Brevet FR2252566A1 — publié le 19750620

L'invention concerne une sonde de température pour des fluides circulant en tuyauterie. On connaît déjà des dispositifs de mesure indirecte dela température d'un tn1 fluide : un élément thermo-sensible est mis en contact avec la paroi externe de la tuyauterie, ou encore introduit dans un logement ménagé dans cette tuyauterie. On obtient ainsi la température de la tuyauterie, et on en déduit la température du fluide avec une précision satisfaisante, dans la mesure où cette seconde température n'est pas sujette à des variations très rapides. Il est souvent souhaitable d'éviter toute modification de la tuyauterie elle-mme, par exemple lorsqutil s'agit de fluides transportés à très haute température et sous forte pression, éventuellement corrosifs. En particulier, la tuyauterie ne doit subir ni usinage ni soudure. Dans ce cas, on prévoit un dispositif fixé sur la tuyau terie, par exemple au-moyen de colliers, pour y maintenir appuyé un élément thermo-3ensible. Lorsqutil s'agit d'une tuyauterie soigneusement calorie fugé, un tel dispositif donne bien sûr satisfaction, mais, à chaque incident, par exemple défaillance de l'élément thermo-sensible, il est nécessaire de dégarnir l'isolant thermique puis de le regarnir après réparation. tette double opération est déjà normalement délicate et conteuse. Elle l'est encore plus si la dépose et la repose de l'isolant thermique sont effectuées sur des tuyauteries en service; or cette situation est très fréquente car on rechigne en général à interrompre le fonctionnement de toute une installation pour le simple échange d'une sonde de température. L'invention a pour objet une sonde de température susceptible d'un échange de l'élément thermique sans dépose de la sonde, et par conséquent sans qu'il soit nécessaire de dégarnir puis regarnir l'isolant thermique. De plus, l'invention fournit une sonde de température dont la fixation mécanique sur la tuyauterie est particulièrement solide. Selon l'invention, le dispositif de fixation de la sonde de température comporte une pièce de maintien susceptible d'être mise en appui sur la tuyauterie tqut en offrant un passage entre cette dernière, des moyens de fixation de la pièce de maintien sur la tuyauterie, une pièce tubulaire reliée à la pièce de maintien par l'une de ses extrémités, pour ooamnlniquer avec ledit passage, une tête montée à l'autre extrémité de la pièce tubulaire, ladite tête définissant une cavité interne accessible, communicant avec l'intérieur de la pièce tubulaire, et par la' avec la pièce de maintien, ainsi que des moyens permettant d'appuyer de façon amovible l'élément thermo-sensible sur la tuyauterie à travers la partie tubulaire et la pièce de maintien. Dans un mode de réalisation, ces moyens comportent une gaine de guidage, s'étendant entre la tête et la pièce de maintien, l'élément thermo-sensible étant par exemple un thermo-couple à l'extrémité d'un cible qui se prolonge suffisamment pour pouvoir déborder de part et d'autre de la gaine, ainsi qu'unie pièce d'appui solidaire de ce cible du côté opposé à l'élément thermo-sensible, et des moyens amovibles de rappel élastique de cette pièce d'appui, pour appuyer le thermo-couple sur la tuyauterie. Cette disposition permet d'accéder à la pièce d'appui pour retirer avec elle l'élément thermo-sensible, après relâchement des moyens amovibles de rappel élastique. La pièce de maintien étant installée normalement une fois pour toutes, il est possible selon l'invention de la réaliser sous la forme d'une portion de cylindre creux, comportant intérieurement une série de cannelures adjacentes, formant entre elles des dents de dureté élevée, obtenue par exemple par traitement thermique. On obtient ainsi une fixation de la sonde sur la tuyauterie qui résiste à des efforts de rotation et/ou de translation extrêmement élevés, au point de pouvoir supporter le poids d'un ouvrier qui s'appuierait par accident sur la sonde de température. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, et sur lesquels - La Figure 1 est une vue en coupe d'une tuyauterie sur laquelle est montée une sonde de température de l'invention, représentée en coupe partielle, - La Figure 2 est une vue correspondant à la Figure 1 dans le sens perpendiculaire, comportant une portion de tuyauterie sur laquelle est fixée la sonde de température de l'invention, également représentée en coupe partielle, et - La Figure 3 est une vue en coupe selon la ligne À-A de la Figure 2, illustrant seulement la pièce de maintien, ltélé- ment sensible et sa gaine. Sur les Figures 1 et 2,une tuyauterie 1 est entourée de colliers 2 et 3 en acier inoxydable, qui assurent la fixation d' une pièce de maintien 4 par l'intermédiaire de vis de serrage biles zue 5, et de deux gorges 6 et 7 de cette pièce de maintien. Sur la Figure 3 ces gorges apparaissent mieux en l'absence des colliers. On y voit également que la pièce de maintien 4 est en forme d'arc de cylindre creux. La surface cylindrique intérieure est manie de cannelures 8 formant entre elles des dents 9. Au centre est ménagé un passage cylindrique 11. Les dents 9-ont subi un traitement thermique qui les rend très dures. Les vis de serrage telles que 5 sont alors réglées pour un effort de serrage -d'environ 500 kg par exemple, et la pièce de maintien va se trouver solidement ancrée sur la tuyauterie. Cet ancrage résiste aussi bien aux efforts axiaux le long de la tuyau- terie qu'aux efforts de rotation,- à cause de l'incrustation des dents dans la tuyauterie au niveau du bord interne 10 de l'arc de cylindre 4 (Figure 1). D'après les Figures 1 et 2, une pibce tubulaire 13 est soudée par l'une de ses extrmités à la pièce de maintien 4. A son autre extrêmité, elle porte un filetage 14, sur lequel elle reçoit une tete 15, qui porte un filetage correspondant 12, et est maintenue par un contre-écrou 16. La tete 15 comporte une calotte 17, s'ouvrant par rotation, qui, lorsqu'elle est en position fermée, définit une cavité interne 18. Le filetage 12 de la tête 15 reçoit un élément annulaire 19 fileté en correspondance, et solidaire d'une gaine tubulaire 20. La gaine tubulaire 20 s'étend jusqu'au passage 11 qui est ménagé dans la pièce de maintien 4. A l'opposé de la calotte 17, et de part et d'autre de la pièce tubulaire 13, la tête 15 comporte deux logements cylindriques 21 et 22) fermés par une traverse commune 23, elle-m8me maintenue fixe par le serrage de l'élément annulaire 19. Au droit des logements 21 et 22, la traverse 23 comporte deux perçages cylindriques, permettant le passage à coulissement de tiges 24 et 25 respectivement. A l'intérieur du logement 21, la tige 24 comporte une clavette 26 immobilisant une collerette annulaire 27. Entre la collerette 27 et la traverse 23 est monté un ressort comprimé 28. L'autre tige 25 est montée de la même manière. Les deux tiges 24 et 25 portent deux autres clavettes 30 et 31 respectivement (figure 2). Les deux clavettes 30 et 31 maintiennent une autre traverse 32, qui est mobile et forme pièce d'appui. Cette pièce d'appui 32 est traversée par les tiges 24 et 25, et par l'intermédiaire des clavettes 30 et 31, elle est rappelée vers la gauche des Figures 1 et 2. Au centre de la traverse 32 est fixé un câble de thermocouple 33 qui s'étend, à travers la gaine tubulaire 20, son transducteur thermo-électrique d'extrêmité étant au contact de la tuyau terie 1. Ainsi l'effort de rappel, obtenu au moyen des ressorts tel que 28 sur la pièce d'appui 32, sollicite ltextrêmité transductrice de l'élément 33 pour la maintegir en appui sur la-tuyauterie 1. La gaine 20 permet d'éviter que l'effort exercé sur toute la longueur de l'élément 33 n'ait pour conséquence-une déformation latérale de ce dernier, malgré sa rigidité. La traverse mobile 32 sert également sur son autre face de support pour des bornes de raccordement électrique 35. Ces bornes sont reliées aux connextions de l'élément 33. par ailleurs, ces bornes sont reliées à un cible de raccordement extérieur, non représenté, t raversant la calotte 17. Suivant les applications, le transducteur thermo-électrique peut être non seulement un thermo-couple, mais aussi par exemple une thermistance, ou un autre type de résistance sensible à la température. Il suffit que le transducteur soit d'assez faibles dimensions pour pouvoir être incorporé à l'extr8mité d'un cible tel que 33. Selon l'invention, là fixation de la sonde est effectuée à demeure sur la tuyauterie, au moyen de la pièce de maintien 4 et des