Dispositif de signalisation applicable notamment à une pompe de circulation de chauffage central
La présente invention a pour objet un dispositif de signalisation applicable notamment à une pompe de circulation de chauffage central, permettant de transmettre, à l'extérieur d'un boîtier étanche, une indication sur l'état de mouvement d'organes dis posés dans ce boîtier et qui est caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens mis en action par les déplacements des organes disposés dans le boîtier et qui transmettent un signal à l'extérieur de ce boîtier.
A titre d'exemple, on a décrit cFdessous et représenté au dessin annexé, plusieurs formes de réalisation du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique, en coupe axiale longitudinale, d'une pompe de circulation équipée d'un dispositif de signalisation lumineux.
La fig. 2 est une vue partielle, en coupe, montrant une autre forme de réalisation d'un dispositif de signalisation lumineux.
La fig. 3 est une coupe d'une troisième forme d'exécution montrant un dispositif de signalisation à aiguille indicatrice indiquant le sens de rotation.
La fig. 4 est un plan correspondant à la figure précédente.
Les fig. 5 et 6 illustrent deux variantes de dis- positif représenté à la fig. 4.
Les fig. 7, 8 et 9 représentent, respectivement en coupe élévation axiale, trois variantes d'une autre forme de réalisation dans laquelle un aimant est monté transversalement dans une pièce en matière non magnétique fixée en bout de l'arbre du moteur de la pompe.
La fig. 10 montre, en coupe, une forme de réalisation dans laquelle l'aimant est formé par une pièce cylindrique plate.
La fig. 11 est une vue en plan correspondante.
La fig. 12 illustre, en coupe, une autre forme d'exécution comportant un aimant similaire.
La fig. 13 est une vue, en coupe horizontale, d'une autre forme de réalisation.
La fig. 14 montre, en coupe, encore une forme de réalisation à aimant cylindrique.
La fig. 15 est une coupe d'une autre forme de réalisation.
La fig. 16 est une vue en plan correspondant à la figure précédente.
La fig. 17 représente, en coupe élévation, encore une autre forme de réalisation.
Les fig. 18 et 19 représentent des ooupes élévation de deux autres formes de réalisation se rapportant plus spécialement à des dispositions mécaniques utilisant des masses.
La fig. 20 est une coupe d'une variante dans laquelle les masses sont remplacées par une hélice.
La fig. 21 est une coupe d'une variante des réalisations illustrées par les fig. 10 et 11.
La pompe de circulation de chauffage central, représentée par la fig. 1, est contenue dans un boîtier étanche. Elle comporte, à la manière connue, un moteur électrique 1, dont le stator 2 est isolé, d'une manière étanche, par l'intermédiaire d'un tube 3, du rotor 4, dont l'arbre 5 porte une roue centrifuge 6 disposée dans le circuit de l'eau de l'installation de chauffage dont on désire activer la circulation.
Le stator 2 comprend une ou plusieurs spires 7, isolées des spires sous tension et dans lesquelles est formé, par la rotation du rotor 4, un courant induit qui est utilisé pour allumer une lampe 8 signalant visuellement et à distance que la pompe est bien en fonctionnement.
Dans une autre forme d'exécution, plus spécialement représentée par la fig. 2, on prévoit un aimant 9, solidaire de l'arbre 5, et qui agit sur un enroulement 10 alimentant, lorsque la pompe tourne, une lampe 8, un protecteur transparent étant prévu en 11. On remarquera que l'extrémité de l'arbre 5 portant l'aimant 9 est séparée de l'extérieur par un capot étanche 12, monté dans un bouchon 13 portant l'enroulement 10 et la lampe 8.
Si le roter, pour une cause aceidentelle, est bloqué au moment de la fermeture du circuit, la lampe 8 ne s'allume pas et, de ce fait, on est informé de cet incident.
Une forme d'exécution particulièrement avantageuse est plus spécialement représentée par les fig. 3 et 4. L'arbre 5 porte un aimant 9 et un capot d'étanchéité est prévu en 12, comme dans la réalisation précédente. En regard de l'aimant 9, mais à l'extérieur du capot 12, est prévu un barreau 14 monté sur une plaquette transparente 15 solidaire du bouchon 13. Le barreau peut être pivoté sur la plaquette 15 et maintenu, en position moyenne, par un ressort spiral 16, ou il peut être relié à cette plaquette uniquement par une lame élastiquement déformable.
