Brevet FR2239688A1 — publié le 19750228

La présente invention concerne un dispositif indica- teur de l'écoulement d'un fluide dans une conduite, notamment une conduite d'alimentation ou de retour d'un moyen récepteur. Le but de l'invention est notamment d'élaborer un dispositif fournissant - une certaine distance du moyen récepteur, lequel peut être constitué par exemple d'un vérin ou d'un moteur utilisé dans des installations où les conduites d'alimentation ou de retour peuvent être de grande longueur, particu lièrement dans les installations de télécommande de vannes sur navires, une indication visuelle représentative de l'état dans lequel se trouve le moyen récepteur. En particulier, si le moyen récepteur est constitué d'un vérin, le but de l'invention est d'élaborer un dispositif indicateur de l'écoulement d'un fluide dans une conduite, qui fournisse à une certaine distance de ce vérin une indication visuelle grâce à laquelle l'utilisateur pourra déterminer si le piston du vérin est en mouvement, ou au contraire s'il est à l'arrêt. Un autre but de l'invention est d'élaborer un tel dispositif qui ne nécessite l'utilisation d'aucune source d'énergie électrique, et qui présente toutes les garanties de sécurité requises dans certaines industries. A cet effet, selon l'invention, un dispositif indicateur du type décrit plus haut est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier orifice et au moins un deuxième orifice, l'un pour l'entrée du fluide et l'autre pour son évacuation, et un organe mobile soumis à l'action du fluide et dont est solidaire un moyen de visualisation extérieur, ledit organe étant adapté à occuper au moins une-première position lorsque le fluide circule dans la conduite en traversant le dispositif dans le sens allant du premier orifice au deuxième, et au moins une deuxième position lorsque la circulation du fluide dans ce sens est interrompue. De la sorte, lorsque l'utilisateur observe que le moyen de visualisation extérieur occupe une position correspondant à ladite première position de l'organe mobile, il sait que le fluide circule dans la conduite, et par suite que le moyen récepteur est en mouvement. Au contraire, lorsqu'il observe que le moyen de visualisation extérieur occupe une position correspondant à ladite deuxième position de l'organe mobile, il sait que le moyen récepteur est au repos. On voit que l'invention-ne néces-site l'utilisation d'aucune source d'énergie électrique entre le dispositif indicateur et le moyen récepteur, ce qui constitue un important avantage de l'invention au regard de la fiabilité, notamment lorsque le dispositif est destiné à être utilisé dans des installations où les conduites d'alimentation et de retour des moyens récepteurs sont de grande longueur, comme cela est souvent le cas dans les installations de télécommande de vannes sur navires. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, un tel dispositif indicateur est encore caractérisé en ce que l'or- gane mobile est constitué d'un piston monté coulissant dans un cylindre, lequel débouche, de part et d'autre des deux faces libres opposées du piston, dans une première chambre en communication avec le premier orifice, et dans une deuxième chambre en communication avec le deuxième orifice, ledit piston étant traversé d'un premier passage reliant les deux chambres lorsque, sous l'effet d'une perte de charge entre elles, due à la circulation du fluide dans le sens allant du premier orifice au deuxième, la différence des pressions entre les deux faces du piston le maintient dans sa première position, et en ce que le piston est soumis à l'action d'un premier organe de rappel s'opposant à la force qui résulte de ladite différence des pressions,et l'amenant dans sa deuxième position lorsque, la circulation du fluide dans ce sens étant interrompue, la perte de charge disparait. Ainsi, lorsque le piston occupe sa première position, l'organe de visualisation extérieur,qui en est solidaire, indique à l'utilisateur que le fluide s'écoule dans la conduite dans un sens bien déterminé, à savoir dans le sens allant du