Brevet FR2755237A1 — publié le 19980430

TRANSDUCTEUR ELECTRONIQUE DIFFERENTIEL DE PRESSION La présente invention concerne un transducteur électronique différentiel de pression, utilisable en particulier (mais pas uniquement) dans des machines à laver, telles que des machines à laver le linge ou la vaisselle, des chaudières à gaz destinées au chauffage et dans d'autres appareils électroménagers. Le transducteur différentiel de pression selon l'invention comprend: une enveloppe rigide, creuse dans laquelle est sous-tendue une membrane qui divise la zone interne de ladite enveloppe en une première et en une deuxième chambre qui sont séparées de façon étanche; dans l'enveloppe étant définies une première et une deuxième ouverture destinées à l'introduction dans lesdites chambres de fluides respectifs dont les pressions agissent sur des surfaces opposées de ladite membrane; un enroulement porté en une position fixe par ladite enveloppe, un équipage mobile connecté à la membrane et s'étendant dans l'une desdites chambres; l'équipage comprenant un noyau en matériau ferromagnétique, mobile par rapport audit enroulement, afin d'effectuer un déplacement de la membrane, de manière que l'inductance dudit enroulement soit susceptible de varier en fonction de la différence des pressions desdits fluides agissant sur la membrane; des premiers moyens élastiques disposés dans l'enveloppe et tendant à s'opposer élastiquement au déplacement de l'équipage mobile et de la membrane dans une direction, des deuxièmes moyens élastiques également disposés dans l'enveloppe et tendant à s'opposer élastiquement au déplacement de l'équipage mobile et de la membrane dans la direction opposée, et des moyens de régulation associés auxdits premiers et deuxièmes moyens élastiques, et susceptibles de permettre l'étalonnage de leur précharge. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, donnée à pur titre d'exemple non limitatif, en référence, au dessin annexé dans lequel est représenté en vue en coupe axiale un transducteur selon l'invention. Dans le dessin, on adésigné globalement par 1 un transducteur électronique différentiel de pression selon l'invention. Dans la réalisation illustrée à titre d'exemple, ce transducteur comprend une enveloppe rigide, formée par un premier élément 2, profilé sensiblement en forme de tasse, par un deuxième élément 3 à forme générale tubulaire et par un troisième élément 4, disposé à l'intérieur du deuxième élément. Entre les éléments 2 et 3 de l'enveloppe est enserrée, de façon étanche au fluide, la périphérie d'une membrane élastique 5, constituée par exemple en un matériau élastomère. Cette membrane divise la zone comprise à l'intérieur des éléments 2 et 3 de l'enveloppe en une première et une deuxième chambre qui sont désignées par 6 et 7. L'élément 3 de l'enveloppe présente une première partie d'extrémité 3a tournée vers l'élément 2 et présentant un grand diamètre. A une telle partie se raccorde une partie intermédiaire 3b d'un diamètre réduit autour de laquelle est disposé un enroulement désigné par 8. L'élément 3 présente enfin une partie d'extrémité 3c qui, dans le mode de réalisation illustré à titre d'exemple, présente un diamètre intermédiaire entre ceux des parties 3b et 3a. La surface interne de la partie axiale d'extrémité de la partie 3c présente un filetage, tandis que la partie restante axiale de cette partie, qui est tournée vers la membrane, présente une surface interne lisse. Dans la partie 3c de l'élément 3 de l'enveloppe est monté un organe tubulaire 10 de régulation, à forme sensiblement cylindrique, pourvu d'une enveloppe cylindrique externe d'une pièce 0la. La superficie externe de cette enveloppe est sensiblement lisse, depuis la partie tournée vers la membrane 5, et présente une gorge lo0b dans laquelle est disposée une bague d'étanchéité 11 torique. La partie de la surface externe de l'enveloppe l0a la plus éloignée de la membrane 5 présente par contre un filetage qui s'engage dans le filetage interne appartenant à la partie 3c de l'élément 3 de l'enveloppe. La partie principale lOc de l'organe de régulation 10 présente un filetage sur sa partie axiale tournée vers la membrane 5 et, par contre, est lisse dans sa partie axiale plus éloignée de cette membrane. Un deuxième organe de régulation désigné globalement par 9, ayant sensiblement la forme d'un verre, est monté à l'intérieur de la partie principale lOc de l'organe de régulation 10. L'organe de régulation 9 présente une paroi de tête 9a pourvue d'une bague d'étanchéité 12 torique dans sa périphérie, et une partie tubulaire 9b dont l'extrémité tournée vers la membrane présente un filetage externe qui s'engage dans le filetage interne ménagé dans l'organe de régulation 10. L'élément 4 de l'enveloppe, entourant les parties 3b et 3c de l'élément 3 et de la partie opposée à la membrane 5, présente une ouverture 4a ayant un diamètre supérieur au diamètre extérieur de l'enveloppe 10a de l'organe de régulation 10. A travers l'ouverture 4a, il est possible d'agir sur l'organe de régulation 10 pour en faire varier la position axiale par rapport