Brevet FR2967266A1 — publié le 20120511

L'invention concerne le domaine des pressostats. On rappelle qu'un pressostat est un dispositif adapté pour détecter le dépassement d'une consigne maximale de pression régnant à l'intérieur d'une enceinte. De manière générale, un pressostat comprend : - un élément sensible à la pression en communication fluidique avec une prise de pression fixée sur l'enceinte, et - un moyen de détection, adapté pour détecter une déformation prédéterminée de l'élément sensible à la pression, ladite déformation étant fonction de la pression qui est appliquée à l'élément sensible et correspondant à la consigne maximale de pression d'intervention. Typiquement, l'élément sensible à la pression peut être un tube de Bourdon, tandis que le moyen de détection peut être un microcontact électrique. Un tube de Bourdon est un tube hélicoïdal dont une première extrémité est fixe et connectée à la prise de pression sur l'enceinte. La deuxième extrémité quant à elle est libre et se déplacer en fonction de la déformation du tube hélicoïdal sous la pression du fluide qui le parcourt. Lorsque la pression du fluide atteint la valeur de consigne maximale d'intervention, la déformation du tube est alors telle que la deuxième extrémité entre en contact avec le microcontact pour l'actionner. Les pressostats conventionnels connaissent une dérive due à la température, et ne sont correctement calibrés que pour une température ambiante donnée, habituellement de l'ordre de 20°C. Pourtant, de tels instruments de mesure de pression sont couramment utilisés dans des domaines où la température peut soit varier, soit être constante mais égale à une température différente de la température de calibrage de l'instrument. C'est notamment le cas pour des dispositifs d'assistance pour soupape de sûreté, qui peuvent être utilisés dans la surveillance de la pression d'un ballon de vapeur, etc. Or, une différence de température par rapport à la température de tarage des pressostats influence directement le comportement du tube de Bourdon, et limite donc sa précision dans la détection de la consigne maximale de pression. L'invention vise donc à proposer un pressostat qui soit apte à détecter avec précision le dépassement d'une valeur de consigne maximale de pression régnant à l'intérieur d'une enceinte indépendamment de la température ambiante ou des changements de température. A cet effet, l'invention propose un pressostat adapté pour détecter le dépassement d'une valeur de consigne maximale de la pression régnant à l'intérieur d'une enceinte, comprenant : - un détecteur de seuil de pression, comportant une première partie de détecteur adaptée pour coopérer avec une deuxième partie de détecteur, - un premier tube de Bourdon, dont une première extrémité est reliée à un moyen de prise de pression de l'enceinte, et dont une deuxième extrémité est solidaire en mouvement de la première partie de détecteur, le pressostat comprenant en outre un deuxième tube de Bourdon dont une première extrémité est connectée à une pression de référence et une deuxième extrémité est solidaire en mouvement de la deuxième partie de détecteur. Certains aspects préférés mais non limitatifs du pressostat sont les suivants : - les première et deuxième parties de détecteur sont un actionneur et un détecteur sensible à un déplacement de l'actionneur, - le détecteur est choisi dans le groupe des détecteurs pneumatiques et des détecteurs électriques, - il comprend en outre un moyen de réglage de la valeur de consigne maximale, - le moyen de réglage est adapté pour modifier la distance entre la première et la deuxième partie de détecteur, et - il comprend en outre des moyens de réglage angulaire des première et deuxième parties de détecteur. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un dispositif d'assistance pour soupape de sûreté destinée à limiter à une valeur de consigne maximale la pression régnant à l'intérieur d'une enceinte, caractérisé en ce qu'il comprend un pressostat conforme à l'invention. Selon un troisième aspect, l'invention propose un procédé de surveillance d'une valeur de consigne maximale de la pression à l'intérieur d'une enceinte, comprenant les étapes suivantes : - relier un premier tube de Bourdon d'un pressostat l'invention à un moyen de prise de pression de l'enceinte, - relier le deuxième tube de Bourdon du pressostat à une pression de référence, et - détecter le dépassement de la valeur de consigne maximale de la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte. Un aspect préféré mais non limitatif du procédé de surveille est qu'il comprend en outre une étape de réglage de la détection de dépassement de pression en fonction de la valeur de consigne maximale. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples illustratifs et sur lesquels : La figure 1 est une vue de profil d'une première forme de réalisation d'un pressostat conforme à l'invention, La figure 2 est une vue du dessus du pressostat de la figure 1, et La figure 3 est une vue d'ensemble d'un dispositif d'assistance pour soupape de sûreté comprenant un pressostat selon l'invention. On va à présent décrire un pressostat 1 conforme à l'invention, adapté pour détecter le dépassement d'une consigne maximale de pression régnant à l'intérieur d'une enceinte 40. Comme représenté sur les figures annexées, selon une première 30 forme de réalisation, un pressostat 1 conforme à l'invention comprend deux tubes de Bourdon 10, 20 connectés chacun à une partie de détecteur 30 de seuil de pression. Le détecteur 30 de seuil de pression comprend de préférence deux parties de détecteur 32, 34 adaptées pour coopérer ensemble et détecter le dépassement d'une valeur de consigne maximale par l'intermédiaire de la déformation des tubes de Bourdon 10, 20. Ces deux parties sont un actionneur 32 et un détecteur 34 sensible au déplacement de l'actionneur. De préférence, ces parties 32, 34 sont choisies de manière à limiter leur impact sur la mesure de la déformation des tubes de Bourdon 10, 20. Par exemple, les deux parties de détecteur 32, 34 peuvent être choisies de manière à présenter une faible masse, de préférence similaire à 100/0 près, et le cas échéant une répartition massique similaire. Par exemple, sur les figures annexées, l'actionneur 32 comprend une tige 32a tandis que le détecteur 34 sensible au déplacement de l'actionneur peut être un détecteur pneumatique, ces deux parties 32, 34 étant fixées respectivement sur l'extrémité libre de l'un des tubes 10, 20 par l'intermédiaire d'une plaque support 33, 35 respective. Les masses respectives de l'ensemble formé du détecteur 34 et de sa plaque support 35 d'une part, et de l'ensemble formé de la tige 32a et de sa plaque support 33 d'autre part, sont sensiblement égales, ici de l'ordre de 15 g. En variante, le moyen de détection 34 de l'actionneur et éventuellement l'actionneur 32 lui-même peuvent également être des microcontacts électriques. Les tubes de Bourdon 10, 20 sont conventionnels et sont de préférence identiques. Ici, un premier tube de Bourdon 10 comprend une première extrémité 12, dite entrée de pression, en communication fluidique avec une prise de pression de l'enceinte 40, et une deuxième extrémité 14, libre, solidaire en mouvement d'une première partie du détecteur, ici le détecteur pneumatique 34 (via la plaque support 35). Le deuxième tube de Bourdon 20 comprend alors une première extrémité 22, servant également d'entrée de pression, connectée à une source de pression constante dite de référence, connue, qui peut être la pression atmosphérique ou la pression ambiante du pressostat 1, tandis que sa deuxième extrémité 24 est solidaire en mouvement de l'autre partie du détecteur, ici la tige 32a de l'actionneur 32 (via la plaque support 33). En variante, la deuxième extrémité 14 du premier tube 10 de Bourdon est solidaire en mouvement de l'actionneur 32 (via la plaque support 33) tandis que la deuxième extrémité 24 du deuxième tube 20 de Bourdon est solidaire en mouvement du détecteur 34 (via la plaque support 35). L'entrée de pression 12 peut être fixe ou mobile par rapport à l'enceinte 40, tant que l'étanchéité en pression entre ladite entrée 12 et l'enceinte 40 est conservée, afin de garantir la précision du pressostat 1. Par ailleurs, les extrémités 12 et 22 des tubes 10, 20 sont fixes l'une par rapport à l'autre. Pour cela, elles peuvent par exemple être montées dans une même base présentant deux moyens de connexion, l'un à la prise de pression 42 et l'autre à la source de pression de référence. L'association des deux tubes de Bourdon 10, 20 permet