Brevet FR2112313A1 — publié le 19720616

i 2112313 La présente invention se rapporte à la vérification, à l'éta-• lonnage ou au contrôle des compteurs volumétriques ou débitmètres, '•a et plus particulièrement à des perfectionnements aux appareils de mesure à sens unique dans lesquels des sphères ou autres 5 objets élastiques se déplacent en circuit fermé afin de contrôler ces compteurs. On a mis au point ces dernières années une technique de contrôle précise et économique des compteurs volumétriques, consistant à faire passer un corps solide, tel qu'un bouchon élastique 10 sphérique, dans une section donnée d'une conduite qui est disposée en série avec le tronçon de canalisation contenant le compteur à contrôler. Cette conduite contient un dispositif destiné à indiquer quand le bouchon passe devant un interrupteur initial et un interrupteur final. On étalonne soigneusement le volume de la con-15 duite entre ces deux interrupteurs. En notant le volume de fluide qui passe par le compteur pendant le temps que le bouchon met pour parcourir la distance séparant lesdits interrupteurs, on peut vérifier l'indication donnée par ce compteur par comparaison avec le volume connu du secteur de la conduite. 20 On a décrit un appareil de ce genre dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique N° 2 772 561. Dans cet appareil, le liquide qui passe dans une conduite repousse un bouchon, qui est de préférence une sphère en matière élastomère constituant un joint mobile, dans une section de cette conduite qui constitue un secteur de contrôle. 25 Le débitmètre à étalonner est d'habitude disposé dans la conduite, un peu en amont ou en aval de ce secteur. La sphère manoeuvre un interrupteur électro-mécanique qui est disposé au début dudit secteur et qui ferme un circuit reliant le débitmètre à un compteur numérique de façon que ce dernier soit entraîné par le premier. 30 L-j circuit de ce compteur reste fermé pendant que la sphère parcourt le secteur de contrôle, jusqu'à ce que, à la fin de ce secteur, cette sphère atteigne un emplacement où elle manoeuvre un second interrupteur/eléctro-mécanique lequel ouvre le circuit, en isolant le compteur du débitmètre. Une comparaison entre 35 l'indication de ce compteur et le volume déplacé connu dans le secteur de contrôle, entre les deux interrupteurs, permet d'étalonner le débitmètre. COPY 71 28408 2 2112313 Pour faire une autre mesure, il faut reprendre la sphère à l'extrémité du secteur de contrôle de l'appareil et la réinsérer à l'entrée. Etant donné qu'à cette entrée, la pression du liquide est un peu plus grande qu'à l'autre extrémité du secteur, et 5 qu'entre cette entrée et cette autre extrémité, il faut empêcher le fluide de passer par un chemin autre que le secteur étalonné, ,on a créé divers dispositifs à obturateur pour ramener la sphère, de l'extrémité de ce secteur à son début. Ces dispositifs sont décrits par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique 10 n°s 2 948 144, 3 224 247, 3 246 666, 3 220 432, 3 387 483, 3 39? 570 et 3 463 448. Chacun de ces dispositifs comprend un circuit de contrôle continu, ou boucle, qui est ou peut être mis en communication avec le fluide circulant dans la canalisation, de façon que tout ce fluide passe dans cette boucle, au moins pendant les 15 périodes pendant lesquelles on désire étalonner le compteur volu- métrique. Dans chacun de ces appareils, sauf celui du brevet .Le n° 2 948 144./courant principal peut passer continuellement dans la conduite, on peut y injecter la sphère de façon qu'elle soit entraînée avec le fluide à la vitesse de ce dernier, et on peut 20 obtenir ainsi un étalonnage précis du compteur. On a utilisé divers mécanismes pour insérer la sphère. Le plus souvent, on a utilisé une sorte d'obturateur sphérique (par exemple dans les dispositifs des brevets n053 224 247, 3 463 448 et ? 220 432) afin de constituer à la fois un joint destiné à empêcher le fluide 25 de passer de l'entrée à la sortie du circuit de contrôle autrement que par le secteur étalonné, et de faire passer la sphère du côté basse pression au côté haute pression. Ces obturateurs sphériques fonctionnent convenablement, mais ils sont critiquables à cause de leur prix et des problèmes d'entretien. Par conséquent, on a 30 cherché à créer des dispositifs susceptibles de supprimer les inconvénients de ces obturateurs. Le brevet n° 3 397 570 précité décrit un dispositif dans lequel on utilise une sphère pour former un joint entre les extrémités amont et aval de la boucle de contrôle, et dans lequel on utilise un moulinet pour faire passer cette 35 sphère dans cette boucle malgré l'effet antagonisme de la