Brevet FR2115225A1 — publié le 19720707

La présente invention concerne un appareil destiné à fournir un signal lorsque l'écoulement d'un fluide à travers un conduit atteint un volume prédéterminé. I1 est souvent souhaitable d'obtenir un signal lorsqu'une modification apparait dans l'écoulement d'un fluide à travers un système. Un tel signal peut être utilisé à des fins d'alarme ou d'avertissement ou encore de commande. Des systèmes complexes et élaborés peuvent être réalisés à cet effet, mais il existe cependant une nécessité de prévpir un procédé simple permettant d'obtenir un signal lorsqu'apparaît une modification dans l'écoulement, ce signal pouvant être facilement établi de manière à fournir un avertissement pour différentes valeurs prédéterminées du débit ou de la vitesse d'écoulement. Un dispositif simple permettant de mesurer le débit d'un fluide consiste en un appareil de mesure à orifice réglable dans lequel un flotteur monte et descend dans un tube vertical présentant une certaine conicité,de sorte que la vitesse du liquide amène le flotteur à s'élever jusqu'-à ce que la surface entourant ce flotteur soit telle que la force orientée vers le haut et agissant sur le flotteur équilibre la force de la pesanteur s'exerçant sur ce dernier. Un tel dispositif peut etre étalonné de sorte que le débit puisse être déterminé par lecture à partir de la position du flotteur dans le tube conique. I1 existe un système photoélectrique destiné à indiquer lorsque le débit est tombé au-dessous d'une valeur minimale désirée, ce système fournissant un signal d'alarme sonore lorsque le flotteur interrompt ou occulte un faisceau lumineux. I1 s'est avéré que ce système présentait certains inconvénients lorsqu'il était utilisé dans des situations pour lesquelles les intensités lumineuses extérieures varient d'une façon importante, par exemple pour un équipement devant être utilisé à l'air libre. Dans ces cas, le dispositif doit être entouré d'un écran. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et d'apporter une solution à ce problème. Elle est matérialisée dans un appareil destiné à produire un signal lorsqu'un écoulement s'effectuant à travers un conduit atteint une valeur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend un tube vertical présentant une certaine conicité et destiné à être raccordé à un courant de fluide de sorte que ce courant traverse verticalement le tube en se dirigeant vers le haut, un flotteur placé à l'intérieur du tube et dans lequel est logé un aimant, et un commutateur à lame du type sec destiné à être placé au voisinage du tube conique et à un niveau quelconque désiré. Les recherches qui ont conduit à l'invention ont montré que lorsqu'un flotteur contient un aimant vertical présentant une certaine longueur, c'est-à-dire un aimant disposé de façon que son axe nord-sud soit vertical lorsque le flotteur est en suspension libre dans un tube vertical, le commutateur à lame n'est pas toujours actionné -pour la meme position verticale du flotteur dans le tube au cours d'opérations successives. Cette particularité est acceptable dans certains fonctionnements pour lesquels la répétabilité ne présente pas -une importance capitale. Cependant, pour certaines applications plus précises il est nécessaire de réduire la variabilité du fonctionnement du commutateur à lame. I1 s'est avéré qu'un facteur important dont dépend cette répé tabilité- est constitué par les paramètres de l'aimant, particulièrement par sa longueur. Les paramètres de l'aimant sont convenablement tels que la variabilité du fonctionnement du commutateur à lame est réduite à une valeur minimale. La longueur de l'aimant qui est requise dans un dispositif spécifique quelconque peut être déterminée par de simples essais utilisant des aimants présentant des longueurs décroissantes jusqu'à ce qu'une opération répétable soit obtenue. La longueur de l'aimant doit être telle qu'un fonctionnement sensiblement répétable du commutateur à lame puisse être obtenu lorsqu'apparaissent de petits variations de l'axe du flotteur par rapport à la verticale. Un exemple d'une petite variation de ce genre est celle qui peut être obtenue en inclinant l'axe du tube de 50 par rapport à la verticale.Le fait qu'un actionnement répétable puisse être obtenu meme lorsqu'apparaissent de petites variations de l'axe du flotteur par rapport à la verticale constitue un avantage