Brevet FR2570180A1 — publié le 19860314

L'invention concerne un indicateur de la position d'un élément magnétique le long d'un parcours de mesure, muni de multiples rouleaux cylindriques circulaires de forme semblable entre eux, qui présentent des tourillons dépassant des deux côtés, coaxiaux à l'axe des rouleaux, d'une barre profilée en U qui s'étend le long du parcours de mesure et sur les deux ailes de laquelle sont alignés des trous de palier équidistants, opposés deux à deux, dans lesquels s'adaptent les tourillons, et dans lesquels les rouleaux sont montés de manière à pouvoir tourner, et alignés avec des axes parallèles avec un espacement de tolé- rance. On connaît du modèle d'utilité DE 83 ll 354, un tel indicateur dans lequel les trous de palier sont percés dans les ailes de la barre profilée en U. L'invention vise à simplifier la fabrication d'un tel indicateur. Ce problème est résolu par le fait que les deux ailes de la barre profilée présentent chacune, sur leur côté intérieur, une gorge de palier ouverte, que pour chaque trou de palier est prévue une rondelle de palier, que les rondelles de palier sont de forme semblable entre elles, que les rondelles de palier s'adaptent individuellement par encastrement dans les gorges de palier, à l'état aligné l'une derrière l'autre, et que les rondelles de palier sont opposées deux à deux, et sont enfoncées dans les gorges, leurs axes de trou étant face à face. Grâce à l'invention, on peut se passer de percer les trous de palier dans la barre profilée en U et le montage est facilité, étant donné que l'on pousse à l'intérieur de la barre profilée en U les rondelles de palier déjà glissées sur les tourillons des rouleaux, de sorte que les rouleaux peuvent alors simultanément être poussés à la position correcte. Avantageusement, les rondelles de palier sont circulaires. En donnant une dimension appropriée aux rondelles de palier, on peut aussi fixer très simplement l'espacement exact des rouleaux, du fait que le diamètre des rondelles de palier est supérieur à celui des rouleaux dans une mesure correspondant à l'espace de tolérance entre les rouleaux, et que les rondelles de palier sont insérées dans les gorges de palier avec contact mutuel et en s'appuyant l'une sur l'autre. On obtient selon l'invention une simplification supplémentaire de la fabrication si un rouleau est formé de deux parties en matière synthétique dont chacune comprend une moitié de rouleau et si les deux moitiés de rouleau sont appliquées l'une contre l'autre le long d'un plan de séparation passant par l'axe du rouleau et sont ajustées l'une par rapport à l'autre par des saillies et des évidements s'adaptant entre eux par encastrement, et en particulier si les saillies et évidements s'adaptent entre eux rigidement et forment un assemblage par serrage. Alors, étant donné que de chaque côté de chaque moitié de rouleau, un demi-tourillon s'engage obligatoirement dans le trou de palier correspondant, les deux moitiés sont aussi maintenues par ce palier. Si ce maintien ne suffit pas, on peut l'assister par des assemblages par serrage ou des assemblages collés. Selon un mode d'exécution, une moitié de chaque rouleau présente une première marque et l'autre moitié une deuxième marque ; en particulier, dans les deux moitiés de rouleau sont prévus, de façon centrée, des évidements destinés à un aimant permanent en forme de barreau qui s'encastre transversalement à l'axe du rouleau. L'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins annexés sur lesquels la figure 1 montre le tube de dérivation d'un récipient à liquide muni d'un flotteur, d'un indicateur équipé de rouleaux et d'un transmetteur électrique de valeur mesurée, la figure 2 est une vue en élévation partielle, suivant ia flèche II de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe partielle,suivant la flèche III de la figure 1, la figure 4 est une vue en coupe partielle, suivant la flèche IV, de la barre profilée