FR2667690A1 - Gauge device for a hot pressurised liquid - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention a pour objet un dispositif de jaugeage de liquide chaud et sous pression, par exemple le liquide de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile.The subject of the invention is a device for gauging hot and pressurized liquid, for example the coolant of a motor vehicle engine.
Affin de pouvoir vérifier facilement et rapidement le niveau du liquide de refroidissement, certaines parties du circuit de refroidissement sont réalisées en matière plastique transparente afin que le conducteur puisse voir instantanément si le niveau est correct. Or, la plupart des matières plastiques résistant à la chaleur et à la pression ne sont pas suffisamment translucides pour permettre une visualisation facile du niveau ou s'altèrent au cours du temps sous l~effet de la corrosion et perdent leurs propriétés de transparence.In order to be able to easily and quickly check the coolant level, some parts of the cooling circuit are made of transparent plastic so that the driver can instantly see if the level is correct. However, most plastics resistant to heat and pressure are not sufficiently translucent to allow easy visualization of the level or deteriorate over time under the effect of corrosion and lose their transparency properties.
De plus, la présence de pièces de dimensions importantes plus ou moins jaunies nuit à I'esthétique et on peut souhaiter que toutes les pièces sous le capot soient de la même couleur, par exemple noir, ce qui impose de teinter les pièces en matière plastique et donc de les rendre non translucides.In addition, the presence of large parts more or less yellowed detracts from the aesthetics and one may wish that all the parts under the hood are of the same color, for example black, which requires tinting the plastic parts. and therefore make them non-translucent.
L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus en proposant un dispositif de jaugeage de liquide chaud et sous pression, par exemple le liquide de refroidissement d'un moteur de véhicule, qui permet de contrôler le niveau facilement et efficacement, même après un usage prolongé et même si la plupart des éléments du circuit de refroidissement sont teintés en noir.The object of the invention is to eliminate the above drawbacks by proposing a device for gauging hot and pressurized liquid, for example the coolant of a vehicle engine, which makes it possible to control the level easily and effectively, even after prolonged use and even if most of the elements of the cooling circuit are tinted black.
Le dispositif objet de I'invention comprend, de manière connue: - un récipient dans lequel se trouve le liquide à jauger; - un flotteur à I'intérieur de ce récipient; - un aimant solidaire du flotteur; et - un compartiment adjacent au récipient et contenant un indicateur de niveau sensible à la position de I'aimant. The device object of the invention comprises, in known manner: - a container in which the liquid to be gauged is located; - a float inside this container; - a magnet secured to the float; and - a compartment adjacent to the container and containing a level indicator sensitive to the position of the magnet.
Selon la principale caractéristique de ce dispositif, I'indica- teur de niveau comprend un élément unique en matériau magnétique, déplaçable sous I'action de lamant, et dont la position est indicatrice du niveau du liquide.According to the main characteristic of this device, the level indicator comprises a single element made of magnetic material, movable under the action of the blade, and whose position is indicative of the level of the liquid.
Selon une autre caractéristique de ce dispositif, celui-ci comprend des moyens de guidage de I'élément en matériau magnétique suivant un seul degré de liberté
Selon encore une autre caractéristique, le -compartiment contenant l~indicateur de niveau est délimité d'une part par une paroi du récipient et d'autre part par une paroi transparente fixée à ladite paroi du récipient, aimant étant à proximité immédiate de cette dernière.According to another characteristic of this device, it comprises means for guiding the element made of magnetic material according to a single degree of freedom
According to yet another characteristic, the compartment containing the level indicator is delimited on the one hand by a wall of the container and on the other hand by a transparent wall fixed to said wall of the container, the magnet being in the immediate vicinity of the latter .
Avantageusement, le dispositif objet de l-invention comporte une alerte de niveau minimal, cette dernière étant de préférence actionnée-directement par l'élément en matériau magnétique. Dans un premier mode de réalisation de ce dispositif, I'élément en matériau magnétique est une partie d"une aiguille montée pivotante autour d un axe et se trouve de préférence à l'extrémité arrière de celle-ci.Advantageously, the device which is the subject of the invention comprises a minimum level alert, the latter preferably being actuated directly by the element made of magnetic material. In a first embodiment of this device, the element made of magnetic material is a part of a needle pivotally mounted about an axis and is preferably located at the rear end of the latter.
