Brevet FR2260086A1 — publié le 19750829

L'invention se rapporte à un compteur pour le débit de doses prédéterminées de/liquides et plus particulièrement, mais non exclusivement, pour le débit d eau. Dans tous les domaines d activité où des mélanges doivent autre effectués, comme par exemple pour le traitement des eaux ou pour la préparation du béton, la quantité d'eau à ajouter aux autres agents doit être déterminée avec précision, ce qui nécessite des compteurs adaptés à chaque usage particulier. Les compteurs d eau comprennent, de manière connue, soit une botte d!injection actionnant une turbine, soit une botte à piston rotatif; cette turbine ou ce piston entrain en rotation un arbre de sortie, par 1 intermédiaire d'un train d'engrenages ramenant généralement la vitesse dÇeet arbre à un tour pour dix litres environ. Cet arbre sort de la botte précitée, en traversant un presseétoupe garantissant lTétanchéé, et porte extérieurement une roue dentée actionnant le mécanisme de la tête de lecture. Dans les dispositifs connus cette tête comprend un bottier solidaire de la susdite botte et fermé à sa partie supérieure par un couvercle vitré laissant apparaître un cadran dont ltaiguille indicatrice est mue en rotation, à l aide dtun train d'engrenages porté par un châssis et reliant T axe de l'aiguille à la roue dentée so- lidaire de l'arbre de sortie de ladite boîte, à une vitesse adaptée à 1 importance des doses susceptibles dletre demandées par l'instal- lation. Ces apports d'une dose d'eau étant fréquents, au lien de simples compteurs totalisateurs, de lecture difficile puisqu il faudrait tenir compte des~débits antérieurs, il est connu d utiliser un compteur qui, éventuellement en plus de son totalisateur, comporte un cadran dont T aiguille, au terme de chaque dose prédéterminée mais généralement réglable, établit un contact en vue de 1 émission d un signal lumineux ou sonore avertissant ltutilisateur ou en vue de la commande de la fermeture de la vanne montée en série avec le compteur. Dons les premières réalisations, pour ce contact, le couvercle, qui etait isolé électriquement du reste du compteur, était raccordé à l'une des bornes d'un circuit électrique basse tension, alors que l'aille était raccordée à l autre borne. Le couvercle portait un index formant une butée pour l'aiguille. Licouvercle étant préalablement tourné de manière à placer l'index au-dessus de l'indication du cadran, correspondant à la dose dési- rée, on comprend quTau terme du débit la rencontre de l'aiguille et de 'index fermera le circuit. Malheureusement, avec ce circuit l opérateur est exposé à des décharges électriques surtout s'il est insuffisamment isolé comme par exemple s'il travaille les pieds dans l'eau. De plus ce contact crée souvent un étincellage entre l'aiguille et l'index, nuisant à leur longevit6. Bnfin, ce mode d'avertissement 'est pas fiable car le contact peut autre fermé in tempestîvement par exemple par un simple objet métallique relié à la terre et en contact avec le couvercle. Pour remédier aux inconvénients ci-dessus, sont apparues des textes de lecture où le contact de fin de débit de la dose est cons titué par un microrupteur dont seul T organe de commande mécanique est au contact, pour son actionnement, avec un doigt solidaire en rotation de l'ase de l'aiguille. Ce microrupteur est fixé au châs- sis du train d'engrenages en une position telle que le doigt 1 actionne lorsque l'aiguille est au point zéro du cadran. le ce fait l'aiguille doit démarrer de l'indication correspondant à la dose désirée pour revenir vers ce zéro pour provoquer le signal.L'indication de l'aiguille correspond donc -non pas à la quantité déjà débitée, mais- à la quantité devant encore titre fournie avant le signal. Cela est assez gSnant notamment lorsqu'à un moment précis de l'apport d'eau un autre agent doit être joint. Evidemment, dans tous les compteurs émetteurs d'un signal, pour que celui-ci ait lieu après que toute la quantité d'eau voulue s'est effectivement écoulée il est nécessaire entre autres que l'aiguille ait été ramenée, avant chaque opération,à un point de départ déterminé à l'aide d'un dispositif manuel ou automatique. Le retour manuel s obtient, dans les compteurs du premier tZpe cité, par rotation du couvercle, après coupure du circuit électrique, pour que l'index pousse l'aiguille jusqu à son point de départ, le couvercle devant ensuite être