considérable du fait qu'il rend la mise en position des tubes moins critique. Ce fait réduit également à une valeur minimale les effets de toutes les interactions pouvant exister entre l'aimant et le commutateur et qui pourraient conduire à un retournement du flotteur à l'intérieur du tube. Par exemple, il peut être prévu un dispositif du type coulissant destiné à permettre le déplacement du commutateur à lame parallèlement à l'axe du tube de sorte que ce commutateur puisse être placé au niveau de n'importe quelle position désirée et permette par conséquent d'obtenir le signal pour une grande variété de débits. Des conceptions convenables de tubes présentant une certaine conicité et de flotteurs pouvant être utilisés selon l'invention parattront évidentes pour les spécialistes de la technique des appareils de mesure à orifices variables. Le tube peut être transparent ou translucide de manière à porter une échelle graduée à partir de iaquelle le debit peut être lu en observant la position du flotteur. Le terme "flotteur" utilisé dans cette descriptison n'est pas destiné à indiquer que le flotteur présente une densité inférieure à celle du fluide dans lequel il fonctionne. Le fonctionnement de 1' appareil nécessite une force résultante de pesanteur orientée vers le bas qui soit équilibrée par les forces-orientées vers le haut et produites par 1'écoulement du fluide. La densité requise pour le flotteur depend du fluide et de la vitesse d'ecoulement ou du débit en cours d'observation comme cela est bien connu des spécialistes de cette technique. Lorsque l'aimant prévu dans le flotteur approche du commutateur à lame, ce commutateur est fermé par le champ magnétique de l'aimant. A titre de variante concernant cet type de commutateur à lame, il peut être prévu un commutateur à lame normalement fermé et qui serait ouvert par le champ magnétique de 1' aimant. Si une source de tension est connectée aux bornes du commutateur, la fermeture de ce dernier produit un signal électrique qui peut être utilisé pour actionner un dispositif d'alarme, pour interrompre le fonctionnement d'un équipement ou, zen alimentant un dispositif convenable, pour permettre une- commande automatique. Le commutateur à lame peut être mis en position de telle sorte qu'il soit fermé lorsque le débit tombe au-dessous d'un certain niveau. A titre de variante, il peut etre placé de telle sorte qu'il soit fermé lorsque le débit dépasse un certain niveau. Un second commutateur à lame peut être placé au voisinage du tube présentant une certaine conicité de sorte qu'un commutateur à lame est fermé lorsque le débit dépasse une valeur prédéterminée ou lorsque ce débit décroît au-dessous d'une autre valeur prédéter- minée, augmentant ainsi la valeur de l'appareil pour une installation de commande automatique. La description qui va auivre, faite en regard du dessin an nexé, donné à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une vue de face avec coupe axiale partielle d'un mode de réalisation de l'appareil selon l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe partielle de l'appareil suivant la ligne II-II de la figure 1. L'appareil comprend un tube 1 représenté en coupe axiale, constitué par du verre ou par un autre matériau transparent et pouvant porter une échelle graduée. Le tube 1 est monté sur une sambase 2 gracie à des pièces terminales 3 et 4. Le fluide peut être introduit, par l'intermédiaire d'un conduit 5, dans un canal (non représente ménagé dans la pièce terminale 3 et à partir duquel il pénètre dans le tube 1. Le fluide s'échappe par l'intermédiaire d'un canal ménagé dans la pièce terminale 4 et en passant par un conduit d'évacuation 6. Le tube 1 présente une certaine conicité intérieure et est plus étroit au niveau de son extrémité d'admission. A l'intérieur de ce tube, il est prévu un flotteur 7 dans lequel est logé un aimant 8.Un élément formant croisillon 9 est logé au niveau de la base du tube 1 de manière à empêcher le flotteur de tomber à travers le fond du tube Un commutateur à lame est monté à l'intérieur d'un boîtier 10. Ce boîtier est fixé sur un coulisseau 11 qui est monté-à coulissement sur l'embase 2. Il est prévu une vis de réglage 12 grâce à laquelle le coulisseau et, par conséquent; le comsutateur à lame, peuvent être fixés a n'importe quel niveau désiré sur l'embase 2. Lors du fonctionnement, tandis que le fluide est admis dans le tube 