Lorsque la pompe est mise en rotation, le barreau 14, de préférence en forme de flèche (fig. 4), vient normalement dans la position 14-a limitée par une butée 17. Cette position 14-a du barreau 14 indique non seulement que la pompe fonctionne, mais encore qu'elle tourne dans le bon sens. Au contraire, si le barreau 14 vient dans la position 14-b, il donne l'indication que la pompe fonctionne, mais qu'elle tourne dans le sens inverse, cette dernière position 14-b étant limitée par une butée 18.
La fig. 5 illustre une variante de réalisation dans laquelle le barreau 14 est complété par un disque présentant un secteur blanc 19 et un secteur rouge 20 adjacents, les deux autres secteurs opposés de ce disque étant, par exemple, de couleur noire. La plaquette 15 est, dans oe cas, opaque, mais comporte deux lumières en forme de secteur 21 et 22, oes lumières pouvant d'ailleurs être remplacées par des secteurs transparents 21 et 22. Lorsque la ; pompe est mise en rotation, le secteur blanc 19 du disque vient en regard du secteur transparent ou de la lumière 21 indiquant non seulement que la pompe fonctionne, mais qu'elle tourne dans le bon sens indiqué par la flèche 23.
Si, au contraire, la pompe tourne dans le mauvais sens indiqué par la flèche 24, le secteur rouge 20 vient en regard de la lumière ou du secteur transparent 23 pour signaler cet incident.
La fig. 6 illustre une autre variante de réalisation dans laquelle la plaquette 15 comporte deux zones transparentes ou translucides, l'une 25, de couleur blanche, l'autre 26, de couleur rouge. Le disque complétant le barreau 14 est opaque et il comporte une lumière 27. Une source lumineuse permanente, mais, de préférence, mise en action par la fermeture du circuit de la pompe, est prévue sous le disque complétant le barreau 14. Si le sens de rotation de la pompe est correct (sens de la flèche 23), la lumière 27 vient en regard de la partie transparente blanche 25 et la source lumineuse éclaire en blanc cette zone de signalisation. Au contraire, Si la pompe tourne dans le mauvais sens indiqué par la flèche 24, la lumière 27 vient en regard de la zone transparente rouge 26 qui est alors éclairée en signalant cet incident de fonctionnement.
On remarquera, en outre, que l'on peut prévoir en regard de la lumière 27, mais dans la plaquette 15, une zone transparente ou translucide de couleur verte. Ainsi, dans le cas de fermeture du circuit de la pompe et si le rotor est bloqué, le disque reste immobile et la lumière verte signale cet incident.
Dans le dispositif représenté dans les fig. 7 à 9, l'aimant est monté dans une pièce en matière non magnétique fixée en bout de l'arbre, et situé à une certaine distance de l'extrémité de oet arbre pour éviter les fuites magnétiques.
Dans la forme de réalisation représentée en fig. 7, l'extrémité de l'arbre 5 de la pompe comporte une pièce en métal non magnétique 30 dans laquelle est inséré un aimant 9. Le bouchon 13 comporte à la partie supérieure une cuvette 31 dont le fond forme une paroi 32 en matière non magnétique: le bouchon pouvant notamment être exécuté en laiton ou en bronze. Sur le fond de cette cuvette, il suffit de placer un élément signalisateur 14 constitué par une épingle ou un écrou, ou encore, comme indiqué en traits mixtes, par une punaise 14'.
Lorsque la pompe est mise en route, l'élément signalisateur 14 tourne en étant entraîné par l'aimant et signale, de ce fait, le bon fonctionnement de celle-ci.
La vitesse de rotation de l'élément signalisateur 14 est fonction de sa distance à l'aimant 9, de son moment d'inertie et de la valeur de la friction avec la paroi 32.
La fig. 8 utilise une autre forme de réalisation dans laquelle on retrouve les mêmes éléments que précédemment. Mais, dans ce cas, l'élément 14 de signalisation est maintenu dans une chambre 33 par l'intermédilaire d'une pièce tubulaire 34 vissée dans le bouchon 13. Si on désire immobiliser l'élément signalisateur 14, il suffit de visser la pièce 34; au contraire, en dévissant cette pièce légèrement, on libère l'élément signalisateur 14 qui est alors entraîné comme indiqué précédemment et son mouvement peut être observé à travers la lumière centrale de la pièce 34.
La fig. 9 illustre une autre forme d'exécution dans laquelle l'élément signalisateur 14 est monté sur un écrou 35 à pas rapide, vissé sur une tige correspondante filetée 36 maintenue, par exemple, par le fond ou la plaquette fixe 32. Lorsque la pompe tourne, elle entraîne par son aimant 9 l'élé- ment signalisateur 14 qui se déplace alors en translation et vient agir, lorsque cette pompe tourne dans le bon sens, sur un bouton 37 d'un microcontact assurant la fermeture d'une lampe de signalisation.
