Brevet FR2620584A1 — publié le 19890317

RESISTANCE CHAUFFANTE COMPACTE TEL QUE THERMOPLONGEUR A REGULATIONS ET SECURITES INCORPOREES NOTA}NENT POUR ATMOSPHERES EXPLOSIBLES MUNIS D t UN BOITIER DISSIPATEUR ETANCHE FORMANT CARTER ET MOYENS DE CHAUFFE AINSI EQUIPES L'invention concerne unerésistance chauffante tel que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées notamment pour atmosphères explosibles munie d'un boîtier dissipateur étanche formant carter et les moyens de chauffe ainsi équipés. Il est connu d'utiliser pour le chauffage en atmosphère explosible de bains et fluides divers (eau, huile, produits chimiques, gaz, etc...) des résistances nécessitant une régulation et une sécurité de manière à pouvoir effectuer les opérations de chauffe sur des plages de températures données et de pouvoir agir en sécurité également à des températures déterminées. Dans les moyens connus1 les résistances utilisées que ce soit en version standard(degrés de protection jusqu'à IP 679) ou en version antidéflagrante (EEX D suivant les normes en vigueurs) comportent généralement deux thermostats incorporés dans un boîtier de raccordement, l'un assure la régulation et autre la sécurité. Toutefois, ces moyens comportent de multiples inconvénients, ainsi la commande directe de la puissance des résistances par ces thermostats n'est possible que pour des courants monophasés dont les intensités sont compatibles avec les caractéristiques des contacts électriques en les équipant. Par ailleurs, si l'on désire des commandes ou des régulations externes, il est nécessaire d'installer un coffret qui devra, dans le cas d'atmosphères explosibles, être antidéflagrant ou installé hors zone dangereuse avec des barrières de protection en sécurité intrinsèque, ce qui augmente considérablement les coûts d'installation des dispositifs et moyens connus. Enfin, et surtout, les moyens connus et utilisés en atmosphères explosibles malgré tout le soin et les précautions apportées à la réalisation du matériel et des installations s'y rapportant laissent des possibilités de production d'étincelles pouvant engendrer des risques aux conséquences parfois importantes ou même incalculables, lorsque ces dispositifs sont utilisés dans des complexes industriels de traitement chimiques, parachimiques ou autres. I1 est donc apparu nécessaire de réaliser des moyens sûrs assurant une protection des plus optimales et pouvant être installés directement en atmosphères explosibles en toute simplicité sans que même une erreur humaine à l'installation ne puisse entraîner des risques importants pour les utilisateurs quels que soient les milieux traités. L'invention se propose à cet effet de réaliser une résistance chauffante compacte à régulations et sécurités incorporées permettant de déterminer plusieurs zones de commande et au moins une zone de sécurité, d'un fonctionnement sûr, d'un prix de revient relativement bas par rapport aux moyens connus et installés, pouvant être réalisé à des cadences industrielles, d'un encombrement réduit, parfaitement étanche, comportant des commandes extérieures assurant à l'ensemble une sécurité interne et externe optimale en atmosphères explosibles. L'invention concerne à cet effet une résistance chauffante compacte à régulations et sécurités incorporées munie d'un boîtier dissipateur étanche formant carter, elle comprend une résistance électrique blindée tel que thermoplongeur de petite ou moyenne puissance comportant côté raccordement électrique un bottier de protection faisant office de bottier de commande et de régulation électronique. Elle est plus particulièrement conçue pour s'adapter aux appareils de rechauffage et/ou de distillation des liquides et autres produits inflammables (distillateurs de solvants, réacteurs, thermorégulateurs etc...) La résistance conforme à l'invention est utilisable en atmosphère explosible (zone 7) et peut servir pour le chauffage de bains et fluides divers (eau, huiie, produits chimiques) le chauffage de gaz ou tout chauffage nécessitant une régulation, une durée de cycle déterminée, une commande simultanée de refroidissement ou autre; elle regroupe dans son carter l'ensemble des commandes des régulations et protections et évite de ce fait toute installation de coffret supplémentaire, par ailleurs elle comporte un câble de branchement direct sur