différence de pression. Le brevet n°3 2466&^>récité décrit un obturateur à déplacement longitudinal, qui comporte une cavité destinée à loger la sphère pour la transférer du côté aval au côté amont de la boucle. COPY 71 28408 3 2112313 Ces appareils échangeurs "sans vanne" ne donnent cependant pas complète satisfaction parce que, entre autres, ils ne comportent pas de dispositif permettant de déterminer si une herméticité parfaite est maintenue entre les extrémités amont et aval de la 5 boucle pendant le contrôle. Conformément à la présente invention, une cloison est formée entre les extrémités amont et aval de la boucle pendant le contrôle cette cloison étant constituée par un obturateur qui peut être amené à une première position de façon à permettre à une sphère de 10 venir à l'emplacement voulu pour être injectée dans la boucle, et peut être amené à une seconde position dans laquelle l'écoulement est interrompu. En passant de cette première à cette seconde position, cet obturateur repousse la sphère dans une conduite qui mène à l'entrée de la boucle. L'obturateur est conformé de manière 15 que l'on puisse continuellement contrôler les fuites lorsqu'il occupe sa seconde position. Dans une forme de réalisation préférée, un organe empêche la sphère de venir à l'emplacement de lancement pendant que l'obturateur se trouve dans cette deuxième position, et la libère automatiquement en lui permettant de venir en position 20 de lancement lorsque l'obturateur se déplace vers sa première position. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des * dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement 25 limitatif, deux formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 est une élévation partiellement schématique avec parties en coupe d'une forme de réalisation d'un contrôleur de compteur selon l'invention ; 30 la figure 2 en est un plan ; la figure 3 en est une élévation depuis la droite de la figure 1 ; la figure 4 en est une coupe verticale par la ligne 4-4 de la figure 2 ; 35 la figurs 5 en est une coupe horizontale par la ligne 5~5 de la figure 4 ; la figure 6 est une élévation d'une autre forme de réalisation de l'obturateur ; COPY 71 29408 2112313 la figure 7 est une coupe verticale d'une partie de l'appareil de la figure 4; à un autre rsornent de son fonctionnement : et la figure 8 est une perspective de l'un des éléments représentés sur la figure 7« 5 La boucle de contrôle 10 représentée sur la figure 1 comporte des collerettes 12 et 14 de liaison à la canalisation qui contient le compteur volumétrique à étalonner. Sans la forme de réalisation représentée, la branche d'entrée 15 de cette boucle est horizontale, la boucle se recourbant ensuite vers le haut en formant une partie verticale 16. Un coude 18 constitue une liaison avec une autre partie horizontale 20, déplacée vers le haut, un autre coude 22 constitue une liaison avec une autre partie horizontale 24, qu'un autre coude 26 relie à encore une autre partie horizontale 28, si bien que la boucle tourne de 270°, sa branche de sortie, ou branche aval 30, se trouvant au-dessus de la branche d'entrée 15. Un 15 dispositif 32 d'arrêt des objets solides est monté entre l1extrémité de la branche 30 et la collerette 14 ; il peut être par exemple du genre décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique ÎJ° 3 246 355. Ce dispositif comporte des éléments destinés à empêcher un objet tel qu'une sphère d'être entraîné horizontalement 20 avec le fluide qui circule dans la canalisation reliée à cette collerette 14. Ces éléments font dévier la sphère vers le passage de sortie 34 du dispositif et la font tomber dans la conduite coudée 36a La conformation que l'on vient de décrire convient pour nombre d'applications de l'appareil de contrôle selon l'invention, mais 25 dans certains cas il peut être désirable d'utiliser une configuration dans laquelle le dispositif 32 peut être vertical, ou avoir une autre disposition intermédiaire. Ces modifications ne restreignent pas les possibilités de fonctionnement de l'appareil. Bans la forme de réalisation représentée, des dispositifs com-30 rr.utateurs 38 et 40 signalent le début et la fin du secteur étalonné de la boucle. Ces dispositifs peuvent être par exemple du genre décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 145 274. Leur constitution, leur rôle et leur fonctionnement sont connus. Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 4, la conduite coudée 35 36 communique avec des sphères de guidage représentées en tire-té en 42 et 44 et contenues dans le dispositif de transfert désigné dans son ensemble par 46. Dans la forme de réalisation représentée, ce dispositif est constitué d'un raccord en croix comportant des BàD CBiGiNAL copy 71 29408 5 2112313 collerettes soudées supérieure 48 et inférieure 51 et des ouvertures 53 et 55 opposées horizontalement, l'ouverture 53 étant reliée, par soudure par exemple, à la conduite 36 et l'ouverture 55 étant obturée par un couvercle 57, à ouverture rapide de pré-5 férence. On connaît de nombreux dispositifs de ce genre, et il n'est donc pas nécessaire d'en décrire un particulier en détail. Une plaque de montage 50 fixée à la collerette supérieure 48 porte un vérin hydraulique 52, qui est équipé à ses extrémités de tuyaux d'alimentation 54 et 56 et dont la tige 58 du piston tra-10 verse cette plaque 50 et pénètre à l'intérieur du dispositif de transfert. Cette tige porte à son extrémité inférieure un obturateur conique.qui est destiné à s'appliquer contre un siège 62, que des boulons 67 fixent entre la collerette 51 et une collerette 64. Ce siège comporte une surface intérieure conique 66 ayant 15 pratiquement la même inclinaison que l'obturateur 60. Le petit diamètre de ce siège est de préférence un peu inférieur, de 2 à 5% par exemple , à celui de la sphère utilisée. La surface conique 66 comporte entre ses extrémités une gorge annulaire 68. Un passage ,70 „ _ radial/ partent àecette gorge vers l'exteneur du siege est destine 20 à être raccordé à un tuyau 72. Celui-ci se raccorde à une extrémité d'un cylindre 73, qui contient un piston libre 75. L'autre extrémité de ce cylindre communique avec une conduite hydraulique 77. Sa première extrémité porte une butée réglable 79. Un interrupteur 8l, commandé par la 25 pression, est monté sur le tuyau et est réglé de façon à émettre un signal lumineux ou autre lorsque la pression du fluide de ce tuyau dépasse une valeur prédéterminée. On a représenté sur la figure 6 une variante d'obturateur 160 qui est composée de plaquettes 161, 162 et 163, les plaquettes 161 30 et 163 étant biseautées de façon à constituer la surface conique de cet obturateur, et la plaquette 162 ayant un diamètre plus faible, de manière à former une gorge circonférentielle. La périphérie des plaquettes 161 et 163 est revêtue d'une substance élastique, de façon à s'ajuster de manière hermétique contre le 35 siège. Cette forme de réalisation permet de supprimer la gorge 68 de ce siège. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le circuit hydraulique qui alimente en fluide le vérin 52 comporte un accumulateur 100 (Figure 1) monté sur le tuyau 54. Un robinet 71 29408 6 2112313 104 monté à l'intersection des tuyaux 54 et 56 commande le passage du fluide arrivant par la conduite d'alimentation 102 et sortant par la conduite de vidange 103. Une barrière de reflux composée de deux volets 74 est montée 5 sous le siège sur lequel ces volets sont articulés par dés pivots 76. Les volets peuvent être des plaquettes semi-circulaires que des ressorts repoussent à une position horizontale, mais qui peuvent pivoter à une position verticale, ainsi qu'on l'a représenté en tireté sur la figure 4. Des butées 78, fixées à la paroi de la 10 conduite disposée au-dessous de la collerette 64, limitent le déplacement de ces volets. Ceux-ci ont les dimensions voulues pour étrangler sensiblement le passage du fluide de bas en haut dans le siège, sans couper complètement la communication. En raison de la perte de charge dans la boucle, la pression à l'extrémité de cette 15 dernière est légèrement plus faible qu'à l'entrée, de sorte que le liquide de cette entrée tend à passer par le dispositif de transfert. La barrière de reflux est calibrée de façon à maintenir cet écoulement assez faible pour ne pas empêcher une sphère de tomber sur le siège. 20 La collerette 64 est fixée, par soudure par exemple, à un élément 65 d'injection de sphère qui est monté entre la collerette 12 et la branche 15 d'entrée de la boucle. Cet élément est destiné à assurer que la sphère pénètre aisément dans cette entrée, et il peut être par exemple du genre décrit dans le brevet canadien 25 N° 703 609. La surface inférieure de la conduite coudée 36 porte des barrettes 80 qui sont disposées longitudinalement et s'inclinent vers l'intérieur du dispositif de transfert, en constituant une voie améliorant le passage des sphères 42 et 44 dans ce dispositif. 