Dispositif pour déceler le changement de la vitesse d'écoulement d'un fluide.
La présente invention se rapporte à un di, positif pour déceler le changement de la vitesse d'écoulement d'un fluide, notamment d'UIl iluide de refroidissement, passant par un conduit.
Un dispositif de ce genre peut rendre service. par exemple, lorsqu'il est appliqué à une installation de refroidissement, par exemple d'un tube d'ignitron dans lequel on dé- su'e. pour éviter des détériora/tion's. interrom- pre le circuit d'allumage au cas où l'écoule- ment du fluide de refroidissement dans l'ins tallation est interrompu ou même déjà lors d'une réduction de la vitesse d'écoulement de ce fluide de refroidissement. Il est entendu, toutefois, qu'un tel dispositif a une applica- tion plus générale et qu'il peut être appliqué a-joute installation dans laquelle l'écoulement de fluide dans un conduit doit être surveillé.
Le dispositif objet de l'invention est ca ractérisé par un corps métalliquesusceptible de conduire la. chaleur, relié thermiquement à un circuit de chauffage électrique destiné à le chauffer et refroidi par le fluide passant par ledit, conduit, de façon que la tempéra- ture de ce corps métallique dépende de la vi tesse d'écoulement, du fluide. etest caractérisé. en outre, par un organe sensible à la chaleur et relié thermiquement à cedit corps métalli- que.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de linvention applJiquée à une installation de commande électrique.
La. fig. 1 est le schéma de cette installation.
La fig. 2 est une vue de dessus, en partie en coupe, d'un transformateur et d'une portion de conduit conduisant un fluide.
La fig. 3 est une vue latérale de l'ensemble montré à la fig. 2, et
la fig. 4 est une vue en élévation, en par tie en coupe, d'un organesensibleà la température, monté sur la partie de conduit par laquelle passe le fluide.
A la fig. 1 du dessin, 1 désigne deux pièces destinées à être sondées l'une à l'autre par points, en utilisant de l'énergie électri- que fournie par un transformateur 2.-Les conducteurs d'alimentation 3 et 4 représen- tent une source de courant alternatif alimentant ce transformateur et des tubes ignitrons 5 et 6.
La fig. 1 montre un circuit d'ignitron comprenant un dispositif de réglage et fonctionnant comme suit : En supposant que l'in- 'terrupteur de, mise en fonction"7 est abaissé, un circuit sera alors formé qui com- mence au condueteur 3 et passe par les conducteurs 8 et 9, le redresseur 10, le conducteur 11, les contacts thermostatiques 12, le conducteur 13, les contacts 14, le conducteur 15, les contacts supérieurs de l'interrupteur 7, le conducteur 16, le redresseur 17, les électrodes d'alluma. ge du tube ignitron 6, le con ducteur 18, la résistance 19, le conducteur 20, la bobine 21 d'un relais à temps 22, le conducteur 23 jusqu'au conducteur 4.
Etant donné que le court-circuit normalement établi pour la bobine 21 par les contacts inférieurs de l'interrupteur 7 estinterrompu (par suitede l'abaissement de l'interrupteur de"mise en fonction"), la bobine de relais 21 sera com plètement alimentée et attirera l'a. rmature 24, qui est pivotée en 25, de façon à la faire osciller vers le haut jusqu'à ce que son extrémité libre vienne soulever les bras portant les contacts, pivotes en 27, donnant ainsi lieu à l'ouverture des contacts 14 et à la fermeture des contacts 28. Le temps nécessaire pour ce mouvement ascendant de l'armature 24 peut être varié en ajustant la position initiale de
l'armature 24, ce qui peut être effec-
tué au moyen de la came ajustable stationnaire 29.
Aussitôt que les con
tacts 14 sont séparés l'un de l'autre, le
circuit d'allumage indiqué ci-dessus sera in
terrompu. Ce circuit est fermé au moment
où le conducteur d'alimentation 3 est positif
par rapport au conducteur d'alimentation 4,
moment auquel le tube 6 s'allume, tandis que
le tube 5 ne s'allume pas.
