Brevet FR2104958A1 — publié le 19720428

On sait que certains appareils sont extrtmement sensibles à une variation des débits de liquides circulants, tels que par exemple des liquides de réfrigération, et que l'apparition d'une fuite sur les circuits de réfrigération entraine souvent la détérioration totale d'un appareil de prix élevé. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé de disposer, en un point des circuits de liquides circulants, une membrane soumise d'une part, à la pression du liquide circulant, et, d'autre part, à un ressort, ladite membrane ayant une position déterminée pour une pression de fluide donnée, et établissant un contact électrique relié à une commande de sécurité de type classique lorsque la pression du fluide varie suffisamment pour que la membrane se déplace. Ce type d'appareil ne donne pas satisfaction en raison du fait qu'il est nécessaire, pour obtenir un déplacement de la membrane, de faire varier de fagon relativement importante la pression du fluide dans le conduit sur lequel est adapté le détecteur.Or l'existence d'une fuite sur le circuit de liquide circulant peut très bien advenir sans que la pression du liquide varie de façon suffisante pour assurer le déplacement de la mem- brante. Par ailleurs, une telle membrane est susceptible de se détériorer au cours du temps, lorsqu'elle est en contact permanent avec le liquide circulant, et de perdre ainsi ses qualités élastiques nécessaires au bon fonctionnement du détecteur. On a également proposé de faire débiter un circuit de fluide circulant dans une coupelle perforée solidaire de l'une des extrémités du fléau d'une balance à l'autre extrémité duquel se trouve placée une ampoule de mercure à deux contacts; lorsque le débit de fluide varie, la position du fléau est modifiée et l'ampoule à mercure subit un mouvement suffisant pour assurer une modification de la liaison électrique existant entre les eux contacts de l'ampoule, ce qui permet de détecter une modification de débit.Cependant, un tel dispositif présente l'inconvénient de ne pouvoir Entre utilisé que pour un débit déterminé et après un réglage minutieux et, de plus, il nécessite l'utilisation d'un circuit de fluide dans lequel le liquide se déplace par gravité, sans pression puisque le fluide passe à travers la coupelle perforée et est récupéré de l'autre coté de cette coupelle par un simple entonnoir, de sorte que lton crée, à l'endroit de la coupelle, une coupure dans le circuit de fluide circulant. La présente invention a pour but de remédier à 1'incon- vénient précité en proposant un-dispositif détecteur de diminution de débits de fluides circulants dans un circuit, ce dispositif ayant l'avantage de pouvoir être utilisé sur des circuits fermés, et de ne donner lieu à aucune variation de sensibilité au cours du' temps. De plus, le dispositif selon l'invention est estd'une sensibilité très grande, et son réglage pour divers débits est extrêmement simple. La présente invention a pour objet le- produit industriel- nou- ~ veau que constitue un dispositif-dëtecteur de 'diminutiçn.s-de--'-dé------ bit sur un -circuit de fluide circulant, essentiellement -caractérisé par ce fait qu'il comporte, en premier lieu, un corps traversé de bas en haut- par- le fluide circulant ; en second-lieu, un flotteur mobile susceptible de se déplacer à l'intérieur du corps de précité sous l'action du courant/fluide, ledit flotteur ayant, d'une part, à une de ses extrAemités, une forme évasée,- qui coopère avec un siège solidaire du corps de l'appareil, la partie la plus - large de cette extrémité étant disposée en regard de la zone-par où le fluide circulant est évacué du corps, et portant, d'autre part, à son autre extremité, un aimant permanent ; en troisième lieu, un contact à lames souples dont l'une des lames est réalisée en matériau magnétique, alors que l'autre est réalisée en un ma tériau amagnétique, les deux lames étant placées à l'intérieur d'une ampoule scellée et reliées électriquement- aux deux bornes d'une commande de sécurité électrique de type classique, l'ampoule