Dispositif it capsule thermostatique. La présente invention (due â Monsieur J. L. Reutter) a pour objet un dispositif â capsule thermostatique.
Ce dispositif est caractérisé par une cap sule thermostatique présentant une paroi mo bile commune é, deux enceintes étanches qui contiennent des fluides différents, et au moins un contact électrique fixe, disposé â l'intérieur de l'une des enceintes coopérant avec au moins un contact mobile actionné par la paroi mobile commune de façon é, commander en fonction de la température â laquelle sont soumises les enceintes, au moins un circuit électrique.
Ce dispositif pourrait être agencé, par exemple, de façon que la température â la quelle sont soumises les enceintes de la cap sule soit maintenue constante au moyen d'une résistance électrique de chauffage de la capsule dont le circuit d'alimentation serait commandé par les contacts de cette capsule.
Le dessin annexé représente, â titre d'exem ple, quatre formes d'exécution du dispositif selon l'invention et une variante de l'une de celles-ci.
La fig. 1 est une coupe axiale d'une pre mière forme d'exécution ; La fig. 2 est une vue similaire â la fig. 1 d'une seconde forme d'exécution; La fig. 3 est une coupe axiale d'une troi sième forme d'exécution constituant un ba romètre ou altimètre; La fig. 4 montre une variante de la troi sième forme d'exécution La fig. 5 est une coupe verticale axiale de la quatrième forme d'exécution constituant un gravimètre.
Dans l'exemple d'exécution de la fig. 1, la capsule thermostatique comporte une en veloppe rigide divisée en deux chambres étan ches distinctes 8 et 9 par une paroi défor- mable 10. Ces chambres contiennent des fluides distincts qui, lorsque leur température varie, produisent des déformations de la paroi 10. Dans la chambre 8 est disposée une laine élastique dêformable 1 fixée à une borne et qui peut osciller entre deux plots 3 et 4 reliés respectivement à des bornes 5 et 6, isolées électriquement et fixées, comme la borne 2, de façon étanche, sur le fond 7 de la capsule.
La paroi déforncable 10 agit, par un poussoir central 11, sur la laine élastique 1 montée de façon à venir, en l'absence de toute contrainte, toucher le plot 4. La chambre 8 contient une vapeur saturée dont 1e liquide générateur 12 est, par exemple, une huile à transformateurs en quantité suffisante pour submerger constamment les plots 3 et 4. La chambre 9 contient un gaz ou une vapeur surchauffée et les pressions respectives dans les chambres 8 et 9 peuvent être choisies de telle sorte que, pour une température infé rieure à celle à partir de laquelle le contact en 1-4 doit être rompu, la paroi 10 soit appliquée sur le fond 13 de la capsule.
La pression dans la chambre 9 étant supposée croître beaucoup plus vite que celle dans la chambre 8, on obtiendra, à partir d'une tem pérature déterminée, la rupture brusque du contact en 1-4 avec fermeture immédiate du contact en 1-3, ou fermeture de ce dernier contact pour une température supérieure dé terminée. Ces contacts 1, 3 et 4 commandent un circuit électrique.
Dans l'exemple d'exécution de la fig. 2, la paroi mobile 10, qui sépare les deux chambres étanches 8 et 9 de la capsule ther- mostatique, est reliée par une biellette 14 à un frotteur 15 pivoté en un point fixe 16 et qui vient, pour des températures déterminées, toucher les plots d'une série de plots 17, dis posée dans la chambre 8 au sein d'une at mosphère propre à éviter les étincelles de rupture et à assurer la conservation des contacts (et telle, par exemple, que l'anhy dride carbonique sous pression de 50 à 60 kg par centimètre carré).
On peut ainsi com mander des circuits électriques en vue d'ob tenir, par l'intermédiaire de relais, par exem ple, un contrôle de températures à distance. Les plots 17 sont reliés aux parties exté rieures des circuits commandés par le frotteur 15 et ces plots par des bornes 18 isolées électriquement et fixées de faÇon étanche sur le fond 19 de la capsule.
