Brevet FR2138422A1 — publié le 19730105

L'invention concerne un compteur de vitesse à turbine, à boîte d'injection, pour grande capacité. Cet appareil de mesure, s'applique plus particulièrement au controle de la quantité d'eau à introduire dans un réservoir, par exemple celui d'une bétonneuse. Les quantités utilisées pouvant varier dans des limites importantes, 1 est nécessaire de disposer à demeure d'un appareil pouvant donner satisfaction aussi bien pwr des faibles que pour des grandes capacités. On connaît déjà, des compteurs de liquide disposés sur la conduite d'arrivée de liquide au réservoir. Ils sont généralement constitués, d'une boite d'injection disposée dans le conduit, sur le trajet du liquide, qui pénètre dans la boîte par une première ligne d'orifices conformée pour permettre une entrée tangentielle du liquide par la périphérie de la boîte. A l'intérieur de la boîte d'injection fixe, tourne une turbine entraidée en rotation par le liquide entrant, qui est ensuite éjecté, tantentiellement à la boite, par une deuxième ligne d'orifices située au-dessus de la première. La boite repose à l'ntérieur du conduit sur des épaulements destinés à ne faire communiquer qulune seule ligne d'orifices avec l'entrée ou la sortie. La turbine équilibrée est étalonnée, son nombre de tours correspondant à une quantité globale de liquide qui a transité dans la boîte. Lorsque l'on désire utiliser des compteurs présentant une aiguille mobile devant une échelle graduée en volume, il est nécessaire d'incorporer, entre l'extrémité de de l'axe de la turbine et l'aiguille, des moyens réducteurs de vitesse. En effet, la plage volumétrique couverte par le compteur est limitée à une rotation de aiguille inférieure à trois cent soixante degrés. Ainsi les appareils connus jusqu'à présent, présentaient une capacité maximale de comptage de cent litres correspondant à un déplacement complet de ltaiguil- le.Ces compteurs, doivent présenter nécessairement une paroi étanche disposée entre la boîte et le cadran. L'étanchéfté doit être également réalisée entre cette paroi et l'axe de sortie du mécanisme réducteur de vitesse on utilise pour cela, par exemple, un 'presse-étoupe". Ce joint dtétanchéilé sur llaxe, a toutefois pour effet néfaste dssaugmen- ter les frottements : cent pourquoi il est nécessaire, pour que ces frottements ne prennent pas trop d'importance, de maintenir une vitesse suffisamment élevée pour l'axe de sortie des moyens réducteurs qui manoeuvrent llaiguille. Par ailleurs, si cet axe ne tourne pas suffisamment vite, des dépôts de calcaire risquent de s'accumuler à à la longue et d'augmenter les frottements, ce qui ne manquerait pas de fausser le volume affiché. De ce fait, pour maintenir une vitesse suffisamment grande de llaxe de sortie du réducteur, la plage volumétrique de comptage correspondant à un déplacement complet de ltaiguil- le est limitée à cent litres. Il est donc nécessaire, lorsque lXon désire des quantités supérieures, d'interrompre le débit de liquide pour remettre le compteur à zéro. Le compteur selon llinvention, vi à pallier cet inconvénient et à cet effet un de ses premiers objets est dletre utilisable sur une large plage volumétrique. Un deuxième objet du compteur selon l'invention est de prévoir une remise à zéro rapide de l'aiguille. Un autre objet de l'invention est de prévoir un arret automatique de l'arrivée d'eau lorsque le volume désiré, qui a été affiché sur le cadran, a été effectivement débité. Le compteur selon ltinvention est caractérisé par le fait que ltextrémité de l'axe de la turbine est reliée à des moyens réducteurs de vitesse, dont une partie au moins décentrée par rapport à cet axe, est resteeemprisonnée dans la dite enceinte étanche alors que l'axe de sortie des moyens réducteurs entrainant directement l'aiguille, est libre de tout joint drétanchéité. Ceci permet de laisser tourner l'axe traversant la paroi de enceinte étanche, donc traversant le "presse-étoupe", à une vitesse suffisante pour éliminer effet des frottements, et de parvenir par un deuxième étage de réduction au delà de cette paroi étanche à une réduction complémentaire permettant d'afficher un volume plus important correspondant à un déplacement complet de l'aiguille. D'autres objets et avantages du compteur, ressortiront de la description qui va suivre faite à partir d'un mode d'exécution non limitatif illustré au dessin annexé dans lequel : la figure unique est une vue en coupe transversale du compteur volumétrique. Le compteur figuré comprend un corps désigné généralement par 1 destiné à etre adapté par ses embouts 2 et 3 sur le conduit d'arrivée doleau au réservoir. Il présente en outre à sa partie supérieure un dégagement 4 d'axe perpendiculaire au courant de liquide. A