en U destinée à l'indicateur, la figure 5 est une vue en coupe suivant la flèche V de la figure 4, la figure 6 est une vue d'une rondelle de palier vue de face, la figure 7 est une vue de l'une des moitiés d'un rouleau de l'indicateur, la figure 8 est une vue suivant la flèche VIII de la figure 7, la figure 9 est une vue en coupe suivant la flèche IV de la figure 7, la figure 10 est une vue de la bande de circuit du transmetteur de valeur mesurée de la figure 3,vue dans la direction de la flèche X, la figure 11 est une vue de la bande de circuit de la figure 3, vue dans la direction de la flèche XI et la figure 12 est une vue d'un deuxième exemple d'exécution d'un indicateur magnétique de niveau dans lequel le flotteur est guidé dans un tube plongeur disposé à l'intérieur du récipient à liquide. Sur la figure 1, on a désigné par 1 un tube de dérivation qui est raccordé par deux tubulures à bride 2, 3 à un récipient à liquide non représenté. A l'intérieur du récipient à liquide se trouve un liquide dont il s'agit de mesurer ou d'indiquer le niveau entre les deux tubulures à bride. Le tube de dérivation 1, et éventuellement aussi les tubulures à bride 2, 3, sont en matière non magnétisable, de préférence en acier inoxydable. L'axe 23 du tube de dérivation est vertical et parallèle au parcours de mesure 15. A'l'intérieur du tube de dérivation, qui a une section intérieure circulaire dont le diamètre est indiqué par la flèche double 4, flotte un flotteur 5 qui a la forme fondamentale d'un cylindre circulaire allongé et dont le diamètre extérieur, indiqué par la flèche double 6,est un peu plus petit que le diamètre intérieur selon la flèche double 4. Le flotteur 5 est creux, arrondi sphériquement à ses deux extrémités, et présente au total quatre moulures 7, 8, 9, 10 distribuées sur la longueur et s'étendant chacune sur toute la circonférence. Le flotteur 5 est formé de matière non magnétisable, de préférence inoxydable. A l'intérieur du flotteur 5, une plaque de fer 11 est disposée perpendiculairement à l'axe 12 du flotteur. L'axe 12 du flotteur coïncide avec l'axe de symétrie de la forme symétrique du flotteur. La plaque de fer 11 bute intérieurement par tout son bord contre la paroi du flotteur, et est soudée à celui-ci sur toute la circonférence. Des deux côtés sont fixés,à la plaque de fer,des aimants permanents 13, 14 qui sont coaxiaux à l'axe 12 du flotteur, et polarisés magnétiquement. Les polarisations des deux aimants permanents sont de sens opposé, comme indiqué par les polarités N, S sur la figure 1. Les deux aimants permanents présentent, sur leur surface frontale tournée vers la plaque de fer 11, leur pôle sud, et sur la surface frontale opposée à la plaque de fer, leur pôle nord (ou inversement).La conséquence est un champ magnétique radial 22 fortement concentré, dans le prolongement radial du bord de la plaque de fer 11, qui traverse encore à l'état fortement concentré l'indicateur 20 monté extérieurement sur le tube de dérivation, et le transmetteur de valeur mesurée 21, et se continue ensuite avec une moindre concentration, comme l'indiquent par exemple quelques lignes de force tracées sur la figure 1. Le flotteur est plus lourd en haut qu'en bas de sorte que l'axe 12 du flotteur fait un très petit angle aigu 16 avec l'axe vertical 23 du tube de dérivation 1. Le flotteur est seulement en contact ponctuel tangentiel 24 par son bord inférieur et 25 par son bord supérieur avec la paroi intérieure du flotteur. Sur le dessin, le flotteur occupe une position qui correspond au plus bas niveau de liquide 26 à indiquer. Quant au poids, le flotteur est taré relativement à la densité du liquide à mesurer, de telle sorte que la plaque de fer 11 se trouve chaque fois exactement au niveau du liquide. L'indicateur 20 est formé d'une barre profilée en U 31 logée dans un boîtier protecteur allongé 30, et entre les deux ailes de laquelle sont montés de manière à pouvoir tourner, une série de