premier orifice au deuxième, et que par suite le moyen récepteur est actionné dans un sens bien défini. Lorsque le piston occupe sa deuxième position, l'utilisateur est averti que la circulation du fluide, dans ce sens, est interrompue, et par suite que le moyen récepteur est dans un état de repos. De préférence, ledit premier passage débouche à la périphérie du piston en un emplacement tel qu'il communique avec la deuxiese chambre lorsque le piston occupe sa première posi tion et soit obturé lorsque le piston occupe sa deuxieme pOSl- tion. Un -dispQstif indicateur selon Itinvention peut encore être caractérisé en ce que ledit organe mobile est adapté à occuper au moins une troisième position lorsque le fluide circule dans la conduite en traversant le dispositif dans le sens allant du deuxième orifice au premier, et au moins une quatrième position lorsque la circulation du fluide dans ce sens est interrompue. De la sortez en outre l'utilisateur peut connaitre le sens dans lequel s'effectue la circulation du fluide dans la conduite d'alimentation ou de retour, et par suite savoir si le moyen récepteur est actionné dans un sens ou dans l'autre par ailleurs, en observant si le piston occupe sa deuxième position ou sa quatrième position, qui correspondent toutes deux à un état de repos du moyen récepteur, l'utilisateur peut savoir à partir de quel état de fonctionnement du moyen récepteur celui-ci est revenu à son état de repos Pour ce faire, selon un autre mode de réalisation, un dispositif indicateur selon l'invention est caractérisé en ce que le piston est traversé d'un deuxième passage reliant les deux chambres lorsque, sous l'effet d'une perte de charge entre elles, due à la circulation du fluide dans le sens allant du deuxième orifice au premier, 1-a différence des pressions entre les deux faces Xdu piston le maintient dans sa troisième position, et en ce que le piston est soumis à l'action d'un deuxième organe de rappel s'opposant à la force qui résulte de ladite différence des pressions, et l'amenant dans sa quatrième position lorsque, la circulation du fluide dans ce sens étant in terrompue, la perte de charge disparaît. De préférence, ledit deuxième passage débouche à la périphérie du piston en un emplacement tel qu'il communique avec la première chambre lorsque le piston occupe sa troisième position et soit obturé lorsque le piston occupe sa quatrième posi tion Il est encore prévu selon l'invention que le premier ou le-deuxième passage est prolongé, en aval de l'emplacement correspondant, par un orifice à section réduite d é b o u ch a n t dans la deuxième chambre ou dans la première, respectivement. Lorsque le moyen récepteur se trouve dans un état pour lequel la circulation du fluide est inter ompue, cet orifice à section réduite permet d'obtenir une égalsation des pressions dans les première et deuxième chambres. Selon un mode d'exécution, le mo n de visualisation extérieur est constitué d'un disque rota if pourvu d'un index et adapté à pivoter en correspondance av z le déplacement de l'organe mobile. De préférence, le dispositif perte un pignon denté calé sur l'axe du disque et en prise ave une crémaillère du pis ton. Selon un autre mode d'exécution, le moyen de visualisation extérieur est constitué d'une tig coulissante solidaire du piston. De préférence enfin, le ou les organes de rappel sont constitués par des ressorts comprimés en re le fond de la chambre correspondante et une rondelle f rimant butée. Un dispositif indicateur de l'é-c ulement d'un fluide dans une conduite,réalisé conformément à l'invention, est décrit ci-dessous à titre d'exemple nullement imitatif en référence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue de pro il d'un dispositif indicateur conforme à l'invention,partiellem nt en coupe suivant la ligne I-I de la figure 2 - la figure 2 est une vue de fac du dispositif, partiellement en coupe suivant la ligne II ~II e la figure 1, l'organe mobile occupant une première position - la figure 3 est une vue analog e à celle de la figure 2, l'organe mobile occupant une deuxième position - les