Brevet FR2234554A1 — publié le 19750117

L'invention est relative aux dispositifs pour détecter le niveau d'un liquide dans un réservoir de manière à déclencher une commande déterminée telle que l'allumage d'un voyant lumineux lorsque ce niveau franchit vers le haut ou vers le bas un seuil prédéterminé. Elle vise plus particulièrement, parmi ces dispositifs, ceux comprenant à l'intérieur du réservoir un flotteur, à l'extérieur du réservoir un interrupteur électrique propre à contrôler l'excitation d'un circuit électrique approprié, et des moyens de transfert magnétique propres à asservir la commande dudit interrupteur aux déplacements verticaux du flotteur de part et d'autre d'un seuil prédéterminé correspondant au seuil ci-dessus du niveau du liquide. L'invention a pour but, surtout, de rendre ces dispositifs tels qu'ils répondent mieux que jusqu'à ce jour aux diverses exigences de la pratique, notamment en ce qui concerne la simplicité, la sûreté de fonctionnement et la robustesse. Les dispositifs de détection du genre en question conformes à l'invention sont caractérisés en ce qu'ils comprennent : un premier aimant droit porté verticalement par le flotteur ; un deuxième aimant droit porté horizontalement par le réservoir de façon telle que son axe magnétique coupe l'axe magnétique vertical du-premier aimant ; et, disposé horizontalement entre le deuxième aimant et I'axe magnétique du premier aimant, une pièce magnétique ou magnétisable montée de façon à pouvoir se déplacer selon la direction de 1'axe magnétique du deuxième aimant et à actionner le contact mobile de l'interrupteur. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - l'interrupteur est disposé à l'intérieur d'une ampoule scellée et est du type à contacts mouillés par du mercure, - le premier aimant droit est monté sur une tige en matériau amagnétique prolongeant inférieurement le flotteur, tige elle-meme logée dans un appendice tubulaire en matériau amagnétique prolongeant inférieurement le réservoir. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en mtme temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. Les figures 1 et 2, de ce dessin, montrent schématiquement, respectivement en coupe verticale partielle et en coupe horizontale selon II-II, figure 1, un dispositif détecteur de niveau établi conformément à l'invention. La référence 1 désigne un réservoir, à parois généralement opaques, contenant un liquide 2 dont on désire connaître le niveau relati-f : en d'autres termes on désire savoir si le niveau réel dudit liquide est supérieur ou inférieur à un niveau de référence, par exemple en vue-eveviter un remplissage excessif du réservoir en liquide ou au contraire en uue-d'écarter les risques d'une "panne sèche" par vidage incontrôlé de ce réservoir quand ce dernier est monté de façon à alimenter en liquide un distributeur ou autre appareil approprié. Le dispositif qui va étire décrit ci-après permet de faire connaitre un tel niveau relatif à l'utilisateur du liquide contenu dans le réservoir en l'alertant à l'aide notamment de signaux lumineux et/ou sonores dès franchissement du seuil choisi de façon qu'il puisse prendre les mesures nécessaires telles que l'arrêt du remplissage ou du vidage ou encore que le remplacement du réservoir presque vidé par un autre plein. L'information élaborée par ce.-dispositif peut bien entendu être exploitée non seulement pour alerter un utilisateur, mais aussi, et même exclusivement le cas échéant, pour actionner automatiquement des moyens appropriés capables de stabiliser le niveau du liquide ou de modifier son niveau dans le sens inverse de celui ayant provoqué le franchissement indésirable de seuil. Ce dispositif comprend essentiellement - à l'intérieur du réservoir 'un flotteur 3 immergé au moins partiellement dans le li-quide 2 et un premier aimant droit 4 orienté verticalement et solidaire du flotteur, - et à l'extérieur du réservoir d'une part un deuxième aimant droit 5 orienté horizontalement et solidarisé