Brevet FR2493003A1 — publié le 19820430

1. La présente invention concerne un dispositif permet- tant d'ajouter automatiquement une quantité contrôlée d'inhi- biteur de corrosion dans un système de refroidissement de mo- teur. Les liquides de refroidissement des moteurs de véhicu- les automobiles contiennent généralement une solution d'éthy- lèneglycol et un faible pourcentage de diéthylèneglycol dilué dans l'eau de façon à constituer un mélange d'environ 50 ,0- % ou moins en fonction du point de congélation que l'on souhaite obtenir pour la solution. La plupart des entreprises fabriquant ou distribuant de l'éthylèneglycol ajoutent un inhibiteur de corrosion à la solution dans le but de protéger les composants métalliques du système; en particulier les com- posants métalliques du radiateur. Ces inhibiteurs sont généra- lement un mélange d'un ou de plusieurs sels minéraux,tels que les phosphate, borate, nitrate, nitrite, silicate, ou arsé- niate, et d'un composé organique, tel que les benzotriazole, tolyltriazole ou mercaptobenzothiazole. La solution est géné- ralement réglée à un pH de 8 à 10 de façon à réduire la cor- rosion par le fer et à neutraliser l'acide glycolique formé pendant l'oxydation de l'éthylèneglycol, Etant donné que le nombre des automobiles dont le système de refroidissement a besoin d'être révisé après deux années d'utilisation normale s'élève, dans le cas des voitu- 2. 2493003 res particulières à 50 %, il est extrêmement important que le liquide de refroidissement soit constitué d'un mélange contenant de 50 à 55 % d'éthylèneglycol correctement inhibé de façon à éviter la corrosion des radiateurs classiques en cuivre-laiton. Avec l'introduction des radiateurs en alumi- nium qui se corrodent plus facilement que les ensembles en cuivre-laiton,la présence d'une quantité correcte d'inhibi- teur de corrosion dans le liquide de refroidissement est da- vantage critique. Une réduction du mélange liquide à 33 %D d'éthylèneglycol et 67 'O d'eau aura pour effet d'augmenter sensiblement la corrosion des métaux, en particulier dans le cas des systèmes de refroidissement fonctionnant à des tem- pératures élevées, lesquels deviennent de plus en plus cou- rants depuis l'introduction des systèmes de contrôle des gaz d'échappement. Pour éviter la corrosion, la concentration de l'inhibiteur doit être maintenue à une valeur correcte pour éviter les problèmes de corrosion se produisant lorsque le fluide de refroidissement est perdu par fuite ou ébullition, ou lorsque l'efficacité de l'inhibiteur décrolt dans le temps. Pour résoudre ce problème, la concentration de l'inhibiteur doit être mesurée correctement et une certaine quantité sup- plémentaire d'inhibiteur ajoutée en cas de nécessité. La présente invention a pour objet un dispositif permettant de résoudre les problèmes précédents. Un objet de la présente invention est un disposi- tif permettant l'addition automatique d'inhibiteur de corro- sion dans un système de refroidissement comprenant un cir- cuit de commande électronique incorporant une sonde ou détec- teur qui indique instantanément les taux de corrosion du système de refroidissement d'un moteur et envoie un signal dans un solénoïde d'actionnement d'un clapet de commande, lequel provoque l'addition automatique au système de refroi- dissement d'une quantité contrôlée d'inhibiteur de corrosion. Un autre objet de la présente invention est un dispositif permettant l'addition automatique d'un inhibiteur de corrosion à un système de refroidissement d'automobile o un réservoir de l'inhibiteur est branché à la conduite s'étendant entre le radiateur et le réservoir de trop-plein du fluide de refroidissement. Un clapet de commande sollici- té par ressort est actionné par un solénoïde qui dans des conditions normales, a pour effet de relier le radiateur directement au réservoir de trop-plein. Lorsqu'il est ac- tionné à la suite de la détection d'une corrosion excessive dans le système de refroidissement, le clapet fonctionne de façon que le fluide se trouvant dans la conduite de trop- plein soit dirigé vers le réservoir d'inhibiteur pour obli- ger la solution d'inhibiteur à entrer dans la conduite au niveau du détecteur de corrosion puis dans le réservoir de trop-plein. Un autre objet de la présente invention est un dis- positif permettant l'addition automatique d'un inhibiteur de corrosion à un