Brevet FR2547563A1 — publié le 19841221

La présente invention concerne un détecteur pour produits à haute viscosité, avec un agitateur rotatif en train par un moteur electrique, dont le mouvement de rotation est empêché par l'action d'une force antago- niste extérieure prédéterminée, provoquée par le produit à haute viscosité présent et qui émet un signal. Dans le cas d'un détecteur connu de ce type, le moteur d'entrainement est monté avec possibilité de rotation, si bien qu'il se met à tourner dans son support sous l'action d'une force antagoniste extérieure pr & éter- minée, et que l'agitateur reste alors immobile. Les détecteurs de ce genre sont utilisés pour les produits qui se présentent sous forme de boues, de sirops, de pâtes et/ou d'autres liquides à haute viscosité, ainsi que pour les produits pulvérulents ou à grains fins et, de préférence, de faible poids spécifique, Les produits versables de ce genre ont une tendance à la formation d'incrustations, de dépôts ou de ponts. Lorsque ces incrustations, ces dépôts ou ces ponts se forment dans la zone de l'agitateur, la fonction de détection est perturbée. Si un détecteur de ce genre est utilise, comme c'est le cas de préférence, par exemple comme detecteur de niveau ou de valeur limite, afin de detecter la présence ou l'absence d'un produit de ce genre d'après la position de l'agitateur, il peut en résulter une fausse indication et un signal d'absence de produit Si l'agitateur se trouve par hasard dans la zone où s'est forme un pont, alors qu'il existe encore du produit en réalité. Inversement, la formation dsun dépôt collant de produit immobile peut gener le mouvement de rotation de l'agitateur au point que celui-ci signale la présence de produit alors que le produit s'est déjà écoulé depuis longtemps - à l'exception du dépôt adhérent. La pressente invention a pour objet dléviter les défauts de fonctionnement de ce genre propres au détecteur du type mentionne ci-dessus. La présente invention est caractérisée par le fait que l'agitateur est soumis à un entralnement avec vibrarions si le mouvement de rotation de 11 agitateur est entravé. Alors que, dans le cas des détecteurs connus du type mentionne ci-dessus, l'agitateur,freine dans son mouvement de rotation s' arrete, si bien que des dépôts, des incrustations, des ponts, peuvent se former dans le produit avoisinant sans que l'agitateur à l'arrêt ne puisse les détruire, l'agitateur conforme a la pré- sente invention est soumis à des mouvement d'oscillation si le mouvement de rotation est empêché, de façon à soumettre le produit avoisinant à des librations, si bien que la formation de dépôts, d'incrustations ou de ponts peut être empêchée. Le mouvement d'oscillation apparaissant si le mouvement de rotation est empêché, peut être réalisé à très peu de frais si l'agitateur est relié rigidement à l'arbre d'entraînement du moteur d'entraînement, si le moteur d'entraînement est fixe de façon à empêcher sa rotation et si le moteur d'entraînement est un moteur synchrone, connue en soi, auto-demarrant et avec possibilité de blocage. Le couple de rotation produit de préférence par l'en roulement de stators â 12 pales du moteur synchrone, tend à faire tourner continuellement le rotor bloqué en cas d'empechement du mouvement de rotation. Il en résulte que l'agitateur vibre continuellement dans le sens de la rotation et effectue les mouvement d'oscillation souhaités; Le moteur synchrone est equipé, de préférence, d'un induit à aimant céramique. Ceci empeche l'échauffement du moteur synchrone bloqué, parce que les courants de Foucault ne peuvent pas passer dans le rotor a aimant permanent en céramique. L'enroulement du stator présente, de préférence, le meme nombre de pôles que l'aimant permanent, c'estdire que, dans le cas d'un enroulement de stator à 12 pôles, le rotor à aimant permanent est également à 12 pales. Les possibilités d'utilisation sont élargies si l'ex trémité de l'arbre auquel est fixé l'agitateur présente une certaine flexibilité par rapport a une force de rappel provenant de l'intérieur. Il est donc recommandable de constituer au moins une section de l'arbre à l'extrémité flexible de l'arbre, par un ressort hélicoidal flexible, de préférence en acier inoxydable. Le contrôle de la vitesse de rotation peut s'effectuer électroniquement à l'aide d'un generateur de courant entraîné par l'arbre d'entralnement du moteur et qui n'émet un signal en courant alternatif que si