Brevet FR2254017A1 — publié le 19750704

L'invention due à FEOKTISTOV Evgeny Ilich, CHECHULIN Evgeny Arkadievich, ZONOV Nikolai Semenovich, PROZOROV Leonid Kronidovieh, POSKRYAKOV Jury Maximovich, KREMENNOI Grigory Grigorievich, GORYA CHI Vladimir Mikhailovich, est relative à la construction des instruments de mesure et des appareils de signalisation ; elle conoer- ne plus specialement les avertisseurs de niveau de liquide destinés à signaler le niveau de ces liquides dans des bacs divers et des appareils technologiques, y compris ceux travaillant sous forte surpression.Avec de tels avertisseurs on peut équiper toutes sortes de bacs utilisés dans 1'industrie extractive pUtrolière, y compris ceux munis d'un toit flottant ou ponton. Les avertisseurs en question peuvent servir également à contrôleur le niveau dans des puits d'eaux usées, dans des installations hydrauliques diverses, ainsi que le niveau des produits alimentaires liquides. I1 existe un avertisseur de niveau de liquide comprenant un flotteur, un aimant fixe, un contact à commande magnétique disposé dans le champ de dispersion dudit aimant fixe ainsi qutun dispositif réuni au flotteur et servant à compenser l'action du flux magnétique de dispersion sur le contact à commande magnétique. Dans cet avertisseur, le- dispositif compensateur de l'action du flux magnétique de dispersion sur le contact à commande magnéti- que est réalisé sous forme d'un piston-noyau en métal magnétoperméable fixé à demeure au flotteur par une extrémité ; son autre extrémité se déplace dans un tube en matière amagnétiqué. La commutation du contact à commande magnétique se fait par shuntage partiel du flux magnétique de dispersion de l'aimant fixe à travers le contact à commande magnétique au moyen du piston-noyau en matériau perméable au flux magnétique. Or, le shuntage partiel du flux magnétique de dispersion n'assure pas la commutation sûre du contact à commande magnétique. Le flux magnétique de dispersion varie lentement près du contact à commande magnétique, au fur et à mesure que change le niveau de liquide à surveiller. Cela retarde I'accroissement de l'effort entre les électrodes du contact à commande magnétique, la résistance de contact augmente, les électrodes broutent en fonctionnement. La construetion de l'avertisseur oonnu pour surveiller le niveau des liquides et destiné à être monté sur des appareils technologiques soumis à forte surpression se heurte à des difficultés sérieuses dues à la réalisation du flotteur. Celui-ci est en géndral creux et doit satisfaire à deux sujétions contradictoires: être suffisamment flottable, et, en même temps, résister à l'écra- sement. En outre, l'avertisseur connu de niveau de liquide ne pourrait pas servir à l'équipement des réservoirs à ponton du fait que le flotteur et le piston-noyau en métal sont reliés l'un à l'autre de façon rigide. L'invention se propose de mettre au point un avertisseur de niveau de liquide dans lequel les défauts ci-dessus mentionnés soient évités. On a assumé à l'invention la tâche d'étudier, au sein de l'avertisseur de niveau de liquide, un dispositif compensateur de l'action du flux magnétique de dispersion sur le contact à commande magnétique capable d'assurer la variation du flux magnétique de dispersion à une vitesse indépendante de celle à laquelle.varie le niveau du liquide. Ce problème est résolu par le fait que, dans l'avertisseur de niveau liquide comprenant un flotteur coopérant avec ce liquide, un aimant fixé à demeure dans le boîtier de l'avertisseur, un contact à commande magnétique disposé dans le champ de dispersion dudit aimant et un dispositif relié au flotteur et servant à compenser l'action du flux magnétique de dispersion sur le contact à commande magnétique, selon l'invention, le dispositif compensateur de l'action du flux magnétique de dispersion sur le cOntact à commande magnétique a la forme d'un autre aimant orienté à tout moment de telle sorte, par rapport au premier aimant, que les pales des deux aimants qui se font face sont des paroles de noms contraires ;; un lien souple réunit au flotteur cet aimant installé dans le bottier de l'avertisseur avec possibilité de déplacement en direction du premier aimant jusqu'à ce