figures 4 et 5 sont égale nit des vues analogues à celle de la figure 2, mais dans lesque Lles seule une extrémité de l'organe mobile ainsi que la première chambre ont été représentées, l'organe mobile occupant se n la figure 4 une troisième position, et selon la figure 5 un quatrième position ; et - la figure 6 est une vue parti île en coupe montrant u n e variante de réalisation du moyen de visualisation extérieur. Le dispositif indicateur sera, ans ce qui suit, cons t- déré comme étant destiné à fournir à un cértaine distance d'un moyen récepteur constitué d'un vérin, u e indication visuelle représentative de la position ou du dép acement du piston du vérin. On peut par exemple considérer qu'à cet effet, le dispositif indicateur doit renseigner l'utilisateur sur la présence ou sur le sens de ltécoulement du fluide dans la conduite de retour du vérin. Le vérin ainsi que sa conduite d e r e t o u r n'ont pas été représentés. Le dispositif indicateur représenté aux figures 1 à 5 est constitué d'un bloc de forme générale parallélépipèdiquedans la partie inférieure 1 duquel sont minagés des orifices d'entrée et d'évacuation de fluide, en communication avec la conduite de retour du vérin ; dans la partie supérieure 2 du bloc est ménagé un cylindre 3, dans lequel est monté coulissant un piston 4 constituant l'organe mobile dont il a été question plus haut. Le cylindre 3 débouche de part et d'autre des deux faces libres opposées du piston,respectivement 5 et 6,dans une première chambre 7 et dans une deuxième chambre 8. Le fond de la première chambre 7 est constitué par l'évidement cylindrique 9 d'un bouchon 10 fixé dans un logement cylindrique Il de la partie supérieure 2 du bloc, logement dont le diamètre est légèrement supérieur à celui du cylindre 3 D'une manière analogue, le fond de la deuxième chambre 8 est constitué par l'évidement cylindrique 12 d'un bsuchon 13 fixé dans un logement de forme cylindrique 14 de la partie sur périeure 2. Le- diamètre du logement cylindrique 14 est le même que celui du logement cylindrique 11. Dans les espaces cylindriques compris entre le fond des logements cylindriques Il et 14 et ltextrémité des bouchons correspondants, respectivement 10 et 13, sont disposées de fa çon à pouvoir s'y déplacer deux rondelle référencées respec tivementen 15 et 16 ; ces dernières sont évidées en leur centre, respectivement en 15a et 1i. Les rondelles 15 et 16 constituent ainsi des butées pour des ressorts de rappel hélicoldaux, respectivement 17 et 18,comprimés entre la rondelle et le fond de 1'évidement cylindrique correspondant, respectivement 9 et 12. Les ressorts -18 et 17 constituent respectivement les premier et deuxième organes de rappel dont il a été question plus haut. Sur la face antérieure (en considérant la figure 2) de la partie inférieure 1 du dispositif indicateur débouche un-pre renier orifice 19 en communication avec la première chambre 7 par un conduit 2 -' 1. Lforlfice 19 communique également avec un orifice inférieur 22 et avec un orifice latéral 23 de la partie inférieure 1. Sur la face postérieure de la partie inférieure 1 débouche, par ailleurs, un deuxième orifice 24 en communication par un conduit 25 - 26 avec la deuxième chambre 8. L'orifice 24 communique également avec un orifice inférieur 27 et avec un orifice latéral 28 de la partie inférieure 1. On voit par suite que le fluide peut être introduit dans la première chambre 7 ou peut en être évacué, en utilisant au choix l'un des trois orifices 19, 22, et 23 ; de la même manière, le fluide peut être introduit dans la deuxième chambre 8 ou peut en être évacué, en utilisant au choix l'un des trois orifices 24, 27 et 28. Le piston 4 est traversé d'un premier passage 29, adapté à établir ou à interrompre une communication entre la première chambre 7 et la deuxième chambre 8. Ce premier passage 29 débouche à la périphérie du piston par un alésage radial 30, situé à proximité de la face 6 du piston. Le piston 4est en outre traversé d'un deuxième passage 31, adapté à établir ou à interrompre une communication sous un débit normal entre la