système de refroidissement de moteur, o un réservoir d'inhibiteur de corrosion est placé en parallèle avec le radiateur dans une conduite de dérivation du radia- teur dans le système de circulation du fluide de refroidis- sement et est commandé par-un clapet à solénoïde actionné électriquement. Lorsque le clapet à solénoïde s'ouvre à la suite de l'envoi d'un signal en provenance d'un détecteur ap- proprié, la chute de pression due au radiateur entraIne la solution d'inhibiteur de corrosion dans le liquide de re- froidissement pendant une durée prescrite, et le circuit de commande donne alors au clapet à solénoïde l'ordre de se fer- mer. Un objet de la présente invention est également un système de commande perfectionné utilisant une sonde du poten- tiel de la solution pour détecter et indiquer le moment o l'action corrosive de la solution de refroidissement augmen- te et fournir un signal au circuit de commande pour l'action- nement du clapet à solénoïde. Un autre objet de la présente invention est un sys- tème de commande perfectionné utilisant un détecteur de cor- rosion qui se présente sous la forme d'un fil pouvant se cor- roder dont la résistance change en fonction de la progres- 3a. 4. 2493003 sion de la corrosion. Pour une valeur prescrite de sa résis- tance, ou au moment o le fil se brise pour créer un circuit ouvert, un signal est envoyé au circuit de commande de fa- çon à actionner le clapet à solénoïde pour qu'il y ait addi- tion au liquide de refroidissement d'une quantité prédéter- minée d'inhibiteur de corrosion. D'autres objets de la présente invention sont une construction offrant le maximum de simplicité, d'efficaci- té, d'économie et de facilité de montage et de fonctionne- ment, et tous autres objets, avantages et possibilités qui apparaîtront ultérieurement plus complètement et qui sont inhérents au dispositif de la présente invention. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels La figure 1 est une vue schématique du radiateur et du réservoir de trop-plein d'un système de refroidisse- ment de véhicule selon la présente invention; La figure 2 est une vue schématique partielle sem- blable à la figure 1 mais représentant le clapet de comman- de dans la position d'addition de l'inhibiteur; La figure 3 est une vue schématique d'un système de refroidissement de véhicule avec un autre mode de réalisa- tion du système de commande de l'inhibiteur de corrosion; La figure 4 est une vue schématique d'un système de refroidissement de véhicule avec un troisième mode de réa- lisation du système de commande de l'inhibiteur de corrosion; La figure 5 est une vue schématique partielle d'un détecteur de corrosion utilisé dans les modes de réalisation des figures 3 ou 4; et La figure 6 est une vue schématique partielle d'un autre type de détecteur de corrosion. En liaison plus particulièrement avec les figures représentant des modes de réalisation de la présente inven- tion, la figure 1 représente une partie du système de refroi- dissement d'un véhicule automobile comprenant un radiateur qui comporte un orifice d'entrée 11 du fluide de refroi- 5. 2493003 dissement chaud en provenance de la chemise du moteur d'un véhicule et un orifice de sortie 12 conduisant à une pompe de fluide de refroidissement du moteur, un chapeau de déten- te de pression et de mise à l'atmosphère 14 sur un col de remplissage 13 d'un réservoir d'entrée 15 du radiateur, et une conduite de trop-plein 16 allant du chapeau à un réser- voir de trop-plein 17 du fluide de refroidissement. Placé dans la conduite de trop-plein 16 se trouve un clapet de commande sollicité par ressort 18 qui est ac- tionné par un solénoïde 19 incorporé dans un circuit élec- trique comprenant un amplificateur 21 et un relais 22. Pour fournir un signal à l'amplificateur, un détecteur de corro- sion 23 est placé dans la conduite 16 de façon à mesurer la corrosion du fluide de refroidissement traversant la condui- te qui relie le radiateur 10 au réservoir de trop-plein 17. Un détecteur pouvant remplir cette fonction est une sonde de potentiel d'une solution fabriquée par la société dite Texas Instruments Incorporated et décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nu 4.147.596. Le clapet de commande 18 comporte deux positions dans la première position représentée en figure 1, un canal 24 du clapet permet une communication directe par la