Brevet FR2367278A1 — publié le 19780505

L'invention concerne un dispositif de contrôle de la température utilisant une action mécanique déclenchée par le franchissement du point de Curie. Cette action mécanique permet, soit de donner une information, éventuellement enregistrée par un compteur ou un système d'affichage, soit de commander un système de régulation de température, soit enfin de déclencher une opération prévue dans un programme de conduite automatique d'une machine. Dans beaucoup de cas pratiques, on a besoin d'un dispositif permettant une action mécanique lorsqu'une température précise est atteinte ou franchie. Ceci peut avoir de nombreux buts. On veut savoir par exemple, si, à un endroit donné, une certaine température a été atteinte ou franchie et éventuellement combien de fois elle a été atteinte ou franchie. C'est là une fonction dtinformation. Dans d'autres cas, on veut pouvoir commander automatiquement une opération lorsqu' en un endroit donné une certaine température est atteinte ou franchie. C'est là une fonction de commande, soit directe, soit intégrée dans un circuit de contre réaction ou de régulation. L'action mécanique s'exerce alors pour déclencher ou moduler l'opération voulue. Cette dernière peut être purement mécanique mais elle peut etre aussi par exemple une commande de débit de fluides gazeux ou liquides, la fermeture ou l'ouverture d'un contact électrique, etc... On connait actuellement des dispositifs ayant un but analogue à celui que l'on se propose. Ils sont le plus souvent basés sur le phénomène de dilatation. La dilatation à l'inconvénient d'être un phénomène de faible amplitude. Certains montages ont été imaginés pour atténuer cet inconvénient, par exemple l'utilisation de métaux associés à coefficients de dilatations différents (bilames). Cependant, les actions mécaniques obtenues sont relativement peu précises et d'une amplitude assez faible. Le dispositif selon l'invention comporte au moins un premier élément qui est un aimant permanent aux caractéristiques stables dans la gamme de température auquel le dispositif doit fonctionner, et un deuxième élément qui est une pièce de matériau magnétique doux ayant un point de Curie voisin de la tempe rature à laquelle l'action mécanique est désirée. Les deux éléments sont mobiles l'un par rapport à l'autre. On peut y associer d'autres éléments, par exemple - un ressort pour compenser la force exercée par l'aimantation sur la pièce de matériau magnétique doux à une température prédéterminée voisine du point de Curie de ce matériau. - un matériau magnétique doux complétant le circuit magnétique et fixe par rapport à l'aimant. - des moyens de guidage pour la partie mobile du dispositif. une ou plusieurs pièces liées à la pièce de matériau magnétique doux mobile permettant de transmettre l'action mécanique de cette dernière. L'invention sera mieux comprise , et d'autres caractéristiques apparaitront, au moyen de la description qui suit, et des dessins qui l'accompagnent, parmi lesquels - les figures 1, 2 et 3 représentent un premier. exemple de réalisation de l'invention ; - la figure 4 représente un deuxième exemple de réalisation de l'invention ; les figures 5 et 6 représentent un exemple d'appareil de régulation de température comportant une réalisation de l'invention. Premier exemple : Il concerne un indicateur de décongélation pour des produits surgelés. Il est constitue (voir figure 1) par - un petit tube en matière transparente 4 (par exemple matière plastique) qui contient - un aimant i solidaire du tube 4 ; - un piston 2 en matériau magnétique doux à point de Curie de -184C (par exemple)., ledit piston comportant une tige élastique 9 à pointe dure 91 ; - un ressort 3 du type à boudin, tendant à écarter les pièces 1 et 2. Le tube comporte une cloison 5, divisant l'extrémité opposée à l'aimant 1 en deux parties dont l'une contient un sac étanche 7 par exemple en matière plastique de préférencé opaque. Le sac 7 contient un liquide coloré 6 dont le point de congélation est bien inférieur à -200 C. Autour du sac 7, est disposé un matériau 8, tel qu'un papier buvard, capable d'absorber, le liquide coloré en prenant le même aspect colore que celui-ci. Enfin une butée 51 annulaire limite la course du piston 2. Le fonctionnement du dispositif est le suivant A la température ambiante, la pièce 2 nrest pas magnétique, le ressort est détendu et la pièce 2 est dans la position de la figure 1, la pointe 91 étant du côté de la cloison 5 opposé au sac 7. Lorsque le dispositif est porté à une température inférieure à - 180C, le piston 2 devient magnétique et est attiré par l'aimant 1. Le ressort 3 est comprimé. La tige 9 est dégagée de la cloison 5 et la pointe 91 est orientée en direction du sac 7 (figure 2). Si la température augmente de telle sorte que le matériau du piston 2 devienne de nouveau non magnétique, le piston 2 est de nouveau libéré et la pointe 91 vient crever le sac 7 (figure 3). Le liquide est répandu et absorbé par le buvard 8 qui se colore indiquant par là que le produit surgelé n'a pas été maintenu constamment à la température nécessaire à sa bonne conservation, le point de Curie ayant été franchi au moins une fois dans le sens des températures croissantes. A titre de variante, la pièce 1 peut être en matériau doux magnétique au-dessous de - 200C, la pièce 2 constituant l'aimant. Deuxième exemple Il concerne un compteur du nombre de franchissements d'une température prédéterminée. On trouve les mêmes éléments 1, 2, 3 que dans exemple précédent. Le