Brevet FR2714955A1 — publié le 19950713

La présente invention est relative à un dispositif de contrôle de la situation d'une vanne du type comportant un organe rotatif d'obturation monté pour tourner dans un corps fixe. Dans un très grand nombre de domaines de la technique il est important de pouvoir connaître à distance la situation d'une vanne, c'est-à-dire si elle est ouverte ou fermée, ou, dans le cas d'une vanne à trois voies, si elle est ouverte dans une direction ou dans la direction opposée ou encore fermée. Un grand nombre de vannes sont du type indiqué ci-dessus. I1 existe donc un besoin important d'obtenir un moyen qui permette le contrôle de la situation d'une vanne, et qui soit d'un prix de revient aussi bas que possible, avec une grande sécurité, et une grande robustesse. Pour obtenir ce résultat, 1 invention fournit un dispositif de contrôle de la situation d'une vanne du type comportant au moins un premier et un deuxième éléments dont l'un est un corps et l'autre est un organe rotatif d'obturation, ces deux éléments étant montés pour tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un axe commun, qui comprend - au moins un aimant solidaire du premier élément et écarté de l'axe de rotation de celui-ci, - au moins un interrupteur électrique à commande magnétique, solidaire du deuxième élément et placé à une faible distance du trajet parcouru par l'aimant lors de la rotation de l'organe rotatif, cette distance étant telle que l'interrupteur est dans une première situation d'ouverture/fermeture lorsque l'aimant est à proximité de lui, et dans une situation d'ouverture/fermeture différente lorsque l'aimant est écarté de lui. L'emploi d'interrupteurs électriques à commande magnétique, bien connus en eux-mêmes, présente l'avantage d'une grande robustesse, et d'une grande résistance à l'usure, du fait qu'il n'y a pas de contact physique entre l'aimant et l'interrupteur. On peut donc ainsi réaliser à peu de frais des dispositifs particulièrement fiables. De préférence, l'interrupteur est du type qui comprend une lame élastique, en matériau magnétique ou solidaire d'une pièce de matériau magnétique, et cette lame étant apte à venir en appui sur une pièce de contact fixe, ou de s'en écarter sous l'action d'un champ magnétique, la lame élastique et la pièce de contact étant placé dans une enceinte commune, scellée. L'emploi de ces interrupteurs, qui sont commercialisés sous le nom d'interrupteurs "ILS", est particulièrement avantageux, attendu qu'il s'agit d'un matériel qu'on trouve maintenant chez un grand nombre de fabricants et pour un prix très modéré. Le fait que la lame élastique et la pièce de contact sont dans une enceinte scellée garantit une parfaite insensibilité aux influences extérieures susceptibles d'entraîner l'encrassage ou la corrosion d'autres interrupteurs. Avantageusement, un interrupteur magnétique est disposé pour être dans une première situation alors que l'organe rotatif est dans une position extrême de fermeture ou d'ouverture, et pour quitter cette situation lorsque l'organe rotatif quitte cette position extrême de fermeture ou d'ouverture, mais alors que la vanne est encore substantiellement fermée ou ouverte. I1 y a pratiquement toujours, dans une vanne, une course morte entre la position extrême de l'organe rotatif et celle ou la vanne commence à s'entrouvrir. Cela résulte, par exemple, de l'élasticité des joints. Le fait que l'interrupteur se déclenche au cours de cette course morte assure qu'on peut être assuré que la vanne est fermée lorsque le signal électrique correspondant est émis. Cela exige une position précise de l'interrupteur si la course morte est de faible importance. Le même fait présente moins d'importance au voisinage de la position d'ouverture maximale, sauf, dans certains cas, pour une vanne à plusieurs voies. Avantageusement aussi, un interrupteur magnétique est disposé pour changer de situation lorsque l'organe rotatif passe par une position choisie à l'avance en dehors des positions de fermeture ou d'ouverture. Il est ainsi possible de placer avec précision, soit manuellement, soit par télécommande, une vanne dans une position d'ouverture partielle choisie à l'avance, cette position choisie à l'avance peut avantageusement être modifiée à volonté soit à la main soit par commande à distance, par déplacement de l'interrupteur et/ou de 1 'aimant. Avantageusement, le dispositif comprend une masse de résine dans laquelle sont enrobés les interrupteurs et la partie adjacente des conducteurs électriques les reliant à l'extérieur, cette masse étant solidaire du deuxième élément de vanne. Par résine, on entend ici aussi bien une résine thermoplastique qu'une résine thermodurcissable. Le fait que non seulement les interrupteurs mais également les conducteurs qui rejoignent leurs bornes sont enrobés dans une masse de résine, et par conséquent sont bien protégés de toutes influences extérieures, est une garantie supplémentaire de fiabilité et de longue durée. Suivant une première réalisation, la masse de résine est disposée sur les interrupteurs et les conducteurs après que ceux-ci ont été mis