Brevet FR2503809A1 — publié le 19821015

La présente invention concerne un palier immergé et compteur pour liquides, tel que compteur à eau, équipé d'un tel palier. I1 existe de multiples dispositifs et, en particulier, des compteurs à eau qui comportent des paliers immergés dans un liquide contenant en solution des composés susceptibles de devenir insolubles dans certaines conditions, par exemple par suite d'une variation de température ou d'une augmentation de la concentration en composés, par effet physico-chimique. En effet, dans de tels paliers, il s'établit à la longue un gradient de concentration entrarnant une saturation et, par suite, la formation de dépôts à l'intérieur du palier. I1 peut également se produire que de minuscules particules en suspension dans le liquide, arrivent dans le palier et constituent des germes de sédimentation (effet d'accrétion). Ce dernier effet existe notamment dans le cas de paliers verticaux formant crapaudines, dans lesquels les particules peuvent arriver par gravité. Les inconvénients de tels dép8ts, soit au niveau des parois latérales du palier, au contact avec l'axe, soit au niveau de la surface formant crapaudine, sont gênants car ils augmentent les frottements et réduisent les mouvements de translation de l'axe par rapport à la crapaudine dans le cas de certains paliers spéciaux, notamment ceux de compteurs à eau. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de créer un palier et notamment un palier à crapaudine fonctionnant dans un liquide pouvant libérer des composés insolubles, évitant dans ce palier tout risque de dépôt susceptible de perturber le mouvement de l'axe. Lt invention se propose notamment de créer un tel palier destiné à un compteur à eau. A cet effet, l'invention concerne un palier immergé du type ci-dessus, caractérisé en ce que le fond du tube formant le coussinet est muni d'un moyen de mise en communication de l'intervalle subsistant entre l'axe et la paroi intérieure du tube avec le liquide extérieur dans lequel est immergé le palier. Suivant une autre caractéristique, le moyen de mise en communication est constitué par un orifice débouchant dans le palier sensiblement au niveau de I'extrémite de l'axe. Gracie à la mise en communication de l'intérieur du palier avec le liquide extérieur dans lequel est immergé le palier, on évite qutil ne s'établisse un gradient de concentration à l'intérieur du palier et, par suite, les dépôts dus à une saturation ou à un effet d'accrétion. Comme suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, dans le cas d'un palier formant également crapaudine, il est prévu que le moyen de communication soit constitué par un orifice traversant le palier et débouchant au niveau de la surface d'appui formant la crapaudine. Cette disposition offre le double avantage d'éviter ltétablissement d'un gradient de concentration susceptible d'entraSner des dépôts par saturation ou par accrétion, mais assure à la fois une circulation de liquide à ltintérieur du palier et un lavage de la surface de la crapaudine en contact avec l'axe. On libère ainsi l'intérieur du palier et cette surface de la crapaudine de toutes les particules qui peuvent ssy accumuler. Cette solution est, en particulier, intéressante si le palier est d'axe vertical car les risques de pénétration de particules et de dépôt par accrétion sont considérablement augmentés. I1 est particulièrement important dans le cas de compteurs à eau, que le palier permette un fonctionnement aussi régulier que possible du rotor et que les frottements soient réduits au minimum. De plus, dans certains cas de compteurs à eau, le rotor effectue un mouvement de rotation au débit faible en s'appuyant par son extrémité inférieure pointue sur une crapaudine alors que pour les débits importants, le rotor se soulève et se dégage de la crapaudine. Or, si la crapaudine est encombrée par des particules et des dépôts de sédimentation, cela gêne considérablement la faible rotation qui existe au faible débit. Or, de façon générale, le comptage des très faibles débits est extrêmement difficile et l'une des conditions essentielles est que le rotor puisse tourner avec des frottements aussi réduits que possible, notamment au niveau de la pointe sur la crapaudine. L'invention permet de remédier à ces inconvénients et s'applique également à un compteur pour fluides notamment un compteur à eau comportant un capteur muni dtun rotor à ai lettes entratné par la vitesse du fluide, une transmission pour transmettre le mouvement du capteur et un mécanisme de comptage et d'affichage pour compter et afficher les grandeurs mesurées, le rotor étant muni d'un axe dont une extrémité se termine par une pointe utilisée uniquement pour les petites vitesses et dont l'autre extrémité se termine par une -surface aplatie et robuste utilisée uniquement pour les grandes vitesses, chacune des extrémités du rotor étant susceptible de coopérer avec une butée correspondante, la distance entre les extrémités du rotor étant légèrement plus faible que la distance entre les butées, le fond de la chambre du rotor étant constitué par une plaque présentant une partie centrale relevée délimitant une cheminée dont le fond est garni d'une crapaudine, la cheminée recevant ltextrémité inférieure de l'axe du rotor dont la pointe coopère avec la crapaudine. Dans ce cas, la cheminée