Brevet FR2088427A1 — publié le 19720107

i 2088427 La présente invention est relative aux dispositifs de signalisation actionnés par un flotteur, interrupteurs électriques et pneumatiques ou dispositifs de commande proportionnelle par exemple, utilisés pour indiquer le niveau d'un liquide dans 5 un récipient, dans une chaudière par exemple, et parfois, pour commander automatiquement une opération en rapport avec ce niveau, par exemple l'envoi de liquide dans le récipient ou l'allumage de la chaudière,, Le dispositif conforme à l'invention est du type comprenant un flotteur qui suit les variations ]_0 du niveau du liquide dans ledit récipient, ce flotteur étant mécaniquement relié à un aimant qui suit ainsi ses mouvements, et se déplace dans les deux sens le long et à l'intérieur d'un tube fait en une matière non magnétique, l'intérieur de ce tube étant en communication avec l'intérieur du récipient récepteur. 15 Des contacts interrupteurs à commande magnétique, ou autres dispositifs capables d'émettre des signaux de commande, prévus à l'extérieur du tube, sont actionnés par suite des déplacements du champ magnétique créé par l'aimant et qui en suit les mouvements dans le tube. 20 Dans un dispositif de ce genre, il est désirable de pou voir vérifier s'il est ou non en bon état de fonctionnement, particulièrement lorsqu'il comporte un interrupteur utilisé pour fournir un signal d'alarme indiquant que le niveau du liquide est trop bas ou commandant l'extinction de brûleurs0 Pour 25 procéder à cette vérification, il est nécessaire de déplacer l'aimant dans le tube et, par conséquent, de déplacer le flotteur dans le liquide sans nécessairement modifier le niveau de celui-ci. Un procédé antérieurement proposé pour résoudre ce problème consiste dans l'emploi d'une armature magnétique con-30 nectée avec l'aimant, et logée dans un prolongement du tube contenant l'aimant, à son extrémité la plus- éloignée du flotteur, ce dispositif comprenant aussi un organe d'actionnement magnétique qui peut être utilisé pour agir sur l'armature au travers de la paroi du prolongement du tube, de façon à faire 35 mouvoir l'aimant et le flotteur pour les amener à une position permettant de vérifier le bon fonctionnement de l'appareillage. Ce procédé n'est pas entièrement satisfaisant pour deux raisons. Premièrement, le système est plus encombrant du fait qu'il comporte un prolongement du tube dans lequel est logé l'aimant 71 16503 2 2088427 et, deuxièmement, l'armature précitée peut conserver un certain magnétisme rémanent qui peut influer sur 11 interaction entre l'aimant et les dispositifs qui, en cours normal d'opérations, émettent des signaux de commande» 5 Selon l'invention, le dispositif de signalisation qui est du type dans lequel un aimant qui suit les mouvements d'un flotteur se déplace dans les deux sens dans un tube non magnétique en communication avec un récipient contenant un liquide, en agissant sur des organes qui émettent des signaux de commande et 10 qui sont placés à l'extérieur du tube, comporte un dispositif d'alimentation en liquide de l'extrémité du tube voisine du côté de l'aimant qui est le plus éloigné du flotteur, cet aimant, ou un organe qui en est solidaire, un jeu suffisant étant prévu entre celui-ci et la paroi intérieure du tube, pour qu'il 15 ne gêne pas le fonctionnement normal du dispositif, pouvant agir comme un piston non étanche lorsque du liquide est envoyé sous pression dans ladite extrémité du tube, de sorte que l'aimant se déplace alors dans le tube en surmontant la résistance opposée par le flotteur en raison de sa flottabilité, lorsqu'on effec-20 tue une vérification du bon état de marche du dispositif. Cette disposition est avantageuse en ce que le liquide introduit dans le tube au cours d'une opération de vérification s'écoule dans le récipient, et ce résultat peut être obtenu simplement par un changement de direction de l'alimentation en 25 