Brevet FR2193972A1 — publié le 19740222

La présente invention concerne un dispositif pour détermination de la température d'un fluide dans une enveloppe, au moyen d'un capteur de température de forme allongée, pénétrant dans l'enveloppe et plongeant directement dans ce fluide. On connais des dispositifs du type précité, utilisés notamment pour suivre les variations de température d'un liquide de chauffage se trouvant dans une enveloppe. Le capteur de température d'un tel dispositif peut etre relié à des équipements connus, qui par exemple branchent ou coupent un équipement de chauffage quand une température minimale ou maximale donnée est atteinte et/ou enregistre les variations de température du fluide de chauffage. De tels dispositifs pour détermination de la température d'un liquide de chauffage dans une enveloppe, avec un capteur de température pénétrant dans l'enveloppe, sont d'un emploi courant, sous deux formes différentes, sur les chaudieres de chauffage industriel ou domestique utilisant un liquide de chauffage.Dans la première forme de réalisation, le capteur de température plonge directement dans le fluide de chauffage, c'est-è-dire qu'il ne comporte pas de gaine protectrice spéciale. Cette forme de réalisation présente l'inconvénient suivant : le démontage du capteur de température en vue d'une réparation ou d'un échange n'est possible qu'après une détente et/ou une vidange du fluide de chauffage suffisantes pour que ce dernier ne puisse pas s'échapper par l'ouverture dégagée sur la paroi de l'enveloppe par le démontage du capteur.Cet inconvénient résulte de la nécessité de plonger directement le capteur de température dans le fluide de chauffage, afin de garantir une transmission calorifique rapide, de sorte que le capteur de température est monté directement dans une ouverture de l'enveloppe; il est très important et gênant en pratique, car les opérations nécessaires de détente et de vidange du fluide de chauffage sont longues et conteuses dans le cas d'un fluide autre que l'eau. En cas d'eau comme fluide de chauffage, son remplacement fréquent entratne un entartrage important de l'installation de chauffage, ce qui est gênant pour pes s raisons thermiques et de durabilité.La nécessité de vidanger le fluide de chauffage impose souvent en outre une purge fréquemment répétés de l'installation de chauffage, après un nouveau remplissage avec le fluide de chauffage, afin de garantir un chauffage parfait. La purge répétée et soignée de l'installation de chauffage est particulièrement importante quand cette dernière est commandée automatiquement. On a tenté d'éviter ces inconvénients de la forme de réalisation décrite, avec un capteur de température plongeant directement dans le fluide de chauffage, en prévoyant une gaine protectrice réalisée dans un matériau bon conducteur de la chaleur, plongeant dans le fluide de chauffage et contenant le capteur de température. Le montage du capteur dans cette gaine protectrice pénétrant dans l'enveloppe et étanchée vers l'extérieur permet certes le démontage ou le remplacement du capteur en cas de défaut, sans détente ou vidange du fluide de chauffage, mais il en résulte alors l'inconvénient suivant, de plus en plus important en pratique.L'air contenu dans la gaine protectrice ralentit extrêmement la transmission calorifique entre le fluide de chauffage et le capteur de température, car il n'existe en pratique qu'un contact ponctuel entre le capteur et le matériau de la gaine protectrice, bon conducteur de la chaleur, la transmission calorifique entre ce matériau et le capteur s'effectuant par ailleurs par l'intermédiaire de l'air contenu dans la gaine protectrice.Ce ralentissement de la transmission calorifique entrain la conséquence suivante, gênante et souvent dangereuse en pratique : par suite de la transmission calorifique retardée entre le fluide de chauffage et le capteur de température, ainsi que de la signalisation de température retardée et faussée sur un poste de commutation servant par exemple à couper les équipements de chauffage en présence d'un seuil maximal, le fluide de chauffage a déjà atteint une température très supérieure quand le capteur transmet le seuil au poste de commutation, qui coupe alors les équipements de chauffage. Cette inertie d'un tel dispositif et par suite le risque de surchauffe du fluide très au-delà du seuil supérieur sont d'autant plus dangereux que le volume du fluide de chauffage dont la température constitue le paramètre de régulation est plus faible.L'évolution actuelle de la technique de chauffage, et notamment du chauffage central d'appartemerats, se faisant de plus en plus vers des installations fermées sous pression, avec des chaudières de volume relativement faible, de tels dispositifs avec une gaine protectrice pour le capteur de température ne conviennent plus à la régulation de la température du fluide de chauffage. L'invention a pour objet un dispositif du type précédemment décrit, ne présentant pas les inconvénients ci-dessus et possédant en particulier un capteur de température plongeant directement dans le fluide de chauffage, zizis polivt Autre retiré de eh tion de travail sans détente ou vidange du fluide de chauffage. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le capteur de température est mobile axialement dans une douille de fixation et dans l'enveloppe, son extrémité pénétrant dans ltenveloppe est reliée de façon amovible à une rallonge, munie à l'autre extrémité d'une butée qui interdit le passage dans la douille, et des dispositifs sont prévus pour l'étanchement du capteur de température par rapport à la douille et pour la fixation étanche mais amovible du capteur de température dans la douille. La constitution et le fonctionnement des capteurs de température utilisables dans le dispositif selon l'invention sont connus. L'invention ne se limite pas à l'emploi d'un capteur de température particulier, mais d'excellents résultats ont été obtenus par l'emploi d'un capteur de température dont le fonctionnement repose sur la dilatation d'un liquide quand la température augmente. Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, le capteur de température est donc creux et contient un liquide dont le volume varie en fonction de la température, c'est-à-dire qu'un tel capteur de température fonctionne comme un thermomètre à liquide. Selon une autre caractéristique de l'invention, le capteur de température et la rallonge amovible sont reliés par un filetage, la rallonge comportant de préférence des équipements qui permettent sa fixation axiale dans la douille après séparation du capteur de température. Ces équipements peuvent avantageusement être constitués par une ouverture traversant la rallonge et servant de logement à une goupille d'arri3t. L'importance de ces équipements de fixation axiale de la rallonge dans la douille ressortira de la description ultérieure du fonctionnement du dispositif selon l'invention. Selon une autre caractéristique de l'invention, les équipements d'étanchéité radiale du capteur de température par rapport å la douille sont constitués par un ou plusieurs joints toriques. Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, l'extrémité de la douille extérieure à l'enveloppe comprend un évidement cylindrique taraudé, de diamètre supérieur à l'orifice de passage du capteur de température et dans laquelle pénètre le filetage d'une douille qui permet la fixation étanche, mais amovible du capteur de température, au moyen d'une bride d'étanchéité agissant, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité du capteur, sur l'épaulement formé à l'extrémité interne de l'évidement cylindrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, les équipements d'étanchéité radiale du capteur de température par rapport à la douille et les équipements d'étanchéité pour la fixation étanche du capteur de température dans la douille sont réalisés en une seule pièce. Les équipements d'étanchéité radiale du capteur de température par rapport à la douille et les équipements d'étanchéité pour fixation étanche du capteur de température dans la douille sont constitués de préférence par un -manchon en matériau d'étanchéité, se logeant dans l'ouverture de la douille du capteur de température, dont l'ouverture comporte un ou plusieurs bourrelets radiaux et dont l'extrémité extérieure à l'enveloppe porte une bague d'étanchéité pour le capteur de température, cette bague reposant sur l'épaulement formé à l'extrémité interne de l'évidement cylindrique. La douille recevant le capteur de température peut être solidaire de la paroi de l'enveloppe qui la porte. I1 est toutefois avantageux de munir cette douille d'un filetage pour fixation dans le taraudage correspondant d'une tubulure traversant l'enveloppe. Selon une autre caractéristique de l'invention, la douille porte, à l'extrémité intérieure de l'ouverture du capteur de température, une saillie annulaire à extrémité effilée, formant racloir pour d'éventuels dépits sur le capteur de température. Cette forme de réalisation est particulièrement avantageuse quand le dispositif selon l'invention est utilisé en liaison avec de l'eau comme fluide de chauffage, car llen- tartrage est alors à redouter. Lorsqu'il est