Lors du prochain
demi-cycle, lorsque le conducteur 4 est posi
tif par rapport au conducteur 3, le circuit
peut être fermé du conducteur 4 à travers le conducteur 23, la bobine 21, le conducteur
20, la résistance 19, le conducteur 18, le re
dresseur 30, le conducteur 16, les contacts supérieurs de l'interrupteur 7, le conducteur
15, les contacts 14, le conducteur 13, les contacts 12, le conducteur 11, le redresseur 31, l'électrode d'allumage et la cathode du tube 5, le conducteur 32 et le conducteur 8 jusqu'au conducteur d'alimentation 3. A ce moment, le tube 5 s'allume, tandis que le tube 6 ne s'allume pas. Ainsi, le changement de polarité de la source de courant alternatif donne lieu à un allumage alternant des tubes
5 et 6.
Si un réglage automatique n'est pas désiré, comme dans certaines opérations de brasage, un interrupteur à commande ma nuelle peut être prévu. Un tel interrupteur
peut être branché entre les conducteurs 13
et 16.
Comme il ressort aussi de la. fig. 1, un
conduit ou tube 33 sert à, la, circulation d'un
fluide de refroidissement, tel que par exem
ple de l'eau, ce fluide passant par des che
mises des tubes 5 et 6 ou peut passer par
tout autre partie désirée de ces tubes. Une
section de la conduite 33, désignée par 34,
est établie en matière présentant une résis
tance électrique ou peut être établie aussi en
une matière conductrice, telle que l'acier ou
même le cuivre, mais avec une très mince
paroi, de façon à présenter une résistance élec
trique appréciable.
La section de tube 34 se
termine aux points 35 et 36. Comme on le
voit plus clairement à la fig. 2, la section de
tube 34 en matière résistante est pourvue
d'une boucle 39 formée d'une matière con
ductrice et soudée, par ses extrémités 37 et
38, en des points espacés longitudinalement,
de cette section de tube, cette boucle étant
enroulée sur un noyau 40 d'un transforma
teur. Un enroulement primaire 41 de ce trans
formateur est branché dans le circuit repré
senté à la fig. 1.
Par conséquent, on compren-
dra que l'enroulement primaire 41 qui est en
série avec les contacts 42 constitue une source
d'énergie pour chauffer la section de tube
34 de la conduit, étant donné que cette sec-
tion 34 forme une partie de la spire unique
de l'enroulement secondaire du transforma
teur, Il est à noter que l'enroulement secon
daire n'est pas nécessairement limité à une
seule spire, mais peut avoir plusieurs spires
si on le désire. Une façon logique de connee
ter les extrémités 37 et 38 de la, boucle serait
de les réunir au moyen de bandes enroulées
autour de la section de tube 34. Ce moyen
présente toutefois l'inconvénient que la cha
leur se développe uniformément le long Op
la surface de la section de tube 34.
Par con
séquent, il est difficile de profiter au maxi-
mum des changements de température de la
section de tube 34. Pour surmonter cette dif
ficulté, les extrémités 37 et 38 de la boucle
39 ne sont rendues solidaires, par exemple par-soudage, que d'une partie sseulement du périmètre de la. section de tube 34, comme le montre plus clairement la fig. 3. Grâce à la liaison à une partie seulement du périmètre de la section de tube 34, la plus grande partie de l'émission de cha : lsur est limitée à un chemin bien défini, indiqué par Les lignes pointillées 43 de la fig. 4.
Cette concentration de la chaleurestpossible,grâceaufait que la section de tube 34 n'a. pas seulement une haute resistance électrique, mais aussi un faible coefficient de conduction de la chaleur. Par conséquent, la chaleur développée aux endroits chauds 43 ne se propagera pas rapidement le long du tube.
Ainsi, une aire
moins chauffée est exposée à l'eau de refroi-
dissement, ce qui permet à l'aire chauffée de devenir plus chaude, de sorte que l'organe sensible à la-chaleur décrit ci-après réagit très rapidement, en fait si rapidement qu'il est capable de détecter, non seulement des interruptions d'écoulement, mais aussi des ra lentissements de cet écoulement se produisant dans une période de temps suffisamment grande pour protéger d'une manière adé-
quaite les tubes d'allumage ou autres diapo sitifs.