rouleaux alignés 33, 34, 35, 36, 37 à axe horizontal. Les rouleaux sont tous semblables entre eux. Chacun des rouleaux est formé de deux moitiés en matière synthétique. Une telle moitie de rouleau 40 est représentée sur les figures 7, 8 et 9. Cette moitié 40 appartient au rouleau 33, voir aussi figure 4, dont l'autre moitié est désignée par 41. Les deux moitiés de rouleau 40 et 41 sont de forme identique et s'adaptent l'une sur l'autre le long d'un plan de séparation 45 passant par l'axe 44 du rouleau. Chaque moitié de rouleau présente une saillie 46 et un évidement 47 de forme correspondante. La saillie de la moitié de rouleau 41, correspondant à la saillie 46, s'adapte dans l'évidement 47 et inversement. Chaque rouleau présente aux deux extrémités, des tourillons à axes parallèles 50, 51 qui appartiennent pour moitié à chacune des deux moitiés de rouleau. Les deux moitiés de rouleau présentent, au milieu, des évidements 52 ouverts vers le plan de séparation et dans lesquels un aimant permanent 54 en forme de barreau est inséré avec adaptation rigide, sa direction longitudinale étant transversale à l'axe 44 du rouleau Les tourillons 50, 51 sont insérés chacun dans un trou de palier circulaire central 56 d'une rondelle circulaire de palier correspondante 57. Pour chaque rouleau sont prévues deux rondelles de palier, et celles-ci sont semblables entre elles et symétriques cylindriquement, de préférence sous la forme de pièce de polytétrafluoréthylène usinée au tour automatique. Les deux moitiés d'un rouleau sont maintenues ensemble par les tourillons 50, 51 insérés dans le trou de palier et ,éventuellement,en outre, par le fait que les assemblages à emboîtement auxquels participent la saillie 46 et l'évidement 47 sont sous forme d'assemblage à serrage ou à collage. Une moitié de chaque rouleau, par exemple la moitié 40 du rouleau 33 est munie à sa circonférence d'une première marque, par exemple d'une coloration rouge, tandis que l'autre moitié 41 du même rouleau 33 est munie d'une autre marque, par exemple d'une coloration blanche. Ce marquage différent est indiqué, sur les figures 1, 2, 3 et 12, respectivement en noir et en blanc. Les deux ailes 60, 61 de la barre profilée en U 62 présentent des gorges de palier63, 64 ouvertes vers l'intérieur, en forme de T, donc dépouillée, dans lesquelles les rondelles de palier 69, 70, 71... s'adaptent par encastrement avec jeu, comme on peut le voir par les figures 4 et 5. Les rondelles de palier sont alignées avec contact dans les gorges de palier et se soutiennent donc mutuellement, ce qui fait que les trous de palier ont un espacement exactement égal, conformément à la forme exactement identique des rondelles de palier. Les rondelles de palier chaque fois situées tout en bas, donc la rondelle 70 de la figure 5, s'appuie,avec la rondelle de palier située en face, sur un arrêt fixé à la barre profilée en U 62, de sorte que toutes les rondelles de palier sont opposées coaxialement deux à deux. Le diamètre d'une rondelle de palier, indiqué par la flèche double 72, est un peu plus grand que le diamètre extérieur 73 d'un rouleau. La différence de diamètre correspond à l'espacement de tolérance désiré entre les rouleaux, qui est nécessaire pour que les rouleaux puissent tourner sans être gênés les uns par les autres. L'aimant permanent 54 est magnétisé de façon permanente en direction longitudinale, de sorte que l'un des pôles est tourné vers ltobservateur regardant la figure 7 et l'autre pôle en sens opposé. Les rouleaux et les rondelles de palier sont de constitution semblable comme on l'a décrit à propos des figures 4 à 8. Lorsque le flotteur se meut vers le haut et vers le bas dans le tube de dérivation 1, avec les aimants permanents 13 et 14, les rouleaux prennent, au dessus de la plaque de fer 11, donc au-dessus du niveau 26, une position où l'aimant permanent 54 est orienté verticalement, la moitié foncée des rouleaux étant tournée vers le flotteur, et