qu'il soit attiré par celui-ci au moment où le flotteur descend dans le liquide surveillé. Pour simplifier la technologie de la fabrication du flotteur et permettre ;'remploi de l'avertisseur de niveau de liquide conforme à l'invention sur des appareils technologiques où règnent de fortes surpressions, on a réalisé le flotteur de façon telle que son poids volumique approche du poids spécifique du liquide. Par poids volumique du flotteur l'on doit entendre le rapport de son poids au volume de liquide que le flotteur déplace à l'état complètement submergé. -L'avertisseur de niveau de liquide conforme à l'invention a l'avantage d?Aetre très sflr en fonctionnement, ce qui est dû au fait que le dispositif envisagé pour compenser l'action du flux magnétique de dispersion sur le contact à commande magnétique permet de brusquer la commutation du contact, laquelle se fait par saut, indépendamment de la vitesse de la variation du niveau de liquide. Dans ce qui suit, l'invention est explicitée par la description d'un mode de sa réalisation et un dessin représentant le schéma de principe de l'avertisseur de niveau de liquide conforme à l'invention. L'avertisseur de niveau de liquide, tel que représenté sur le dessin, comprend un bottier I qui par une cloison 2 en matière amagnétique est divisé en deux chambres : supérieure 3, en communication avec l'atmosphere,et inférieure 4, reliée à un réservoir 5 contenant du liquide dont le niveau est à surveiller. Dans la chambre supérieure 3, au voisinage immédiat de la cloison ? en en matière amagnétique, est monté un contact 6 à commande magnétique dont les électrodes sont normalement ouvertes. Un premier aimant 7 de forme rectangulaire est fixé à demeure sur la cloison 2 en matière amagnétique dans la chambre inférieure 4 de telle sorte que les axes longitudinaux de l'aimant 7 et du contact 6 à commande magnétique sont parallèles entre eux et passent-verticalement l'un au-dessus de l'autre. Un autre aimant, mobile, 8 est monté, toujours dans la chambre inférieure 4, parallèlement à l'aimant fixe 7 au-dessous de ce dernier de telle sorte-que les pales des deux aimants qui se regardent soient des pôles de noms contraires. La forme et les dimensions de l'aimant fixe 7 sont.analogues à celles de l'aimant mobile 8. Un ruban élastique 9 réunit l'aimant mobile 8 au flotteur 10. On peut modifier la longueur du ruban élastique 9 suivant le niveau à surveiller. Le montage de l'aimant mobile 8 prévoit son déplacement en direction de l'aimant 7 et, quand dans le réservoir 5 le liquide vient s'installer à un niveau plus bas que le niveau limite supérieur, l'aimant 8 sur lequel agit le poids du flotteur 10 est maintenu à sa position basse et bute alors contre des limiteurs de -course il et 12. Cela étant, le champ magnétique de l'aimant fixe 7 se boucle parle contact à c-ommande magnétique 6 qui s'en trouve fermé. L'aimant mobile 8 est monté à une distance de l'aimant fixe 7 permettant son attraction par l'aimant 7 quand le flotteur 10 plonge dans le liquide. Chacune des électrodes du contact à commande magnétique 6 se raccorde par des conducteurs aux bornes électriques 13 et 14 servant à établir la connexion entre l'avertisseur et le circuit extérieur de protection ou de signalisation (non représenté sur le dessin). L'avertisseur de niveau de liquide conforme à l'invention présente le fonctionnement suivant. Supposons que le réservoir 5 se remplisse de liquide qui s'installe au niveau limite imposé. Au fur et à mesure que le flotteur 10 plonge dans le liquide, il devient plus "léger", si bien que l'effort dirigé vers le bas du flotteur et appliqué à l'aimant mobile 8 par l'intermédiaire du ruban élastique 9 commence à faiblir. La traction dirigée vers le haut, traction résultant de l'interaction des champs mNyetiques des aimants 7 et 8 dépasse pour un certain niveau de liquide le poids du flotteur 10 immergé. Cela étant, l'aimant mobile 8 se place par saut en position supérieure (représentée sur le dessin en trait interrompu) et entrasse en mebme temps le flotteur 10, ainsi donc, le flotteur 10 et l'aimant mobile 8 sont déplacés avec une vitesse qui ntest pas influencée par celle de la hausse du niveau du liquide dans le réservoir 5. Le