colliers 2 et 3. A Itautre extrémité, la tête 17 sert au raccordement électrique, et I1 appui du transducteur sensible sur la tuyauterie est réalisé au moyen de la traverse 72, qui pote également des bornes électriques. Il suffit donc en fait de dégager les tiges guides 24 et 25 pour pouvoir échanger l'ensemble constitué par la traverse 32 avec d'une part l'élément sensible 33, et autre part les bornes due raccordement 35. On comprend aisément que ctest la possibilité de fixation à demeure du corps de sonde qui permet de prévoir une pièce de maintien comportant des dents qui s'incrustent dans la tuyauterie. En effet, dans lthypothèse de plusieurs démontages successifs, l'en- dommagement de la tuyauterie consécutif à ces démontages serait rapidement désastreux. Outre la grande solidité de la fixation obtenue par la pièce de maintien 4 de l'invention il convient de remarquer la possibilité de l'utiliser pour une très grande gamme de diamètres extérieurs de tuyauterie, allant par exemple de 35 à 500 mm. REVENDICATIONS 1.- Sonde de temperature pour des fluides circulant en tuyauterie, du type comportant un dispositif de fixation sur la tuyauterie, agencé pour y maintenir appuyé un élément thermo-sensible, caractérisée en ce que le dispositif de fixation comporte une pièce de maintien susceptible d'être mise en appui sur la tuyauterie tout en offrant un passage vers cette dernière, des moyens de fixation de la pièce de maintien sur la tuyauterie, une pièce tubulaire, fixée à la pièce de maintien par l'une de ses extrêmités, pour communiquer avec ledit passage, une tête montée à l'autre extrémité de la pièce tubulaire, ladite tête définissant une cavité interne accessible, communicant avec l'intérieur de la pièce tubu laird, et par là avec la pièce de maintien, ainsi que des moyens permettant d'appuyer de façon amovible ledit élément thermo-sensible sur la tuyauterie à travers la partie tubulaire et la piece de maintien, ce qui permet d'accéder à la pièce d'appui pour retirer avec elle lsélément thermo-sensible, avec relachement des moyens amovibles de rappel élastique. 2.- Sonde de température selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens permettant d'appuyer de façon amovible l'élément thermo-sensible sur la tuyauterIe comprennent une gaine de guidage s'étendant entrer la tête et la pièce de maintien, l'élément thermo-sensible possédant un prolongement suffisant pour lui permettre de déborder de part et d'autre de cette gaine, pièce d'appui solidaire de ce prolongement du côté opposé à l'élément thermo-sensible, et des moyens amovibles de rappel élastique de cette pièce d'appui pour appuyer l'élément thermo-sensible sur la tuyauterie. 3.- Sonde de température selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément thermo-sensible est un transducteur thermo-dlectriiue, et que ladite pièce d'appui comporte des bornes connectées électriquement à ce transducteur. 4.- Sonde de température selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisée en ce que la tête comporte un élément intérieur solidaire de la gaine pour permettre son maintien. 5.- Sonde de température selon l'une des revendications 1 à 4, caractorisée en ce que la pièce de maintien est en forme de ration de cylindre creux. 5.- Sonde de température selon la revendication 5, ca ractrisée en ce que les moyens de fixation comprennent au moins un collier. 7.- Sonde de température selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que la pièce de maintien comporte intérieurement une série de cannelures adJacentes formant des avents entre elles, ce qui permet la fixation, pour une large gamme de diamètres de tuyauterie. 8.- Sonde de température selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdites dents ont une dureté importante, obtenue par traitement thermique. 9.- Sonde de température selon l1une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la pièce tubulaire est fixée par soudage à la piece de contact et par filetage à la tête creuse. 10.- Sonde de température selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que ladite tête creuse comporte une calotte fermant de façon amovible la cavité interne de la téte, ce qui permet l'accès précité, pour échanger l'élément thermosensible.