tourné en sens inverse pour remettre l'index au point d'arrivée. Dans les autres compteurs un bouton de commande est monté au centre du couvercle vitré et porte un ergot excentré qui peut tourner dans le plan de l'aiguille par action sur le bouton. Pour. que l'aiguille puisse dans l'un et 1 autre cas être poussée, sans pour cela entraver en rotation tous les engrenages, elle est généralement reliée à son axe par un limiteur de couple. Cette action manuelle expose T installation à une négligence ou une erreur de T opérateur qui n'effectuerait pas un retour complet au point de départ ce qui peut entraîner de très grosses erreurs dans le dosage. Par ailleurs, notamment lorsque cette action est confiée à une main-d T oeuvre non qualifiée qui peut par exemple se tromper sur le sens où l'aiguille doit être poussée, le rattrapage du jeu de tous les engrenages retarde le démarrage de l'aiguille par rapport à la turbine ou au piston et provoque donc également une erreur importante de dosage. Pour le retour automatique de l'aiguille à son point de départ, on connait d'une part des compteurs équipés d'un moteur électrique spécial, ce qui est assez onéreux, et; d'autre part, des compteurs dont l'ase de l'aiguille porte un pignon entraînant une roue dentée associée à un fort ressort en spirale qui se tend lors de la rotation de l'aiguille par suie du débit pour qutil sollicite ensuite celle-ci dans le sens de son retour contre une, butée malheureusement avec un choc nuisible. Ces systèmes sont également très encombrants. Dons l'un et l'autre cas il est bien entendu nécessaire de couper en un point la transmission entre ~'arbre de sortie de la boite a'injection ou à piston rotatif, d'une part, et l'axe de l'aiguille, vautre part, au moyen d'un-.dispositi! de débrayage, pour permettre au moteur ou au ressort de commander le retour de l'aiguiLle. Âu lieu d'un limiteur de couple comme cité plus haut, le dispositif de débrayage consiste généralement en un électro-aimant, agissant contre l'action d'un ressort de rappel, dont le noyau plongeur est associé, sensiblement à angle droit, à l'une des extrémités d'une tige dont l'autre extrémité est montée à rotule dans un support. Sur cette tige sont calés deux pignons qui, pendant le foactloune- ment du compteur, lient en rotation deux roues danté.es placées à des niveaux différents et solidaires, l'une, de l'axe de l'aiguille, ltautre, de l'axe sortant du train d'engrenages. Belon le sens-de la translation du noyau plongeur, modifiant l'inclinaison de la tige, on engrène les pignons avec leurs roues respectives ou, au contraire, on les dissocie, ce qui crée le débrayage. Malheureusesent, lors du rapprochement relatif des pignons, et des roues dentées, leurs dents ne sont qu'exceptionnellement orientées de manière à leur permettre de s'engrener dès la mise en marche et, de ce fait, l'aiguille saute avant de commencer sa rotation d'oÙ une erreur dans le comptage. Un des résultats visé par l'invention est un compteur dont le dispositif de remise automatique de l'aiguille à son point de départ est peu onéreux, peu encombrant et ne provoque pas de choc violent en fin de course de 1 aiguille. Un autre résultat est un compteur dont les éléments du dispos tif de débrayage de l'aiguille ne demandent pas, au terme du débrayage, une orientation particulière pour permettre d'assurer immédiatoient la rotation de l'aiguille. Est également un résultat visé par l'invention un compteur pour le débit de doses prddéterminées mais réglables, dont l'aiguille, lors du débit, circule depuis le point zéro du cadran jusqu'au point correspondant à la dose désirée. Â cet effet elle a pour obJet un compteur du type précisé plus haut notamment caractérisé en c#ue les moyens, pour permettre le retour de l'aiguille à son point de départ, sans entraîner en rotation les engrenages, consistent en un bras portant l'axe d'un seul galet libre en rotation qui, lors de la marche du compteur, lie en rotation deux roues lisses dont l'une est calée sur l'axe de l-'ai-.- guille alors que l'autre est calée sur l'axe sortant du train d'engrenages, les bandes de roulement des deux roues lisses étant distantes l'une de l'autre d'une valeur au plus égale au diamètre du galet. L invention sera bien comprise à l'aide de la description ciaprès faite, à titre d'exemple 'non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente - fig. 1 : la tête de lecture vue en coupe, axiale, - fig. 2 : la teste de lecture vue de dessus, - fig. 3 : une coupe selon III - III de la fig. i, - fig. 4 : une coupe selon IV.