Brevet FR2731071A1 — publié le 19960830

L'invention se rapporte à des indicateurs de pression différentielle. Les indicateurs de pression différentielle sont utilisés afin de fournir une indication, telle qu'une indication visuelle ou un signal électrique, lorsque la différence entre deux pressions de fluide dépasse une valeur prédéterminée. Ceci est souvent obtenu en appliquant les pressions sur des côtés opposés d'un piston qui se déplace d'une position inactive vers une position active lorsque la valeur prédéterminée est atteinte. Dans un indicateur connu de ce type, le piston porte une tige qui se déplace d'une position non visible vers une position visible lorsque le piston se déplace de la position inactive vers la position active. La tige fournit ainsi une indication visuelle du fait que la différence de pression prédéterminée a été dépassée. Ces indicateurs sont utilisés, par exemple, dans des filtres afin d'indiquer le début du colmatage de l'élément de filtre qui augmente la différence de pression en amont et en aval du filtre dans le fluide qui est filtré. Selon l'invention, il est prévu un indicateur de pression différentielle comportant un boltier comprenant un premier piston ayant des première et deuxième surfaces opposées soumises à des pressions de fluide respectivement plus élevée et plus faible de telle sorte que le piston se déplace d'une position inactive vers une position active lorsque la différence entre les pressions plus élevée et plus faible dépasse une valeur prédéterminée, un indicateur étant monté dans le boltier et étant mobile entre une position inactive et une position active grâce à un deuxième piston associé à celui-ci, le deuxième piston étant déplacé par une desdites pressions de fluide sous la commande du premier piston de telle sorte que ladite pression de fluide est appliquée sur le deuxième piston lorsque le premier piston se déplace depuis ladite position inactive. De cette manière, le premier piston et l'indicateur ne sont pas liés mécaniquement et ceci réduit différentes contraintes de conception de l'indicateur. De plus, le fluide sous pression peut appliquer une force significative sur l'indicateur, procurant ainsi une indication très positive et permettant à l'indicateur d'être maintenu de façon s1re dans la position inactive a l'encontre d'un mouvement accidentel par des forces d'accélération. Une description plus détaillée d'une forme de réalisation de l'invention, à titre d'exemple, va être faite ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une coupe schématique d'un indicateur de pression différentielle; et La figure 2 est une représentation schématique montrant l'indicateur de la figure 1 relié à une source de fluide devant être filtré et une unité de filtre. L'indicateur de pression différentielle 9 comprend un bottier 10 ayant un passage d'entrée 11 s'étendant à travers le bottier 10. Un premier alésage 12 est formé dans le bottier 10 d'un côté du passage d'entrée 11, en s'étendant dans une direction perpendiculaire à la longueur du passage d'entrée 11, et est séparé du passage d'entrée 11 par une paroi 13 pourvu d'une ouverture ou orifice 14. Sur le côté opposé du passage d'entrée 11, le bottier 10 est pourvu d'un deuxième alésage 15 qui s'étend perpendiculairement à la longueur du passage 11 et coupe le passage 11. Un passage de sortie possède une première partie 16a qui mène dans l'alésage 15 d'un côté de l'alésage et une deuxième partie 16b qui sort de l'alésage 15 sur un côté de l'alésage diamétralement opposé à, et axialement décalé par rapport à la partie de passage de sortie 16a. L'alésage 15 reçoit un manchon annulaire 17 ayant une extrémité adjacente au passage d'entrée 11 qui se loge dans un logement annulaire 18 prévu autour de l'extrémité de l'alésage 15. Un joint torique 19 porté par la surface extérieure du manchon 17 assure l'étanchéité contre le logement. L'extrémité du manchon 17 adjacente au passage d'entrée 11 est pourvue d'un rebord dirigé vers l'intérieur 20 ayant