Brevet FR2514943A1 — publié le 19830422

La présente invention est relative à un appareil pour le contrôle et l'étalonnage de thermostats utilisés pour la régulation de la température, notamment d'appareils de cuisson domestiques, de chaudières et autres. Pour étalonner ces thermostats, on avait recours jusqu'à présent à des bains liquides de différents matériaux suivant la température d'étalonnage désirée. Ainsi, on utilisait l'eau entre 20 et 1000, l'huile entre 20 et 1400, et des bains de sel fondu entre 210 et 520 C, le sel utilisé étant notamment le nitrate de potassium. Un premier inconvénient de ces techniques réside dans la nécessité de changer le type de bain en fonction des températures que l'on désire étalonner et d'autre part dans la discontinuité résidant dans l'dchel- le des températures entre 140 et 2100C où aucun bain pratique n'est disponible. Un autre inconvénient consiste en ce que ces bains sont d'un emploi coûteux en énergie et en entretien, ainsi que d'un maniement dangereux et désagréable pour le personnel affecté au contrôle et à l'étalonnage des thermostats. On connaît par ailleurs des appareils de chauffage comportant un bloc métallique présentant un certain nombre de cellules dans lesquelles on tente d'établir une température uniforme à l'aide d'un courant d'air chaud établi par un élément de chauffage et un ventilateur. Ces appareils peuvent être utilisés pour divers essais thermiques appliqués à des objets de toute nature logeables dans les cellules, afin de déterminer par exemple leur résistance aux chocs thermiques, leur endurance thermique, leur courbe de veillissement à la température re, etc. Ces appareils ne sont pas appropries pour le contrôle et l'étalonnage de thermostats car la dispersion de la température dans les cellules est trop importante vis à vis de la précision de régulation propre aux thermostats à traiter. Ceci est du au fait que l'on utilise l'air comme véhicule des calories devant être apportés dans les cellules à partir de la source de chaleur. L'invention a pour but de créer un appareil à l'aide duquel l'on puisse contrôler et étalonner facilement et rapidement des thermostats avec la précision voulue et en s'affranchissant complétement de la nécessité de l'utilisation d'un bain liquide ou d'un fluide gazeux pour la transmission de la chaleur. L'invention a donc pour objet un appareil de contrôle et d'étalonnage de thermostats, notamment pour appareils de cuisson domestiques, comportant d'une part un bloc en un matériau conducteur de la chaleur, ce bloc présentant une cavité cylindrique centrale et des cavités allongées périphériques s' étendant parallèlement à la cavité centrale et, d'autre part, une source de chaleur pour créer dans les cavités périphériques une température prédéterminée, caractérisé en ce que ladite source de chaleur est logée dans la cavité centrale, en ce que les cavités cylindriques périphériques sont des trous borgnes débouchant à l'extérieur à la même face d'extrémité du bloc et en ce qu'il est prévu en outre une enceinte isolante du point de vue thermique dans laquelle est placé ledit bloc. Grâce à ces caractéristiques, la transmission de la chaleur vers les cavités périphériques ne se fait que par l'intermédiaire du métal du bloc chauffé en son centre même, d'où il résulte une transmission parfaitement homogène de la chaleur du centre vers la périphérie; la température régnant dans les cavités périphériques est donc parfaitement uniforme.En outre, les cavités étant borgnes, aucun courant d'air ou autre influence nuisible à l'uniformité de la température ne vient perturber le bon fonctionnement de l'appareil. I1 est à signaler que la température est également uniforme dans chaque cavité, considérée selon sa longueur, de sorte que l'appareil suivant l'invention permet de contrôler et d'étalonner tous les types de thermostats à canne ou à capillaire dans des conditions d'hygiène, de sécurité, de confort et d'économie très satisfaisantes tout en conservant une précision au moins égale à celle des bains de sel utilisés antérieurement. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'éxécution, sur lesquels - la Fig.l est une vue en coupe axiale d'un appareil de contrôle et d'étalonnage de thermostats suivant l'invention; - la Fig.2 est une vue de cet appareil prise suivant la ligne 2-2 de la Fig.1; et - les Fig.3 à 5 sont des vues en coupe partielles de l'appareil montrant divers modes d'utilisation de celui-ci. Conformément au mode de réalisation représenté, l'appareil suivant l'invention comporte un bloc cylindrique 1 en un matériau conducteur de chaleur. Il est préférable d'utiliser un métal choisi notamment en fonction de la température maximale à laquelle on doit contrô- ler les thermostats. On peut utiliser le bronze, le cuivre, l'acier, l'aluMinium, le laiton, l'acier ou la fonte, par exemple, ou tout autre matériau homogène analogue. Le bloc métallique 1 comporte une cavité centrale cylindrique 2 ouverte vers le bas et reliée à la face supérieure du bloc par un canal axial 3 de faible diamètre. Cette cavité centrale 2 constitue un logement pour une résistance électrique de chauffage 4 qui est raccordée à un câble d'alimentation 5 à travers un couvercle 6 fermant la cavité 2 à son extrémité inférieure. Le bloc métallique 1 est mis à la masse par une connexion de masse 5a faisant partie du câble 5. Le bloc métallique 1 présente également un cer tain nombre de cavités périphériques 7a à 7n formées par des trous borgnes qui débouchent tous à la face supérieu re du bloc et qui s'étendent parallèlement à l'axe de celui-ci. Bien entendu, le nombre de cavités périphéri ques peut être choisi en fonction des besoins. I1 est souhaitable que, pour obtenir une température homogène dans tous les trous borgnes du bloc, ceux-ci soient pla cés à égale distance de l'axe du bloc et également à éga le distance les uns des autres. On peut également prévoir plusieurs jeux de trous placés respectivement sur des cercles de rayons différents. Par ailleurs, la longueur des trous est de préférence égale à la longueur de la par tie chauffante de la résistance comnc indiquee er.C sur la-vig.l. L'appareil comporte également une enceinte d'isolation thermique 8 comprenant une embase circulaire 9 placée sur une table support 10. L'embase et la table sont percées d'ouvertures 11 et 12 pour permettre le montage et le démontage de la résistance chauffante 4 et laisser passage au câble 5. Les ouvertures 11 et 12 sont obturées par un bouchon isolant 13. Une ceinture isolante 14 de l'enceinte 8 est placée autour du bloc 1 qu'elle dépasse légèrement en hauteur. Dans la cavité ainsi formée est disposé un anneau isolant 15 percé de trous 16 au droit des cavités 7a à 7n et fixé sur le bloc 1 par des vis 17. L'espace circulaire délimité par cet anneau isolant est rempli d'un couvercle amovible 18 également en matière isolante. Ce couvercle présente un trou central 19 et est surmonté d'une tubulure 20 pour l'évacuation de l'air chaud de la cavité centrale 4. Une bague 21 formant miroir est disposée sur la face annulaire supérieure de la ceinture 14. I1 peut s'agir d'une bague réalisée en acier inoxydable poli, par exemple. Le câble 5 est connecté à un appareil d'alimentation comportant un régulateur 22 destiné à assurer la montée, la descente et la stabilisation de la température du bloc 1, un doseur d'énergie 23 pour régler par ajustage du rapport cyclique de la tension appliquée à la résistance 4, la vitesse de montée en température du bloc 1, ainsi qu'un thermomètre 24, à affichage numérique par exemple. Le régulateur coopère avec une thermosonde 25 placée dans la cavité périphérique 7m du bloc 1 afin de lui fournir un signal instantané de mesure de la température. Le thermomètre 24 reçoit son signal de mesure d'un thermocouple 26 disposé dans la cavité périphérique 7n. Une thermosonde de sécurité 27 est également prévue dans la cavité centrale 2 du bloc pour limiter la température régnant dans cette cavité à une valeur supérieure.Cette thermosonde est branchée au régulateur 22 de manière à couper 11 alimentation au cas où cette valeur serait dépassée, par exemple par suite d'une panne du régulateur 22. Dans les autres cavités 7a à 71 du bloc 1, on peut insérer des thermostats à contrôler et/ou à étalonner. En alimentant la résistance 4 dont la puissance moyenne peut être modifiée grâce au doseur d'énergie 23, la température au centre du bloc 1 peut rapidement passer à la température fixée au préalable pour le con trôle et qui peut etre de 6000C, par exemple. La chaleur