CH457894A - Détecteur de niveau - Google Patents

Description

  
 



  Détecteur de niveau
 Les installations comportant des réservoirs de liquide, sont munies de dispositifs détectant les niveaux maxima et minima que doit atteindre le liquide. Ce sont généralement des flotteurs suspendus à un câble ou fixés à l'extrémité d'un bras articulé sur l'une des parois du réservoir, et les déplacements du câble ou de ce bras actionnent une vanne, ou un interrupteur électrique branché dans le circuit d'alimentation d'une motopompe refoulant du liquide dans le réservoir. Ces dispositifs ou en tout cas une partie des organes de ceu-ci étant en permanence dans une atmosphère très humide lorsqu'il s'agit de réservoir d'eau, ou une atmosphère corrosive lorsqu'il s'agit de réservoir contenant des substances chimiques, nécessitent une surveillance et un entretien très régulier et méticuleux.



   La présente invention a pour objet un détecteur de niveau, caractérisé par le fait qu'il comporte un corps de forme allongée dont l'une des extrémités de ce corps présente une chambre étanche destinée à servir de flotteur tandis que son autre extrémité est reliée à l'une des parois du réservoir par un lien souple sur au moins une partie de sa longueur, par le fait que ce corps présente dans sa partie médiane une seconde chambre divisée en deux compartiments par un épaulement et munie d'une masse se déplaçant librement, par le fait que cette seconde chambre est de section transversale circulaire et que ledit épaulement est de forme conique, son inclinaison provoquant un déplacement brusque de la masse de   l'un    à l'autre desdits compartiments lors d'un basculement du corps allongé,

   et par le fait que ce corps est muni d'organes de détection de la présence de ladite masse dans   l'un    ou l'autre desdits compartiments.



   Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple quelques formes d'exécution du détecteur de niveau objet de l'invention ainsi que des installations équipées d'un ou plusieurs détecteurs selon l'invention.



   La fig. 1 illustre une première forme d'exécution du détecteur.



   La fig. 2 illustre une installation équipée d'un seul détecteur.



   La fig. 3 illustre une variante d'exécution du détecteur illustré par la fig. 1.



   La fig. 4 illustre une installation équipée de deux détecteurs selon la fig. 3.



   La fig. 5 illustre une deuxième forme d'exécution du détecteur.



   La fig. 6 illustre une troisième forme d'exécution du détecteur.



   La fig. 7 est un schéma illustrant les liaisons électriques entre le détecteur de niveau et la motopompe.



   Selon la fig. 1 du dessin annexé le détecteur de niveau comporte un corps 1 de forme allongée cylindrique ou parallélépipédique. Ce corps est en une matière métallique ou non métallique de préférence neutre du point de vue chimique par rapport au liquide dont le niveau doit être détecté. Toutefois ce corps peut aussi être prévu en une matière quelconque pourvu que la densité de cette matière soit nettement supérieure à la densité du liquide dont le niveau doit être détecté, et que sa surface soit traitée (traitement anodique, imprégnation par exemple) pour la rendre insensible aux actions chimiques dudit liquide. Dans une variante ce corps peut également être recouvert d'une pellicule en une matière insensible auxdites actions chimiques.



   L'une des extrémités de ce corps présente une chambre étanche 2 dont le volume est suffisant pour que cette extrémité du corps présente une densité moyenne nettement inférieure à celle du liquide dont le niveau doit être détecté.



   La partie centrale ou médiane du corps   I    présente une seconde chambre divisée en deux compartiments  3 et 4 de sections transversales circulaires et reliés entre eux par deux parois 5 et 6 formant en coupe longitudinale un angle avec les parois cylindriques des compartiments 3 et 4.



   Une masse 7 placée dans cette chambre centrale se déplace librement dans celle-ci. A cet effet cette masse 7 est de préférence sphérique.



   Le corps allongé 1 est encore muni d'organes de détection de la présence de la masse 7 dans le compartiment 4. Dans la forme d'exécution représentée ces organes de détection sont constitués par un capteur électromagnétique comportant un aimant 8 en forme de fer à cheval dont les deux branches sont munies chacune d'un enroulement 9 inséré dans un circuit électrique 1 basse tension (24 v) alimentant un relais 19 (fig. 7).