1, le flotteur s'élève dans ce tube et si l'écoulement ou le débit du fluide est constant, sa position s'établit au niveau d'un certain point à l'intérieur du tube. Si l'écoulement ou le débit du fluide diminue, le flotteur 7 se déplace vers le bas à l'intérieur du tube jusqu'à ce qu'il soit de niveau avec le boîtier 10 contenant le commutateur à lame L'aimant 8 ferme alors ce cowsutateur à lame et cette fermeture du commutateur à lame peut être utilisée pour actionner un dispositif d'alarme,de de manière à fournir un avertissement visible ou audible indiquant que le débit a diminué. Un dispositif peut être prévu pour commander le débit du fluide s'écoulant à travers le tube 1. Par exemple, une valve actionnée par un bouton rotatif peut être prévue dans la pièce terminale 3. A titre de variante, pour des appareils de dimensions plus importantes fonctionnant sous une certaine pression il est souvent peu pratique d'utiliser des tubes transparents ou translucides qui présentent les dimensions désirées. Dans un tel cas, le tube transparent gradué et contenant un aimant destiné à actionner le commutateur à lame d1une manière sensiblement identique à celle du mode de. réalisation décrit précédemment peut être placé à la partie supérieure ou inférieure d'un tube opaque et légèrement conique contenant le flotteur, le flotteur et l'aimant ne constituant pas un ensemble unitaire comme dans le mode de réalisation précité mais étant situés au niveau des extrémités opposées d'une tige présentantune longueur convenable. Comme indiqué ci-avant, il est particulièrement souhaitable de choisir un aimant et un commutateur à lame du type sec qui présentent des dimensions convenables. Pour un débit de l'ordre de 90 l/h, un aimant présentant des dimensions convenables est un aimant dont la longueur est de l'ordre de 12,7 mm et le diamètre de l'ordre de 12,7 mm également. Le commutateur à lame du type sec peut être constitué par un commutateur à lame présentant un dépôt d'or et une longueur de l'ordre de 28 à 30 mm. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil destiné à produire un signal lorsqu'un écoulement s'effectuant à travers un conduit atteint un volume prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comprend un tube vertical présentant une certaine conicité et destiné à être raccordé à un courant de fluide de sorte que ce courant traverse verticalement le tube en se dirigeant vers le haut, un flotteur placé à l'intérieur du tube et dans lequel est logé un aimant, et un commutateur à lame du type sec destiné à être placé au voisinage du tube conique à un niveau désiré quelconque. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les paramètres de l'aimant sont tels que la variabilité de l'actionnement du commutateur à lame est réduite à une valeur minimale. 3. Appareil suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tube vertical présentant une certaine conicité est un tube transparent ou translucide qui présente une échelle graduée à partir de laquelle la vitesse d'écoulement ou le débit du fluide peut être lu en observant la position du flotteur. 4. Appareil suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que la densité du flotteur dépend du fluide et de la vitesse d'écoulement ou du débit en cours d'observation. 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une source de tension est connectée aux bornes de commutateur à lame du type sec de sorte que l'ouverture ou la fermeture de ce commutateur à lame produit un signal électrique. 6. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le signal électrique est utilisé pour actionner un dispositif d'alarme, pour arrêter un équipement ou pour permettre une commande automatique. 7. Appareil suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que le commutateur à lame est placé de manière à être fermé lorsque l'écoulement dépasse un certain niveau ou décroît au-dessous d'une certaine valeur. 8. Appareil suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce qu'un second commutateur à lame du type sec est placé au voisinage du tube présentant une certaine conicité de sorte que l'écoulement ou le débit est maintenu entre deux valeurs ou deux niveaux prédéterminés. 9. Appareil suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce qu'un élément coulissant est prévu,de manière à permettre de déplacer le commutateur à lame parallèle- ment à l'axe du tube.