vapeur Une autre solution permettant de remplacer les soupapes de d rivation de l eau consiste utiliser une pompe diaphragme commande hydraulique dans laquelle la course de d placement des diaphragmes individuels et par cons quent la quantit d eau pomp e est command e au moyen d une modification de la quantit du fluide hydraulique en voy au diaphragme Une pompe de ce type est d crite dans le brevet US N 3 972 654 Bien que de telles pompes aient permis de commander de fa on pr cise la d livrance de
21. S lt gt 0 THEN PRINT FILLING IF 1 MINACT THEN 1 0 IF 120 THEN 1 1 1 GOTO 260 IF BCYL lt gt CYLON THEN 1 1 PUMP A CYLON BCYL CYLON n autorise aucun signal d entr e sauf si 1 op rateur introduit un signal d entr e avec la touche ESC taux de r glage de l coulement d eau diter taux de r glage dur e du cycle nominale 20 s diter la our e du cycle de marche calculer la dur e r elle du cycle calculer retard r el incr menter compteur remise z ro si maxd calculer le pourcentage du d bit partir du ccnvertisseur analogique num rique calculer boucies CYLON 1 marche Si lt ONTIME appliquer CYLON 1 LFS ferm pas de pompage LFS ouvert donc remplir serpentin mettre z ro le retard si masana retard dorc quitter le cycle marche nouveau cv indre donc faire red marrer 3u retard valeur PUMP garder CYLON pour la boucle suivante 10 15 20 25 30 35 18 265 PRINT LOAD POT 100 imprimer les valeurs sur le tube 255 FLOW FLOW cathodique 270 2 0 PPORT2 adresser le convertisseur num rique 80h POKE 1 analogique effectuer sion commander la pompe 275 PPORT2 10h CAM valider sortie amp lecture du con PEEK PPORTO vertisseur analogique num rique pot 280 RFS 08h AND
22. ats pour un syst me de chaudi re pos s dant une capacit nominale de 500 chevaux H P La soupape 116 pour l exemple de la colonne 2 fonctionne avec un taux de marche de 20 8 C est dire que pour chaque riode de 30 secondes la soupape est ferm e pendant 6 se condes et ouverte pendant 24 secondes L l ment de pompage 10 15 20 25 30 35 11 comprenant le cylindre 62 le piston 62a et la chambre eau 62b est par cons quent activ pendant 20 du temps et d sactiv pendant 80 du temps et d livre un cinqui me de Sa capacit nominale La pompe 60 d livre par cons quent 80 8 de son d bit nominal maximum Dans l exemple repr sent dans les colonnes 3 4 5 et 6 de la figure 4 la pompe fonctionne respectivement 65 8 50 8 35 et 20 sa capacit nominale Les sou papes 116 134 136 et 138 sont activ es comme cela est 11 lustr En se r f rant maintenant la figure 5 un mi cro ordinateur ou un micro contr leur CPU 162 est utilis pour commander les soupapes de d rivation 116 134 136 et 138 L unit CPU 162 et le circuit qui lui est associ sont aliment s par une source de courant continu 5 volts appropri e 165 Un circuit d horloge 164 form par un oScillateur est raccord l unit CPU 162 de mani re fournir la cadence n cessaire pour les fonctions internes l unit CPU Un interrupteur de remise l tat initial 161 est raccord l unit CPU d
23. d coulement de l eau du maximum de l chelle pour r duire le d bit de la pompe 035 DUTY dur e du cycle en secondes pour un cycle complet de marche 040 valeur num ris e du signal de sortie du potentiom tre 43 0 255 10 13 20 25 30 35 045 050 055 060 065 070 075 080 085 090 B 110 120 125 130 140 16 taux de marche 20 100 ou demande d eau respectivement MINACT dur e d actionnement minimale pour l lectroaimant en secondes CYLON nombre de cylindres 64 66 68 de 1 pompe qui sont activ s c est dire que ceci n inclut pas le cylindre 62 qui fait l objet d une commande cyclique ONTIME une dur e du cycle MARCHE pendant laquelle CYLON 1 cylindres sont actifs LFS position du relais de d marrage de faible combustion O ferm aucune combustion 1 ouvert combustion RFS position du commutateur de marche remplissage O ferm fonc tionnement 1 ouvert remplissage I une minuterie pour activer les soupapes lectromagn tiques pour NACT par exemple 1 seconde BCYL valeur pr c dente de CYLON par comparaison une nouvelle valeur de CYLON PPORTx acc s d entr e sortie en parall le 1 0 169 x 0 signifie un ordre ou un signal d entr e envoy I O 169 1 signifie un signal de sortie envoy aux soupapes lectromagn tiques 182 184 186 188 x 0 signifie l envoi d un ordre ou d un signal d entr