-- IV de la fig. 1 - fig. 5 : une variante de réalisation de. la'tste de lecture telle, que vue fig. 4. Ce compteur comprend une botte 1, soit d'injection dTeau actionnant une turbine, soit à piston rotatif. Cette turbine ou ce piston entrain en rotation un arbre de sortie 2 par T l'intermédiaire d'un train d'engrenages noyé ramenant par exemple la vitesse de cet arbre à un tour pour dix litres d'eau. Cet arbre 2 sort de la cloison supérieure 3 de la botte 1 en traversant un presse-étoupe garantissant ltétanchétté et porte extérieurement une roue dentée 4 actiontant le mécanisme de la tête de lecture 5. Cette tête comprend un bottier 6 formé de deux bagues 7, 8 par tiellement emboîtées l'une dans l'autre par leur portée 9 et leur alésage 10 pour permettre à la bague supérieure 8 de subir, par rapport à la bague 7, une rotation de trois cent soixante degrés autour de son axe. La bague alésée 8 présente une collerette interne Il limitant la pénétration de la portée 9. La bague inférieure 7 est rendue solidaire de la bote 1 et porte le mécanisme de lecture 12. La bague supérieure 8 est fermée à Sa partie supérieure par un couvercle vitré non représenté, laissant apparattre ledit mécanisme de lecture 12. Ta vitre - prend appui sur une sellette 13, dont les pieds 14 reposent sur la collerette il précitée, afin de rehausser le verre par rapport au plan de rotation de l'aiguille 15 du mécanisme de lecture. Sur le verre est gravé un repère 16 (fig. 2) susceptible d'être amené en face de llune quelconque des graduations du cadran de l'aiguille, par rotation de la bague supérieure 8. L'aiguille 15 est mue en rotation à l'aide d'un train d'engrenages 17 porté par le châssis 18 qui est solidarisé à la bague 7 par des colonnes suport 19. Ce train d'engrenages relie mécaniquement l'axe 20 de l'aiguille à la roue dentée 4 de l'arbre 2 de sor tie de la boite 1 en passant par un dispositif de débrayage 21 qui sera décrit plus loin. Le châssis 18 est formé de deux platines 22, 23 reliées par des colonnettes 24 et entre lesquelles sont montés les éléments du train d'engrenages 17. Au-deseus de ce châssis 18 des colonnes 25 portent une platine 26 recevant le cadran gradué non représenté (pour permettre de mieux comprendre le fonctionne ment, une graduation a toutefois été dessinée sur ladite platine 26). L'axe 20 de l'aiguille 15 est guidé en rotation dans cette platine porte-cadran 26 et dans le cassis 18 selon une direction pa allèle à l'arbre de sortie ou inclinée par rapport à celle-ci, la platine étant quoiqu'il en soit toujours portée perpendiculairement à l'ase de l'aiguille. Cet axe porte un index 27 coopérant avec une butée 28 solidaire de la platine porte-cadran afin de limiter le recul éventuel de l'aiguille pour que celle-ci ne puisse pas être ramenée en deçà de la graduation zéro. Pour permettre oe recul de l'aiguille 15, indépendamment du dispositif de débrayage 21 pouvant rendre l'aiguille libre en rotation par rapport au reste du mécanisme, il est prévu (fig. 3) un ressort en spirale 29 attaquant directement 1' axe 20 de l'aiguille par T une (30) deoes extrémités, alors-que son autre extrémité 31 est pincée dans un plot 32 solidaire du chtssis, de manière telle que ce ressort se tende lors de la rotation de 1 'aiguille par suite du débit (dans le sens de la flèche fig. 2) pour qu'il sollicite ensuite celle-ci dans le sens de son retour jusqu'en butée.Attaquant directement l'axe de l'aiguille, ce ressort peut titre suffisamment faible pour que le retour se produise sans choc important sur la butée. Le dispositif de débrayage (fig. 4 et 5) comprend une première roue lisse 33 calée sur 1 'axe 20 de l'aiguille et une seconde roue lisse 34 calée sur l'axe 35 de sortie du train d'engrenages 17; entre ces deux roues lisses 33, 34 est réservé un certain écartement pour que leur liaison en rotation exige l'application d'un galet intermédiaire 36 tourillonnant librement autour de son axe 37. Cet axe est porté par un bras 38 articulé à l'une de ses extrémités autour d'un axe 39 du châssis 18 et dont l'autre extrémité porte un plot 40 de liaison à un organe de commande La roue lisse 39 est cylindrique, lorsque l'axe 20 de l'aiguille est parallèle à l'arbre 2 de sortie de la botte 1, comme cela est représenté