30 Près de l'extrémité inférieure de cette conduite 36, un cer ceau 82 de retenue est articulé sur des pivots horizontaux 84 ; il se compose d'un élément semi-circulaire dont le rayon est un peu plus grand que celui des sphères, et qui est normalement soutenu horizontalement par des butées 86 disposées de chaque côté. 35 L'extrémité 90 d'un doigt radial 88 partant du milieu de ce cerceau est coudée vers le bas. L'emplacement du cerceau et la longueur du doigt 88 sont tels, que, lorsque l'obturateur 60 occupe la position représentée en tireté sur la figure 4, l'extrémité 90 de ce 71 2S408 7 2112313 doigt est accrochée à cet obturateur, en maintenant le cerceau levé. Lorsque la tige 58 sort du vérin en faisant descendre l'obturateur sur le siège 62, le cerceau s'abaisse automatiquement et repose sur les butées 86 en occupant une position où il empêche 5 une sphère de passer, du conduit 36 à l'intérieur du dispositif de transfert. En service, lorsqu'on désire étalonner un compteur, on isole le dispositif de contrôle, de la canalisation au moyen de vannes extérieures (non représentées). On ouvre le couvercle 57 et on 10 insère une sphère derrière le cerceau 82. Puis on referme le couvercle et on manoeuvre les vannes de façon à faire passer le fluide de la canalisation dans la boucle. On envoie du fluide comprimé dans le tuyau 56 du vérin 52 de façon à écarter l'obturateur 60 de son siège. Pendant que cet obturateur se soulève, il vient 15 toucher le doigt du cerceau et soulève assez ce dernier pour permettre à la sphère de tomber dans le dispositif de transfert et sur le siège. Le diamètre intérieur de celui-ci est de préférence un peu inférieur, de 2 à 5 % par exemple, au diamètre de cette sphère, si bien que celle-ci ne traverse pas accidentellement ce 20 siège. Jusqu'à ce moment,, les volets fk sont horizontaux, et constituent une barrière de reflux appréciable qui diminue le débit du fluide traversant le dispositif de bas en haut et permet à la sphère de descendre jusqu'à ce siège. Lorsqu'on désire commencer une mesure, on envoie par les con- . 25 duites 5 4 du fluide comprimé dans le vérin 52, ce qui fait descendre la tige5^u piston et l'obturateur 60, lequel vient en contact avec la sphère et la repousse à travers le siège. Cette sphère tombe alors dans l'élément d'injection 65. Les ouvertures de la collerette 64 et de cet élément sont sensiblement plus 30 grandes que ladite sphère, de sorte que celle-ci tombe librement, malgré l'effet antagoniste du fluide qui circule de bas en haut dans le dispositif de transfert. Quand la sphère est tombée dans l'élément 65, le fluide qui traverse ce dernier entraîne cette sphère horizontalement dans la 35 branche d'entrée 15 de la boucle de contrôle. Le diamètre intérieur des branches de cette boucle est un peu inférieur au diamètre de la sphère, de 2 à 5 55 par exemple, si bien que le fluide fait passer cette dernière dans la boucle à la vitesse de ce fluide. 71 28408 8 2112313 Lorsque la sphère atteint le premier dispositif signalisateur 38, le compteur numérique du compteur volumétrique est mis en marche et il est arrêté lorsque la sphère atteint le second dispositif 40, ce qui étalonne ce compteur volumétrique. La sphère conti-5 nue à avancer dans la boucle jusqu'au dispositif déviateur 32, d'où elle tombe dans la conduite coudée 36 jusqu'au cerceau d'arrêt 82, où elle reste disponible pour une nouvelle mesure. Une fois qu'il a fait passer la sphère à travers le siège, l'obturateur 60 continue à descendre jusqu'à ce qu'il vienne en 10 contact avec ce siège en constituant un joint hermétique. On peut contrôler automatiquement et continuellement l'efficacité de ce joint en contrôlant les fuites de fluide par le tuyau 72. Si par exemple, la conduite 77 débouche à l'air libre, ces fuites déplacent le piston 75 vers la gauche sur la figure 1, jusqu'à ce qu'il 15 heurte l'extrémité du cylindre. La pression du fluide du tuyau 72 augmente alors jusqu'à la valeur de celle qui règne dans l'appareil de contrôle, et dépasse la valeur à laquelle l'interrupteur 8l est réglé, celui-ci émettant alors un signal indiquant qu'il existe des fuites. On peut réamorcer ce dispositif en envoyant du fluide 20 comprimé à gauche du cylindre 73, ce qui repousse le piston 75 vers la droite. On peut donc déceler les fuites du dispositif de transfert sans perte du fluide de la canalisation. Si l'on désire retirer une sphère pour la remplacer, on peut ouvrir le couvercle 57, faire reculer l'obturateur juste 25 au-dessous de la position où il vient en contact avec le doigt 88 du cerceau 82, et insérer dans le dispositif de transfert des rails 106, qui peuvent avoir la forme représentée sur les figures 7 et 8. Ensuite, quand on a fait reculer à sa position haute l'obturateur, qui soulève alors le cerceau, la sphère roule vers le côté ouvert 30 de ce dispositif au lieu de tomber sur le siège. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter diverses variantes sans sortir de son cadre. 