Brevet FR2339840A1 — publié le 19770826

L'invention concerne le domaine général des débitmètres voltmètres et, plus particulièrement, elle concerne les débitmètres-volumètres du type à canal fermé de section constante dans lequel le fluide en circulation entraine une bille de densité sensiblement égale à celle du fluide, le débit à mesurer étant une fonction du nombre de tours par unité de temps effectués par la bille dans le canal. D'une façon encore plus spécifique, l'invention concerne les débitmètres du type précité dans lesquels les axes moyens des conduits d'amenée et d'évacuation sont sensiblement parallèles au plan moyen du canal fermé, l'orifice par lequel le conduit d'évacuation débouche dans le canal fermé étant situé au voisinage de l'orifice du conduit d'amenée et légèrement en amont de celui-ci (dans le sens de circulation du fluide), Dans les débitmètres précités, le po-sitionnement correct mutuel des orifices des conduits d'amenée et d'évacuation est particulièrement important pour un bon fonctionnement de l'appa reis. En effet, si les orifices en question sont situés en regard l'un de l'autre, une partie du fluide passe directement du conduit d'amenée au conduit d'évacuation sans circuler dans le canal fermé; si, au contraire, les orifices sont trop éloignés l'un de l'autre, il se forme entre eux une zone "morte" dans laquelle ne circule pratiquement pas de fluide et dans laquelle la bille se trouve "piégée" sans possibilité d'en sortir. Dans les deux cas, le fonctionnement de l'appareil est perturbé. Par contre, dans le cas d'un positionnement mutuel convenable des orifices des conduits d'amenée et d'évacuation,lorsque la bille se trouve dans la portion du canal comprise entre les deux orifices, la veine de fluide sortant par le conduit d'évacuation repousse cette bille dans ledit canal vers l'aval et celle-ci se trouve ensuite aspirée par la veine de fluide pénétrant dans le canal par le conduit d'amenée; la circulation de la bille dans le canal torique s'effectue alors de façon continue et sans à-coups, D'une façon plus précise, on a pu constater qu'il existait une position mutuelle déterminée des deux orifices pour laquelle la sensibilité de l'appareil était maximale, cette position pouvant varier légèrement d'un appareil à l'autre en raison des tolérances d'usinage des orifices des conduits,du du canal ferné et du diamètre de la bille. L'invention a donc pour but un débitmètre perfectionné conçu de mani-re que l'on ait la possibilité. en fin de fabrication ou en cours d'utilisation si l'appareil est déréglé. d'ajus- ter d'une façon précise le positionnement mutuel des orifices des conduits d'amenée et de sortie pour régler de façon optimale la sensibilité de l'appareil pour les débits les plus faibles. Pour ce faire, le débitmètre-volumètre conforme à l'invention se caractérise en ce que le canal est torique et en ce que canal et les deux conduits sont délimités par deux flasques possédant respectivement deux surfaces complémentaires de révolution autour de l'axe du tore juxtaposées l'une contre l'autre, le canal torique étant constitué par juxtaposition de deux gorges à profil semi-circulaire évidées respectivement dans ces deux surfaces, les deux conduits étant évidés respectivement dans les deux flasques. et des moyens étant prévus pour centrer les deux flasques l'un par rapport à l'autre sur l'axe du canal torique et pour tégler avec précision la position angulaire mutuelle des deux flasques autour dudit axe. On peut en outre avoir recours d'une façon avantageuse à l'une ou l'autre des dispositions complémentaires suivantes ou à toute combinaison techniquement possible desdites dispositions - le conduit d'amenée du fluide est tangent au canal torique, - la distance séparant les bords les plus proches des deux orifices des conduits c'amenée et d'évacuation est de l'ordre d'un demli-diamatre de la bille - les moyens prévus pour régler la position angulaire mutuelle aes dex flasques comprennent un trou coaxial à itaxe dû canal torique et un ensemble boulon-rondelle de blocage-écrou coopérant avec ledit trou - les moyens prévus pour régler la position angulaire mutuelle des deux flasques comprennent au moins un trou allongé en forme de haricot évidé dans l'un des flasques et une tige traversant ce trou et solidarisable avec les deux flasques - l'ensemble des deux flasques est enserré entre deux plaques métalliques de rigidification. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation donné à titre illustratif, mais nullement limitatif. description dans laquelle on se réfère au dessin annexé sur lequel : -la figure 1 représente en plan un débitmètre conforme à l'invention; -la figure 2 est une vue agrandie d'une partie de la figure 1; et -la figure 3 est une vue développée en coupe suivant la ligne III-III, de l'appareil de la figure 1. En se référant à la figure 1, le débitmètre 1 comporte essentiellement un canal torique 2 dans lequel débouchent un conduit 3 d'amenée du fluide et un conduit 4 d'évacuation du fluide, ces conduits étant reliés respectivement par des tubulures 5 et 6 aux circuits hydrauliques extérieurs. Une bille 7 est logée dans le canal torique 2 et est entraînée en rotation par le fluide en circulation. Des moyens optiques comprenant une source lumineuse (non visible sur la figure) et un photorécepteur 8 permettent de détecter chaque passage de la bille, le photorécepteur 8 étant relié à des circuits électroniques de comptage qui délivrent un signal électrique représentatif du débit du fluide ou du volume de fluide écoulé pendant un temps déterminé. Comme on le voit mieux sur la figure 2, ie canal torique 2 a une section constante, mais les conduits 3 et 4 ont une section qui se rétrécit au voisinage du canal de façon que les orifices de communication de ces conduits avec le canal, respectivement 3a et 4a, soient plus petits que le diamètre de ia bille 7 afin d'éviter que celle-ci ne s'échappe du canal 2 par les conduits 3 et 4. En outre, il est avantageux que la bille 7 soit en un matériau ayant sensiblement la même densité que le fluide dont on mesure le débit. A titre d'exemple, si le fluide considéré est de l'essence, d'une densité de 0,75 environ, la bille peut être réalisée en superpolyamide (Nylon) qui a une densité d'environ 1,12. Le conduit 3 débouche tangentiellement dans le canal 2, l'orifice du conduit 4 étant situé à proximité et en amont (dans le sens de circulation de la bille) de l'orifice du conduit 3, les deux orifices etant situés de part et d'autre du canal 2. La demanderesse a établi qu'il convenait que les bords les plus proches des orifices de communication des conduits 3 et 4 avec le canal torique 2 soient éloignés d'une distance d'environ D/2, D étant le diantre de la bille 7 (voir fig. 2) Comme on le voit adieux sur la fig.3, le débitmètre 1 est constitué de deux flasques 9 et 10, accolEs le long dtune de leurs grandes surfaces plans, respectivement 11 et 12. Ces flasques sont représentés comme ayant une foré discoIdale. mais toute autre forme peut également convenir. Deux gorges annulaires 13 et 14 sont formées respective-ent dans les surfaces Il et 12 des flasques 9 et 10. D'une façon avia- tageuse ces gorges sont obtenues directement par louage au couds de la fabrication des flasques 9 et 10, de façon que lesdits gorges aient un profil constant et rigulier. Les conduits d'amenée 3 et d'évacuation 4 sont évidés r spbc- tivement dans les surfaces Il et 12 soit également au cours da moulage des flasques 9 et 10, soit ulterieurerent. par exemple par fraisage. En outre, les deux surfaces il et 12 sont évidées respecti- vement par deux autres gorges annulaires en regard de dianètre- supérieur à celui du canal torique et formant enseable un anneau creux dans lequel est disposé un joint annulaire, --par exeaple torique. d'étanchéité 15. Les deux surfaces 11 et 12 sont également évidées par deux autres gorges annulaires en regard (non représentées sur les figures) de diamètre inférieur à celui du canal torique formant ensemble un deuxième anneau creux dans lequel est disposé un deuxième joint annulaire d'étanchéité. Il est également possible de remplacer ce deuxième joint par des joints d'étanchéité disposes entre la rondelle 21 et la plaque 17 et entre la tête du boulon 18 et la plaque 16. Les flasques 9 et 10 étant relativement minces, et donc susceptibles de se déformer légèrement. l'ensemble des flasques 9, 10 est enserré entre deux disques rigides, par exemple métalliques 16 et 17 ; l'ensemble est maintenu à l'aide d'un boulon 18 traversant des trous axiaux 19 et 20 percés respectivement dans les flasques 9 et 10 et d'un écrou 21 bloqué par une rondelle 22. Bien entendu les disques métalliques 16 et 17 sont munis des perforations nécessaires en regard des tubulures 5 et 6 et des trous 19 et 20. Le réglage de l'appareil s'effectue comme suit. L'assemblage précédemment décrit est réalisé en disposant en regard deux repères tracés sur les bords des flasques 9 et 10 pour amener les orifices des conduits 3 et 4 approximativement dans la position requise, c'est-à-dire sensiblement à un demidiamètre de bille l'un de l'autre, l'écrou 21 n'étant pas bloqué. Puis le débitmètre est mis en fonctionnement, et ltopéra- teur fait tourner manuellement les deux flasques l'un par rapport à l'autre pour régler la sensibilité de l'appareil pour le débit le plus faible. Le déplacement ainsi effectué est de l'or- dre de quelques dixies de millimètre. Une fois ce réglage effectué, l'écrou 21 est bloqué et le débitmètre est étalonné. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse au contraire, toutes les variantes. En particulier, on peut prévoir d'autres moyens pour régler la position angulaire mutuelle des deux flasques : par exemple l'un des flasques peut être muni d'une tige parallèle à l'axe du canal torique, mais non coaxiale audit axe, qui traverse une lumière allongée en forme de haricot prévue dans l'autre flasque, ladite tige étant solidarisable avec les deux flasques. Dans ce cas, pour faciliter un positionnement relatif correct des deux flasques, l'un d'eux peut comporter une table cir culaire en saillie et l'autre une cavité circulaire de forme complémentaire de celle de la table, cette table et cette cavité comportant les différents évidements envisagés précédemment et nécessaires au fonctionnement du débitmètre. il est également possible que les surfaces cooperantes des flasques ne soient pas planes, mais soient de révolution autour de l'axe du canal torique, par exemple coniques, tronconiques, ou cylindriques, les différentes gorges et rainures étant formées dans ces surfaces de révolution. REVENDICATIGNS 1.- Débitmètre-volumètre pour fluide, comprenant - un canal fermé, - un conduit d'amenée du fluide dans le canal torique et un canal d'évacuation du fluide hors de ce canai, les orifices de commutation des conduits avec le canal fermé ayant des diamètres inférieurs à celui dudit canal et étant situés au voisinage l'un de l'autre, de part et d'autre dudit canal, l'orifice du conduit d'évacuation étant en outre situé en amont (dans le sens de circulation du fluide) de l'orifice du conduit d'amenée, - et une bille apte à circuler dans le canai, cette bille ayant un diamètre légèrement inférieur à celui du canal, mais supérieur à ceux des orifices des conduits d'amenée et d'évacuation. caractérisé en ce que le canal esttorique et en ce que ce canal et les deux conduits sont délimités par deux flasques possédant respectivement deux surfaces complémentaires de révolution autour de l'axe du tore juxtaposées l'une contre l'autre. le canal torique étant constitué par juxtaposition de deux gorges à profil semi-circulaire évidées respectivement dans ces deux surfaces, les deux conduits étant évidés respectivement dans les deux flasques, et des moyens étant prévus pour centrer les deux flasques l'un par rapport à maure sur l'axe du canal torique et pour régler avec précision la position angulaire mutuelle des deux flas- ques autour dudit axe. 2.- Débitmètre-volumètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces complémentaires de révolution des flasques sont des surfaces planes. 3.- Débitmètre-volumètre selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit d'amenée du fluide est tangent au canal torique. 4.- Débitmètre-volumètre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance séparant les bords les plus proches des deux orifices des conduits d'amenée et d'évacuation est de l'ordre d'un demi-diamètre de la bille. 5.- Débitmètre-volumètre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux surfaces sont évidées respectivement par deux gorges circulaires en regard, de diamètre supérieur à celui du canal torique et formant ensemble un anneau creux garni par un joint annulaire d'étanchéité. 6. Débitmètre-volumètre selon l'une quelconque des revendica tions précédentes, caractérisé en ce que les moyens prévus pour régler la position angulaire mutuelle des deux flasques comprennent un trou coaxial à l'axe du canal torique et un ensemble boulon-rondelle de blocage-écrou coopérant avec ledit trou. 7.- Debitmètre-volumètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens prévus pour régler la position angulaire mutuelle des deux flasques comprennent au moins un trou allongé en forme de haricot, évidé dans l'un des flasques, et une tige traversant ce trou et solidarisable ayec les deux flasques. 8.- Débitmètre-volumètre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble des deux flasques est enserré entre deux plaques métalliques de rigidification.