une surface s'étendant radialement 31 dirigée à l'écart du passage d'entrée 11 et pourvu d'un joint annulaire 22 dans un but qui sera décrit ci- dessous. Le manchon 17 possède également une paire d'ouvertures diamétralement opposées 23 qui assure une communication de fluide entre l'intérieur et l'extérieur du manchon 17. L'extrémité du manchon 17 éloignée du passage d'entrée 11 est pourvue d'un rebord dirigé vers l'extérieur 24 qui se trouve sur la surface intérieure de l'alésage 15. Une chambre annulaire 25 qui est en communication avec les parties de passage de sortie 16a et 16b est ainsi formée entre la surface extérieure du manchon 17 et la surface intérieure de l'alésage 15. Un piston 26 est reçu dans le manchon 17 et peut coulisser par rapport au manchon. Le piston 26 possède une première surface de travail 27 qui, dans la position inactive du piston 26 représentée dans la partie supérieure du dessin, engage le joint 22 sur la surface de rebord 21 du manchon 17. Le piston possède une jupe 28 qui, dans cette position, recouvre les ouvertures 23. Le centre de la surface de travail 27 est formée avec un tube 29 qui dépasse axialement le long de l'alésage 15 dans le passage d'entrée 11. Une tige est montée de façon coulissante dans ce tube et un joint 31 porté par le tube 29 à une extrémité du tube éloignée du passage d'entrée 11 assure l'étanchéité entre le tube 29 et la tige 30. La tige 30 est pourvue d'une extrémité pointue 32 servant de soupape à une extrémité de la tige 30 qui dépasse du tube 29, et10 d'une tête 33 à l'extrémité opposée dans le piston 26. L'intérieur du piston 26 est pourvu d'un rebord annulaire 34 coaxial à l'axe du piston 26 et de la tige 30. L'intérieur du piston 26 reçoit également une coupelle 35 dont l'extrémité ouverte reçoit le rebord 34 et l'extrémité de la tige 30 et la tête 33. Un ressort hélicoXdal 36 agit entre l'extrémité fermée de la coupelle 35 et la tête 33 et, dans la position inactive du piston représentée dans la moitié supérieure du dessin, charge la tige 30 de telle sorte que l'extrémité 32 est poussée dans l'orifice 14, obturant ainsi l'orifice 14. L'extrémité de l'alésage 15 éloignée du passage d'entrée 11 est fermée par un bouchon d'extrémité en forme de coupe 37 qui est en engagement vissé avec l'alésage 15. Un rebord au niveau de l'extrémité ouverte du bouchon d'extrémité 37 engage une extrémité du manchon 17 afin de pousser le manchon 17 contre le logement 18. De plus, un ressort 38 agit entre l'extrémité fermée du bouchon d'extrémité 37 et le piston 26 afin de pousser le piston 26 dans la position inactive représentée dans la moitié supérieure du dessin o la surface de travail 27 engage le joint 22 sur la surface de rebord 21. Dans cette position, l'extrémité 32 de la tige 30 est poussée dans l'orifice 14 afin d'empêcher une communication de fluide entre le passage d'entrée 11 et le premier alésage 12. Le premier alésage 12 est globalement cylindrique avec son axe coaxial à l'axe du deuxième alésage 15. L'alésage 12 contient un dispositif indicateur qui comporte un montage indiqué d'une manière générale par la référence 39 et ayant une partie cylindrique 40 ayant un filetage extérieur en engagement vissé avec un filetage sur l'alésage 12. Le montage 39 possède également une tête 41 pourvue d'alésages diamétralement opposés 42 qui s'étendent radialement par rapport à l'axe commun du premier alésage 12 et du deuxième alésage 15. La tête 41 est pourvue d'une ouverture centrale 43 à travers laquelle passe un bouton indicateur 44 qui est de forme globalement cylindrique avec une paroi d'extrémité fermée 45. La moitié supérieure du dessin montre le bouton 44 dans une position inactive o la paroi d'extrémité 45 est globalement de niveau avec une surface d'extrémité de la tête 41. Le bouton 44 est pourvu de façon adjacente à la paroi d'extrémité 45 d'une rainure annulaire extérieure 46. Chaque alésage 42 contient une bille 47 qui, dans la position du bouton 44 représentée dans moitié supérieure du