nécessaire de démonter et le cas échéant de remplacer le capteur de température d'un dispositif selon l'invention, par suite d'un défaut, la douille filetée servant à la fixation étanche, mais amo- vible du capteur de température est dévissée, puis le capteur est tiré de l'intérieur vers l'extérieur de l'enveloppe5 avec la rallonge, jusqu'd ce que l'ouverture traversant cette dernière apparaisse hors de l'enveloppe, pour le logement d'une goupille dlarrEt. Une telle goupille est alors introduite dans l'ouverture, puis le capteur de température est dévissé de la rallonge par rotation de l'un ou l'autre.Les équipements d'étanchéité radiale du capteur de température par rapport à la douille, constitués par un ou plusieurs joints toriques par exemple, assurent pendant ce temps l'étanchéité de la rallonge par rapport à la douille qu'elle traverse, de sorte qu'aucun fluide de chauffage ne peut s'échapper de l'intérieur de l'enveloppe. Un capteur de température en bon état est ensuite vissé sur le filetage de l'extrémité de la rallonge extérieure à l'enveloppe5 par rotation de l'un ou de l'autre, bien que la rotation de la rallonge soit préférable dans la plupart des cas, car l'extrémité du capteur de température extérieure à l'enveloppe porte des capillaires ou autres éléments, qui interdisent sa rotation radiale pour le vissage sur la rallonge. La rotation de la rallonge peut s'effectuer par exemple à l'aide de la goupille d'arrêt qui la traverse.Lorsque la rallonge est reliée au capteur de température en bon état, la goupille d'arrêt est retirée, le capteur de température et la rallonge sont glissés à l'intérieur de l'enveloppe, puis le joint et la bride d'étanchéité sont positionnés à l'aide de la douille filetée et le dispositif est prét à l'emploi. Selon une autre caractéristique et dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, le capteur de température et la rallonge ont un même diamètre constant et sont tous deux cylindriques de préférence. Dans le cas des chauffages centraux, à eau chaude, etc., la réglementation spécifie l'emploi non seulement d'un régulateur de température, mais aussi d'un autre organe de sécurité, à savoir d'un contrleur de température ou d'un limiteur de température de sécurité. I1 est alors nécessaire que les deux organes de régulation comportent des capteurs indépendants. L'invention vise également à réunir les deux capteurs afin de satisfaire à cette spécification. L'invention a aussi pour objet un capteur qui peut être introduit dans la chaudière sans tube protecteur, un seul raccord vissé étant prévu pour les deux capteurs. Selon une caractéristique de l'invention, un capteur extérieur, relié à un dispositif de commutation, contient au moins un autre capteur, relié au second dispositif de commutation. I1 existe une étanchéité parfaite entre les deux capteurs, de sorte que la condition de séparation des capteurs est satisfaite. Le raccord précédemment décrit est utilisable. Les avantages essentiels de l'invention résident tant dans la production plus économique de l'appareil, par suite de la suppression d'un raccord vissé et de la réduction résultante de matière nécessaire, que dans la simplification notable du montage du capteur dans la chaudière, car un seul raccord vissé suffit. Un autre avantage par rapport à l'emploi de deux capteurs réside dans la possibilité dtune soudure commune pour la connexion des deux capteurs et des tubes capillaires dans les capteurs, ce qui entraîne un gain notable de travail et de temps lors de la fabrication. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente une forme de réalisation avec coupe partielle; la figure 2 est une élévation en coupe d'une forme de réalisation d'une pièce d'étanchéité utilisée dans le dispositif selon l'invention; la figure 3 est une élévation en coupe d'une autre forme de réalisation d'une pièce d'étanchéité utilisée dans le dispositif selon l'invention; la figure 4 représente le détail de l'extrémité intérieure de la rallonge du dispositif selon l'invention; et la figure 5 est la coupe d'un capteur double. La forme de réalisation de l'invention représentée à la figure 1 comprend une douille 1, avec un filetage pénétrant dans le taraudage d'une tubulure 2 soudée dans une ouverture appropriée de la paroi 3 de l'enveloppe. La douille 1 entoure un capteur de température 4, dont l'extrémité intérieure à l'enveloppe est reliée de façon amovible à une rallonge 6 par un taraudage 5. La fixation étanche et amovible du capteur de température 4 dans la douille 1 est assurée par une douille filetée 7, qui agit par l'intermédiaire d'une bride d'étanchéité 