Dans ce cas, le flotteur est monté à une extrémité d un bras dune équerre et aimant à une extrémité de autre bras, cette équerre étant montée pivotante autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe de pivotement de I'aiguille. In this case, the float is mounted at one end of an arm of a square and magnet at the end of another arm, this square being pivotally mounted about an axis substantially perpendicular to the pivot axis of the needle.
Dans cette réalisation, aiguille est avantageusement en matériau conducteur de l'électricité et alerte de niveau minimal comprend: - un conducteur reliant aiguille à I"un des pôles d'un générateur de courant; - un plot conducteur relié à autre pôle du générateur, contre lequel aiguille vient en butée lorsque le niveau de liquide est inférieur à un seuil prédéterminé: et - un témoin d'alerte sur le circuit électrique ainsi constitué.In this embodiment, the needle is advantageously made of electrically conductive material and minimum level alert comprises: - a conductor connecting the needle to I "one of the poles of a current generator; - a conductive pad connected to another pole of the generator, against which needle comes into abutment when the liquid level is below a predetermined threshold: and - an alert lamp on the electrical circuit thus formed.
Dans un deuxième mode de réalisation, l élément en matériau magnétique est une bille ou analogue déplacable en translation verticale, le flotteur étant lui-même guidé en translation verticale.In a second embodiment, the element made of magnetic material is a ball or the like displaceable in vertical translation, the float itself being guided in vertical translation.
Dans ce cas, la bille est avantageusement réalisée en un matériau conducteur de l électricité et l alerte de niveau minimal comprend: - deux plots conducteurs isolés I'un de autre et reliés respectivement à I'un et autre pôles d'un générateur de courant, la bille venant en contact avec ces deux plots lorsque le niveau de liquide est inférieur à un seuil prédéterminé; et - un témoin d'alerte sur le circuit électrique ainsi constitué.In this case, the ball is advantageously made of an electrically conductive material and the minimum level alert comprises: - two conductive pads isolated from one another and connected respectively to one and another poles of a current generator , the ball coming into contact with these two studs when the liquid level is below a predetermined threshold; and - a warning light on the electrical circuit thus formed.
L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un réservoir de liquide équipé d'un dispositif de jaugeage selon le premier mode de réalisation de I'invention; - la Figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure i; - la Figure 3 est une vue schématique en coupe verticale suivant la ligne III-III de la figure 4 montrant un réservoir de liquide équipé d'un dispositif de jaugeage selon le deuxième mode de réalisation de I'invention; - la Figure 4 est une vue suivant la flèche F de la figure 3 avec coupe partielle; et - la Figure 5 est une vue schématique à échelle agrandie illustrant le dispositif alerte de niveau minimal dans le deuxième mode de réalisation de I'invention. The invention will appear better on reading the description which follows, given solely by way of example, with reference to the appended drawings in which: - Figure 1 is a schematic view in vertical section of a liquid tank fitted with a gauging device according to the first embodiment of the invention; - Figure 2 is a top view of the device of Figure i; - Figure 3 is a schematic view in vertical section along the line III-III of Figure 4 showing a liquid tank equipped with a gauging device according to the second embodiment of the invention; - Figure 4 is a view along arrow F of Figure 3 with partial section; and - Figure 5 is a schematic view on an enlarged scale illustrating the minimum level alert device in the second embodiment of the invention.
La figure 1 montre un récipient 1 qui peut être par exemple le vase d'expansion du circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. Ce récipient est de forme généralement parallélépipédique et comporte sur sa face supérieure un orifice de remplissage 2 fermé par un bouchon 3 avec interposition d un joint d'étanchéité 4.Figure 1 shows a container 1 which can be for example the expansion tank of the cooling circuit of a motor vehicle engine. This container is generally rectangular in shape and has on its upper face a filling orifice 2 closed by a plug 3 with the interposition of a seal 4.
