Brevet FR2483614A1 — publié le 19811204

L'invention concerne un dispositif destiné à détecter la pression d'un fluide, dans des conditions d'écoulement du fluide dynamiques et statiques, de manière que l'amplitude de la pression détectée soit représentée par un déplacement mécanique du dispositif de mesure. Le principe de fonctionnement des dispositifs à tube de Bourdon est bien connu. Ces dispositifs comprennent généralement des tubes incurvés à extrémité fermée, qui réagissent à des variations de la pression d'une matière, à savoir un gaz ou un liquide, contenue dans ces tubes, en augmentant ou diminuant leur courbure en fonction de la pression. Etant donné que l'aire de la surface interne d'un tube recourbé et de préférence aplati est plus grande sur la paroi se trouvant à l'extérieur de la courbure que sur la paroi se -trouvant à l'intérieur de la courbure, des accroissements de la pression interne provoquent l'application d'une force différentielle plus grande sur la paroi située à l'extérieur de la courbure, ce qui tend à redresser le tube courbé. Ces principes ont été utilisés depuis de nombreuses années pour la réalisation de dispositifs d'indication et de détection dans lesquels des variations de pression peuvent être rapportées aux phénomènes que l'on souhaite mesurer. Par exemple, des instruments à tube de Bourdon sont utilisés pour la mesure de températures au moyen d'un liquide placé dans un circuit fermé comprenant une ampoule sensible à la température et un tube de Bourdon, l'accroissement de la température du liquide entraînant un accroissement de la pression qui, lui-même, provoque une déviation physique du tube de Bourdon, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 2 892 063. L'invention concerne un dispositif de détection de pression utilisant les principes des dispositifs à tube de Bourdon sans nécessiter l'utilisation d'un tube fermé à ses extrémités pour détecter la pression. Le dispositif selon l'invention comporte -deux tubes courbés qui communiquent, à leurs extrémités libres respectives, par une tubulure afin de permettre un écoulement total du fluide dans les deux tubes. Le dispositif selon l'invention comporte également un élément générateurde signaux, par exemple un commutateur, placé à proximité de la tubulure de liaison afin de réagir aux mouvements- physiques de cette tubulure en produisant un signal dans des conditions prédéterminées de pression. L'invention a donc pour objet principal l'utilisation du principe du tube de Bourdon pour la détection d'une pression, tout en permettant un écoulement total du fluide dans le mécanisme de détection. Un élément générateur de signaux indique des niveaux de pression prédéterminés, et des moyens permettent de régler l'élément générateur de signaux à des seuils de pression différents. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est une élévation d'une forme préférée de réalisation du dispositif selon l'invention; - la figure 2 est une vue en bout du dispositif selon l'invention; et - la figure 3 est une vue en perspective du capteur de pression. Les figures 1 et 2 représentent un boîtier 10, de préférence réalisé en aluminium moulé ou en matière analogue, et renfermant le dispositif selon l'invention. Ce boîtier comporte un couvercle (non représenté) qui peut être fixé contre ledit boîtier afin de former dans ce dernier une enceinte hermétique. Dans une application à laquelle l'invention convient particulièrement, le boîtier 10 et son couvercle peuvent être conçus pour former un récipient résistant aux explosions afin d'isoler les composants électriques qu'il contient de l'atmosphère extérieure entourant le boîtier. Le boîtier 10 renferme un capteur 20 de pression qui comprend un premier tube courbé 21, un second tube courbé 22 et une tubulure 24 de communication. Un raccord 25 d'entrée est relié au tube courbé 21 et passe à travers la paroi du boîtier 10. De même, un raccord 26 de sortie est relié au tube courbé 22 et passe à travers la paroi du boîtier 10. Les raccords 25 et 26 d'entrée et de sortie sont filetés afin de pouvoir être reliés à des conduits d'écoulement de fluides, comme décrit ci-après. Les extrémités des tubes 21 et 22 reliées par la tubulure 24 sont suspendues librement afin de pouvoir se déplacer physiquement sous l'effet de changements de pression. Un commutateur 30 est fixé à proximité de l'extrémité libre de la tubulure 24 au moyen d'une équerre 32 dont une extrémité est fixée au boîtier 10. Le commutateur 30 est de préférence d'un type fabriqué par la firme Honeywell Company et connu sous la marque commerciale "Microswitch". Un tel commutateur a pour caractéristique souhaitable de fonctionnement de permettre à un organe 34 de commande, en exécutant un mouvement de très petite amplitude, d'actionner un mécanisme de commutation à action rapide. Une plaque 40 est fixée à la tubulure 24 et s'étend jusqu'à proximité de l'organe 34 de commande du commutateur. Un bouton 36 de réglage de pression est fixé à un axe 37 qui traverse le boîtier 10. L'extrémité inférieure de l'axe 37 est filetée afin de pouvoir être fixée à l'extrémité de l'équerre 32 au moyen d'un organe 38 de fixation et d'un ressort 39. L'axe 37 comporte également un tronçon fileté 41 traversant le boîtier 10 et le trou du boîtier dans lequel passe le tronçon 31 est taraudé, afin qu'une rotation du bouton 36 de réglage provoque un mouvement d'avance et de retrait de l'axe 37, sur une courte distance, par rapport