aux diverses figures. Lorsque cet axe20 est Incliné, en vue d' incliner également le cadran pour en faciliter la lecture, la roue lisse 33 est conique de manière à ce que sa génératrice, en contact avec le galet 36, soit parallèle à la face latérale de l'autre roue lisse 34. Dans un mode de réalisation (fig. 4) convenant notamment pour l'équipement d'engins pour la préparation du béton, l'organe de commande du bras consiste en une tirette 41 guidée en translation dolas une patte 42 solidaire du châssis 18. L'extrémité de cette ti rette 41, traversant la bagne inférieure 7 de la t8te de lecture, porte une tête 43 en facilitant la préhension pour le débrayage par décollement du galet 36 des roues 33, 34, un temps suffisant pour le retour de l'aiguille 15 par action du ressort en spirale. Dès que la tette 43 est reltchée, un ressort 44 assure le retour du galet contre les roues lisses.Le galet présente de préférence une bande de roulement en matériau souple et de fort coefficient d'adhérence et par exemple en caoutchouc. Avec ce compteur l'utilisateur surveille sur le cadran l'avance de 1 guille jusqu'à la dose désirée en masquant de préférence celle-ci à l'aide du repère 16 précité et, lorsque cette dose est atteinte, il ferme aussit8t la vanne de commande du débit. Ensuite, à un moment quelconque avant le débit d'une nouvelle dose il ramène 1 aiguille à zéro par action sur le débrayage. Âu lieu d'une commande à tirette comme ci-dessus décrite, le plot 40 peut recevoir l'extrémité du noyau plongeur 45 d'un électro-ai mant 46 alimenté en basse tension. De préférence, le montage est réalisé de manière à ce que 1' électro-aimant soit alimenté pendant le débrayage plutat que pour assurer la liaison entre les roues lisses, étant donné que de ce fait cette alimentation est de plus o3urte durée et que la force d'application du galet sur les roues lisses peut être déterminée exactement par réglage du ressort de rappel 44 au moyen de la vis 47. Cet organe de commande électrique du débrayage est évidemment intéressant pour les compteurs qui, lorsque l'aiguille indique que la dose désirée a été débitée, émettent én plus un signal permettant par exemple de commander directement tant la fermeture d'une électrovanne que, suite à cette fermeture, l'action du mécanisme de débraya- ge. La tête de lecture objet de l'invention convient particulièrement pour autre équipée en vue de l'émission d'un tel signal et trouve de ce fait un très large domaine d'application en installations au tomatiques, par exemple pour le traitement de l'eau. En effet, la bague supérieure 8 présente un logement 48 pour un microrupteur 49 dont le palpeur de commande 50 est actionné par le passage de l'aiguille 15.Etant monté sur la bague supérieure 8, ce microrupteur peut donc autre placé en face de n'importe quelle graduation du Ca- dran, par rotation de la bague 8. Après montage du microrupteur et quelques essais en vue de placer l'indes 16 sur la position exacte de déclenchement de ce microrupteur, le verre peut être fixé définitivement par rapport à la bague supérieure 8. Dans un mode préféré, le microrupteur ne ferme qu T un circuit basse tension alimentant un relais actionnant lui-mtme un contacteur de courant de plus haute tension, totalement indépendant du compteur, et commandant les éventuels pompes, vannes, moteurs etc.. Â cet effet il est avantageux de prévoir un coffret regroupant les relais, transformateur et également un totalisateur dtimpul- sions enregistrant le nombre de Sermetures du microrupteur. Le circuit d'alimentation de l'électro-aimant du système de débrayage, Si un tel débrayage est prévu, partira également de ce coffret qui., en plus, contiendra alors un temporisateur afin que l'électro-aimant reste alimenté un temps suffisant pour permettre le retour complet de l'aiguille. En plus de ceux annoncés au cours de la description, un tel compteur présente de nombreux autres avantages. Par exemple, par un choix judicieux des roues lisses on peut assurer une démultiplication corrective. REVENDICATION, I - Compteur pour le débit de doses prédéterminées de liquides, comprenant une boite d'injection ou à piston rotatif et une tête de lecture en forme de boîtier fixée à sa base sur la boite pré citée et fermée à sa partie supérieure par un couvercle vitré laissant apparaître un cadran dont l'aiguille est mue en rotation par un train d'engrenages, porté par un