le réseau soit en zone non dangereuse, soit par I'intesmédiair d'un bottier approprié aux normes : CENELEC EN 50014 à EN 50020 (AFNOR NRF 23514 à NFC 23520) en zone dangereuse. L'invention est représentée de façon non limitative dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure I représente de façon schématique une résistance chauffante conforme à l'invention, munie de ses deux supports, de sa platine de commande et de son boîtier dissipateur; - la figure 2 est un tableau synoptique représentant les divers moyens électriques, électroniques de la résistance chauffante conforme à l'invention. Suivant une première caractéristique de l'invention, ainsi que représenté aux figures 1 et 2, la résistance chauffante compacte 1 tel que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées et boîtier dissipateur, comporte une ou plusieurs résistances chauffantes 2 munies d'un doigt de gant 3 disposé au coeur des épingles chauffantes, un moyen de raccordement 4 à une cuve de chauffe, un ou plusieurs moyens de refroidissement 5 des résistances 2, un boîtier dissipateur 6 étanche formant carter, disposé sur la partie extérieure 7 de ces résistances et emprisonnant au moins deux supports interne 8 et externe 9 noyés avec leurs liaisons électriques 10 dans une matière synthétique 11, chaque support 8, 9 comporte un ensemble de moyens de commande, de régulation, de sécurité, de temporisation ou autre, Le support externe 9 reçoit en façade et en dehors du bloc de matière synthétique 11, une platine 12 de commande 13, de visualisation 14 et d'alarme 15; cette platine 12 comporte une transmission de commande 13 sans liaison électrique. Le boîtier 6 comporte un ou plusieurs moyens d'alimentation ou de commande annexe. Suivant une autre caractéristique de ltinvention ainsi que représenté aux figures 1 et 2, les résistances chauffantes 2 sont munies d'un doigt de gant 3 contenant une ou plusieurs sondes qui détectent plusieurs seuils de température, par exemple trois seuils, deux premiers seuils dits de commande ou de régulation, et un troisième seuil dit de sécurité. Ces réistances 2 sont munies d'un moyen de raccordement 4 à une cuve de chauffe et comportent un ou plusieurs moyens de refroidissement 5 constitués par une ou plusieurs ailettes disposées autour de la partie extérieure de ces résistances 2. La régulation de la température du bain chauffé par la résistance 2 est assurée par une ou plusieurs sondes situées dans le doigt de gant 3 au coeur des épingles chauffantes. L'indication de cette ou de ces sondes permet, après traitement électronique, la régulation de la chauffe, une commande de sécurité avec alarme visuelle et sonore permet, en cas de défectuosité de la régulation, grâce à une commande annexe, d'alimenter tout accessoire extérieur tel que ventilateur ou électrovanne pour la condensation des vapeurs dans le cas par exemple des distillateurs. La coupure de la ou des sondes du doigt de gant entraîne la mise en alarme du boîtier. Une ou plusieurs sondes complémentaires de température externe en sécurité intrinsèque peuvent être prévues (nord européenne CENELEC 50020) et déclenchent alors la mise en alarme du boîtier conforme à l'invention. Cette ou ces sondes peuvent être remplacées par de simples contacts ordinaires : capteur de position, capteur à contact électrique sec (liaison en sécurité intrinsèque) de même que suivant une autre variante de réalisation, cette ou ces sondes peuvent être des régulations complétant la régulation au coeur de la résistance. Les seuils de température sont réglés une fois pour toute en usine soit d'une façon stanaard, soit à la demande. L'absence de réglage externe évite tout risque de dérèglement accidentel et représente de ce fait un facteur de sécurité complémentaire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représenté à la figure 1, la partie extérieure 7 des résistances 2 est disposée dans un boftier dissipateur 6 étanche formant carter à travers des orifices appropriés correspondant aux passages des résistances 2. Ces résistances 2 sont reliées à un premier support 8 tel que circuit imprime muni d'un ou plusieurs circuits électroniques comportant, une alimentation, une ou plusieurs commandes de puissance, de protection tels que fusibles ou éventuellement des étouffeurs d'étincelles du type "varistor. Le premier