La fig. 3 représente un dispositif qui peut être utilisé comme baromètre et comme alti mètre, ce dispositif comporte une capsule thermostatique analogue à celle de la fig. 1. Les contacts de cette capsule commandent le circuit d'alimentation d'une résistance élec trique de chauffage de la capsule, cette ré sistance maintenant constante la température à la fois du gaz contenu dans une capsule manométrique 20 et du gaz dans lequel est immergée cette capsule et dont il s'agit de mesurer la pression.
La température étant constante, les variations de volume de la capsule 20 expriment exactement les varia tions de pression du gaz qu'elle contient et qui correspondent à celles du gaz ambiant. On peut établir cette capsule avec une paroi très mince et très souple dont la résistance mécanique est négligeable. Ce dispositif est sensible et précis.
La capsule thermostatique de ce dispo sitif comprend deux chambres 21 et 22 avec paroi déforinable commune 23' qui agit sur la laine mobile 24 comme déjà expliqué à propos de la fig. 1. Les contacts ouvrent et ferment le circuit du courant d'alimentation d'une résistance électrique de chauffage 25 en contact étroit avec le fond 26 de la capsule thermostatique et avec le fond 27 de la cap sule manométrique 20 à paroi déformable contenue dans une enceinte 28 à bonne con- ductibilité thermique, par exemple en cuivre ou en laiton.
L'ensemble est disposé dans une enveloppe calorifuge comprenant un vase de Dewar 29 fermé par un obturateur 30 en matière calorifuge. L'enceinte 28 est en com munication par une tubulure 31 avec l'at mosphère dont on veut mesurer la pression, et la face antérieure rigide 3'2 de la capsule 20 est reliée par une biellette 33 à une ai guille indicatrice 34 pivotée en 35 et dont la pointe se déplace en regard d'une gra duation.
Dans la variante du dispositif de la fig. 3 montrée à la fig, 4, l'enceinte 28, qui contient la capsule manométrique 20 et qùi est en communication permanente avec l'atmosphère dont on veut mesurer la pression, est -en contact direct par chacun de ses fonds, d'une part, avec une chambre à vapeur saturée 21. et, d'autre part, avec une seconde chambre à vapeur saturée 21. L'ensemble de ses deux chambres forme une des enceintes de la cap sule thermostatique. Les mêmes signes de référence désignent les mêmes organes ou les organes qui se correspondent sur les deux fig. 3 et 4.
La résistance électrique de chauf fage 25 est disposée en contact étroit avec le fond externe de la chambre 211, dont les parties supérieure et inférieure communiquent par des tubes 36 et 37 respectivement avec les parties supérieure et inférieure de la cham bre 21. Les espaces contenant la vapeur saturée et ceux contenant 1e liquide géné rateur 38 de cette vapeur étant ainsi reliés d'une chambre 21 à l'autre 2111, la tempéra ture est rigoureusement la même dans les deux chambres. Cette température est main tenue constante entre d'étroites limites par la résistance électrique 25 dont le circuit d'alimentation est commandé par les contacts de la capsule thermostatique qui est également chauffée indirectement par cette résistance.
Le tout est disposé, comme précédemment, dans une enveloppe calorifuge.
Le dispositif représenté à la fig. 5 est un gravimètre â mercure comportant une cap sule thermostatique analogue à celle de la fig. 1. La lame 49 actionnée par la paroi mobile 48 et le contact 50 de cette capsule commandent l'alimentation de la résistance électrique de chauffage 51 qui maintient cons tante la température d'un gaz enclos dans l'enceinte étanche 52 et chauffe en même temps la capsule. Cette enceinte est, ainsi que la capsule thermostatique et la résistance 51, disposée dans un vase de Dewar 53 fermé par un obturateur calorifuge 54. Deux am poules 55 et 56 sont disposées à l'intérieur de l'enceinte 52 et reliées par un tube en U 57, qui contient une colonne de mercure 58.
