Brevet FR2520894A1 — publié le 19830805

Le dispositif présenté concerne les instruments de régulation de température du type thermostat. Il permet de réguler la température de solutions aqueuses ou d'autres liquides à l'aide d'un thermoplongeur unique assurant une source chaude ou froide selon les besoins, en utilisant des thermo-éléments à effet PELTIER; la température est détectée par micro-thermomètre à thermistance intégré dans le plongeur. Dans les appareillages connus pour le domaine d'utilisation du dispositif présenté, la régulation de la température est assurée par des sources séparées : résistance électrique comme source chaude, groupe frigorifique ou eau de distribution du robinet comme source froide. La température désirée provient d'un équilibre entre ces deux sources, et il est difficile d'obtenir une régulation parfaite, surtout pour des températures inférieures à celle de l'eau de distribution du robinet. Dans ce cas, l'encombrement du groupe frigorifique fait que l'on est en présence d'un appareillage difficilement maniable et d'un niveau sonore relativement élevé. Le thermoplongeur selon l'invention accède à un domaine inaccessible aux types classiques de thermostat. Il possede en lui-même le dispositif unique créateur des sources (chaude et froide) et son système de détection de la température. D'une grande souplesse d'adaptation, il peut être construit en tout matériau industriellement moulable, en particulier en matériau résistant aux agents chimiques agressifs, puis recouvert d'une métallisation apprpriée il résiste aux solvants. Selon une version non métallisée, il ne perturbe pas le milieu dans lequel il est plongé si ce dernier est sensible à une présence métallique; cette version présente de ce fait une qualité indispensable en laboratoire. La source unique (chaude ou froide) est constituée par des thermo-éléments à effet Peltier soudés sur un radiateur en cuivre. L'alimentation de ces éléments est asservie par un système électronique qui assure la température voulue à tO,10C dans un intervalle de température compris entre -15 et +70oc environ. Le refroidissement des éléments Peltier peut se faire selon deux variantes. Selon la première, on utilise tout sim plement l'eau de distribution du robinet. Selon une seconde, une pompe assure le recyclage d'un liquide en circuit fermé, comprenant un échangeur thermique annexe, ceci pour l'utilisation "tous terrains" du dispositif. L'alimentation électrique des éléments Peltier peut aussi être assurée selon deux variantes. Selon une première, par le courant du secteur par l'intermédiaire d'une alimentation en courant continu. Selon la seconde variante, directement par une batterie d'accumulateurs (ceci pour l'utilisation "tous terrains" du dispositif). La régulation électronique assure, dans les deux variantes , l'inversion du courant continu d'alimentation si nécessaire. Le thermoplongeur comporte un élément de détection de température qui commande un système d'asservissement électronique. Ce dernier alimente les éléments Peltier en courant direct ou inverse selon la différence détectée entre la température voulue et la température instantannée du bain à réguler. Lorsque l'équilibre est atteint, aucun courant n'est consommé, et la circulation du fluide de refroidissement s'arrête après un léger temps d'amortissement. En position d'équilibre, le système ne consomme donc ni courant ni fluide réfrigérant. Le dessin représente en coupe (fig.1) le thermoplongeur (I) muni de son élément sensible (2) à la température. Sur cette figure sont représentés les thermo-éléments (3,4,5,6) fixés par soudure basse température (950C) sur un radiateur (7) en cuivre où circule le fluide de refroidissement à l'aide de deux tubes (8,9) aux parois minces. L'élément sensible (E ) est noyé dans le matériau de moulage (11) seule la détection est dégagée et se trouve ainsi en contact avec la solution. Le thermoplongeur est relié à l'ensemble d'alimentation (12) à l'aide d'une gaine contenant les tuyaux d'arrivée et de départ du fluide de refroidissement,les deux fils (13,14) d'alimentation en courant des thermo-éléments et les deux fils (15,16) transportant les informations de l'élément sensible (2). Un système (17) de connection rapide permet d'effectuer un raccordement très simplifié du plongeur thermique (1) à son ensemble (12) d'alimentation. L'appareillage tel qu'il est représenté peut trouver son utilisation dans tout laboratoire de contrôle, de recherche ou d'analyse pour réguler rapidement la température de tout fluide en quantité variant de quelques cm3 à des volumes supérieurs au litre. Des applications particulièrement intéressantes dans le domaine de la recherche où certaines solutions à étudier doivent être maintenues en place, ainsi que l'étude de solutions ou mélanges liquides ne supportant pas la présence de métaux. REVENDICATIONS 1. THERMOPLONGEUR effet Peltier(1)muni de son élément sensible à la température (2) asservi électroniquement (@) ayant dans sa partie supérieure un système de raccordement rapide(@@) caractérisé par le fait qu'il réalise uns mise en température régulée d'un liquide quiconque à l'aide d'un seul plongeur. 2.THERMOPLONGEUR selon la revendication 1 caractérisé en ce que le thermoplongeur utilisant des éléments à effet Peltier possède une source froide ou chaude selon les besoins et un système de détection en températurs,c e dernier servant d'élé- ment ds la régulation. 3.THERMOPLONGEUR selon revendication 2 caractérisé par le fait qui est recouvert d'une métallisation appropriée sur toute sa longueur utile, 4.THERMOPLONGEUR selon revendication 3 caractérisé sn ce que le système fonctionne en circuit fermé à l'aide d'une pompe de recyclage(10) pour une utilisation "tous terrains" alimenté sn courant par batterie d'accumulateurs. 5.THERMOPLONGEUR selon revendication 4 muni d'une convection rapids(@@)pour branchement aisé et interchangeabilité de thermoplongeurs suivant le volume de liquide à thermostater.