Ce récipient est équipé d un dispositif de jaugeage selon le premier mode de réalisation de I'invention. Ce dispositif comprend d'sabord un support 5 fixé sur le fond 6 du réservoir et dont la partie supérieure se trouve au voisinage de la face supérieure du récipient. Une équerre 7, formée d'un bras 7a de grande longueur et d un bras court 7b sensiblement perpendiculaire au premier, est montée à rotation à la partie supérieure du support 5. Dans l exemple décrit ici, l axe de rotation 8 est horizontal et perpendiculaire au plan de la figure 1 et il se trouve à la jonction des deux bras 7a et 7b.This container is equipped with a gauging device according to the first embodiment of the invention. This device firstly comprises a support 5 fixed to the bottom 6 of the tank and the upper part of which is located in the vicinity of the upper face of the container. A bracket 7, formed of an arm 7a of great length and of a short arm 7b substantially perpendicular to the first, is rotatably mounted on the upper part of the support 5. In the example described here, the axis of rotation 8 is horizontal and perpendicular to the plane of Figure 1 and it is located at the junction of the two arms 7a and 7b.
Un flotteur 9 est monté à I'extrémité du bras 7a opposée à l axe de rotation 8 tandis que le bras court 7b porte, à son extrémité opposée à cet axe, un aimant permanent 10. Dans le mode de réalisation de la figure 1, aimant 10 se trouve à l intérieur d'une partie de la face supérieure du récipient I qui est en forme de calotte sphérique 11 et il agit sur une aiguille magnétique 12 située à I'extérieur de la calotte 11.A float 9 is mounted at the end of the arm 7a opposite the axis of rotation 8 while the short arm 7b carries, at its end opposite to this axis, a permanent magnet 10. In the embodiment of FIG. 1, magnet 10 is located inside a part of the upper face of container I which is in the form of a spherical cap 11 and it acts on a magnetic needle 12 situated outside the cap 11.
Cette aiguille, qui constitue I'indicateur de niveau précité, apparaît mieux sur la figure 2 où I'on voit qu'elle est disposée horizontalement et mobile en rotation autour d'un axe vertical 13. Une extrémité 14 de l aigu-ille 12 se déplace devant une graduation 15 tandis que son autre extrémité porte un élément 16 en matériau magnétique. This needle, which constitutes the aforementioned level indicator, appears better in FIG. 2 where we see that it is arranged horizontally and movable in rotation around a vertical axis 13. One end 14 of the needle 12 moves in front of a scale 15 while its other end carries an element 16 made of magnetic material.
Aiguille 12 et la graduation 15 se trouvent à I'intérieur d un compartiment délimité par la calotte sphérique Il et par une paroi transparente 16a (figure 1) fixée sur la face supérieure du récipient 1. Needle 12 and the graduation 15 are inside a compartment delimited by the spherical cap II and by a transparent wall 16a (FIG. 1) fixed on the upper face of the container 1.
Dans la présente description, on appellera "extrémité avant" de l aiguille celle qui se déplace devant la graduation 15 (et qui peut être en forme de flèche comme sur la figure 2) et "extrémité arrière" l extrémité opposée.In the present description, the “front end” of the needle will be the one which moves in front of the scale 15 (and which may be in the form of an arrow as in FIG. 2) and the “rear end” the opposite end.
Le dispositif de jaugeage illustré aux figures 1 et 2 fonctionne de la manière suivante:
Les variations de niveau du liquide contenu dans le récipient 1 provoquent le déplacement du flotteur 9 et donc la rotation de équerre 7 autour de l axe 8. Ceci a pour effet de déplacer aimant 10 et donc I'élément magnétique 16 prévu à I'extrémité arrière de aiguille 12 puisqu'il est attiré par I'aimant, ce qui provoque la rotation de celle-ci.The gauging device illustrated in Figures 1 and 2 operates as follows:
The variations in the level of the liquid contained in the container 1 cause the displacement of the float 9 and therefore the rotation of the square 7 around the axis 8. This has the effect of moving the magnet 10 and therefore the magnetic element 16 provided at the end. back of needle 12 since it is attracted to the magnet, which causes the latter to rotate.