  Comme représenté, le capteur est noyé dans une masse de matière isolante 20 telle qu'une résine synthétique.



  Cette masse 20 est de forme cylindrique et constitue simultanément un obturateur.



   Le fonctionnement de ce détecteur de niveau est illustré par la fig. 2 qui présente partiellement un réservoir R dont le niveau du liquide doit être détecté.



   L'une des parois de ce réservoir est munie d'un tube rigide 10 protégeant des conducteurs électriques 22 reliant le capteur d'une part à une source d'alimentation basse tension 21, et d'autre part au relais 19.



   Les conducteurs protégés par ce tube rigide 10 sont de préférence noyés dans une matière plastique   1 1    souple et isolante. Une longueur de 50 cm à 200 cm de conducteurs noyés dans la matière plastique   1 1    est prévue entre l'extrémité inférieure du tube rigide 10 et le corps 1. Un tube rigide 12 est engagé sur une partie de la longueur de cette gaine plastique 11, et l'une des extrémités de ce tube rigide est fixée à l'extrémité du corps allongé 1 opposée à la chambre étanche 2. La partie de cette gaine souple 11 libre de toute protection rigide forme une articulation tandis que la partie de cette gaine enfermée dans le tube rigide 12 constitue un bras portant le dispo  sitar    détecteur de niveau.

   Il va de soi que ce tube rigide 12 est également en une matière chimiquement neutre par rapport au liquide dont le niveau doit être détecté.



  Lorsque le niveau du liquide est situé dans la partie inférieure du réservoir le détecteur est dans la position illustrée en trait plein dans la fig. 2 et, comme représenté dans la cartouche a, la masse métallique 7 est située dans le compartiment 3 de la chambre centrale   c'est-à-dire    dans le compartiment le plus proche de la chambre étanche 2.



   Lorsque le niveau du liquide L monte dans le réservoir, le corps 1 dont la densité moyenne est nettement inférieure à la densité du liquide, se maintient à la surface du liquide entraînant dans son déplacement le bras formé par le tube rigide 12 dans un déplacement angulaire.



   Ce bras passe par une position horizontale pour laquelle la masse 7 est retenue dans le compartiment 3 de la chambre centrale, par la paroi conique 5 (voir cartouche b). Le niveau du liquide continuant à s'élever dans le réservoir, le bras poursuit son déplacement angulaire et pour une inclinaison donnée du corps 1 la masse sphérique 7 passe brusquement du compartiment 3 dans le compartiment 4 de la chambre centrale, pour prendre la position représentée dans le cartouche c. La masse 7 en une matière ferromagnétique, modifie par sa présence dans ce compartiment 4 les caractéristiques du circuit
 magnétique de l'aimant 8 de sorte qu'une impulsion électrique est engendrée dans les enroulements 9. Cette impulsion provoque le fonctionnement du relais 19 (fig. 7) qui à son tour provoque l'ouverture d'un contacteur 18 et donc l'arrêt de la motopompe P alimentant le réservoir.



   Dans une variante ce relais pourrait commander la fermeture d'une électrovanne insérée dans la conduite d'alimentation C du réservoir R.



   Lorsque le niveau du liquide dans le réservoir s'abaisse, le corps 1 suit ce niveau et provoque donc le déplacement angulaire en sens inverse du bras 12 portant le corps 1. Ce bras passe par la position horizontale la masse 7 étant alors retenue dans le compartiment 4 par la paroi conique 6. Puis le niveau du liquide continuant à s'abaisser, lorsque le bras atteint une inclinaison définie par l'inclinaison de cette paroi conique 6, la masse sphérique ferromagnétique passe brusquement dans le compartiment 3. Ce déplacement brusque de la masse 7 engendre une impulsion électrique dans les enroulements 9 qui provoque l'inversion du relais 19 et donc la remise en marche de la motopompe P respectivement l'ouverture de la vanne insérée dans la conduite d'alimentation
C du réservoir.



   La différence de hauteur du liquide dans le réservoir entre les deux niveaux pour lesquels la masse 7 passe d'un compartiment à l'autre est fonction de la longueur du bras rigide 12 et des inclinaisons des parois 5 et 6.