à l'élément 3 de l'enveloppe, en vissant ou en dévissant cet organe. La position axiale de l'organe de régulation 9 est également réglable en vissant ou en dévissant cet organe par rapport à l'organe de régulation 10. L'élément 2 de l'enveloppe du transducteur présente une ouverture ou passage 13 destiné à l'introduction d'un premier fluide dans la chambre 6. Dans le mode de réalisation illustré, cette ouverture est constituée par le passage défini à l'intérieur d'un raccord radial périphérique 14 qui, en utilisation, est alimenté par ledit fluide, par exemple au moyen d'un tuyau flexible 15 enfilé sur ce raccord. En variante à cette solution, le raccord d'introduction du fluide dans la chambre 6 peut être creusé centralement dans l'élément 2 de l'enveloppe, par exemple de la manière illustrée de façon hachurée sur le dessin, dans lequel ce raccord central est désigné par 14'. Selon une autre variante, le raccord d'introduction pourrait être creusé dans la partie frontale principale de l'élément 2 de l'enveloppe mais en une position décentrée comme ceci est également illustré en hachuré dans le dessin, ce raccord décentré étant désigné par 14". Dans la position 3a de l'élément 3 de l'enveloppe est également réalisée une ouverture ou passage 16 destiné à l'introduction d'un deuxième fluide dans la chambre 7 du transducteur. Dans le mode de réalisation illustré, cette ouverture est constituée du passage défini à l'intérieur d'un raccord radial périphérique 17, auquel est accouplée l'extrémité d'un tube 18 destiné à l'alimentation. Du fait de la disposition décrite ci-dessus, en fonctionnement les pressions des fluides dans les chambres 6 et 7 du transducteur agissent sur les surfaces opposées de la membrane, faisant qu'elle est susceptible de se déplacer en fonction des variations de la différence des pressions de ces fluides. Le transducteur est, par conséquent, du type différentiel et peut être utilisé pour augmenter la différence de pression entre les deux fluides, qu'il s'agisse de deux liquides,de deux gaz ou d'un liquide et d'un gaz. A l'intérieur de l'élément 3 de l'enveloppe est monté un équipage mobile qui est désigné globalement par 20. Cet équipage comprend un organe 21 ayant une partie d'extrémité en forme de disque 21a qui agit sur des parties de la superficie ou sur la face de la membrane 5 tournée vers la chambre 7, et une tige 21b qui s'étend coaxialement à l'intérieur de la partie 3b de l'élément 3 et porte extérieurement un anneau 22 en matériau ferromagnétique. Un ressort hélicoidal 23 est disposé dans la chambre 6, entre la paroi de l'élément 2 de l'enveloppe et la membrane 5. Un deuxième ressort hélicoïdal, désigné par 24, est disposé entre l'extrémité de la tige 21b de l'organe 21 et l'organe de régulation 9. On a désigné par 25 un ressort de type à lame, annulaire, interposé entre un épaulement de l'extrémité libre de la tige 21b de l'organe 21 et le bord d'extrémité de l'organe de régulation 10 qui est tourné vers la membrane 5. Le ressort 23 agit sur l'équipage mobile 20 dans le sens inverse de celui de l'action exercée sur cet équipage, par les ressorts 24 et 25. Au moyen du réglage de la partie axiale des organes de régulation 9 et 10, il est possible de faire varier les caractéristiques ou le domaine de travail des ressorts 24 et 25 et, par conséquent, de faire varier la caractéristique de transduction de la totalité du dispositif. En utilisation, selon la différence des pressions des fluides se trouvant dans les chambres 6 et 7 du transducteur, il se produit une variation de la position de la membrane 5 et de l'équipage mobile 20 associé. Par conséquent, il y a variation de la position de l'élément en, matériau ferromagnétique 22 par rapport à l'enroulement stationnaire 8. L'inductance de l'enroulement 8 varie donc en fonction de la fréquence de la différence de la pression des fluides agissant sur la membrane. L'enroulement 8 est relié aux circuits 26 portés par une plaque 27 disposée dans la zone englobée par les éléments 3 et 4 de l'enveloppe. Ces circuits sont réalisés, de manière connue en soi, pour générer, en fonctionnement, un signal dont la fréquence varie selon la variation de l'inductance de l'enroulement 8. Le comportement du transducteur de pression dans son ensemble est ainsi susceptible d'être défini par une caractéristique fréquence/différence de pression, ou fréquence/course de l'équipage mobile 20. De manière appropriée, le ressort à lame 25 a une caractéristique charge/déformation de type non linéaire, tandis que les ressorts hélicoïdaux 23 et 24 ont une caractéristique sensiblement linéaire. En agissant sur les organes de régulation 9 et 10 il est possible, à la fin de la chaîne de production, de procéder, de façon aisée et rapide, à l'étalonnage du transducteur d'une manière telle qu'il présente la caractéristique fréquence/différence de pression souhaitée. Le transducteur différentiel décrit ci-dessus se prête à être transformé en un transducteur absolu de pression en procédant simplement à l'obturation de l'une des entrées, en particulier l'entrée 16. Dans un tel cas, la