Pour faciliter la, conduction de la chaleur du point chaud 43 à l'organe sensible à la chaleur, un bloc en cuivre ou autre matière bonne conductrice de la chaleur 44 est soudé on fixé d'une autre manière à une par tic, du. parcours de concentration de chaleur 43. Une boîte 45 ayant une plaque de base en métal 46 renferme un organe sensible à la chaleur ou thermostat 47 qui est directement monté sur ladite plaque de base 46 en contact métallique avec celle-ci. Une cheville isolante 48 est prévue pour effectuer la séparation des contacts 12 et 14, dont le dernier
n'est pas visible, étant donn, qu'il se trouve derrière le contact 13.
Un circuit métallique direct est donc établi entre la section de
tube 34 et l'élément de-thermostat 47, de fa çon à faciliter la conduction de chaleur de l'endroit chaud 43 à l'élément thermostatique 47, grâce à quoi ce dernier réagit rapidement aux changements de température à l'endroit chaud 43. La température de l'élément thermostatique 47 dépend de deux compo santes, à satvoir la. température du fluide de refroidissement dans le conduit 34 et la chaleur développée dans l'élément de résistance 34 par le courant électrique qui le traverse.
Un autre avantage de cette construction est qu'il y aura très peu de chaleur perdue dans le reste de la. surface de lai section de tube 34, en dehors de l'endroit chaud 43.
Cette construction permet de prévoir une distance minimum entre les extrémités 37 et 38 de la boucle secondaire 39, grâce à quoi on peut employer un transformateur relati vement petit pour fournir l'énergie nécessaire en vue de l'obtention d'un chauffage suffisant pour actionner l'élément sensible a la chaleur 47. La, boîte 45 est pressée élastiquement contre la;surfacesupérieure de la section de tube 34 au moyen de ressorts 49 et 50 qui sont comprimés entre les têtes de bou
Ions 51 et 52 et la surface supérieure de la boîte 45. Ainsi, on peut réaliser toute pres- sion de contact prédéterminée et constante entre les éléments 44 et 46 en vissant plus ou moins les boulons 51 et 52.
En plus, cette construction permet d'enlever facilement la boîte 45 au cas où l'élément thermique serait défectueux ou devrait être ajusté.
Bien que pour des raisons de simplicité, les contacts 12 sont destinés ici à interrompre directement le circuit, il est évident qu'on pourrait prévoir encore un relais avec un interrupteur auxiliaire de capacité de coupure plus grande, si on le désire.
Le dispositif objet de l'invention a été décrit, dans ce qui précède, appliqué à une installation de soudage par point, mais il est évident qu'il peut être appliqué, d'une manière générale, à toute instas a. tion da-ns laquelle un écoulement d'un fluide a lieu à tra. vers une conduite eb dont le fonctionnement dépend de cet écoulement. Le dispositif est applicable à toute installation de refroidissement dans laquelle une opération prédéterminée doit être effectuée en dépen- dance de l'interruption ou du ralentissement de l'écoulement d'un fluide à travers l'instal- lation, ou par suite de l'augmenta. tion de la., température au-dessus d'un niveau prédéber- miné du fluide.
Le terme,, fluide" comprend aussi bien les liquides que les gaz, agissant soit comme agent réfrigérant, soit comme agent de chauf fage dans certains caqs. Autrement dit, l'or gane sensible à la chaleur fonctionne en gé- néral en dépendance de tout changement de chaleur provoqué par le changement du degré d'écoulement d'un fluide traversant une conduite.
Il est évident que les déflections des éléments thermosta. tiques peuvent constituer un moyen de détection ou d'indication visuelle qui indiquera le degré d'écoulement du fluide. Tous moyens appropriés (non repré- sentés) peuvent être prévus pour amplifier le mouvement de déviation de l'organe thermostatique, de façon que ce mouvement soit rendu facilement visible. Par exemple, la cheville 48 peut être prolongée à travers la partie supérieure de la boîte et être calibrée de façon à indiquer le degré d'écoulement ou la température du fluide.
Il est entendu qu'on pourrait aussi prévoir des lampes de signa : lisa. tion ou d'autres dispositifs remplis sant le même but qui seraient alimentés lorsqu'un degré prédéterminé d'écoulement serait atteint.
Device for detecting the change in the flow velocity of a fluid.
The present invention relates to a positive di for detecting the change in the flow velocity of a fluid, in particular of a cooling fluid, passing through a duct.
A device of this kind can help. for example, when it is applied to a cooling plant, for example an ignitron tube in which one sucks. to avoid deterioration's. interrupt the ignition circuit in the event that the flow of coolant in the installation is interrupted or even already when the flow rate of this coolant is reduced. It is understood, however, that such a device has a more general application and that it can be applied in addition to any installation in which the flow of fluid in a conduit is to be monitored.