première et la deuxième chambre. Ce passage 31 débouche à la périphérie du piston, par un alésage radial 32 situé à proximité de la face 5 du piston. En aval de l'alésage radial 32, si l'on considère que I'écoulement steffec- tue de la deuxième chambre vers la première, le passage 31 est prolongé par un orifice 33 à section réduite débouchant sur la face 5 du piston, c'est-à-dire dans la première chambre 7. Enfin, le dispositif comporte un moyen de visualisation extérieur constitué d'un disque rotatif 34 pourvu d'un index 35, ce disque étant adapté à pivoter en correspondance avec le déplacement du piston 4 dans le cylindre 3. A cet effet, un pignon denté 36 calé sur l'axe 37 du disque rotatif 34 est disposé dans un logement 38 de la partie supérieure 2 du dispositif, de façon à être en prise avec une crémaillère 39 ménagée à la partie supérieure du piston. Conte on le voit sur la figure 1, le pignon denté 36 est maintenu en position par deux butées latérales référencées en 4D, 41. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la façon- suivante-: Le fluide provenant-de la conduite de retour du vérin étant introduit dans le dispositif, par exemple par l'orifice 19, les orifices 22 et 23 étant bouchés, et en supposant que le piston 4 occupe alors la position qui est représentée à la figure 3 (deuxième position), on voit que le fluide pénètre dans la première chambre 7 par les conduits 20, 21, puis, après avoir traversé le passage central 15 a de la rondelle 15, qu'il exerce une pression sur la face 5 du piston. Le fluide occupe alors le premier passage 29, mais il ne peut s'ech'apper dans la deuxième chambre 8,du fait que l'alé- sage 30 est obturé. Par contre, un écoulement de fluide sous un faible débit s'effectue entre la première chambre et la deuxième par ltorifice à section réduite 33 et par le deuxième passage 31. Toutefois, par suite de la perte de charge produite par l'orifice 33, la pression dans la chambre 8 est alors nettement inférieure à la pression qui règne dans la chambre 7. I1 en résulte que le ressort 18 est comprimé entre le fond de l'évidement cylindrique 12 et la rondelle 16. Le piston 4 se déplace alors vers la gauche, jusqu'a' ce que la rondelle 16 vienne en butée sur lteA émité du bouchon 13. Le piston occupe alors la position représentée à la figure 2 (première position), position pour laquelle l'alésage 30 débouche dans la chambre 8. Le fluide peut ainsi sortir du dispositif, par exemple par l'orifice 24,et regagner la conduite de retour du vérin, les orifices 27 et 28 étànt supposés bouchés. L'écoulement du fluide à travers le dispositif, dans le sens allant du premier orifice 19 au-deuxième orifice 24, s'effectue alors librement,étant donné le maintien de la perte.de charge entre la première chambre 7 et la deuxième chambre 8. L'index 35 du disque rotatif 34 occupe alors la position référencée en 351 sur la figure 2. Par conséquent, par une simple observation du disque rotatif, l'utilisateur sait alors que du fluide s'écoule dans la conduite de retour du vérin, dans le sens-allant du premier orifice 19 au deuxième orifice 24 ; ceci lui fournit par suite une indication sur le sens de déplacement du piston du vérin. Lorsque l'écoulement du fluide dans la conduite de re tour du vérin cesse, la perte de charge entre les chambre 7 et 8 disparait, et grâce au deuxième passage 31 et à l'orifice à section réduite 33, il se produit une égalisation des pressions dans les deux chambres. En conséquence, le premier organe de rappel, à savoir le ressort 18, pousse le piston 4 vers la droite jusqu'à ce que la rondelle 16 vienne en butée sur la paroi opposée de la chambre 8 (figure 3). Ce déplacement du piston vers la droite entraîne une rotation du disque 34 dans le sens antihoraire, et l'index 35 occupe alors la position référencée en à la figure 3. L'utilisateur sait alors que le piston du vérin est arrivé dans une position de repos (par exèmple "position ouvert"). Si alors un écoulement du fluide dans la conduite de retour du vérin s'effectue dans le sens inverse de celui qui a été indiqué plus haut, c'est-à-dire