Brevet FR2587541A1 — publié le 19870320

SECTIONNEUR PRESSIOMETRIQUE PERFECTIONNE La présente invention a pour objet un sectionneur pressiométrique perfectionné, du type monostable ou bistable. Un sectionneur pressiométrique est un dispositif de modification d'état d'un circuit électrique, par établissement ou coupure de ce circuit, en fonction de la valeur de La pression régnant dans une ambiance lorsque cette valeur passe par une valeur de consigne prédéterminée, en lui devenant supérieure ou inférieure. L'art antérieur le plus proche de la présente invention est celui des sectionneurs pressiométriques dénommés pressiostats à soufflet. Les dispositifs de ce type comportent des contacts électriques fixes à l'intérieur d'une première chambre fermée se trouvant à une pression PI. En regard de ces contacts fixes se trouvent disposés des contacts mobiles portés par un soufflet déformable dont le volume intérieur se trouve à une seconde pression P2 à con traler. Lorsqu'une valeur prédéterminée de la valeur AP qui est la différence des valeurs des pressions P1 et P2, est atteinte, les contacts mobiles se déplacent et viennent s'accoler aux (ou s'écarter des) contacts fixes en établissant (ou interrompant) ainsi un circuit électrique. L'établissement (ou la rupture) du circuit électrique reste assuré tant que la différence des pressions P1 et P2 est maintenue au-dessus d'une valeur seuil AP qui est fonction des conditions particulières de réalisation du dispositif, caractérisées notamment par la raideur du soufflet et la force du ressort de rappel de ce soufflet. Cette valeur seuil AP doit donc être choisie suffisamment importante pour éviter une succession in tempestive de coupures et contacts. En outre, ces sectionneurs, relativement fragiles, ne peuvent convenir pour un fonctionnement en environnement sévère, et a fortiori en environnement accidentel. La présente invention a pour premier but de proposer un sectionneur perfectionné de manière telle qu'il fasse passer un circuit électrique respectivement d'un état 1 (fermeture, ou ouverture) à un état O (ouverture, ou fermeture) lorsque la différence des valeurs des pressions P1 et P2 a une premiére valeur AP, et inversement de L'état O à L'état 1 lorsque cette différence des valeurs des pressions P1 et P2 a une seconde valeur AP' inférieure à AP. A cet effet, l'invention a pour objet un sectionneur pressiométrique du type. comportant une première chambre étanche remplie d'un gaz sous une pression P1 et une seconde chambre communiquant avec une ambiance extérieure d'un gaz sous une pression P2, ces deux chambres étant séparées entre elles par un élément souple déformable en fonction de la différence des pressions P1 et P2, et cet élément souple portant des contacts électriques mobiles destinés à être reliés à des contacts fixes, caractérisé en ce que cet élément sou ple déformable, est constitué d'une membrane souple bombée bistable encastrée entre deux surfaces de portée planes en regard respectivement de la première et de la deuxième chambres. Le fonctionnement de ce sectionneur pressiométrique permet d'atteindre le but explicité ci-dessus. En effet, en supposant qu'il soit dans un état initial 1 pour lequel la membrane souple bombée présente son bombement vers l'intérieur de la première chambre sous La pression P1, cet état initial 1 sera maintenu tant que la pression P2 s'exerçant sur l'autre face de la membrane restera supérieure à une certaine valeur de seuil P2s. Lorsque cette pression P2 descend au-dessous de cette valeur seuil, alors la grandeur AP=P1-P2s atteint une valeur seuil #Ps pour laquelle la membrane bascule instantanément de sa première position initiale stable vers une seconde position stable pour laquelle son bombement est tourné vers l'extérieur de la premie- re chambre. Mais, ce faisant, le volume de cette première chambre s'accroît de sorte que la pression qui y règne désormais a une valeur P1' La présente invention a encore pour but de doter un sectionneur pressiométrique, perfectionné selon l'invention