Brevet FR2961284A1 — publié le 20111216

Dans la détection et la signalisation de position des robinets à quart tournant, qu'ils soient à papillon, à boule ou à portion de sphère, de nombreuses solutions ont déjà été développées. La plupart de ces solutions consistent à concevoir le robinet et son actionnement et à rajouter la détection sur l'organe de manoeuvre. On trouve donc des détecteurs de position pour actionneur manuel ou pneumatique ou hydraulique, qui se montent sur une sortie d'arbre annexe, placée généralement à la partie supérieure de l'appareil ou latéralement. Des solutions de ce type ont déjà été décrites dans les brevets Hitachi N° US2004/0085062 ou bien ASCO controls N° US6,242,909 ou ROTECH N° DE102008014400 et EP0965821 ou encore Peter Zovath N° US5278530. Les inconvénients de telles solutions sont multiples : L'indication de position de l'arbre du robinet n'est pas directe. Elle est transférée via un nombre plus ou moins grand de pièces mécaniques qui peuvent défaillir, à commencer par l'arbre même du robinet qui peut casser alors même que l'indication de position par l'organe de manoeuvre continue d'indiquer une position qui n'est plus celle de l'obturateur. - Les indicateurs de position étant traités comme des accessoires, ils sont rajoutés aux organes de manoeuvre en tant qu'options et offrent donc un encombrement souvent exagéré. - Dans le cas de procédés industriels requérant un grand nombre de robinets dans un espace confiné, comme dans 30 les industries pharmaceutiques ou agro-alimentaires, les raccordements électriques de tous ces détecteurs demandent beaucoup de temps de raccordement et sont la source d'un grand nombre d'erreurs de câblage. Ceci induit des coûts d'installation, de mise en oeuvre et de réception des installations qui sont très importants. D'autres solutions proposent d'installer les capteurs, soit sur le corps du robinet par des aménagements percés ou soudés, ou bien détectent la position de l'obturateur par des accessoires montés sur l'axe inférieur du robinet. Des solutions de ce type ont déjà été décrites dans les brevets Keystone international N° GB2142710 ou bien I.C.I. N° US4468559. Ces solutions nécessitent de modifier ou d'aménager le robinet. L'invention se propose de pallier les défauts exposés ci-dessus en utilisant un robinet à quart tournant standard et son organe de manoeuvre sans y apporter de modification. Dans un mode de conception nouveau, on propose de réaliser un capteur de position unique, qui puisse s'utiliser avec n'importe quel type d'organe de manoeuvre que ce soit une poignée, un démultiplicateur manuel ou bien un actionneur automatique pneumatique, hydraulique ou électrique. L'invention a pour objet un robinet comprenant un obturateur, solidaire en rotation d'un arbre actionné par un actionneur et traversant une platine fixe, et un capteur de la position en rotation de l'arbre, caractérisé en ce que : - le capteur de position est supporté par la platine et comprend : - un porte-cible annulaire, portant une cible sensible à une action à distance et emmanché sur l'arbre de manière à en être solidaire en rotation et à pouvoir être déplacé en translation le long de l'arbre, - une plaquette enfilée sur l'arbre par une partie annulaire sans en être solidaire en rotation, cette partie comportant à 90° l'un de l'autre deux détecteurs de la cible, le porte-cible et la partie annulaire sont dans un même plan. En intercalant un capteur de position très mince de quelques millimètres d'épaisseur, notamment de 1,5 à 4 mm, tant dans la partie annulaire de la plaquette que dans le porte-cible, pour détecter la position de l'obturateur du robinet directement sur l'arbre de manoeuvre et qui ne modifie en rien les modes de liaison et d'entraînement du robinet par l'organe de manoeuvre, on assure une détection sans effet parasite et sans contact de la position en rotation de l'obturateur, cette position, interprétée par une électronique appropriée, pouvant être transmise au contrôle de processus. De préférence, au moins la partie annulaire de la plaquette et mieux toute la plaquette, et le porte-cible ont la même épaisseur. De préférence, la plaquette est entourée d'un porte-plaquette, dont l'épaisseur est plus grande que celle de la plaquette. Cela permet de faire en sorte que la face supérieure de la plaquette soit revêtue d'une résine jusqu'à affleurement avec la face supérieure du porte-plaquette. La résine protège la plaquette à circuit imprimé et l'immobilise. La plaquette peut comporter un trou débouchant dans un boîtier empli de résine disposé sous la face inférieure de la plaquette. On immobilise la plaquette et le porte-plaquette par la résine, qui est versée dans le boîtier et qui vient remplir tous les interstices jusqu'à affleurer le porte-plaquette pour y bloquer tous les composants. De même, la cible peut être bloquée dans le porte-cible par un surmoulage de résine. Suivant un mode de réalisation, le porte-plaquette est fixé par pincement entre la platine fixe du robinet et la face d'appui de l'actionneur, notamment par des vis ou des boulons. Le boîtier a une ouverture de raccordement d'un élément de transmission d'un signal électrique émis par les circuits imprimés de la plaquette. Cet élément peut être une antenne ou un connecteur. Les détecteurs peuvent être, de préférence, des ampoules Reed ou des détecteurs à effet Hall, la cible étant dans ce cas un aimant. Les détecteurs peuvent être aussi des détecteurs de proximité inductifs, la cible étant dans ce cas un élément métallique à haute perméabilité magnétique. Les détecteurs peuvent être aussi des émetteurs de rayonnement et la cible être en un matériau opaque interrompant le rayonnement lorsqu'il est mis sur son trajet. L'arbre peut avoir un méplat. Dans d'autres modes de construction, l'arbre peut prendre d'autres formes d'entraînement, comme une section en carré, en étoile, à cannelures ou à clavette. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, la figure unique est une vue en perspective éclatée d'un robinet suivant l'invention. Le robinet représenté à la figure unique comprend un corps 1 de robinet annulaire, sur lequel est monté à rotation un obturateur 2 solidaire en rotation un arbre 3 qui est entraîné en rotation par un actionneur symbolisé par la flèche A et dont la section transversale présente deux côtés 3a rectilignes et parallèles, de manière à former des méplats, et deux côtés 3b arqués suivant un arc de cercle, les côtés 3a étant opposés entre eux et les côtés 3b étant opposés entre eux. L'arbre 3 dépasse d'une platine la du corps 1. Sur l'arbre 3, est emmanché un porte-cible 4a portant une cible 4, qui, dans le cas d'espèce, est un aimant. Le porte-cible 4a est annulaire, son trou central ayant un contour juste supérieur à la section transversale de l'arbre 3 et de même forme, en sorte que le porte-cible 4a peut coulisser sur l'arbre 3 et de fait jusqu'à venir en contact avec la platine la, mais ne peut pas tourner par rapport à celui-ci. Le porte-cible 4a est ainsi solidaire en rotation de l'arbre 3. Le porte-cible 4a a une épaisseur juste inférieure à l'épaisseur du porte-plaquette 5 décrit ci-dessus. Autour du porte-cible 4a est positionnée, concentriquement à l'arbre 3, une plaquette 6 à circuit imprimé, qui est fixe par rapport à la platine la grâce au positionnement des faces rectilignes 6b et 6c en correspondance avec les faces rectilignes 5a et 5b du porte-plaquette 5. Cette plaquette porte deux ampoules 7, 8 Reed à 90° l'une de l'autre sur la circonférence de la partie 6a circulaire. Le trou de la partie 6a circulaire est plus grand que le contour extérieur du porte-cible 4a, de sorte que celui-ci peut y passer librement, sans contact. Le porte-cible 4a et la partie 6a annulaire sont dans un même plan perpendiculaire à l'arbre 3. La partie 6a annulaire et la plaquette 6 ont chacune une épaisseur juste inférieure à l'épaisseur du porte-plaquette 5. La plaquette 6 est entourée d'un porte-plaquette 5. L'épaisseur du porte-plaquette 5 est plus grande que celle de la plaquette 6. Suivant la taille de la platine la, et donc du porte-plaquette 5, elle est comprise entre 1,5 et 4 mm. Un trou 16 traversant est ménagé dans la plaquette 6 et débouche dans le boîtier 9, lequel comporte une ouverture 11a de raccordement d'un fil 11 ou d'une antenne 11'. Lorsque l'arbre 3 tourne de 90°, l'un des détecteurs 8, qui n'était pas en face de l'aimant 4, vient en face de celui-ci, tandis que l'autre 7, qui était en face de l'aimant 4, n'est plus en face de celui-ci. La plaquette 6 à circuit imprimé en élabore un signal électrique, qui est transmis, par l'intermédiaire du câble 11' ou de l'antenne 11 passant dans l'ouverture 11a du boîtier 9, à un dispositif d'exploitation de ce signal (non représenté). Afin de pouvoir s'adapter à des robinets, dont les modes d'entraînement sont différents de l'entraînement par méplats, le trou central du porte-cible 4a peut être adapté à la section de l'arbre 3, qui peut être en forme d'étoile, de carré, à cannelures, à clavettes ou autre. REVENDICATIONS1. Robinet comprenant un obturateur (2) solidaire en rotation d'un arbre (3) actionné par un actionneur (A) et traversant une platine (la) fixe, et un capteur de la position en rotation de l'arbre (3), caractérisé en ce que . - le capteur de position est supporté par la platine (la) et comprend : - un porte-cible (4a) annulaire, portant une cible (4) sensible à une action à distance et emmanché sur l'arbre (3) de manière à en être solidaire en rotation et à pouvoir être déplacé en translation le long de l'arbre (3), - une plaquette (6) enfilée sur l'arbre (3) par une partie (6a) annulaire sans en être solidaire en rotation, cette partie (6a) comportant, à 90° l'un de l'autre, deux détecteurs (7, 8) de la cible (4), et - le porte-cible (4a) et la partie (6a) annulaire sont dans un même plan. 2. Robinet suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (6a) annulaire et le porte-cible (4a) ont chacune une épaisseur de 1,5 à 4 mm, en ayant de préférence la même épaisseur. 3. Robinet suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaquette (6) est entourée d'un porte- plaquette (5) et l'épaisseur du porte-plaquette (5) est plus grande que celle de la plaquette (6). 4. Robinet suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la face supérieure de la plaquette (6) estrevêtue d'une résine jusqu'à affleurement avec la face supérieure du porte-plaquette (5). 5. Robinet suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la plaquette (6) comporte un trou (16) débouchant dans un boîtier (9) empli de résine disposé sous la face inférieure de la plaquette. 6. Robinet suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porte-plaquette (5) est pincé entre la platine la du robinet et l'actionneur (A). 7. Robinet suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le boîtier (9) a une ouverture (11a) de raccordement d'un élément de transmission d'un signal électrique émis par les circuits imprimés de la plaquette (6). 8. Robinet suivant l'une des revendications précédents, caractérisé en ce que la cible (4) est bloquée dans le porte-cible (4a) par un surmoulage de résine. 9. Robinet suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les détecteurs (7, 8) sont des ampoules (7, 8) Reed ou des détecteurs à effet Hall et la cible (4) est un aimant ou les détecteurs (7, 8) sont des détecteurs de proximité inductifs et la cible (4) est un élément métallique à haute perméabilité magnétique ou les détecteurs (7, 8) sont des émetteurs de rayonnement et la cible (4) est en un matériau opaque interrompant le rayonnement lorsqu'il est sur son trajet.