en dessous du niveau 26 une position déviée de 180 , la moitié claire des rouleaux étant tournée vers le flotteur. Trois rouleaux seulement occupent une position intermédiaire.Celui qui se trouve exactement à la hauteur du niveau 26 présente l'aimant permanent orienté horizontalement, donc l'une des moitiés vers le haut et l'autre vers le bas, et les deux rouleaux voisins ont des positions intermédiaires obliques. Les rouleaux sont recouverts extérieurement par une plaque transparente 80 qui est engagée dans des rainures correspondantes 81, 82 des ailes de la barre profilée. A travers cette plaque 80, les rouleaux et leur marquage sont visibles si l'on regarde suivant la flèche 84. Parallèlement, à côté de l'indicateur, et donc aussi le long du parcours de mesure, s'étend le transmetteur de valeur mesurée 21. Le transmetteur de valeur présente un tube carré 100 en matière non magnétisable, par exemple en acier inoxydable ou en matière synthétique, à l'intérieur duquel est placée une bande de circuit 101 qui s'étend sur tout le parcours de mesure. La bande de circuit 101 présente une série de résistances 102, 103, 104, 105 qui sont branchées électriquement en série à la suite les unes des autres et sont montées sur le côté postérieur de la bande de circuit 101. Sur le côté antérieur de la bande de circuit sont montés des interrupteurs 106 à 108 pouvant être actionnés électriquement et dont les contacts 109, 110 sont chaque fois insérés, parallèlement à l'axe, en étant opposés entre eux aux deux extrémités, dans un petit tube en verre vide d'air 111. Les interrupteurs peuvent être actionnés magnétiquement grâce au fait que l'un des contacts 109, 110 ou tous les deux sont sous forme magnétique. Les interrupteurs sont branchés chacun, en tant que prises de court-circuit, entre deux résistances, de sorte que, selon que l'on ferme l'un ou l'autre des interrupteurs,un tronçon plus ou moins long de la chaîne de résistances formés par les résistances 102, 103, 104, 105 est interrompu. Cette interruption, et la variation de la valeur de toute la série de résistances, qui en résulte, sont dans une relation nette avec le niveau de hauteur de l'interrupteur momentanément fermé et causent donc un signal électrique d'indication ou de commande qui en dépend. La bande de circuit 101 est disposée à la circonférence du tube de dérivation 1, dans la région de con centration étroite du champ magnétique 22, de sorte que l'interrupteur actionné est chaque fois celui qui se trouve à la position momentanée de hauteur de la plaque de fer 11 et donc du niveau de liquide 26. Pour un actionnement aussi exact que possible du rouleau correspondant au niveau du liquide ou de l1in- terrupteur, l'indicateur 20 et le transmetteur de valeur mesurée 21 sont montés étroitement à la circonférence du tube de dérivation 1, donc aussi près que possible de l'aimant permanent respectif 13, 14. L'indicateur 20 et le transmetteur de valeur mesurée 21 sont disposés pour cette raison dans des régions circonférentielles différentes 120, 121 qui, dans cet exemple d'exécution, sont adjacentes. L'exemple d'exécution représenté par la figure 1 ne se distingue pratiquement que par le fait qu'au lieu du tube de dérivation 1, comme guide pour le flotteur, est prévu un tube plongeur 130 qui est disposé dans le récipient à liquide 131 et présente en bas une ouverture 132, et dans le haut, une ouverture de désaération 134. A llin- térieur du tube plongeur 130 est disposé le flotteur 133, correspondant au flotteur 5 et aussi près que possible de celui-ci, mais à l'extérieur du récipient à liquide, est disposé l'indicateur 136 correspondant à l'indicateur 20, de préférence, mais non nécessairement, avec un transmetteur de valeur mesurée non visible sur la figure 12. Selon une modification des exemples d'exécution représentés, au lieu du transmetteur de valeur mesurée ou en plus de celui-ci peuvent être prévus des interrupteurs de valeur limite