Brevet FR2732111A1 — publié le 19960927

La présente invention concerne le domaine de la surveillance in situ de fluides de refroidissement circulant dans des échangeurs de chaleur, et plus particulièrement de la surveillance de leur niveau de corrosion. Préférentiellement, la présente invention peut être utilisée pour surveiller à quel moment le liquide de refroidissement circulant dans des moteurs à combustion interne, devient corrosif. Il est connu que dans un moteur à combustion interne, le liquide de refroidissement outre sa fonction d'échange thermique permet aussi de protéger le circuit de refroidissement du moteur contre les principales formes de dégradation auxquelles il est soumis. La corrosion par piqûre, l'arrachement de métal par cavitation la corrosion électro-chimique... sont les formes de i 5 dégradation les plus souvent constatées, et qui si elles ne sont pas détectées suffisamment tôt, risquent de créer de fortes perturbations voire l'endommagement du moteur. Afin d'assurer cette fonction de protection, les liquides de refroidissement nécessitent donc une formulation particulièrement bien étudiée. Ils contiennent des additifs destinés à protéger les différents métaux du circuit de refroidissement. Cependant, en fonctionnement, la formulation du liquide de refroidissement peut varier par décomposition ou appauvrissement de certains des additifs. Cette modification pose problème car du liquide de refroidissement peut alors dégrader certains matériaux du circuit. Actuellement il est nécessaire de remplacer périodiquement 3 0 et de façon arbitraire le liquide de refroidissement afin d'éviter des attaques du circuit telles que décrites ci-avant. Parmi les systèmes de détection et de surveillance connus et d'application voisine, le document US 4 792 791 divulgue un dispositif destiné à surveiller la qualité de l'huile de lubrification d'un moteur grâce à la corrosion d'un élément résistif faisant partie d'un circuit électrique. Lorsque l'élément résistif est corrodé par l'huile dans lequel il est immergé, sa résistance varie puis cette variation est enregistrée et considérée comme un signe de vieillissement de l'huile. L'exploitation de la variation de résistance d'un élément sensible corrodable est encore divulguée dans les documents US 4 675 662, US 4 782 332 ou dans la demande de brevet 1 0 FR 2 689 240 déposée au nom du demandeur. Bien que de tels systèmes donnent satisfaction puisqu'ils permettent de surveiller le vieillissement d'huile ou d'autre liquide de fonctionnement du moteur, ils ne réagissent que lorsque la dégradation ou le vieillissement du liquide est assez 1 5 avancée. On connait par ailleurs un dispositif de surveillance du vieillissement de fluides de refroidissement circulant dans des échangeurs de chaleur, comprenant un élément en contact avec ledit liquide, un élément électrique séparé de l'élément en contact avec le liquide par un volume isolant renfermant un fluide à la pression atmosphérique, ledit élément électrique réagissant au degré de corrosion de l'élément en contact, et une alarme réagissant à une variation du signal de l'élément électrique. Selon ce document, l'élément en contact avec le liquide à surveiller consiste en au moins une pastille constituée d'un matériau par ailleurs en contact avec le liquide dans le circuit. L'élément électrique est ici un élément piezzo électrique dont la fréquence varie avec une variation de pression dans le volume isolant. 3 0 Vis-à-vis de cet art antérieur, il existe un besoin pour un capteur plus simple, moins coûteux et ainsi plus fiable, qui pourrait par exemple être monté dans des poids lourds, directement sur le moteur. Un système mécanique basé sur une indication visuelle peut alors répondre à cette attente. Dans ce but, la présente invention propose un capteur de surveillance du liquide de refroidissement circulant dans un circuit d'un échangeur de chaleur comprenant: - un support destiné à monter le capteur sur une tubulure du circuit, de telle façon que ledit liquide soit en contact avec une partie au moins du capteur; - une membrane corrodable en contact avec le liquide, - un indicateur visuel réagissant au degré de corrosion du liquide; Selon l'invention, l'indicateur visuel comprend un moyen déplaçable sous l'effet combiné de la rupture de la membrane corrodable et de la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la tubulure, au moins un moyen d'étanchéité monté sur le moyen, l'indicateur