le moteur electrique tourne, c'est-à-dire si l'agitateur est en rotation, l'interruption de ce signal indiquant la présence de produit à haute viscosité. Le contrôle de la vitesse de rotation peut s'effectuer également au moyen d'un disque rotatif accouplé à l'arbre d'entrainement du moteur d'entraînement, par l'intermédiaire d'un accouplement à frottement, ce disque pouvant pivoter entre deux positions angulaires et pivotant à partir de sa position angulaire située à carrière par rapport au sens de rotation, à l'encontre de l'action d'une force de rappel et sous lWef- fet du couple de rotation transmis par l'accouplement à frottement vers sa position angulaire située en avant par rapport au sens de rotation et qui actionne un commutateur de signalisation dans une de ses positions angulaires. Le commutateur de signalisation peut émettre un signal par l'intermediaire d'un relais. Si les contacts du commutateur de signalisation sont scelles dans un tube de verre et sont raccordés directement aux bornes de raccordement extérieures du bolier pour l'émission du signal, un tel dispositif de contrôle de la vitesse de rotation est anti-déflagrante et peut etre utilisée également au voisinage immédiat des liquides ex plosiîs. La présente invention sera décrite maintenant plus en détail à l'aide des dessins ci-joints. Les dessins représentent respectivement La figure 1 un détecteur en coupe, La figure 2 les pièces mécaniques du disposi tif de contrôle de la vitesse de ro tation, en vue partielle corres pondant à la flèche II de la fi qure 1, La figure 3 le circuit électrique du dispo sitif de contrôle de. la vitesse se de rotation. La figure 4 le circuit d'un autre dispositif de contrôle de la vitesse de ro tation, Les figures 5 à 13 d'autres exemples dlexécution d'agitateurs pouvant être utili ses à la place de la palette re présentée à la figure 1, et La figure 14 des exemples d'utilisation du détecteur. Sur les dessins, la partie supérieure d'un bottier en aluminium ferme 3 est indiquee par 1, tandis que la partie inférieure est indiquee par 2, un moteur synchone 4 auto-de marrant et susceptible de blocage étant monté à l'intérieur de ce bo4tier, de façon à empecher sa rotation. La protection contre la rotation 6 sert egalement de fixation pour le moteur synchrone 4, est reliée à une douille 5 du boîtier du moteur et assure la jonction avec impossibilité de rotation de celleci avec la partie inférieure 2 du boiter 3. Sur l'arbre d'entralnement 7 du moteur 4 est fixe, avec impossibilité de rotation, un arbre de détecteur 8 reposant sur deux roulements à billes 9, 10, et faisant saillie hors d'un bouchon en aluminium 11. La traversée du bouchon en aluminium 11 est protégée contre la penétration de produits provenant de l'extérieur au moyen d'un anneau d'etancheite en plastique 12,qui y est inséré. Le bouchon d'aluminium 11 présente un filetage extérieur 13 et est assemblé avec la partie inférieure 2 du boltier 3 à l'aide des vis 14, 15.Les vis 14, 15 portent une plaque de commutation 16,qui est supportée par un anneau d'entretoise 18.L'extrémité libre de l'arbre de détecteur 8, qui est réalisée de préférence en acier inoxydable, est constituée d'un ressort hrlicoidal 17 flexible; en acier inoxydable, qui prolonge vers l'extérieur l'arbre 8 A l'extrémité libre du ressort hélicoidal 17 est vissé un agitateur constitué d'une palette 20. La palette 20 est suffisamment étroite pour pouvoir entre introduite tout juste par un trou tiletee dans lequel s'adapte le bouchon dualuminium 11 avec son filet exteri- eur 13.De cette manière, il est possible de monter le détecteur de façon à ce que la palette 20, avec le ressort hélicoidal 17, se trouve dans la partie sujet Le à remplissage deun récipient si l'on prévoit un trou fileté dans la paroi correspondante de la paroi du récipient et que l'on visse le bouchon dQaluminium de l'exterieur. Si un produit å haute viscosité se trouve a la hauteur de la palette 20, les mouvements de rotation de la palette seront entravés par ce produit. L'arbre 8 porte un disque rotatif 31 en aluminium3 reposant sur un roulement à billes 30 servant dtaccouple- ment a glissement - voir également figure 2. Sur ce disque rotatif 31 est fixe un aimant permanent 33, auquel correspond un aimant permanent 35 monté d'une ma niere fixe sur la plaque de commutation 16, comme indiqué par la flèche 34. Les deux aimants présentent des pôles antagonistes, c' est--dire qu ils se