Cette lampe de signalisation peut appartenir à un circuit mis sous tension par la fermeture du circuit de la pompe, mais, de préférence, il est avantageux d'utiliser une dérivation entre un certain nombre de spires d'une ou plusieurs bobines du rotor, de manière à réaliser un auto-transformateur déterminant le voltage nécessaire à l'éclairement de cette lampe.
On peut également utiliser deux lampes de signalisation, et agir sur un ou plusieurs basculeurs à mercure au lieu d'employer des microcontacts.
L'aimant monté en bout de l'arbre par l'intermé du aire d'une pièce non magnétique, peut présenter toute forme désirée et, par exemple, celle d'un cylindre plat aimanté suivant un diamètre.
Cette forme de réalisation est illustrée en fig. 10, dans laquelle une pièce amagnétique 30 recevant un disque 9 aimanté suivant un diamètre est montée en bout de l'arbre 5 de la pompe. Un bouchon 13 comporte une surface supérieure légèrement conique 38 et un axe central 39 sur lequel est tourillonné un barreau de fer doux 14 monté, comme représenté, dans une pièce isolante 40. Sur le bouchon 13 est vissée une bague 34 qui s'applique normalement, par un épaulement 41, sur une surface marginale périphérique 42 de la pièce 40, de manière à immobiliser normalement cette pièce 40. Cette bague 34 est d'ailleurs sollicitée constamment en position de blo cage de la pièce 40 par un ressort spiral 43 dont l'une des extrémités 44 est solidaire de la bague 34, tandis que l'autre extrémité 45 est immobilisée sur le bouchon 13.
Sur la partie visible de la pièce 40 apparaît une flèche très voyante 46 indiquant le sens normal de rotation de la ; pompe.
Le fonctionnement du dispositif de signalisation précédemment décrit est le suivant:
La pompe étant branchée et pour savoir si cette pompe tourne et si son sens de rotation est correct, il suffit de dévisser légèrement la bague 34 dans le sens de la flèche 47 en antagonisme à l'action du ressort 43, cette opération permettant de libérer la pièce 40.
Si la pompe est bloquée, cette pièce 40 reste immobile.
Si cette pièce 40 tourne dans le sens opposé de celui indiqué par la flèche 46, la pompe a son sens de rotation inversé. Au contraire, si cette pièce 40 tourne dans le sens de la flèche 46, le fonctiorme- ment est normal.
Le ressort 43 limite le dévissage de la bague 34 qui ne peut pas être dégagée accidentellement du bouchon 13. De plus, la valeur du dévissage de la bague 34 permet de modifier la friction sur la pièce 40, en vue de limiter sa vitesse de rotation et, par suite, de faciliter la lecture du sens de rotation.
Dès qu'on abandonne la pièce 34, celle-ci est rappelée automatiquement en position de blocage de la pièce 40 tout en assurant l'étanchéité entre l'épaulement 41 et la surface annulaire marginale 42, de manière à éviter l'entrée de corps étrangers et même de poussières dans le logement dans lequel peut tourner la pièce 40.
Dans la forme de réalisation illustrée en fig. 12, on retrouve les principaux éléments représentés par les figures précédentes, ces éléments étant indiqués par les mêmes références.
Dans cette forme d'exécution, le blocage de la pièce 40 est assuré par un poussoir 48 sollicité en position de blocage par un ressort 49. L'ensemble mobile indicateur, constitué par la pièce 40 et le barreau 14, est protégé par un verre 50 maintenu en position par un jonc 51, l'axe 39 de pivotement étant porté par ce verre 50.
Une simple pression dans le sens de la flèche 52, sur l'extrémité saillante du poussoir 48, permet de libérer l'ensemble 40-14 qui peut donner alors les indications, comme décrit en référenoe aux fig. 10 et 11.
La fig. 13 illustre une réalisation simplifiée d'un moyen de blocage ou de freinage de l'ensemble 40-14 qui peut être monté, comme illustré par la fig. 10 ou la fig. 12. On prévoit, dans ce cas, une lame élastiquement déformable 53 fixée rigidement à l'une de ses extrémités, en 54, sur le bouchon 13, son autre extrémité libre 55 étant saillante hors de ce bouchon 13 pour pouvoir être déplacée manuellement dans le sens de la flèche 56.
Ce déplacement provoque la libération de l'ensemble 40-14 qui est de nouveau bloqué dès qu'on abandonne l'extrémité 55, la lame élastique 53 reprenant automatiquement sa position de freinage.
Dans la forme de réalisation représentée en fig.