dans le sens pour lequel il traverse le dispositif de l'orifice 24 à l'orifice 19, une différence entre les pressions qui règnent dans les chambres 7 et 8 réapparaît, ma-is alors la pression du fluide dans la chambre 8 est nettement supérieure à celle dans la chambre 7, du fait de la perte de charge que subit le fluide lorsqu'il traverse l'orifice à section réduite 33,étant donné que lorsque le piston 4 occupe la position représentée à la figure 3, l'alésage 32 est obturé et empêche un écoulement de fluide à débit normal à travers le piston 4. Le piston se déplace alors vers la droite jusqu'à ce que, prenant appui par sa face 5 sur la rondelle 15, il amène cette rondelle en butée sur l'extrémité du bouchon 10 (figure 4). Lorsque le piston occupe la position représentée dans la figure 4 (troisième position), l'alésage 32 débouche dans la première chambre 7, ce qui permet alors au fluide de traverser le piston 4 sous un débit normal. L'index 35 du disque rotatif 34 occupe alors la position référencée en 353 sur la figure 4, et l'utilisateur sait que le fluide s'écoule dans la conduite de retour du vérin dans le sens pour lequel il traverse le dispositif du deuxième orifice 24 au premier orifice 19. Lorsque l'écoulement du fluide dans la conduite de retour cesse, la perte de charge entre les chambres 7 et 8 disparait, et il se produit une égalisation des pressions par le passage 31 et l'orifice à section réduite 33. Par suite, le deuxième organe de rappel à savoir le ressort 17, provoque un déplacement du piston 4 vers la gauche jusqu'à ce que la- rondelle 15 vienne en butée sur la paroi opposée de la chambre 7 (figure 5). Le piston occupe alors sa quatrième position, et l'in- dex 35 du disque rotatif 34 occupe la position référencée en 354 à la figure 5, ce qui indique à l'utilisateur que le piston du vérin a atteint une nouvelle position de repos, différente de la précédente (par exemple "position fermé"). Bien entendu, afin qu'il ne s'effectue aucun déplace ment fortuit du piston entre sa deuxième position (figure 3) et sa quatrième position (figure 5), on prévoit que le piston est monté dans le cylindre 3 avec un léger frottement. Quant à l'orifice à section réduite'33 qui permet une égalisation des pressions dans les chambres 7 et -8 lorsque le piston occupe sa deuxième position ou sa quatrième position, par un transfert de fluide d'une chambre vers l'autre, sa section est déterminée d'une part en fonction due temps de retour du piston 4 dans l'une de ses positions de repos, et d'autre part par du débit minimum devant être contrôlé. Selon la variante d'exécution représentée à la figure 6, le moyen de visualisation extérieur est constitué d'une tige coulissante 42 solidaire du piston. Cette tige traverse le bouchon 10 par un orifice muni d'un joint 43. Dans ce cas, le fonctionnement du piston 4 estle même que celui qui a été décrit ci-dessus, et l'utilisateur peut alors être renseigné' sur le -fonctionnement du moyen récepteur en observant la longueur de la tige 42 qui fait saillie à l'intérieur du bouchon 10. Pour faciliter la lecture, on peut prévoir que cette extrémité de la tige porte différents repères. De toute façon, quel que soit le mode de réalisation du moyen de visualisation extérieur, on peut en outre prévoir de l'associer à la position des contacts d'un interrupteur, ce qui permet d'obtenir un signal électrique de confirmation de la position du moyen de visualisation. Il est à noter par ailleurs que le dispositif indicateur qui fait l'objet de l'invention peut être monté soit seul, sur une conduite, soit dans un ensemble de blocs fonctionnels, par exemple sous forme de sandwich et être incorporé entre un distributeur et par exemple un bloc de verrouillage par clapets pilotés ou un bloc de régulation qui peut être de pression ou de débit. Comme 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 indicateur de l'écoulement d'un fluide dans -une conduite, notamment une conduite d'alimentation ou de retour d'un moyen récepteur, comportant au moins un premier orifice et au moins un deuxième orifice, l'un pour