BE1004515A5

BE1004515A5 - Detecteur pour fluides a haute temperature.

Info

Publication number: BE1004515A5
Application number: BE8901030A
Authority: BE
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1992-12-08
Also published as: GB2224886B; IT1231326B; IT8921370A0; GB2224886A; DE3937194A1; FR2638838A1; US4881055A; GB8917203D0; JPH02173535A; JPH0675017B2

Abstract

Le détecteur est conçu pour être utilisé pour détecter des incendies ou de hautes températures dans des réservoirs ou des conduits pressurisés au moyen d'air, de gaz ou de liquides. Il comporte un corps en matière polymère dans lequel sont confinés des conducteurs électriques dépassant des extrémités opposées du corps. Les parties dépassantes des conducteurs à une extrémité définissent des lamelles de borne et, à l'autre extrémité, elles sont protégées et électriquement connectées par une matière fusible qui a été moulée en place. Le corps est entouré par des méplats offrant prise à une clef à écrou et présente un pas de vis conique permettant de l'installer dans la paroi d'une cuve à pression d'un conduit ou d'un boîtier de telle sorte que son extrémité en matière fusible soit esposée à l'intérieur.

Description

Détecteur pour fluides à haute température.

La présente invention concerne des dispositifs détecteurs de haute température (ou d'incendie) à utiliser dans des milieux pouvant contenir des fluides susceptibles de présenter des températures excessivement élevées, par exemple un réservoir ou un conduit qui est pressurisé au moyen d'air, de gaz ou de liquide, et, en particulier, un détecteur pour fluides à haute température comportant un capteur fusible.

Des détecteurs pour fluides à haute température sont actuellement disponibles en vue d'être utilisés dans les milieux précités, qui comprennent des applications à haute pression, utilisant un interrupteur mécanique activé par la chaleur. Ces détecteurs sont généralement inadéquats pour les raisons suivantes :
1. coût élevé ;
2. fiabilité faible ;
3. temps de réaction important.

Des dispositifs détecteurs pour fluides à haute température comportant des liaisons fusibles sont connus et ces dispositifs sont généralement supérieurs aux types à interrupteur activé par de la chaleur parce qu'ils sont moins onéreux, plus fiables et qu'ils réagissent plus rapidement. A titre d'exemple de ces
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dispositifs, on peut citer les brevets US n 254 887 accordé le 14 mars 1882 à R. Schwartzkopff pour"Safety Apparatus for Steam Boilers"et n 3 387 593 accordé à R. H. Gingras, pour"Safety Device for Fired Pressure Vessels"du 11 juin 1968.

L'invention a pour but de développer un nouveau détecteur pour fluides à haute température comportant un capteur fusible, qui présente un certain nombre de particularités nouvelles inconnues jusqu'à présent.

En particulier, l'invention a pour but de

procurer un détecteur pour fluides à haute température à capteur fusible, comprenant un corps présentant un axe longitudinal, une paire de conducteurs électriques confinés dans le corps, disposés en substance parallèlement audit axe ; dans lequel des parties des conducteurs de la paire dépassent d'extrémités axiales opposées du corps ; et comprenant une matière fusible conductrice de l'électricité, en contact avec les parties des conducteurs qui dépassent de l'une des extrémités axiales du corps et assurant le pontage électrique de celles-ci ; dans lequel les parties des conducteurs qui dépassent de ladite extrémité du corps sont espacées, en juxtaposition, définissant un vide entre elles ;

un tampon en matière non conductrice de l'électricité étant confiné dans le vide ; et ce tampon contenant des moyens qui sont façonnés pour assurer la fixation de la matière fusible.

D'autres buts de l'invention, ainsi que ses particularités nouvelles ressortiront clairement de la description suivante, donnée avec référence au dessin annexé, dans lequel : la Fig. 1 est une vue de côté du nouveau détecteur, selon une forme d'exécution de l'invention ; la Fig. 2 est une vue d'extrémité prise du côté gauche de la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une vue d'extrémité prise du côté droit de la Fig. 1 ; la Fig. 4 est une vue de côté, à plus grande échelle, du bout du corps, la matière fusible étant simplement représentée en traits interrompus ; la Fig. 5 est une vue d'extrémité du bout prise du côté droit de la Fig. 4, et la Fig. 6 est une vue semblable à celle de la Fig. 4, mais prise en plan ou du dessus.

Comme le montrent les figures, le nouveau

détecteur 10, selon une forme d'exécution de l'invention, comprend un corps moulé par injection 12 en matière polymère, présentant un axe longitudinal 14.

Deux conducteurs électriques 16 et 16a sont confinés dans le corps 12 et sont en substance parallèles à l'axe 14. Des parties des conducteurs 16 et 16a dépassent des extrémités axiales opposées,"A"et"B", du corps 12. La matière fusible 18 est engagée avec les parties dépassantes des conducteurs 16 et 16a à l'extrémité"B" et assure le pontage électrique de celles-ci. Mais il n'y a pas de matière fusible 18 entre ces parties dépassantes des conducteurs 16 et 16a. Au contraire, un tampon 20 de matière polymère subsiste entre elles pour la raison expliquée ci-après.

