Brevet FR2455738A1 — publié le 19801128

La présente invention concerne les dispositifs de contrôle non destructif de la qualité d'articles ou produits divers, et a notamment pour objet un dispositif pour contrôler ltetancheite d'articles ou objets creux, tels que : radiateurs de chauffage, corps de moteurs, cylindriques creux et articles similaires en particulier dans des conditions où la température de ceux-ci au début du contrôle diffère de celle du milieu ambiant. De nos jours, les exigences principales auxquelles doivent satisfaire les dispositifs de contrôle de l1étanchéité des articles creux sont la haute précision du contrôle effectué dans la channe technologique imnédiatement après la fabrication de ces articles (c'est-a-dire a une température élevée d'articles obtenus par coulée, soudage, etc) et la simplicité de la réalisation technique du dispositif. L'un des dispositifs connus de contrôle de l'étanchéité d'articles creux est basé sur le principe de comparaison de l'article à contrôler avec un article absolument étanche (étalon). Dans ce dispositif, l'article à contrôler et l'article-étalon sont simultanément soumis à l'action d'une pression d'air comprimé. Lorsque la pression de l'air dans les deux articles a atteint une valeur prescrite, on les débranche de la canalisation d'air comprimé et on mesure ensuite la différence des pressions d'air dans les articles, qui stest créée au cours d'un intervalle de temps prédéterminé. Si l'article a contrôler est étanche, la différence des pressions dans les deux articles est nulle.En cas d'inétanchéité, la pression dans l'article à contrôler baisse l'importance de la chute de pression dépendant alors du degré de non-étanchéité. La présence de l'article-etalon dans ce dispositif connu exige, en premier lieu, que soit assurée l'étanchéité de l'article-etalon, c'est-à-dire qu'elle nécessite l'utilisation de moyens d'étanchéité, et parmi ceux-ci, des moyens assurant la fermeture étanche de toutes les ouvertures de l'article et les soupapes de coupure débranchant l'article de la canalisation d'air comprimé et assurant l'étanchéité de l'article-étalon en présence d'une pression dans celui-ci. Deuxièmement, la présence de l'article-etalon nécessite l'utilisation d'une canalisation correspondante d'air comprimé. Le fait de devoir assurer l'étanchéité à la fois de l'article à contrôler et de l'article-etalon, ainsi que l'amenée d'air comprimé aux deux articles, compliquent la structure du dispositif. En outre, pour assurer la précision du contrôle, il faut que la température de l'article-etalon et de l'article à contrôler soit la même. Ces exigences sont pratiquement irréalisables dans les conditions de production. On connatt un autre dispositif pour contrôler l'étanchéité d'articles creux, comportant une chambre destinée à recevoir l'article à contrôler et munie d'éléments pour ltobturation étanche des ouvertures de l'article à contrôler, un système de création d'une différence de pression sur les parois de l'article à contrôler, et un système de contrôle de la pression du gaz qui a traversé l'article à contrôler en cas de non étanchéité de ce dernier. Ce dispositif est destiné au contrôle de l'étanchéité d'articles dont la température diffère de celle du milieu ambiant. Le dispositif utilise le principe d'accumulation d'erreur et le procédé manométrique de mesure de la pression : l'article à contrôler est placé dans la chambre étanche, dans cet article est introduit l'air comprimé, et d'après la modification de la pression dans la chambre au cours d'une certaine période de temps on mesure la pression excessive, dont la valeur détermine le degré de non étanchéité. Dans ce dispositif, le système de création d'une différence de pression sur les parois de l'article à contrôler est relié à l'enceinte de l'article, tandis que le système de contrôle de la pression du gaz qui a traversé l'article à contrôler est relié à la chambre par l'intermédiaire d'un relais temporisé. L'information représentant la pression régnant dans la chambre est transmise