de la plaque inférieure est munie dtun perçage aligné sensiblement dans le sens général de ltécoulement du fluide et passant au niveau de la crapaudine et de l'extrémité inférieure de l'axe du rotor en étant traversant de part en part. La présente invention sera décrite plus en détails à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure l est une vue en coupe schématique d'un palier selon un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue en coupe d'un palier selon un second mode de réalisation de l'invention - la figure 3 est une vue en coupe dtun compteur pour fluides muni d'un premier mode de réalisation d'un palier selon l'invention - la figure 4 est une vue en coupe partielle d'un palier vertical, notamment d'un compteur selon un autre mode de réalisation de l'invention. Selon la figure 1, l'axe I tourne dans un palier 2 en s'appuyant éventuellement sur le fond 3 du palier 2. Ltensemble du palier et de l'axe est immergé dans un liquide, par exemple de liteau contenant des composés susceptibles de devenir insolubles suivant les conditions de température ou par suite d'un effet physico-chimique de concentration ou d'accrétion sur des particules formant germes, et qui parviennent dans l'intervalle 4. Selon l'invention, il est prévu un moyen de mise en communication de l'intervalle 4 avec le liquide d'immersion, autrement que par l'orifice 5 par lequel l'axe l pénètre dans le palier 2. Ce moyen de mise en communication est constitué par un passage 6. Ce passage 6 qui, dans l'exemple représenté, est traversant, débouche au niveau du fond 3 formant crapaudine. Cette mise en communication de l'intervalle 4 avec le liquide extérieur permet d'éviter qu'il ne s'établisse un gradient de concentration en composés à l'intérieur de l'intervalle 4. De plus, cette mise en communication combinée au mouvement de rotation de l'axe 1 permet une certaine circulation de liquide dans l'intervalle 4 évitant également la formation d'un gradient de concentration. En outre, lorsque le moyen de mise en communication est constitué par un passage traversant 6 comme représenté à la figure 1, le courant de liquide selon la flèche A permet de laver le fond 3 formant crapaudine pour en enlever les particules qui auraient pu y tomber par effet de gravité en descendant le long de l'axe 1. Cette disposition du passage traversant 6 dirigé vers le fond 3 est particulièrement importante lorsque l'axe est vertical et que le fond du palier joue le r8le d'une crapaudine. Cette figure montre également un autre moyen de mise en communication constitué par un perçage 7 réalisé dans la paroi latérale du palier 2. Ce moyen de mise en communication peut être un complément du passage ou du moyen de communication 6 prévu au niveau de l'extrémité de l'axe 1. La figure 2 montre une variante du mode de réalisation de la figure I. Dans cette variante, l'extrémité inférieure ' de l'axe I est arrondie pour réduire son frottement sur le fond 5. Les autres éléments de ce mode de réalisation sont identiques à ceux du mode de réalisation de la figure 1. Il s'agit en particulier du passage traversant 6 qui débouche également au niveau de la surface 5 formant crapaudine. Une application de l'invention telle que décrite aux figures 1 et 2 sera faite ci-après à l'aide des figures 3 et 4. En effet, dans le cas de compteurs à eau, notamment de petits compteurs à eau, il faut réduire au maximum la masse du rotor. Cela se traduit en particulier par une réduction de la section de l'axe qui devient très fragile et qu'il faut tenir et guider par un palier relativement long formant une cheminée dont le fond est occupe par une crapaudine. Selon la figure 3, un compteur connu pour fluide tel que celui décrit au brevet NO 75 39 701, notamment destiné à compter des liquides tels que de l'eau, se compose d'un capteur muni d'un rotor 41 muni d'un axe 410 dont une extrémité se termine par une pointe 411 et dont l'autre extrémité se termine par une surface aplatie non référencée. La pointe 411 coopère avec une crapaudine 316 uniquement lorsque le rotor 41 tourne à faible vitesse. La distance entre les extrémités de l'axe 410 du rotor 41 est légèrement plus faible que la distance séparant la butée inférieure ou crapaudine 316 à la butée supérieure de façon que les deux extrémités de l'axe ne puissent coopérer simultanément avec leur butée respective. Le rotor 41 se compose d'un moyeu 414 portant des ailettes radiales 415. Le compteur comporte également dans sa partie gauche un injecteur 7 en forme de tuyère placée en amont de la chambre du capteur et l'axe de cet injecteur 7 correspond au plan médian du rotor 41. Le fond de la chambre dans laquelle tourne le rotor 41 est occupé par une plaque inférieure 310 qui remonte au-dela du bord inférieur des ailettes 415 du rotor 41 en direction du moyeu 414 de façon à soutenir l'axe 410 du rotor très près du point d'application de la composante radiale de la force exercée sur les ailettes et, par suite, sur le rotor. La plaque intermédiaire 310 comporte également des nervures radiales 312 dont le r8le est connu. L'entrée de l'injecteur 7 débouche au niveau de l'entrée du compteur et la sortie de l'injecteur au niveau de la chambre du capteur proprement dit, c'est-à-dire la chambre dans laquelle tourne le rotor 41. La présente invention concerne la réalisation de la plaque inférieure 