support 8 est relié à un deuxième support 9 grace à des conducteurs électriques 10. Suivant une autre caractéristique de ltinvention, ainsi que représenté à la figure 1, le deuxième support 9 est constitué par un circuit imprimé comportant un ensemble de moyens électroniques tels que logique destinée à l'automatisme, à la commande, la temporisation, la remise à zéro ou autre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représenté à la figure 1, le premier et le deuxième support 8, 9 et leurs moyens de liaison électrique 10 sont noyés tous deux dans une matière synthétique 1I telle que matière époxy, silicones, polyuréthanes, etc... Le boîtier 6 peut être métallique ou en toute autre matière telle que résine chargée de poudres conductrices ou carter plastique métallisé de manière à permettre la protection contre tous risques de déflagration. Une mise à la terre du boîtier assure l'équipotentialité de la résistance évitant ainsi toute charge d'électricité statique. Suivant une autre caractéristique de l'invention ainsi que représenté à la figure 1, le deuxième support 9 reçoit en façade et en dehors du bloc de matière synthétique 11, une platine 12 de commande 13, de visualisation 14 et d'alarme 15. La transmission de commande s'effectue sans liaison électrique. Les moyens de visualisation 14 tel que diodes et d'alarme 15, tel que "buzzer" sont en sécurité intrinsèque. En façade sur la platine 17 de commande, plusieurs diodes 14 électro-luminescentes permettent de visualiser le fonctionnement de l'appareil (mise en marche 13, en cycle ou en alarme 15 couplé dans ce cas avec le "buzzer"). Suivant une-autre caractéristique de l'invention, ainsi que représenté à la figure 1, la transmission de commande 13 s'effectue à l'aide d'un commutateur muni d'un curseur porteur d'un aimant disposé en façade et sur la platine 12 à l'extérieur du bloc de matière synthétique 11 et permet d'actionner des interrupteurs à lames souples eux-mêmes noyés dans la matière synthétique 11. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la transmission de commande peut également s'effectuer par fibres optiques, microprocesseurs, clavier digital ou autre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le réglage des températures, des résistances peut éventuellement s'effectuer de façon accessible en façade sur la platine grâce à des potentiomètres en sécurité intrinsèque ou tout autre dispositif de réglage à sécurité intrinsèque. Suivant une dernière caractéristique, l'invention concerne également tous les moyens de chauffe munis de résistances chauffantes conforme à l'une quelconque des caractéristiques,ci-dessus décrites. L'invention s'applique en général aux appareils de chauffage des bains et fluides utilisables en atmosphères explosibles. REVENDICATIONS 1- Résistance chauffante compacte (1), tel que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées et bottier dissipateur étanche formant carter, caractérisé par une ou plusieurs résistances chauffantes (2) munie d'un doigt de gant (3) disposé au coeur des épingles chauffantes, d'un moyen de raccordement (4) à une cuve de chauffe, d'un ou plusieurs moyens de refroidissement (5) des résistances (2), d'un bottier dissipateur (6) étanche formant carter disposé sur la partie extérieure (7) de ces résistances et emprisonnant au moins deux supports interne (8) et externe (9) noyés avec leurs liaison électriques (10) dans une matière synthétique (11), chaque support (8), (9) comportant un ensemble de moyens de commande, de régulation, de sécurité, de temporisation ou autre, en ce que le support (9) externe reçoit en façade et en dehors du bloc de matière synthétique (11), une platine (12) de commande (13), de visualisation et d'alarme (15), en ce que cette platine (12) comporte une transmission de commande (13) sans liaison électrique, et en ce que le bottier comporte un ou plusieurs moyens d'alimentation ou de commande annexe. 2- Résistance chauffante compacte (1) telle que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées et bottier dissipateur étanche formant carter, caractérisé en ce que les résistances chauffantes (2) sont munies d'un doigt de gant (3) contenant une ou plusieurs sondes qui détectent plusieurs seuils de températures, par exemple trois seuils, deux premiers dits de commande ou de régulation, et un troisième seuil dit de sécurité, en ce que ces résistances (2) sont munies d'un moyen de raccordement (4) à une cuve de chauffe et en ce qu'elles comportent un ou plusieurs moyens de refroidissement (5) constitués par une ou plusieurs ailettes disposées autour de la partie extérieure de ces résistances (2). 