Brevet FR2006178A1 — publié le 19691219

L'invention est relative à un dispositif contrôleur de niveau de liquide pour réservoir, qui, lorsqu'on atteint un niveau de remplissage prédéterminé, actionne un organe interrupteur qui arrête l'arrivée de liquide ; ce dispositif est destiné en particulier aux évaporateurs de fluide réfrigérant. Pour surveiller un niveau de liquide, on connais de nombreux dispositifs. Ils fonctionnent, en majeure partie, à l'aide d'un flotteur. Mais on est souvent gêné par des pièces mobiles intérieures au réservoir à surveiller. D'autres dispositifs fonctionnent électriquement par exemple en mesurant la conductance élec- trique du milieu entre deux électrodes pénétrant dans le réservoir. Mais dans ce cas le liquide doit présenter un certain mini mum de conductibilité. D'autre part, il est nécessaire alors de mettre en oeuvre un dispositif de traitement des mesures qui souvent est trop compliqué. En cas de dérangements intervenant dans le système (coincement du flotteur, absence de tension dans le circuit de mesure) il peut se produire très facilement un excès de remplissage du réservoir. L'invention a pour but fondamental de réaliser un dispositif de contrôle de niveau de liquide, de construction très simple, de fonctionnement sûr et qui exerce sur l'organe interrupteur des forces provoquant sûrement son fonctionnement. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, par le fait que l'organe interrupteur est actionné par deuxéléments moteurs agissant en sens contraires, tels que des capsules à soufflets et éventuellement par un ressort, desquels éléments moteurs le premier se trouve sous une pression de vapeur correspondant à la température qui règne dans le réservoir en dessus du liquide et le second se trouve sous la pression produite par un capteur de température disposé X la hauteur du niveau de remplissage prescrit et auquel est associé un dispositif supplémentaire d'échauffement cons tant. Par suite de cet échauffement, il s'établit dans le capteur de température un équilibre de température déterminé qui dépend de l'évacuation de chaleur à travers le milieu ambiant. Si le capteur de température se trouve en dessous de la surface libre du liquide, du fait de la conductibilité thermique plus élevée du liquide, une plus grande quantité de chaleur est évacuée et la température qui s'établit est plus petite que lorsque le capteur se trouve au-dessus de la surface libre du liquide. La tem pérature du capteur correspond à une certaine dilatation, donc à une charge donnée du second elément moteur. Les deux valeurs de température ne sont toutefois fixées qu'en valeurs relatives ; leurs valeurs absolues peuvent varier en fonction de la température du réservoir.Ceci est particulièrement important, lorsque le liquide lui-même peut prendre des températures très différentes ; c'est le cas par exemple d'un fluide réfrigérant d'un système frigorifique. Mais grâce au premier élément moteur, il s'effectue une compensation telle que ae telles variations d'ensemble de la température ne peuvent se répercuter sur la manoeuvre de l'organe interrupteur. Du fait qu'a l'aide des éléments moteurs on peut exercer des forces très élevées, on obtient d' une manière sûre la manoeuvre de l'organe interrupteur. Le capteur de température peut par exemple présenter un remplissage adsorbant ou un autre remplissage approprié tel qu'un remplissage de vapeur ou d'un mélange liquide-vapeur. Lorsque le chauffage vient à disparaitre (disparition de la tension, rupture de l'enroulement de chauffage), le dispositif de contrôle se coupe automatiquement car le capteur se refroidit alors. Si l'étanchéité du capteur de température vient à manquer il s'effectue également un arrêt du dispositif de contrôle. Le premier élément moteur peut également etre raccordé i un capteur de température produisant une pression0 On peut donc réaliser les deux dispositifs essentiellement identiquement. - Une autre possibilité est fournie par les liquides dont la pression de vapeur dépend de la température. On peut dans ce cas faire communiquer le premier élément moteur directement avec l'espace intérieur du réservoir situé au-dessus du liquide. On obtient une solution particulièrement favorable en disposant un élément chauffant sur l'axe médian du capteur de tem pérature, du fait que dans ces conditions on dispose de la surface maximale possible pour la transmission de chaleur au reser- voir. On peut aussi, à l'aide du même dispositif, surveiller à volonté 1'un de plusieurs niveaux de remplissage, en se donnant au moins deux niveaux de remplissage -recouverts par un enfonce- ment de la paroi du réservoir et en disposant 1'un au-dessus de l'autre, à l'intérieur de-cet en.oncement, le capteur de température du second élément moteur et son elément chauffant ainsi éventuellement que son élément -isolant, ces éléments pouvant être intervertis. En intervertissant simplement les éléments disposés l'un au-dessus de l'autre, la hauteur du capteur detsmpéra- ture varie de sorte qu'il entre en action pour un autre niveau de remplissage. Comme organe interrupteur, on peut utiliser un interrupteur électrique qui commande une électrovanne ou un relais. L'interrupteur,par suite des grandes forces de commande mises en jeu, peut être conçu d'une manière robuste et couper la totalité du courant de commande de l'électrovanne. L'invention est décrite plus en détail ci-après à l'aide d'un exemple non limitatif de réalisation en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels - la figure 1 représente, mis en place sur un réservoir, un dispositif de contrôle de niveau conforme à l'invention et - la figure 2 est une coupe d'un autre mode de réalisation du capteur de température. Dans un réservoir 1, on