déplacement de l'aimant mobile 8 vers l'aimant fixe 7 se faisant par saut, il en est de même de l'intensité du champ magnétique de dispersion autour du contact à commande magnétique 6 , laquelle diminue par saut également; il s'ensuit que le contact à commande magnétique 6 s'ouvre. Une impulsion électrique est envoyée alors dans le circuit extérieur par les bornes 13 et 14 qui avertit du niveau élevé du liquide dans le réservoir5. Supposons maintenant que 1 liquide baisse dans le réservoir 5. Le flotteur 10 devient alors de plus en plus "lourd", si bien que pour un niveau quelconque du liquide son effort dirigé vers le bas et agissant sur l'aimant mobile 8 par l'intermédiaire du ruban élastique 9 dépasse l'attraction des aimants 7 et 8. Cela étant, l'aimant mobile 8 se détache de l'aimant fixe 7, et passe par saut en position inférieure où il bute contre les limiteurs de course 11 et 12. Le déplacement brusque de l'ai mant mobile 8 vers le bas entratne l'accrois ement-tout aussi brusque du flux magnétique de dispersion autour du contact à commande magnétique 6, lequel se ferme. Ainsi donc, la baisse du liquide dans le bac 5 au-dessous d'une certaine limite s'accompagne d'un déplacement momentané de l'aimant mobile 8; quelle que soit la vitesse à laquelle baisse le liquide. Il ressort, de la description du fonctionnement de l'avertisseur de niveau de liquide,que le flux magnétique de dispersion varie par saut près du contact à commande magnétique 6 quand varie le niveau du liquide, sans rapport avec la vitesse de cette variation. Cela assure une commutation sûre du contact à commande magnétique 6 > avec une pression de contact suffisante.Dans le cadre de l'invention, l'aimant mobile 8 attaché au flotteur 10 par un lien souple constitue un élément actif, car il se déplace sous l'action de son champ magnétique propre et du champ de l'aimant fixe 7 quand le flotteur 10 perd du poids en plongeant dans le liquide; cela rend possible l'utilisation dans l'avertisseury non seulement de flotteurs se soutenant à la surface, mais aussi de flotteurs possédant une flottabilité négative c'est-à-dire réalisés à un poids volumique approchant du poids spécifique du liquide. Par l'utilisation de flotteurs à flottabilité négative il devient possible d'employer l'avertisseur pour équiper des appareils technologiques travaillant sous des surpressions quelque grandes qu'elles puissent être. La présence d'un lien souple entre le flotteur 10 et l'al- mant mobile 8 rend possible la variation aisée des limites de niveau à controler, variation obtenue par la modification de la longueur du ruban élastique 9. Les organes essentiels de l'avertisseur de niveau impropre pour liquide offrent une sûreté accrue et peuvent fonctionner à des températures du milieu ambiant allant de -60 C à + 100 C. Toutes espèces de bassins existants y compris ceux munis d'un ponton ou submergés peuvent astre équipées avec l'avertisseur conforme à l'invention. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullément à ceux de ses modes d'application et de réalisation ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Avertisseur de niveau de liquide comprenant un flotteur coopérant avec ce liquide, un aimant fixé à demeure dans le bottier de l'avertisseur, un contact à commande magnétique disposé dans le champ de dispersion de 1'aimant mentionné et un dispositif réuni au flotteur et servant à compenser l'action du flux magnétique de dispersion sur le contact à commande magnétique, caractérisé en ce que le dispositif compensateur de l'action du flux magnétique de dispersion sur le contact à commande magnétique est aussi un aimant orienté de telle sorte, par rapport au premier aimant, qu'à tout moment les pâles des deux aimants qui se font face sont des pôles de noms contraires, un lien souple réunissant au flotteur ce deuxième aimant installé dans le bottier de l'aver- tisseur, avec possibilité de déplacement en direction du premier aimant Jusqu'd ce qu'il soit attiré par celui-ci quand le flotteur fait sa descente dans le liquide surveillé. 2. Avertisseur de niveau de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flotteur est réalisé avec un poids volumique proche du poids spécifique du liquide.