ainsi engendrée est diffusée lentement dans la masse du bloc 1, isolée de tout courant d'air extérieur et la température dans les douze cavités monte uniformément par exemple à raison de 0,80C par minute, vitesse oui peut etre réglée par le doseur d'énergie 23. Pour un appareil fabriqué par la Demanderesse, on a constaté que la température reste homogène à un dégré près dans toutes les cavités périphériques du bloc et sur toute la longueur de celles-ci pendant toute la montée en température et ceci jusqu'à 7500C. Cette stabi lité a été constatée également au cours du refroidissement jusqu'à la température ambiante. La Fig.3 représente une vue en coupe partielle de l'appareil pour illustrer un premier mode d'utilisation de celui-ci. Dans chaque cavité 7a à 71 est placée la canne A d'un thermostat B qui est destiné à être utilisé pour maintenir sélectivement trois températures à une valeur stable dans une enceinte chauffée. Pour contrôler et étalonner ces thermostats, le bloc 1 est donc porté successivement aux trois températures nominales auxquelles le thermostat doit réagir. L'opérateur dispose d'une boîte de connexion électrique C (connue en soi) qui est adaptée pour être branchée successivement sur tous les thermostats Placés dans le bloc 1.Cette boîte comporte un circuit électrique dans lequel sont insérées des lampes témoins D et qui peut être connecté aux contacts des thermostats pour allumer les lampes lorsque ceux-ci réagissent aux franchissements des températures respectives auxquelles ils sont réglés. Si le réglage du thermostat ne correspond pas à la valeur nominale de la température, l'opérateur peut opérer l'étalonnage à l'aide d'un tournevis E, par exemple, si le thermostat comporte une vis de réglage à cet effet. Le miroir 21 est destiné à faciliter l'étalonnage, si cette vis se trouve à la face inférieure du thermostat. La Fig.4 montre un autre exemple d'utilisation de l'appareil pour le contrôle à température montante du fonctionnement de l'appareil pour le contrôle du fonctionnement de thermostats à canne A. A cet effet, le ou les contacts des thermostats sont insérés dans des circuits électriques, comportant des lampes de contrôle F qui sté- teignent aux températures de consigne respectives. Les lampes F peuvent être réunies avec leurs circuits associés sur un tableau faisant partie de l'appareil. On peut également contrôler et étalonner des thermostats à capillaire G conformément au mode d'utili sation illustré sur la Fig.5. Dans ce cas, le bulbe H du thermostat G est placé dans une cavité du bloc 1 et le thermostat proprement dit à côté de l'appareil. Le contrôle et l'étalonnage peuvent alors être effectués de la même façon que dans le cas des Fig.3 et 4. L'appareil suivant l'invention permet ainsi de contrôler et d'étalonner des thermostats par l'intermédiaire d'un bloc métallique à plage de travail pouvant aller de la température ambiante jusqu'à une température maximale qui n'est limitée que par la température de fusion du métal déduction faite d'une marge de sécurité. Ainsi, pour un bloc en bronze fondant à 9000C, la tempéture maximale peut être de 7500C, par exemple. Si le bloc 1 est en acier ou en fonte, on pourrait même aller jusqu'à 10000C. Par rapport aux bains de sel antérieurement utilisés, l'invention présente les avantages suivants - La corrosion est exclue. Avec le sel, il faut laver soigneusement les thermostats a l'eau après leur plongée dans le sel, sinon leur boîtier est complètement rongé quelques semaines plus tard. Les bulbes sont propres et secs après leur retrait du bloc métallique. - L'alimentation du bloc peut être coupée à n'importe quel moment et remis en route sans aucune préparation. Les bains de sel doivent chauffer en permanence pour maintenir le sel à l'état liquide. La vidange d'un bain de sel est une opération délicate, sale et dangereuse. - Les bulbes sont mieux positionnés, c'est-adire toujours à la même profondeur ce qui n'est pas le cas dans les bains liquides et cela joue un rôle important pour le point de coupure des thermostats qui varie considérablement selon que le capillaire est plongé plus ou moins profondément dans le milieu de chauffage. - Le choc thermique, qui est brutal, en plon geant la canne d'un thermostat dans le sel très chaud (il coupe tout