Brevet FR2555313A1 — publié le 19850524

La présente invention concerne les sondes thermiques, et vise plus spécialement les sondes destinées aux appareils émaillés, tels que des réacteurs utilisés dans l'industrie chimique, et qui doivent être démontables de l'extérieur. On sait que du point de vue fonctionnement de telles sondes doivent présenter,à la fois /un court temps de réponse et la meilleure précision possible dans un intervalle très large de températures, de l'ordre de 60 à + 250'C; par ailleurs, du point de vue constitution, elles doivent avoir une surface lisse, sans joints et d'une résistance chimique au moins équivalente à l'émail recouvrant l'appareil qu'elles équipent. Aucun des dispositifs actuellement connus ne réunit l'ensemble de ces avantages. En effet, on peut citer, pour situer l'état de la technique: - le système consistant en un thermocouple soudé dans un embout émaillé: bien que son temps de réponse soit court, sa précision est faible. Au surplus il n'est pas interchangeable. - le système consistant en un thermpcouple ou une ther- mosonde à résistance plongeant dans l'huile enfermée dans un embout: celui-ci est interchangeable, mais cette fois c'est l'inertie thermique du système qui rend son temps de réponse trop long. - le système consistant en un thermocouple ou une ther- mosonde à résistance noyé dans la couche d'émail: dans ce cas le temps de réponse est très court, mais sa réalisation est difficile, et il n'est pas interchangeable, sinon avec l'élément émaillé tout entier. - le système consistant à insérer la sonde dans un cône collé par émaillage dans un logement prévu dans la paroi de l'apparil, il n'est pas démontable. On a également proposé des sytèmes qui sont montés depuis l'intérieur de l'appareil, avec interposition d'un joint de TEFLON. Une telle constitution, telle qu'elle vient d'être définie représente en elle-même un inconvénient, puisque ne permettant pas le démontage depuis l'extérieur de l'appareil, alors que pourtant ils ne sont pas entièrement émaillés. La présente invention permet de surmonter la totalité de ces inconvénients, grâce à un dispositif qui, à la fois: - est monté à l'intérieur d'un élément entièrement émaillé, tout en étant cependant facilement interchangeable depuis l'extérieur de l'appareil. - présente un temps de réponse aussi court que celui du thermocouple soudé précité. - possède la meilleure précision possible, car pouvant être équipé d'une ou plusieurs thermosondes, thermocouples ou thermistances. A cet effet, le système selon l'invention se compose d'une part d'un ensemble capteur immobilisable contre le fond mince émaillé du briselames, d'autre part d'une pièce intermédiaire servant à cette immobilisation et enfin d'un dispositif de mise en place et extraction depuis l'extérieur de cette pièce intermédiaire et de l'ensemble capteur. La pièce intermédiaire est un manchon qui se caractérise par deux paires de doigts radiaux lui permettant d'être à volonté immobilisée par un système de douille à baïonnette en maintenant l'ensemble capteur contre le fond plat, ou dégagée et extraite en libérant l'ensemble capteur. Dans ce but, le dispositif de mise en place et extraction comporte une douille à double baïonnette symétrique. On va maintenant décrire l'invention en se référant au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe axiale du système selon l'invention, la figure 2 est une vue éclatée du même système et les figures 3a à 3f d'une part et 4a à 4e d'autre part illustrent la mise en place et l'extraction de l'ensemble capteur. Si l'on se réfère d'abord aux figures I et 2, on y a représenté un cylindre plongeur 1, qui peut être le brise- lame ou une gaine thermométrique. Ce cylindre est en acier émaillé et son fond 2 est plat, aminci à environ 1,5 mm et également émaillé. Contre ce fond 2 est soudée une douille 3 en acier inoxydable, et comportant une baïonnette 4-4'. Contre le fond de cette douille vient s'appliquer le capteur 3 2555313 , porté par une tête de mesure 6, et d'o partent les fils 7. En position montée, représentée à la figure 1, la tête de mesure 6 est maintenue contre le fond par un ressort 8 prenant appui par ailleur sur le fond d'une pièce intermédiaire, constituée par un manchon 9 coulissant entre la tête 6 et la douille 3 et comportant deux paires de doigts transversaux -10' et 11-11' situés respectivement dans sa partie inférieure et dans sa partie supérieure. Les doigts 10-10' coopèrent avec la balonnette 4-4' pour maintenir le manchon 9 accroché à la douille 3, donc pour appliquer la sonde 5 contre le fond 2 qui est traité anti-corrosion. Selon une caractéristique importante de l'invention, chaque capteur 5 est montée dans une masse 12 d'un matériau isolant à faible inertie thermique et résistant à la compression, tel que par exemple du verre expansé. Le temps de réponse est ainsi aussi court que celui des meilleurs systèmes actuels, montés par l'intérieur. Cependant, par rapport à ces systèmes, celui selon l'invention présente l'avantage remarquable de pouvoir être monté depuis l'extérieur, grâce à une seconde douille à baïonnette 13, montée mobile à l'extrémité d'une tige de longueur suffisante 14, le tout étant guidé axialement par un tube 15. Une particularité de la baïonnette 16 de la douille 13 est d'être double, présentant une encoche vers le haut 17, et une encoche vers le bas 18. Cela permet de procéder à la pose et à-l'extraction de la thermosonde par les suites d'opérations illustrées sur les figures 3 et 4: Sur ces figures, pour la commodité du dessin, on a repré- senté les pièces 3 et 13 toujours à la même distance, avec les têtons 10 et 11 à écart variable, alors qu'en réalité, c'est l'inverse qui se présente; en fait les relations entre les divers éléments considérés demeurent les mêmes. Le processus est le suivant: on passe les fils 7 à l'intérieur du tube 14, en les gardant légèrement tendus, et on descend l'ensemble dans le cylindre 1, jusqu'à ce que le tube de guidage 15 coiffe la douille fixe 3. C'est cette phase de descente qu'illustre la figure 3a. Puis, le contact étant atteint, on appuie en opposition au ressort 8, et on cherche les fentes 4-4', en tourrant vers la droite (sens des aiguilles d'une montre) (figure 3b), et on engage les tétons -10' dans les fentes 4-4' (figure 3c) . Alors, sans relâcher la pression, on tourne en sens contraire, pour verrouiller cet engagement (figure 3d), on vérifie l'accrochage en tirant vers le haut (figure 3e), et on libère la douille 13 des tétons 11-11' en tournant vers la gauche (figure 3f). La douille 13 est alors immobilisée, en assurant le contact de la tête de mesure 6 contre le fond 2. Pour l'extraction de la douille 13, et de la tête 6, on procède à l'envers: on descend la douille 13 jusqu'au contact des tétons 11-11' (figure 4a), on cherche les fentes 16 en tournant vers la gauche (figure 4b), on appuie (figure 4c), on tourne vers la droite, ce qui, à la fois accroche le manchon 9 à la douille 13 et la dégage de la douille 3 (figure 4d) et on extrait le manchon 9, ce qui libère en même temps la tête de mesure 6. Bien entendu, la tête de mesure pourra être équipée de thermosondes, thermistances, thermocouples, thermomètres à bulle ou analogues, en nombre quelconque par sécurité, bien que leur interchangeabilité soit ainsi très aisée REVENDICATIONS. 1. Sonde thermique destinée notamment à un réacteur chimique, caractérisée en ce qu'elle se compose d'une part d'un ensemble capteur immobilisable contre le fond mince émaillé d'un cylindre plongeur, d'autre part d'une pièce intermédiaire destinée à assurer cette immobilisation et enfin d'un dispositif de mise en place et d'extraction depuis l'extérieur du réacteur de cette pièce intermédiaire et de cet ensemble capteur. 2. Sonde thermique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble capteur se compose d'une tête de mesure dans laquelle chaque sonde est logée dans une masse de matériau isolant notamment de verre expanse. 3. Sonde thermique, selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisée en ce que la pièce intermédiaire consiste en un manchon portant deux paires de tétons, respectivement vers sa partie supérieure et vers sa partie inférieure, pouvant coopérer respectivement avec une douille à baïonnette mobile destinée à sa pose et à son extraction, et avec une douille à balonnette fixée au fond et destinée à son immobilisation contre la tête de mesure sous l'action d'un ressort. 4. Sonde thermique selon l'une quelconque des revendica- tions I à 3, caractérisée en ce que la douille à baïonnette de pose et d'extraction comporte une baïonnette double orientée à la fois vers le haut et vers le bas