ltintérieur du corps proprement dit, des épaulements 5 et 6, définissent une portée circulaire intermédiaire dans un plan horizontal, Une boite d'injection 8 repose, par llintermédiaire dtune collerette annulaire 9, sur la portée 7, et sur le fond 10 du corps 1, par une assise 12. La boite d'injection 8, est maintenue par ses éléments 9 et 12, fixe dans le corps 1 sous l'effet de son propre poids. La boite 8, a été percée horizontalement sur sa périphérie de deux lignes d'orifices 13 et 14.Du fait de la position de la boîte, et des épaulements 5 et 6, le liquide pénétrant en 2 suit un trajet forcé consistant à entrer dans la boite 8 par les orifices 13 de la ligne inférieure pour en sortir par les orifices 14 de la ligne supérieure avant d'être évacué par le conduit 3. L'entrée et la sortie du liquide sont facilitées par la forme des orifices 13 et 14 par exemple circulaires et percés en biais dans la paroi de la boite. Le pied des deux lignes 13 et 14 est naturellement en sens opposé afin que le liquide qui entre tangentiellement dans la boite en sorte également tangentiellement et se dirige vers le conduit 3. Une turbine 14 est montée à l'intérieur de la boite 8 par ses extrémités 16 et 17 dans des pa 1 isrs 18 suffisamment hauts pour la contenir et la maintenir. L'extrémité inférieure cônique de l'axe de la turbine tourne dans llas- sise 12 tandis que sur ltex rémité supérieure est fixée un pignon denté 20. Une série de pales 21, par exemple, au nombre de six, est fixée de façon réglable sur l'axe fileté 22 afin d'obtenir une turbine équilibrée. La hauteur des pales 21, s'détend depuis la partie inférieure des orifices 13 jusqu'à la partie inférieure des orifices 14. On a par ailleurs fixé à l'intérieur de la boite à njection 8 des déflecteurs 23 obligeant le liquide à entrer en contact avec les pales 21 lors de son trajet entre les lignes d'orifices 13 et 14. Une boîte 24, portant le pal ier supérieur de l'axe de la turbine est encastrée dans la boite d'injection 8 entre les parois du dégagement 4, et contient donc le pignon 20. On a également disposé dans la boite 24 des moyens réducteurs de vitesse coopérant avec le pignon 20 constitué par une succession de roues dentées réductrices 25 à 28. La roue 28, excentrée par rapport à llaxe de la turbine, coopère avec une roue 29 portée par un axe 30. Le liquide de la cambre d'injection 8 pouvant pénétrer dans la chambre 24 notamment par le palier supérieur, 1 est nécessaire de rendre étanche la sortie de la chambre 24 afin de pouvoir disposer d'une enceinte étanche 31 réservée à l'aiguille et au cadran. On dispose à cet effet sur la chambre 24 un couvercle 32 traversé par l'axe 30. A la périphérie du couver cle,l'étanchéfté est assurée par un joint 33 serré par le boiter 34 lui-meme fixé sur le dégagement 4 ducorps 1. Un 'presse-étoupe" 35 assure l'étanchéfté au niveau de l'axe 30. Le couvercle 32, par les tiges 36 et le plateau 37, maintient également le premier étage de réduction à l'intérieur de la boîte 24. Ala partie supérieure du couvercle 32 est aménagé un deuxième étage de réduction 38, donc situé dans l'enceinte étanche 31, et entraidé par une roue portée par ltaxe 30. Ainsi la vitesse de l'axe 30 qui est encore élevée à la sortie du premier étage de réduction, pour éviter l'interférence des frottements et du dépôt de calcaire éventuel, peut être réduite de façon importante dans le deuxième étage 31 qui se trouve dans une enceinte étanche et ne présen donc plus ces inconvénients. L'axe 30 a eté déporté par rapport à l'axe 39 de l'aiguille de manière à placer cette dernière au centre des cadrans pour bénéficier d'une plage de déplacement maximale, quasiment égale à trois cent soixante degrés. L'aiguille 40, se déplace donc devant une échelle 41 graduée sur près de trois cent soixante degrés. Le boitier 34, est constitué de trois parties dont deux, 42 et 43, sont métalliques et la troisième 44, située entre les deux précédentes, est électriquement isolante. La partie supérieure 42, porte une lamelle souple 45 dont on peut faire varier la position par rapport à l'échel- le 41 en faisant tourner la partie 42 autour de la partie 44 fixe par rapport au boitier. Une liaison électrique aux parties métalliques 42 et 43 peut donc dans ce cas etre fermée, et commander une électrovanne 56 arretant automatiquement le débit du liquide, lorsque l'aiguille métallique 40 vient au contact de la lamelle souple 45.Dans le cas où le contact ainsi fermé alimente un simple signal et non la coupure du débit, aucun risque de détérioration de mécanisme ntest à craindre lors d'une coupure manuelle tardive du débit, l'aiguille pouvant passer au delà de la lamelle 45 du fait de la souplesse de celle-ci. Sur le cadran 46, est montée pivotante