Brevet FR2718234A1 — publié le 19951006

Détecteur d'écoulement d'un fluide. La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux détecteurs d'écoulement de fluide, notamment de liquide. On connaît déjà un tel détecteur dans lequel l'organe de détection est constitué par une palette pivotante s'étendant transversalement dans un tronçon tubulaire parcouru par l'écoulement de fluide, notamment de liquide. Un tel agencement présente de nombreux inconvénients (palette montée pivotante sur des paliers sujets à usure obligation d'assurer une étanchéité fiable entre le logement de la palette qui est ouvert au fluide et un capteur extérieur détectant la position de la palette ; encombrement dû à la présence du logement de la palette et du capteur, qui est en saillie sur le tronçon tubulaire ; pertes de charge dans l'écoulement du fluide dû à la présence de la palette ; possibilité de dépôt de tartre gênant le fonctionnement correct de la palette). L'invention a donc essentiellement pour but de proposer un détecteur perfectionné qui réponde mieux aux diverses exigences de la pratique et qui écarte, dans toute la mesure du possible, les inconvénients susmentionnés des détecteurs à palette, ce détecteur perfectionné devant notamment être fiable dans le temps et apte à assurer un nombre très élevé de cycles de fonctionnement, ne pas comporter de pièces sujettes à usure et ne nécessiter aucun entretien mécanique, être facile à fabriquer et être d'un coût modique de manière à pouvoir être produit aisément en très grandes séries. Un détecteur du type visé par l'invention peut par exemple, mais non limitativement, être inséré dans un circuit de sécurité associé à une chaudière à eau fonctionnant au gaz et agencé de manière à n'autoriser la présence d'une flamme de chauffage que si la chaudière est traversée par un écoulement d'eau. A ces fins, un détecteur d'écoulement d'un fluide, notamment d'un liquide, qui est agencé conformément à l'invention, se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend - un tronçon tubulaire en un matériau amagnétique présentant une entrée de fluide en amont et une sortie de fluide en aval (dans le sens d'écoulement du fluide), - un corps librement mobile longitudinalement dans le tronçon tubulaire en étant exposé au fluide en circula tion, ledit corps étant composé au moins en partie par au moins un aimant à aimantation transversale, - une butée amont dans le tronçon tubulaire pour retenir le corps en l'absence d'écoulement de fluide ou lorsque l'écoulement de fluide présente un débit inférieur à un minimum prédéterminé, - une butée aval dans le tronçon tubulaire pour retenir le corps entraîné par un écoulement de fluide, - et au moins un interrupteur électrique situé extérieure ment sur le tronçon tubulaire, entre les butées amont et aval, ledit interrupteur électrique comportant au moins un organe mobile de contact électrique qui est actionnable par l'aimant du corps libre situé, lors du déplacement dudit corps dans le tube, sensiblement en regard de lui. Dans un tel appareil, le retour du corps mobile ne peut s'effectuer que sous l'action de la gravité, ce qui limite la mise en place de l'appareil à un positionnement sensiblement vertical ou approximativement vertical. I1 est donc très avantageux que le détecteur comporte un ressort de rappel du corps pour repousser le corps libre contre la butée amont lorsque l'écoulement de fluide est inexistant ou inférieur à une valeur prédéterminée. Un appareil ainsi agencé voit son champ d'utilisation considérablement élargi car il peut être disposé aussi bien en position horizontale qu'en position verticale, ou bien dans toute position inclinée souhaitable pour une application déterminée. De préférence, le corps libre est réalisé en un matériau amagnétique et peu sujet au dépôt du tartre, à l'intérieur duquel l'aimant est noyé au moins partiellement. Il est également intéressant que l'interrupteur électrique soit monté, à l'extérieur du tronçon tubulaire, de façon réglable longitudinalement, de manière à permettre un réglage du seuil de détection : un tel agencement élargit, là encore, les possibilités d'utilisation de l'appareil. Par exemple, on prévoit à cet effet deux nervures saillantes s'étendant longitudinalement sur la paroi externe du tronçon tubulaire et entre lesquelles est inserrable l'interrupteur électrique et une vis traversant au moins une nervure bloque l'interrupteur dans une position sélectionnée. Dans un mode de réalisation préféré, l'interrupteur électrique est du type micro-interrupteur à lame souple et, dans un exemple de réalisation économique, le tronçon tubulaire est réalisé par moulage avec formation des nervures externes et de la butée aval. Le détecteur d'écoulement de fluide agencé conformément à l'invention comporte donc un nombre très restreint de pièces composantes dont aucune n'est sujette à usure ; il n' existe aucune liaison matérielle entre le corps mobile et le micro-interrupteur, ce qui exclut toute possibilité d'une perte d'étanchéité à ce niveau ; le corps mobile peut recevoir toute dimension appropriée permettant son insertion dans un