The device of the invention is ca ractérisé by a metallic body capable of driving the. heat, thermally connected to an electric heating circuit intended to heat it and cooled by the fluid passing through said conduit, so that the temperature of this metallic body depends on the flow rate of the fluid. and is characterized. furthermore, by a member sensitive to heat and thermally connected to said metallic body.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the object of the invention applied to an electrical control installation.
Fig. 1 is the diagram of this installation.
Fig. 2 is a top view, partly in section, of a transformer and a portion of a conduit carrying a fluid.
Fig. 3 is a side view of the assembly shown in FIG. 2, and
fig. 4 is an elevational view, partly in section, of a temperature-sensitive member mounted on the part of the conduit through which the fluid passes.
In fig. 1 of the drawing, 1 designates two parts intended to be probed to each other at points, using electrical energy supplied by a transformer 2.-The supply conductors 3 and 4 represent a alternating current source supplying this transformer and igniton tubes 5 and 6.
Fig. 1 shows an ignitron circuit including a regulating device and operating as follows: Assuming that the on switch 7 is depressed, a circuit will then be formed which begins at conductor 3 and passes through. by conductors 8 and 9, the rectifier 10, the conductor 11, the thermostatic contacts 12, the conductor 13, the contacts 14, the conductor 15, the upper contacts of the switch 7, the conductor 16, the rectifier 17, the ignition electrodes of the ignitron tube 6, the conductor 18, the resistor 19, the conductor 20, the coil 21 of a time relay 22, the conductor 23 to the conductor 4.
Since the short circuit normally established for coil 21 by the lower contacts of switch 7 is interrupted (as a result of lowering the "on" switch), relay coil 21 will be fully energized. and will attract the a. rmature 24, which is pivoted at 25, so as to make it oscillate upwards until its free end comes to lift the arms carrying the contacts, pivot at 27, thus giving rise to the opening of the contacts 14 and to the closing of the contacts 28. The time required for this upward movement of the armature 24 can be varied by adjusting the initial position of
reinforcement 24, which can be
killed by means of the stationary adjustable cam 29.
As soon as the con
14 tacts are separated from each other, the
ignition circuit shown above will be in
interrupted. This circuit is closed at the time
where the supply conductor 3 is positive
with respect to the supply conductor 4,
when tube 6 lights up, while
tube 5 does not light up.
At the next
half cycle, when conductor 4 is posi
tif with respect to conductor 3, the circuit
can be closed from conductor 4 through conductor 23, coil 21, conductor
20, resistor 19, conductor 18, re
trainer 30, conductor 16, upper contacts of switch 7, conductor
15, contacts 14, conductor 13, contacts 12, conductor 11, rectifier 31, ignition electrode and cathode of tube 5, conductor 32 and conductor 8 to supply conductor 3 At this time, tube 5 lights up, while tube 6 does not light up. Thus, the change in polarity of the alternating current source gives rise to an alternating ignition of the tubes.
5 and 6.
If automatic adjustment is not desired, as in certain soldering operations, a manually operated switch can be provided. Such a switch
can be connected between conductors 13
and 16.
As also emerges from the. fig. 1, a
conduit or tube 33 is used for the circulation of a
coolant, such as e.g.
full of water, this fluid passing through che
put tubes 5 and 6 or can go through
any other desired part of these tubes. A
section of pipe 33, designated by 34,
is established in material presenting a resis
electric tance or can also be established
a conductive material, such as steel or
same copper, but with a very thin
wall, so as to present an electrical resistance
appreciable stick.
Tube section 34 is
ends at points 35 and 36. As we can see
see more clearly in fig. 2, the section of
tube 34 of resistant material is provided
a loop 39 formed of a material con
ducting and welded, by its ends 37 and
38, at points spaced longitudinally,
of this section of tube, this loop being
wound on a core 40 of a transforma
tor. A primary winding 41 of this trans
trainer is plugged into the circuit represented
felt in fig. 1.
