Brevet FR2408151A1 — publié le 19790601

La présente invention se rapporte d'une manière générale à un indicateur' de l'état d'un dispositif ayant au moins deux états stables de fonctionnement, et a plus particulièrement pour objet un indicateur de l'état d'un dispositif de sécurité et/ou de contrôle associé par exemple à l'écoulement d'un fluide afin de déterminer facilement et rapidement si le dispositif est en position déclenchée (premier état) ou en position réarmée (deuxième état). Toute automatisation, dans quelque domaine que ce soit, s'accompagne toujours de tests de sécurité et/ou de contrôle semi-automatiques ou automatiques indispensables notamment pour suivre la bonne marche de fonctionnement d'une quelconque installation ou chaîne de production. Ces tests permettent de détecter une condition anormale de fonctionnement et de localiser l'anomalie. Ces tests appropriés à chaque dispositif, système ou installation peuvent prendre différentes formes, et l'invention concerne notamment un indicateur à commande manuelle dont la réponse est fonction de l'état dans lequel se trouve le dispositif associé à cet indicateur. A cet effet, l'invention propose un indicateur de l'état d'un dispositif de sécurité et/ou de contrôle à au moins deux états stables par exemple, du type constitué par un boutonpoussoir comprenant une tige montée coulissante dans un alséage d'un corps ou boiter par exemple rapporté sur ledit dispositif et faisant par exemple, en position de repos ou premier état, en partie saillie à l'extérieur dudit alésage par une de ses extrémités, caractérisé en ce qu'il comprend un aimant permanent monté à l'autre extrémité ou extrémité intérieure de ladite tige, un premier élément formant élément de rappel de ladite tige en position de repos, et un second élément en matériau magnétique, mobile enbeau moins deux positions stables, commandé dans l'une desdites positions par ledit dispositif associé et exerçant une force d'attraction magnétique sur ledit aimant, force qui est supérieure ou inférieure à la force de rappel exercée par ledit premier élément suivant la position occupée par ledit second élément lorsque le boutonpoussoir est en position enfoncée ou second état Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier élément précité est constitué par un fourreau en matériau magnétique monté coaxialement à l'intérieur de l'alésage du corps de l'indicateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second élément mobile précité est constitué par une plaquette en matériau magnétique et par une lame élastique solidaire à une extrémité du corps de l'indicateur et formant élément de rappel de ladite plaquette dans l'une de ses deux positions. Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaquette précitée est commandée dans son autre position par l'intermédiaire d'un élément mobile du dispositif associé qui exerce une force supérieure à la force de rappel de la lame élastique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second élément mobile précité est constitué par une plaquette en matériau magnétique montée directement sur un élément mobile du dispositif associé, ce qui permet d'éviter l'emploi d'un élément de rappel pour la plaquette. D'autres avantages, caractéristiques et détails apparaI- tront plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un indicateur conforme à l'invention suivant un premier mode de réalisation, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle de l'indicateur conforme à l'invention suivant un second mode de réalisation (traits forts) et un troisième mode de réalisation (trots tiretés), - la figure 3 est une vue de dessus de la plaquette mobile de l'indicateur, - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 5, représentant un indicateur conforme à l'invention associé à une vanne de coupure à déclenchement automatique par excès de débit, - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale de la vanne de coupure à déclenchement automatique par excès de débit représentée sur la figure 4, et - les figures 6 et 7 sont des vues en coupes longitudinales partielles illustrant respectivement les deux positions de l'indicateur conforme à l'invention. En se référant notamment aux figures 1 et 2, l'indicateur 1 conforme à l'invention comprend un corps ou bottier 2 en matériau non magnétique dans lequel est usiné par exemple un alésage borgne 3. Dans cet alésage borgne, du côté de son extrémité ouverte, est usiné un lamage 4 dans lequel est emmanché coaxialement un fourreau 5 en matériau magnétique dont le diamètre intérieur est sensiblement égal à celui de l'alésage. Dans cet alésage 3 est monté, axialement mobile, un bouton-poussoir 6 comprenant une tête 7 faisant saillie, en position neutre, à l'extérieur de l'alésage et prolongée par une tige 8 dont l'extrémité libre supporte un aimant permanent 9 de forme par exemple annulaire. Cet aimant 9 est en contact glissant, par sa surface périphérique extérieure, avec la surface périphérique intérieure de l'alésage 3. L'indicateur 1 comprend également un élément 10 tel qu'une plaquette en matériau magnétique. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 3, cette plaquette 10 est prolongée par une languette 11 qui fait un certain angle, par exemple autour de 450, par rapport au plan de la plaquette 10. Cette plaquette 10 est solidaire d'une lame élastique 12 fixée vers une extrémité au moyen d'une vis 13 par exemple, sur le corps 2 de l'indicateur, de façon à rappeler la plaquette 10 contre la partie extérieure du fond de l'alésage 3. L'extrémité de la languette 11 est destinée à coopérer avec un élément de commande 14 d'un dispositif (non représenté) associé à l'indicateur. Cet élément 14 mobile suivant un mouvement rectiligne alternatif,monté parallèlement à l'axe du bouton-poussoir permet d'écarter la plaquette 10 du fond de l'alésage, par pivotement de celle-ci autour du point fixe constitué par le point de fixation de la lame élastique 12. Dans un second mode de réalisation représenté en traits forts sur la figure 2, la plaquette 10 n'est pas solidaire du corps de l'indicateur mais directement montée sur l'élément de commande 14 coaxialement aligné avec le bouton-poussoir 6 et également mobile suivant un mouvement alternatif rectiligne de va-et-vient vers ou au-delà de la paroi de fond extérieure de l'alésage. Dans le troisième mode de réalisation représenté en traits mixtes sur la figure 2, la plaquette 10 solidaire de l'élément de commande 14 est mobile suivant un mouvement alternatif rectiligne de va-et-vient dans une direction perpendiculaire à l'axe du bouton-poussoir 6. Dans ces deux derniers modes de réalisation, il n'est pas nécessaire de prévoir un élément de rappel de la plaquette 10 contre la paroi de fond extérieure de l'alésage 3. Le premier élément ou fourreau magnétique 5 joue le rôle d'élément de rappel de la tige 8 du bouton-poussoir 6. Cet élément de rappel pourrait aussi être constitué par un simple ressort. Le second élément ou plaquette 10 est commandé par le dispositif associé et,suivant sa position par rapport à la paroi de fond de l'alésage 3 lorsque le bouton-poussoir 6 est enfoncé, exerce une force d'attraction sur l'aimant permanent 9 qui est supérieure ou inférieure à la force exercée par l'élément de rappel, comme cela sera décrit plus en détail plus loin. En se référant aux figures 4 à 7, est représenté un exemple d'utilisation de l'indicateur 1 conforme à l'addition dans le cas d'une vanne de coupure à déclenchement automatique par excès de débit. En se reportant notamment à la figure 5, cette vanne de coupure 20 comprend un corps formé par l'assemblage d'un couvercle 21 qui porte un raccord latéral 22 d'arrivée de gaz sous pression par exemple, et d'un fond 23 pourvu d'un raccord latéral de sortie 24. Entre les deux portées annulaires d'assemblage du couvercle 21 et du fond 23 est enserrée de manière étanche la périphérie extérieure d'une membrane manométrique annulaire 25 dont la périphérie intérieure est serrée entre deux plateaux annulaires dont l'un forme du côté amont une surface de butée 26 et dont l'autre forme au c8té aval un siège d'étanchéité 27. Un ressort de rappel 28 prenant appui sur le fond 23 repousse la membrane manométrique 25 jusqu'à engagement de la surface 16 de son plateau amont avec des butées 29 solidaires à une extrémité du couvercle 21. Le siège d'étanchéité annulaire 27 coopère avec un clapet de fermeture 30 pourvu sur sa face en regard du siège 27 d'une garniture d'étanchéité 31. Le corps du clapet de fermeture 30 est traversé par un canal 32 qui peut assurer en position de fermeture du clapet une circulation de fluide entre l'entrée et la sortie de la vanne. L'extrémité de ce canal 32, du côtéooposé à la garniture d'étanchéité 31, est obturée par l'extrémité d'une tige 33 montée dans un alésage du fond 23, et dont l'autre extrémité qui fait saillie à l'extérieur du corps 23 se termine par un bouton de manoeuvre 34. La tige 33 est maintenue en appui contre le clapet 30 par l'intermédiaire d'un ressort de rappel 35 monté autour de la tige 33 entre son extrémité et une pièce annulaire 36 montée dans ledit alésage.La vanne 30 comporte des moyens 37 de correction de l'influence de la pression d'entrée du fluide sur le débit critique qui déclenche la fermeture automatique de la vanne. Ces moyens comprennent essentiellement une seconde membrane manométrique 38 obturant l'alésage central du couvercle 21 et dont la périphérie extérieure est serrée de manière étanche entre une portée annulaire du couvercle 21 et un capot 39 rapporté sur ce dernier. La périphérie intérieure de la membrane 38 est serrée de manière étanche entre deux plateaux 40, 41 dont le premier est solidaire d'une tige axiale 42 elle-même solidaire du clapet 30 et dont le second forme cuvette d'appui pour un ressort de rappel 43 dont l'extrémité opposée prend appui sur une cuvette 44 dont la position peut