71 29408 9 2112313 REVENDICATIONS 1. Dispositif de transfert pour appareil de contrôle d'un compteur volumétrique, caractérisé par le fait qu'il comprend un passage par lequel une sphère peut passer pour s'arrêter près 5 d'un côté d'un siège, un obturateur pouvant se déplacer entre une première position éloignée de ce siège et une seconde position où il est en contact hermétique avec ledit siège, sous la commande d'un dispositif destiné à le faire passer de cette première à cette seconde position avec une force suffisante pour repousser la sphère 10 à travers le siège. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'alésage du siège est conique, l'obturateur ayant une conicité correspondante de manière à s'appliquer hermétiquement contre cet alésage. 15 3' Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par un re vêtement élastique disposé entre le siège et la surface conique de l'obturateur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le dispositif destiné à déplacer l'obturateur est un vérin hy- 20 draulique dont le circuit d'alimentation contient un accumulateur de fluide sous pression, de sorte que, lorsque cet obturateur est amené à sa seconde position, il subit' une poussée continue de façon à être maintenu dans cette position. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait 25 qu'il comporte dans le passage un organe de retenue de la sphère, qui peut passer d'une position où il empêche cette sphère de traverser ce passage à une position où il la laisse passer, lorsque l'obturateur passe de sa seconde à sa première position, cet organe comportant de préférence un élément avec lequel l'obturateur 30 vient en contact en se soulevant. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le siège se trouve à sa partie inférieure, de sorte que la sphère peut y tomber par gravité. 7. Dispositif de transfert pour appareil de contrôle d'un 35 compteur volumétrique, caractérisé par le fait qu'il comprend un raccord de canalisation en crcix comportant dans une de ses ouvertures un siège conique, un vérin hydraulique étant, disposé du côté opposé à cette ouverture et comportant une tige aa piston qui peut 71 28408 10 2112313 se déplacer en s'approchant et en s'éloignant de ce siège, et qui porte un obturateur dont la périphérie a une conicité correspondant à celle dudit siège, une des autres ouvertures du raccord étant fermée par un couvercle, et l'ouverture opposée à cette 5 dernière étant destinée à être mise en communication avec un dispositif de contrôle en forme de boucle, de façon à en recevoir une sphère. 8. Dispositif selon la revendication 7» caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif d'arrêt des sphères, qui peut passer 10 d'une position où il empêche la sphère d'aller de l'ouverture qui la reçoit au siège, à une position où il laisse passer cette sphère, sous l'effet du déplacement de l'obturateur s'éloignant du siège. 9. Appareil de contrôle de compteurs volumétriques,qui comprend une boucle comportant entre ses extrémités un premier et un second 15 dispositif signalant le passage d'une sphère, et un dispositif destiné à transférer des sphères de l'extrémité à l'entrée de cette boucle, caractérisé par le fait que ce dispositif de transfert comprend un boîtier qui comporte une première ouverture destinée à laisser pénétrer des sphères et une seconde ouverture com- 20 muniquant avec l'extrémité d'entrée de la boucle, et qui contient un obturateur pouvant passer d'une première position éloignée du siège, à une seconde position dans laquelle il est appliqué hermétiquement contre ce siège, avec une force suffisante pour faire passer la sphère à travers le siège. 25 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le siège comporte un alésage conique, l'obturateur ayant une conicité correspondante, de façon à s'appliquer hermétiquement contre ce siège. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par un 30 revêtement élastique disposé entre l'alésage conique et la périphérie conique de l'obturateur. 12. Dispositif de transfert selon l'une quelconque des revendications 2, 7 et 10, caractérisé par le fait qu'il comporte un passage annulaire qui est ménagé entre l'obturateur et le siège 35 et entre les extrémités de la surface conique correspondante, un orifice qui débouche dans ce passage le faisant communiquer avec un dispositif de détection des fuites. 71 29408 ii 2112313 13. Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le boîtier comporte un organe d'arrêt de la sphère qui peut passer d'une position dans laquelle il empêche cette sphère de pénétrer dans ce boîtier, à une position où il la laisse passer, sous l'effet du déplacement de l'obturateur qui s'écarte du siège.