scellée précitée étant placée à l'intérieur du corps en vis à vis de l'aimant permanent du flotteur. Dans un mode préféré de réalisation, le corps de l'appareil détecteur selon l'invention est un cylindre évidé intérieurement et raccordé par chacune de ses deux bases, selon son axe, aux canalisations du circuit de fluide circulant à surveiller ; l'évi- dement intérieur du corps comporte en sa zone médiane, un redent annulaire jouant le rale de siège pour la partie évasée du flotteur ; la partie évasée du flotteur est en forme de tronc de cAo ne ; le demi-angle au sommet du tronc de cAone formant la partie évasée du flotteur-est compris entre 5 et 15 ; l'aimant permanent du flotteur est une rondelle réalisée en un matériau du type "ferrite", le champ de cet aimant étant dirigé radialement et l'aimant~comportant deux poles contraires diamétralement. opposés sur la 'rondelle ; la rondelle formant aimant permanent à son axe confondu avec l'axe du flotteur et elle est fixée sur ledit' flotteur par une vis permettant de régler sa position angulaire, ledit flotteur ne pouvant se déplacer dans l'évidement du corps quten translation grsce à une languette placée à son extrémité en forme de tronc de cône et coopérant avec deux rainures pratiquées dans le corps; l'ampoule renfermant les deux lames du contact à lames souples est disposée à l'intérieur d'un tube tra- versant diamétralement le corps du dispositif détecteur selon l'invention, les connexions de ladite ampoule se trouvant à l'intérieur dudit tube, protégées du fluide circulant. Lorsque l'appareil selon l'invention est. disposé en série sur un circuit de fluide circulant, le fluide agit. sur le flotteur en soulevant ledit flotteur de façon que-la partie évasée ne repose pas sur le siège avec lequel elle coopère, le déplacement du flotteur, lorsque l'on fait varier le débit étant fonction d'une part, de son poids et, d'autre part, de l-'importance de l'évasement de l'extrémité du flotteur. Lorsque la partie évasée est tronconique, on peut donc, selon le.débit qui doit traverser le circuit, régler le déplacement du flotteur en choisissant un angle de conicité convenable pour le tronc de cAone précité.Pour un débit donné, le flotteur a, à l'intérieur de l'évidement du corps, une position déterminée et son aimant permanent se trouve relativement éloigné de l'ampoule à lames souples, de sorte que la lame magnétique de cette ampoule ne se déplace pas,sous l'action du champ de l'aimant permanente Si une diminution de débit se produit, ce qui correspond à une fuite sur le circuit, le flotteur se rapproche de son siège et l'aimant permanent se rapproche de l'ampoule contenant les contacts souples, de sorte que la lame magnétique de l'ampoule se trouve alors influencée par l'aimant, qui s'est rapproché et se déplace sous l'influence du champ. On provoque ainsi l'ouverture ou la fermeture du contact à lames souples, ce qui y. permet de mettre en oeuvre la commande de sécurité électrique à laquelle sont reliées les deux bornes de l'ampoule renfermant les lames souples. Lorsque l'on désire régler l'influence de l'aimant sur la lame magnétique du contact à lames souples, on fait tourner autour de. son axe la rondelle qui constitue l'aimant permanent, de façon à ajuster la valeur du champ susceptible de provoquer, pour une diminution de débit déterminé, le mouvement de la lame magnétique du contact.En d'autres termes, cet appareil comporte deux moyens de réglage : d'une part, le choix de l'angle de conicité du flot teur et, d'autre part, le choix de l'orientation de la rondelle constituant l'aimant permanent. I1 convient de souligner que cette orientation de la rondelle magnétique est rendue possible en raison du maintien d'une position angulaire déterminée pour le flotteur, gracie à la coopération de la languette de flotteur avec deux rainures pratiquées dans le corps de l'appareil. On constate qu'un tel appareil permet de détecter des fuites, même très faibles, sur un circuit de fluide circulant, que son temps de réponse-est négligeable et que sa fidélité dans