veut amener un liquide réfrigérant2 à travers une canalisation 3 jusqu'à ce que soit atteint un niveau de remplissage 4 prédéterminé. Au-dessus de la surface libre du liquide, on a une chambre de vapeur 5 d'où du fluide réfrigérant est évacué à l'état de vapeur à travers un tube de départ 6. Un dispositif de contrôle de niveau 7 comporte un premier élément moteur 8 équipé d'une capsule à soufflet 9 et un second élément moteur 10 équipé d'une capsule à soufflet 11. Le premier élément moteur communique directement par l'intermédiaire d'un tube 12 avec la chambre de vapeur 5. Le second élément moteur communique par l'intermédiaire d'un tube capillaire 13 avec un capteur de température 14 qui présente un remplissage adsorbant ou tout autre remplissage approprié. Le capteur de température 14 est échauffé au moyen d'une résistance de chauffage 15, raccordée à une source 16 de tension constante. Une plaquette isolante 17 oblige la résistance de chauffage 15 à n'agir essentiellement que sur le capteur 14. Les pièces 14, 15, 17 disposées lune au-dessus de l'autre sont logées à l'intérieur d'un enfoncement 18 de la paroi du réservoir 1 Les deux-eléments moteurs agissent en sens opposé sur une tige 19 soumise d'autre part à l'action d'un ressortgO.La tige commande-un contact mobile 21 qui, lorsque le niveau de remplissage est trop bas, coopère avec un contact fixe 22 à travers le quel l'électroaimant 25 d'une électro-vanne 26 se trouve excité. Son alimentation est assurée par un réseau usuel 27. Un autre contact fixe 23 peut être utilisé dans un but de signalisation, par exemple pour actionner un dispositif de signalisation 24. L'élément moteur 8 peut être aussi raccordé, par l'intermédiaire d'un tube capillaire 28, à un capteur de température 29 logé dans la chambre de vapeur 5 du réservoir 1 mais qu'on peut disposer aussi dans le liquide 2. Lorsque le capteur de température 14 est échauffé par la résistance de chauffage 15 r il prend une température d'équilibre Celle-ci est inférieure lorsque le niveau de remplissage a atteint la hauteur représentée sur la figure à sa valeur dans le cas où la surface libre du liquide se trouve à l'extrémité inférieure de l'enfoncement 18 ou encore plus en dessous. Lorsque la température du capteur 14 est inférieure la pression s'établissant dans l'élément est inférieure et l'élément moteur 10 se trouve moins fortement chargé. En conséquence, la force du ressort 20 et de l'élément moteur 8 devient prépondérante. L'interrupteur prend la position représentée sur la figure, dans laquelle aucune nouvelle arrivée de liquide ne s'effectue à travers la canalisation 3.Si la surface libre du liquide se met alors à descendre, la température du capteur 14 augmente, la pression dans l'élément moteur 10 croît jusqu'à ce qu'enfin la force du ressort 20 et la contrepression provenant de l'élément' moteur 8 l'emporte, de sorte que l'interrupteur 21 change de position et que l'électrovanne 26 ouvre à nouveau la canalisation 3. Si la température ambiante vient à varier, ou celle du liquide et de la vapeur, les conditions de commutatios demeurent néanmoins inchangées, car l'élément moteur 8 exerce un effet compen sauteur. Lorsqu'on intervertit les pièces 14, 15 et 17, le dispositif entre en action pour un niveau de remplissage corrélatif plus bas. La figure 2 représente un capteur cylindrique 14, logé à l'intérieur d'un enfoncement cylindrique 18' du réservoir . Sur son axe médian est disposé un élément chauffant 15' e La choeur produite par cet élément parvient directement à l'intérieur du capteur. La totalité du pourtour extérieur du capteur est disponible pour le transfert de chaleur à l'enfoncement 18'. Comme il va de soi et comme il resulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif contrôleur de niveau de liquide pour un réservoir, qui, lorsqu'on atteint un niveau de remplissage prédéterminé, actionne un organe interrupteur qui arrête l'arrivée du liquide , lequel dispositif, destiné en particulier aux évaporateurs de fluide réfrigérant, est caractérisé en ce que l'organe interrupteur (21) est actionné par deux éléments moteurs (8, 10) agissant en sens contraires, tels que des capsules à soufflets, et éventuellement par un ressort 20 desquels éléments moteurs le premier (8) se trouve sous une pression qui correspond à la température régnant dans le réservoir (1) en dessus du liquide (2) et le second (10) se trouve sous la pression produite par un capteur de température (14) disposé la hauteur du niveau de remplissage prescrit et duquel st associé un dispositif- supplémentaire d'échauffement constant 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément moteur 68) est également raccordé à un capteur de température (29) produisant une pression. 3. Dispositif selon la revendîcatioc 1 caractérisé en ce que le premier élément moteur (8) communique directement avec l'espace intérieur (5) du réservoir situe au-dessus du liquide (2). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'un élément chauffant (15') est disposé sur l'axe médian du capteur de température (14') 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caracté- risé en ce qu'au moins deux niveaux de remplissage sont prescrits lesquels sont recouverts par un enfoncement (18) de la paroi du réservoir, et en ce que le capteur de température (14) du second élément moteur (10) et son élément chauffant (15) ainsi éventuellement qu'un élément isolant (17) so disposés l'un au-dessus de l'autre à l'intérieur dudit enfoncement (18), les éléments précités (14, 15, 17) pouvant etre intervertis. 5. Dispositif selon l'use des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'organe interrupteur est est un interrupteur électrique (21) qui commande une électrovanne (26) ou un relais