24. d rivation 116 est ferm e et le niveau bas repr sente l absence d une action de pompage la soupape de d rivation tant ouverte Apr s avoir d clench le fonctionnement d une ou de plusieurs des soupapes lectromagn tiques le programme commande l ordinateur pour qu il r p te le cycle que l on vient de d crire et en outre pour qu il envoie des don n es au tube cathodique 163b ou au dispositif d affichage num rique 163a et m morise certaines donn es dans la m moire r manente 167 L op ration sp cifique du syst me de commande d crit est repr sent e de fa on plus d taill e dans la table suivante qui indique un listage du programme en langage BASIC utilis par l unit CPU 162 I TABLE DU PROGRAMME A PROGRAMME EN LANGAGE BASIQUE DU SYSTEME DE COMMANDE DE LA CHAUDIERE PAR ORDINATEUR 003 une apostrophe marque le d but d un commentaire le symbole s pare des ordres 005 MLOOPS nombre de boucles machine CPU en temps r el 10 secondes 010 A O A 4 scalaire pour tats des signaux de sortie envoy s aux soupapes lectromagn tiques 182 184 186 188 015 h valeur hexad cimale ou adresse barre oblique implique division par un nombre entier 020 TIMER minuteur bas sur MLOOPS qui minute cycle de marche 025 FLOW d bit d eau calcul en sur la base du signal de sortie du po tentiom tre 43 et du facteur d coulement FF 030 FF facteur
25. e B 1050 BRUXELLES POUVOIR a La soussign e William Clayton Jr for Clayton Industries a dl Temple City Boulevard TE El Monte C alifornia 91734 1530 ARR RON NOR FDP RO SORA RO M OMR 08459000046409400445559 86099998 489 84540649454940090989948 708 94448048044888604400868 8584 9955699049404445559449 084948 4480 eaeqkasas OT I TOR ON OUTRE R EL EST 4099494 0008909 VO ARR OT ANRT TR RNA p a 9048994949544 9948844444 999944999998864509869468949 244 0996406949969 9486 SOPTRER TT STAND TD 79100004 qui elle conne pouvoir de pour et en son nom TRS S NS 94 54 44494809408 68409099 8 490409483804049904 84 0990820404 0990444868 2 904 9 9060899499509 8 96 4 9446888 u u 204299 004 9 4 0 SES ART NON AR 08088 88 9 0 0 0489 4 6 4 08684960989084049894499595889004940408046888898848 8 005 9489080890904648 6 9 4 58900089949949894908 558959566489990908494894895449
26. e mani re faire red marrer le programme n importe quel moment Un affichage num rique et un clavier 163a sont raccord s l unit CPU 162 d une mani re classique Facultativement un terminal tube cathodique et un clavier 163b peuvent tre raccord s l unit CPU 162 moyennant l utilisation d une interface d entr e sortie s rie RS 232 Le programme pour l unit CPU peut tre m moris d une mani re interne ou externe dans une m moire 166 d enregistrement du programme externe et de donn es En outre on peut utiliser une unit de m moire r manente de donn es d talonnage 167 pour m moriser des donn es introduites par l op rateur au moyen du clavier ou du bloc de touches Un contr leur d entr e sortie parall le 168 est utilis pour introduire des signaux num riques dans l unit CPU 162 en faire sortir de tels signaux au moyen d une ligne de bus 10 15 20 25 30 35 12 parall le 182 Un ensemble 169 tampon d entr e sortie num rique relais l tat solide est utilis en vue de son raccordement direct un mat riel d entr e et de sortie num rique qui sera d crit ult rieurement Des donn es analogiques sont obtenues partir du convertisseur analogique num rique 160 et sont envoy es l unit CPU 162 sous la commande de cette unit Le fonctionnement g n ral du syst me de commande repr sent sur la figure 5 est le suivant lors de la mise s
