Brevet FR2555332A1 — publié le 19850524

La présente invention concerne les dispositifs permettant de détecter une ou plusieurs positions d'orga- nes mobiles,et en particulier d'organes rotatifs ou dont le mouvement de translation peut être transformé,par des moyens simples bien connus,en un mouvement de rotation. On sait que dans un environnement agressif,par exemple,dans une zone de haut-fourneau dans une aciérie ou autre, il très difficile de détecter avec précision et avec une grande fiabilité la position d'organes de commande tels que par exemple des obtura- teurs de vannes.En effet,le milieu ambiant est corrosif compte tenu de la présence d'un air chaud et humide, de gaz de haut-fourneau,de poussières et de la température qui peut varier dans une plage relativement importante. Ceci à des conséquences néfastes sur la tenue des matériels de dé- tection utilisés et compromet leur fiabilité. Le but de cette invention est de fournir un dis- positif de détection qui permette de résoudre ce problème et qui soit capable de détecter de façon précise la posi- tion d'un organe rotatif,tout en étant particulièrement simple et robuste. L'invention a donc pour objet un dispositif de détection de la position d'un organe rotatif,caractérisé en ce qu'il comprend,logés dans un bottier à peu près étan- che,un doigt fixé audit organe rotatif et portant au moins un aimant,et au moins un interrupteur disposé dans une am- poule ou enceinte analogue fermée, et agencé pour être sé- lectivement fermé et ouvert en fonction de la position de l'aimant. Suivant d'autres caractéristiques: - le dispositif comprend deux interrupteurs agencés pour détecter deux positions déterminées du doigt fixé à l'organe rotatif; - l'interrupteur est décalé par rapport à la position qu'occupe l'aimant dans la position de l'organe rotatif qu'il convient de détecter,de sorte que seule une partie d'extrémité de cet interrupteur se trouve sur le trajet de l'aimant; - l'interrupteur est de préférence orienté obliquement par rapport à la direction radiale de l'aimant lorsque ce dernier occupe la position correspondant; à la position à détecter de l'organe rotatif; - le ou chaque interrupteur est porté par une plaquette formant circuit imprimé et fixée sur le bottier, cette plaquette comportant une ouverture à travers laquelle s'étend le doigt rotatif. L'invention va être décrite plus en détail ci-dessous en se référant au dessin annexé donné à titre d'exemple et sur lequel; - la Fig.1 est une vue en coupe suivant la ligne 1-1 de la Fig.2 d'un dispositif suivant l'invention monté sur un corps de vanne; - la Fig.2 est une vue de dessus de ce même dispositif,le couvercle du bottier étant enlevé; - la Fig.3 est une vue schématique représentant une variante. On voit sur le dessin et en particulier aux Fig.1 et 2 un corps de vanne 1 dont l'obturateur,mobile en rotation est solidaire d'un organe 2. Le dispositif 10 suivant l'invention est fixé sur le corps de vanne au moyen d'une plaque d'embase ou de support 11.Il comprend un bottier 12 fixé sur cette embase et fermé à sa partie supérieure par un couvercle 13.Les as- semblages entre le couvercle 13,le bottier 12,la plaque 11 et le corps 1 sont réalisés par des vis. A l'intérieur du bottier,est montée une pla- quette 14 fixée par exemple comme visible sur la Fig.2 au -moyen de trois vis 15 et d'entretoises 16;'Cette plaquette porte deux interrupteurs 17a,17b constitués par des in- terrupteurs à lame souple (I.L.S. ou interrupteurs REED) enfermés dans une ampoule étanche.Cette plaquette supporte également un circuit imprimé comprenant quatre conducteurs 18a,18b,18c,18d reliés respectivement aux extrémités des deux interrupteurs et à quatre bornes de sortie reliées à un connecteur 19 (Fig.2).Deux de ces conducteurs,18b et 18d sont par ailleurs reliés entre eux par un conducteur 20 qui peut,le cas échéant, être rompu,de façon à permettre un montage des deux interrupteurs,soit en série,soit en para- llèle. Le dispositif comprend également un doigt 21 qui s'étend à travers une ouverture 22 ménagée dans la pla- quette et qui est relié et fixé par sa partie inférieure à l'organe rotatif dont on souhaite détecter la position.Cette liaison peut être effectuée au moyen d'une rainure 23 pré- vue à la partie inférieure du doigt,et d'une vis 24. A sa partie située au-dessus de la plaquette,le doigt porte deux aimants 25a,25b qui dans le mode de réa- lisation représenté sont disposés à 90 l'un par rapport à l'autre Il est important de noter que l'organe rotatif et le doigt 21 se déplaçant sur un angle 0 (par exemple égal à 90 ) dans le sens de la flèche F,à partir de la po- sition représentée sur la Fig.2,les deux interrupteurs se trouvent pour l'essentiel en dehors de l'angle 2" balayé par les aimants 25 et 25. En d'autres termes,dans chacune des deux positions extrêmes de l'organe rotatif,un aimant se trouve en face d'une partie d'extrémité de l'interrup- teur associé et non,comme on pourrait a priori l'imaginer, en face de la partie centrale de cet interrupteur.De plus, les deux interrupteurs sont disposés de telle façon qu'ils forment avec la direction radiale de l'aimant associé un angle aigu et non un angle droit.Comme on le voit sur la Fig.2,ceci se traduit par le fait que les deux interrup- teurs sont orientés suivant deux directions qui conver- gent l'une vers l'autre en direction d'un