de la sortie du système de contrôle à l'entrée d'un système électronique de traitement des données, à l'autre entrée duquel est appliquée l'information sur la température de l'article. Comme indiqué plus haut, le dispositif décrit est destiné au contrôle de l'étanchéité d'articles dont la température diffère de celle du milieu ambiant. Toutefois, la compensation de l'erreur de mesure, provoquée par .la température élevée (ou basse) de l'article, n'est pratiquement réalisable que dans le cas d'un contrôle unique. En effet, un contrôle continu, à l'aide de ce dispositif, d'articles à l'état chaud peut aboutir au chauffage des parois de la chambre, ce qui, à son tour, peut influer sur la température du gaz se trouvant dans l'enceinte de la chambre au cours de la mesure.Une telle augmentation de la température du gaz n'est prise en considération ni dans le système de contrôle de la pression du gaz, ni dans le système électronique de traitement des données, où--n' est prise en compte que la correction de la température de l'article lui-même. Ceci peut aboutir à une erreur thermique supplémentaire dans le résultat du contrôle. En outre, le contrôle de l'étanchéité d'après la pression du gaz ayant passé de l'enceinte de l'article dans la chambre nécessite une étanchéité parfaite des ouvertures de article, aussi bien que de la chambre elle-même. Dans le dispositif indiqué, on tient compte de l'erreur thermique en mesurant la température des articles et en introduisant une correction de calcul dans le résultat final de la mesure de la pression dans la chambre, ce qui nécessite l'utilisation d'un système électronique compliqué de traitement des données. L'influence de la déformation de l'article lui-meme sur la précision du contrôle est éliminée dans le dispositif à l'aide d'un dispositif spécial qui maintient constante la pression à l'intérieur de l'article, afin d'assurer un volume permanent de l'article au cours du contrôle. Compte tenu des inconvénients des dispositifs connus qui viennent d'être décrits, on s' est proposé de mettre au point un dispositif pour contrôler l'étanchéité d'articles creux, dans lequel la compensation des erreurs provoquées par la différence entre la température de l'article à contrôler et celle du milieu environnant, ainsi que par la déformation de l'article et des éléments assurant son étanchéité, assurerait une augmentation de la précision du contrôle sans toutefois compliquer le système de contrôle de la pression du gaz qui est passé à travers l'article à contrôler. Ce problème est résolu du fait que le dispositif pour contrôler l'étanchéité d'articles, produits ou objets creux, du type comportant une chambre destinée à recevoir l'article à contrôler et munie d'éléments pour l'obturation étanche des ouvertures de l'article à contrôler, un système de création d'une différence de pression de gaz sur les parois de l'article à contrôler, et un système de contrôle de la pression du gaz ayant traverse l'article à controler en cas de non-étanchéité de celui-ci, est caractérisé, suivant l'invention, en ce qu'il comprend en outre un bloc de compensation de la pression de gaz excédentaire dans article à contrôleur, exécuté sous forme d'une valve reliée au système de contrôle de la pression du gaz ayant passé à travers l'article à contrôler en cas de non étanchéité de ce dernier, à l'atmosphère et, à travers l'un desdits éléments d'étanchéité, à l'enceinte de l'article à contrôler, et sous forme d'un relais temporisé dont la sortie est reliée à l'entrée de commande de la dite valve, et l'entrée, à ladite chambre, celle-ci étant reliée au système de création d'une différence de pression sur les parois de l'article à contrôler et au système de contrôle de la pression du gaz ayant traversé l'article à contrôler en cas de non étanchéité de ce dernier. Le dispositif proposé pour contrôler I'étanchéité d'articles creux assure une haute précision du contrôle d'articles dont la température diffère de celle du milieu ambiant, tant en cas de contrôle unique qu'en cas de contrôle continu. En plus, dans le dispositif proposé, l'erreur due à la déformation des parois de l'article n'influe pas sur la précision du contrôle. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 montre le dispositif proposé pour contrôler l'étanchéité d'articles creux, avec une vue schématique de la valve à deux membranes et de la chambre renfermant l'article à contrôler (celle-ci étant montrée en coupe longitudinale), suivant l'invention - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, montrant le dispositif de contrôle équipé d'une valve à trois membranes, suivant l'invention. Le dispositif pour contrôler l'étanchéité d'articles ou objets creux comporte une chambre 1 (figure 1) formée par un couvercle 2 et par une embase 3. Dans la chambre 1 est placé l'article creux 4 à contrôler, dont les ouvertures sont obturées d'une manière étanché à l'aide de moyens d'étanchéité exécutés sous forme de rondelles ou bagues 5 en caoutchouc, situées sur le couvercle 2 et sur l'embase 3. Pour assurer l'étanchéité de la chambre 1 elle-même, un joint en caoutchouc 6 est interposé entre l'embase 3 et le couvercle 2. L'une des rondelles 5 en caoutchouc est percée d'un trou 7 mis en coincidence avec un trou 8 pratiqué dans le couvercle 2 de la chambre 1. Ces trous sont destinés à relier l'enceinte de l'article à contrôler 4 à un bloc 9 de compensation de la pression excédentaire de gaz dans l'article à contrôler. Le couvercle 2 de la chambre I possède aussi un trou 10 reliant la chambre 1 à un système 11 de création d'une différence de pression sur les parois de l'article à contrôler, à un système 12 de contrôle de la pression du gaz qui a traversé l'article à contrôler en cas d'inétanchéité de celui-ci, et au bloc de compensation 9. Le bloc 9 de compensation de la pression excédentaire du gaz dans l'article à contrôler comprend une valve 13 comportant, dans la variante décrite ici à titre d'exemple, trois enceintes 14, 15 et 16 formées par des membranes 17 dont les centres rigides respectifs sont reliés entre eux. Le bloc de compensation 9 possède aussi un relais temporisé 18 à entrée et sortie pneumatiques, l'entrée du relais 18 étant reliée à la chambre 1, et sa sortie, à l'enceinte 14 de la valve 13, cette enceinte constituant l'entrée de commande de la valve 13. L'enceinte 16 de la valve 13 est reliée à l'enceinte de l'article 4 à contrôler, au système 12 de contrôle de la pression du gaz et, à travers une tuyère ou analogue 19, à l'atmosphère. L'enceinte 15 de la valve 13, dans l'exemple décrit ici, est reliée par un étrangleur 20 au système 11 de création d'une différence de pression, et par un étrangleur 21, à l'atmosphère. Une telle liaison est nécessaire pour créer dans l'enceinte 15 de la valve 13 une pression de gaz supplémentaire assurant une position déterminée des parties centrales rigides des membranes 17 par rapport à la tuyère 19. Le même effet peut être obtenu à l'aide d'un ressort disposé dans l'enceinte 16. Dans la variante décrite du dispositif, le système 12 de contrôle de la pression du gaz qui a traversé l'article à contrôler comprend un bloc 22 d'éléments sensibles, dont l'entrée est reliée à l'enceinte 16 de la valve 13. Suivant le nombre prévu de groupes de rebutage des articles en fonction du degré d'inétanchéité de ceux-ci, le bloc 22 d'éléments sensibles est réalisé avec un nombre correspondant de sorties, qui sont reliées aux entrées d'un bloc de mémoire 23 du système de contrôle 12. A l'une des entrées du bloc de mémoire 23 est connecté en outre la sortie d'un relais temporisé 24. L'entrée de ce relais est reliée à la chambre 1. Le bloc de mémoire 23 comporte une entrée 25, par laquelle s'effectue l'effacement des informations.Les sorties du bloc de mémoire 23 sont reliées à l'entrée d'un bloc 26 d'éléments logique, à la sortie duquel apparat l'un des trois signaux 27, 28, 29, suivant l'étanchéité ou le degré de non étanchéité de l'article à contrôler 4. A base du dispositif proposé on peut créer, pour le contrôle de l'étanchéité des articles creux, soit un système automatique