dessin, est poussée dans la rainure 46 par un ressort associé 48 porté dans l'alésage associé 42 et agissant entre la bille 47 et une butée 49. Les butées 49 sont maintenues en position par une bague de retenue 50 qui s'engage sur le bord extérieur de la tête 41. Le diamètre de l'ouverture 43 est inférieur au diamètre interne de la partie cylindrique 40 de telle sorte qu'il y a un épaulement annulaire 52 entre l'ouverture 43 et la surface interne de la partie cylindrique 40. Dans la partie cylindrique 40, le bouton 44 est pourvu d'une partie extérieure annulaire 51 qui a une surface extérieure en engagement coulissant avec la surface intérieure de la partie cylindrique 40. Cette partie 51 porte deux joints; un premier joint annulaire 53 porté par une face annulaire s'étendant radialement 54 face à l'épaulement 52 et un joint à lèvre annulaire 55 assurant l'étanchéité entre la partie 51 et la surface intérieure de la partie cylindrique 40. Un orifice 56 s'étend à travers la partie 51 entre l'intérieur du bouton 44 et l'extérieur du bouton 44. Un autre joint 57 assure l'étanchéité entre la surface extérieure de la partie cylindrique 40 et l'alésage 12. L'indicateur de pression différentielle fonctionne comme suit. Le fonctionnement va être décrit en rapport avec son utilisation en liaison avec un filtre, bien qu'il soit à noter qu'il puisse fonctionner d'une manière similaire dans d'autres applications. Comme cela est représenté sur la figure 2, une source 60 de fluide devant être filtré est reliée par l'intermédiaire d'une première conduite 61 à une extrémité du passage d'entrée 11. L'autre extrémité du passage d'entrée 11 est reliée par l'intermédiaire d'une deuxième conduite 62 à une entrée 63 d'un boltier 64 contenant un élément de filtre 65. Une troisième conduite 66 est prévue pour transporter le fluide filtré depuis une sortie 67 du boîtier 64 jusqu'à la partie de passage de sortie 16a et une quatrième conduite 68 est reliée à la partie de passage de sortie 16b afin de transporter le fluide filtré à l'écart du dispositif indicateur. Lors de l'utilisation, alors que le degré de colmatage de l'élément de filtre 65 reste acceptable, le fluide passe de la source 60 dans le boltier 64 par l'intermédiaire du passage interne 11 o il est filtré et passe ensuite à travers l'indicateur par les parties de passage de sortie 16a, 16b. La pression d'entrée agit sur la section de la surface de travail 27 du piston 26 indiquée en A1 sur le dessin. Le fluide de sortie qui passe à travers les parties de passage de sortie 16a, 16b et la chambre 25 passe également à travers les ouvertures 23 dans le manchon 17 et passe ensuite dans les deux directions entre le manchon 17 et la jupe 28. Ceci signifie que la pression de sortie agit à la fois sur la surface intérieure du piston 26, appliquant la pression extérieure sur une section indiquée en A3 sur le dessin, et agit également en sens inverse sur la partie de la surface de travail 27 entre le joint annulaire 22 sur la surface de rebord 21 et la surface extérieure de la jupe 28. La pression de sortie agit ainsi sur une section nette qui est égale à la section sur laquelle agit la pression d'entrée. Le ressort 38 agissant entre le bouchon d'extrémité 37 et le piston 26 est conçu pour appliquer une force sur le piston 26 maintenant le piston dans une position inactive jusqu'à ce que la différence entre la pression d'entrée et la pression de sortie dépasse une valeur prédéterminée. Dans le cas d'utilisation avec un élément de filtre, cette différence de pression est la différence à laquelle l'élément de filtre atteint un niveau inacceptable de colmatage. A ce stade, la pression d'entrée dépasse la pression de sortie d'une valeur telle que cela déplace le piston 26 par rapport au manchon 17 et à l'encontre de l'action du ressort 38. Apres une courte longueur de déplacement, le rebord 34 engage la tête 33 sur la tige et la tige 30 commence à se déplacer avec le piston 26. Il en résulte que l'extrémité 32 se désengage de l'orifice 