matériau 2 présente un point de Curie très voisin de ladite température. La tige 9 entraine (figure 4) un dispositif à échappement 10 (roue à cliquets) qui peut être associé à un compteur 11 de type mécanique. Un tel dispositif peut servir par exemple à compter le nombre d'allumages d'une machine thermique, ou le nombre de démarrages d'un appareil dont le fonctionnement entraine une élévation de température. Exemple d'appareil de régulation de température comportant une réalisation de l'invention Il s'agit de commander deux arrivées de fluides à deux températures différentes (chaude et froide) avant un mélangeur, de telle façon que la température des fluides mélangés ne dépasse pas une température prédéterminée. Des tuyaux 12 et 13 (figure 5) amènent respectivement le fluide chaud et le fluide froid, Ils sont raccordés par l'intermédiaire de systèmes de régulation de débit comportant chacun une lumière fixe et un obturateur mobile, symbolisés par les références 23/24 et 25/26, figure 5. Le mélange circule dans la chambre 14 autour d'une pièce 15 fixe, en matériau magnétique doux, à point de Curie aussi voisin que possible de la température fixée.Un aimant 16 peut se déplacer à l'intérieur de la pièce 15 grâce à un piston 17 coulissant dans un cylindre 18 également fixe. Un ressort 19 tire le piston 17 vers le fond du cylindre 18 en empêchant l'aimant 16 de se rapprocher de la pièce 15 > lorsqu'il n'y a pas d'attraction magnétique. La pièce 16 est solidaire de pièces 20 et 21, non magnétiques portant des obturateurs faisant partie des systèmes déjà mentionnés. Un robinet 22 permet de régler le débit de fluide après mélange. Le fonctionnement est le suivant : lorsque la température du mélange est trop basse, la pièce 15 est magnétique et l'aimant 16 est enfoncé dans la pièce 15 au maximum (figure 6). L'emplacement de ltòbturateur 24 est tel que le tuyau 12 débite à plein par la lumière 23. Au contraire, l'obturateur 24, bloque le débit du tuyau 13. Au contraire lorsque la température du mélange est trop élevée, la pièce 15 cesse d'être magnétique et le ressort 19 fait déplacer les pièces 16, 20 et 21 ainsi que les obturateurs 24 et 26, ce qui produit la situation inverse de celle de la figure 6, qui est celle qu'on a représentée figure 5. On arrive dans la pratique à une situation intermédiaire où la température du mélange est très proche du point de Curie, donc de la température fixée. Dans la variante possible de réalisation de cet exemple on peut remplacer les obturateurs par des lumières faisant partie de canalisations mobiles, ce qui permet d'arriver à un resultat identique, en inversant toutefois les arrivées ',chaud" et "froid". REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de la température utilisant une action mécanique déclenchée par le franchissement du point de Curie, caractérisé en ce qu'il comporte un aimant permanent et une pièce en matériau magnétique doux dont le point de Curie est voisin d'une température prédéterminée, l'attraction mutuelle de l'aimant et de la pièce étant capable de--produire un déplacement relatif de?l'aimant par rapport à la pièce ou inversement, à partir d'une position prédéterminée, lorsque la température franchit le point de Curie dans le sens descendant. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu il comporte un ressort de rappel capable de produire le déplacement relatif inverse dudit déplacement lorsque la température franchit le point de Curie dans le sens ascendant. 3. Dispositif suivait la revendicaticn 2, caractérisé en ce qu'il comporte un tube en matière transparente solidaire dudit aimant permanent, ladite pièce constituant un piston coulissant dans le tube, et un sac contenant un liquide coloré, des moyens étant prévus pour perforer ledit sac lors du déplacement relatif inverse. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent une tige élastique munie d'une pointe perforeuse, une cloison fixe étant disposée à côté dudit sac, dans une position fixe telle que, lorsque le dispositif est à la température ambiante, la pointe soit tenue écartée dudit sac. 5. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pièce constitue un piston coulissant dans un tube solidaire dudit aimant et qu'elle est munie d'une tige actionnant, lors dudit déplacement relatif inverse, des moyens d'enregistrement dudit mouvement. 6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce est solidaire d'un piston se déplaçant dans un tube au fond duquel elle est tirée ou poussée par un ressort de rappel 7. Appareil de régulation de température caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 6. 8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens permettant, en fonction de la position relative de l'aimant et de ladite pièce, soit l'écou- lement d'un fluide chaud, soit l'écoulement d'un fluide froid, et des moyens permettant de mélanger les fluides. 9. Appareil comportant un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il constitue un indicateur de décongélation comportant un tube en matière transparente, un sac contenant un liquide coloré et des moyens de perforation dudit sac. 10. Appareil ompcrtant un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il constitue un compteur du nombre de franchissements d'une température prédéterminée, comportant un compteur de type mécanique. 11. Appareil comportant un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il constitue un appareil commandant l'arrivée de. fluides à des températures différentes, comportant un mélangeur desdits fluides.