avec le réservoir 1 de faucon telle que son axe magnétique coupe en un point P l'axe magnétique vertical du premier aimant 4 en passant à travers une partie amagnétique de la paroi du réservoir et d'autre part une pièce magnétique ou magnétisable 6 solidaire du contact mobile d'un interrupteur électrique 7 disposé horizontalement entre l'aimant 5 et le point P de façon à pouvoir être déplacé selon la direction de l'axe magnétique dudit aimant 5. Dans le mode de réalisation illustré le premier aimant, orienté avec son pôle Sud en bas, est monté dans une tige creuse 8 prolongeant inférieurement le flotteur 3. Cette tige est logée dans un tronçon tubulaire 9 prolongeant inférieurement le réservoir 1. Ce tronçon, qui traverse un trou 10 pratiqué dans la paroi inférieure du réservoir, comprend une collerette terminale supérieure 11 et une surface extérieure filetée 12 avec laquelle coopère un écrou 13. Le vissage de cet écrou permet de serrer de manière étanche le bord du trou 10 entre ladite collerette 11 et ledit écrou 13, avec interposition éventuelle d'un joint d'étanchéité. Le tronçon 9 peut être fermé inférieurement de manière étanche par un bouchon 14, comme illustré, ou raccordé inférieurement à une tubulure de distribution ou à tout autre appareillage. Pour guider et limiter les évolutions verticales du flotteur, on évide dans celui-ci une lumière 15 allongée verticalement qui coagit avec un pion fixe 16 traversant le tronçon 9 et solidaire de ce dernier. Par ailleurs est monté sur le tronçon 9, par vissage, collage ou autrement, un socle ou boiter 17 supportant le deuxième aimant 5 et l'interrupteur 7 en un niveau inférieur à celui normalement occupé par l'extrémité inférieure du premier aimant. Le deuxième aimant 5 a son pôle Nord tourné vers le point P. La position longitudinale de cet aimant sur le support 17 peut étre réglée le long d'un canal horizontal 18 pratiqué dans ce support, puis ledit aimant est immobilisé en sa position réglée par serrage d'une vis transversale 19 dans un alésage fileté correspondant du support~17. Les deux aimants 4 et 5 sont avantageusement constitués par des barreaux cylindriques à forte aimantation rémanente, notamment en un ferrite tel que celui connu sous le nom de TICONAL. L'interrupteur électrique 7 est avantageusement du type de ceuxsstrès strs et très sensibles, qui sont enfermés dans une ampoule scellée 20 et qui comprennent des contacts en matériau magnétique ou magnétisable mouillés par du mercure. Chacun des différents éléments qui portent les aimants et les parois disposées entre ces éléments (tige 8, tronçon 9, socle 17 et même éventuellement écrou 13) sont constitués en un matériau amagnétique tel que le polytétrafluoroéthylène pour la tige 8, le tronçon 9 et l'écrou 13 et qu'une matière plastique transparente pour le socle 17. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Le niveau de référence du liquide 2 dans le réservoir 1 est un niveau pour lequel l'ensemble du flotteur et de l'équi- page qu'il supporte (tige 8 et aimant 4) flotte véritablement sur le liquide et se trouve en une position intermédiaire entre ses deux fins de course supérieure et inférieure pour lesquelies respectivement le pion 16 vient en butée contre 1 t extrémité inférieure de la lumière 15 et contre l'extrémité supérieure de celle-ci. Initialement le flotteur est totalement immergé dans le liquide : il subit donc de la part de cé dernier une poussée ascendante maximum et est disposé en sa fin de course haute comme illustré sur la figure 1. L'aimant horizontal 5 exerce alors son attraction sur le contact mobile 6 de l'interrupteur 7 et l'applique contre le contact fixe 21 de cet interrupteur, ce qui ferme un circuit électrique approprié. L'aimant vertical 4 est trop éloigné pour exercer une influence sur ledit contact mobile. Quand le niveau du liquide 2 dans le réservoir 1 décroît, le flotteur totalement immergé dans.le liquide ne bouge d'abord pas et reste immobile tant qu'il demeure totalement