Brevet FR3051962A1 — publié le 20171201

Nous le savons, différents types de pressostats sont actuellement présents sur le marché et sont aptes à la gestion simplifiée d'une machine produisant une valeur déterminée de pression d'un fluide. Les pressostats actuels ont une valeur seuil d'activation, habituellement écartée de la valeur de désactivation grâce à une hystérésis appropriée, en mesure de limiter les effets indésirables de commutation autour de la valeur seuil. Les modèles les plus communs sont électro-mécaniques où l'élément sensible à la pression est une membrane flexible en acier inoxydable se déformant lentement de manière proportionnelle à l'augmentation de pression à l'intérieur du récipient. L'interposition d'une garniture en caoutchouc entre le corps du pressostat et la membrane flexible permet d'assurer une étanchéité hermétique. Soumise à la pression du fluide, la membrane inoxydable souple actionne un interrupteur électrique grâce à un isolateur en céramique. Parvenu au point d'intervention, le ressort du circuit électrique change soudainement d'état en ouvrant et en fermant un contact. Le pressostat miniaturisé atteint la pression de seuil, ouvre le circuit électrique par le biais du mouvement à déclenchement d'un disque préalablement frappé, réalisé en acier inoxydable, qui remplace la membrane inoxydable à déformation lente. En particulier, ces pressostats, plus particulièrement ceux pour systèmes par étirage, où le fluide en pression à contrôler est de la vapeur d'eau, possède une durée de fonctionnement continu d'environ 1 000 heures dépendant essentiellement de l'usure des contacts électriques de l'interrupteur interne et de la membrane de garniture en caoutchouc qui assure l'étanchéité hermétique de la partie en pression par rapport au circuit électrique. Lors du fonctionnement, en raison de la température de la vapeur et des dilatations cycliques dues à la variation de pression du fluide, la membrane de garniture subit des fissurations qui permettent au fluide de pénétrer dans la zone des contacts électriques et, par conséquent, de les détériorer rapidement. En effet, lors du fonctionnement, la membrane en caoutchouc tend à se durcir et par voie de conséquence à perdre de son élasticité. Le raidissement et la dilatation continue destinés à suivre les mouvements du disque lors de ses déplacements à déclenchement d'une forme concave à convexe et vice versa ont pour effet de provoquer la fissuration de la membrane et entraînent les conséquences susmentionnées. 3051962 2 L'objectif de la présente invention est donc d'éliminer les inconvénients déplorés dans les pressostats de type connu, surtout ceux à actionnement par disque à déclenchement. Dans le cadre de cet objectif, l'un des buts de l'invention est celui de réaliser 5 un pressostat présentant une durée de vie supérieure à prestations, coûts et fourchette thermique équivalents par rapport aux pressostats similaires. L'un des buts de l'invention est aussi de réaliser un pressostat qui présente une réduction de l'impact de la chaleur sur la membrane élastique. L'un des buts de l'invention est aussi de réaliser un pressostat qui présente 10 une diminution de l'extension à laquelle est soumise la membrane en caoutchouc à chaque cycle et changement de forme du disque. L'un des buts de l'invention est aussi de réaliser un pressostat qui présente une durée de vie supérieure d'environ 50 % par rapport à celle d'un pressostat similaire à prestations, coûts et fourchette thermique équivalents. 15 Cet objectif ainsi que les buts susmentionnés et d'autres encore sont atteints grâce à un pressostat à durée de vie prolongée comprenant un corps de logement d'une membrane en caoutchouc servant à assurer l'étanchéité entre un fluide en pression et un disque métallique, avec déplacement à déclenchement d'une position concave à une position convexe et vice versa et en mesure d'activer et de 20 désactiver un dispositif électromécanique d'ouverture et de fermeture d'un circuit électrique, ladite membrane en caoutchouc ayant une forme discoïdale présentant une première face tournée vers ledit fluide en pression et une seconde face tournée vers ledit disque métallique, caractérisé en ce qu'il comprend une première chambre à air interposée entre ladite seconde face de ladite membrane en caoutchouc et la 25 surface concave dudit disque afin de réduire la surface de contact entre ladite membrane et ledit disque. Objet aussi de la présente invention, nous retrouvons une garniture pour pressostat à durée de vie plus longue caractérisée en ce qu'elle présente une forme discoïdale présentant sur sa première face une zone rabaissée par rapport à ses 30 bords, ladite zone rabaissée présentant une zone centrale d'éversion et une seconde face présentant au moins une première nervure annulaire. Les revendications subordonnées fournissent des précisions sur d'autres caractéristiques du dispositif selon la présente invention et en particulier le fait que le pressostat comprend au moins une première nervure circulaire disposée sur la 3051962 3 seconde face pour délimiter la première