Les pressions du gaz contenu dans les ampoules 55 et 56 sont distinctes, leur<B>diffé-</B> rence étant exprimée par la différence de niveau<B>H</B> du mercure. Cette hauteur<B>H</B> est fonction de la, densité de mercure, 'de la gra vité et de la température des ampoules 5@ et 56. Comme cette température 'est cons tante la densité du mercure est a4.issi cons tante et H. exprime alors la valeur -de la gravité.
Des contacts 59, 60:, 61 permettent de fermer, par la colonne de meecure, des circuits électriques pour l'actionitément de relais en vue d'obtenir des effets-de réglage, par exemple. Un tel dispositif monté sur un avion et suspendu par son support à.un joint de Cardan placé au-dessus de son centre de gravité, peut être utilisé comme indicateur de virage, la force centrifuge intervenant alors avec la pesanteur. Les circuits électriques précités pourront alors être utilisés pour ac tionner des appareils indicateurs ou de con trôle.
Thermostatic capsule device. The present invention (due to Mr. J. L. Reutter) relates to a thermostatic capsule device.
This device is characterized by a thermostatic cap having a common movable wall, two sealed enclosures which contain different fluids, and at least one fixed electrical contact, arranged inside one of the enclosures cooperating with at least one. movable contact actuated by the common movable wall so as to control, as a function of the temperature to which the enclosures are subjected, at least one electrical circuit.
This device could be arranged, for example, so that the temperature to which the enclosures of the capsule are subjected is kept constant by means of an electric resistance for heating the capsule, the supply circuit of which is controlled by the cells. contacts of this capsule.
The appended drawing represents, by way of example, four embodiments of the device according to the invention and a variant of one of these.
Fig. 1 is an axial section of a first embodiment; Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 of a second embodiment; Fig. 3 is an axial section of a third embodiment constituting a ba rometer or altimeter; Fig. 4 shows a variant of the third embodiment. FIG. 5 is an axial vertical section of the fourth embodiment constituting a gravimeter.
In the example of execution of FIG. 1, the thermostatic capsule comprises a rigid casing divided into two separate sealed chambers 8 and 9 by a deformable wall 10. These chambers contain separate fluids which, when their temperature varies, produce deformations of the wall 10. In the chamber 8 is arranged a deformable elastic wool 1 fixed to a terminal and which can oscillate between two pads 3 and 4 respectively connected to terminals 5 and 6, electrically insulated and fixed, like terminal 2, in a sealed manner, on the bottom 7 of the capsule.
The deformable wall 10 acts, by a central pusher 11, on the elastic wool 1 mounted so as to come, in the absence of any constraint, to touch the stud 4. The chamber 8 contains a saturated vapor of which the generator liquid 12 is, for example, a transformer oil in sufficient quantity to constantly submerge the pads 3 and 4. The chamber 9 contains a superheated gas or vapor and the respective pressures in the chambers 8 and 9 can be chosen such that, for a temperature lower than that from which the contact at 1-4 must be broken, the wall 10 is applied to the bottom 13 of the capsule.
The pressure in chamber 9 being supposed to increase much faster than that in chamber 8, we will obtain, from a determined temperature, the sudden rupture of the contact at 1-4 with immediate closing of the contact at 1-3, or closing of this last contact for a defined higher temperature. These contacts 1, 3 and 4 control an electrical circuit.
In the example of execution of FIG. 2, the movable wall 10, which separates the two sealed chambers 8 and 9 from the thermostatic capsule, is connected by a link 14 to a wiper 15 pivoted at a fixed point 16 and which, for determined temperatures, touches the pads of a series of pads 17, placed in chamber 8 within an atmosphere suitable for avoiding rupture sparks and for ensuring the conservation of contacts (and such, for example, that the carbon dioxide under pressure from 50 to 60 kg per square centimeter).
It is thus possible to control electrical circuits with a view to obtaining, by means of relays, for example, a remote temperature control. The pads 17 are connected to the external parts of the circuits controlled by the wiper 15 and these pads by terminals 18 electrically insulated and fixed in a sealed manner on the bottom 19 of the capsule.