variation de la fréquence du signal généré est indicative de la pression du fluide amené à l'entrée non obturée du transducteur. Naturellement, tout en restant dans le principe de l'invention, les formes de réalisation et les détails de réalisation peuvent être amplement modifiés par rapport à ce qui a été décrit et illustré à pur titre d'exemple non limitatif, sans pour cela sortir du champ de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Transducteur différentiel de pression comprenant: une enveloppe rigide creuse (2, 3, 4) dans laquelle est sous-tendue une membrane (5) qui divise la zone interne de ladite enveloppe en une première et en une deuxième chambre (6, 7) qui sont séparées de façon étanche; dans l'enveloppe étant définies une première et une deuxième ouverture (13, 16) destinées à l'introduction dans lesdites chambres (6, 7) de fluides respectifs dont les pressions agissent sur des surfaces opposées de ladite membrane (5); un enroulement (8) porté en une position fixe par ladite enveloppe (2-4), un équipage mobile (20) connecté à la membrane (5) et s'étendant dans l'une desdites chambres (7); l'équipage (20) comprenant un noyau en matériau ferromagnétique (22), mobile par rapport audit enroulement (8), afin d'effectuer un déplacement de la membrane (5), de manière que l'inductance dudit enroulement (8) soit susceptible de varier en fonction de la différence des pressions desdits fluides agissant sur la membrane (5); des premiers moyens élastiques (23) disposés dans l'enveloppe et tendant à s'opposer élastiquement au déplacement de l'équipage mobile (20) et de la membrane (5) dans une direction, des deuxièmes moyens élastiques (24, 25) également disposés dans l'enveloppe et tendant à s'opposer élastiquement au déplacement de l'équipage mobile (20) et de la membrane (5) dans la direction opposée, et des moyens de régulation (9, 10) associés auxdits premiers et deuxièmes moyens élastiques (24, 25), et susceptibles de permettre l'étalonnage de leur précharge. 2. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe comprend un premier élément (2) sensiblement en forme de tasse, dans la paroi duquel est définie ladite première ouverture (13) et un deuxième élément (3) de forme sensiblement tubulaire, accouplé au premier élément (2) avec interposition de la périphérie de la membrane (5); ledit deuxième élément (3) présentant une première partie d'extrémité (3a) tournée vers le premier élément (2) et dans lequel est creusée ladite deuxième ouverture (16), une partie. axiale intermédiaire (3b) dans laquelle est disposé ledit enroulement (8), et une deuxième partie d'extrémité (3c) dans laquelle lesdits moyens de régulation (9, 10) sont supportés de manière mobile et étanche au fluide. 3. Transducteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de régulation comprennent un premier organe de régulation (9) sensiblement en forme de verre, déplaçable axialement de façon étanche au fluide et d'une manière réglable par rapport à ladite deuxième partie d'extrémité (3c) du deuxième élément (3) de l'enveloppe; lesdits deuxièmes moyens élastiques comprenant un ressort hélicoïdal (24) interposé entre ledit premier organe de régulation (9) et l'équipage mobile (20). 4. Transducteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de régulation comprennent un deuxième organe de régulation (10) de forme de sensiblement tubulaire, interposé entre ledit premier organe de régulation (9) et la susdite deuxième partie d'extrémité (3c) du deuxième élément (3) de l'enveloppe et déplaçable axialement de façon étanche au fluide et de manière réglable par rapport ceux-ci; lesdits deuxièmes moyens élastiques comprenant en outre un ressort à lame (25), interposé entre le deuxième organe de régulation (10) et l'équipage mobile (20). 5. Transducteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit premier organe de régulation (9) est inséré, avec un accouplement fileté et avec interposition d'une bague d'étanchéité (12), dans le deuxième organe de régulation (10) qui, à son tour, est inséré, avec un accouplement fileté et avec interposition d'une deuxième bague d'étanchéité (11), dans la deuxième partie d'extrémité (3c) dudit deuxième élément de l'enveloppe (3), 6. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'ouverture (13) du premier élément de l'enveloppe (2) est creusée centralement dans celui-ci. 7. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que l'ouverture (13) du premier élément (2) de l'enveloppe est constituée par un raccord prémonté en position décentrée dans ledit élément (2). 8. Transducteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'ouverture du premier élément (2) de l'enveloppe est constituée par un raccord périphérique radial (14). 9. Transducteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'ouverture du premier élément (2) de l'enveloppe est constituée par un raccord frontal décentré (14"). 10. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé par le fait que l'ouverture (16) du deuxième élément (3) de l'enveloppe est constituée par un raccord radial périphérique (17) de celle-ci.