repoussent l'un l'autre.La force magnétique de répulsion repousse le disque rotatif en sens inverse du sens de rotation du moteur indiqué par la flèche 34, lorsque l'arbre 8 ne tourne pas, comme l'indique la figure 2, jusqu'a une première position angulaire dans laquelle l'aimant 38 vient buter contre une butée 36, montée à cet effet d'une manière fixe sur la plaque de commutation 16. Si l'arbre 8 est en rotation,le roulement à billes 30 agit comme accouplement à glissement et fait tourner le disque rotatif 31 dans le sens de la flèche 34, à l'encontre de la force de répulsion des aimants permanents 33 et 35, jusqu'à une deuxième position angulaire décalée d'environ 450 dans le sens de la flèche 34 par rapport à la position angulaire représentée à la figure 2. Dans cette seconde position angulaire, un second aimant permanent 37, monté sur le disque rotatif 31, -agit sur un commutateur de signalisation 38, disposé sur la plaque de commutation 16, et actionne magnétiquement celui-ci.Les deux contacts de commutation 39, 40 du commutateur de signalisation 38, se trouvent dans une atmosphère de gaz inerte à l'intérieur d'un tube de verre hermétiquement scellé. les contacts des commutateurs a gaz inerte 40 peuvent, comme le montre le circuit suivant figure 3, se trouver sur la bobine d'excitation d'un relais 41,qui émet de son côté un signal correspondant au fonctionnement du commutateur de signalisation. On peut se dispenser également du relais 41 et raccorder directement les contacts du commutateur de signalisation 40 aux bornes de sorties 43, 44, accessibles de l'extérieur du bottier 3, le détecteur étant réalisé alors dans une version anti-déflagrante. On peut prélever directement le signal souhaité sur les bornes, ou commander un relais extérieur au moyen des bornes. Le moteur synchrone 4 à rotation lente est dimensionné d'une manière suffisante pour que son couple de rotation permette de vaincre le frottement des paliers et des joints d'étanchéité et de faire tourner la palette extérieure 20 non chargée à une vitesse de rotation synchrone constante de, par exemple, 250 tours par minute. Tant que le moteur tourne, le disque rotatif 31 est déplacé jusqu'à sa seconde position angulaire, dans laquelle l'aimant 37 actionne le commutateur de signalisation 40. Dès qu'un produit à haute viscosité arrive sur la palette 20, le couple de rotation du moteur synchrone 4 ne suffit plus et celui-ci cesse de tourner. Le disque rotatif 31 ne reçoit alors plus aucun couple de rotation provenant de l'accouplement a glissement 30 et revient à la position angulaire représentée à la figure 2, sous l'effet de la force de répulsion magnétique des aimants 35 et 33, lUaimant 37 ne pouvant plus actionner alors le commutateur de signalisation 40. Ceci modifie l'état de commutation du relais 41, et donc la situation de signalisation existant aux bornes de sortie 43, 44 Ceci est une indication de la présence de produits à haute viscosité dans le voi- sinage de la palette.Le couple de rotation qui est créé par l'enroulement statorique du moteur synchrone 4 Le contre mécanique de la vitesse de rotation peut être remplacé également par un contrôle électronique de la vitesse de rotation. A cet effet, un disque rotatif 50 est fixé, sans possibilité de rotation, sur l'arbre du moteur 46, comme l'indique la figure 4, avec deux aimants permanents 51, 52, disposés diamétralement l'un par rapport a l'autre, et qui passent une fois par tour devant la bobine 53 pourvue d'un noyau de fer et disposée d'une manière fixe, si bien qu'une tension alternative est induite lorsque le moteur synchrone 4 est en rotation, la présence de cette tension aux bornes de sortie 55, 56 indiquant la rotation de l'agitateur et donc l'absence de produit à forte viscosité sur la palette.Si un produit de ce genre se trouve sur la palette, le moteur synchrone 47 ne tourne plus et vibre seulement, si bien qu'aucune tension alternative n'est induite. La disposition suivant figure 4 fonctionne donc comme un générateur de courant. La palette 20 représentée à la figure 1, est une plaque rectangulaire qui est utilisée de préférence pour les liquides à haute viscosité. Les agitateurs peuvent présenter d'autres formes qu'une palette et les figures 5 à 13 en donnent des exemples. La palette suivant les figures 5 et 6, présente une plaque rectangulaire 60, qui est utilisée de préférence pour les poudres et les liquides visqueux. La palette suivant figures 