condui- te 16, et dans la seconde position représentée en figure 2, un premier canal 25 relie le côté radiateur de la conduite 16 à un réservoir d'inhibiteur de corrosion 29 par l'inter- médiaire d'une conduite 26 et une conduite de retour 27 pro- venant du réservoir est reliée à un second canal 28 du clapet conduisant au côté réservoir de trop-plein de la conduite 16. Le réservoir contient un certain volume d'inhibiteur de cor- rosion solide sous forme de pastilles ou blocs 31 et une so- lution d'inhibiteur de corrosion 32 provenant de la dissolu- tion des pastilles ou blocs par le liquide introduit dans ce réservoir. Une alimentation électrique est appliquée à l'am- plificateur 21, au relais 22 et à la sonde 23 lorsque la clé de contact du véhicule est fermée. Le clapet de commande est sollicité par un ressort 33 vers la position de passage de 6. 2493003 fluide indiquée en figure 1 de façon que le radiateur 10 soit normalement relié au réservoir de trop-plein 17 par l'intermédiaire d'un orifice 24. Lorsque le véhicule s'échauf- fe après un départ à froid, le fluide de refroidissement se réchauffe dans la chemise de refroidissement du moteur et se détend pour aller du radiateur l0,passer par la sonde de dé- tection de corrosion 23 en suivant, la conduite 16 pour en- trer dans le réservoir de trop-plein 17. Si la sonde détecte une corrosion excessive du fluide de refroidissement, elle émet un signal et ce signal actionne le relais 22 après pas- sage dans l'amplificateur 21 de façon à exciter le solénoïde 19. Le solénoïde provoque le fonctionnement du clapet de commande 18 malgré la tension du ressort 33, le clapet passant de la position de la figure 1 à la position repré- sentée en figure 2, de sorte que le fluide entre dans le réser- voir d'inhibiteur 29, et dissout une certaine-quantité de pastilles d'inhibiteur 31,un certain volume de solution d'inhibiteur 32 étant acheminé par l'intermédiaire du clapet jusqu'à la sonde 23 puis entrant dans le réservoir de trop- plein 17. La solution d'inhibiteur traversant la sonde, celle-ci indique au solénoïde du clapet de commande de reve- nir à sa position normale de façon à arrêter l'écoulement de la solution d'inhibiteur dans la conduite 16. Ce cycle se poursuit jusqu'à un échauffement complet du moteur. Le moteur étant à l'arrêt et refroidi, la solution d'inhibiteur est ra- menée dans le radiateur à partir du réservoir de trop-plein 17, o elle agit pour éviter sa corrosion ainsi que celle du moteur. Lors du démarrage suivant et de l'échauf- fement du moteur, il se peut qu'une autre quantité d'inhibiteur soit ajoutée, si nécessaire, en suivant le même cycle jusqu'à ce que le fluide de refroidissement de- vienne non corrosif. La figure 3 décrit une variante d'un système d'ad- dition d'inhibiteur de corrosion pour système de refroidis- sement de véhicule 35 comprenant un moteur 36 ou autre sour- ce de chaleur comportant une chemise de refroidissement, une 7, 2493003 conduite de fluide chaud 37 allant du moteur à un réservoir d'entrée 39 d'un radiateur 38, une conduite de fluide refroi- di 42 allant d'un réservoir de sortie 41 à une pompe de fluide 43 actionnée par le moteur qui envoie par pompage le fluide de refroidissement par une conduite 44 jusqu'à la chemise de refroidissement. Un col de remplissage 45 de la partie supérieure d'entrée 39 comporte un chapeau de déten- te de pression 46 et une conduite de trop-plein 47 allant du col jusqu'à un réservoir de trop-plein 48. Un détecteur de corrosion 49 est placé dans la conduite 37 et est inclus dans un circuit électrique compre- nant un amplificateur 51, un relais 52 et un solénoïde 53 servant à actionner un clapet de commande sollicité par res- sort 54. Le clapet de commande comporte un élément de clapet mobile, à une position duquel correspond un orifice fermé 55, et à une seconde position duquel correspond un orifice ouvert 56. Une conduite de dérivation 57 s'étend depuis la condui- te 37 en un endroit contigu au réservoir d'entrée 39,passe par le clapet de commande 54 et débouche dans un réservoir d'inhibiteur de corrosion 58 contenant des pastilles ou blocs d'inhibiteur 59 et une solution d'inhibiteur 61. Une condui- te d'alimentation 62 va du réservoir 58 à la conduite de fluide 42 entre le réservoir de sortie 41 et la pompe 43; les conduites 57 et 62 et le réservoir 58 constituant un tra- jet en