une couronne 47 présentant un doigt 48 susceptible de guider l'aiguille 40 en rotation afin de permettre sa mise à zéro rapide, lorsque la couronne est poussée vers le cadran contre l'action du ressort 49. Pour éviter une rotation des réducteurs des deux étages lors de cette remise à zéro rapide, on a prévu un dispositif d'entrainement parfriction de l'axe 39 entraShant normalement l'aiguille. L'axe 39 présente à cet effet une couronne ou goupille 50 s'appliquant normalement contre le couvercle 51 d'un boîtier 52 sous l'action d'un ressort 53. Le boîtier est relié au deuxième étage des moyens réducteurs dont 1 est solidaire en rotation. Lors de la remise à zéro rapide, un effort supérieur ou force d'adhérence de ltélément 50 sous le couvercle 51 étant fourni, seule l'aiguille tournera indépendamment du boiter et du mécanisme de réduction. Ce dispositif d'entraînement par frictio a llavantage entre fermé et donc protégé des poussières qui pourraient pénétrer dans l'enceinte 31. Pour certains usages telles que installations importantes de traitement d'eau, pour les hôpitaux notamment, l'horlogerie sèche peut etre montée sans axe débrayable, et l'aiguille être remplacée par un plateau à cames actionnant à intervalles déterminés un microrupteur. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'un mode particulier d'exécution, elle couvre également les changements de forme et de combinai son de ses différents éléments, ainsi que l'adjonction d'organes annexes tels que le filtre 55. REVENDICATIONS 1) Compteur de vitesse à turbine, à boite d'injection, pour grande capacité, notamment pour le contrôle de la quantité d'eau à introduire dans une bétonneuse, comprenant tout d'abord disposée entre un conduit d'entrée et de sortie du liquide, une boite d'injection perforée à sa périphérie suivant au moins deux lignes d'orifices, la première ligne communiquant avec le conduit d'entrée et la deuxième avac le conduit sortie, les dits orifices étant conformés pour permettre une entrée et une sortie du liquide tangentielles à la périphérie de la boite et comprenant d'autre part, une turbine équilibrée dont les pales tournent à l'intérieur de la boîte d'injection, un moyen de lecture monté sur un axe central dans une enceinte étanche, caractérisé par le fait que l'extré- mité de l'axe de la turbine est reliée à des moyens réducteurs de vitesse, dont une partie au moins décentrée par rapport à cet axe, est placée dans la dite enceinte étanche, l'axe de sortie des moyens réducteurs, entraînant directement le moyen de lecture, étant libre de tout joint dlétanchéïté. 2) Compteur de vitesse à turbine, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens réducteurs comprennent deux étages situés de part et d'autre de la paroi étanche, la connection entre les deux étages étant réalisée par un axe décentré par rapport à l'axe dlentramement du moyen de lecture constitué par une aiguille, I'étanché4é au niveau de cet axe décentré étantréaliséepar un joint presse-étoupe. 3) Compteur de vitesse à turbine, selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le dit axe décentré tourne de cinq à vingt fois plus vite que l'axe d'entraînement de l'aiguille. 4) Compteur de vitesse à turbine, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'unie partie du cadran porte une lamelle souple susceptible de coopérer avec l'extrémité de l'aiguille la dite partie du cadran étant mobile par rapport à l'échelle. 5) Compteur de vitesse à turbine, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on connecte électriquement deux parties métalliques du cadran, séparées par une bague isolant la fermeture du circuit qui est provoquée par le contact de l'aiguille, raccordée électriquement sur l'une des parties, avec la lamelle souple, portée par l'autre partie, commande une électrovanne arretant le débit du liquide dans le compteur. 6) Compteur de vitesse à turbine, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cadran présente à l'extérieur, une couronne pivotante dont l'extrémité interne comporte un doigt susceptible de coopérer élastiquement avec l'aiguille afin de provoquer sa remise à zéro rapide par rotation. 7) Compteur de vitesse à turbine, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe de sortie des moyens réducteurs du deuxième étage entraîne en rotation un boitier et son couvercle dans lequel pénètre l'axe d'entramement de aiguille solidaire en rotation du boîtier par friction d'une pièce solidaire de l'axe sur le couvercle sous llaction d'un élément compressible. 8) Compteur de vitesse à turbine, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe de sortie des moyens réducteurs du deuxième étage entrain en rotation unpa teau à came actionnant à intervalles déterminés un microrupteur.