Brevet FR2494847A1 — publié le 19820528

Des lames vibrantes sont utilisées depuis des siècles dans des orgues, des harmonicas et d'autres dis- positifs générateurs de sons pour produire des sons fon- damentaux. De tels dispositifs ont été utilisés comme moyen d'avertissement de différences de pression dues à un filtre bouché tel qu'on en trouve dans des aspirateurs, des fours, des installations de réfrigération et d'autres installations o une circulation d'air exige l'élimination de particules à l'aide d'un filtre. L'invention est conçue pour être utilisée dans des séchoirs à linge à usage do- mestique. Bien que le dispositif selon l'invention convienne à de nombreuses autres applications, il sera décrit ci- après dans son utilisation avec un tel séchoir à linge. Ces appareils se caractérisent par le fait que le tambour rotatif horizontal est ouvert à ses deux extrémités. L'extrémité aval du tambour est supportée par une cloison emboutie et deux roues à bandage de caoutchouc parcourant un chemin en creux, réalisé par repoussage. Les roues sont placées dans des positions choisies judicieusement afin d'équilibrer les forces exercées par une courroie d'entraî- nement passant autour du tambour. L'extrémité avant du tambour, qui présente une garniture interne revêtue de "Teflon", est supportée par le panneau avant du séchoir. Ainsi, en pratique, le tambour se présente sous la forme d'un cylindre ouvert essentiellement à ses extrémités, entraîné par courroie à sa périphérie, supporté à une extrémité par deux galets fous et, à l'autre extrémité, par une garniture de grand diamètre en matière plastique. Le circuit d'air est un circuit à dépression (vide) dans lequel un ventilateur entraîné par un moteur (à l'extrémité du circuit) aspire l'air ambiant à l'inté- rieur du tambour, en le faisant passer dans une gaine de chauffage (à gaz ou électrique) par l'intermédiaire d'une grille montée dans la cloison arrière fixe, l'air passe ensuite dans une goulotte à peluches par l'intermédiaire d'une grille de sortie montée dans la paroi arrière fixe. L'air passe ensuite dans le ventilateur et il est refoulé par une gaine à la partie centrale arrière et inférieure de l'appareil. La goulotte à peluches est une gaine réalisée en tôle, reliant la grille de sortie de la zone du tambour à l'enveloppe du ventilateur. Cette goulotte est réalisée de manière à présenter un chemin permettant l'introduc- tion du filtre à peluches qui oblige la totalité de l'air, provenant de la zone du tambour, à être filtrée avant de sortir par le ventilateur, puis par le conduit de décharge. Deux conditions de vide existent et varient à l'intérieur du séchoir. Un vide dynamique, dû à l'écoule- ment d'air (effet de Venturi) diminue lorsque le tamis du filtre s'engorge et également lorsque la contre-pression augmente (longueur du circuit de ventilation). Un vide statique (dû à l'inaptitude du ventilateur à se suffire) augmente avec l'engorgement du tamis à peluches, mais diminue avec l'accroissement de la contre-pression. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 4 091 762 décrit un tel dispositif destiné à être utilisé dans un appareil de ce type. Dans ce dispositif, un ensemble à lame sollicitée est utilisé pour produire une alarme sonore. Dans cet ensemble, la lame est plane et présente une section mince et importante, et elle est sollicitée en étant déformée afin de ne pas être plane et de ne pas prendre son état normal de repos ou sa position libre, l'extrémité libre de la lame comportant un pontet trans- versal angulaire. La lame est montée dans une cloison en forme de plaque, à l'intérieur d'un bottier qui présente deux chambres dont l'une est soumise aux conditions régnant en aval du filtre, tandis que la chambre adjacente est soumise à la pression ambiante. De plus, le dispositif utilise un effet de levier mécanique qui repose sur la variation exponentielle de vide en amont du tamis pour arrêter ou amortir la vibration de la lame. Ceci est réa- lisé par fixation d'un clapet flexible à la lame, raccor- dement d'un tube extérieur d'aspiration à la pression d'amont pour maintenir pneumatiquement le clapet en posi- tion et empêcher ainsi la lame de vibrer jusqu'à ce