Brevet FR2723443A1 — publié le 19960209

La présente invention concerne un dispositif de mesure de la pression en différents points de mesure d'une installation, par exemple dans un équipement de compresseur frigorifique. Ces mesures sont ensuite exploitées pour un affichage, pour une comparaison des mesures pour régulation, pour une mémorisation des variations des mesures dans le temps, etc. De manière classique, lorsque l'on veut mesurer plusieurs pressions en des points distincts d'une installation, on utilise autant de capteurs de pression ou de transmetteurs électriques qu'il y a de points de mesure dans l'installation. Un des inconvénients alors rencontré est que le nombre élevé de capteurs contribue à augmenter les risques de pannes dans l'installation. Par ailleurs, ce nombre ne facilite pas les différents réglages à réaliser pour obtenir de bonnes mesures et pour les exploiter. Enfin, les capteurs étant d'un coût relativement élevé, le coût global de l'installation est d'autant plus élevé qu'il y a de capteurs. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en limitant le nombre de capteurs nécessaires à la mesure des différentes pressions. A cet effet, un dispositif de mesure selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un corps pourvu d'un logement cylindrique dans lequel débouchent, d'une part, un orifice de sortie relié à un capteur de pression et, d'autre part, une pluralité d'orifices d'entrée respectivement reliés aux points de mesure, et, dans ledit logement, un boisseau entraîné en rotation par un moteur, ledit boisseau étant prévu pour mettre successivement en communication, lors de sa rotation, l'orifice de sortie avec les orifices d'entrée. Ainsi, en mettant en communication l'orifice de sortie avec les orifices d'entrées, le boisseau permet aux pressions présentes aux différents points de mesure d'être successivement transmises à un unique capteur de pression. Selon une autre caractéristique de l'invention, il comporte une unité de commande prévue pour recevoir le signal de mesure délivré par le capteur et un contacteur prévu pour délivrer, à chaque tour du boisseau, une impulsion de repérage de positionnement du boisseau dans le corps vers l'unité de commande. Ainsi, l'unité de commande lit le signal de pression issu du capteur et, au moyen de l'impulsion de repérage, peut affecter au signal lu un orifice d'entrée et donc un point de mesure. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit boisseau est pourvu d'un conduit dont une extrémité est en communication avec l'orifice de sortie du corps et dont l'autre extrémité est prévue pour balayer lesdits orifices d'entrée. Entre l'extrémité du conduit prévu pour balayer les orifices d'entrée et lesdits orifices d'entrée, sont prévus des moyens d'étanchéité. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens d'étanchéité sont constitués d'une pastille en matériau souple logée dans un trou borgne dans le boisseau autour de l'extrémité du conduit. Dans le fond dudit trou borgne sont prévus des ressorts pour exercer une force résultante sur la pastille afin que la face avant de celle-ci soit en contacteur avec la paroi interne du corps. Selon un second mode de réalisation de l'invention, les moyens d'étanchéité sont constitués d'un clapet prévu dans chaque orifice d'entrée pour l'obturer lorsqu'il n'est pas en communication avec l'extrémité du conduit. Chaque clapet est ouvert par l'intermédiaire d'une came prévue sur le boisseau, à proximité de l'extrémité du conduit. Il est prévu pour que ses faces opposées puissent respectivement reposer sur deux sièges en regard l'un de l'autre prévus dans l'orifice. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention, la Fig. 2 est une coupe longitudinale d'un dispositif selon un deuxième mode de réalisation, la Fig. 3 est une coupe transversale partielle selon le plan III/III de la Fig. 1 d'un dispositif selon l'invention, la Fig. 4a est une coupe transversale partielle selon le plan IV/IV de la Fig. 2, les moyens d'étanchéité représentés étant dans une première position, et la Fig. 4b est une coupe transversale partielle selon le plan IV/IV de la Fig. 2, les moyens d'étanchéité représentés étant dans une seconde position. Le dispositif de mesure de la pression représenté à la Fig. l est essentiellement constitué d'un boisseau l logé dans un corps 2. Ledit corps 2, représenté à la Fig. l, est un corps cylindrique creux pourvu d'un couvercle 2a, d'un fond 2b et d'une paroi latérale 2c. Ledit corps 2 comporte dans un premier plan radial, un orifice de sortie 20a et, dans un second plan radial inférieur, sur la Fig. l, au premier plan radial, une pluralité d'orifices d'entrée 201, 202, 203 et 204, ici au nombre de quatre (deux seulement sont visibles à la Fig. l). Lesdits orifices d'entrée 201 à 204 sont angulairement espacés régulièrement sur ledit second plan radial du corps 2. Ledit boisseau 1 a la forme d'un cylindre plein. Il comporte une gorge 10 dans un plan radial de la partie supérieure, sur la Fig. 1, du boisseau l. Ledit boisseau l comporte également un conduit il, dont une extrémité lia débouche dans la gorge 10, et dont l'autre extrémité llb débouche à l'extérieur du boisseau 1, en dessous de la gorge 10. Une partie ll' du conduit il suit l'axe du boisseau l. De part et d'autre de cette partie ll' du conduit 11, ledit conduit il se prolonge perpendiculairement de manière à rejoindre les extrémités lia et llb. La gorge 10 du boisseau l est prévue dans un premier plan radial du boisseau l de manière à correspondre à l'orifice de sortie 20a du corps 2. De même, l'extrémité llb du conduit il du boisseau 1 est prévue dans un second plan radial du boisseau l de manière à pouvoir se trouver en face des orifices d'entrée 201 à 204 du corps 2. Avantageusement, un jeu mécanique 21 est prévu entre le boisseau l et le corps 2 de manière à ce que le boisseau l puisse être guidé en rotation dans le corps 2. Un joint d'étanchéité 41 est prévu entre le boisseau l et le corps 2 pour assurer l'étanchéité entre l'orifice de sortie 20a et les orifices d'entrée 201 à 204. Un moteur 3, par exemple du type asynchrone, est fixé sur le couvercle 2a du corps 2. L'arbre 30 du moteur 3 est solidaire du boisseau l et est prévu pour mouvoir en rotation le boisseau 1 à l'intérieur du corps 2. Un joint d'étanchéité 42 est prévu entre l'arbre 30 et le couvercle 2a. Les entrées 201 à 204 du corps 2 sont respectivement reliées à des conduits extérieurs 2001 à 2004. Lesdits conduits extérieurs 2001 à 2004 sont reliés aux quatre points distincts de l'installation où des mesures de pression sont à effectuer. Un unique capteur de pression 4 est relié par un conduit 40, audit orifice de sortie 20a du boisseau 1. Le capteur de pression 4 a sa sortie qui est reliée à une entrée d'une unité de commande 5, par exemple à microprocesseur. Un contacteur 6 est monté, d'une part, sur la partie fixe du moteur 3 et, d'autre part, sur l'arbre 30 du moteur 3 qui est en rotation. A partir de ces deux points de fixation, le contacteur 6 délivre, à chaque tour du boisseau 1, une impulsion de repérage à l'unité de commande 5 à laquelle il est relié. Ledit contacteur 6 est constitué par tout moyen connu en soi qui remplisse cette fonction. L'unité de commande 5 est prévue pour exploiter les signaux respectivement issus du capteur 4 et du contacteur 6 et pour restituer le résultat de cette exploitation sous la forme d'un affichage, d'un enregistrement, d'une action de régulation, etc. On a représenté, à titre d'exemple, un afficheur 7. Un autre mode de réalisation du boisseau 1 et du corps 2 est représenté à la Fig. 2. Selon ce mode de réalisation, ledit orifice de sortie 20a sur lequel