Brevet FR2259637A1 — publié le 19750829

L'invention se rapporte à un appareil indicateur du degré d'encras sement d'un filtre monté sur une conduite de fluide et, plus particulièrement, elle concerne un tel appareil comportant une membrane qui peut coulisser dans un boîtier contre la force d'un ressort réglable, et des moyens conçus pour indiquer la position de cette membrane. Il est connu que l'encrassement croissant d'un filtre placé dans une conduite destinée à la circulation d'un fluide, par exemple l'eau, entraîne une augmentation constante de la chute de pression au niveau d'un tel filtre C'est pourquoi il est possible de suivre le degré d'encrassement d'un filtre en observant la variation de la pression différentielle au niveau de celui-ci. Toutetois, cette méthode simple est inutilisable quand la vitesse d'écoulement de l'eau dans la conduite est variable en vertu des conditions de service. En effet, la chute de pression causée dans un filtre par la vitesse d'écoulement seule n'est pas constante mais, comte on le sait, elle dépend fortement de la grandeur de cette vitesse. Par suite, la chute de pression détectable extériew rement à ce filtre ne peut pas etre décomposée en ses deux fractions, résultant respectivement de la vitesse d'écoulement et du degré d'encrassement. C'est pourquoi l'invention a pour but de fournir un appareil indicateur du degré d'encrassement d'un filtre qui ne comporte pas l'indication erronée causée par la vitesse d'écoulement du fluide dans la conduite. La solution réside selon l'invention, dans un appareil indicateur du degré d'encrassement d'un filtre, comportant une membrane qui peut coulisser dans un boîtier et des moyens d'indication de la position de la membrane, cet appareil indicateur étant remarquable par les points suivants a) la membrane est reliée à un piston présentant une plus petite surface qu'elle, disposé coaxialement, limitant une première chambre située entre lui et cette membrane, et limitant par ailleurs une seconde chambre située sur son ~côté opposé à la première chambre, b) la conduite destinée au fluide est pourvue du côté amont du filtre, d'un organe constituant un obstacle qui provoque à son niveau une pression différer tielle, c) la première chambre située entre la membrane et le piston communique avec la conduite en amont de l'obstacle, une troisième chambre située du côté de la membrane opposé à la première chambre communique avec la conduite en aval de l'obstacle mais en amont du filtre et la seconde chambre située derrière le piston co#riiuiique avec la conduite du côté aval du filtre, si bien que ladite pression différentielle agit sur la membrane. Le fonctionnement de cet appareil indicateur, conforme à l'invention repose sur le principe suivant La pression différentielle totale de deux obstacles disposés l'un après l'autre dans une conduite destinée à la circulation d'un fluide et qui sont, par exemple, un diaphragme et un filtre, présente, en fonction de la vitesse d'écoulement du fluide, une variation analogue à celle de la pression différentielle au diaphragme seulement. Il en est de meme si le diaphragme est remplacé par un déflecteur, par un tube de Pitot ou encore par un tube de Venturi. Toutefois, il se produit une modification dans la variation de la pression différentielle totale lorsque la résistance à l'écoulement présentée par l'un des obstacles , par exemple le filtre, varie avec le temps. Ce cas se produit lorsque l'encrassement du filtre augmente.Donc, si tout d'abord, on fait agir la pression différentielle existant au niveau du diaphragme sur une membrane tendue dans une chambre, cette membrane se déplace oenformement à la grandeur de cette pression différentielle. Si ensuite, par l'intermédiaire d'un piston relié à la membrane, disposé coaxialement, et soumis à la force d'un ressort de compression, on fait agir sur cette dernière la pression qui règne dans la conduite en aval du filtre, le déplacement de la membrane se fait en fonction de la résistance du filtre à l'écoulement du fluide. Etant donné que la pression différentielle au niveau du diaphragme est prédéterminée en fonction de la vitesse d'écoulement, la position momentanée de la membrane indique cette fois le degré d'encrassement du filtre.Bien entendu, à cet effet, il faut harmoniser convenablement les dimensions des organes coopérant dans cet appareil. Quand les éléments filtrants du filtre sont neufs, la pression différentielle au niveau du diaphragme et la pression différentielle totale sont dans un rapport connu et déterminé. Ce rapport est déterminable par la valeur du rapport entre les surfaces de la membrane et du piston qui est relié à celle-ci. Par suite, en meme temps que la force du ressort de compression qui sollicite le piston et donc la membrane, on fixe la valeur de lâ force de cette dernière. De ce fait, si la valeur numérique du rapport entre la pression différentielle totale et la pression différentielle au niveau du diaphragme est égale à la valeur numérique du rapport entre la surface du piston et celle de la membrane, une condition d'équilibre est atteinte et il ne se produit aucun déplacement de la membrane.Par contre, lorsque le rapport entre ces deux pression différentielles comparées varie, ce qui se produit avec le temps par suite de l'encras- sement du filtre, il se produit un déplacement de la membrane jusqu a ce que le ressort de compression, comprimé davantage et agissant sur le piston, établisse un nouvel état d'équilibre des forces contraires en présence à ce moment. Pour rendre visible ce nouvel état d'équilibre, on prévoit dans l'appareil conforme à l'invention,uTle tige indicatrice qui peut coulisser axialement vers l'extérieur dans un boîtier transparent, sous l'action du piston qui est lui-méme solidaire de la membrane. Par contre, cette tige indicatrice n'est pas accouplée au piston, et peut etre ramenée à sa position initiale par un dispositif de manoeuvre On conviendra que lorsqu'on connaît le principe fondamental et le fonctionnement de cet appareil, les dimensions à donner aux organes nécessaires rentrentdans le savoir-faire de l'hotte de l'art et n'ont pas besoin d'être inde quées avec plus de détails. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description suivante, faite en relation avec la figure ci-jointe représentant de manière schématique un mode d'exécution non limitatif d'appareil indicateur. Comme représenté dans cette figure, dans le cours de la conduite 27, un diaphragme 16 et un filtre 18 sont disposés à la suite l'un de l'autre. Dans un bottier 22 se trouve une membrane il qui peut coulisser à l'encontre de la force d'un ressort de compression 6. Ce ressort 6 est lui-meme réglable grâce à un guide de ressort Z que l'on peut faire coulisser axialement au moyen d'un filetage. Ce guide de ressort 2 muni d'un joint 4 est percé pour recevoir une tige indicatrice 3. Pour assurer l'étanchéité de la perforation, des joints toriques S sont 3nevus.-La position de la tige indicatrice 3 est visible à travers un bottier transparent 1. un piston 7 est relié solidairement à la membrane 11 au moyen d'un élément de liaison 9. Ce piston 7 est disposé coaxialement à la membrane il et muni d'un joint 8. En outre, ce piston 7 présente une plus petite surface active que la membrane 11, et limite d'un côté la chambre 10 de la membrane Il et de l'autre côté une autre chambre 23. Devant le filtre 18, qui est entouré par un boîtier 19, est prévu le diaphragme 16. Par ailleurs, on doit remarquer que la membrane 11 sépare la chambre t0 d'une autre chambre 12.La chambre 10 située entre la membrane Il et le piston 7, est reliée par un tuyau de liaison 13 à la conduite 27, piqué au point 15 situé en amont du diaphragme 16, et la chambre 12 située de l'autre côté de la membrane est reliée par le tuyau de liaison 14 à la conduite 27, au point 17 situé en aval du diaphragme. Pour sa part, la chanbre 23 située derrière le piston 7 est reliée par le tuyau de liaison 21 à la conduite 27,~au point 20 situe en aval du filtre 18. On doit reconnaître que par suite de cette disposition, la pression différentielle au niveau du diaphragme 16 agit sur la membrane 11. La tige indicatrice 3 n'est pas accouplée à la membrane Il ni au piston 7, et peut seulement coulisser axialement vers ltextérieur quand la membrane 11 se déplace. Par un dispositif de manoeuvre formé d'un poussoir 24, d'un ressort de compression 25 et d'un bouton 26, la tige indicatrice 3 peut être repoussée en direction axiale quand la membrane 11 est dans une position appropriée. De ce qui précède, on peut maintenant facilement comprendre le fonc tionnemnt de l'appareil indicateur objet de l'invention. La différence de pression au niveau du diaphragme 16 provoquée par l'écoulement du fluide, agit par l'intermédiaire des chambres 10, 12 sur les deux faces de la membrane -11 et conjointement avec le ressort de compression 6, elle cause un coulissement de cette membrane 11 jusqu'S ce qu t une condition d'équilibre s'établisse. Etant donné que la chambre 23 est reliée par le tuyau 21 à la conduite 27 en aval du filtre 18, la pression différentielle qui se produit au niveau du filtre 18, agit par l'intermédiaire du piston 7 sur l'é- quilibre de la membrane 11. A mesure que le filtre 18 s'encrasse davantage,la pression dans la chambre 23 diminue.Par suite, la membrane il est amenée à coulisser contre l'action -du ressort de compression 6 jusqu a ce qu'un nouvel équilibre s'établisse. Ce coulissement a en méme temps pour effet de pousser vers 1 'extérieur la tige indicatrice 3 dans le boîtier transparent 1. Quand la tige 3 atteint une position déterminée dans le boîtier 1li la chute de pression# causée par 1 t encrassement du filtre a atteint de son côté la valeur permise, de sorte qu'il devient nécessaire de nettoyer ce dernier ou de le changer. Cet appareil indicateur permet de contrôler continuellement l'état d'encrassement du filtre sans qu'il soit nécessaire de le démonter. En outre, l'indication de l'appareil n'est pas faussée par des chutes de pression résultant de la vitesse d'écoulement, en particulier dans la gamme des grandes vitesses d'écoulement. De plus, cette indication est indépendante de la viscosité du fluide. De ce fait, cet appareil indicateur convient pratiquement à tous les fluides liquides et gazeux, en particulier à l'eau. REVENDICATIONS 1.- Appareil indicateur du degré d'encrassement d'un filtre monté sur une conduite de fluide, comportant une membrane qui peut coulisser dans un boîtier et des moyens agencés pour indiquer la position de cette membrane dans le boîtier, cet appareil étant caractérisé par le fait que a) la membrane est reliée à un piston présentant une plus petite surface qu'elle, disposé coaxialement, limitant une première chambre située entre lui et cette membrane, et limitant par ailleurs une seconde chambre située sur son côté opposé à la première chantre, b) la conduite destinée à la circulation du fluide est pourvue du côté amont du filtre, d'un organe constituant un obstacle qui provoque à son niveau une pression différentielle, c) la première chambre située entre la membrane et le piston communique avec la conduite en amont de l'obstacle, une troisième chambre située du côté de la membrane opposé à la première chambre communique avec la conduite en aval de l'obstacle mais en amont du filtre, et la seconde chambre située derrière le piston communique avec la conduite du côté aval du filtre, si bien que ladite pression différentielle agit sur la membrane. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'obs- tacle est un diaphragme, un déflecteur, un tube de Pitot ou un tube de Venturi. 3.- Appareil selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, une tige indicatrice agencée pour coulisser axialement vers 1 'extérieur dans un boîtier transparent sous l'action de la membrane mais n'étant pas accouplée à celle-ci, et pouvant être repoussée en sens opposé par un dispositif de manoeuvre.