Brevet FR2463402A1 — publié le 19810220

La présente invention concerne les capsules manométriques pour capteurs de pression comme notamment les capteurs de pressions différentielles. Une capsule manométrique pour capteur de pression comprend un corps d'appui formé par une pièce, généralement d'une forme cylindrique de révolution délimitée par une face plane d'un cté et d'une face généralement concave de l'autre, un diaphragme en forme de disque comportant des ondulations, fixé sur toute sa périphérie au bord de la face concave. I1 est à noter que cette face concave peut comporter aussi des ondulations complémentaires de celles du diaphragme pour que lorsqu'une pression excessive est appliquée sur la face externe du diaphragme, celui-ci vienne buter contre la face de la pièce d'appui de façon que toutes les ondulations du diaphragme épousent les ondulations complémentaires de la face d'appui, dans le but d'empêcher une déformation du diaphrabme. Ces capsules sont faites pour des capteurs pour transmettre la pression qui est appliquée sur la face du diaphragme à un transducteur sensible qui donne généralement en sortie un signal, qui peut être par exemple pneumatique, mécanique ou plus généralement électrique, représentatif de la pression ou de la variation de pression qui a été appliquée sur la face externe du diaphragme. Pour cela, l'espace qui est délimité entre le diaphragme et la face concave de la pièce d'appui est rempli d'un liquide incompressible comme par exemple de l'huile qui est amenée par un conduit, traversant la pièce d'appui, jusqu'au transducteur sensible. Ces transducteurs sont bien connus en eux-mames et peuvent être par exemple une balance-de force, une aiguille indicatrice, une bobine à variation de réluctance, des transformateurs différentiels, etc. D'un point de vue pratique, le conduit débouche dans l'espace défini cidessus par un orifice se trouvant sensiblement au milieu de la face d'appui. Cette disposition est pratiquement la seule possible pour des raisons essentiellement d'encombrement, de volume d'huile et de réalissstion mécanique. De ce fait, quand la membrane vient dans le cas d'une surpression telle que mentionnée ci-dessus, se plaquer contreela face de la pièce d'appui, elle s'applique contre les bords de l'orifice. Mais comme la pression est élevée et s'exerce sur l'autre cté de la face du diaphragme, les bords de cet orifice, aussi arrondis qu'ils puissent autre, s'impriment néanmoins dans la matière de la membrane. Cette entame donne pour cette membrane un point de faiblesse qui modifie sa structure et donc sa sensibilité mais de toute façon raccourcit énormément sa durée de vie. Pour pallier cet inconvénient, on a proposé de souder sur la membrane, juste sur la partie susceptible de rentrer en contact avec les bords de l'orifice, une plaquette de renfort pour protéger la paroi de la membrane. L'adjonction de cette plaquette peut rigidifier la membrane et lui fait perdre ainsi de sa souplesse. Mais la plus grande difficulté se retrouve essentiellement dans le fait qu'il est presque impossible de souder la plaquette sur la membrane sans endommager cette dernière. La soudure peut même quelquefois provoquer un perçage de la membrane, qui dans ce cas rend la capsule manométrique complètement inopérante. Un autre inconvénient est de trouver une plaquette du même matériau que celui dans lequel est réalisée la membrane et de les souder entre eux. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention a pour objet une capsule manométrique de pression comportant un corps relativement massif, une membrane sur laquelle s'applique la pression à mesurer, ladite membrane étant solidarisée sur l'une des faces du corps, pour délimiter entre elles un espace, ladite membrane étant apte à de déformer en réduisant ledit espace quand elle est soumise à une variation de pression, un conduit réalisé dans ledit corps et débouchant par au moins un orifice situé dans un plan sensiblement parallèle à celui de ladite membrane, caractérisé par le fait que ledit orifice est couvert par un bouchon non étanche solidarisé avec la face dudit corps, ledit bouchon présentant à ladite membrane une surface de portée sans rebord contondant pour ladite membrane quand elle est soumise à une surpression et qu'elle vient au contact de ladite face du corps. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparai- tront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif dans lequel la figure 1 représente en coupe un mode de réalisation d'une capsule selon l'invention, et la figure 2 une vue en perspective d'une pièce particulière de la capsule selon la figurel La figure 1 représente, vu en coupe, un mode de réalisation d'une capsule 1 manométrique qui peut être couplée à un élément sensible, comme par exemple une balance de force, des bobines à variation de réluetance, etc. Ceux-ci ne seront pas décrits ni représentés, car ils sont bien connus en eux-memes et la connexion entre la capsule et ces différents éléments ne présente aucune difficulté. La capsule 1 comporte un corps 2, généralement formé par une pièce massique cylindrique de révolution, délimitée par une face 31 de forme quelconque ou éventuellement complémentaire d'une embase sur laquelle ce corps peut être place L'autre face 3, délimitant cette pièce massique 2, est de forme générale concave, portant des ondulations 4 dont la fonction sera explicitée ci-après. Une membrane 5 en forme de disque est solidarisée par exemple par soudage sur les bords de la face 3 de façon à former entre cette membrane et cette face 3 une chambre étanche 6 qui sera-remplie d'un liquide incompressible comme par exemple de l'huile. Cette membrane 5 comporte aussi des ondulations 7, ce qui lui permet d'avoir la souplesse et l'élasticité souhaitées pour pouvoir se déformer lorsqu'elle est soumise à des variations de pression qui viennent s'appliquer sur la face externe 8 de cette membrane 5. La chambre 6 est mise en communication avec un élément sensible (non représenté) associé à une telle capsule par un conduit 9 qui permet de conduire le fluide contenu dans la chambre 6 vers ltélément sensible quand une variation de pression est appliquée sur la face 8 de la membrane. Ainsi, quand la pression qui est appliquée sur la face 8 de la membrane 5 augmente, la membrane 5 se déforme pour se rapprocher de sa face d'appui 3 et alors chasse par le conduit 9 une partie de l'huile contenue dans la chambre 6 pour transmettre la pression à l'élément sensible qui lui est associé. I1 en est de même lorsque la pression diminue, l'huile reflue et vient combler le vide qui a pu se créer dans la chambre 6. Par contre, si cette membrane est soumise à une surpression accidentelle, c'est-à-dire à une variation de pression qui est considérablement plus grande que celles auxquelles ladite membrane est présumée être soumise, la membrane vient se plaquer contre la face 3 du corps 2. Comme les ondulations de cette face 3 sont complémentaires de celles de la membrane 5, les ondulations de la membrane sont alors parfaitement plaquées contre celles 4 de la face 3, ce qui permet au diaphragme de ne subir aucune déformation étant donné qu'il est soutenu sur presque toute sa surface. Par contre, dans l'art antérieur, la face 10 interne de la membrane venait s'appliquer sur le rebord 11 de l'orifice 12 de sortie du conduit 9. La pression, agissant sur la face externe 8, le bord 11 de cet orifice 12 formait emportepièce, qui marquait la paroi de la membrane 5, pour entraÊner -les inconvénients rappelés ci-avant. Bien entendu, la dimension de l'orifice 12 pourrait être de petite taille, mais alors il crée une perte de charge importante, ce qui entraîne un temps de réponse non négligeable. Pour pallier cet inconvénient, l'orifice 12 est couvert par un bouchon 13 non étanche, qui présente en regard de la face 10 de la membrane une surface de portée 14 sans rebord contondant. De préférence, le bouchon 13 est placé dans un évidement réalisé dans le corps massique 2 d'un diamétre légèrement supérieur à celui du bouchon. Ceci permet son positionnement par rapport à l'orifice 12 du conduit 9. Les orifices qui permettent le passage du fluide de la chambre 6 au conduit 9 sont alors sensiblement dans des plans perpendiculaires au plan de la membrane et donc de ce fait ne peuvent entrer en contact avec celle-ci. Déplus, comme