au boîtier 10. Il en résulte une déviation de l'extrémité 42 de l'équerre 32 et un mouvement correspondant du commutateur 30. Ce mouvement du commutateur 30 provoque un déplacement de l'organe 34 de commande par rapport à la plaque 40 et, par conséquent, modifie la déviation demandée à la plaque 40, sous l'effet de la pression, pour actionner le commutateur 30. La figure 3 représente en perspective le capteur de pression et elle montre qu'un circuit d'écoulement fermé existe entre le raccord 25 d'entrée et le raccord 26 de sortie en passant par le tube courbé 21, la tubulure 24 et le tube courbé 22. Les tubes courbés 21 et 22 sont reliés respectivement, par leurs extrémités, aux raccords d'entrée et de sortie et à la tubulure 24 au moyen de soudures à l'argent -ou d'autres formes analogues de liaison. Tous les éléments montrés sur la figure 3 et dans lesquels un fluide s'écoule sont de préférence réalisés en acier inoxydable, et les tubes 21 et 22 sont de préférence aplatis afin que le rapport de leur hauteur à leur largeur soit d'environ 1:2. Lors de l'utilisation, le' dispositif selon l'invention est de préférence monté sur un système de pompage entraîné par un moteur électrique et le fluide à pomper est mis en circulation dans le capteur de pression en passant par les raccords 25 et 26 d'entrée et de sortie. Le commutateur est connecté au circuit électrique commandant le fonction- nement du moteur électrique. Un réglage grossier de la plage de pression sur laquelle est actionné l'organe 34 de commande du commutateur est réalisé par réglage de la position de l'organe 38 de fixation qui établit la position nominale de l'extrémité 42 de l'équerre. Un réglage fin de la plage de pression de travail peut ensuite être réalisé par rotation du bouton 36, de manière que le moteur électrique commandant la pompe puisse être mis en marche lorsque la pression descend jusqu'à un niveau prédéterminé, puis qu'il puisse être arrêté lorsque la pression s'élève à un niveau prédéterminé, ces niveaux de pression étant indiqués par la déviation relative de la plaque 40 sous l'effet de la pression du liquide dans les tubes 21 et 22. Des commutateurs dont les organes de commande possèdent des positions différentes de mise en marche et d'arrêt sont bien connus de l'homme de l'art et un commutateur convenable peut être aisément trouvé pour assumer cette fonction. Un commutateur convenant à cette application est un "Micro Switch", décrit dans- le catalogue no 10, BS 210, dont la course différentielle est de 0,127 à 0,254 mm, et dont la mise en action demande une force de 3 à ,5 N. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de la pression d'un fluide, caractérisé en ce au'il comporte deux tubes courbés (21, 22), à peu près paralliles et destinés à être montés dans un conduit de fluide sous iDression, conduit auquel ils sont reliés par leurs premires extrémités adjacentes, un élément (24) de communication s'étendant entre les secondes extrémités adjacentes et respectives des tubes afin de permettre un écoulement du fluide, lesdites secondes extrémités et l'élément de communication étant suspendus librement, et un commutateur (30) qui comporte un organe (34) de commande placé à proximité immédiate desdites extrémités suspendues librement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un élément (32) destiné à positionner l'organe de commande du commutateur par rapport aux extrémités suspendues librement. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de communication monté entre les extrémités opposées et adjacentes de tubes comprend une tubulure (24) d'écoulement montée entre lesdites secondes extrémités des tubes. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une- plaque (40) fixée à la tubulure et commandant le commutateur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de positionnement comprend en outre un organe fileté (37) monté de manière à déplacer une extrémité du commutateur. 6. Dispositif de détection de la pression d'un fluide et de commutation, destiné à être monté dans un- conduit d'écoulement de fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier (10) qui présente une entrée (25) et une sortie (26) destinées à être reliées à des ouvertures ménagées dans le conduit d'écoulement de fluide, deux tubes courbés (21, 22), sensiblement parallèles et dont la première extrémité de l'un (21) est reliée à l'entrée du boîtier et la première extrémité de l'autre (22) est reliée à la sortie du boîtier, les autres extrémités respectives des tubes étant suspendues librement, une tubulure (24) d'écoulement étant montée entre lesdites autres extrémités respectives des tubes, une équerre (32), fixée au boitier, comprenant un organe en forme de L qui présente une extrémité libre (42) proche de ladite tubulure, et un commutateur (30) étant monté sur cette équerre et comportant un organe (34) de commande situé à proximité immédiate de ladite tubulure. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un axe fileté (37) qui traverse le boîtier et dont une extrémité est reliée à l'extrémité libre (42) de l'équerre. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque (40> de commande fixée à la tubulure, dans une position adjacente à l'organe de commande du commutateur. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un bouton rotatif (36) fixé à l'axe, à l'extérieur du boîtier. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un couvercle destiné à fermer le boîtier.