comme ceLa vient d'être exposé, de moyens supplémentaires de protection. Selon une premiére disposition, Le sectionneur pressiométrique est caractérisé en outre en ce que la premiere chambre à pression P7 est isolée de l'ambiance à pression P2 par une capsule fermant un orifice de cette chambre par L'intermédiaire d'un cordon de soudure d'un matériau eutectique fondant à une température t. De la sorte, si le sectionneur est porte à une température supérieure à cette température t, le cordon de soudure fond et les deux chambres se retrouvent à la même pression, ce qui interdit le fonctionnement normal du sectionneur. Selon une seconde disposition, le sectionneur pressiométrique est caractérisé en outre en ce que cette capsule repose sur un orifice à bords vifs. De la sorte, si la pression P2 vient à dépasser une valeur critique, la capsule se déchire et les deux chambres se retrouvent à la même pression, ce qui interdit également Le fonctionnement normal du sectionneur. Pour mieux faire comprendre l'invention, on décrira maintenant un mode particulier de sa réalisa- tion, donné uniquement à titre d'exemple. On se référencera à la figure unique du dessin annexé qui représente, vue en coupe axiale un sectionneur pressiométrique perfectionné conforme à l'in- invention. Selon cette réalisation, le sectionneur comporte un corps cylindrique de revolution 1 qui porte, en L'une de ses extrémités, une plaque entretoise circulaire 2 percée en son centre par un orifice 3 fermé par une capsule 4 soudée à la plaque 2 par un cordon 5 d'un matériau eutectique fondant à une température t. La plaque 2 se prolonge à l'intérieur du corps I par une partie cylindrique 6 dont L'extrémité en couronne circulaire plane 7 sert de portée à une membrane souple bombée bistable 8 réalisée par emboutissage d'une plaque d'alliage cuivreux. La première chambre etanche 9 du sectionneur est délimitée par la membrane 8, les parties en regard de la plaque 2, du cylindre 6 et de La capsule 4. Dans la position initiale de la membrane 8 telle que représentée, cette chambre 9 se trouve remplie d'un gaz sous la pression PI. La membrane souple bombée 8 est par ailleurs appliquée de manière étanche contre la partie en couronne circulaire plane 10 d'une bague cylindrique 11. Les composants 6, 8 et 11 sont soudés les uns aux autries. Un bouchon 12 ferme l'une des extrémités du corps cylindrique 1. Ce bouchon 12 communique avec l'ambiance extérieure, à une pression P2 à contrôler, par l'intermé- diaire d'un filtre poreux 13 servant à retarder la mise en pression de la seconde chambre 14 du sectionneur pressiométrique dont le volume est déterminé par les surfaces internes en regard du corps 1, de la membrane 8 et du bouchon 12, ainsi que par les surfaces internes en regard du bouchon 19, de 2 et de 4. La partie centrale intérieure du bouchon 12 forme un cylindre 15 qui porte des contacts électriques fixes 16 relies par des films conducteurs 17 électriquement isolés de 16 et 15 à l'extérieur du sectionneur. Un contact mobile 18, disposé en regard des contacts fixes 16, est solidaire de la membrane souple bombée 8. L'autre extrémité du corps cylindrique 1 est fermée par un bouchon 19 communiquant par l'orifice 20 avec L'ambiance sous la pression P2.Le volume total de la chambre 14 comporte ainsi deux zones situées de part et d'autre de l'orifice 20. Ce sectionneur pressiométrique selon l'invention, d'une manière générale, a le fonctionnement et présente les avantages exposés ci-dessus. PLus particulièrement et précisément à titre uniquement d'exemple de fonctionnement monostable par rapport à la pression atmosphérique, lorsque AP=P1-P2s=400 mb, la membrane 8 bascule brusquement et le contact mobile 18 se déplace à gauche pour venir se plaquer sur Les contacts fixes 16. L'augmentation de volume de la chambre 9 réduit à la valeur P1' ( (P1) la pression à L'intérieur de cette chambre. Le retour à l'état initial n'est possible que si une nouvelle pression seuil P2s' (avec P2s') P2s > est appliquée à l'intérieur de la chambre 