être réglée à l'aide d'une vis pointeau 45 vissée dans l'axe du capot 39. En se reportant plus particulièrement à la figure 4, un indicateur 1 est associé à la vanne de coupure 20 précédemment décrite. Le bouton-poussoir 6 de l'indicateur 1 est monté dans un alésage borgne 3 du couvercle 21, et correspond aux modes de réalisation représentés sur la figure 1. Autrement dit, la languette Il de l'indicateur permet à la plaquette 10 de prendre sa position éloignée de la paroi de fond extérieure de l'alésage 3, par l'intermédiaire du plateau mobile 26 qui sert à maintenir la membrane manométrique 25 de la vanne de coupure 20. Cette position de la plaquette 10 correspond à la position normale de fonctionnement, ctest-à-dire que l'on a un écoulement de fluide sous pression entre l'entrée et la sortie de la vanne.Dans ces conditions, l'aimant 9 du bouton-poussoir 6 coopère avec le fourreau 5 en matériau magnétique formant élément de rappel. Lorsque la pression et le débit du fluide restent dans des limites normales, les pertes de charge entre le plateau 27 et le clapet 30 créent de part et d'autre de la membrane manométrique 25 une pression différentielle insuffisante pour vaincre la force du ressort de rappel 28, de sorte que la surface de butée du plateau 26 reste plaquée contre les butées 29 solidaires du couvercle 21. En outre, les forces de pression exercées sur la membrane manométrique 38 sont insuffisantes pour vaincre la force de rappel du ressort 43 qui maintient le clapet 30 à une certaine distance de son siège constitué par le plateau 27 associé à la membrane 25. En supposant que la pression du fluide garde une valeur normale, insuffisante pour agir sur la membrane manométrique 38, mais que le débit de fluide appelé par l'installation protégée par la vanne 20 devienne supérieur à une valeur critique, les pertes de charge entre le siège 27 et le clapet 30 créent de part et d'autre de la membrane manométrique 25 une pression différentielle suffisante pour vaincre la force du ressort de rappel 28. De ce fait, le siège 27 se rapproche du clapet 30, ce qui a pour effet d'accroître les pertes de charge et donc d'accélérer le déplacement de la membrane 25 solidaire en déplacement du siège 27. Une fois la fermeture de la vanne réalisée, l'intégralité de la pression du fluide s'exerce sur la totalité de la surface de la membrane 25, ce qui interdit la réouverture de la vanne 20. Dans cette position de fermeture, le plateau 26 solidaire de la membrane 25 s'est éloigné des butées 29, et il n'est plus en contact avec la languette 11 de l'indicateur. De ce fait, la plaquette 10- est automatiquement rappelée contre la paroi de fond extérieure de l'alésage 3 par l'intermédiaire de la lame flexible 12. Dans ces conditions, si le bouton-poussoir est enfoncé, de façon à amener l'aimant permanent 9 au fond de l'alésage 3, la force d'attraction de la plaquette 10 est supérieure à la force antagoniste du fourreau 5 et le bouton-poussoir reste enfoncé. Ainsi, cette position du bouton-poussoir indique que la vanne 20 est en position de fermeture, ce qui correspond par exemple à une fuite dans le circuit. Une fois la réparation effectuée, il faut assurer la réouverture de la vanne 20. Pour cela, on agit sur le bouton de commande 34 en le tirant, ce qui a pour effet de dégager la tige 33 de l'ouverture du canal 32 qu'elle obstruait jusqu'à maintenant. Dans ces conditions, le fluide peut s'écouler par l'intermédiaire de ce canal tant que le bouton 34 est en position tirée. Le fluide s'écoulant ainsi du côté aval de la vanne 30, exerce une pression de plus en plus importante sur la surface adjacente du siège 27 du clapet 30. Cette pression combinée avec la force exercée par le ressort de rappel 28 permet de ramener la membrane 25 en position de fonctionnement normal avec le plateau 26 en contact avec les butées 29. Dans ces conditions, le plateau 26 est entré en contact avec la languette Il de l'indicateur pxr B repousser, au-delà la paroi de fond de l'alésage 3, la languette 10. La vanne 20 est alors à nouveau en position d'ouverture. Ce déplacement de la plaquette 10 de l'indicateur a pour effet de ramener automatiquement le bouton-poussoir en position initiale sous l'action de la force d'attraction exercée par le fourreau 5 qui devient supérieure à celle exercée par la plaquette 10 qui a été éloignée de l'aimant 9. Ainsi, un opérateur qui effectue la réouverture de la vanne 20 en agissant sur le bouton de commande 34 en tirant sur celui-ci, sait que la vanne est à nouveau en position d'ouverture lorsque le bouton-poussoir 6 revient en position initiale. Ainsi, un tel indicateur permet de connaître facilement et rapidement d'une part si un appareil tel que la vanne de coupure précédente est en position déclenchée si une fois le bouton-poussoir enfoncé celui-ci reste dans cette position, et d'autre part si la vanne de coupure est réarmée dès que le bouton-poussoir revient automatiquement en position