est raccordé le capteur de pression 4, se trouve sur le fond 2b du corps 2 et suivant l'axe dudit corps 2. Une partie 11' du conduit il suit l'axe du boisseau 1 pour terminer, dans sa partie inférieure par son extrémité lia. A l'extrémité supérieure de la partie 11' du conduit 11, ledit conduit 11 se prolonge radialement de manière à rejoindre l'extrémité lib. Pour assurer l'étanchéité entre l'orifice 20a et les orifices 201 et 204, le boisseau 1 se prolonge axialement par un tourillon lic dans l'orifice de sortie 20a et un joint d'étanchéité 43 est prévu entre le tourillon lic et le corps 2. On va maintenant décrire le fonctionnement des dispositifs selon l'invention. Le moteur 3 entraîne le boisseau 1 en rotation à l'intérieur du corps 2. L'extrémité llb balaie la paroi intérieure du corps 2 au niveau des orifices d'entrée 201 à 204. Lorsqu'elle se trouve en face d'un orifice d'entrée 201 à 204, la pression à mesurer est transmise, via le conduit extérieur correspondant 2001 à 2004, via le conduit il, via la gorge 10 (seulement dans le premier mode de réalisation) et via le conduit 40, jusqu'au capteur de pression 4. Le capteur 4 mesure la pression en un temps très court. Il transmet ensuite à l'unité 5 le signal dont la valeur est représentative de la pression à mesurer. Dans le cas du système représenté, cette valeur est affichée sur l'afficheur 7. A chaque tour du boisseau, le contacteur 6 délivre une impulsion de repérage à l'unité 5. A la réception de cette impulsion, l'unité 5 définit quatre fenêtres de temps pendant lesquelles elle effectuera la lecture du signal délivré par le capteur de pression 4. Les fenêtres de temps sont déterminées à partir de la vitesse de rotation du boisseau l et des positions relatives des orifices d'entrée 201 à 204 et du contacteur 6 de manière qu'à une fenêtre corresponde la mise en communication de l'extrémité ilb du canal il avec un orifice d'entrée 201 à 204. Afin que la pression sur le capteur 4 ait le temps de s'établir, il est nécessaire que la vitesse de rotation du boisseau l ne soit pas trop élevée. On a obtenu de bons résultats avec une vitesse de rotation d'environ 2 tours/minute. On va maintenant décrire un premier mode de réalisation de moyens qui assurent l'étanchéité entre l'extrémité llb du conduit il et chaque orifice d'entrée 201 à 204. Ces moyens, représentés à la Fig. 3, sont constitués d'une pastille 13 en matière plastique souple placée dans un logement 12 prévu autour de l'extrémité llb du conduit il. Des ressorts 14 sont prévus dans des trous borgnes dans le fond du logement 12 pour exercer une force résultante axiale sur la pastille 13, afin que la face avant de celle-ci soit en contacteur avec la paroi interne du corps 2. Un trou axial ll" est percé dans la pastille 13, de manière à prolonger le conduit il. Par son contacteur sur la paroi interne du corps 2, la pastille 13 assure l'étanchéité entre l'extrémité lib du conduit il et chaque orifice d'entrée 201 à 204. Les moyens représentés aux Figs. 4a et 4b représentent un second mode de réalisation. Selon ce second mode de réalisation, chaque orifice d'entrée 201 à 204 du corps 2 est muni d'un clapet plat 52 dont les faces opposées peuvent respectivement reposer sur des sièges 53a et 53b en regard l'un de l'autre. Ces derniers sont, par exemple, formés par les faces latérales d'une rainure annulaire formée dans une piece cylindrique 53. La pièce 53 est montée axialement dans l'orifice 201 a 204 correspondant. La pièce 53 est pourvue, côté boisseau l, d'une ouverture 53c et, de l'autre côté, d'une ouverture 53d débouchant à l'intérieur de la rainure formant les sièges 53a et 53b. Une tige 54 est fixée à la face du clapet 52 qui se trouve en regard du boisseau l. La tige 54 sort de la pièce 53 par l'ouverture 53c et se prolonge légèrement à l'extérieur du corps 2. Une came 51 est