visuel dépassant en dehors de la 1 5 tubulure et/ou du support lorsque ladite membrane est corrodée. Selon l'une de ses caractéristiques, le moyen déplaçable est au moins partiellement recouvert extérieurement d'un film coloré. Préférentiellement, le moyen déplaçable comprend une zone aimantée et le capteur comprend en outre un contacteur disposé à l'extérieur de la tubulure, coopérant avec la zone aimantée et faisant partie d'un circuit électrique permettant d'activer une alarme lorsque la zone aimantée se trouve en regard du contacteur. En outre le capteur selon l'invention peut comprendre un second moyen d'étanchéité destiné à empêcher des poussières de pénétrer dans le capteur et de gêner le mouvement du moyen déplaçable. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le moyen déplaçable comprend un piston logé et coulissant dans ledit support. Le second moyen d'étanchéité peut être un joint torrique monté sur le piston. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le piston comprend une extrémité pointue et le second moyen d'étanchéité est une membrane recouvrant l'orifice du logement du piston, susceptible d'être percée par l'extrémité pointue du piston lorsque celui-ci se déplace vers l'extérieur de la tubulure et/ou du support. Ainsi la présente invention permet une indication visuelle qui peut être donnée soit par un dispositif mécanique soit à travers un circuit électrique. Les deux moyens peuvent être présents simultanément ou séparément. D'autres caractéristiques, avantages et détails de la présente 1 0 invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite à titre illustratif et nullement limitatif en référence aux figures annexées selon lesquelles: - La figure 1 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'invention; et 1 5 - La figure 2 est une coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de l'invention. Selon la figure 1, le capteur comprend un support 1 vissé ou fixé par tout moyen connu en soi dans la paroi 2 d'une tubulure dans laquelle circule le fluide à surveiller. De préférence le capteur selon l'invention est monté dans un coude du circuit, là o la vitesse du fluide est la plus importante. Le support 1 présente intérieurement un logement pour un moyen 3 tel qu'un piston déplaçable entre deux positions, comme il va être expliqué plus loin. Sur le support I est fixée une membrane corrodable 4, en contact avec le liquide à surveiller. Facultativement, une grille-support 5 peut être fixée sur le support 1, derrière la membrane corrodable afin d'éviter des 3 0 déplacements inopinés du piston 3 ou le déchirement de la membrane corrodable 4 sous l'unique effet de la pression dans le circuit. Par ailleurs la grillesupport 5 peut constituer une butée pour le piston 3, qui l'empêche d'être entrainé vers l'intérieur de la tubulure. 2732111 De façon souhaitable, le piston 3 est placé à l'origine au plus près de la grille 5. Ainsi le piston ne peut plus revenir dans sa position initiale une fois qu'il s'est déplacé en dehors de son logement, même si une dépression vient à se créer à l'intérieur de la tubulure. Tout autre moyen empêchant le retour du piston vers sa position initiale peut bien entendu être envisagé sans sortir du cadre de la présente invention. En outre une partie au moins du piston 3 est 1 0 préférentiellement recouverte d'un film coloré 6 destiné à attirer la vue vers lui lorsque le liquide à surveiller est corrodé. Un élément d'étanchéité tel qu'un joint torique 7 est monté sur le piston 3 afin d'empêcher toute fuite de liquide vers l'extérieur de la tubulure à travers le capteur lorsque la 1 5 membrane corrodable est percée. Une seconde étanchéité est prévue, afin d'empêcher l'encrassement de l'intérieur du support 1 par des particules liquides ou solides venant de l'extérieur de la tubulure. Selon la figure 1, la seconde étanchéité comprend une membrane 8 qui recouvre l'orifice 9 du support 1 du côté extérieur à la tubulure. La membrane 8 est fixée sur l'orifice 9 par tout moyen connu (collage, sertissage...). Le piston 3 présente alors une extrémité pointue 10 susceptible de percer la membrane 8 lorsqu'il se déplace vers l'extérieur de la tubulure. Selon la figure 2, la seconde étanchéité est réalisée par un joint torique 17 monté sur le piston 3. Conformément à un autre aspect de l'invention, le moyen déplaçable 3 peut comprendre une zone aimantée 14. Selon la figure 2, la zone aimantée peut être constituée d'un aimant