  Pour donner à l'installateur la possibilité de modifier à volonté et selon les exigences l'écart entre ces deux niveaux, les parois coniques 5 et 6 sont prévues dans une pièce cylindrique interchangeable 24.



   Le capteur représenté dans la fig. 1 est du type électromagnétique, mais pourrait dans une variante être du type capacitif ou inductif. Dans ces deux derniers cas la masse 7 ne doit alors plus nécessairement être ferromagnétique, il suffit qu'elle soit métallique, afin que sa présence dans le compartiment 4 modifie l'état ou les caractéristiques électriques du ou des circuits dans lesquels est inséré le capteur.



   Dans une variante illustrée par la fig. 3, les parois cylindriques des compartiments 3 et 4 sont reliées entre elles par un simple épaulement conique que présente la pièce interchangeable 24 de sorte que le diamètre de   l'un    desdits compartiments est plus grand que celui de l'autre. Le fonctionnement de cette forme d'exécution du détecteur est en tous points semblable à celui décrit en référence aux fig. 1 et 2.



   La fig. 4 illustre un réservoir R équipé de deux détecteurs branchés en parallèles ou en série. Dans cette forme d'exécution chaque détecteur D1, D2 est relié électriquement à la source basse tension 21 et au relais 19 par des conducteurs 22 noyés dans une matière plastique souple 11 dont une longueur de 50cm à 150cm sont entièrement libres de toute protection rigide.



   Le fonctionnement d'une telle installation est le suivant:
 1. le niveau du liquide étant situé dans la partie infé   rieure du réservoir les deux détecteurs Dt et D. l sont   
 situés dans les positions illustrées en traits pleins.



  2. le niveau s'élevant entraîne le détecteur   Dt    et lors
 que le corps 1 de ce détecteur ainsi que le conducteur
 souple   1 1    sont à l'horizontale la masse 7 passe brus
 quement d'un compartiment dans l'autre;  3. ce déplacement provoque une impulsion qui toutefois
 reste sans effet sur le relais 19.



  4. le niveau du liquide continuant à s'élever atteint le
 détecteur D2 et entraîne celui-ci.



  5. lorsque le corps 1 de ce détecteur   D2    et son conduc
 teur souple   1 1    atteignent l'horizontale, la masse sphé
 rique 7 passe brusquement d'un compartiment dans
 l'autre et engendre une impulsion électrique; 6. cette seconde impulsion électrique provoque le
 fonctionnement du relais 19 et l'arrêt de la moto
 pompe P ou selon le cas la fermeture de la vanne pla
 cée dans la conduite d'alimentation C du réservoir R.



   Lorsque le niveau du liquide dans le réservoir s'abaisse, les opérations inverses s'effectuent de sorte que lorsque le niveau atteint une cote inférieure déterminée   a l'avance,    la sphère du détecteur   Dt    passe brusquement d'un compartiment dans l'autre engendrant une impulsion électrique qui provoque l'inversion du relais 19 et donc l'alimentation du réservoir en liquide.



   Cette variante d'exécution de l'installation permet d'obtenir l'arrêt de l'alimentation, et la mise en fonction de l'alimentation du réservoir en liquide pour deux niveaux très écartés   l'un    de l'autre.



   La fig. 5 illustre une forme d'exécution du détecteur dans laquelle le capteur est constitué par des contacts électriques 14 et 15 de forme annulaire dont   l'un    est solidaire de la paroi 6 tandis que l'autre est solidaire du fond 16 du compartiment 4. Ainsi lorsque la masse métallique sphérique 7 pénètre dans ce compartiment 4 elle relie électriquement ces deux contacts annulaires 14 et 15 et provoque donc la fermeture du circuit d'alimentation basse tension du relais 19.



   La fig. 6 illustre une forme d'exécution du détecteur dans laquelle le capteur comporte également deux contacts électriques de forme annulaire 14 et 15. Par contre la masse 7 est constituée par une masse liquide conductrice de l'électricité telle qu'une masse de mercure.



   Ici également lorsque la masse de mercure pénètre dans le compartiment 4 elle relie électriquement les contacts 14 et 15 et ferme donc le circuit d'alimentation basse tension. Un contact auxiliaire 17 est prévu dans le centre du fond 16. Ce contact auxiliaire relié électriquement au contact 14 est disposé de manière qu'aussi longtemps que la masse conductrice est située dans le compartiment 4 le circuit d'alimentation basse tension soit fermé.