Il est préférable que aimant se trouve aussi près que possible de aiguille 12 et que I'élément 16 reste au-dessus de aimant 10 quelle que soit la position de celui-ci. Ceci est rendu possible par le fait que le bras 7a est beaucoup plus long que le bras 7b, de sorte qu'une variation importante du niveau du liquide n'entraîne qu'un faible déplacement de l aimant 10.It is preferable that the magnet is as close as possible to the needle 12 and that the element 16 remains above the magnet 10 whatever the position of the latter. This is made possible by the fact that the arm 7a is much longer than the arm 7b, so that a large variation in the level of the liquid causes only a slight displacement of the magnet 10.
On voit donc que la position de aiguille 12 est fonction de celle du flotteur 9, donc du niveau du liquide, ce qui permet d'étalonner la graduation 15.It can therefore be seen that the needle position 12 is a function of that of the float 9, therefore of the level of the liquid, which makes it possible to calibrate the graduation 15.
Avantageusement, le dispositif de jaugeage objet de I'invention peut être équipé d'une alerte de niveau minimal. Pour cela, aiguille 12 est réalisée en matériau conducteur de I'électri- cité et elle est reliée par un conducteur 17 à I'un des pôles d'un générateur de courant, par exemple le pôle positif de la batterie du véhicule. Le conducteur 17 peut être fixé à un disque métallique 18 solidaire de aiguille 12 et monté au centre de celle-ci. Advantageously, the gauging device which is the subject of the invention can be equipped with a minimum level alert. For this, needle 12 is made of an electrically conductive material and it is connected by a conductor 17 to one of the poles of a current generator, for example the positive pole of the vehicle battery. The conductor 17 can be fixed to a metal disc 18 integral with needle 12 and mounted in the center of the latter.
Un plot conducteur 19 est fixé à lextrémîté de la graduation 15 correspondant au niveau minimal du liquide et il est relié à autre pôle du générateur par un conducteur 20: dans le cas d'un véhicule automobile, il peut être relié à la masse de celui-ci. Enfin, un témoin d'alerte, qui peut être une lampe 21 montée sur le tableau de bord, est prévu sur le circuit électrique ainsi constitue, par exemple entre le plot 19 et la masse du véhicule.A conductive pad 19 is fixed at the end of the scale 15 corresponding to the minimum level of the liquid and it is connected to another pole of the generator by a conductor 20: in the case of a motor vehicle, it can be connected to the mass of that -this. Finally, an alert lamp, which can be a lamp 21 mounted on the dashboard, is provided on the electrical circuit thus formed, for example between the stud 19 and the vehicle mass.
Lorsque le niveau du liquide baisse, le flotteur 9 descend et équerre 7 pivote dans le sens inverse des aiguilles d'une montre vu sur la figure 1. L'aimant 10 se déplace donc vers la gauche en regardant les figures 1 et 2 et il en est de même de I'extrémité arrière de aiguille 12 qui porte l élément magnétique 16. L aiguille pivotera donc dans le sens des aiguilles d'une montre vu sur la figure 2 jusqu'à ce que son extrémité avant 14 vienne en butée contre le plot 19, fermant ainsi le circuit électrique et provoquant I'allumage de la lampe 21. When the level of the liquid drops, the float 9 descends and the square 7 pivots anticlockwise as seen in FIG. 1. The magnet 10 therefore moves to the left while looking at FIGS. 1 and 2 and it the same is true for the rear end of the needle 12 which carries the magnetic element 16. The needle will therefore pivot clockwise as seen in FIG. 2 until its front end 14 comes into abutment against the stud 19, thus closing the electrical circuit and causing the lamp 21 to light.
Les figures 3 à 5 illustrent un deuxième mode de réalisation du dispositif de jaugeage objet de linvention. Celui-ci est toujours appliqué au vase d'expansion du circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile et les éléments semblables à ceux des figures 1 et 2 portent les mêmes numéros de référence.Figures 3 to 5 illustrate a second embodiment of the gauging device object of the invention. This is always applied to the expansion tank of the cooling circuit of a motor vehicle engine and elements similar to those in FIGS. 1 and 2 have the same reference numbers.