27. le loge ment 89 comprimant fait le ressort 94 et faisant monter l eau qui se trouve l int rieur d une chambre 104 dans une canalisation montante 106 L eau sort en traversant une soupape antiretour 108 pour p n trer dans un collecteur de sortie 110 puis p n tre dans l entr e 12 du tube de la chaudi re L eau est envoy e la chambre eau 104 et la canalisation montante 106 partir d un collecteur d entr e 112 en traversant une soupape antire tour 114 comme cela est repr sent sur les figures 1 et 3 Les chambres eau 64b 66b et 68b sont identiques la chambre 62b que l on vient de d crire 10 15 20 25 30 35 Une soupape de d rivation 116 constitu e par un al sage cylindrique 117 et un corps de soupape adapt 118 log dans cet al sage sert d river de fa on s lective l huile depuis le cylindre 62 pour la renvoyer au carter du vilebrequin 69 de mani re annihiler l action de pompage de l l ment de pompage constitu par le cylindre 62 le piston 62a et la chambre eau 62b comme cela va tre d crit La soupape de d rivation 116 raccorde l orifice 98 et la chambre hydraulique 96 au carter du vilebrequin 69 par l interm diaire d un passage 120 Une tige 122 de soupape de d rivation est mont e entre le corps de soupape 118 et un v rin pneumatique 124 Le v rin pneumatique 124 comporte une enceinte cylindrique 126 un piston d action nement 128 et un re
28. leur c est dire l coulement de combustible et d air envoy un br leur ainsi que l eau envoy e au serpentin de refroidissement La commande du combustible l aide de Soupapes classiques de modulation et de clapets classiques est une t che simple par rapport la commande de 1 quantit d eau envoy e aux chaudi res Bien que l on ait utilis des pompes cylindr e variable et cylindr e constante pour l envoi de l eau d alimentation les pompes cylindr e constante pr sentent l avantage de fournir un d bit de sortie pr d termin dans des conditions de pression variables Une pompe du type diaphragme dans laquelle un moteur lectrique entra ne des pistons alternatifs qui sont log s l int rieur de la pompe et leur tour re foulent une huile hydraulique contre des diaphragmes flexibles de mani re d placer l eau se sont av r s tre particuli rement appropri s pour l envoi de l eau d alimen tation des chaudi res circulation forc e Comme cela est d crit dans US A 3 972 654 des sections individuelles de pompe piston et cylindre peuvent tre d sactiv es au moyen de soupapes lectromagn tiques de d rivation ce qui permet de commander le d bit de sortie de la pompe selon des incr ments associ s au nombre des sections de la pompe savoir 3 4 1 2 ou 1 4 du d bit total pour une pompe quatre sections Des colonnes tubulaires d eau s parent la t te ou les diaphragmes de
29. ment de mazout envoy au br leur de mani re fournir la chaleur requise pour produire la quantit de vapeur d sir e ou demand e Le r le du potentiom tre 43 est d envoyer un signal de commande au syst me pour l envoi de l eau d ali mentation la chaudi re 10 comme cela sera expliqu en r f rence la figure 5 Un ventilateur 38 envoie l air la chambre de combustion 16 par l interm diaire d une canalisation 40 Un volet 42 de modulation de l air est raccord la plaque de came 34 par une tringlerie 44 de mani re commander la quantit d air p n trant dans la chambre de combustion en fonction de la quantit de combustible traversant la sou pape 28 La vapeur quittant la sortie 14 du serpentin de Chauffage ou de la chaudi re 10 est envoy