   Dans une autre variante non représentée le capteur pourrait être situé dans le compartiment 3 ou être noyé dans une paroi 23 séparant ce compartiment de la chambre étanche 2.



   Dans une autre variante non représentée, le fond du compartiment 3 ou 4 pourrait être constitué par une membrane élastique ou par une paroi déplaçable contre une action élastique par rapport à des organes de détection de la présence de la masse 7 dans ledit compartiment. Ces organes de détection seraient alors noyés dans la paroi frontale du cylindre obturateur 20 et pourraient être constitués par des contacts électriques, ou un capteur capacitif, inductif ou électromagnétique.

   Dans cette variante d'exécution la masse 7 ne doit pas nécessairement être métallique, mais peut également être en une matière isolante ou mauvaise conductrice de l'électricité, la paroi flexible ou déplaçable pouvant être métallique ou porter un revêtement métallique ou ferromagnétique, de manière que son déplacement sous l'action de la masse 7 provoque une modification de l'état électrique du capteur et donc des caractéristiques électriques du circuit basse tension.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Détecteur de niveau, caractérisé par le fait qu'il comporte un corps de forme allongée dont l'une des extrémités de ce corps présente une chambre étanche destinée à servir de flotteur tandis que son autre extrémité est reliée à l'une des parois du réservoir par un lien souple sur au moins une partie de sa longueur, par le fait que ce corps présente dans sa partie médiane une seconde chambre divisée en deux compartiments par un épaulement et munie d'une masse se déplaçant librement, par le fait que cette seconde chambre est de section transversale circulaire et que ledit épaulement est de forme conique, son inclinaison provoquant un déplacement brusque de la masse de l'un à l'autre desdits compartiments lors d'un basculement du corps allongé,

   et par le fait que ce corps est muni d'organes de détection de la présence de ladite masse dans l'un ou l'autre desdits compartiments.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Détecteur selon la revendication, caractérisé par le fait que les organes de détection sont constitués par un capteur électromagnétique.

   2. Détecteur selon la revendication, caractérisé par le fait que les organes de détection sont constitués par un capteur capacitif.

   3. Détecteur selon la revendication, caractérisé par le fait que les organes de détection sont constitués par un capteur inductif.

   4. Détecteur selon l'une des sous-revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la masse est constituée par une sphère en une matière dont la présence modifie les caractéristiques électriques ou électromagnétiques du capteur.

   5. Détecteur selon la sous-revendication 4, caractérisé par le fait que les organes de détection sont noyés dans une masse de matière isolante formant simultanément un obturateur étanche.

   6. Détecteur selon la revendication, caractérisé par le fait que les organes de détection sont séparés de la chambre centrale par une paroi déplaçable contre une action élastique sous l'action de la masse.

   7. Détecteur selon la sous-revendication 6, caractérisé par le fait que cette paroi est constituée par une membrane flexible dont l'une des faces au moins est en une matière influençant les caractéristiques électriques ou électromagnétiques du capteur.

   8. Détecteur selon les sous-revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que la masse est de forme sphérique et en une matière non métallique.

   9. Détecteur selon la revendication, caractérisé par le fait que les organes de détection sont constitués par des contacts annulaires disposés dans les parois de l'un des dits compartiments.

   10. Détecteur selon la sous-revendication 9, caracté risé par le fait que la masse est une sphère métallique.

   11. Détecteur selon la sous-revendication 9, caractérisé par le fait que la masse est un liquide bon conducteur de l'électricité.

   12. Détecteur selon les sous-revendications 9 et 11, caractérisé par le fait que la masse est constituée par du mercure.

   13. Détecteur selon la revendication, caractérisé par le fait que des conducteurs souples reliés aux organes de détection et noyés dans une matière isolante souple, sont protégés par un tube fixé à une paroi ou un support fixe du réservoir.

   14. Détecteur selon la sous-revendication 13, caractérisé par le fait que lesdits conducteurs souples noyés dans une matière isolante souple, sont encore protégés sur une partie de leur longueur par un tube rigide fixé au corps allongé et que la partie des conducteurs souples non protégés par ce tube rigide constitue une articulation.