Fig. 3 shows a device which can be used as a barometer and as an altimeter, this device comprises a thermostatic capsule similar to that of FIG. 1. The contacts of this capsule control the supply circuit of an electrical resistance for heating the capsule, this resistance maintaining constant the temperature of both the gas contained in a manometric capsule 20 and of the gas in which is immersed. this capsule and whose pressure is to be measured.
The temperature being constant, the variations in volume of the capsule 20 exactly express the variations in pressure of the gas which it contains and which correspond to those of the ambient gas. This capsule can be established with a very thin and very flexible wall, the mechanical strength of which is negligible. This device is sensitive and precise.
The thermostatic capsule of this device comprises two chambers 21 and 22 with a common deforinable wall 23 'which acts on the mobile wool 24 as already explained with reference to FIG. 1. The contacts open and close the circuit of the supply current of an electric heating resistor 25 in close contact with the bottom 26 of the thermostatic capsule and with the bottom 27 of the manometric cap 20 with deformable wall contained in a enclosure 28 with good thermal conductivity, for example made of copper or brass.
The assembly is placed in a heat-insulating envelope comprising a Dewar vessel 29 closed by a shutter 30 made of heat-insulating material. The enclosure 28 is in communication by a tubing 31 with the atmosphere whose pressure is to be measured, and the rigid anterior face 3'2 of the capsule 20 is connected by a link 33 to an indicator needle 34 pivoted in 35 and the tip of which moves opposite a gra duation.
In the variant of the device of FIG. 3 shown in fig, 4, the enclosure 28, which contains the manometric capsule 20 and which is in permanent communication with the atmosphere whose pressure is to be measured, is in direct contact by each of its bottoms, of a on the one hand, with a saturated steam chamber 21. and, on the other hand, with a second saturated steam chamber 21. All of its two chambers form one of the enclosures of the thermostatic cap. The same reference signs designate the same members or the members which correspond to each other in the two FIGS. 3 and 4.
The electric heating resistor 25 is arranged in close contact with the outer bottom of the chamber 211, the upper and lower parts of which communicate via tubes 36 and 37 respectively with the upper and lower parts of the chamber 21. The spaces containing the saturated vapor and those containing the liquid generator 38 of this vapor being thus connected from one chamber 21 to the other 2111, the temperature is strictly the same in the two chambers. This temperature is kept constant within narrow limits by the electrical resistance 25, the supply circuit of which is controlled by the contacts of the thermostatic capsule which is also indirectly heated by this resistance.
Everything is arranged, as before, in a heat-insulating envelope.
The device shown in FIG. 5 is a mercury gravimeter comprising a thermostatic cap similar to that of FIG. 1. The blade 49 actuated by the movable wall 48 and the contact 50 of this capsule control the supply of the electric heating resistance 51 which maintains constant the temperature of a gas enclosed in the sealed enclosure 52 and heats at the same time. time the capsule. This enclosure is, as well as the thermostatic capsule and the resistance 51, arranged in a Dewar vessel 53 closed by a heat-insulating shutter 54. Two am poules 55 and 56 are arranged inside the enclosure 52 and connected by a tube. in U 57, which contains a column of mercury 58.
The pressures of the gas contained in the ampoules 55 and 56 are distinct, their <B> difference- </B> being expressed by the difference in level <B> H </B> of the mercury. This height <B> H </B> is a function of the density of mercury, 'the gravity and the temperature of the bulbs 5 @ and 56. As this temperature' is constant, the density of mercury is a4.issi constant and H. then expresses the value of gravity.
Contacts 59, 60 :, 61 make it possible to close, by means of the measuring column, electrical circuits for the action of relays in order to obtain adjustment effects, for example. Such a device mounted on an airplane and suspended by its support from a Cardan joint placed above its center of gravity, can be used as a turn indicator, the centrifugal force then intervening with gravity. The aforementioned electrical circuits can then be used to actuate indicating or control devices.