e un s parateur de vapeur 46 qui comporte une buse de s paration 48 situ e l int rieur d une enceinte sous pression 50 La vapeur est refoul e par une sortie 52 Un pi ge vapeur 54 ren voie la vapeur en exc s condensat depuis le s parateur jusqu un r servoir d eau chaude non repr sent puis au collecteur d entr e 56 d une pompe d eau d alimentation 58 Le pi ge 54 comporte une soupape 57 qui s ouvre p riodique ment pour envoyer une quantit donn e du condensat au r servoir d eau chaude ou au collecteur 56 d entr e de la pompe En se r f rant maintenant aux figures 1 2 et 3 la pompe 58 comporte un carter 60 qui loge quatre cylindres 62 6
30. ntation et en r ponse audit signal repr sentant le d bit requis inf rieur au d bit maximum d alimentation d livr par la pompe activer et d sactiver en alternance 1 dit l ment s lectionn une fr quence constante et uti liser ledit signal pour r gler le rapport de la dur e d une phase d activation de l l ment la dur e d un cycle com plet d activation et de d sactivation de l l ment pour que le d bit moyen d envoi de l eau d alimentation par 1 dit l ment de pompage s lectionn ajout au d bit d ali mentation fourni par les autres l ments de pompage soit gal au d bit requis repr sent par ledit signal Conform ment un mode d ex cution pr f r de la pr sente invention un combustible est envoy d une mani re continue un br leur de la chaudi re et le d bit du com bustible est contr l ce qui permet de d terminer le d bit d eau requis par la chaudi re La pompe volum trique qui comporte une pluralit d l ments discrets de pompage est actionn e de mani re envoyer l eau la chaudi re et au moins l un des l ments de pompage est d sactiv d une ma ni re p riodique avec un taux de marche variable qui est en rapport avec la demande d eau le taux de marche tant gal la dur e de pompage divis e par la dur e d un cycle BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 repr sente une vue sch matique d un syst me de chaudi re alimentation forc
31. ous tension du syst me l unit CPU 162 ex cute une remise l tat initial et s initialise dans des conditions de d marrage Le programme commence alors se d rouler et son tour initialise le convertisseur analogique num rique 160 et le contr leur d entr e sortie en parall le 168 de sorte que ces dispositifs d marrent dans un tat de fonc tionnement s r Le programme appelle l unit CPU 162 pour l obtention de certaines donn es d talonnage partir de la m moire r manente de donn es d talonnage 167 et obtient imm diatement la position du potentiom tre de charge 43 en amenant le convertisseur analogique num rique 160 conver tir le signal analogique du potentiom tre en une valeur nu m rique et transmettre cette valeur l unit CPU 162 Ensuite l unit CPU appelle des entr es num riques qui se pr sentent sous la forme d ouvertures ou de fermetures de contacts des 0 ou des 1 partir d un commutateur fonc tionnement remplissage 174 et d un relais 175 de d marrage combustion r duite Le commutateur fonctionnement remplissage 174 est un interrupteur manuel permettant l op rateur de remplir le serpentin 10 de la chaudi re avant que le br leur soit branch Pour r aliser cette op ration l op rateur peut simplement amener l interrupteur dans la position de remplissage pendant un intervalle de temps pr d termin afin de s assurer qu il existe une quan tit d eau suffisante