7 et 8 comporte deux plaques rectangulaires 62, 63, emboitées l'une dans l'autre, avec un décalage angulaire de 900. La palette suivant les figures 7 et 8 convient de préférence pour les poudres et, en particulier, pour les granulés de mousse de po lystyrène. Dans le cas de l'agitaSsr suivant figures 9 et 10, il y a deux groupes de traverses 70, 71, 72 d'une part, et 73, 74, 75 d'autre part, qui sont décalées angulairement de 900 les unes par rapport aux autres, et qui sont montées sur l'extrémité libre de l'arbre 76, cor respondant a l'arbre 3. Cet agitateur convient pour tous les fluides à haute viscosité. La figure 11 représente un agitateur en forme de corps cylindrique circulaire 82, monté coaxialement sur l'axe l'axe 80 de l'arbre 81, et qui convient particulièrement bien pour les liquides visqueux. Dans l'exemple d'exécution suivant igures 12 et 13, un disque circulaire 86 est fixé coaxialement sur l'ex- trêmité libre de l'arbre 85, correspondant a learbre 8, quatre barres de mélange 87, 88, 89, 90, étant fixées à l'arbre 85 et réparties sur la périphérie du disque 86. Cet agitateur convient particulièrement bien pour le sable, les copeaux et les granulés. La figure 14 représente un récipient à produit versable 98, qui est rempli de produit par la conduite d'alimentation 91 et qui peut être vidé par la conduite d 'évacuation- 92. L'intérieur du récipient est surveillé par quatre détecteurs 93 à 9a, Ces détecteurs 93 à 97 constituent des exemples de montage également pour les autres cas d'application des détecteurs décrits ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Détecteur pour produits à haute viscosité, avec un agitateur rotatif entraîné promoteur électrique, dont le mouvement de rotation est entravé par l'action d'une force antagoniste extérieure prédéterminée, par des produits à haute vicosité de trouvant à proximité et qui émet un signal, caractérisé én ce que, si le mouvement de rotation de llagitateur (20) est empêché,cet agitateur est soumis à des vibrations. 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agitateur (20) est relié sans possibilité de rotation a l'arbre dBentralnement du moteur d'entraî- nement (4), en ce que le moteur dlentralnement (4) est fixé sans possibilité de rotation, et en ce que le moteur d"entranement (4) est un moteur synchrone connu en soi, du type auto-démarrant, et susceptible de blocage. 3. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur synchrone (4) est équipé d'un rotor à aimant céramique. 4. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité de l'arbre (8) auquel est fixé l'agitateur (20) est susceptible de flexion sous l'effet d'une force de rappel intérieure. 5. Détecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins une section de l'arbre, l'extrémité flexible de l'arbre (8), est constituée d'un ressort hélicoidal (17). 6. Détecteur selon l'une des revendications précéden- tes, caractérisé en ce qu'un dispositif de contrôle de la vitesse de rotation (figure 4) est prévu pour émettre le signal, et est équipé dDun générateur de courant (50, 53) entralné par l'arbre d'entraînement (46) du moteur (47). 7. Détecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on prévoit pour émettre le signal un dispositif de contrôle de la vitesse de rotation (figure 3) qui est équipé d'un disque rotatif (31) accouplé à l'arbre d'entrainement (7) du moteur d'entral- nement (4), par l'intermédiaire d'un accouplement à glissement 8. Détecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un aimant permanent (33) polarisé dans le sens périphérique, est fixé à la périphérie du disque rotatif (31), un aimant permanent (35) à polarité opposée (donc repoussant le précédent) étant disposé d'une ma nière fixe dans le sens dé la rotation. 9. Détecteur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'un aimant permanent (37) est disposé à la'périphérie du disque rotatif (31) pour l'émission du signal, et en ce qu'un commutateur de signalisation (41) à commande magnétique est disposé d'une manière fixe, de façon à ce qu'il se trouve dans la zone d'action des aimants permanents (37) dans une des positions angulaires du disque de rotation. 10. Détecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les contacts (39, 40) du commutateur de signalisation (41) sont scellés dans une tube de verre t42) et sont raccordés directement aux bornes de raccordement extérieures (43., 44) du boltier, pour l'é- mission du signal.