Dans cet exemple, le récipient 1 est accolé au radiateur 22 représenté schématiquement sur la figure 3. Comme précédemment, il est de forme générale parallélépipédique et sa face supérieure présente une ouverture de remplissage 2 fermée par un bouchon 3 avec interposition d'un joint 4.In this example, the container 1 is attached to the radiator 22 shown diagrammatically in FIG. 3. As before, it is of generally parallelepipedal shape and its upper face has a filling opening 2 closed by a plug 3 with interposition of a seal 4 .
Dans cette réalisation, le dispositif de jaugeage se compose essentiellement d'un flotteur 23 portant un aimant permanent 24. Une tige verticale 25 est fixée par son extrémité inférieure à la paroi inférieure 6 du récipient 1 et elle passe à travers un trou de dimensions correspondantes ménagé dans le flotteur 23 et aimant 24: le flotteur est donc guidé et maintenu en translation verticale. In this embodiment, the gauging device essentially consists of a float 23 carrying a permanent magnet 24. A vertical rod 25 is fixed by its lower end to the lower wall 6 of the container 1 and it passes through a hole of corresponding dimensions formed in the float 23 and magnet 24: the float is therefore guided and maintained in vertical translation.
On voit encore sur la figure 3 que le flotteur 23 se trouve à proximité immédiate d'une paroi verticale 26 du récipient 1.It can also be seen in FIG. 3 that the float 23 is located in the immediate vicinity of a vertical wall 26 of the container 1.
Une paroi transparente 27 est fixée sur la face extérieure de cette dernière de manière à ménager entre elle-même et la paroi 27 un compartiment 28 dans lequel est disposée une bille 29 en matériau magnétique. La forme et la disposition de la paroi 27 sont telles que la bille 29 puisse se déplacer dans une sorte de couloir vertical en étant maintenue contre la paroi 26 sous l action de aimant 24. Les caractéristiques de ce dernier, ainsi que les dimensions, le poids, et le matériau constitutif de la bille sont déterminés pour que celle-ci puisse se déplacer dans le compartiment 28 tout en étant maintenue par aimant. La bille se trouve donc constamment à la même hauteur que celui-ci et sa position est représentative du niveau du liquide.La figure 4 montre que I'on peut prévoir, sur la paroi transparente 27 ou à côté de celle-ci, une graduation 30 avec, éventuellement, une indication des niveaux maximal et minimal.A transparent wall 27 is fixed on the outer face of the latter so as to provide between itself and the wall 27 a compartment 28 in which is disposed a ball 29 of magnetic material. The shape and arrangement of the wall 27 are such that the ball 29 can move in a sort of vertical corridor while being held against the wall 26 under the action of magnet 24. The characteristics of the latter, as well as the dimensions, the weight, and the material of the ball are determined so that it can move in the compartment 28 while being held by a magnet. The ball is therefore constantly at the same height as this and its position is representative of the level of the liquid. Figure 4 shows that one can provide, on the transparent wall 27 or next to it, a graduation 30 with, optionally, an indication of the maximum and minimum levels.
Comme dans le premier mode de réalisation, ce dispositif peut être complété par une alerte de niveau minimal. Pour cela, on réalise la bille en un matériau conducteur de l électricité et on prévoit, à la partie inférieure du compartiment 28, deux plots conducteurs 31 et 32 (figure 5) dont I'emplacement correspond au niveau minimal du liquide. Le plot 31 est relié à l-un des pôles d un générateur de courant par un conducteur 33 et le plot 32 à vautre pôle par un conducteur 34. Comme précédemment, le plot 31 peut être relié au pôle positif de la batterie du véhicule et le plot 32 à la masse de celui-ci.As in the first embodiment, this device can be supplemented by a minimum level alert. For this, the ball is made of an electrically conductive material and provision is made, at the bottom of the compartment 28, for two conductive pads 31 and 32 (FIG. 5) whose location corresponds to the minimum level of the liquid. The stud 31 is connected to one of the poles of a current generator by a conductor 33 and the stud 32 with pole wall by a conductor 34. As before, the stud 31 can be connected to the positive pole of the vehicle battery and the pad 32 to the ground thereof.