14 telle que AP' (avec AP' (AP) permette en sens inverse vers la droite le basculement brusque de la membrane souple bombée 8. Les valeurs des pressions correspondantes peuvent, par exemple, etre les suivantes PI = 900 mb P2s = 500 mb AP = 400 mb et P1' = 500 mb P2s' = 700 mb = = 200 mb Comme annoncé, le dispositif proposé comporte en outre deux systèmes de sécurité assurant sa tenue en environnement accidentel : - une sécurité liée à la température ; en effet l'augmentation de température se traduisant par une élévation de pression P1 risque d'établir intempestivement le contact. Une capsule 4 assure L'étanchéité entre les chambres 9 et 14.Cette membrane est soudée par un eutectique 5 qui fond à 960 C. es cette tempéra- ture atteinte, La capsule 4 se soulève et Les deux chambres 9 et 14 sont en comiunication (équipression) ; - une sécurité Liée à la surpression ; au delà d'un seuil déterminé (I5 15 bars), La capsule 4 se découpe et les deux chambres 9 et 14 sont en communication (équipression) ; - une temporisation (t (#400 s) est obtenue par l'interposition d'une pastille poreuse 13 entre le volume 14 et L'ambiance extérieure. Le dispositif est conçu pour fonctionner en environnement sévère mécanique (vibrations, chocs). Ses dimensions approximatives sont faibles : diamètre de 40 mm et Longueur de 45 mm. Les contacts sont prévus pour des circuits électriques indifféremment alternatif ou continu. Le domaine de fonctionnement est de O à 5 bars. L'intérêt de ce nouveau sectionneur pressiométrique réside, d'une part, dans La conception et la réalisation de la membrane bistable souple bombée et d'autre part, dans les sécurités de fonctionnement tant en environnement normal qu'en environnement accidentel. Ses applications envisageables sont essentiellement - le domaine spatial, lorsqu'il est nécessaire d'établir un contact ou réaliser une mise à la masse au cours d'un domaine de vol déterminé tel qu'une phase balistique ; - le domaine de la sécurité Lorsque le sectionneur sert alors de témoin de pression : des que La pression d'utilisation décroît au-dessous d'une valeur seuil, des contacts sont établis permettant le déclenchement d'une alarme et/ou d'un dispositif de sécurité. Par ailLeurs, Le sectionneur peut également servir à détecter une vitesse seuil (détection d'une pression dynamique) au-delå de laquelle une alarme et/ou un dispositif de sécurité peut être enclenché. Par exemple, on pourra ainsi contrôler un dispositif de freinage automatique lors d'essais de vitesse de véhicules (routier, ferroviaire, ou aérien). Bien entendu, L'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite. REVENDICATIONS 1. Sectionneur pressiométrique du type comportant une première chambre étanche (9) remplie d'un gaz Sous une pression P1 et une seconde chambre (14), communiquant avec une ambiance extérieure d'un gaz sous une pression P2, les deux chambre étant séparées entre elles par un élément soupLe déformable en fonction de la différence des pressions P1 et P2, et cet élément souple portant des contacts électriques mobiles (18) destinés à être reliés à des contacts fixes (16), caractérisé en ce que cet élément souple déformable, est constitué d'une membrane souple bombée bistable (8) encastrée entre deux surfaces de portée planes (7, 10) en regard respectivement de la première et de la deuxième chambres. 2. Sectionneur pressiométrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première chambre (9) à pression pl est isolée de -l'ambiance à pression P2 par une capsule (4) fermant un orifice (3) de cette chambre par l'intermédiaire d'un cordon de soudure (5) d'un matériau eutectique fondant à une tempéra- ture t. 3. Sectionneur pressiométrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette capsule (4) repose sur un orifice à bords vifs de sorte que la capsule se découpe en cas de surpression. 4. Sectionneur pressiométrique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une pastille poreuse (13) de temporisation est interposée entre le volume (14) et l'ambiance extérieure.