prévue sur le boisseau l, sur un bord de l'extrémité lib du conduit il. Lorsque l'extrémité ilb du conduit il ne se trouve pas en face d'un orifice d'entrée 201 à 204, la tige 54 des moyens d'étanchéité de cet orifice est dans l'axe dudit orifice d'entrée 201 à 204 et, suivant les pressions qui règnent de part et d'autre du clapet 52, ledit clapet 52 s'appuie sur l'un ou l'autre siège 53a ou 53b de la pièce 53. L'une ou l'autre des ouvertures 53c et 53d de la pièce 53 est ainsi toujours obturée et ledit clapet 52 assure l'étanchéité entre l'extrémité ilb et l'orifice d'entrée 201 à 204 correspondant. A chacun de ses passages devant un des orifices d'entrée 201 à 204, la came 51 fait basculer la tige 54 qui se met de biais (voir Fig. 4b). Le clapet plat 52 se décolle alors légèrement du siège 53a ou 53b sur lequel il reposait, ce qui permet de faire communiquer le conduit il avec le conduit extérieur 2001 à 2004 raccordé sur l'orifice d'entrée 201 à 204. Lesdits clapets 52 assurent également l'étanchéité des orifices d'entrée 201 à 204 entre eux, puisque chaque clapet 52 n'est ouvert qu'au moment du passage de la came 51 et pendant un temps relatif à la longueur de la came 51. REVENDICATIONS l) Dispositif de mesure de la pression en différents points de mesure, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (2) pourvu d'un logement cylindrique (21) dans lequel débouchent, d'une part, un orifice de sortie (20a) relié à un capteur de pression (4) et, d'autre part, une pluralité d'orifices d'entrée (201 à 204) respectivement reliés aux points de mesure, et, dans ledit logement (21), un boisseau (1) entraîné en rotation par un moteur (3), ledit boisseau (l) étant prévu pour mettre successivement en communication, lors de sa rotation, l'orifice de sortie (20a) avec les orifices d'entrée (201 à 204). 2) Dispositif de mesure selon la revendication l, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de commande (5) prévue pour recevoir le signal de mesure délivré par le capteur (4) et un contacteur (6) prévu pour délivrer, à chaque tour du boisseau (l), une impulsion de repérage. 3) Dispositif de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit boisseau (l) est pourvu d'un conduit (il) dont une extrémité (lia) est en communication avec l'orifice de sortie (20a) et dont l'autre extrémité (llb) est prévue pour balayer lesdits orifices d'entrée (201 à 204). 4) Dispositif de mesure selon la revendication 3, caractérisé en ce que des moyens d'étanchéité sont prévus entre l'extrémité (nib) du conduit (il) et chaque orifice d'entrée (201 à 204). 5) Dispositif de mesure selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité sont constitués d'une pastille (51) en matériau souple logée dans un trou borgne (12) dans le boisseau (l) autour de l'extrémité (llb) du conduit (il). 6) Dispositif de mesure selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans le fond dudit trou borgne (12) sont prévus des ressorts (14) pour exercer une force résultante sur la pastille (13) afin que la face avant de celle-ci soit en contacteur avec la paroi interne du corps (2). 7) Dispositif de mesure selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité sont constitués d'un clapet (52) prévu dans chaque orifice d'entrée (201 à 204) pour l'obturer lorsqu'il n'est pas en communication avec l'extrémité (llb) du conduit (il). 8) Dispositif de mesure selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une came (51) est prévue sur le boisseau (l), à proximité de l'extrémité (ilb) du conduit (il), pour permettre l'ouverture de chacun desdits clapets (52). 9) Dispositif de mesure selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque clapet (52) est prévu pour que ses faces opposées puissent respectivement reposer sur deux sièges (53a et 53b) en regard l'un de l'autre prévus dans l'orifice (201 à 204).