l'entrée du fluide et l'autre pour son évacuation, et un piston mobile soumis à l'action du fluide, ledit piston étant adapté à occuper au moins une première position. lorsque le fluide circule dans la conduite en traversant le dispositif dans le sens allant du premier orifice au deuxième, et au moins une' deuxième position lorsque la circulation du fluide dans ce sens est interrompue, ce piston étant monté coulissant dans un cylindre, lequel débouche, de part et d'autre des deux faces libres opposées du piston, dans une premiere chambre en communication avec le premier orifice, et dans une deuxième chambre en communication avec le deuxième orifice, ledit piston étant traversé d'un premier passage reliant les deux chambres lorsque, sous l'effet d'une perte de charge entre elles, due à la circulation du fluide dans le sens allant du premier orifice au deuxième, la différence des pressions entre les deux faces du piston le maintient dans sa première position, et le piston étant soumis à l'action d'un premier organe de rappel s'opposant à la force qui résulte de ladite différence doepressions, et lramenant dans sa deuxième position lorsque, la circulation du fluide dans ce sens étant interrompue, la perte de charge disparaît, ledit premier passage débouchant à la périphérie u piston en un emplacement tel qu'il communique avec la deuxième chambre lorsque le piston occupe sa première position et soit obturé lorsque le piston occupe sa deuxième position, caractérisé par le fait que l'ensemble du dispositif indicateur et du piston mobile est agencé de manière à permettre une circulation de fluide dans deux sens opposés, et que ledit piston mobile est adopté à occuper au moins une troisième position lorsque le fluide circule dans la conduite en traversant le dispositif dans le sens allant du deuxième orifice au premier, un moyen de visualisation extérieur étant lié au piston mobile. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit piston mobile est adapté à occuper au moins une quatrième position lorsque la circulation du fluide dans le sens allant du deuxième orifice au premier est interrompue. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 2, caractérisé en ce que le piston est traversé d'un deuxième passage reliant les deux chambres lorsque, sous l'effet d'une perte de charge entre elles, due a la circulation du fluide dans le sens allant du deuxième orifice au premier, la différence des pressions entre les deux faces du piston le maintient dans sa troisième position, et en ce que le piston est soumis a l'action d'un deuxième organe de rappel s'opposant à la force qui résulte de ladite différence des pressions, et l'amenant dans sa quatrième position lorsque,la circulation du fluide dans ce sens étant interrompue, la perte de charge disparaît. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit deuxième passage débouche à la périphérie du piston en un emplacement tel qutil communique avec la première chambre lorsque le piston occupe sa troisième position et soit obturé lorsque le piston occupe sa quatrième position. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier ou le deuxième passage est prolongé, en aval de l'emplacement correspondant, par un orifice à section réduite débouchant dans la deuxième chambre ou dans la première, respectivement. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de visualisation extérieur est constitue d'un disque rotatif pourvu d'un index et adapté à pivoter en correspondance avec le déplacement du piston mobile. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce quil comporte un pignon denté calé sur l'axe du disque et en prise avec une crémaillère du piston. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications l à 5, caractérisé en ce que le moyen de visualisation extérieur est constitue d'une tige coulissante solidaire du piston. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications l à 8, caractérisé en ce que le ou les organes de rappel sont cons titués par des ressorts comprimés entre le fond de la chambre correspondante et une rondelle formant butée.