Brevet FR2420746A1 — publié le 19791019

La La présente invention due à Aron Mikhailovich KIPNIS et Daniil Borisovich DOBKIN concerne un dispositif automatique des tin9 contrôle des appareils de mesure de pression. L'invention est appliquée principalement pour la vérification et le réglage d'appareils de mesure de pression, tant au cours de leur fabrication ou de réparations que lors de vérifications périodiques pendant leur utilisation. Les dispositifs automatiques utilisés actuellement pour le contrôle des appareils de mesure de pression ne présentent pas une réaction suffisamment rapide aux variations de la pression et ne permettent pas une approche douce apériodique (sans réglage supplémentaire) de la valeur prescrite dans toute la plage de mesure de la pression. De plus, l'emploi de systèmes pneumatiques à haute pression constitue un grand danger pour le personnel. On connait un dispositif automatique utilisé pour le contrôle des appareils de mesure de la pression, comportant un manomètre à poids et à piston équipé d'un organe de signalisation des positions du piston et d'un mécanisme de pose et d'enlèvement automatiques des poids qui entre en action à l'arrivée de signaux de commande et qui est destiné à créer la pression dans le manomètre à poids et à piston relié aux appareils de mesure de la pression. Dans ce dispositif, la pression au-dess3us du piston est créée par le gaz amené d'un réservoir à gaz sous haute pression. La pression du gaz ainsi amené est réglée à l'aide de deux paires de soupapes électriques. Une paire de soupapes sert à élever la pression et l'autre est destinée à diminuer la pression. Dans ce, cas, une soupape de chaque paire est réglée pour un grand débit de gaz, c'est-à-dire pour une course rapide du piston, tandis que l'autre soupape est réglée pour un faible débit de gaz, c'est-àdire pour une course lente du piston. En tant que moyens de commande des soupapes, on utilise deux paires de plongeurs à contacts électriques et à ressorts qui actionnent successivement les soupapes électriques au moment où le fléau de la balance manométrique s'éloi gne de sa position d'équilibre. Le dispositif décrit comprend aussi un relais temporisé qui bloque les soupapes de décharge pour l'élévation de la pression et met alors en service les soupapes de mise sous pression. On évite ainsi que les oscillations du fléau de la balance, qui subit l'action du piston du manomètre à poids et à piston et l'action des poids placés par le mécanisme posant les poids, ne provoquent des oscillations dans le système de réglage. La source de gaz de haute pression utilisée dans le système en question présente un grand danger pour le personnel de service. En outre, le système à deux vitesses pour l'élévation et la décharge dè la pression, en cas de caractéristique non linéaire de la variation de la pression pendant un certain laps de temps, ne peut assurer une approche progressive des valeurs à vérifier que dans une partie étroite de la plage. Le blocage introduit, pour supprimer le déréglage, à l'aide du relais temporisé en est une preuve. Le mécanisme à contacts qui enclenche la course lente engendre la formation d'une zone d'insensibilité et une erreur occasionnelle supplémentaire lorsque le fléau s'appuie sur le plongeur de contact avec un effort insuffisant pour assurer le contact électrique. L'objet principal de l'invention est donc de procurer un dispositif automatique pour le contrôle d'appareils de mesure de pression dans lequel la conception du système d'entraînement créant la pression dans le manomètre à poids et à piston assure rait une approche rapide et progressive apériodique d'une valeur prescrite dans toute la plage des valeurs de pressions à vérifier et éliminerait les dangers des appareils à hautes pressions. Le dispositif automatique selon l'inven;tion pour le con truble d'appareils de mesure de pression, comporte un manomètre à poids et à piston équipé d'un organe de signalisation des positions du piston et d'un mécanisme de pose et d'enlèvement automatiques des poids fonctionnant sous l'action de signaux de commande, et un système d'entraînement pour la création de la pression dans le manomètre à poids et à piston communiquant avec les appareils de mesure de pression à contrôler, le susdit dispositif étant caractérisé en ce que le susdit système d'entrainement est d'un type hydraulique et comporte un multiplicateur sur lequel sont branchés des distributeurs hydrauliques destinés à modifier la vitesse de déplacement du piston du multiplicateur et à inverser ce dernier, le dispositif comportant en outre une unité de programmation destinée à imposer à la vitesse du piston dudit multiplicateur correspondant respectivement à la course rapide et à la course lente du susdit piston, cette unité de programmation étant reliée au mécanisme de pose et d'enlèvement automatiques des poids et aux distributeurs hydrauliques, l'organe de signalisation des positions du piston du manomètre à poids et à piston