alors d'assurer une détection différentielle, en compensant toute déviation due à des variations de la température ambiante. En effet, contrairement aux pressostats 1 conventionnels, à la fois le détecteur 34 et l'actionneur 32 se déplacent lors des variations de températures, de sorte que la distance entre le détecteur 34 et l'actionneur 32 est constante et indépendante de la température. Plus précisément, étant donné que les deux tubes de Bourdon 10, 20 sont identiques, à pressions constantes au niveau des entrées de pression 12, 22 des tubes de Bourdon 10, 20, les deux extrémités libres 14, 24 des tubes de Bourdon 10, 20 se déplacement conjointement en fonction de la température : la distance entre l'actionneur 32 et le détecteur 34 reste donc constante quelle que soit la température ambiante (du moins dans les plages conventionnelles de température d'utilisation du pressostat 1, c'est-à-dire entre environ -20° C et 110°C, ou du moins entre 0°C et 60°C). Par conséquent, la distance relative de l'extrémité libre 14 du premier tube de Bourdon 10 par rapport à l'extrémité libre 24 du deuxième tube de Bourdon 20 ne dépend que de la pression régnant dans l'enceinte 40, dans la mesure où la pression appliquée à l'entrée du deuxième tube de Bourdon 20 reste constante et égale à la pression de référence. La précision du pressostat 1 est donc accrue et ne dépend que de la précision de ses éléments constitutifs, notamment celle des tubes de Bourdon 10, 20 employés, du détecteur 30 de dépassement choisi et de l'étanchéité de la connexion fluidique entre l'enceinte 40 et l'entrée de pression 12 du premier tube de Bourdon 10. Par exemple, la précision du pressostat peut être inférieure à 10/0 en utilisant un détecteur pneumatique 34 du type vanne 2/2 à fuite (dite « capteur à moustache »). Selon une forme de réalisation, le pressostat 1 peut en outre comprendre un moyen de réglage 36 de la valeur de consigne maximale de pression. Un tel moyen de réglage 36 peut par exemple être adapté pour régler la distance entre l'actionneur 32 et le détecteur 34 pour une pression d'entrée dans le premier tube 10 et une température données - typiquement, la pression de référence et une température ambiante de 20°C. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le moyen de réglage 36 est adapté pour translater la tige 32a du détecteur 30 perpendiculairement à sa plaque support 33. Pour cela, la tige 32a peut être filetée et maintenue en position dans la plaque support 33 correspondante par un contre-écrou fileté 36 complémentaire emmanché sur la tige 32a, ou tout moyen équivalent. La rotation de la tige 32a par rapport au contre-écrou 36 permet donc de régler, au dixième de millimètre près, la distance entre une extrémité libre de la tige 32a et la plaque support 33 à la pression et à la température données. En variante, le moyen de réglage 36 est adapté pour régler la position du détecteur seul ou du détecteur et de la tige. Afin d'accroître la précision de la détection du dépassement de la valeur de consigne maximale, l'extrémité libre de la tige 32a apte à venir solliciter le détecteur 34 peut en outre comprendre une surface de contact usinée 32b, de préférence plane, de manière à rendre la détection plus franche et donc plus rapide. Les performances du détecteur 30 de dépassement peuvent encore être améliorées par l'intermédiaire du positionnement relatif de l'actionneur 32 (ici l'extrémité 32b de la tige 32a) et du détecteur 34, de sorte que leurs surfaces de contact respectives s'étendent perpendiculairement l'une par rapport à l'autre lorsque la pression est égale à la valeur de consigne maximale. Pour cela, dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures annexées, les plaques support 33, 35 des deux parties de détecteur 30 sont chacune pourvues d'un moyen de réglage angulaire 37 permettant de modifier leur inclinaison relative, de sorte que, lorsque la pression est égale à la valeur de consigne maximale, la surface plane de la tige 32 s'étende perpendiculairement à la direction principale du détecteur 34. En variante, seule l'une des plaques support 33 ou 35 possède un moyen de réglage angulaire 37. Un tel pressostat 1 peut notamment être employé dans un dispositif 100 d'assistance pour soupape de sécurité 110 conforme au brevet FR 70 