le temps est absolue. Pour mieux faire comprendre ltobjet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de-réalisation représenté sur le dessin annexé Sur ce dessin - la figure unique représente une coupe axiale d'un dispositif détecteur selon l'invention. En se référant au dessin, on voit que l'on a désigné par 1 le corps cylindrique de 1 appareil selon l'invention, dans son ensemble. Le corps cylindrique 1 comporte une base supérieure la et une base inférieure lb; il est évidé intérieurement selon un évidement 2 de forme cylindrique. Les bases la et lb sont traversées respectivement par des canalisations 3 et 4. Le fluide circulant est introduit dans l'évidement 2 par la canalisation 4 et il en ressort par la canalisation 3. Dans la zone médiane de l'évidement 2 se trouve un redent annulaire 5 formant le siège d'un flotteur désigné par 6 dans son ensemble. Entre le siège circulaire 5 et la base la, on a pratiqué dans le corps 1 deux rainures 7a, 7b diamétralement opposées.Les extrémités d'une languette. 8, solidaire du flotteur 6, sont susceptibles de coulisser à l'intérieur des deux rainures 7a, 7b. Le flotteur 6 comporte une partie centrale cylindrique 6a et une partie d'extrémité tronctnique 6b, qui se raccorde à la partie cylindrique 6a. La partie tronconique 6b a un diamètre maximum supérieur au diamètre du siège circulaire 5. L'angle de conicité de la partie troncônique 6b est de 70, A la partie du flotteur 6 qui est opposée au tronc de cene 6b, on a disposé une rondelle 9.La rondelle 9 est solidarisée du flotteur 6 grtce à une vis 10 disposée selon l'axe du flotteur 60 La rondelle 9 est réalisée en un matériau du type "ferrite" et elle constitue un aimant permanent ayant un champ radial, la valeur du champ en un point de la rondelle 9 étant fonction de la position angulaire de ce point sur la rondelle : la rondelle comporte un pole Nord et un pole Sud diamétralement opposés ; la valeur du champ à l'un des poles est de 20 oersteds Le flotteur 6 a un poids total de 0,15 newton. Entre la rondelle 9 et la base lb du corps est disposé un tube 11 qui traverse l'évidement 2 selon un diamètre du corps 1. A l'intérieur du tube 11, on a placé une ampoule scellée 12 renfermant sous vide deux lames souples 13 et 14, la lame 13 étant réalisée en un matériau non magnétique; alors que 'la lamë 14 est réalisée en un matériau magnétique. Chacune des lames 13 dt 14 est en liaison électrique avec deux connexions 13a et 14a respective- ment disposées à l'extérieur de l'ampoule 12. La longueur de l'é- lément cylindrique 6a du flotteur 6 est choisie de telle façon que la rondelle 9 se trouve très proche du tube 11, lorsque le tronc de cône 6b du flotteur 6 repose sur son 'siège circulaire 5.Le corps 1, les bases la et lb, le tube ll et le flotteur 6 sont réalisés en un matériau magnétique tel qu'une matière plastique dure par exemple. Le corps 1 peut être fixé sur un support grXace à un élément fileté 15 disposé radialement sur la face latérale externe du corps 1. Lorsque la canalisation 4 est alimentée avec de l'eau, à un débit de 2,5 1 !minute, le flotteur 6 est soulevé de son siège 5, de sorte que la rondelle 9 s'éloigne du tube 11 et de l'ampoule 12 qu'il contient. A ce moment, la distance entre la rondelle 9 et la lame magnétique 14 est suffisante pour que ladite lame ne soit pas attirée par l'aimant et pour qu'en conséquence, le contact 13-14, soit ouvert, ce qui correspond à la position normale du contact, c'est-à-dire à la position dans laquelle la commande de sécurité reliée aux bornes 13a-14a ne fonctionne pas. Si une diminution de débit de 0,2 1/minute a lieu, c'est-àdire pratiquement stil existe une fuite sur le circuit d'eau, le flotteur 6 se rapproche de son siège 5 et la rondelle 9 se rapproche du tube 11. Avec la rondelle qui a été décrite précédemment Si l'on dispose la zone de champ maximum selon le même plan diamétral que celui qui contient le tube 11, et si le champ au droit de la lame 14 a le sens convenable, il se produit une répulsion de la lame'magnétique 14 et, par conséquent, une