comportant deux leviers à deux brais, limités dans leur course par des butées et soumis à l'action d'éléments de rappel fixés au voisinage des extrémités des bras de leviers qui sont orientées vers des interrupteurs de fin de course avec lesquels coopérent lesdites extrémités en fin de course, ces interrupteurs étant branchés dans le circuit de commande de la course rapide du système d'entrainement en vue de créer la pression dans le manomètre à poids et à piston, tandis que deux capteurs sans contacts propres à signaler la position. du piston, sont connectés dans le circuit de commande de la course lente du système d'entraînement, la distance entre les capteurs sans contacts le long de l'axe du piston étant inférieure à celle entre les extrémités des bras des leviers disposés du côté du piston du manomètre à poids et à piston. Il est avantageux que les éléments de rappel des bras des deux leviers soient réalisés sous forme de deux ressorts dont chacun est fixé par une extrémité à l'extrémité du bras correspondant et par l'autre extrémité à un appui fixe. -I1 est également avantageux, suivant une autre solution, que les éléments de rappel des bras des deux leviers soient réali-. sés sous forme d'électro-aimants, dont les noyaux sont fixés aux extrémités des leviers tandis que leurs bobines sont branchées sur 11 unité de programmation. Le dispositif automatique proposé assure une approche rapide et progressive d'une valeur prescrite dans toute la plage des valeurs vérifiées de la pression et permet également d'assurer la sécurité du travail lors de la vérification d'appareils mettant en jeu de hautes pressions. D'autres caractéristiques et avantages seront mieux compris à la lecture de la description donnée ci-après de modes de réalisatton préférés mais non limitatifs, description qui se réfère aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente un schéma de principe d'un dispositif conforme à l'invention pour le contrôle d'appareils de mesure de pression - la figure 2 représente, de manière schématique, un mode de réalisation comportant des ressorts jouant le rôle d'éléments de rappel - la figure 3 représente, e'galement de manière schématique, un autre mode de réalisation comportant des électro-aimants jouant le rôle d'éléments de rappel - la figure 4, enfin, est un graphique de l'accroissement de la pression au cours de la vérification d'un appareil de mesure.de pression à l'aide d'un dispositif conforme à l'invention. Le dispositif automatique illustré figure 1, pour le contrôle d'appareils de mesure de pression, comporte un manomètre a poids et a piston 1, pourvu d'un organe de signalisation 2 des positions du piston et d'un mécanisme 3 de pose et d'enlèvement automatiques de poids qui fonctionne à l'arrivée de signaux de commande. Le dispositif comporte également un système d'entralne- ment 4 destiné a créer la pression dans le manomètre 1, ce système d'entraînement communiquant également avec les appareils à contro- ler 5 et avec un cylindre de compensation 6. Le système d'entraînement 4 est d'un type hydraulique et comporte un multiplicateur 7 sur lequel sont branchés des distributeurs hydrauliques a deux voies 8, 9, 10, ce multiplicateur étant équipé d'une commande électromagnétique pour le changement de la vitesse de déplacement du piston dudit multiplicateur. Le système 4 comporte également quatre organes d'étranglement .11, 12, 13, 14 à soupapes de retenue, un poste 15 d'entrainement hydraulique et un distributeur hydraulique à trois voies 16 à deux électro-aimants commandés 17, 18 pour l'inversion du multiplicateur 7. Dans ce cas, le dispositif est doté d'une unité de commande 19 destinée à imposer les valeurs de pression et les vitesses de course rapide et de course lente au piston du multiplicateur 7, l'unité de commande 19 étant branchée au mécanisme 3 de pose et d'enlèvement automatiques de poids et aux électro-aimants des distributeurs hydrauliques 8, 9, 10. L'organe de signalisation 2 (figure 2) des positions du piston du manometre à poids et a piston 1 comporte deux leviers a deux bras 22, 23 dont les courses sont limitées par des butées 20, 21. Ces leviers sont contrôlés par des éléments de rappel 24, 25 et ils coopèrent avec des interrupteurs de fin de course 26, 27 branchés dans le circuit de commande de course rapide du système d'entraînement 4 du manomètre à poids et à piston 1. On a prévu également deux capteurs sans contacts 28, 29 destinés à déterminer la position du piston du manomètre a poids et a piston 1 et branchés dans le circuit de commande de la course lente du multiplicateur 7. I1 convient de noter que la distance entre les capteurs sans contacts 28, 29 le long de l'axe du piston est inférieure à la distance entre les extrémités des bras des leviers 22, 23. Des roulements à billes 21, destinés à réduire le frottement engendré au moment où le plateau 30 de réception des poids touche les leviers 22, 23, sont montés aux extrémités des leviers situées du côté dudit