en place sur le deuxième élément, cette masse reliant lesdits interrupteurs et conducteurs audit deuxième élément. Suivant une autre réalisation, qui présente l'avantage d'être peu coûteuse, le deuxième élément est en résine, et les interrupteurs et leurs conducteurs sont enrobés dans la résine formant ce deuxième élément. Dans ce cas, les conducteurs et les interrupteurs sont fabriqués en même temps que le deuxième élément, d'où une réduction supplémentaire du prix de la vanne équipée. Suivant une troisième réalisation, les interrupteurs et la partie adjacente des conducteurs électriques les reliant à l'extérieur sont groupés à l'intérieur d'un boîtier étanche ou d'une masse de résine, ce boîtier ou cette masse de résine constituant une pièce indépendante qui peut être fixée sur le deuxième élément à l'aide de vis, agrafes ou moyens analogues. Selon ce mode de réalisation particulier, il est possible d'équiper des vannes préexistantes pratiquement sans modification. En plus, le remplacement du boîtier ou de la masse de résine est particulièrement facile. Suivant un mode de réalisation intéressant, le premier élément est le corps et le deuxième élément est l'organe rotatif ou une partie de celui-ci, si bien qu'il est possible de monter le dispositif sur une vanne pré-existante seulement en fixant l'aimant sur le corps et en remplaçant l'organe rotatif ou la partie convenable de celui-ci. On a indiqué ci-dessus qu'il était avantageux d'enrober les interrupteurs dans une résine. I1 est également avantageux de protéger l'aimant, notamment dans un environnement agressif, par enrobage dans la résine ou à l'aide d'un boîtier étanche, suivant des modalités analogues à ce qui a été dit ci-dessus pour les interrupteurs. L'invention va maintenant être décrite à l'aide d'exemples pratiques, illustrés avec les dessins, parmi lesquels Figure 1 est une vue en perspective d'une vanne à trois voies équipée du dispositif selon l'invention. Figure 2 est une vue de côté de la même vanne. Figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne III III de la figure 2. Figure 4 est une coupe partielle selon la ligne IV-IV de la figure 3. La figure 1 montre, en perspective, une vanne à trois voies de type classique 1, avec trois raccords 2, 3, 4, un corps 5, une poignée 6, montée sur l'axe de rotation 7 de la clé. La seule différence entre la vanne représentée et une vanne de type courant consiste dans la présence, sous la poignée 6, d'un ensemble de captage 8, qui va être décrit plus loin, et d'un aimant 9 fixé à la poignée. Dans l'exemple représenté, la poignée 6 a été légèrement modifiée pour la mise en place de l'aimant, mais il est parfaitement concevable d'utiliser une poignée 6 préexistante, l'aimant étant fixé sur elle par un moyen classique. Le dispositif de captage 8 est monté sur le corps 5 de façon à ne pas pouvoir tourner, par des moyens non représentés qui peuvent être, par exemple, un collage, ou un dispositif à colliers. Le dispositif de captage 8 est relié à un câble électrique 10, à quatre conducteurs. On verra plus loin la disposition de ces conducteurs à l'intérieur du dispositif de captage. La figure 2 montre que l'aimant 9, dans sa rotation avec la poignée 6, décrit un arc de cercle en restant à faible distance de la surface du dispositif de captage 8. Comme on le voit mieux à la figure 3 et à la figure 4, l'organe de captage 8 est constitué par une pièce annulaire 11, en résine polymérisée, dont la forme intérieure est adaptée à la forme extérieure du corps 5 de la vanne, et qui est protégée extérieurement par une virole non-magnétique 12. A l'intérieur de la pièce en résine 11 sont disposés rois interrupteurs à commande magnétique, du type "ILS", 13, 14 et 15. Parmi les quatre conducteurs du câble 10, un premier conducteur 16 constitue une alimentation, et est connecté à chacun des trois interrupteurs 13, 14 et 15, et les autres conducteurs, 17, 18, 19, sont reliés chacun à la borne opposée d'un des interrupteurs 13, 14 et 15. On conçoit que, lorsque l'aimant 9 est en vis-à-vis de l'un des trois interrupteurs 13, 14, 15, le conducteur d'alimentation 16 est mis en communication, respectivement, avec l'un des trois autres conducteurs 17, 18, 19 du câble, ce qui permet d'actionner, par exemple un voyant, indiquant la situation de la vanne. Le conducteur 10 peut également être relié à un organe de commande, équipé de mémoires, qui indiquent les actes à faire pour l'opération qu'il est prévu d'exécuter ensuite. Si la poignée de commande manuelle 6 est remplacée par un moteur de commande, l'aimant 9 sera entraînée directement par l'axe 7, et les signaux transmis par le câble 10 pourront être transmis à un ordinateur commandant le moteur. Dans ce qui précède, l'ensemble des interrupteurs est porté par le corps, et l'aimant est porté par la poignée. La pièce de résine 11 est fixée de façon amovible sur le corps de vanne. Il est donc facile d'équiper une vanne préexistante à l'aide du dispositif. Suivant une disposition plus avantageuse encore, avec une vanne préexistante dans laquelle la poignée 6 est montée sur l'axe de rotation 7 de la clé, par