qu'une différence prédéterminée de pression soit atteinte. La libération du clapet permet à la lame de vibrer dans son 249484; milieu à pression ambiante. Des essais intensifs et l'utilisation de ce dis- positif, tels que décrits dans le brevet N0 4 091 762 précité, font apparaître deux difficultés: la première est qu'il est difficile, lors des opérations de fabrica- tion, d'ajuster la disposition du pontet qui sollicite la lame. Dans de nombreux cas, ce facteur s'avère très variable et, dans certaines autres situations, il en résulte une déformation de la lame elle-même. De plus, le coût de fabrication est excessivement élevé par suite du contrôle de qualité demandé pour obtenir un produit fiable, fonc- tionnant de façon régulière. De plus, en raison du grand nombre de pièces et des opérations d'assemblage nécessaires à la fabrication d'un tel dispositif, le coût de ce dernier devient excessif pour l'utilisateur final, à savoir le fabricant de séchoirs. L'invention concerne un dispositif d'avertisse- ment d'une pression différentielle, donnant une alarme sonore qui indique l'instant o un tamis à peluches est sensiblement plein aux deux tiers, que l'appareil soit ou non ventilé en un point éloigné du séchoir proprement dit, ou qu'un torchon ou toute autre étoffe soit retenu momen- tanément contre la grille de sortie montée dans la paroi arrière fixe. Le fonctionnement du dispositif selon l'in- vention repose uniquement sur la pression différentielle telle que mesurée entre l'amont et l'aval du filtre, les pressions d'amont et d'aval étant de signe négatif et pouvant être mesurées avec précision, qu'il s'agisse d'un vide dynamique ou d'un vide statique. Une forme de réalisation de l'invention comprend un boîtier qui est divisé en deux chambres par un élément analogue à une plaque perforée, portant une lame vibrante disposée au-dessus de l'ouverture de cet élément, ladite ouverture communiquant avec les deux chambres. La première chambre communique par un trou réduit avec le côté d'amont du filtre, qui est sous une pression négative due à l'effet de Venturi, tandis que la seconde chambre est raccordée à une seconde source de pression avec laquelle elle communi- que (source de pression négative), située sur le côté aval 249484? du filtre. Un mécanisme particulier à clapet basculant est prévu dans le fond du boîtier et communique avec la première chambre. Il est normalement maintenu en position de ferme- ture par deux facteurs, à savoir le poids de la partie d'ac- tionnement située sur le côté opposé d'un pivot, ainsi que la différence entre la pression ambiante et la pression régnant en amont du filtre, qui est une pression négative à effet de Venturi, ces deux pressions agissant sur des côtés opposés du clapet. Lorsque la différence entre les pressions des deux chambres atteint une valeur prédéterminée, la pression ambiante agit sur le côté d'actionnement de manière que le clapet bascule et qu'il soit entraîné à l'intérieur de la seconde chambre, o règne une pression négative supérieure, le clapet mettant ainsi à découvert, dans la première chambre, une plus grande ouverture par -laquelle la pression ambiante peut alors agir sur la lame pour produire un son audible. Des moyens convenables sont prévus à l'intérieur du bottier et placés à proximité de l'extrémité libre de la lame, mais à une certaine distance de cette dernière, afin de commander l'amplitude de la vibration de.la lame et, par conséquent, d'accroître la fréquence de vibration de cette lame et-du son qu'elle produit. L'invention a donc pour objet un dispositif d'alarme sonore, capable de produire un son audible instan- tané et convenable, déclenché par l'apparition de conditions prédéterminées de pression différentielle. Le dispositif selon l'invention comporte deux chambres soumises à des pressions différentes, et un mécanisme à clapet actionné automatiquement afin de soumettre l'une des chambres à la pression ambiance lorsque la différence de pression entre les chambres atteint un niveau prédéterminé. Des moyens commandent l'amplitude de la vibration de la lame afin que la fréquence de vibration de cette dernière augmente et que le son audible final produit par cette lame s'élève. L'in- vention a donc pour objet un dispositif d'alarme simple et peu coûteux, destiné à indiquer, dans des appareils domes- tiques, la présence de filtres bouchés, devant être nettoyés, ce qui a pour résultat une économie sur l'énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif. 