tronçon tubulaire de tout diamètre souhaitable et l'ensemble se présente sous un volume qui équivaut sensiblement à celui d'une longueur de tuyauterie ; le microinterrupteur qui est solidarisé à la face externe du tronçon n' accroît pas sensiblement la dimension transversale de l'ensemble ; enfin, le tronçon tubulaire peut être fabriqué à moindre coût par moulage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation donnes uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans cette description, on se réfère au dessin annexé sur lequel - les figures 1 et 2 sont des vues en coupe diamétrale de respectivement deux modes de réalisation de détecteurs agencés conformément à l'invention ; et - la figure 3 est une vue de face d'une partie des détec teurs des figures 1 et 2. Sur les figures 1 à 3, on utilise les mêmes références numériques pour désigner les mêmes parties ou organes. Le détecteur d'écoulement de fluide comprend un élément tubulaire 1 presentant un tronçon central tubulaire 2 terminé à ses deux extrémités par des embouts 3 agencés pour autoriser le raccordement avec des tuyauteries situées en aval et en amont. Le sens d'écoulement du fluide, notamment du liquide est schématisé par les flèches 4. A l'intérieur du tronçon central tubulaire 2 est disposé un corps 5 qui possède une section transversale sensiblement inférieure au diamètre interne du tronçon tubulaire 2, de telle manière que le corps 5 soit librement mobile, longitudinalement, au sein du tronçon 2 et qui est conformé pour éviter tout coincement dans le tronçon 2. Toutefois, la section transversale du corps 5 est choisie telle, en dimension et en forme, que le corps 5 soit entraîné par un écoulement de fluide, notamment de liquide, lorsqu'un fluide circule selon les flèches 4 dans le tronçon, mais qu'il n'entrave pas notablement le débit dudit écoulement afin de ne pas engendrer une perte de charge sensible. Aux extrémités du tronçon tubulaire 2 sont prévues respectivement une butée amont 6 destinée à retenir le corps 5 en l'absence d'écoulement de fluide et une butée aval 7 destinée à retenir le corps 5 entraîné par un écoulement de fluide. Comme représenté aux figures 1 et 2, la butée 6 peut être constituée par une bague annulaire déformable radialement (par exemple bague fendue) retenue dans une gorge annulaire pratiquée dans la paroi interne du tronçon 2. La butée 7 peut comporter un doigt 71 coaxial au tronçon 2, dirigé en direction de l'amont et raccordé à la paroi du tronçon 2 par une embase discoïdale 72 percée de trous 73 pour le passage du fluide. L'ensemble de la butée 7 peut être réalisée d'une même pièce avec l'élément tubulaire 1 lorsque celui-ci est fabriqué par moulage. Le corps 5 comprend un aimant permanent 8 à aimantation transversale à l'axe du tronçon tubulaire 2. L'aimant est de préférence noyé, partiellement ou avantageusement entièrement, dans un enrobement 9 en un matériau protecteur, de préférence une matière synthétique moulable, présentant la caractéristique de mal fixer le tartre. Toutes les pièces ou parties qui viennent d'être décrites, à l'exclusion de l'aimant 8, sont constituées en un matériau amagnétique, de préférence moulable pour simplifier la fabrication, avantageusement une matière synthétique pour réduire le coût de fabrication. Par ailleurs, un micro-interrupteur électrique 10, par exemple du type à deux lames de contact enfermées dans une ampoule de verre scellée, est fixé sur la paroi externe du tronçon tubulaire 2, en un emplacement situé entre la butée aval 7 et la paroi occupée par le corps 5 en l'absence d'écoulement de fluide. Des fils électriques 11 raccordés respectivement aux lames de contact relient le microinterrupteur 10 à un circuit extérieur de traitement de signal (non montré). En l'absence d'écoulement de fluide, le corps 5 repose contre la butée amont 6 et l'aimant 8 n'est pas en regard du micro-interrupteur 10 : les deux lames de contact de celui-ci restent en position de repos, notamment restent écartées l'une de l'autre, et la situation d'ouverture de l'interrupteur 10 est analysée par le circuit auquel il est relié pour empêcher la présence d'une flamme de chauffage (empêcher l'allumage ou éteindre une flamme déjà présente) par coupure automatique de l'arrivée du combustible, notamment du gaz, au brûleur et pour éventuellement fournir une signalisation appropriée. Lorsqu'un fluide s'écoule dans le tronçon tubulaire 2, il entraine le corps 5 qui est amené en regard du microinterrupteur 10. Les lames de celui-ci sont excitées, notamment mises en contact mutuel, par l'aimant 8 et la situation de fermeture de l'interrupteur est analysée par le circuit auquel il est relié pour autoriser l'alimentation du brûleur en combustible et donc autoriser la présence d'une flamme et pour éventuellement fournir une signalisation correspondante. Bien entendu, l'interrupteur 10 peut tout aussi bien être agencé pour être fermé au repos et ouvert à l'excita- tion. On remarquera qu'un débit minimum de l'écoulement de fluide est nécessaire pour amener l'aimant 8 du corps 5 en regard des lames du micro-interrupteur 10, le corps 5 