pouvant être actionnés magnétiquement, comme ceux qui sont indiqués par exemple à la figure 12 par les références 140 et 141. Les interrupteurs de valeur limite peuvent présenter des interrupteurs logés dans des tubes de verre vides d'air, comme on l'a décrit à propos des figures 10 et 11. -REVENDICATIONS 1) Indicateur de la position d'un élément magnétique le long d'un parcours de mesure, muni de multiples rouleaux cylindriques circulaires de forme semblable entre eux, qui présentent des tourillons dépassant des deux côtés, coaxiaux à l'axe des rouleaux, d'une barre profilée en U qui s'étend le long du parcours de mesure et sur les deux ailes de laquelle sont alignés des trous de palier équidistants, opposés deu à deux, dans lesquels s'adaptent les tourillons, et dans lesquels les rouleaux sont montés de manière à pouvoir tourner, et alignés avec des axes parallèles, avec un espacement de tolérance, indicateur caractérisé par le fait que les deux ailes (60, 61) de la barre de profilée (62) présentent chacune, sur leur côté intérieur, une gorge de palier ouverte (63, 64), que pour chaque trou de palier est prévue une rondelle de palier (70), que les rondelles de palier sont de forme semblable entre elles, que les rondelles du palier s'adaptent individuellement par encastrement dans les gorges de palier à l'état aligné l'une derrière l'autre et que les rondelles de palier sont opposées deux à deux, leurs axes de trou (44) étant face à face et sont enfoncées dans les gorges de palier. 2) Indicateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les rondelles de palier (70, 57) sont circulaires et que les trous de palier (56) sont disposés au centre de la rondelle de palier correspondante 3) Indicateur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le diamètre (72) des rondelles de palier (57) est plus grand que le diamètre (73) des rouleaux dans une mesure correspondant à l'espacement de tolérance entre les rouleaux (33...), et que les rondelles de palier sont insérées dans les gorges de palier (63, 64) avec contact mutuel et en s'appuyant l'une sur l'autre. 4) Indicateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'un aimant permanent (13), en tant qu'élément magnétique, est magnétisé coaxialement à un axe de symétrie (12) presque parallèle au parcours ver tical de mesure (15), que les rouleaux (33, 34...), dont l'axe (44) est horizontal, sont disposés juste à côté de la voie de l'aimant permanent, et que les rouleaux sont magnétisés avec une direction de champ perpendiculaire à leur axe. 5) Indicateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'un rouleau (33) est formé de deux parties en matière synthétique dont chacune comprend une moitié de rouleau (40, 41),que les deux moitiés de rouleau sont appliquées l'une contre l'autre le long d'un plan de séparation (45) passant par l'axe (44) du rouleau et sont adjustéesRl'une par rapport à l'autre, par des saillies (46) et des évidements (47) s'adaptant entre eux par encastrement. 6) Indicateur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les saillies et évidements s'adaptent entre eux rigidement et forment un assemblage par serrage. 7) Indicateur selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait qu'une moitié (40) de chaque rouleau (33) présente une première marque et l'autre moitié (41) une deuxième marque. 8) Indicateur selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que dans les deux moitiés de rouleau (40, 41) sont prévus de façon centrée des évidements (52) destinés à un aimant permanent (54) en forme de barreau qui s'encastre transversalement à l'axe (44) du rouleau. 9) Indicateur selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que les moitiés de rouleau (40, 41) ont chacun la même forme. 10) Indicateur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les rondelles de palier (57) sont des pièces symétriques cylindriquement, usinées au tour automatique, formées de polytétrafluoréthylène.