liquide de ce récipient, lorsqu'une opération de vérification doit être effectuée. Par exemple, dans le cas d'une chaudière, l'eau d'alimentation est normalement refoulée dans le corps de la chaudière par une pompe et par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation, lorsqu'un appoint d'eau est nécessaire. Pour 30 l'exécution d'une opération de vérification, la pompe peut refouler l'eau, par l'intermédiaire d'un robinet, dans l'extrémité du tube dans lequel se déplace l'aimant, ce robinet étant ouvert pour permettre à l'eau de s'écouler dans le tube puis dans le corps de la chaudière, pendant l'opération de vérifica-35 tion. A tout autre moment, ce robinet est fermé. Il peut être du type à commande par solénoïde, ce qui permet de commander à distance, soit manuellement soit automatiquement, l'exécution des opérations de vérification. Dans tous les cas, le système demeure complètement étanche au cours de ces opérations. 40 II y a lieu de ménager, entre l'aimant ou l'élément qui 71 16503 3 2088427 forme le piston non étanche précité et la paroi du tube, un jeu adéquat pour éviter tout risque de perturbation dans le fonctionnement normal du dispositif,, Mais lorsque du liquide est envoyé sous pression dans ladite extrémité du tube qui renferme 5 l'aimant et bien que ce liquide puisse s'écouler autour du piston non étanche, par le jeu précité, il s'établit tout de même entre les deux faces de ce piston une différence de pression qui le force, ainsi que l'aimant, à se déplacer dans le tube contre la résistance opposée par la flottabilité du flot— 10 teur. Cette différence de pressions est suffisante pour faire déplacer l'aimant par rapport aux organes qui émettent des signaux de commande, et permettre ainsi l'exécution d'une opération de vérification,, Dès que l'introduction du liquide par ladite extrémité du tube cesse, cette différence de pression dis-15 paraît et l'aimant reprend sa position d'équilibre sous l'effet de la flottabilité du flotteur. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre, représentant l'application de l'invention à un dispositif à 20 multiples interrupteurs indicateurs de niveau, description donnée à titre purement explicatif et nullement limitatif, et avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de l'installation vue en élévation, et — la figure 2 est une coupe faite dans le dispositif com-25 portant les interrupteurs indicateurs de niveau. Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, l'installation comprend un corps de chaudière 3 renfermant un certain volume d'eau 4-, et pouvant être alimenté par une pompe 5 qui refoule de l'eau dans le corps de la chaudière par des conduits 6 et 7 30 et par un clapet de retenue 8. Le dispositif à interrupteurs comprend une cage 9 soudée ou autrement fixée de façon étanche dans la partie supérieure de la paroi du corps de chaudière 3» et qui renferme un flotteur 10 fixé à l'extrémité inférieure d'une tige 11. L'extrémité su-35 périeure de la cage 9 porte une bride 12 contre laquelle est boulonnée une bride de fermeture 13 avec interposition d'un joint d'étanchéité 14. La bride 13 supporte un boîtier 15 dans lequel est logé un tube 16 en acier inoxydable non magnétique, 71 16503 4 2088427 à l'extrémité inférieure filetée duquel se visse un bouchon constituant un guide* 17 percé en son centre, La tige 11 traverse le guide 17 par le trou central de celui-ci, et s'étend vers le haut dans le tube 16 à 11 intérieur duquel elle supporte un 5 aimant permanent 18 en forme de barreau. Il est prévu à l'intérieur du boîtier 15» et à des hauteurs différentes sur la longueur du tube 16, deux interrupteurs 19 et 20 sensibles aux forces magnétiques, le nombre de ces interrupteurs pouvant d'ailleurs être supérieur à deux, si 10 on le désire. Ces interrupteurs sont du type classique à lame magnétique ou à aimant mobile tels que celui décrit dans le Brevet Anglais N° 1,153,297. Les interrupteurs 19 et 20 sont connectés, par des conducteurs extérieurs, à un appareil indicateur approprié et (ou) à un système de commande automatique. 