initiale. Un tel indicateur est en outre facilement adaptable à tout dispositif dont on veut connaître l'état de fonctionnement et qui possède un élément mobile, non visible de l'extérieur, et dont la position est fonction de l'état du dispositif. il est à noter également que l'utilisation d'un fourreau magnétique en tant qu'élément de rappel du bouton-poussoir en position initiale est avantageux par rapport à un simple ressort de rappel, car le fourreau permet de canaliser les lignes de force magnétique et d'éviter ainsi une accumulation de poussières métalliques sur la paroi interne de l'alésage au voisinage de l'aimant. Pour les deux autres modes de réalisation représentés sur la figure 2, le mode de fonctionnement est identique, la seule différence réside uniquement dans son mode de montage et dans son déplacement, mais les effets restent identiques. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui n'ont été décrits et donnés qu'à titre d'exemple, mais comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Indicateur de l'état d'un dispositif de sécurité et/ou de contrôle à au moins deux états stables par exemple, du type constitué par un bouton-poussoir comprenant une tige montée coulissante dans un alésage d'un corps ou boîtier par exemple rapporte sur ledit dispositif et faisant par exemple, en position de repos ou premier état , en partie saillie, par une de ses extrémités, à l'extérieur dudit alésage, caractérisé en ce qu'il comprend un aimant permanent monté à l'autre extrémité ou extrémité intérieure de ladite tige, un premier élément formant élément de rappel de ladite tige en position de repos, et un second élément en matériau magnétique, mobile entre au moins deux positions stables, commandé dans l'une desdites positions par ledit dispositif associé, et exerçant une force d'attraction magnétique sur ledit aimant, qui est supérieure ou inférieure à la force de rappel exercée par ledit premier élément suivant la position occupée par ledit second élément mobile lorsque le bouton-poussoir est en position enfoncée ou second état. 2. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément précité est constitué par un fourreau en matériau magnétique monté coaxialement à l'intérieur de l'alésage précité du corps de l'indicateur. 3. Indicateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fourreau précité est monté dans un lamage usiné dans l'alésage précité. 4. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second élément mobile précité est constitué par une plaquette en matériau magnétique et par une lame élastique formant élément de rappel de ladite plaquette dans l'une de ses deux positions précitées. 5. Indicateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lamelle précitée est prolongée par une languette située dans un plan différent de celui de la lamelle. 6. Indicateur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la lame élastique précitée est fixée à une extrémité au corps précité de façon telle qu'en position neutre, la lamelle précitée soit sensiblement en contact avec la paroi de fond extérieure de l'alésage dudit corps. 7. Indicateur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'extrémité de la languette précitée prolongeant la lamelle en matériau magnétique est commandée dans sa deuxième position par un élément mobile du dispositif associé précité. 8. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second élément précité est constitué par un élément tel' qu'une plaquette en matériau magnétique montée directement sur un élément mobile du dispositif associé. 9. Indicateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second élément précité est coaxialement aligné avec la tige du bouton-poussoir et mobile suivant un mouvement alternatif rectiligne de va-et-vient. 10. Indicateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second élément précité est mobile suivant une direction perpendiculaire à l'axe du bouton-poussoir. 11. Indicateur de déclenchement et de réarmement selon l'une des revendications précédentes, pour une vanne de coupure à déclenchement automatique par exemple du type comprenant un clapet destiné à fermer un siège d'étanchéité bordant un orifice pratiqué à travers une membrane manométrique interposée entre des raccords d'entrée et de sortie de fluide sous pression, élastiquement maintenue dans une position de repos déterminée et déplacée dans le sens de fermeture par les forces de pression correspondant au p3flesde charge entre siège et clapet lorsque le débit de fluide atteint une valeur limite déterminée, caractérisé en ce que la languette précitée dudit indicateur est commandée en position par l'intermédiaire du clapet monté mobile dans l'axe du siège d'étanchéité porté par la membrane. 12. Vanne de coupure à déclenchement automatique, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un indicateur de déclenchement et de réarmement tel que défini selon l'une des revendications précédentes.