L'espace ou le vide 22 entre les parties dépassantes des conducteurs électriques 16 et 16a, à l'extrémité axiale"B", doit être rempli d'une matière isolante. Si le vide 22 était ouvert ou était rempli de matière fusible 18, un trajet conducteur électrique subsisterait même si la matière fusible 18 était à l'état fondu. Un effet de mèche de la matière fusible fondue aurait tendance à maintenir la matière fusible fondue entre les parties dépassantes des conducteurs 16 et 16a. Suivant l'invention, il est prévu de remplir le vide 22 du tampon de matière polymère 20 pendant le moulage par injection du corps 12. Le tampon 20 réduit également la masse de la matière fusible 18, ce qui améliore le temps de réponse ou de réaction du détecteur 10 pendant une activation à des températures élevées.

Le tampon 20 présente une particularité assurant une retenue mécanique, qui a la forme d'une encoche en V qui bloque mécaniquement la matière détectrice fusible 18, dans le bout de petit diamètre 26 du détecteur 10. L'encoche en V, 24, est supérieure à une encoche ronde, carrée ou rectangulaire parce qu'elle

assure une meilleure coulée de la matière plastique pendant le processus d'injection, assure une insertion plus durable sur l'outil de moulage, assure un meilleur remplissage de la cavité pendant l'application de la matière fusible et place la matière fusible 18 plus près de la surface périphérique, là où le temps de réaction à une température élevée sera plus rapide.

Comme mentionné plus haut, le corps 12 comporte un bout de petit diamètre 26 ; il comporte également un fût de plus grand diamètre 28 et une partie de transition 30 de configuration conique. La configuration conique de la partie 30 définit une rampe oblique qui permet à la matière fusible fondue 18 de s'écouler depuis les parties dépassantes des conducteurs électriques lorsque le détecteur 10 est mis en oeuvre dans une position inversée. L'angle de rampe est optimal entre 30 et 600 et il est représenté à 450 sur la Fig. 1.

Lors de la fabrication du détecteur 10, le bout 26 est introduit dans un moule chaud qui applique la matière fusible 18. La matière fusible fondue 18 remplit l'encoche en V, 24, pendant ce processus de moulage. L'encoche 24 comporte une rampe oblique 32 à une extrémité pour permettre aux gaz éventuellement emprisonnés de s'échapper pendant le processus de moulage. L'angle de rampe de l'encoche est également optimal entre 30 et 600. L'angle de rampe 32 est représenté à 450 sur la Fig. 4 et la rampe 32 se termine à une extrémité et sur la surface extérieure du bout 26.

Le corps 12 comporte un pas de vis conique 34 qui est utilisé pour installer le détecteur à travers la paroi d'une cuve à pression ou d'un conduit, et qui est formé sur le fût 28. Des connexions électriques sont réalisées aux bornes électriques du type lamelle 36.

La partie filetée 38 du corps, adjacente aux

bornes du type lamelle 36, est utilisée pour attacher des accessoires tels qu'un connecteur blindé de faisceau de câbles ou une plaque signalétique.

Le corps 12 est constitué d'une matière polymère moulée par injection comme mentionné plus haut.

Il supporte les conducteurs électriques 16 et 16a, assure leur espacement approprié à l'extrémité fusible "B", assure l'espacement approprié des bornes à l'extrémité côté connecteur"A"et assure l'étanchéité dans une cuve à pression avec des filets intégrés 34, contient une tête hexagonale 40 pour le montage et le démontage et est pourvu de la tête de prolongement filetée 38 en vue de la connexion d'accessoires tels que des adaptateurs blindés ou des plaques signalétiques. Le corps 12 est fait d'une matière électrique non conductrice ayant une rigidité diélectrique de 15,75 volts/micromètre ou supérieure par ASTM D-149, de telle sorte que les conducteurs 16 et 16a ne doivent pas être isolés du corps. Le détecteur 10 peut être utilisé dans un milieu pressurisé ou non pressurisé.

Spécifiquement, le corps est construit, dans cette forme d'exécution, en résine de polyétherimide contenant 10 à 40% de fibres de verre de renforcement en dispersion. En variante, du sulfure de polyphénylène ou un cristal liquide polymère peut être utilisé, tous ces polymères fournissent de bonnes caractéristiques d'étanchéité, de sorte que l'utilisation de produits de scellement externes pour les pas de vis n'est pas nécessaire dans la plupart des applications. Le renforcement en fibres de verre assure une résistance importante aux températures élevées.

Comme on peut le noter, le contour de la matière fusible 18 est celui d'une enveloppe cylindrique. Ce contour présente plusieurs particularités compensatrices :

a. il présente un rapport surface-volume élevé qui favorise un bon transfert de chaleur et un temps de réaction rapide lors de la fusion ; b. il présente une bonne forme aérodynamique assurant une faible résistance à l'écoulement ; les vitesses de l'air ou du gaz au niveau de ce détecteur pourraient dépasser 560 km à l'heure ; la forme cylindrique réduit l'érosion aérodynamique ; c. le contour extérieur est symétrique, de sorte que sa performance ne dépend pas de son orientation ; d. la matière fusible s'applique et se moule facilement suivant un contour cylindrique.