8 sur un joint d'étanchéité 9, reposant sur un épaulement annulaire 10, à l'intérieur dela douille 1, et sur le capteur de température 4, de façon à garantir l'étanchéité de l'obturation. L'étanchéité radiale entre le capteur de température 4 et la douille 1 est assurée par le joint torique 11. La fonction d'étanchement de ce joint torique ï1 est particulièrement importante quand le capteur de température 4 devant etre remplacé est tiré avec la rallonge 6 à laquelle il est relié, à travers la douille 1, après desserrage de la douille filetée 7, car le joint 9 n'assure alors plus l'étanchéité. Le capteur de température 4 et la rallonge 6 sont cylindriques et de même section dans la forme de réalisation préférence tielle représentée à la figure 1; le joint torique 11 assure donc aussi l'étanchéité de la rallonge 6 quand cette dernière est tirée par le capteur de température 4 dans l'ouverture de la douille 1 et par suite dans la zone d'action du joint torique 11. La rallonge 6 comporte une butée 12, interdisant le passage complet dans la douille 1.Lorsque la rallonge 6 est tirée hors de l'enveloppe jusqu'à ce que la butée 12 s'applique contre la douille 1, son trou 13 se trouve à l'extérieur de la douille 1 et est accessible pour l'introduction d'une goupille d'arrêt. Cette goupille dlarrêt introduite dans le trou 13, qui peut d'ailleurs être un goujon d'acier, un clou ou un élément similaire, interdit d'une part le renvoi intempestif de la rallonge 6 dans l'enveloppe contenant le fluide de chauffage, ce qui serait genant et meme dangereux, car le dispositif selon l'invention évite la détente ou la vidange du fluide de chauffage dans llenveloppe, de sorte que ce fluide s'échapperait par l'ouverture 14 de la douille 1, sous une pression notable et å une température élevée, dès la suppression de l'étanchéité par la rallonge 6. Outre cette fonction de sécurité, la goupille d'arrêt introduite dans le trou 13 permet aussi un desserrage facile du taraudage 5 pour la séparation du capteur de température 4 et de la rallonge 6, en facili tant la rotation de cette dernière et par suite le dévissage du tarau dage 5. L'étanchéité entre la rallonge 6 et la douille 1, et par suite celle entre l'intérieur de l'enveloppe et l'extérieur, est garantie par le joint torique 11 même pendant cette rotation. La fixation d'un cap teur de température sur la rallonge 6 s'effectue par vissage, gracie à la rotation de la rallonge 6 par exemple.La goupille d'arrêt est ensuite retirée du trou 13, le capteur de température 4 et la rallonge 6 intro duits dans llenveloppe, le joint 9 et la bride 8 d'étanchéité sont mis en place, puis fixés par la douille filetée 7. Le dispositif est alors pret à l'emploi. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, l'extrémité interne de 1 'ouverture 14 de la douille 1 forme un racloir 15, qui permet d'éliminer d'éventuels dépôts de tartre sur le capteur de tempé rature 4 et la rallonge 6, par la sortie de ces derniers. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, le capteur de température 4 constitue un récipient de dilatation pour un liquide, dont l'accroissement ou la réduction de volume est transmis par les capillaires 16 à un dispositif de mesure ou de commutation connu. Le dispositif selon l'invention permet toutefois aussi l'emploi de capteurs de température fonctionnant selon un principe différent et connus de tout technicien. La figure 2 représente une forme de réalisation d'une pièce d'étanchéité utilisée dans le dispositif selon l'invention5 combinant les pièces d'étanchéité 9 et 11 de la forme de réalisation selon figure 1 et pouvant se loger dans l'ouverture 14 de la douille 1, le dispositif étant par ailleurs identique à celui de la figure 1. La figure 3 représente une autre forme de réalisation d'une telle pièce d'étanchéité, comportant dans sa partie logée dans l'ouverture 14 de la douille 1 deux bourrelets annulaires 11, correspondant au montage de deux joints toriques 11 dans la forme de réalisation de la figure 1. Les pièces d'étanchéité des figures 2 et 3 sont fabriquées dans un matériau d'étanchéité élastique connu. La figure 4 représente une forme de réalisation de la rallonge 6 du dispositif selon l'invention, dans laquelle la face de la butée 12 en regard de la douille 1 porte un joint d'étanchéité 17, qui facilite l'étanchéité mutuelle de la butée 12 reposant sur la douille 1, notamment quand le fluide de chauffage se trouvant dans l'enveloppe est sous pression. En cas d'emploi dans un dispositif avec de l'eau comme fluide de chauffage, il convient de réaliser le joint d'étanchéité 17 dans un matériau poreux, afin de garantir la compressibilité de ce matériau lors de l'application sur la douille 1, et par suite un étanchement même quand du tartre est déposé sur la surface de ce joint 17. La forme de réalisation représentée à la figure 4 est particulièrement avantageuse quand la douille 1 porte un racloir 15, interdisant une application franche de la butée 12 sur la douille 1. La forme de réalisation représentée à la figure 5 comprend le capteur extérieur 17, fixé dans le raccord 20. Le capteur intérieur 18 est fixé par la plaquette de couverture 18, qui assure simultanément la fixation des tubes capillaires 21 et 22 du capteur extérieur 17. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif pour détermination de la température d'un fluide dans une enveloppe, avec un capteur de température de forme allongée, pénétrant dans l'enveloppe et plongeant directement dans le fluide, ledit dispositif étant caractérisé en ce que le capteur de température est mobile axialement dans une douille de fixation et dans l'enveloppe, son extrémité pénétrant dans l'enveloppe est reliée de façon amovible à une rallonge, munie à l'autre extrémité d'une butée qui interdit le passage dans la douille, et des équipements sont prévus pour l'étanchement radial du capteur de température par rapport à la douille et pour la fixation étanche mais amovible du capteur de température dans la douille. 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de température est creux et contient un liquide dont le volume varie en fonction de la température. 3. Dispositif selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le capteur de température et la rallonge sont reliés par un filetage. 4. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rallonge comporte des équipements de fixation axiale dans la douille. 5. Dispositif selon revendication 4, caractérisé en ce que les équipements de fixation axiale dans la douille sont constitués par une ouverture traversant la ralonge et servant de logement à une goupille d'arrêt. 6. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les équipements d'étanchéité radiale du capteur de température par rapport à la douille sont constitués par un ou plusieurs joints toriques. 7. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité de la douille extérieure à l'enveloppe comporte un évidement cylindrique taraudé, de diamètre supérieur à celui de l'ouverture servant de logement au capteur de température et dans lequel pénètre le filetage d'une douille qui permet la fixation étanche, mais amovible du capteur de température dans la douille, au moyen d'une bride d'étanchéité agissant par l'intermédiaire d'une bague d'étanchéité du capteur de température sur l'épaulement formé à l'extrémité interne de l'évidement cylindrique. 8. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 7, caracté risé en ce que les équipements d'étanchéité radiale du capteur de température par rapport à la douille et les équipements d'étanchéité servant à la fixation étanche du capteur de température dans la douille sont réalisés en une seule pièce. 9. Dispositif selon revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les équipements d'étanchéité radiale du capteur de température par rapport à la douille et les équipements d'étanchéité servant à la fixation étanche du capteur de température dans la douille sont constitués par un manchon en matériau d'étanchéité, adapté à l'ouverture de la douille pour le capteur de température, dont l'ouverture comporte un ou plusieurs bourrelets annulaires radiaux et dont l'extrémité extérieure à l'enveloppe porte un joint d'étanchéité pour le capteur de température, ce joint reposant sur l'épaulement formé à l'extrémité interne de l'évidement cylindrique. 10. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 9, caracté risé en ce que la douille comporte un filetage pour fixation dans le taraudage correspondant d'une tubulure d'entrée dans l'enveloppe. 11. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'extrémité de l'ouverture de la douille, située à l'intérieur de ltenveloppe, porte une saillie annulaire effilée, servant de racloir pour d'éventuels dépots sur le capteur de température. 12. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le capteur de température et la rallonge ont un diamètre constant et sont cylindriques de préférence. 13. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par la disposition d'au moins un second capteur de température dans un premier capteur. 14. Dispositif selon revendication 13, caractérisé en ce que les divers capteurs fonctionnent indépendamment les uns des autres.