parallèle avec le radiateur. Dans ce mode de réalisation, le clapet 54 est normalement fermé par le ressort 63 alors que le fluide de refroidissement non-corrosif est mis en circulation par la pompe de fluide 43 dans la chemise de refroidissement du mo- teur 36, la conduite 37, passe au niveau détecteur 49,tra- verse le radiateur 38 et la conduite 42. Si le fluide de re- froidissement devient corrosif, un signal émis par le détec- teur 49 actionne le solénoïde 53 de façon à ouvrir le clapet 54 et à provoquer la circulation d'une petite partie du fluide de refroidissement dans le réservoir 7 d'inhibiteur de corrosion 58 et à entraîner la solution d'inhibiteur de corrosion 61 dans la conduite 62, puis dans 8. 2493003 la conduite de sortie du radiateur 42 par suite de la pres- sion plus élevée régnant dans la partie supérieure d'entrée 39 du radiateur. Lorsqu'il y a eu circulation d'une quantité suffisante d'inhibiteur de corrosion, le détecteur 49 provo- que la fermeture du clapet de commande et le fonctionnement normal continue. La figure 4 décrit un troisième mode de réalisa- tion d'un système de refroidissement 65 semblable à celui de la figure 3, les mêmes éléments ayant les mêmes numéros de référence avec l'indice a. Dans cette variante, la conduite 57a coupe la conduite 37a d'entrée au radiateur en un en- droit éloigné du réservoir d'entrée du radiateur 39a,et le clapet de commande 54a comporte un élément de clapet pouvant être animé d'un mouvement de va-et-vient, qui est sollicité par un ressort et qui comporte une paire d'orifices fermés 66, 66 et une paire d'orifices ouverts 67, 67. Ce mode de réa- lisation fonctionne sensiblement de la même manière que celui de la figure 3 sauf que, au moment de l'actionnement du cla- pet 54a, la conduite de dérivation 57a communique avec le ré- servoir d'inhibiteur 58a-par l'intermédiaire d'un orifice 67 et l'autre orifice 67 permet la circulation du fluide dans la conduite 62a; la chute de pression due au radiateur ou à un autre moyen d'orifice entraîne la solution d'inhibiteur de corrosion dans le fluide de refroidissement pendant un inter- valle de temps prédéterminé. Le circuit de commande provoque alors la fermeture du clapet 54a. La figure 5 représente une variante du détecteur 49 du circuit de commande constitué d'un fil en aluminium 68 dont la résistance varie avec l'importance de la corrosion. Ainsi,lorsque le fluide de refroidissement devient corrosif, le fil 68 se corrode et la résistance du fil augmente jusqu'à un niveau prédéterminé de façon à provoquer le fonctionnement du circuit de commande, ou bien le circuit pourrait recevoir un signal lorsque le fil se casse par suite de la corrosion et provoque une ouverture du circuit. Le taux de corrosion peut être régulé en utilisant des fils en alliages d'alumi- nium différents. La corrosion peut également être ajustée en 9- 2493003 faisant varier 1) l'épaisseur du fil; 2) l'emplacement du fil de façon à modifier la vitesse ou la température du fluide, 3) la conception du fil de façon à provoquer des cre- vasses, une corrosion galvanique ou une corrosion sous ten- sion; et 4) en utilisantd es fils multiples. La figure 6 représente un détecteur 49 utilisant des fils multiples 69, 70 et 71 qui peuvent avoir des épais- seurs différentes ou être constitués d'alliages divers de façon que la corrosion des fils se produise à la même cadence avec rupture du fil le plus fin, laquelle provoque l'action- nement du circuit. Une rupture ultérieure des second et troisième fils provoquera de nouveau l'émission d'un signal dans le circuit de commande de façon à réaliser une injection en série de l'inhibiteur de corrosion en fonction des be- soins. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au con- traire susceptible de modifications et de variantes qui ap- paraltront à l'homme de l'art. la. 2493003 REVENDICATIONS 1 - Système de commande pour l'addition automatique d'un additif chimique à une solution nécessitant un traite- ment, comprenant un système de fluide en circulation (10, 16, 17) pour la solution nécessitant un traitement, un détec- teur (23) inséré dans le système en contact avec le fluide de façon à déterminer le niveau du produit chimique de traite- ment et émettre un signal lorsque le niveau diminue au-dessous d'une valeur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir de solution de traitement chimique (29) conte- nant un produit chimique de traitement solide (31) devant être dissous et une solution de traitement chimique (32), un clapet de commande (18) commandant la circulation de fluide vers le réservoir et une conduite d'entrée (26) et une condui- te de sortie (27) pour le réservoir communiquant avec le sys- tème de circulation, un solénoïde (19) pour actionner le cla- pet, et un circuit électrique (21, 22) recevant le signal en provenance du détecteur et actionnant le solénoïde. 