placé au fond d'un trou borgne 15 selon l'axe du piston. Selon la figure 1 la zone aimantée 11 est incluse dans le piston lui-même. Le fonctionnement préféré de l'invention est le suivant Lorsque la membrane 4 se corrode sous l'action du fluide de refroidissement, elle se rompt et la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du circuit fait que le piston se déplace selon l'axe longitudinal du capteur, vers l'extérieur de la tubulure (la pression dans un circuit de refroidissement étant en effet supérieure à la pression atmosphérique). Le déplacement du piston 3, qui selon la figure 1 entraine la rupture de la membrane 8, l'amène jusque dans une position o il est en butée sur un épaulement 16 du support 1 formant logement pour le piston 3. Ainsi le piston 3 dépasse en dehors de la tubulure ou du support 1. Cette protubérance est donc une indication visuelle signalant que le liquide circulant dans la tubulure est corrodé. Afin d'éviter que le piston 3 ne revienne dans sa position initiale à l'intérieur du support, la zone du support la plus proche de l'épaulement peut présenter une section plus importante 18 1 5 dans laquelle le joint torique 7 s'expanse lorsque le piston sort de son logement. Par ailleurs, si le piston est recouvert extérieurement d'un film coloré 6, il sera d'autant plus visible de l'extérieur. Selon un autre aspect de l'invention, le piston 3 peut en outre comprendre une zone aimantée 11. Un contacteur 12 qui peut être par exemple un relais "Reed" connu en soi, est monté à l'extérieur de la tubulure de telle façon qu'il se trouve juste en regard de la zone aimantée 11 lorsque celle-ci se trouve aussi à l'extérieur de la tubulure suite au mouvement vers l'extérieur du piston 3. Dans cette position l'aimant ferme le circuit électrique 13 dont le relai fait partie, ce qui active une alarme 14 ou tout autre témoin du circuit électrique. Bien entendu, d'autres modifications mineures pourront être apportées par l'homme de métier au capteur qui vient d'être décrit sans sortir du cadre de la présente invention. 7 2732111 REVENDICATIONS 1) Capteur de surveillance du liquide de refroidissement circulant dans un circuit d'un échangeur de chaleur comprenant: - un support (1) destiné à monter le capteur sur une tubulure du circuit, de telle façon que ledit liquide soit en contact avec une partie au moins du capteur; - une membrane corrodable (4) en contact avec le liquide, - un indicateur visuel réagissant au degré de corrosion du liquide; caractérisé en ce que l'indicateur visuel comprend un moyen (3) déplaçable sous l'effet combiné de la rupture de la membrane corrodable (4) et de la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du circuit, au moins un moyen d'étanchéité (7) monté sur le moyen (3), l'indicateur visuel (3) dépassant en dehors de la tubulure et/ou du support (1) lorsque ladite membrane (4) est corrodée. 2) Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen déplaçable (3) est au moins partiellement recouvert extérieurement d'un film coloré (6). 3) Capteur selon l'une quelconque des revendications I ou 2, caractérisé en ce que le moyen déplaçable (3) comprend une zone aimantée (11) et en ce qu'il comprend en outre un contacteur (12) disposé à l'extérieur de la tubulure, coopérant avec la zone aimantée (11) et faisant partie d'un circuit électrique (13) permettant d'activer l'alarme (14) lorsque la zone aimantée (11) se trouve en regard du contacteur (12). 4) Capteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un second moyen d'étanchéité (8; 17) destiné à 3 0 empêcher des particules liquides ou solides de pénétrer à l'intérieur du capteur et de gêner le mouvement du moyen déplaçable. ) Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen déplaçable (3) comprend un piston logé et coulissant dans ledit support (1). 6) Capteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second moyen d'étanchéité est un joint torrique monté sur le piston. 7) Capteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le piston (3) comprend une extrémité pointue (10) et en ce que le second moyen d'étanchéité est une membrane (8) recouvrant l'orifice (9) du logement du piston, susceptible d'être percée par l'extrémité pointue (10) du piston lorsque celui-ci se déplace vers l'extérieur de la tubulure. 1 0 8) Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une grille- support (5) fixée sur le support (1) entre ladite membrane corrodable (4) et le piston (3).