la surface 14 présente une arrête arrondie > 16 et même une forme légèrement bombée pour continuer les ondulations 4 de la pièce massique 2, de ce fait, la membrane 5 est alors suffisamment maintenue par les ondulations 4 et ltensemble de la surface 14 pour ne pas être marquée quand elle est soumise à de telles surpressions. L'a positron de la membrane, quand elle est soumise à une surpression, est représentée en pointillé 50 contre la face 3 de la pièce massique 2. On voit ainsi que la membrane 5 est parfaitement maintenue plaquée sur presque toute sa surface. Un tel mode de réalisation présente un avantage important sur ceux de l'art antérieur, c'est qu'il ne modifie en rien la forme de la membrane et celle-ci garde toute sa souplesse et sa fidélité. La figure 2 représente à titre d'exemple, vu en perspective un mode de réalisation possible pour le bouchon 13 qui est représenté en coupe sur la figure 1. Ce bouchon est réalisé dans une pastille métallique circulaire dans laquelle sont usinées des rainures diamétrales 17-18,-19 ... qui donc sont toutes concourantes au centre 20 de la pastille. Le côté de cette pastille comportant les rainures est destiné à être positionné sur la face 3 du corps 2 et centré de façon que la partie centrale 20 soit juste en regard de l'orifice 12 pour que le fluide puisse s'écouler sans perte de charge importante de la chambre 6 au conduit 9 et vice versa. Bien entendu, cette pièce sera soudée sur la face 3 de la pièce d'appui 2 par quelques points de soudure. On constate donc que les orifices de sortie-15 du fluide pour alimenter la chambre 6 se trouvent dans le plan de la tranche 21 de ladite pastille 13, ce qui fait que la paroi interne 10 de la membrane 5 ne peut en aucune façon venir s'appuyer contre ces rebords des orifices de sortie 15 des rainures 17, 18, 19. I1 a été dit précédemment que la membrane peut être soumise à de très fortes surpressions, et de ce fait, la surface 14 du bouchon 13 est soumise à cette même pression quand la membrane vient au contact. Pour améliorer la tenue à la déformation de ce bouchon, les fonds des rainures 17, 18, 19 sont définis dans une surface virtuelle concave en quelque sorte"parallèle" à celle de la surface 14, ce qui fait de ce bouchon un "arc-boutant" qui rdsiste à la pression. REVENDICATIONS 1. Capsule manométrique de pression comportant un corps relativement massif, une membrane sur laquelle s'applique la pression à mesurer, ladite membrane étant solidarisée sur une des faces du corps, pour délimiter entre elles un espace, ladite membrane étant apte à se déformer en réduisant ledit espace quand elle est soumise à une variation de pression, un conduit réalisé dans ledit corps et débouchant par au moins un orifice situé dans un plan sensiblement parallèle à celui de ladite membranne, caractérisée par le fait que ledit orifice est couvert par un bouchon non étanche solidarisé sur la face dudit corps, ledit bouchon présentant à ladite membrane une surface de portée sans rebord contondant pour ladite membrane quand elle est soumise à une surpression et qu'elle vient au contact de ladite face du corps. 2. Capsule selon la revendication 1 caractérisée par le fait que ladite surface de portée est une surface bombée. 3. Capsule selon la revendication 2 caractérisée par le fait que, lorsque ladite face dudit corps sur laquelle est fixée ladite membrane, comporte des ondulations complémentaires de celles de la membrane, ladite surface bombée continue les ondulations de ladite face du corps. 4. Capsule selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit bouchon est constitué par une pastille cylindrique comportant au moins une rainure sensiblement axiale reliant ledit conduit à ladite chambre, ladite rainure débouchant dans ladite chambre par la tranche de ladite pastille. 5. Capsule selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le fond de ladite rainure fait partie d'une surface virtuelle concave. 6. Capsule selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ledit bouchon est solidarisé avec la face dudit corps dans unévidement de diamètre légèrement supérieur à celui dudit bouchon, réalisé dans ledit corps