14, l'ensemble mobile 14-40 est placé en principe perpendiculairement au disque 9 aimanté suivant un diamètre. Dans ce but, le bouchon 13 comporte deux bras 57 formant fourche et entre lesquels est articulé en 58 un boîtier 59 dans lequel est tourillonné, autour d'un axe 39, Fensemble indicateur 14-40, un moyen de freinage ou de blocage tel que celui représenté par la fig. 13 pouvant équiper le boîtier 59.
I1 est possible, du fait de l'articulation 58 qui est en principe à friction, d'orienter légèrement le boîtier 59 pour faciliter la lecture de l'indicateur.
Dans les différentes formes de réalisation et lorsque l'ensemble mobile 14-40 est incliné, soit du fait de la position même du circulateur, soit par un déplacement du boîtier 59 (dans le cas de la fig. 14), on peut déséquilibrer légèrement cet ensemble mobile de manière qu'en position de repos, et lorsque le déblocage est mis hors d'action, cet ensemble 14-40 se place toujours dans la même position. Cette disposition peut être envisagée notamment dans le cas de la fig. 17, comme il sera indiqué en référenoe à cette figure.
Les fig. 15 et 16 illustrent une autre forme d'exécution dans laquelle le barreau de fer doux 14 est articulé autour d'un axe excentré 60 et il est solidaire d'une plaque translucide 61 bicolore en 61 a et 61b. Une lampe 62 montée en série avec une résistance 63 est disposée sous la plaque translucide 61 et au-dessus de cette plaque 61 est disposé un écran opaque 64 pourvu d'un trou central 65, cet écran étant maintenu en position par une bague 66 vissée sur le bouchon 13. Sur la fig. 16, l'écran 64 et sa bague de fixation 66 sont démontés, mais on a représenté en traits mixtes le trou 65 de cet écran.
Le fonctionnement de ce dispositif de signalisation est le suivant:
Lorsque le circuit de la pompe est fermé, la pompe tourne dans le sens normal ou en sens inverse. Dans le premier cas, l'ensemble mobile 14-61 se déplace dans le sens de la flèche 67 pour présenter en regard du trou d'observation 65 la partie 61 b, par exemple de couleur j aune. Dans le deuxième cas, cet ensemble se déplace dans le sens de la flèche 68 pour présenter, en regard du trou 65, la partie 61 a, par exemple de couleur rouge, qui indique cette anomalie de fonctionnement.
La fig. 17 montre une autre forme de réalisation dans laquelle on utilise les courants de Foucault sur un disque 69 tourillonné en 70 et qui est rappelé en position moyenne par un ressort spiral 71. On pourrait, en déséquilibrant légèrement ce disque, compléter l'action du ressort spiral 71 et même sup primer ce ressort dans le cas où l'organe signalisateur 69 serait toujours incliné pour qu'il occupe toujours la même position lorsque la pompe est au repos.
Lorsque le circuit de la pompe est fermé, trois cas peuvent se présenter: 1. La pompe est bloquée, l'arbre 5 reste immobile
et, dans ce cas, le disque 69 n'est pas déplacé,
indiquant de ce fait cette anomalie.
2. La pompe tourne en sens inverse, le disque est
déplacé dans le même sens en signalant cet indic
dent de fonctionnement.
3. La pompe tourne dans le bon sens, le déplace
ment du disque 69 dans le même sens indique
alors que le fonctionnement est correct.
Les fig. 18 et 19 représentent deux formes de réalisation d'un dispositif mécanique de signalisation utilisant des masses agissant par inertie pour signaler, par l'intermédiaire de moyens mécaniques ou électriques, le bon ou le mauvais fonctionnement de la pompe.
Dans l'exemple de la fig. 18, on monte à l'extré- mité de l'arbre 5, qui comporte à cet effet un chambrage borgne 95, une pièce taraudée 96 à grand pas dans laquelle est engagée une vis 72, également à grand pas à plusieurs filets, pourvue d'une bague 73 et dont la queue lisse 74 peut se déplacer en translation et en rotation dans un trou borgne axial ménagé au fond du chambrage 95, un ressort de rappel 75 étant disposé comme représenté. L'extrémité supérieure de la vis 72 comporte une pièce présentant quatre bras élastiques 76 aux extrémités desquels sont montées des masses sphériques 77 agissant par inertie. En outre, une coupelle 78 limite le déplacement des bras élastiques 76 sous l'action de la force centrifuge.