chambre à air et au moins une seconde chambre à air interposée entre la seconde face de la membrane en caoutchouc et la surface concave du disque. La garniture du pressostat comprend, en outre, au moins une seconde 5 nervure circulaire disposée sur la seconde face pour délimiter la seconde chambre à air et au moins une troisième chambre à air interposée entre la seconde face de la membrane en caoutchouc et la surface concave du disque. La première face de la garniture présente une zone rabaissée adjacente aux bords de la membrane en caoutchouc, la zone centrale d'éversion est en contact 10 avec la surface concave du disque. La seconde nervure et la zone centrale d'éversion délimitent la troisième chambre à air. La garniture pour pressostats présente une forme discoïdale comportant sur sa première face une zone rabaissée par rapport à ses bords, la zone rabaissée 15 présente une zone centrale d'éversion et une seconde face présentant au moins une première nervure annulaire et une seconde nervure annulaire ; la première et la seconde nervure annulaires étant comprises entre la zone rabaissée et la zone centrale d'éversion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus 20 évidents à partir de la description d'un mode de réalisation préféré, mais non exclusif, d'un pressostat à durée de vie plus longue illustré à titre indicatif et non limitatif dans les dessins ci-joints, dans lesquels La figure 1 indique une vue de haut et de côté du pressostat selon la présente invention. 25 La figure 2 indique une vue le long de la ligne de section A-A de la fig. 1 selon la présente invention. La figure 3 indique une vue partielle agrandie de la fig. 2 selon la présente invention. La figure 4 indique une perspective de la membrane en caoutchouc selon la 30 présente invention. La figure 5 indique une vue en plan de la membrane en caoutchouc représentée à la fig. 4. La figure 6 indique une vue le long de la ligne de section B-B de la fig. 5 selon la présente invention. 3051962 4 En référence aux figures susmentionnées, le pressostat à durée de vie plus longue, selon la présente invention, est indiqué dans son ensemble avec le n° 1. Le pressostat 1 comprend un culot en laiton 3 relié à une base de porte-contacts électriques 4 qui définissent le corps de logement d'une membrane en 5 caoutchouc 5 dont la fonction est celle d'assurer l'étanchéité entre un fluide en pression, entrant dans le culot en laiton 3, et un disque métallique 6 à déplacement à déclenchement d'une position concave à une position convexe et vice versa. Le disque métallique 6 est de type bistable et peut activer et désactiver un dispositif électromécanique d'ouverture et de fermeture d'un circuit électrique par 10 l'intermédiaire d'un pousseur 7, une fois atteinte une limite de pression prédéfinie. La membrane en caoutchouc 5 présente une forme discoïdale et est positionnée à l'intérieur du corps de logement, entre le culot 3 et la base 4, de manière à ce que sa première face 8 soit concernée par le fluide en pression et sa seconde face 9 soit tournée vers le disque métallique 6. 15 Avantageusement, le pressostat présente au moins une première chambre à air 10 interposée entre la seconde face 9 de la membrane en caoutchouc 5 et la surface concave du disque 6 pour réduire la surface de contact entre la membrane et le disque. La présence de la chambre à air offre de nombreux avantages comme celui 20 de réduire la surface d'appui entre le disque 6 et la membrane 5, de réduire l'impact de la chaleur sur la membrane et de réduire la surface d'adhérence entre les deux éléments. De cette manière, l'extension supportée par la membrane en caoutchouc, à chaque cycle et changement d'état du disque 6, est aussi réduite. 25 Par conséquent et d'après les essais techniques effectués, il est apparu une augmentation de 90 % de la durée de vie de la membrane tout en maintenant inchangées les valeurs des dimensions du pressostat ainsi que ses caractéristiques électriques en matière de courant, de tensions nominales et de température de service. 30 La première chambre à air 10 est délimitée par une première nervure circulaire 11 disposée sur la seconde face 9. Dans un mode de réalisation préférée, le pressostat présente une seconde chambre à air 12, toujours interposée entre la seconde face de la membrane en caoutchouc et la surface concave du disque, qui est délimitée par une seconde 3051962 5 nervure circulaire 13 disposée sur la seconde face délimitant, avec une zone centrale 16 d'éversion du disque 6, une troisième chambre à air 18. En particulier, la première face de la membrane en caoutchouc présente une zone rabaissée 14 par rapport à ses bords 15 et sa zone centrale 16 d'éversion se 5 met en contact avec la surface concave du disque 6. Objet aussi de la présente invention, nous retrouvons une garniture pour pressostats à durée de vie plus longue qui présente, compte tenu aussi de ce qui précède, une forme discoïdale présentant sur sa première face 8 une zone rabaissée 14, par rapport à ses bords 15, et présentant, à son tour, une zone 10 centrale d'éversion 16. La garniture selon la présente invention présente une seconde face 9 comportant une première et une seconde nervure circulaire 11 et 13 comprises entre la zone rabaissée 14 et la zone centrale d'éversion 16. Lorsque le disque en métal 6 est soumis à la pression exercée par le fluide, il 15 se déforme jusqu'à ce qu'il atteigne son point de réglage. Lorsque le disque 6 a atteint son point de réglage, il change soudainement sa courbure en passant d'une forme concave à une forme convexe et pousse le poussoir en céramique 7 qui, à son tour, ouvre un ressort de contact qui interrompt le circuit électrique. 