immergé. Puis le sommet de ce flotteur émerge progressivement, ledit flotteur se met à flotter, puis à descendre en-suivant- le niveau du liquide et en entraidant dans sa descente l'aimant vertical 4. Le champ magnétique créé par cet aimant 4 contrarie de plus en plus celui créé par l'aimant 5 au fur et à mesure de sa descente, au point finalement d'annuler, puis d'inverser le champ magnétique global appliqué sur le contact mobile 6, lequel est alors écarté du contact fixe 21, ce qui ouvre 1'interrupteur 7. On détermine les positions respectives des deux aimants et de la butée de fin de course basse de façon telle que respectivement : - Lt niveau de l'aimant 4 pour lequel le contact mobile est séparé ~ > rooNact fixe 21 corresponde au niveau de référence du liquide 2 dans Je réservoir, - 1'isBuence m qnetique globale exercée par les deux aimants sur le contact mobile tende constamment à écarter ce dernier du contact fixe à partir de l'instant où l'aimant 4 atteint en descendant son niveau correspondant à l'ouverture de l'interrupteur jusqu'à sa fin de course basse. La remontée subséquente du flotteur due à une nouvelle introduction de liquide 2 dans le réservoir 1 se traduit pour les raisons inverses des précédentes par la nouvelle fermeture de l'interrupteur. Bien entendu, au lieu d'assurer l'ouverture automatique de l'interrupteur lors de la descente du flotteur, le dispositif pourrait & re agencé de façon telle que cette descente assure la fermeture dudit interrupteur et inversement : il suffit à cet effet de disposer le contact fixe 21 du côté du point P au lieu de le prévoir du côté de l'aimant 5. Les commandes de l'interrupteur peuvent être exploitées pour assurer ou supprimer 11 excitation d'un circuit électrique de façon à déclencher soit une alarme, notamment visuelle ou sonore, soit une manoeuvre tendant à interrompre ou à inverser les modifications de niveau du liquide dans le réservoir. En suite de oi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif permettant de détecter le franchissement d'un seuil prédéterminé par le niveau variable d'un liquide, meme si ce liquide est contenu sous pression dans un récipient à parois opaques, dispositif présentant de nombreux avantages sur ceux connus jusqutà ce jour, notamment en ce qui concerne la simplicité, la sûreté de fonctionnement et la robustesse. Corme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour détecter le niveau d'un liquide dans un réservoir de manière à déclencher automatiquement une commande lorsque ce niveau franchit un seuil prédéterminé, comprenant à l'intérieur du réservoir un flotteur, à l'extérieur du réservoir un interrupteur électrique propre à contrôler ltexci- tation d'un circuit électrique approprié, et des moyens de transfert magnétique propres à asservir la commande dudit interrupteur aux déplacements verticaux du flotteur correspondant au franchissement du seuil susdit par le niveau du liquide dans le réservoir, caractérisé en ce qu'il comprend un premier aimant droit (4) porté verticalement par le flotteur (3) un deuxième aimant droit (5) porté horizontalement par le réservoir (1) de façon telle que son axe magnétique coupe l'axe magnétique vertical du premier aimant (en P) ; et, disposé horizontalement entre le deuxième aimant et l'axe magnétique du premier aimant, une pièce magnétique ou magnétisable montée de façon à pouvoir se déplacer selon la direction de l'axe magnétique du deuxième aimant et à actionner le contact mobile (6) de l'interrupteur (7) 2. Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interrupteur est disposé à l'intérieur d'une ampoule scellée (20) et est du type à contacts mouillés par du mercure. 3. Dispositif de détection selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le premier aimant droit est monté sur une tige (8) en matériau amagnétique prolongeant inférieurement le flotteur, tige elle-même logée dans un appendice tubulaire (9) en matériau amagnétique prolongeant inférieurement le réservoir.