15 La cage 9 supporte un déflecteur 21 situé au-dessous de son extrémité inférieure ouverte, qui empêche la montée dans cette cage de bulles qui pourraient perturber le fonctionnement du flotteur, et elle porte des trous d'évent 22 situés au-dessus du niveau maximum prévu pour le liquide, égalisant les 20 pressions à l'intérieur et à l'extérieur de cette cage, de sorte que le niveau du liquide est toujours le même à l'intérieur et à l'extérieur de la cage. Lorsque la bride 13 et le boîtier contenant les interrupteurs associés sont déconnectés de la cage 9, le guide 17 empêche l'aimant 18 de s'échapper en 25 tombant hors du tube 16. En cours normal d'opération l'aimant 18 monte et descend avec le flotteur 10, lorsque le niveau de l'eau dans le corps de chaudière 3 varie. A mesure que l'eau contenue dans la chaudière en est extraite sous forme de vapeur et que son ni-30 veau s'abaisse, l'aimant 18 se rapproche de l'interrupteur 19 et, lorsqu'il atteint sa position dessinée en traits pleins sur la figure 2, il actionne cet interrupteur. Ceci a pour effet de faire fonctionner un signal avertisseur qui indique au chauffeur de la chaudière que celle-ci doit être alimentée en eau 35 ou qui, en variante, actionne un système de commande automatique. La pompe 5 est alors mise en marche et refoule de l'eau dans la chaudière, par l'intermédiaire du clapet de retour 8. A mesure que le niveau de l'eau s'élève dans la chaudière, le flotteur fait remonter l'aimant 18 jusqu'à ce qu'il atteigne sa position représentée en traits mixtes sur la figure 2, à la40 71 16503 5 2088427 quelle il actionne l'interrupteur 2G„ Ceci a pour effet de signaler au chauffeur que le réappro visionnement en eau est terminé, et qu'il doit oouper l'arrivée d'eau ou bien, en variante, provoque la mise en action d'un 5 système de commande automatique qui arrête la pompe 5« Il est désirable de pouvoir vérifier périodiquement la bonne marche du dispositif et, en particulier, celle de l'interrupteur 19 de niveau minimum. A cet effet, il est prévu à l'extrémité supérieure de l'aimant 18 un disque en bronze 10 phosphoreux 23 fixé à l'extrémité supérieure de la tige 11 qui est logée dans l'alésage axial de l'aimant 18. Cette tige traverse le disque 23 par un trou central dont ce disque est percé, et elle est ensuite rivée sur ce disque. Il est prévu entre le disque 23 et la paroi intérieure du tube 16 un jeu suffisant pour que ce disque ne gène pas les mouvements de va-et-vient de l'aimant 18 dans le tube 16. Il est aussi prévu un conduit auxiliaire 24 d'alimentation en eau qui, partant d'un point du conduit d'alimentation principal situé entre la pompe 5 et le clapet 8, débouche dans l'extrémité supérieure du tube 16 par 20 un raccord 26. Lorsqu'on désire procéder à une vérification du bon fonctionnement de l'interrupteur 19 j la pompe 5 est mise en marche et le robinet 25 est ouvert. La perte de charge dans le clapet d'alimentation 8 est importante, du fait qu'il est prévu un 25 orifice d'étranglement 28 de petit diamètre sur le côté pompe de ce clapet 8. Il en résulte qu'une certaine quantité d'eau est refoulée sous pression dans le conduit 24, et s'écoule dans le tube 16. Le disque 23 agit alors comme un piston non étanche du fait que l'eau passe par le jeu annulaire ménagé entre sa 30 périphérie et la paroi intérieure du tube 16 et peut donc pénétrer dans la chaudière par la cage 9» mais, pourvu que cette eau soit refoulée sous une pression suffisante, la différence entre les pressions qui s'exercent sur le disque 23 et sous l'aimant 18 repousse vers le bas ce disque et cet aimant et, 35 par suite, immerge le flotteur au-dessous de sa position normale de flottaison en surface de l'eau 4. Cette différence de pression est alors suffisante pour repousser l'aimant 18 jusqu'à sa position de niveau minimum indiquée en traits interrompus sur la figure 2, de sorte que l'interrupteur 19 est action 71 16503 6 2088427 né. Après qu'il a constaté le bon fonctionnement de cet interrupteur, le chauffeur de la chaudière arrête la pompe 5 et ferme le robinet 25, L'eau qui est demeurée dans la partie supérieure du tube 16 se vide alors en passant autour du disque 5 23» et elle s'écoule dans la chaudière par un trou de vidange 27 percé dans le guide 17, le flotteur et l'aimant reprenant ainsi leur position normale d'équilibre. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toutes les variantes 10 conformes à son esprit. 71 16503 7 2088427 BSVEaDICAHOMS 1 - Dispositif de signalisation à commande par flotteur, du type dans lequel un aimant qui suit les mouvements d'un flotteur se déplace dans les deux sens dans un tube non magnétique en communication avec un récipient contenant un liquide, 5 cet aimant agissant sur des organes qui émettent des signaux de commande et qui sont placés à l'extérieur du tube; ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation en liquide de l'extrémité dudit tube voisine du côté de l'aimant qui est le plus éloigné du flotteur cet aimant, ou -un ]_0 organe qui en est solidaire, un jeu suffisant étant prévu entre celui-ci et la paroi intérieure du tube pour qu'il ne gêne pas le fonctionnement normal du dispositif pouvant agir comme un piston non étanche lorsque du liquide est envoyé sous pression dans ladite extrémité du tube, de sorte que l'aimant se déplace alors dans le tube en surmontant la résistance opposée par le flotteur en raison de sa flottabilité, lorsqu'on effectue une opération de vérification du bon état de marche du dispositif. 2 - Dispositif de signalisation selon la Revendication 1, caractérisé en ce que ledit piston non étanche est constitué 2o par un élément directement relié à l'aimant. 3 - Dispositif de signalisation selon la Revendication 2, caractérisé en ce que ledit organe directement relié à l'aimant est un disque fixé à l'extrémité de cet aimant la plus éloignée du flotteur. 25 4 - Dispositif de signalisation selon l'une des Revendica tions précédentes, caractérisé en ce que ledit tube est vertical, et en ce que l'aimant est fixé à l'extrémité supérieure d'une tige à l'extrémité inférieure de laquelle est fixé le flotteur. 30 5 - Dispositif de signalisation selon la Revendication 4, caractérisé en ce que le flotteur se déplace verticalement dans les deux sens à l'intérieur d'une cage fixe, et en ce que ledit tube et les organes qui fournissent les signaux de commande sont montés sur un couvercle amovible qui ferme l'extrémité supé- 35 rieure de cette cage. 6 - Dispositif de signalisation selon l'une des Revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux ou plusieurs jeux d'organes fournissant chacun des signaux de com 71 16503 8 2088427 mande et qui sont actionnés individuellement lorsque l'aimant se trouve à des hauteurs différentes à l'intérieur du tube. 7 - Installation comprenant un récipient destiné à recevoir un liquide, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispo-5 sitif de signalisation conforme à l'une des Revendications précédentes et un conduit raccordé au tube par l'extrémité de celui-ci située du côté de l'aimant le plus éloigné du flotteur, ce conduit étant branché sur une source de liquide sous pression, et comportant un robinet. 10 8 - Installation selon la Revendication 7» caractérisée en ce que ledit conduit est une dérivation du conduit principal d'alimentation en liquide du récipient. 9 - Installation selon la Revendication 8, caractérisée en ce que le conduit d'alimentation principal passe par un 15 clapet de retenue situé à l'aval de ladite dérivation et par un étranglement situé entre ce clapet et cette dérivation. 10 - Installation selon la Revendication 7» caractérisée en ce qu'elle équipe une chaudière à vapeur.