42322 (publié sous le numéro FR 2 115 574) appartenant à la Demanderesse et illustré sur la figure 4 annexée. Un tel dispositif 100 comprend notamment un organe d'assistance 140 sensible à une pression de fluide monté sur la soupape 110 de façon à engendrer, sous l'effet d'une pression d'actionnement, une force additionnelle ajoutant son effet à celui du moyen de fermeture propre 120 de la soupape 110, et un système de commande 130 sensible à la pression régnant dans l'enceinte 40 et contrôlant, en fonction de celle-ci, la pression d'actionnement agissant sur l'organe d'assistance 140. Le système de commande 130 est connecté à un pressostat, et est en particulier conçu pour annuler automatiquement la pression d'actionnement lorsque la pression régnant dans l'enceinte 40 atteint sa valeur de consigne maximale, et la rétablir lorsque cette même pression retombe à une valeur inférieure d'un pourcentage déterminé à la précédente. Pour cela, le système peut notamment être connecté à un pressostat 1 conforme à l'invention, dans lequel : - le premier tube de Bourdon 10 est connecté à la prise de pression 42 de l'enceinte 40, - le deuxième tube de Bourdon 20 est à pression ambiante, et - le détecteur 34 est connecté à des moyens de traitement (non visibles sur les figures), typiquement des cellules pneumatiques dans le cas d'un détecteur pneumatique, adaptés pour délivrer un signal au système de commande 130 lorsque la pression au sein de l'enceinte 40 atteint la valeur de consigne maximale, c'est-à-dire lorsque ledit détecteur 34 est sollicité par l'actionneur 32.15 REVENDICATIONS1. Pressostat (1) adapté pour détecter le dépassement d'une valeur de consigne maximale de la pression régnant à l'intérieur d'une enceinte (40), comprenant : - un détecteur (30) de seuil de pression, comportant une première partie (32, 34) de détecteur adaptée pour coopérer avec une deuxième partie (34, 32) de détecteur, - un premier tube de Bourdon (10), dont une première extrémité (12) est reliée à un moyen de prise de pression (42) de l'enceinte (40), et dont une deuxième extrémité (14) est solidaire en mouvement de la première partie (32, 34) de détecteur, caractérisé en ce que le pressostat (1) comprend en outre un deuxième tube de Bourdon (20) dont une première extrémité (22) est connectée à une pression de référence et une deuxième extrémité (24) est solidaire en mouvement de la deuxième partie (34, 32) de détecteur. 2. Pressostat (1) selon la revendication 1, dans lequel les première et deuxième parties de détecteur sont un actionneur (32) et un détecteur (34) sensible à un déplacement de l'actionneur. 3. Pressostat (1) selon la revendication 2, dans lequel le détecteur (34) est choisi dans le groupe des détecteurs pneumatiques et des détecteurs électriques. 4. Pressostat (1) selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant en outre un moyen de réglage (36) de la valeur de consigne maximale. 5. Pressostat (1) selon la revendication 4, dans lequel le moyen de 30 réglage (36) est adapté pour modifier la distance entre la première (32, 34) et la deuxième (34, 32) partie de détecteur.25 6. Pressostat (1) selon l'une des 3 à 5, en combinaison avec la revendication 2, comprenant en outre des moyens de réglage angulaire (37) des première et deuxième parties (32, 34) de détecteur. 7. Dispositif d'assistance (100) pour soupape de sûreté (110) destinée à limiter à une valeur de consigne maximale la pression régnant à l'intérieur d'une enceinte (40), caractérisé en ce qu'il comprend un pressostat (1) selon l'une des revendications précédentes. 10 8. Procédé de surveillance d'une valeur de consigne maximale de la pression à l'intérieur d'une enceinte (40), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - relier un premier tube de Bourdon (10) d'un pressostat (1) selon l'une 15 des revendications 1 à 6 à un moyen de prise de pression (42) de l'enceinte (40), - relier le deuxième tube de Bourdon (20) du pressostat (1) à une pression de référence, et - détecter le dépassement de la valeur de consigne maximale de la 20 pression régnant à l'intérieur de l'enceinte. 9. Procédé de surveillance selon la revendication 8, comprenant en outre une étape de réglage de la détection de dépassement de pression (30) en fonction de la valeur de consigne maximale. 25