Therefore, we understand
dra that the primary winding 41 which is in
series with 42 contacts constitutes a source
energy to heat the tube section
34 of the duct, since this sec-
tion 34 forms part of the single coil
of the secondary winding of the transforma
It should be noted that the secondary winding
daire is not necessarily limited to one
single turn, but can have several turns
if desired. A logical way of connee
ter the ends 37 and 38 of the, loop would be
to join them by means of rolled bands
around tube section 34. This means
However, it has the disadvantage that the cha
their grows evenly along Op
the surface of the tube section 34.
By con
sequent, it is difficult to make the most of
mum temperature changes in the
tube section 34. To overcome this dif
difficulty, ends 37 and 38 of the loop
39 are made integral, for example by-welding, only a portion of the perimeter of the. tube section 34, as more clearly shown in FIG. 3. Thanks to the connection to only a part of the perimeter of the tube section 34, most of the emission of cha: lsur is limited to a well-defined path, indicated by the dotted lines 43 in FIG. 4.
This concentration of heat is possible, thanks to the fact that the tube section 34 does. not only high electrical resistance, but also low heat conduction coefficient. Therefore, the heat developed at the hot spots 43 will not quickly propagate along the tube.
Thus, an area
less heated is exposed to cooling water.
hardening, which allows the heated area to become hotter, so that the heat-sensitive organ described below reacts very quickly, in fact so quickly that it is able to detect, not only interruptions flow, but also slowdowns in this flow occurring over a period of time sufficiently large to adequately protect
quait ignition tubes or other slides.
To facilitate the conduction of heat from the hot spot 43 to the heat-sensitive member, a block of copper or other good heat-conducting material 44 is soldered or otherwise attached to a piece of the. heat concentrating path 43. A box 45 having a metal base plate 46 encloses a heat sensitive member or thermostat 47 which is directly mounted on said base plate 46 in metallic contact therewith. An insulating plug 48 is provided for separating the contacts 12 and 14, the last of which
is not visible, given that it is behind contact 13.
A direct metal circuit is therefore established between the section of
tube 34 and the thermostat element 47, so as to facilitate the conduction of heat from the hot place 43 to the thermostatic element 47, whereby the latter reacts quickly to changes in temperature in the hot place 43 The temperature of the thermostatic element 47 depends on two components, to be satisfied. temperature of the cooling fluid in the duct 34 and the heat developed in the resistance element 34 by the electric current which passes through it.
Another advantage of this construction is that there will be very little waste heat in the rest of the room. surface of the tube section 34, outside the hot spot 43.
This construction makes it possible to provide a minimum distance between the ends 37 and 38 of the secondary loop 39, whereby a relatively small transformer can be employed to provide the energy necessary for obtaining sufficient heating to operate. the heat sensitive element 47. The box 45 is resiliently pressed against the upper surface of the tube section 34 by means of springs 49 and 50 which are compressed between the tube heads.
Ions 51 and 52 and the upper surface of the box 45. Thus, any predetermined and constant contact pressure can be achieved between the elements 44 and 46 by more or less tightening the bolts 51 and 52.
In addition, this construction allows the box 45 to be easily removed in the event that the thermal element is defective or needs to be adjusted.
Although for reasons of simplicity, the contacts 12 are here intended to interrupt the circuit directly, it is obvious that one could still provide a relay with an auxiliary switch of greater breaking capacity, if desired.
The device which is the subject of the invention has been described in the foregoing, applied to a spot welding installation, but it is obvious that it can be applied, in general, at any time. tion da-ns which a flow of a fluid takes place through tra. to a pipe eb whose operation depends on this flow. The device is applicable to any cooling installation in which a predetermined operation is to be carried out depending on the interruption or slowing down of the flow of a fluid through the installation, or as a result of the installation. increased. tion of the temperature above a predetermined level of the fluid.
The term "fluid" includes both liquids and gases, acting either as a refrigerant or as a heating agent in some caqs. In other words, the heat-sensitive organ generally functions in dependence on heat. any change in heat caused by the change in the degree of flow of a fluid passing through a pipe.
It is obvious that the deflections of the thermosta elements. Ticks can provide a means of detection or visual indication that will indicate the degree of fluid flow. Any suitable means (not shown) can be provided to amplify the deflection movement of the thermostatic member, so that this movement is made easily visible. For example, the peg 48 can be extended through the top of the box and calibrated to indicate the degree of flow or the temperature of the fluid.
It is understood that we could also provide lamps from signa: lisa. tion or other like-purpose devices which would be energized when a predetermined degree of flow was reached.