Lorsque le niveau du liquide à l-intérieur du récipient 1 baisse jusqu'à atteindre sa valeur minimale, le flotteur 23 descend et la bille aussi. Elle entrera alors en contact avec les deux plots 31 et 32, fermant le circuit électrique et provoquant l allumage d'une lampe 35 prévue au tableau de bord et qui peut se trouver entre le plot 32 et la masse du véhicule, comme illustré à la figure 5.When the level of the liquid inside the container 1 drops to its minimum value, the float 23 descends and the ball too. It will then come into contact with the two studs 31 and 32, closing the electrical circuit and causing the lighting of a lamp 35 provided on the dashboard and which may be between the stud 32 and the vehicle mass, as illustrated in the figure 5.
Le dispositif objet de I'invention présente des avantages intéressants puisqu'il permet de connaître immédiatement le niveau du liquide, même Si les différents éléments du circuit sont teintés en noir. De plus. la durée de vie est augmentée puisque les parois transparentes telles que 16a et 27 sont à une température nettement inférieure à celle du liquide, car elles ne sont en contact avec la paroi du récipient que sur une faible surface: les risques de corrosion sont considérablement réduits, d'autant plus que ces parois ne sont pas en contact avec le liquide.The device which is the subject of the invention has interesting advantages since it makes it possible to immediately know the level of the liquid, even if the various elements of the circuit are tinted in black. Furthermore. the lifespan is increased since the transparent walls such as 16a and 27 are at a temperature much lower than that of the liquid, because they are in contact with the wall of the container only on a small surface: the risks of corrosion are considerably reduced , especially since these walls are not in contact with the liquid.
On peut encore noter que, dans le cas des figures 1 et 2, le récipient 1 peut être placé à I'intérieur dune aile du véhicule, seuls le bouchon 3 et le cadran portant la graduation 15 étant accessibles de I'extérieur, ce qui améliore I'esthéti- que (le récipient 1 pouvant alors être réalisé en matière plastique transparente comme dans I'art antérieur) et procure un gain de place.It can also be noted that, in the case of FIGS. 1 and 2, the container 1 can be placed inside a wing of the vehicle, only the plug 3 and the dial carrying the scale 15 being accessible from the outside, which improves the aesthetics (the container 1 can then be made of transparent plastic as in the prior art) and saves space.
Enfin, ce dispositif est simple et peut être réalisé à partir d'éléments facilement disponibles dans le commerce, ce qui diminue les coûts de fabrication.Finally, this device is simple and can be produced from elements readily available on the market, which reduces manufacturing costs.
I1 est bien entendu que I'invention-ne se limite pas aux seuls modes de réalisation qui viennent d"être décrits, mais qu'on peut imaginer de nombreuses variantes sans sortir du cadre de I'invention. C'est ainsi que l-homme du métier pourra modifier, en fonction de chaque application particulière, la forme et les dimensions des supports tels que équerre 7 ou le flotteur 23, la constitution des indicateurs tels que aiguille 12 ou la bille 29, ou la réalisation des alertes de niveau minimal. Par exemple, la bille 29 peut être remplacée par une autre pièce en matériau magnétique telle qu'un rouleau ou une aiguille cylindrique. It is understood that the invention is not limited to the only embodiments which have just been described, but that many variants can be imagined without departing from the scope of the invention. a person skilled in the art can modify, as a function of each particular application, the shape and dimensions of the supports such as square 7 or the float 23, the constitution of the indicators such as needle 12 or ball 29, or the creation of minimum level alerts For example, the ball 29 can be replaced by another piece of magnetic material such as a roller or a cylindrical needle.
Enfin, il est à noter que les aimants permanents tels que 10 et 24 ne doivent pas être en contact avec le liquide afin d'éviter le collage de particules magnétiques qui pourraient se trouver dans le liquide. Il faut donc les placer suffisamment haut audessus de la surface libre de celui-ci ou les protéger par une enveloppe étanche. Finally, it should be noted that the permanent magnets such as 10 and 24 must not be in contact with the liquid in order to avoid the sticking of magnetic particles which could be found in the liquid. It is therefore necessary to place them high enough above the free surface thereof or protect them with a waterproof envelope.
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|---|---|
| FR2667690B1 (en) | 1994-07-22 |
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