point disposé à l'extérieur de l'angle balayé par les deux aimants. Cette disposition particulière permet d'obtenir la fermeture et l'ouverture de deux interrupteurs pour des positions très précises des deux aimants correspondants et par conséquent d'obtenir une précision suffisante dans la détection des deux positions importanes de l'organe rota- tif qui correspondent ici à la fermeture et à l'ouverture de la vanne. Dans le mode de réalisation schématique de la Fig.3, un seul aimant est utilisé pour commander deux interrupteurs. De préférence,et comme expliqué ci-dessus à propos du premier mode de réalisation,ces deux interrupteurs sont agencés de façon à se trouver pour l'essentiel à l'extérieur de l'angle c par rapport aux directions radiales correspondant aux po- sitions extrêmes de l'aimant.Dans ce cas,les deux interrup- teurs sont orientés suivant deux directions qui convergent vers un point situé à l'intérieur de la zone balayée par l'aimant.Cependant,il est clair que le résultat obtenu est le même que dans le mode de réalisation précédent,à savoir obtenir une ouverture et une fermeture des deux interrupteurs pour deux positions de l'aimant qui correspondant très pré- cisément aux positions extrêmes de l'organe rotatif. Le fonctionnement du dispositif que l'on vient de décrire résulte directement de sa structure.On comprend en effet que suivant la position de l'organe rotatif et par conséquent du doigt 21,le ou chaque aimant porté par ce doigt provoque alternativement l'ouverture et la fermeture des interrupteurs associés,fournissant ainsi un signal repré- sentatif de la position de la vanne. Le dispositif proposé est particulièrement simple et robuste.Il peut résister à un grand nombre de manoeu- vres.Il peut par ailleurs être adapté sur les carrés d'en- -traInement de nombreux actionneurs ou dispositifs de com- mande.Il est d'une très grande fiabilité compte tenu en par- ticulier de la nature des interrupteurs utilisés.Il est éga- lement comme on l'a indiqué ci-dessus d'une grande précision grace à la disposition particulière des interrupteurs par rapport aux aimants. Enfin,on notera comme autre avantage que ses principaux constituants peuvent être changés sans qu'il soit nécessaire de procéder,après l'échange,à un nouveau réglage et que son encombrement est faible. Des variantes peuvent être apportées aux agen- cements décrits: par exemple,le ou chaque aimant peut être disposé audessus ou au-dessous de l'interrupteur associé, en position d'actionnement.Cette disposition peut cependant être moins avantageuse que celle représentée,en ce qui con- cerne la facilité de démontage. 255533Z - REVENDICATIONS - 1 - Dispositif de détection de la position d'un orga- ne rotatif (2),caractérisé en ce qu'il comprend,logés dans un boîtier (12, 13) à peu près étanche,un doigt (21) fixé a audit organe rotatif et portant au moins un aimant (25a, 25b; 31) et au moins un interrupteur (17a, 17b; 32, 33) disposé dans une enceinte fermée et agencé'. pour être sé- lectivement fermé et ouvert en fonction de la position de l'aimant. 2 - Dispositif suivant la revendication 1,caractéri- sé en ce qu'il comporte deux interrupteurs (17a, 17b; 32,33) agencés pour détecter deux positions déterminées du doigt (21) fixé à l'organe rotatif. 3 - Dispositif suivant la revendication 2,caracté- risé en ce que le doigt porte un aimant (31) coopérant avec les deux interrupteurs (32,33). 4 - Dispositif suivant la revendication 2,caractéri- sé en ce que le doigt (21) porte deux aimants (25a,25b) coopérant chacun avec un interrupteur associé (17a,17b). - Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications précédentes,destiné à détecter au moins une po- sition déterminée de l'organe rotatif (2),caractérisé en ce que l'interrupteur (17a, 17b; 32,33) est décalé par rapport à la position qu' occupe lJaimant (25a,25b; 31) dans ladite position déterminée,de telle façon que seule une partie d'ex- trémité de cet interrupteur se trouve sur le trajet de l'ai- mant. 6 - Dispositif suivant la revendication 5,caracté- risé en ce que l'interrupteur (17a,17b; 32,33) est orienté obliquement par rapport à la direction radiale de l'aimant a b (25a,25; 31) lorsque ce dernier occupe la position corres- - pondant à la position déterminée de l'organe rotatif. 7 - Dispositif suivant la revendication 3,caracté- risé en ce que le doigt rotatif pouvant tourner d'un angle o se trouvent pour l'essentiel à l'extérieur de l'angle ba- layé par l'aimant rentre les deux-.positions déterminées. 8 - Dispositif suivant la revendication 4,carac- térisé en ce que le doigt rotatif pouvant tourner d'un angle (") entre deux positions déterminées,les deux inter- rupteurs coopérant avec les deux aimants respectifs,se trou- vent pour l'essentiel à l'extérieur de l'angle (2cK) balayé par les deux aimants entre les deux positions déterminées. 9 - Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 7 et 8,caractérisé en ce que les deux interrupteurs forment entre eux un angle inférieur à l'angle 10 - Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 9,caractérisé en ce que le ou chaque interrup- teur est porté par une plaquette (14) formant circuit impri- mé et fixée sur le bottier (12). 11il - Dispositif suivant la revendication 10,carac- térisé en ce que le doigt rotatif s'étend à travers une ou- verture (22) ménagée dans ladite plaquette (14).