de suite) est considérablement amorti quand on le plonge dans une cavité du bloc suivant l'invention (il ne coupe qu'après 1,5 minute > . - Le corps des thermostats à canne devient très chaud au-dessus des bains de sel. I1 faut des gants en amiante pour les retirer après les essais. Au-dessus du bloc métallique, on peut les toucher aisément avec la main nue. - Le prix de revient de l'appareil suivant l'invention est nettement inférieur à celui d'un bain de sel. I1 y a moins d'accessoires. - Avec le bloc métallique suivant l'invention, on peut réaliser une économie d'énergie de 90% par rapport aux bains de sel qui consomment chacun 10.000 W/h en montée alors qu'il ne faut que 1000 W/h pour monter la température du bloc en bronze de 20 à 7500. - En régime stabilisé, le bloc de bronze ne consomme presque pas de courant car sa déperdition de chaleur (couvercle fermé) est de 0,riz par minute. - Si le couvercle supérieur de l'appareil reste en place, on peut conserver la chaleur sans courant électrique, ce qui constitue encore une économie supplémentaire. Par exemple, si l'on coupe le courant le vendredi soir à 16 h, après avoir contrôlé des thermostats à 5000, on peut le lundi matin, de 7 à 8 h contrôler, soit des thermomètres de chaudière (car le bloc est encore I 1000) en descente lente, toujours sans courant, soit des thermostats qui sont prévus pour couper à 1100, par exemple, en remettant le courant. REVENDICATIONS 1. Appareil de contrôle et d'étalonnage de thermostats, notamment de ceux utilisés dans les appareils de cuisson domestiques, comportant d'une part un bloc (1) en un matériau conducteur de la chaleur, ce bloc pré sentant une cavité cylindrique centrale (2) et des cavi tés allongées périphériques (7a à 7n) s'étendant paral lèlement à la cavité centrale et, d'autre part, une sour ce de chaleur (4) pour créer dans les cavités périphéri ques une température prédéterminée, caractérisé en ce que ladite source de chaleur (4) est logée dans la cavité centrale (2) > en ce que les cavités cylindriques périphé riques (7a à 7n) sont des trous borgnes débouchant à l'ex térieur à la même face d'extrémité du bloc (1) et en ce qu'il est prévu en outre une enceinte (8) isolante du point de vue thermique dans laquelle est placé ledit bloc (1). 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les trous borgnes (7a à 7n) sont tous prévus à égale distance de l'axe du bloc et également à égale distance les uns des autres. 3. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite source de chaleur est une résistance chauffante (4) montée axialement dans la cavité centrale (2). 4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la cavité centrale (2) est ouverte vers le haut par un canal (19,20) de dégagement de chaleur. 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la profondeur des trous (7a à 7n) s'étend jusqu'à une hauteur correspondant à l'extrémité inférieure de ladite résistance chauffante. 6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que ladite résistance (4) est connectée à un appareil d'alimentation compor tant un régulateur de température (22) et un doseur d'énergie (23), ce dernier étant destiné à régler la vitesse de variation de la température dudit bloc. 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit régulateur (23) est associé à une thermosonde (25) lui fournissant un signal représentant la température réelle du bloc et en ce que cette thermosonde (25) est placée dans l'une (7m) des cavités périphériques du bloc (1). 8 . Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 , caractérisé en ce qu'il comporte un thermomètre (24) dont l'élément sensible tel qu'un thermocouple (26) est placé dans l'une (7n) des cavités périphériques du bloc (1). 9. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une thermosonde (27) est placée dans ladite cavité centrale- -(2) pour surveiller la température de ladite source de chaleur (4) et limiter la température du bloc à une valeur maximale. 10. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un élement de miroir annulaire tourné vers le haut entoure ledit bloc (1) près de sa face supérieure pour permettre une observation de la face inférieure des thermostats lorsque leur canne est placée dans l'une des cavités périphériques (7a à 7n).