étant en équilibre (tant qu'il n'est pas en appui contre la butée aval 7) dans le courant de fluide entre la force d'entraînement engendrée par le fluide en circulation et une force antagoniste tendant à ramener le corps dans sa position initiale contre la butée amont 6. Par exemple, dans l'exemple de réalisation de la figure 1, cette force antagoniste est la pesanteur, le détecteur devant être disposé verticalement. Il en résulte que la distance parcourue par le corps 5 jusqu'au déclenchement du micro-interrupteur 10 se traduit par le fait qu'un seuil minimum de débit du fluide doit être atteint pour provoquer le fonctionnement requis. Ce seuil minimum peut être rendu ajustable en prévoyant de positionner le micro-interrupteur 10 dans différentes positions longitudinales sur les parois externes du tronçon tubulaire 2. A cet effet, comme montré aux figures 1 à 3, le microinterrupteur 10 peut être logé dans un étui creux 12 en un matériau amagnétique (matière synthétique notamment) qui est déplaçable à glissement frottant dans un système de glissière longitudinale défini par exemple par deux nervures à gorge 13 solidaires de la paroi externe du tronçon tubulaire 2 : avantageusement ces nervures 13 sont moulées d'un seul tenant avec le tronçon tubulaire 2. Pour assurer un positionnement stable dans le temps, on peut prévoir un organe de blocage de l'étui 12 dans les nervures 13 dans la position relative souhaitée : par exemple une vis de blocage 14 traversant une nervure 13 peut bloquer l'étui 12. Comme cela a déjà été évoqué plus haut, le mode de réalisation montré à la figure 1 ne peut fonctionner de façon correcte que si l'élément tubulaire 1 est disposé sensiblement verticalement, le rappel du corps 5 en position de repos, en l'absence d'écoulement de fluide, s'effectuant sous l'action de la gravité. Pour éviter cette limitation, on peut prévoir, comme montré à la figure 2, d'associer un ressort de rappel 15 au corps 5 (par exemple interposé entre le corps 5 et l'embase discoïdale 72) pour ramener le corps 5 en appui contre la butée amont 6 en l'absence d'écoulement de fluide. Un détecteur ainsi conçu fonctionne dans toutes les positions de montage. Dans ce cas, un débit minimum d'écoulement du fluide est requis pour provoquer le fonctionnement de l'appareil, débit minimum qui dépend du tarage du ressort de rappel (augmenté en outre du poids du corps 5 ou d'une composante du poids si l'appareil est disposé approximativement verticalement ou est incliné sur la verticale). Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Détecteur d'écoulement d'un fluide, notamment d'un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend - un tronçon tubulaire (2) en un matériau amagnétique présentant une entrée de fluide en amont et une sortie de fluide en aval (dans le sens (4) d'écoulement du fluide), - un corps (5) librement mobile longitudinalement dans le tronçon tubulaire (2) en étant exposé au fluide en circulation, ledit corps étant composé au moins en partie par au moins un aimant (10) à aimantation transversale, - une butée amont (6) dans le tronçon tubulaire (2) pour retenir le corps (5) en l'absence d'écoulement de fluide ou lorsque l'écoulement de fluide présente un débit inférieur à un minimum prédéterminé, - une butée aval (7) dans le tronçon tubulaire (2) pour retenir le corps (5) entraîné par un écoulement de fluide, - et au moins un interrupteur électrique (10) situé exté rieurement sur le tronçon tubulaire (2), entre les butées amont et aval, ledit interrupteur électrique (10) compor tant au moins un organe mobile de contact électrique qui est actionnable par l'aimant du corps libre situé, lors du déplacement dudit corps dans le tube, sensiblement en regard de lui. 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort (15) de rappel du corps (2) pour repousser le corps libre contre la butée amont (6) lorsque l'écoulement de fluide est inexistant ou inférieur à une valeur prédéterminée. 3. Détecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps libre (5) est réalisé en un matériau amagnétique et peu sujet au dépôt du tartre, à l'intérieur duquel l'aimant (8) est noyé au moins partiellement. 4. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'interrupteur électrique (10) est monté, à l'extérieur du tronçon tubulaire, de façon réglable longitudinalement, de manière à permettre un réglage du seuil de détection. 5. Détecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux nervures saillantes (13) s'étendant longitudinalement sur la paroi externe du tronçon tubulaire (2) et entre lesquelles est inserrable l'interrupteur électrique (10) et en ce qu'au moins une vis (14) traversant au moins une nervure (13) bloque l'interrupteur (10) dans une position sélectionnée. 6. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'interrupteur électrique (10) est du type micro-interrupteur à lame souple. 7. Détecteur selon les revendications 2 et 5 ou 6, caractérisé en ce que le tronçon tubulaire (2) est réalisé par moulage avec formation des nervures externes (13) et de la butée aval (7) d'une seule pièce avec le tronçon tubulaire (2).