20 La membrane en caoutchouc 5 interposée entre le fluide en pression, généralement de la vapeur d'eau, et le disque 6 est par conséquent soumise à une compression continue avec des températures d'exercice supérieures à 100 °C. L'effort de compression sur le disque ajouté à l'effet de la température provoque, dans l'état antérieur de la technique, une adhésion de la surface de la 25 membrane au disque qui successivement se détache cycliquement de ce dernier à chaque fois que le disque se déclenche une fois la pression de réglage atteinte. Avantageusement, ce phénomène est éliminé grâce à la présence d'une ou plusieurs chambres à air définies par une ou plusieurs nervures circulaires 12 et 13 qui empêchent la membrane de se coller au disque. 30 En effet, les nervures annulaires évitent que le caoutchouc de la membrane ne se détériore, surtout dans la zone à plus grande vitesse de déclenchement du disque. Les chambres à air interposées entre la membrane et le disque permettent à l'épaisseur du caoutchouc de maintenir son élasticité en évitant des fissurations pendant une durée de fonctionnement d'environ du double, dans des conditions 3051962 6 d'utilisation identiques, par rapport à des pressostats similaires dotés d'une membrane lisse à épaisseur simple. Le pressostat ainsi conçu est susceptible de nombreuses modifications et variantes relevant toutes du champ d'application du concept inventif ; de plus tous 5 les éléments sont remplaçables par d'autres techniquement équivalents. En pratique, les matériels utilisés ainsi que les dimensions pourront varier en fonction des exigences et de l'état de la technique. REVENDICATIONS1. Pressostat à durée de vie plus longue comprenant un corps (3, 4) de logement d'une membrane en caoutchouc (5) servant à assurer l'étanchéité entre un fluide en pression et un disque métallique (6), avec déplacement à déclenchement d'une position concave à une position convexe et vice versa et en mesure d'activer et de désactiver un dispositif électromécanique d'ouverture et de fermeture d'un circuit électrique (2), ladite membrane en caoutchouc ayant une forme discoïdale présentant une première face (8) tournée vers ledit fluide en pression et une seconde face (9) tournée vers ledit disque métallique (6), caractérisé en ce que qu'il comprend au moins une première chambre à air (10) interposée entre ladite seconde face (9) de ladite membrane en caoutchouc et la surface concave dudit disque (6) afin de réduire la surface de contact entre ladite membrane et ledit disque. 2. Pressostat selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une première nervure circulaire (11) disposée sur ladite seconde face pour délimiter ladite première chambre à air. 3. Pressostat selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une seconde chambre à air (12) interposée entre ladite seconde face de ladite membrane en caoutchouc et la surface concave dudit disque. 4. Pressostat selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une seconde nervure circulaire (13) disposée sur ladite seconde face pour délimiter ladite seconde chambre à air. 5. Pressostat selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une troisième chambre à air (18) interposée entre ladite seconde face de ladite membrane en caoutchouc et la surface concave dudit disque. 6. Pressostat selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première face (8) présente une zone rabaissée (14) par rapport aux bords (15) de ladite membrane en caoutchouc. 7. Pressostat selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite zone rabaissée (14) présente sa zone centrale (16) en éversion et en contact avec ladite surface concave dudit disque. 8. Pressostat selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite seconde nervure (13) et ladite zone centrale d'éversion (16) délimitent ladite troisième chambre à air (18). 3051962 8 9. Garniture pour pressostats à durée de vie plus longue caractérisée en ce qu'elle présente une forme discoïdale présentant sur sa première face (8) une zone rabaissée (14) par rapport à ses bords (15), ladite zone rabaissée présentant une zone centrale d'éversion (16) et une seconde face 5 (9) présentant au moins une première nervure circulaire (11). 10. Garniture pour pressostats à durée de vie plus longue selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une seconde nervure circulaire (13), lesdites première et seconde nervures circulaires étant comprises entre ladite zone rabaissée et ladite zone centrale d'éversion. 10