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 vue schématique en perspective d'un séchoir à linge domestique auquel le dispositif selon l'invention est appliqué; la figure 2 est une coupe partielle, suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant l'installation du dis- positif selon l'invention sur un séchoir à linge, cette vue montrant notamment l'écoulement de l'air à travers un filtre propre; la figure 3 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 2, montrant l'écoulement de l'air dans le cas o un filtre à peluches a recueilli de la peluche et o l'alarme doit être déclenchée; la figure 4 est une vue en perspective de la forme préférée de réalisation du dispositif selon l'inven- tion p la figure 5 est une élévation avec coupe partielle du dispositif montré sur la figure 4; la figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5; et la figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 5. Les figures, sur lesquelles les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments, et plus particuliè- rement la figure 1 représentent schématiquement un type de séchoir à linge auquel le dispositif selon l'invention, indiqué globalement par la référence numérique 10, peut être appliqué. Ce type particulier de séchoir 12 comporte un tambour rotatif horizontal 14, ouvert à ses deux extré- mités, l'extrémité aval du tambour étant supportée par la cloison emboutie 16 et deux roues 18 à bandages de caout- chouc, parcourant une piste en creux réalisée par repous- sage. L'extrémité avant (non représentée) du tambour com- porte une garniture intérieure en matière plastique suppor- tée par le panneau avant du séchoir. Le circuit d'air est un circuit à pression négative ou vide dans lequel un ven- tilateur 20 entraîné par un moteur aspire l'air ambiant afin de le faire pénétrer dans le tambour en le faisant passer par une gaine chauffante 22 et à travers une grille ou ouverture 24 ménagée dans la paroi arrière fixe 16. Après avoir circulé autour du tambour 14, l'air est entrainé, à travers une grille 26 de sortie, dans la goulotte 28 à peluches, un filtre allongé 30 à peluches fermant le passage de la grille 26 vers la goulotte 28. L'air chauffé est ensuite entraîné à travers le ventilateur 20 et refoulé par une conduite 32 vers la partie centrale arrière et inférieure de l'appareil. Cette gaine peut déboucher dans l'air ambiant ou être raccordée à une gaine supplémentaire aboutissant à l'extérieur du bâtiment dans lequel l'appa- reil est placé, comme décrit précédemment. Comme représenté sur les figures 4 à 7, la forme préférée de réalisation du dispositif 10 d'avertissement d'une pression différentielle selon l'invention comprend un boîtier sensiblement rectangulaire 40,-ouvert le long de sa paroi supérieure allongée et conçu pour être asso- cié à un ensemble d'une seule pièce comprenant une plaque 42 à lame et un couvercle 44. La plaque à lame divise le boltier ou corps 40 en deux chambres 46 et 48, tandis que le couvercle 44 ferme la paroi supérieure. Le boîtier 40 présente une gorge 50 s'étendant centralement le long de son axe longitudinal et jusqu'aux parois extrêmes afin de loger la plaque 42 à lame et de séparer à peu près hermé- tiquement les chambres 46 et 48 l'une de l'autre. La première chambre 46 présente, à une extrémité de sa paroi inférieure, une ouverture 52 et une saillie tubulaire 54 de branchement destinée à recevoir un tuyau flexible 56 qui communique, par son extrémité opposée, avec la pression régnant en amont du filtre 30, comme montré sur les figures 2 et 3. La seconde chambre 48 communique avec un orifice 58 débouchant à travers une extrémité de la chambre, dans le boltier, et équipée de moyens convenables 60 de fixation pouvant être enclenchés, par rotation sur un certain angle, dans une ouverture non 249484; circulaire ménagée dans la goulotte 28 à peluches. Des moyens de fixation de ce type sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 443 783. Il convient cepen- dant de noter que d'autres moyens appropriés de fixation tels que des brides perforées, des vis, des adhésifs, etc., peuvent convenir, ainsi qu'il est évident à l'homme de l'art. La plaque 42 à lame présente une ouverture lon- gitudinale 70 qui est sensiblement recouverte par une lame 72. Dans la forme préférée de réalisation, la lame 72 vient de moulage avec la plaque 42, mais il convient de noter qu'un organe indépendant, formant la plaque à lame, peut être utilisé sans sortir du cadre de l'invention. Une telle lame indépendante peut être métallique ou non, comme souhaité. Cependant, la lame 72 venue de moulage est préférée pôur des raisons de rendement de fabrication. Un bras conique 74, faisant saillie vers le haut et réalisé d'une seule pièce avec le bottier 40, présente une extrémité supérieure libre 76 située à une distance prédéterminée et voisine de l'extrémité libre de la lame 72. Cet élément sert à limiter l'amplitude des vibrations de la lame 72 et à accroître la fréquence de manière que la lame produise un son harmonique plaisant. Le bras 74 détermine approxi- mativement, aussi, le point de déclenchement ou de mise en action pour la production d'un son audible par la lame 72 lorsque les côtés opposés de cette dernière sont soumis à des pressions différentes. Une caractéristique particulière de la présente invention réside dans la présence d'une grande ouverture 80 ménagée dans le fond 82 du boîtier 40 et située dans la première chambre 46. Une ouverture analogue 84 est ménagée dans le fond 82, à l'intérieur de la chambre 48. Deux élé- ments opposés et espacés 86 de retenue, situés sur la sur- face extérieure du boîtier 40, présentent des surfaces 88 de guidage d'entrée dirigées vers deux rainures opposées destinées à des fonctions décrites ci-après. Le fond 82 comporte également, le long de l'un de ses bords longitu-- dinaux, une plaque déflectrice 92 relativement grande et, le long du bord opposé, une plaque analogue 94, mais de hauteur inférieure. - Un ensemble 100 à clapet commandé, monté entre les éléments 86 de support et recouvrant les ouvertures 80 et 84, comprend une plaque 102 sensiblement rectangulaire, de dimensions légèrement supérieures à celles de l'ouverture et destinée à recouvrir et fermer cette ouverture 80. Deux tourillons 104, disposés le long d'un axe parallèle à la plaque 42 à lame et à un bord de la plaque 102, sont destinés à être montés et ajustés de façon complémentaire dans les rainures 90. Les tourillons 104- peuvent être montés dans les rainures 90 par emboîtement élastique au- dessus des surfaces inclinées 88 des éléments 86 de support. Un contrepoids 106, situé de l'autre côté de l'axe longitudinal sur lequel les tourillons 104 sont alignés, maintient, à l'état normal, la plaque 102 en position de fermeture contre l'ouverture 80. Cet élément 106 comporte une partie lestée 108 et une partie incurvée 110 dont le rayon de courbure est sensiblement égale à la distance comprise entre le tourillon 104 et le bord longitudinal éloigné de l'ouver- ture 84 de manière que, lorsque l'ensemble pivote, il reste sensiblement fermé sur l'ouverture 84, pour assumer des fonctions mieux décrites ciaprès. L'expression "partie lestée" 108 utilisée dans le présent mémoire n'implique pas nécessairement l'apport de masses supplémentaires, mais signifie plutôt que la partie 108, ainsi que la partie courbe 110, ont une masse qui convient au maintien de la plaque 102 en position de fermeture, comme montré en trait plein sur la figure 7, cette position correspondant à l'état normal de repos. De plus, il existe une relation fonctionnelle supplémentaire qui sera décrite ci-après. Comme indiqué précédemment, la présente invention porte sur un dispositif capable de mesurer la différence entre les pressions s'exerçant de part et d'autre du tamis filtrant 30. Elle ne concerne pas, comme c'est le cas du dispositif décrit dans le brevet N0 4 091 762 précité, d'autres éléments extérieurs tels que la longueur du tube de ventilation relié à la sortie 32 ou les conséquences de l'application d'une étoffe ou d'un torchon sur la grille 26 249484i placée à l'arrière