exemple avec un ajustage à quatre ou six pans, comme cela est très fréquent, on confectionne, en usine, une poignée modifiée, dans laquelle sont incorporés les interrupteurs (éventuellement un seul). Il suffit alors, pour équiper la vanne, d'échanger la poignée ancienne contre la nouvelle poignée, et de fixer l'aimant sur le corps à l'endroit convenable, par exemple avec un adhésif. Le câble 10 sera ensuite connecté à un indicateur lumineux ou sonore convenable, ou encore à un ordinateur de commande. Si on désire pouvoir régler la position de l'organe rotatif qui correspond au changement de situation de l'interrupteur, une solution peut consister, dans ce cas, à monter l'aimant sur un bras susceptible de pivoter autour de l'axe du corps et d'être immobilisé dans l'orientation désirée. Dans d'autres cas, on pourra préférer déplacer le ou les interrupteurs. L'invention est particulièrement avantageuse lorsqu'elle est appliquée à une vanne-papillon, à une vanne à boisseau sphérique, ou à une vanne à débit proportionnel. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de la situation d'une vanne du type comportant au moins un premier et un deuxième éléments dont, indifféremment, l'un est un corps (5) et l'autre est un organe rotatif d'obturation, ces deux éléments étant montés pour tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un axe commun, caractérisé en ce qu'il comprend - au moins un aimant (9) solidaire du premier élément et écarté de l'axe de rotation de celui-ci, - au moins un interrupteur électrique à commande magnétique (13, 14, 15), solidaire du deuxième élément et placé à une faible distance du trajet parcouru par l'aimant par rapport au deuxième élément lors de la rotation relative desdits éléments, cette distance étant telle que l'interrupteur est dans une première situation d'ouverture/fermeture lorsque l'aimant est à proximité de lui, et dans une situation d'ouverture/fermeture différente lorsque l'aimant est écarté de lui. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interrupteur (13, 14, 15) est du type qui comprend une lame élastique, en matériau magnétique ou solidaire d'une pièce de matériau magnétique, et cette lame étant apte à venir en appui sur une pièce de contact fixe, ou à s'en écarter sous l'action d'un champ magnétique, la lame élastique et la pièce de contact étant placé dans une enceinte commune, scellée. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un interrupteur à commande magnétique est disposé pour être dans une première situation alors que l'organe rotatif est dans une position extrême de fermeture ou d'ouverture, et pour quitter cette situation lorsque l'organe rotatif quitte cette position extrême de fermeture ou d'ouverture, mais alors que la vanne est encore substantiellement fermée ou ouverte. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins un interrupteur à commande magnétique est disposé pour changer de situation lorsque l'organe rotatif passe par une position par rapport au corps choisie à l'avance en dehors des positions de fermeture ou d'ouverture. 5. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite position qui correspond au changement de situation de l'interrupteur peut être modifiée à volonté par déplacement de l'interrupteur et/ou de l'aimant. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une masse de résine (11), dans laquelle sont enrobés les interrupteurs et la partie adjacente des conducteurs électriques les reliant à l'extérieur, cette masse étant solidaire du deuxième élément de vanne. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la masse de résine est disposée sur les interrupteurs et les conducteurs après que ceux-ci ont été mis en place sur le deuxième élément, cette masse reliant lesdits interrupteurs et conducteurs audit deuxième élément 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le deuxième élément est en résine, et les interrupteurs et leurs conducteurs sont enrobés dans la résine formant ce deuxième élément. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les interrupteurs et la partie adjacente des conducteurs électriques les reliant à l'extérieur sont groupés à l'intérieur d'un boîtier étanche ou d'une masse de résine, ce boîtier ou cette masse de résine constituant une pièce indépendante qui peut être fixée sur le deuxième élément à l'aide de vis, agrafes ou moyens analogues. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'aimant est enrobé dans de la résine ou placé dans un boîtier étanche. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le premier élément est le corps (5) et le deuxième élément est l'organe rotatif ou une partie de celui-ci, si bien qu'il est possible de monter le dispositif sur une vanne pré-existante, seulement en fixant l'aimant sur le corps et en remplaçant l'organe rotatif ou la partie convenable de celui-ci. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la vanne est une vanne-papillon. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la vane est une vanne à boisseau sphérique. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la vane est une vane à débit proportionnel.