fermeture du contact 13-14, ce qui déclanche la commande de sécurité reliée aux bornes 13a-lta et, par exemple, coupe l'alimentation électrique de l'appareil dont le circuit 3-4 constitue le circuit de refroidissement.Dans cet exemple, le pouvoir de coupure du contact à lames souples 13-14 est de 1 ampère sous 300 volts, Le meme appareil selon l'invention peut être utilisé pour des débits différents, soit en changeant le flotteur 6 et en utilisant un tronc de cone 6b ayant une conicité différente, soit en faisant tourner autour de son axe la rondelle 9.de façon à faire varier le champ qui agit sur la lame magnétique 14. Le réglage de l'appareil peut donc être effectué aisément avec un Jeu de flotteurs 6. On constate qu'un tel appareil conserve une sensibilité très grande, quel que soit son temps de fonctionnement, et qutil permet de détecter des fuites, mêmes faibles, sur des circuits de fluides circulants en commandant la sécurité nécessaire avec un temps de réponse extrêmement court, de 11 ordre d'une milliseconde. I1 est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'in- Invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif détecteur de diminution de débit sur un circuit de fluide circulant, essentiellement caractérisé par ce fait qu'il comporte, en premier lieu, un corps traversé de bas en haut par le fluide circulant ; en second lieu, un flotteur mobile susceptible de se déplacer à l'intérieur du corps précité sous l'action du courant de fluide, ledit flotteur ayant, d'une part, à une de ses extrêmités, une forme évasée, qui coopére avec un siège solidaire du corps de l'appareil, la partie la plus large de cette extrémité étant disposée en regard de la zone par où le fluide circulant est évacué du corps, et portant, d'autre part, à son autre extrêmité, un aimant permanent ; en troisième lieu, un contact à lames souples dont l'une des lames est réalisée en matériau magnd- tique, alors que l'autre est réalisée en un matériau amagnétique; les deux lames étant placées à l'intérieur d'une ampoule scellée et reliée électriquement aux deux bornes d'une commande de sécurité électrique de type classique, l'ampoule scellée précitée étant placée à l'intérieur du corps en vis à vis de l'aimant permanent du flotteur. 2 - Dispositif selon la revendication 1, essentiellement caractérisé par ce fait que le corps de appareil détecteur est un cylindre évidé intérieurement et raccordé par chacune-de ses deux bases, selon son axe, aux canalisations du circuit de fluide circulant à surveiller. 3 - Dispositif selon la revendication 2, essentiellement caractérisé par ce fait que l'évidement intérieur du corps comporte, dans sa zone médiane, un redent annulaire Jouant le role de siège pour la partie évasée du flotteur. 4 - Dispositif selon la revendication 1, essentiellement caractérisé par ce fait que la partie évasée du flotteur À la forme d'un tronc de cône dont le demi-angle au sommet est compris entre 50 et 150. 5 - Dispositif selon la revendication 1, essentiellement caractérisé par ce fait que l'aimant permanent du flotteur est une rondelle réalisée en un matériau du type "ferrite", le champ de cet aimant étant dirigé radialement et étant variable selon les positions angulaires sur la rondelle. 6 - Dispositif selon les revendications 2 et 5 prises simultanément, essentiellement caractérisé par ce fait que la rondelle formant aimant permanent a son axe confondu avec l'axe du flotteur et qu'elle est fixée sur ledit flotteur par une vis permettant de régler dans sa position angulaire, ledit flotteur ne pouvant se déplacer dans l'évidement du corps qu'en translation grâce à une languette solidaire du flotteur et coopérant avec deux rainures pratiquées dans le corps. 7 - Dispositif selon la revendication 1, essentiellement caractérisé par ce fait que l'ampoule renfermant les daux lames du contact à lames souples est disposée à l'intérieur dtun tube trá- versant diamétralement le corps du dispositif détecteur, les connections de ladite ampoule se trouvant, à l'intérieur dudit tube, protégées du fluide circulant.