14 et ouvre l'orifice 14. Du fluide d'entrée passe ainsi à travers l'orifice. L'effet de ceci est d'appliquer la pression d'entrée sur le piston formé par le bouton 44, avec la pression agissant sur une section indiquée sur le dessin en A2. La force générée est suffisante pour surmonter l'encliquetage assuré par les billes 47 et afin de forcer les billes 47 hors des rainures 46 en permettant ainsi au bouton 44 de coulisser par rapport au montage 39 et à l'extrémité du bouton 44 de dépasser du montage 39, donnant ainsi une indication visuelle du fait que la différence de pression prédéterminée a été dépassée. A la fin de son déplacement, le joint facial 53 engage l'épaulement 52 afin d'empêcher une fuite du fluide à travers l'ouverture de tête 43. L'orifice 56 assure que toute fuite à travers l'orifice 14 avant le déplacement du piston 26 depuis la position inactive passe simplement à travers l'orifice 56 et s'échappe à travers l'ouverture de tête 43. Le mouvement continu du piston 26 à l'écart de la position inactive déplace le piston 26 vers une position dans laquelle la jupe 28 découvre au moins partiellement les ouvertures 23. Lorsque ceci se produit, du fluide d'entrée provenant du passage d'entrée 11 s'écoule au-delà du piston 26, à travers les ouvertures 23, dans la chambre 25 et sort par le passage 16b. Lorsque l'élément de filtre a été remplacé, le bouton 44 peut être enfoncé manuellement afin de réengager les billes 47 et le ressort 38 ramène le piston 26 vers la position inactive. Il est à noter qu'il existe plusieurs variantes pouvant être apportées à l'agencement décrit ci-dessus. Bien que, dans l'indicateur représenté sur le dessin, le déplacement du piston 26 de la position inactive vers la position active ramène l'écoulement de sortie vers l'entrée, ceci n'est pas essentiel. De plus, bien que la pression de fluide soit appliquée sur le bouton par une tige ouvrant un orifice, la combinaison tige/orifice n'est également pas essentielle. Le piston 26 peut commander l'application de la pression d'entrée sur le bouton 44 de n'importe quelle manière appropriée. En fait, il n'est pas nécessaire que la pression d'entrée soit appliquée sur le bouton 44; il peut s'agir de la pression de sortie. REVENDICATIONS 1. Indicateur de pression différentielle comportant un boitier (10, 17, 39) comprenant un premier piston (26) ayant des première et deuxième surfaces opposées (27) soumises à des pressions de fluide respectivement plus élevée et plus faible, un indicateur (44) étant monté dans le boîtier (10, 17, 39) et étant mobile entre une position inactive et une position active grâce à un deuxième piston (44) associé & celui-ci, caractérisé en ce que le fait d'être soumis & des pressions de fluide plus élevée et plus faible amène le premier piston (26) à se déplacer d'une position inactive vers une position active lorsque la différence entre les pressions plus élevée et plus faible dépasse une valeur prédéterminée, le deuxième piston (44) étant déplacé par une desdites pressions de fluide sous la commande du premier piston (26) afin de fournir une indication. 2. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième piston (44) est relié par l'intermédiaire d'une soupape (32) à une source (11) de l'un desdits fluides sous pression, le déplacement du premier piston (26) depuis ladite position inactive vers ladite position active ouvrant ladite soupape (32) afin de relier ledit deuxième piston (44) à ladite source (11) de fluide sous pression. 3. Indicateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit boîtier (10, 17, 39) comprend un passage (11) pour l'un desdits fluides, une ouverture (14) étant prévue entre ledit passage (11) et ledit deuxième piston (44), ladite soupape (32) commandant l'ouverture de ladite ouverture (14). 4. Indicateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier piston (26) possède un élément (30) associé qui procure ladite soupape (32) et, dans la position inactive du premier piston (26), ferme ladite ouverture, le déplacement du premier piston depuis ladite position inactive déplaçant ledit élément (30) afin d'ouvrir ladite ouverture (14). 5. Indicateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément comporte une tige (30) ayant une extrémité (32) qui entre dans ladite ouverture (14) afin de fermer l'ouverture (14), le déplacement du premier piston (26) enlevant ladite extrémité (32) de l'ouverture (14) afin d'ouvrir l'ouverture (14). 6. Indicateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier piston (26) est mobile dans un alésage (15) s'étendant perpendiculairement & et coupant ledit passage (11), ladite ouverture (14) étant prévue dans une paroi dudit passage (11) à l'opposé dudit alésage (15), la tige (30) dépassant dudit piston (26) coaxialement à l'axe de l'alésage (15) et s'étendant en travers dudit passage (11) afin de s'engager dans ladite ouverture (14). 7. Indicateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le deuxième piston (44) et l'indicateur (44) sont formés par un élément globalement cylindrique (44) qui peut coulisser dans un alésage (12) dans le boîtier (10), une extrémité dudit élément cylindrique (44) se déplaçant depuis une position inactive afin de dépasser dudit boîtier (10, 17, 39) de façon à fournir une indication visuelle. 8. Indicateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément cylindrique (44) est maintenu dans ladite position inactive par des moyens d'encliquetage (47, 48), la pression de fluide appliquée sur l'élément cylindrique (44) libérant lesdits moyens d'encliquetage (47, 48) et déplaçant ledit élément cylindrique (44) afin de dépasser dudit boîtier (10, 17, 39). 9. Indicateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'encliquetage comprennent au moins une bille (47) portée par une tête (41) et poussée de façon élastique dans une direction radiale en engagement dans un renfoncement (46) sur l'élément cylindrique (44), le fluide sous pression rétractant ladite bille (47) afin de permettre un déplacement de l'élément cylindrique (44). 10. Indicateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que deux billes diamétralement opposées (47) sont prévues, le renfoncement étant procuré par une rainure circonférentielle (46) s'étendant autour de l'élément cylindrique (44). 11. Indicateur selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, lorsqu'elle est rattachée & l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'élément cylindrique (44), lorsqu'il est dans la position inactive, et l'alésage d'élément cylindrique (12) sont formés avec un passage de fuite (56) afin d'évacuer du fluide qui fuit à travers l'ouverture (14) lorsque le premier piston (26) est dans la position inactive. 12. Indicateur selon l'une quelconque des revendications i à 11, caractérisé en ce que le deuxième piston (44) est déplacé par ladite pression plus élevée. 13. Indicateur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le bottier est pourvu d'un premier passage (11) pour ledit fluide à une pression plus élevée et d'un deuxième passage (16a, 16b, 25) pour ledit fluide sous une pression plus faible, ledit premier piston (26) commandant la communication entre lesdits passages de telle sorte que, lorsque le premier piston (26) est dans la position inactive, les passages (11, 16a, 16b, 25) ne communiquent pas dans le boltier, et lorsque le premier piston (26) est dans la position active, lesdits passages communiquent dans le boitier. 14. Ensemble de filtre comportant un boîtier de filtre (64), une entrée (63) dans le boîtier de filtre (64), un élément de filtre (65) dans le boîtier (64) destiné à recevoir du fluide devant être filtré provenant de l'entrée (63), et une sortie (67) destinée à transporter du fluide filtré depuis le bottier (64), caractérisé en ce qu'un indicateur de pression différentielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 est prévu afin d'indiquer quand la différence de pression entre l'entrée (63) et la sortie (67) dépasse une valeur prédéterminée.