Un premier contact 79 est normalement fermé, en position de repos, par des masses 77 qui agissent pour réaliser cette fermeture par l'intermédiaire de deux demi-disques 80 montés respectivement sur les lamelles élastiques 81 et 82 réalisant le contact 79. Un deuxième contact peut être réalisé par l'intermédiaire de lamelles 83 et 84, comme il sera indiqué ci,-après.
Lorsque le circuit de la pompe est fermé, trois cas peuvent se présenber, comme mentionné précédemment: si la pompe est bloquée, l'arbre 5 reste immobile et le contact 79 reste fermé, indiquant, par une lampe témoin dont le circuit a été fermé en même temps que celui de la pompe, cette anomalie de non-fonctionnement; au contraire, si le branchement de la pompe est défectueux et provoque sa rotation dans le mauvais sens, l'ensemble de la vis 72 reste en position, mais les masselottes 77 s'écartent sous l'action de la force centrifuge en libérant le contact 79, l'extinction de la lampe témoin indiquant cette anomalie;
lorsque le sens de rotation est correct, la vis reçoit, au départ, une impulsion dans le sens permettant son déplacement axial suivant la flèche 85, en même temps les masselottes 77 s'écartent et viennent contacter les lamelles 83 et 84 assurant la fermeture intermittente d'un circuit t d'une lampe de signalisa- tion de ce bon fonctionnement, le contact 79 étant ouvert. Après quelques instants de fonctionnement dans la position haute de la vis 85, celle-ci revient sous l'action de son ressort 75 dans sa position ini- tiale, les masselottes restant écartées et tous les circuits étant coupés.
La fig. 19 illustre une autre forme de réalisation dans laquelle la vis à grand pas à plusieurs filets 72 porte à son extrémité une masse 86, un contact normalement ouvert étant prévu en 87 dans l'axe de la vis 72 et au-dessus de la masse 86.
Si le rotor de la pompe est bloqué, ou si ce rotor tourne dans le mauvais sens, la vis 72, et par suite la masse 86, restent dans la position illustrée par cette fig. 19, le contact 87 étant toujours ouvert.
Au contraire, si la pompe tourne dans le bon sens l'ensemble vis 72 et masse 86 se déplace momentanément dans le sens de la flèche 85 pour assurer la fermeture du contact 87 indiquant par une lampe témoin que le fonctionnement est normal, l'ensemble de la vis 72 et de la masse 86 revenant au bout d'un certain temps à sa position initiale sous l'action du ressort 75. On pourrait prévoir à la périphérie de la masse 86 des séries d'encoches de manière à réaliser un léger frein à air permettant, en position de fonctionnement normal, de compenser l'action du ressort 75 et de permettre au contact 87 d'être mam- tenu fermé.
La fig. 20 représente une autre forme de réalisation d'un dispositif mécanique dans lequel on utilise une hélice 88 solidaire d'un axe 89 dont l'extrémité 90 est fraisée pour constituer une section en principe rectangulaire. Cette extrémité 90 est engagée dans une pièce 91 présentant une lumière de forme corres pondant à cette extrémité 90, de manière à pouvoir se déplacer facilement en translation avec l'axe 89 qui est engagé dans une pièce 92, un contact de fermeture du circuit d'une lampe témoin étant prévu en 93.
L'hélice 88 est établie de manière que Si l'arbre 5 tourne en sens inverse de son sens normal, elle reste dans la position représentée à la fig. 20. I1 en est de même si le rotor de la pompe est bloqué. Au contraire, si la pompe tourne normalement dans le bon sens, l'ensemble mobile constitué par l'hélice 88 et l'axe 89-90 se déplace non seulement en rotation mais également en translation dans le sens de la flèche 94 en antagonisme à l'action du ressort 75.
Dans cette nouvelle position, cet ensemble mobile vient fermer le contact 93 qui assure la mise en action de la lampe de signalisation de bon fonctionnement de la pompe Dans cette réalisation, l'ensemble mobile 88-89-90 reste dans ce cas à la position haute du fait que la composante verticale de l'hélice 88 est supérieure à l'action du ressort 75. Dès que la circulation est arrêtée, l'ensemble mobile est rappelé automatiquement en position de repos, oom- me représenté par la fig. 11, sous l'action du ressort 75, le contact 93 étant coupé.
I1 a été représenté en fig. 21, une autre variante qui se rapporte notamment aux fig. 10 et 13 du fait qu'elle met en ceuvre certains des éléments utilisés dans ces réalisations. On a, dans ce cas, supprimé l'axe de pivotement 39 et donné à l'ensemble de la pièce 40-14 la forme d'une lentille cornexée de manière à réduire au minimum les frottements latéraux et de pivotement, cette pièce 40-14 étant freinée par une lamelle élastique 53, comme représenté par la fig. 13.