Les conducteurs électriques 16 et 16a doivent être positionnés avec précision pendant le moulage par injection du corps 12. Il est difficile de tenir les conducteurs à l'extrémité de bout"B"et d'être à même d'injecter de la matière plastique entre eux jusqu'à l'extrémité. Les conducteurs 16 et 16a sont prolongés (d'environ 3,17 mm) pour permettre à des outils de maintenir les conducteurs dans l'alignement précis pendant le moulage par injection. Les bouts de 3,17 mm des conducteurs sont sectionnés ensuite, avant l'application de la matière fusible 18. Ces prolongements 42 sont représentés en traits interrompus sur les Fig. 4 et 6.

Il est souhaitable que le diamètre du bout 26 soit aussi petit que possible pour réduire les frais et minimaliser l'influence aérodynamique sur l'air ou le fluide qui balaye le détecteur 10. L'aisance entre les conducteurs 16 et 16a et la paroi du bout 26 doit être réglée. La matière plastique injectée a naturellement tendance à repousser les conducteurs électriques 16 et 16a vers l'extérieur tout près de la paroi. Ce détecteur

10 permet d'utiliser des ergots dans l'outillage régissant le déplacement vers l'extérieur des conducteurs 16 et 16a pendant le processus d'injection. Des trous d'ergots 44 sont ménagés dans les côtés du bout 26 et sont destinés aux ergots des outils.

Quoique l'invention ait été décrite avec référence à une forme d'exécution spécifique, il va de soi que les détails d'exécution décrits plus haut ne sont donnés qu'à titre d'exemple et que de nombreux changements et modifications peuvent y être apportés sans sortir de son cadre.

Claims

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R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. - Détecteur pour fluides à haute température, à capteur fusible, comprenant un corps (12) présentant un axe longitudinal (14), une paire de conducteurs électriques (16,16a) confinés dans le corps, disposés en substance parallèlement à l'axe (14), dans lequel des parties des conducteurs (16,16a) de la paire dépassent d'extrémités axiales opposées (A, B) du corps (12), caractérisé en ce qu'une matière fusible conductrice de l'électricité (18) est en contact avec les parties des conducteurs (16,16a) qui dépassent de l'une des extrémités axiales (A, B) du corps (12) et assure un pontage électrique de celles-ci, les parties des conducteurs (16,16a) qui dépassent de ladite extrémité du corps sont espacées en juxtaposition, définissant un vide (22) entre elles, un tampon (20)

en matière non conductrice de l'électricité est confiné dans le vide (22), ce tampon présente une particularité assurant une retenue mécanique, qui a la forme d'une encoche en V qui bloque mécaniquement la matière fusible dans le détecteur, et le détecteur ayant une partie conique qui permet à la matière fusible fondue de s'écouler depuis les parties dépassantes des conducteurs lorsque le détecteur est mis en oeuvre dans une position inversée.
2.-Détecteur suivant la revendication 1, caractérisé, en outre, en ce qu'une des extrémités (A, B) du corps (12) est filetée.
3.-Détecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé, en outre, en ce que les deux extrémités du corps sont filetées.
4.-Détecteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, en outre, en ce que le corps (12) et le tampon (20) comprennent une seule structure unitaire commune.
5.-Détecteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, en outre, en ce que le corps (12) et le tampon (20) sont faits d'un polymère <Desc/Clms Page number 9> contenant un renforcement à haute résistance.
6.-Détecteur suivant la revendication 5, caractérisé, en outre, en ce que le corps est fait d'un polymère choisi dans un groupe comprenant le sulfure de polyphénylène, des cristaux liquides polymères et les résines de polyétherimides.
7..-Détecteur suivant l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé, en outre, en ce que le polymère contient des fibres de verre de renforcement en dispersion.
8.-Détecteur suivant la revendication 6, caractérisé, en outre, en ce que le corps comprend environ 60 à 90% du polymère et 10 à 40% de la matière de renforcement dispersée dans le polymère.
9.-Détecteur suivant la revendication 8, caractérisé, en outre, en ce que la matière de renforcement comprend du verre.
10.-Détecteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, en outre, en ce que la matière fusible est de configuration cylindrique.
11. - Détecteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, en outre, en ce que le corps comporte également des méplats (40) offrant prise à une clef à écrou qui encercle ce corps entre ses extrémités.
12.-Détecteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, en outre, en ce que le corps est fait d'une matière non conductrice de l'électricité ayant une rigidité diélectrique d'environ 15,75 volts/micromètre.
13.-Détecteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, en outre, en ce que le corps comporte des trous d'ergots (44) ménagés dans ses côtés qui pénètrent dans ce corps et s'ouvrent sur des parties intermédiaires des conducteurs (16,16a).