Brevet FR2282108A1 — publié le 19760312

La présente invention concerne un détecteur-indicateur d'effort, et plus particulièrement un détecteur-indicateur d'effort destiné à la mesure de la vitesse d'un fluide circulant dans une conduite. I1 est déjà connu et utilisé depuis fort longtemps de mesurer la vitesse d'un fluide circulant dans une conduite en mesurant en fait la pression cinétique du fluide qui circule dans ladite conduite. Des dispositifs souvent employés dans ce but sont constitués par de s des détecteurs-indicateurs du type comportant une palette mobile que l'on place à l'intérieur de la conduite dans laquelle circule le fluide et perpendiculairement à l'axe de ladite conduite, et sur l'une des faces de laquelle vient donc s'exercer la pression cinétique dudit fluide, et un moyen de rappel de ladite palette constitué par une tige-ressort dont une première extrémité est rigidement fixée par rapport à ladite conduite et dont l'autre extrémité se déforme élastiquement lors des dépla-cements de ladite palette mobile. Mais de tels dispositifs présentent de nombreux inconvénients. Un premier inconvénient fondamental provient du fait que l'effort appliqué par le fluide sur la palette mobile, effort qui est proportionnel à la surface de ladite palette mobile et à la pression cinétique dudit fluide, n'est pas proportionnel à la viteste de ce dernier, mais au carré de ladite vitesse puisque ladite pression cinétique du fluide est en général (pour les vitesses le plus-couramment concernées)est le même proportionnel au carré de ladite vitesse. Et il s'ensuit donc que l'effort exercé sur la palette mobile est une fonction rapidement croissante de la vitesse du fluide dans la conduite. Or, les moyens de rappel de la palette mobile étant, eux, presque toujours constitués par des ressorts dont la force de rappel quant à elle proportionnelle aux déplacements desdits ressorts1 il apparatt que l'on est obligé de munir de tels détecteurs-indicateurs d'échelles de lecture graduée dont les divisions ne sont pas régulièrement réparties le long de ladite échelle, mais qui seront très rapprochées pour les faibles valeurs, correspondant à de faibles vitesses du fluide, et au contraire très espacées pour les grandes valeurs de la vitesse dudit fluide.Ainsi sera-t-on obligé, si l'on veut pouvoir lire sur un tel détecteur-indicateur de grandes valeurs de vitesse pour le fluide, de prévoir un ressort de rappel présentant une raideur assez importante, ce qui entrain l'impossibilité d'utiliser ce même ressort pour de faibles vitesses du fluide, les déplacements correspondant de la palette mobile devenant alors trop faibles pour être détectés avec une précision suffisante, et par conséquent, la nécessité de prévoir un jeu de ressorts différents pour chaque gamme de vitesses du fluide dans la conduite. Aussi la présente invention a-t-elle pour but de proposer un détecteur-indicateur d'effort d'un type tel que les déplacements de la palette mobile ne soient plus proportionnels aux efforts ap pliqués sur cette dernière, mais soient au contraire, proportionnels à une fonction quelconque choisie à l'avance desdits efforts. I1 sera ainsi en particulier possible, en référence à l'exemple précédent d'un détecteur-indicateur de la vitesse d'un fluide dans une conduite, de rendre les déplacements de la palette mobile proportionnels à la racine carrée de l'effort exercé par-la pression ci nétlque du fluide sur ladite palette, et donc de rendre les déplacements de la palette proportionnels à la vitesse du fluide dans la conduite. Ce but est atteint, conformément à l'invention gr ce à un détecteur-indicateur d'effort, caractérisé en ce qu'il comporte un support rigide maintenu dans une position fixe par rapport à une première extrémité d'une tige-ressort qui constitue le moyen de rappel d'une palette mobile, ce support rigide étant disposé sensiblement parallèlement à ladite tige-ressort et présentant un profil géométrique particulièrement choisi pour que ladite tigeressort vienne en contact avec ledit support rigide lors de sa déformation consécutive à un déplacement de la palette mobile et que les zones dudit support rigide et de ladite tige-ressort od s'effectue le contact entre ces derniers se déplacent le long de ceux-ci lorsque l'on fait varier effort appliqué sur ladite palette. Ainsi apparatt un premier avantage de la présente invention, avantage qui réside dans le fait que les déplacements de la palette, qui commandent ceux, par exemple de l'aiguille indicatrice du détecteur-indicateur devant son échelle de lecture, la plage utilisable pratiquement de l'échelle graduée correspondant à un calibre donné pour le détecteur-indicateur sera beaucoup plus importante qu'avec les détecteurs-indicateurs classiques connus. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple indicatif, mais non limitatif, d'un mode de réalisation d'un détecteur-indicateur d'effort selon l'invention. Cette description est faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique représente une vue en coupe axiale d'une conduite sur laquelle est monté un détecteur-indicateur selon l'invention. Cdrnrfle on peut le voir sur cette figure unique, le déteciur- indicateur d'effort selon l'invention est monté dans une conduite 1 dans laquelle un fluide 2 circule dans le sens schématisé par la flèche 3. Ce détecteur-indicateur d'effort comporte d'une façon connue en soi une palette mobile circulaire 4 fixée à 1 'une des extrémités 5a d'une tige rigide 5 qui est articulée à son autre extrémité 5b autour d'un pivot fixe 6 d'axe 6a perpendiculaire à ladite tige rigide 5 et parallèle au plan de la palette mobile circulaire 4. Le pivot 6 est monté dans le socle 7 du détecteurindicateur qui est lui meme fixé dans un orifice la traversant la paroi lb de la conduite 1. Le dispositif de rappel dans le sens de la flèche 8 de la palette mobile 4 est constitué par une tige-ressort 9 dont une première extrémité 9a est rigidement fixée et encastrée dans le socle 7 du détecteur-indicateur. L'autre extrémité 9b de cette tigeressort 9 qui se déforme élastiquement lors deys déplacements de la palette mobile 4 dans le sens contraire de la flèche 8 comporte un ergot 9c perpendiculaire-à la direction de ladite tige-ressort 9 et dirigé vers la face arrière 4a de- ladite palette mobile 4 avec laquelle il est en contact au centre 4b de ladite face 4a. Le détecteur-indicateur d'effort selon l'invention comporte essentiellement un support rigide 10 qui est disposé sensiblement parallèlement à la tige-ressort 9 et qui est encastré à son extrémité lOa dans le socle 7'dudit détecteur-indicateur. La face avant lOb, en référence au sens de parcours 3 du fluide 2 se trouve, à proximité du' socle 7, presque au contact de la tigeressort 9 lorsque. cette dernière est au repos. Cette face avant 10b du support rigide 10 présente un profil géométrique particulièrement choisi pour que cette tige-ressort 9 vjenne en contact avec elle lors de ses déformations consécutives à un déplacement de la palette mobile 4 dans le sens contraire de la flèche 8 lorsque le fluide 2 s'écoule dans le sens de la flèche 3 dans la conduite 1.Et ce profil géométrique est plus spécialement choisi pour que les zones de contact 11, 12, 13 entre le support rigide 10 et les positions successives-, schXmatisées en trait interrompu sur la figure, que peut venir occuper la tige-ressort 9, se dé- placent dans le sens de la fleche 14, le long dudit support rigide 10 pour un déplacement de la pa}ette 4 dans le sens contraire de la flèche 8. La tige-ressort 9 pourra avantageusem nt autre constitue par un tronçon de corde à piano. I1 découle de ce qui précède le fonctionnement suivant Lorsque le fluide 2 a une vitesse nulle dans la conduite 1, ou lorsque cette dernière est vide, aucun effort ne s'exerce sur la face avant 4c de la palette 4 et les deux tiges rigides 5 et ressort 9 s'étendent parallèlement entre'elles et radialement par rapport à la conduite 1. Si le fluide 2 s'écoule dans le sens de la flèche 3, dans la conduite 1, sa pression cinétique exercera, aux vitesses concernées, un' effort proportionnel au carré de la vitesse dudit fluide sur la face avant 4c= de la palette 4.Cet effort aura bien sûr tendance à faire pivoter cette palette 4 et la tige rigide 5 qui la soutient autour de l'axe 6a du pivot 6 dans le sens contraire de la flèche 8 et à faire ainsi passer ces différents éléments dans l'une des positions schématisée en pointill sur la figure. Mais comme il' l'a été dit, le profil de la face avant lOb du support rigide 10 a été choisi expérimentalement pour que la zone de contact entre la tige-ressort 9 et le support 10 se déplace dans le sens de la flèche 14 le long dudit support 10 au fur et à mesure que l'effort exercé sur la face avant 4c de la palette 4 augmente. Et l'on conçoit qu'il est ainsi possible de changer la longueur utile, comprise entre ladite zone de contact et son extrémité 9b de ladite tige-ressort 9. I1 est ainsi possible de rendre les déplacements angulaires de ladite palette 4 et de la tige rigide 5 proportionnels à une fonction quelconque choisie à l'avance des efforts appliqués sur ladite palette 4.La tige rigide 5 qui pivote autour de l'axe 6a du pivot 6 peut alors commander, par l'intermédiaire d'un dispositif quelconque connu en soi, soit le déplacement d'une aiguille devant une échelle graduée de lecture, soit un interrupteur ou un dispositif