2 - Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur (23) est une sonde du po- tentiel de solution. 3 - Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur (49) est au moins un fil pouvant se corroder (68) dont la résistance change au fur et à mesure qu'il se corrode dans le fluide non traité. 4 - Système de commande selon la revendication, 3, caractérisé en ce que plusieurs fils pouvant se corroder (69, 70, 71) sont placés en parallèle et ont une épaisseur qui varie au fur et à mesure qu'ils se corrodent, et se bri- sent à des moments différents. - Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de fluide en circulation et le système de refroidissement (35) d'un véhicule automobile comprenant un radiateur (100 ou 38), une pompe de fluide (43), une chemise de refroidissement (36) pour le moteur du véhicu- le et un réservoir de trop-plein (17 ou 48) relié au radia- teur (38) par une conduite de trop-plein (16 ou 47), et le 11. 2493003 produit chimique de traitement est un inhibiteur de corro- sion placé dans le fluide de refroidissement en circulation. 6 - Système de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que le détecteur (23) et le clapet de com- mande (18) sont placés dans la conduite de trop-plein (16), la conduite d'entrée (26) et la conduite de sortie (27) du réservoir (29) passant par l'intermédiaire du clapet. 7 - Système de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le clapet de commande (18) est un cla- pet à deux positions permettant une circulation directe (24) par l'intermédiaire de la conduite dans une de ses positions, et dirigeant tout le courant de la conduite vers le réservoir de trop-plein (17) par l'intermédiaire du réservoir d'inhibi- teur de corrosion (29) se trouvant dans son autre position. 8 - Système de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit électrique comprend un am- plificateur (21) recevant le signal en provenance du détecteur (23), un relais (22) recevant le signal en provenance de l'amplificateur et actionnant le solénoïde (19) du clapet de commande (18). 9 - Système de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que le détecteur (49) est placé dans une conduite (37) allant de la chemise de refroidissement (36) à l'orifice d'entrée du radiateur, une conduite d'entrée (57) du réservoir d'inhibiteur de corrosion (58) communique avec la conduite citée en premier (37) contiguë à l'orifice d'en- trée du radiateur et passe par le clapet de commande (54), et la conduite de sortie du réservoir (62) communique avec la conduite de sortie du radiateur (42). 10 - Système de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que le clapet de commande (54) est un cla- pet à deux positions avec une première position (55) blo- quant la circulation se faisant par l'intermédiaire de l'ori- fice d'entrée du réservoir et une seconde position (56) per- mettant la circulation par passage dans la conduite d'en- trée (57). 11 - Système de commande selon la revendication 5, 12. 2493003 caractérisé en ce que le détecteur (49) est placé dans la conduite d'entrée du radiateur (37a), une conduite d'en- trée (57a) pour le réservoir d'inhibiteur de corrosion (58a) communique avec la conduite d'entrée du radiateur (37a) en un point distant en amont du radiateur (38a), et une condui- te de sortie (62a) du réservoir communique avec la conduite de sortie du radiateur (42a), les conduites d'entrée et de sortie du réservoir passant par l'intermédiaire du clapet de commande (54a). 12 - Système de commande selon la revendication 11, caractérisé en ce que le clapet de commande (54a) est un cla- pet à deux positions bloquant l'orifice d'entrée et l'orifi- ce de sortie du réservoir (66) dans une des deux positions et comportant une paire d'orifices (67) qui permettent le passage du fluide pour entrer et sortir du réservoir (58a) dans la seconde position.