32. pes volum triques peuvent tre utilis s dans le syst me d crit Par exemple 11 serait appropri d utiliser des pompes piston duplex et triplex fabriqu s par Worthington Corporo tation de Harrison New Jersey pourvu que des soupapes de d rivation appropri es soient incorpor es dans les pompes de mani re activer les cylindres devant tre s lective ment d sactiv s La figure 4 repr sente la mani re dont les sou papes de d rivation du fluide hydraulique 116 134 106 et 138 sont command es de mani re satisfaire six exemples diff rents de demandes d eau Dans la premi re colonne dans laquelle le maximum d eau est demand toutes les sou papes sont ferm es et il en r sulte qu aucun l ment de pompage n est d sactiv La pompe 60 d livre par cons quent tout son d bit nominal d eau la chaudi re La colonne 2 de la figure 4 illustre le fonction nement des soupapes de d rivation lorsque la demande d eau est gale 80 du d bit de sortie nominal Les soupapes 134 136 et 138 restent ferm es mais la soupape 116 est command e de fa on cylique d une position ferm e une po sition ouverte d une mani re p riodique La p riode parti culi re choisie d pend de la variation admissible de la pression de vapeur et de l usure pouvant tre tol r e dans les soupapes Une p riode comprise entre 10 et 60 secondes et de pr f rence gale environ 30 secondes s est av r e fournir de bons r sult
33. ppliqu aux soupapes lectromagn tiques 182 184 186 et 188 est tel que l coulement d eau d livr par la pompe 60 est proportionnel la position du poten tiom tre 43 mais n est pas inf rieur environ 20 8 ce qui garantit que de l eau remplit le serpentin 10 Comme cela a t d crit en r f rence la figure 4 la soupape de d rivation 116 associ e l l ment de pompage comportant le cylindre 62 le piston 62 et la chambre eau 62b est activ e de mani re fournir un r glage pr cis de la demande d eau par exemple des pourcen tages sup rieurs 75 8 compris entre 75 8 et 50 8 entre 50 8 et 25 8 et inf rieures 25 3 cet effet le pro gramme de l unit CPU r gle le taux de marche de la soupape 116 au moyen de l application d un signal de sortie depuis l acc s d entr e sortie en parall le 168 la soupape pneu matique 182 commande lectrique La soupape 182 relie l actionneur pneumatique 124 la source 190 lorsqu un si gnal de sortie est pr sent dans le conducteur 193 A tous les autres instants la soupape 182 relie l actionneur pneumatique l atmosph re en maintenant la soupape de d rivation 116 ferm e figure 6 repr sente le fonctionnement de l l ment de pompage comprenant le cylindre 62 le piston 10 15 20 25 30 35 15 62a et la chambre eau 62b Un niveau haut de la forme d onde repr sente l action de pompage compl te alors que la soupape de
34. ssort de rappel 130 L enceinte comporte une canalisation d entr e d air 128a destin e recevoir l air comprim en provenance d une soupape 182 repr sent e sur la figure 5 comme cela va tre d crit Chaque ensemble hydraulique piston et cylindre 64 64 66 66a et 68 68 est quip d une soupape d ri vation s par e rep r e par 134 136 et 138 comme repr sent poss dant une constitution identique celle que l on vient de d crire Des actionneurs pneumatiques 144 146 et 148 actionnent respectivement les soupapes 134 136 et 138 Chaque ensemble hydraulique piston cylindre auquel est associ la chambre eau forme un l ment de pompage discret qui peut tre d sactiv de fa on s lective par la soupape de d rivation associ e Une pompe deux cylindres du type repr sent sur les figures 2 et 3 est d crite dans le manuel d ins tructions du g n rateur de vapeur mod le E 100 publi par le cessionnaire de la pr sente demande Clayton Industries Inc Clayton Une pompe quatre cylindres comportant uniquement deux soupapes de d rivation est d crite dans le manuel d instructions pour les g n rateurs de vapeur mod le 10 15 20 25 30 35 10 E 300 de Clayton Dans la pr sente invention on utilise deux pompes de ce type comportant deux cylindres et la sou pape de d rivation qui leur est associ e l ensemble constituant un l ment de pompage D autres types de pom
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