plateau. Dans le mode de réalisation décrit, on utilise des capteurs photo-électriques pour constituer les capteurs sans contacts 28, 29. Les éléments de rappel 24; 25 des leviers 22, 23 sont exécutés sous forme de deux ressorts. Une extrémité de chacun de ces ressorts est fixée à une extrémité du levier correspondant 22, 23 tandis que l'autre extrémité du ressort considéré est attachée a un point d'ancrage fixe. I1 est également possible, suivant une variante illustrée figure 3, de constituer les éléments de rappel 24 et 25 des leviers 22 et 23 sous forme de deux électro-aimants dont les noyaux sont fixés à l'une des extrémités du levier correspondant et dont les bobines sont branchées sur l'unité de programmation 19. La figure 4 montre un graphique illustrant l'accroissement -de la pression P pendant le contrôle d'un appareil 5 de mesure de pression. Sur ce graphique, les abscisses représentent le temps en secondes et les ordonnées la pression en mégapascals. Le secteur correspond à la course rapide, le secteur II correspond à la course lente, le secteur III correspond à la pression prescrite. PI est la valeur précédente de contrôle de la pression et P2 désigne la valeur de contrôle actuelle de la pression. Le fonctionnement du dispositif automatique de contrôle venant d'être décrit est le suivant D'après la commande de l'opérateur, le mécanisme 3 de pose et d'enlèvement automatiques des poids met une première combinaison de poids sur le plateau à poids 30 conformément à la commande de l'unité de programmation 19. Ensuite, le système d'entrai- nement 4 entre en jeu. Le piston et le plateau à poids 30 se trouvent a ce moment dans leur position extrême inférieure. Le levier 23 est poussé et les contacts de l'interrupteur 27 sont fermés. Sous l'effet du signal délivré par l'interrupteur de fin de course 27, la bobine de l'électro-aimant du distributeur hydraulique 10 et la bobine de l'électro-aimant 17 du distributeur hydraulique 16 sont excitées. A partir du poste 15, l'huile arrive à l'enceinte droite du multiplicateur 7 et s'écoule de l'enceinte gauche dans le réservoir du poste 15, après avoir franchi la, valve d'étranglement inférieure 14. C'est la section de cette valve d'étranglement 14 qui détermine la première vitesse de la course rapide du multiplicateur 7 et, en conséquence, la première vitesse de l'accroissement de la pression.Lorsque la pression dans là système relié au manomètre a poids et à piston 1 s'est rapprochée de la pression imposée par les poids, mais n'a pas encore atteint la valeur prescrite, le piston du manomètre 1 à poids et à piston commence à se soulever. Les contacts de l'interrupteur de fin de course 27 (figure 2) s.'ou- vrent. A ce signal, l'électro-aimant du distributeur hydraulique 10 (figure 1) sera mis hors circuit et l'électro-aimant du distributeur hydraulique 8 entre en action, du fait que les capteurs photo-électriques sont réglés de manière à recouvrir le signal engen-, dré par les interrupteurs de fin de course 26 et 27. Après que le distributeur hydraulique 8 est entré en action, la résistance au contre-courant d'huile croît car l'huile coule à travers les valves d'étranglement inférieures 12, 13, 14, ce qui détermine la première course lente du piston du manomètre à poids, lequel piston continue à monter mais à vitesse ralentie. Apres que le plateau à poids 30 est monté au-dessus du point de réflexion du rayon lumineux du capteur photo-électrique, l'électro-aimant 17 du distributeur hydraulique 16 et l'électroaimant du distributeur hydraulique 8 entrent en action d'après le signal de sortie dudit capteur photo-électrique. Le multiplicateur 7 s'arrête et la pression est imposée. Lorsque les poids sont enlevés, le piston monte avec le plateau à poids 30 jusqu' à la butée. Le levier supérieur 22 (figure 2) et l'interrupteur sans contacts 28 fonctionnent de manière analogue. L'électro-aimant 18 (figure 1) du distributeur hydraulique 16 entre en action et le multiplicateur 7 se déplace dans la direction inverse, l'huile coulant à travers les valves d'étranglement 11, 12, 13, 14, qui déterminent la vitesse de la course inverse. Du fait que la courbe de l'accroissement de la pression, qui est fonction de la course du multiplicateur 7, n'est pas linéaire, il est avantageux d'avoir les niveaux différents de la course ràpide et de la course lente sur des secteurs différents de cette courbe. Le changement de vitesse imposant la pression d'un niveau à l'autre se fait d'après la commande délivrée par 1'unité de programmation 19. Pour passer de la course rapide à la course lente, l'unité de programmation 19 met au repos l'électro-aimant du distributeur hydraulique 10 et met en action l'électro-aimant du distributeur 9 Alors, la vitesse de mesure de la pression dépend de la vitesse d'écoulement de l'huile à travers les valves d'étran gleteXt 13 et 14.Au niveau de la course lente, c'est seulement le "distributeur hydraulique 16 qui reste en action et la vitesse est déterminée par