d'alarme ou de sécurité, ou encore l'ensemble de ces dispositifs. Bien entendu, le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est donné qu'à titre purement indicatif et il est par conséquent possible d'y apporter diverses modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention délimité par les revendications annexées. En particulier, le mode de réalisation décrit concernant plus précisément un dispositif de mesure de la vitesse dans le sens de la flèche 3, d'un fluide 2 dans une conduite, le profil géométrique de la face avant lOb du support rigide 10 a été choisi de telle sorte que les déplacements angulaires de la palette 4 et de la tige rigide 5 soient proportionnels à la racine carrée des efforts exercés sur ladite palette 4 par la pression cinétique dudit fluide 2, de telle sorte que lesdits déplacements angulaires soient en définitive proportionnels à la vitesse dudit fluide 2, mais il esttrès possible, en choisissant expérimentalement un autre profil géométrique pour ladite face avant lOb du support rigide 10, de rendre lesdits déplacements proportionnels à toute autre fonction choisie A l'avance des efforts exercés sur ladite palette 4, fonction qui serait utile dans un autre domaine d'application tel que, notamment des pesées. REVENDICATIONS 1. Détecteur-indicateur d'effort du type comportant une palette mobile sur laquelle est appliqué ledit effort et un moyen de rappel de ladite palette constitué par une tige-ressort dont une première extrémité est rigidement fixée et dont l'autre extrémité se déforme lors des déplacements de ladite palette mobile, caractérisé en ce qutil comporte un support rigide maintenu dans une position fixe par rapport à ladite première extrémité de la tige-ressort, ce support rigide étant disposé sensiblement parallèlement à cette dernière et présentant un profil géométrique particulièrement choisi pour que ladite tige-ressort vienne en contact avec ledit support rigide lors de sa déformation consécutive à un déplacement de la palette mobile et que les zones dudit support rigide et de ladite tige-ressort où s'effectue le contact entre ces derniers se déplacene long de ceux-ci lorsque l'on fait varier ledit effort appliqué sur ladite palette. 2. Détecteur-indicateur d'effort selon la revendication 1, caractérisé en ce que la palette mobile est fixée à l'une des ex- trémités d'une tige rigide articulée à son autre extrémité autour d'un pivot d'axe fixe perpendiculaire à ladite tige rigide et parallèle au plan de ladite palette mobile. 3. Détecteur-indicateur d'effort selon l'une quelconque des revendications I et 2,-caractérisé en ce que l'extrémité de la tige- ressort qui se déforme élastiquement lors des déplacements de la palette mobile comporte un ergot 'perpendiculaire à la direction de ladite tige-ressort et dirigé vers l'une des faces de ladite palette mobile avec le centre de laquelle ledit ergot vient en contact. 4. Détecteur-indicateur d'effort selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la palette mobile, la tige-ressort et le support rigide sont destinés à être introduits dans une conduite dans laquelle circule un fluide dont on désire mesurer la vitesse, et que le profil dudit support rigide est choisi de telle sorte que les déplacements axiaux de ladite palette mobile et/ou les déplacements angulaires de la tige rigide à l'extrmité de låquelle est fixée ladite palette mobile sont proportionnels à la racine carrée des efforts exercés sur ladite palette par la pression cinétique du fluide circulant dans ladite conduite. 5. Détecteur-indicateur d'effort selon l'une quelconque des revendic ations 18 4, caractérisé en ce que la tige a l'extrémité de laquelle est fixée la palette mobile commande par 1' in- termédiaire d'un dispositif connu en soi le déplacement d'une aiguille devant une graduation. 6. Détecteur-indicateur d'effort selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tige à l'extrémité de laquelle est fixée la palette mobile commande par l'intermédiaire d'un di-spositif connu en soi un interrupteur ou un dispositif d'alarme ou de sécurité. 7. Détecteur-indicateur d'effort selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tige-ressort qui constitue le moyen de rappel de la palette mobile est constituée par un tronçon de corde a piano. 8. Détecteur-indicateur 'd'effort selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le profil du support rigide est choisi dé telle sorte que les déplacements axiaux de la palette mobile et/ou les déplacements angulaires de la tige rigide à l'extrémité de laquelle est fixée ladite palette mobile soient proportionnels à une fonction quelconque choisie à l'avance des efforts exercés sur ladite palette.