autonome utilisé à différents postes de travail, soit un système employé dans une channe automatique de contrôle à 100 % de l'étanchéité des articles et de leur mise au rebut selon leur degré de non étanchéité. Dans ce but, les signaux 27, 28, et 29 doivent être reliés à des mécanismes d' exécution effectuant le classement ou le marquage des articles. Sur la figure 2 est représenté un autre mode de réalisation du dispositif de contrôle d'étanchéité conforme à l'invention. Ce mode de réalisation diffère du précédent en ce que le bloc 9 de compensation de la pression excédentaire dans l'article à contrôler comporte une valve 30 munie d'une troisième membrane 31 dont la partie centrale rigide est reliée aux parties centrales rigides des membranes 17. Cette troisième membrane forme une quatrième enceinte 32. Selon cette variante, l'enceinte de l'article 4 à contrôler est reliée aux enceintes 16 et 32 de la valve 30. L'enceinte 32 est reliée aussi, à l'aide d'une tuyère ou analogue 33 de la valve 30, au bloc 22 d'éléments sensibles du système 12 de contrôle de la pression du gaz. Le fonctionnement du dispositif proposé pour contrôler l'étanchéité d'articles creux consiste en ce qui suit. On place l'article 4 à contrôler (figure 1) sur l'embase 3 et on place au-dessus de l'article le couvercle 2. Les rondelles ou bagues en caoutchouc 5 placées sur l'embase 3 et sur le couvercle 2 assurent l'étanchétité de l'enceinte intérieure de l'article 4 à contrôler, et le joint en caoutchouc 6, qui peut être placé soit sur l'embase 3, soit sur le couvercle 2, assure l'étanchéité de la chambre 1. Une fois réalisée l'étanchéité de l'article 4 et de la chambre 1, on introduit dans cette dernière le gaz (par exemple l'air comprimé) à partir du système 11 de création d'une différence de pression de gaz. Simultanément, l'air comprimé est envoyé aux entrées des relais temporisés 18, 24 et, à travers l'étrangleur 20, dans l'enceinte 15 de la valve 13. Si l'article 4 est étanche, ses parois ne laissent pas passer l'air de la chambre 1 dans son enceinte intérieure. Lorsque la température de l'article 4 à contrôler diffère de la température ambiante, la pression à l'intérieur de l'article, après la fermeture étanche de son enceinte, peut augmenter ou diminuer jusqu 'à ce que s'établisse l'équilibre. Par exemple, si la température de l'article 4 est supérieure à celle ambiante, l'air à la température du milieu ambiant pénètre dans son enceinte avant la mise en place de l'article 4 dans la chambre 1. C'est pourquoi, une fois obturées d'une manière étanche les ouvertures de l'article 4, la pression d'air dans celui-ci augmente jusqu a se que soit complètement chauffé l'air se trouvant dans son enceinte. En outre, lors de l'obturation étanche des ouvertures de l'article 4 à contrôler à l'aide des rondelles en caoutchouc 5, il se produit un gonflage du caoutchouc vers l'intérieur de l'article 4, ce qui entrain une diminution du volume intérieur et par conséquent une augmentation de la pression à l'intérieur de l'article 4 à contrôler. Dans le cas où l'article à contrôler est un article à parois élastiques, l'amenée de l'air comprimé dans la chambre 1 entraîne une diminution du volume intérieur de l'article à contrôler 4 par suite de la déformation des parois de ce dernier. Cela aussi provoque une augmentation de la pression à l'intérieur de l'article 4 à contrôler. Afin d'annuler l'influence de la température de l'article 4, de la déformation des rondelles en caoutchouc 5 et de la déformation des parois de l'article 4 sur les indications du système de contrôle 12 de la pression du gaz, l'enceinte de l'article 4 est reliée au bloc 9 de compensation de la pression excédentaire du gaz dans l'article à contrôler, c'est-à-dire que l'excédent de gaz dans l'enceinte de l'article 4 est évacué à l'atmosphère à travers la tuyère 19 et la chambre 16 de la valve 13. Dans la position initiale, l'enceinte 16 communique avec l'atmosphère à travers la tuyère 19 de la valve 13 étant donné que dans l'enceinte 15 se crée une pression