la résistance de toutes les valves d'étranglement supérieures et inférieures 11, 12, 13, 14, branchées en série. I1 est possible de prévoir plus de deux niveaux de vi tesses. I1 est alors nécessaire de prévoir, dans le système d'en trainement 4 et dans l'unité de programmation 19 des canaux de commande auxiliaire et des distributeurs hydrauliques auxiliaires à valves d'étranglement. Le cylindre de compensation 6 est constitué par un cy gindre et un piston poussé par un ressort. Lors de l'élévation de la pression, le piston comprime le ressort et augmente le volume "du système. On assure ainsi un redressage partiel de la caractéris tique de l'accroissement de la pression et la possibilité d'une-ré- diction de vitesse. Le changement des niveaux des vitesses peut entre remplacé ou complété par une variation des efforts avec "les- quels les leviers 22 et 23 agissent sur le plateau a poids 30. La variation de cet effort engendre une nouvelle répartition des in- tervalles de pression auxquels on effectue la course rapide et la course lente.En conséquence, il sera possible d'effectuer une approche rapide, progressive et sans nouveau réglage, d'une valeur prescrite de la pression. Cette variation des efforts est obtenue par une variation des tensions sur les bobines des électro-aimants des éléments de rappel 24 et 25, variation qui est réalisée à l'aide de l'unité de programmation 19. Ainsi, l'unité de programmation 19 est utilisée, non seu lement pour la commande du mécanisme 3 de pose des poids, mais aus si dans le système de création de la pression pour l'optimalisation du choix des vitesses. Le dispositif automatique proposé, pour le contrôle d'ap pareils de mesure de pression, permet de réaliser une approche ra rapide et progressive apériodique d'une valeur prescrite dans toute la plage des valeurs à vérifier de la pression. La réalisation constructive du dispositif proposé permet d'imposer des valeurs 'discrètes précises de la pression en passant d'une valeur à une autre sans devoir réaliser un nouveau réglage, opération qui s'ef fectue en 12 à 15 secondes au maximum. Le dispositif permet d'as surer une sécurité totale du personnel préposé à l'opération de contrôle des appareils. Corne il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de te qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif automatique pour le contrôle d'appareils de mesure de pression, comportant un manomètre à poids et à piston équipé d'un organe de signalisation des positions du piston et d'un mécanisme de pose et d'enlèvement automatiques des poids, fonctionnant sous l'action de signaux de commande, et un système -d'entrainement pour la création de la pression dans le manomètre à poids et à piston, qui est en communication avec les appareils de mesure de pression à contrôler, le susdit dispositif automatique étant caractérisé en ce que le susdit système d'entraînement est d'un type hydraulique et comporte un multiplicateur sur lequel sont branchés des distributeurs hydrauliques destinés à modifier la vitesse de déplacement du piston du multiplicateur et à inverser ledit multiplicateur, le dispositif comportant en outre une unité de programmation destinée à imposer des valeurs correspondant à une vitesse rapide et à une vitesse lente du piston du multiplicateur, cette unité de programmation étant reliée au mécanisme de pose et d'enlèvement automatiques des poids et aux distributeurs hydrauliques, tandis que.l'organe de signalisation des positions du piston du manomètre à poids et à piston est exécuté sous forme de deux leviers à deux bras à courses limitées par des butées, leviers sur lesquels agissent des éléments de rappel fixés au voisinage des extrémités des bras des leviers qui sont orientées vers des interrupteurs de fin de course avec lesquels elles coopé-" rent, lesdits interrupteurs de fin de course étant branchés dans le circuit de commande de la course sapide du système d'entralne- ment en vue de créer la pression dans le manomètre à poids et à piston et deux capteurs sans contacts, propres à signaler la position du piston, étant connectés dans le circuit de commande de la course lente du susdit système d'entraînement, la distance entre les capteurs sans contacts le long de l'axe du piston étant inférieure à la distance entre les extrémités des bras des leviers situées du côté du piston du manomètre à poids et à piston. 2. Dispositif automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de rappel des deux leviers sont constitués sous forme de deux ressorts dont chacun est fixé par une-extrémité à l'extrémité d'un bras du levier correspondant, tandis que l'autre extremité du ressort considéré est fixée à un appui fixe. 3. Dispositif automatique selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que les éléments de rappel des deux leviers sont constitués sous forme de deux électro-aimants dont les noyaux sont fixés aux extrémités des leviers tandis que leurs bobines sont branchées sur l'unité de programmation.