du tambour 14. Lorsque le séchoir 12 est en marche, comme décrit précédemment, il apparaît, en amont du filtre, une légère dépression qui est détectée par le tube 56 et l'ouverture 52, car ils communiquent avec la première chambre 46. Lorsque le tamis filtrant 30 est propre, comme montré sur la figure 2, les chambres 46 et 48 sont soumises sensiblement à la même dépression et la lame 72 reste à l'état stable. Cependant, lorsque de la peluche s'accumule sur le tamis filtrant 30, comme montré sur la figure 3, la valeur absolue de la dépression régnant dans la chambre 48 dépasse celle régnant dans la chambre 46 par suite de la dépression démandée par le ventilateur 20, car ce dernier exerce une plus grande dépression sur le côté d'aval du tamis filtrant 30. Lorsque cette différence de pression dépasse un niveau prédéterminé, l'air ambiant agit contre la partie 106 de commande du clapet 100 de manière que cette partie, comme montré sur le côté gauche de la figure 7, tourne vers le haut, à l'intérieur de la chambre 48, et amène la plaque 102, qui ferme normalement l'ouverture 80, dans la position représentée en trait poin- tillé sur la figure 7. La chambre 46 est ainsi exposée à un afflux important d'air à la pression ambiante, ce qui provoque la mise en action de la lame 72 et la production d'un son pouvant être entendu par l'opérateur et indiquant que le tamis filtrant 30 demande à être nettoyé. Il con- vient de noter qu'à l'état normal de repos et avec un filtre propre, la légère dépression, appliquée à la chambre 46 par l'intermédiaire de son tube 56 de raccordement sur le côté d'amont du filtre 30, coopère avec la pression ambiante pour assurer le maintien de la plaque 102 en position de fermeture. Cependant, comme expliqué précédemment, lorsque la différence de pression dépasse un niveau prédéterminé, la pression ambiante agit sur l'élément 100 de commande afin de faire pivoter le clapet vers sa position d'ouverture montrée en trait pointillé sur la figure 7. La dimension et l'importance de la masse des parties 106 et 108 peuvent être utilisées pour déterminer le niveau auquel cette alarme sonore est déclenchée. Il convient de noter que les parois 92 et 94 ont pour fonction de protéger le mécanisme mobile de l'élément 100 de commande afin que sa liberté de mouve- ment ne soit pas gênée de l'extérieur. Dans la forme de réalisation décrite, le bottier ou corps à chambres, ainsi que la plaque à lame et l'ensemble à couvercle sont généralement moulés par injection en matière thermoplastique convenant au milieu dans lequel ils doivent être utilisés. Le clapet commandé 100 est de la même manière, de préférence, moulé par injection, bien qu'il puisse égale- ment, de même que le bottier des chambres et la plaque à lame, être réalisé par moulage sous pression ou en tôle. Bien qu'il ait été indiqué que la lame 72 vienne de moulage avec la plaque 42, il convient de noter que d'autres lames métalliques ou non, réalisées séparément, peuvent être utilisées. Le couvercle 44 est représenté comme étant d'une seule pièce avec la plaque 42 à lame et logé dans une par- tie à bride du bottier 40 o il est scellé, comme indiqué en 41, par thermosoudage, par collage ou par d'autres moyens d'ajustement à force. Le choix des matières actuel- lement disponibles ou à venir est du domaine de l'homme de l'art, ce choix dépendant évidemment du milieu dans lequel le dispositif d'avertissement sonore d'une pression diffé- rentielle doit être utilisé. 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 d'avertissement d'une pression différentielle, caractérisé en ce qu'il comporte un bottier (40), un élément (42) en forme de plaque perforée divisant le bottier en deux chambres (46, 48), un élément (52) à orifice limité situé dans le bottier.afin de faire communi- quer une première chambre (46) avec une première source de pression, un élément (58) reliant la seconde chambre à une seconde source dont la pression est inférieure à celle de la première source afin d'établir une différence de pression entre les deux chambres, une lame plane, allongée et flexible (72), fixée, par une première extrémité, audit élément (42) en forme de plaque et destinée à recouvrir l'ouverture (70) de cet élément, et des moyens commandés destinés à exposer la première chambre à la pression am- biante lorsque la différence de pression entre les deux chambres atteint un niveau prédéterminé, ladite lame étant conçue pour produire un signal sonore lorsque la différence de pression atteint ledit niveau prédéterminé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il est réalisé en matière plastique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens commandés comprennent une seconde ouverture (80), relativement grande, ménagée dans la pre- mière chambre, un ensemble (100) à clapet commandé qui ferme normalement cette ouverture lorsque ladite différence de pression atteint ledit niveau prédéterminé, l'ensemble à clapet s'ouvrant alors et exposant la première chambre à la pression ambiante. 4. Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que l'ensemble à clapet comprend une partie sensiblement plate (102), de dimension lui permettant de recouvrir et de fermer la seconde ouverture, des pivots (104) situés le long d'un bord de ladite partie plate et disposés à peu près parallèlement au plan de l'élément en forme de plaque, un élément (106) d'actionnement disposé de l'autre côté des pivots et dont les côtés opposés sont soumis, respectivement, à la -pression ambiante et à la pres- sion inférieure de ladite seconde source afin de commander et d'ouvrir le clapet lorsque ladite différence de pression prédéterminée est atteinte, ce qui a pour effet d'actionner la lame afin qu'elle produise son alarme sonore. 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la seconde chambre (48) présente une seconde ouverture (84) ménagée dans son fond (82), l'élément d'ac- tionnement comprenant un corps (108) qui occupe sensible- ment ladite ouverture, dans toutes les positions angulaires de l'ensemble à clapet, ce corps étant déplacé vers le haut à travers le fond pour pénétrer dans la seconde chambre lors- que ledit niveau prédéterminé de différence de pression est atteint, et ledit corps descendant automatiquement lorsque la différence de pression descend au-dessous dudit niveau prédéterminé, ladite partie plate (102) étant alors ramenée automatiquement dans sa position initiale de fermeture. 6. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la lame vient de moulage avec ledit élément en forme de plaque. 7. Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que le bottier comporte un élément (74) monté à une distance prédéterminée de la lame, adjacent à son extré- mité libre et destiné à réduire l'amplitude des vibrations- de la lame et à élever ainsi la fréquence de ses vibrations, ce qui a pour résultat une élévation du son produit. 8. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que les pivots comprennent des tourillons (104) réalisés d'une seule pièce avec le clapet, faisant saillie vers l'extérieur, dans des directions opposées, le bottier présentant des éléments (90) destinés à recevoir les tou- rillons pour permettre le montage de la partie plate et de l'élément d'actionnement dans une position prédéterminée par rapport aux première et seconde chambres. 9. Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que ledit élément à ouverture limitée fournit un volume d'air convenable et prédéterminé à la seconde chambre, sans actionnement de la lame, lorsque la différence de pression est inférieure audit niveau prédéterminé, la seconde ouverture, relativement grande, ayant une dimension sensiblement plus grande que celle de ladite ouverture limitée, de manière que, lorsque le clapet est ouvert, la première chambre-reçoive une quantité convenable d'air ambiant pour actionner ladite lame. 10. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la première chambre est reliée au côté d'amont d'un milieu filtrant (30) et la seconde chambre est reliée au côté d'aval opposé du milieu filtrant, le côté opposé du filtre communiquant avec une source de pression négative, ladite différence de pression résultant d'une réduction du débit d'écoulement d'air à travers le milieu filtrant au fur et à mesure que des déchets s'accu- mulent sur ce dernier, et l'alarme sonore étant déclenchée lorsque le milieu filtrant demande à être nettoyé.