3- Résistance chauffante compacte (1) tel que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées et boîtier dissipateur étanche formant carter, conforme à l'zne quelconque des revendications de 1 à 2, caractérisé en ce que la partie extérieure (7) des résistances (2) est disposée dans un boîtier dissipateur (6) étanche formant carter à travers des arifices appropriés correspondant aux passages des résistances (2) en ce que ces résistances (2) sont reliées à un premier support (8) tel que circuit imprimé muni d'un ou plusieurs circuits électroniques comportant une alimentation, une ou plusieurs commandes de puissance, de protection tel que fusibles ou éventuellement des étouffeurs d'étincelles du type "varistor", et en ce que ce premier support (8) est relié à un deuxième support (9) gracie à des conducteurs électriques (10). 4- Résistance chauffante compacte (1) tel que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées et boitier dissipateur étanche formant carter, conforme à l'une quelconque des revendications de 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième support (9) est constitué par un circuit imprimé comportant un ensemble de moyens électroniques tels que logique destinée à l'automatisme, à la commande, la temporisation, la remise à zéro ou autre. 5-Résistance chauffante compacte (1) tel que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées et boîtier dissipateur étanche formant carter, conforme à lssune quelconque des revendications de 1 à 4, caractérisé en ce que le premier et le deuxième support (8, 9) et leurs moyens de liaison électrique (10) sont disposés dans un boltier dissipateur (6) formant carter noyés tous deux dans une matière synthétique (11) telle que matière époxy, silicones, polyuréthanes, etc... en ce que le boîtier (6) peut etre métallique ou en toute autre matière telle que résine chargée de poudres conductrices ou carter plastique métallisé. 6- Résistance chauffante compacte (1) tel que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées et bottier dissipateur étanche formant carter, conforme à l'une quelconque des revendications de 1 à 5, caractérisé en ce que le deuxième support (9) reçoit en façade et en dehors du bloc de matière synthétique (11) une platine (12) de commande (13), de visualisation (14) et d'alarme (15), en ce que la transmission de commande (13) s'effectue sans liaison électrique, et en ce que les moyens de visualisation (14) et d'alarme (15) sont en sécurité intrinsèque. 7- Résistance chauffante compacte (1) tel que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées et boîtier dissipateur étanche formant carter, conforme à l'une quelconque des revendications de 1 à 6, caractérisée en ce que la transmission de commande (13) s'effectue à l'aide d'un commutateur muni d'un curseur porteur d'un aimant disposé en façade et sur la platine (12) à l'extérieur du bloc de matière synthétique (11) et permet d'actionner des interrupteurs à lames souples eux-mêmes noyés dans la matière synthétique (11). 8- Résistance chauffante compacte (1) tel que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées et bottier dissipateur étanche formant carter, conforme à l'une quelconque des revendications de 1 à 7, caractérisée en ce que la transmission de commande peut également s'effectuer par fibres optiques, microprocesseur, clavier à toucher digital ou autre. 9- Résistance chauffante compacte (1) tel que thermoplongeur à régulations et sécurités incorporées et boiter dissipateur étanche formant carter, conforme à l'une quelconque des revendications de 1 à 8, caractérisée en ce que le réglage des températures des résistances peut éventuellement s'effectuer de façon accessible en façade sur la platine grace à des potentiomètres en sécurité intrinsèque ou tout autre dispositif de réglage à sécurité intrinsèque. 10- Moyens de chauffe caractérisés en ce qu'ils sont munis de résistance chauffante, de l'une ou plusieurs des caractéristiques conforme à l'une quelconque des revendications de 1 à 9.