constante, et aussi par suite des aires efficaces différentes des parties centrales rigides des membranes 17. La tuyère 19 reste ouverte jusqu'à ce que la pression d'air dans l'enceinte 14 devienne égale à la pression atmosphérique. Comme il a été indiqué plus haut, la pression dans l'enceinte 15 de la valve 13 résulte de sa mise en communication, à travers ltetrangleur 20, avec le système 11 de création d'une différence de pression de gaz. En outre, l'enceinte 15 est reliée à l'atmosphère par 11 intermédiaire de l'étrangleur 21, qui, conjointement avec l'étrangleur 20, assure dans l'enceinte 16 une pression inférieure à la pression dans le système 11. Le relais temporisé 18 émet un signal lorsque la pression dans l'enceinte de l'article 4, conditionnée par la température plus ou moins élevée ou basse de l'article 4, par la déformation des rondelles 5 en caoutchouc et par la déformation des parois de l'article 4, devient égale à celle atmosphérique. Le signal de sortie du relais temporisé 18 arrive dans l'enceinte 14 de la valve 13. Alors la pression d'air dans l'enceinte 14 dépasse celle régnant dans l'enceinte 15, de sorte que la tuyère 19 de la valve 13 se ferme et l'enceinte de l'article 4 ne communique plus avec l'atmosphère. Si l'article 4 est étanche, la pression à l'intérieur de celui-ci, après la fermeture de la tuyère 19 de la valve 13, ne se modifie pas (n'augmente pas). De la sorte, en cas d'étanchéité de l'article 4, aucun signal d'entrée n' est fourni au bloc 22 d'éléments sensibles, du fait que la pression à l'intérieur de l'article 4, avant la fermeture de la tuyère 19 de la valve 13, était égale à la pression atmosphérique. Si l'article 4 n'est pas étanche, après l'obturation étanche de ses ouvertures et du couvercle 2, ainsi qu'après l'admission d'air comprimé dans la chambre 1 et la fermeture de la tuyère 19 de la valve 13, la pression à l'intérieur de l'article 4 augmente par suite de la pénétration de l'air en provenance de la chambre 1 à travers les endroits non étanches. Cette modification de la pression d'air est transmise à l'entrée du bloc 22 d'éléments sensibles. Le signal arrivant à- l'entrée du bloc 22 d'éléments sensibles est reçu par les éléments sensibles, dont le nombre dépend du nombre choisi de groupes de partage des articles 4 suivant la qualité de leur étanchéité. Si, par exemple, on effectue un partage en trois groupes : articles sains, articles présentant de "faibles" fuites, articles présentant des fuites "importantes", le bloc 22 d'éléments sensibles comporte deux éléments sensibles, dont les signaux de sortie sont appliqués au bloc de mémoire 23. Aux sorties des éléments sensibles apparaissent des signaux quand une pression d'air prédéterminée pour chaque élément sensible est atteinte à l'intérieur de l'article 4. Les limites des différentes classes de qualité sont réglées par établissement de ces valeurs. Les signaux de sortie des éléments sensibles arrivent à l'entrée du bloc de mémoire 23 et sont mémorises dans ce bloc pendant la répartition des articles en groupes par les mécanismes d'exécution correspondants (non représentés sur les dessins). A la fin de la période de temps prévue pour le contrôle, il apparat un signal à la sortie du relais temporisé 24, dont l'entrée est reliée à la chambre 1, c'est-à-dire,le comptage du temps commence après l'admission de l'air comprimé dans la chambre 1. Le signal de sortie du relais temporisé 24 est lui aussi mémorisé dans le bloc de mémoire 23. Simultanément, le signal de sortie du relais temporisé 24 permet d'effectuer le déchargement de l'article à contrôler 4 depuis la chambre 1, et de charger l'article suivant. De la sorte, dans le bloc 23 sont mémorisés les signaux de sortie du bloc 22 d'éléments sensibles et du relais temporisé 24. Les signaux de sortie du bloc de mémoire 23 arrivent à l'entrée d'un bloc 26 d'éléments logiques, qui traite les signaux appliqués à son entrée et émet l'un des trois signaux caractérisant la qualité de l'article 4 à contrôler : le signal 27 ("article sain"), signal 28 (fuites "faibles"), et le signal 29 (fuites "importantes"). En cas d'emploi dans un système automatique, les signaux 27, 28, 29 attaquent les mécanismes d'execution, qui peuvent effectuer le marquage, le classement et la mise au rebut par groupes selon le degré de non étanchéité. Après des signaux du bloc 26 d'éléments logiques par les mécanismes d'exécution, dans le bloc de mémoire 23 arrive un signal qui assure l'effacement des informations. Après cela, le cycle décrit se répète pour le contrôle d'un nouvel article 4. Le fonctionnement du dispositif, conforme à l'autre mode de réalisation de l'invention est analogue à celui qui vient d'être décrit, avec la seule différence que l'enceinte de l'article 4 à contrôler est mise en communication avec le bloc d'éléments sensibles 22 à travers la valve 30 quand celle-ci reçoit le signal du relais temporisé 18, ce signal étant transmis à l'enceinte 14 de la valve 30. En l'absence de ce signal, la partie centrale rigide de la membrane 31 ferme la tuyère 33 reliant le bloc 22 d'éléments sensibles à la chambre 32 mise en communication avec l'enceinte de l'article 4 à contrôler. De la sorte, en l'absence de signal du relais temporisé 18, l'entrée du bloc 22 d'éléments sensibles ne communique pas avec l'enceinte de l'article 4. Le signal de sortie du relais temporisé 18 est transmis à l'enceinte 14 de la valve 30 et provoque le déplacement des parties centrales rigides des membranes 17 et 31, qui viennent alors fermer la tuyère 19. De cette fanon, la liaison entre l'enceinte de l'article 4 et l'atmosphère est coupée et la tuyère 33 s'ouvre en mettant en communication l'enceinte de l'article 4 avec le bloc 22 d'éléments sensibles. Le dispositif proposé pour contrôler l'étanchéité notamment d'articles creux dont la température diffère de la température ambiante, assure une haute précision du contrôle, aussi bien dans le cas d'un contrôle unique que dans celui d'un controle continu. Le principe sur lequel est basé le dispositif proposé simplifie notablement les exigences auxquels doit satisfaire l'étanchéité de la chambre (les petites fuites éventuelles depuis la chambre n'influent pas sur la précision du contrôle), ainsi que l'ensemble du système de contrôle de la pression du gaz (aucune modification de la température et aucune correction du résultat du contrôle ne sont nécessaires). De plus, les erreurs éventuelles dues à la déformation des parois de l'article ne nécessitent aucuns dispositifs spéciaux pour leur compensation, car la compensation de toutes les erreurs éventuelles s'effectue simultanément, par mise en communication de l'enceinte de l'article avec l'atmosphère, après la fermeture étanche de la chambre dans laquelle se trouve l'article à contrôler. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu a titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant sont esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la revendication qui suit. REVENDICATION Dispositif pour contrôler l'étanchéité d'articles, produits ou objets creux, du type comportant une chambre destinée recevoir l'article creux à contrôler et munie d'éléments assurant l'étanchéité des ouvertures dudit article, un système de création d'une différence de pression sur les parois de l'article à contrôler, et un système de contrôle de la pression du gaz ayant traversé l'article en cas de non étanchéité de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc de compensation de la pression excédentaire du gaz dans l'article à contrôler, exécuté sous forme d'une valve reliée au système de contrôle de la pression du gaz, à l'atmosphère et, à travers l'un des éléments d'étanchéité, à l'enceinte de l'article à contrôler, et sous forme d'un relais temporisé dont la sortie est reliée à l'entrée de commande de lbdite valve,et et l'entrée, à ladite chambre, celle-ci étant reliée au système de création d'une différence de pression sur les parois de l'article à contrôler et au système de contrôle de la pression du gaz ayant traversé ledit article en cas de non étanchéité de celui-ci.