cissis, assurant la transmission entre l'axe de commande de l'aiguille et 1'arbre de sortie de la susdite boîte, cette t4te de lecture comprenant un moyen indiquant que la dose désirée a été débitée ainsi que des moyens pour commander le retour de l'aiguille à sa position de départ et pour perme;; tre ce retour sans entraîner en rotation les engrenages, ce compteur étant c a r a c t é r i s é - en ce que les moyens, pour permettre le retour de 1 'aiguille à son point de départ sans entraîner en ro ation les engrenages, consistent en un bras portant l'axe d'un seul galet libre en rotation qui, lors de la marche du compteur, lie en rotation deux roues lisses dont l'L;e est calée sur l'axe de l'aiguille alors que l'autre est calée sur l'axe sortant du train d'engrenages, les bandes de roulement des deux roues lisses étant distantes l'une de 1' autre d'une valeur au plus égale au diamètre du galet. II - Compteur selon la revendication I caractérisé en ce que le galet est garni de matériau souple et de fort coefficient d'adhérence. III - Compteur selon la revendication I caractérisé en ce que le bras a l'une de ses extrémités articulée autour d'un axe du châssis et en ce qm e bras est en relation avec un élément élastique appliquant fermement le galet sur les bandes de roulement des roues lisses. IV - Compteur selon la revendication III earactérisé en ce quéune tirette est associée au bras et en ce que l'extrémité de cette tirette traverse la paroi du boîtier et présente un moyen de préhension pour commander le décollage du galet, des roues lisses. V - Compteur selon la revendication III caractérisé en ce que le bras est associé au noyau plongeur d'un électro/aimant, fixe par rapport au châssis, pour commander le Mco11ement du galet des roues 1sses. VI - Compteur selon la revendication I caractérisé en ce que, lorsque les axes des roues lisses sont parallèles, lesdites roues sont cylindriques. VII - Compteur selon la revendication I caractérisé en ce que, lorsque les axes des roues lisses ne sont pas parallèles, au moins l'une des roues lisses est conique afin que les génératrices des deux roues, en contact avec le galet, soient parallèles. VIII - Compteur pour le débit de doses prédéterminées de liquides, comprenant une boite d'injection ou à piston rotatif et une tête de lecture en forme de boîtier fixée à sa base sur la boite précitée et fermée à sa partie supérieure par un couvercle vitré laissant apparaître un cadran dont l'aiguille est mue en rotation par un train d'engrenages, portépir un ehEss.Ls, assurant la transmission entre l'axe de commande de l'aiguille et l'arbre de sortie de la susdite boîte, cette tête de lecture comprenant un moyen indiquant que la dose désirée a été débitée ainsi que des moyens pour comman- der le retour de l'aiguille à sa position de départ et pour permettre ce retour sans entraîner en rotation les engrenages, ce compteur étant c a r a c t é r i s é en ce que le moyen pour la commande du retour de l'aiguille consiste exclusivement en un ressort en spirale dont l'une des extrémités est directement associée à l'axe de l'aiguille, autour duquel ce ressort s'enroule, alors que son autre extrémité est associée à un point fixe par rapport au châssis. IX - Compteur pour le débit de doses prédétermrnées de liquides, comprenant une boîte d'injection ou à piston rotatif et une tette de lecture en forme de boîtier fixée à sa base sur la botte précitée et fermée à sa partie supérieure par un couvercle vitré laissant apparaître un cadran dont l'aiguille est mue en rotation par un train d'engrenages, porté par un châssis, assurant la transmission entre l'axe de commande de l'aiguille et l'arbre de sortie de la susdite boite, cette têtè de lecture comprenant un moyen actionnant un microrupteur lorsque la dose désirée a été débitée ainsi que des moyens pour, d'une part, commander le retour de l'aiguille à sa position de départ et, d'autre part, permettre ce retour, ce compteur étant caractérisé en ce que le boîtier de la tête de lecture est formé de deux bagues, la bague inférieure étant rendue solidaire de la bote citée plus haut et portant le châssis du train d'engrenages avec le cadran et son aiguille alors que l'autre bague, qui peut subir une rotation de trois cent soixante degrés par rapport à la précédente, autour de l'axe de 11 aiguille, porte le microrupteur dont le palpeur est actionné par le passage de l'aiguille.