310 et de la pointe ou extrémité inférieure 411 de l'axe 410 du rotor. Pour éviter que, comme dans le mode de réalisation connu, l'eau ne stagne dans l'intervalle subsistant entre la paroi latérale inférieure de l'axe 410 du rotor 41 et la surface intérieure de la partie de la cheminée 311 formant le coussinet sur la plaque inférieure 310, on a réalisé un perçage 500 dans la cheminée 311. Ce perçage qui, suivant le cas, peut être droit ou incliné, débouche au niveau de la surface de la crapaudine 316 pour y diriger un jet d'eau destiné à nettoyer cette surface des particules qui peuvent s'y trouver ou sty déposer éventuellement. Dans cet exemple, les deux parties du perçage 500 ne sont pas coaxiales mais communiquent entre elles. Selon le mode de réalisation de la figure 4, le perçage 500, réalisé dans la plaque inférieure 310, est traversant et son axe est parallèle à la direction de l'écoulement du liquide (en négligeant les mouvements tourbillonnaires créés éventuellement par les ailettes 415 du rotor 41). Cet orifice traversant 500 communique avec l'inter- valle 501 qui subsiste entre la surface intérieure de la cheminée 311 et la paroi latérale de l'axe 410. De plus, la pointe 411 de l'axe 410 présente deux zones 411a, 411b à deux conicités différentes. L'extrémité formant la pointe proprement dite 411a coopère avec la crapaudine 416 alors que la partie de jonction 411b qui relie la pointe 411a proprement dite au corps cylindrique de l'axe 410 s'détend sur une hauteur relativement importante. Cette forme conique de la zone de transition 411b permet de faciliter l'écoulement du liquide (eau) à travers le conduit 500j tout en aspirant ou en refoulant suivant les conditions de circulation le liquide dans l'intervalle 501. Ce mouvement du liquide à compter se traduit par un effet mécanique et un effet physico-chimique. Effet mécanique réside dans un lavage direct des impuretés qui peuvent se déposer par gravité sur la crapaudine 316 ainsi que par création d'un léger courant ascendant (ou descendant) le long de l'axe 410 du rotor dans l'intervalle 501 pour éviter la stagnation de l'eau dans ce coussinet. L'action physico-chimique découle de la communication directe et de l'échange du liquide se trouvant dans le palier et du liquide ambiant, ce qui supprime toute concentration en composés solubles susceptibles de précipiter en composés insolubles et, par suite, le risque d'entartrage. En effet, contrairement au mode de réalisation connu, les ions calcium, magnésium, etc. contenus dans le cylindre d'eau de l'intervalle 501 ne peuvent plus staccumuler par l'action de - la gravitation, - l'effet de lame d'eau et l'effet de pointe de la turbine. Comme la concentration en ions n'augmente pas dans cet intervalle, on ne risque pas la libération de corps dissous sous la forme de produits insolubles tels que des carbonates. Selon l'invention, la crapaudine 316 qui coopère avec l'extrémité inférieuré 411a de la pointe 411 est prévue dans une pièce 502, montée sur un élément d'axe 503 réalisé dans le fond 504 du bottier du compteur. Cette variante montre également que lton forme un élément d'étanchéité 505 pour éviter que le liquide qui peut circuler sous le fond 310 ne remonte le long de la pièce 502 et ne dérange ou ne bloque la circulation du liquide de lavage et du liquide passant le long de l'axe 410 du rotor. REVENDICATIONS 1) Palier immergé dans un fluide contenant des composés pouvant précipiter en composés insolubles, palier composé d'un tube formant coussinet, recevant un axe en laissant subsister un film de liquide entre la paroi intérieure du tube et l'axe, palier caractérisé en ce que le fond (3j du tube (2) formant le coussinet est muni d'un moyen (6) de mise en communication de l'intervalle (4) subsistant entre l'axe (1) et la paroi intérieure du tube (2) avec le liquide extérieur dans lequel est immergé le palier. 2) Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mise en communication est un orifice (6). 3) Palier selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dont le fond forme une crapaudine, palier caractérisé en ce que le moyen de mise en communication est constitué par un orifice (6) traversant le palier et débouchant au niveau de la surface d'appui (3) formant la crapaudine pour l'extrémité de l'axe (1). 4) Palier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de mise en communication supplémentaire (7) prévu dans une position entre l'ouverture (5! du coussinet formant palier et le fond (3) de celui-ci. 5) Compteur pour des liquides, tel que compteur à eau comportant un capteur muni d'un rotor à ailettes entratné par la vitesse du fluide, une transmission pour transmettre le mouvement du capteur et un mécanisme de comptage et d'affichage pour compter et afficher les grandeurs mesurées, le rotor étant muni d'un axe dont une extrémité se termine par une pointe utilisée uniquement pour les petites vitesses et dont l'autre extrémité se termine par une surface aplatie et robuste utilisée uniquement pour les grandes vitesses, chacune des extrémités du rotor étant susceptible de coopérer avec une butée correspondante, la distance entre les extrémités du rotor étant légèrement plus faible que la distance entre les butées, le fond de la chambre du rotor étant constitué par une plaque présentant une partie centrale relevée délimitant une cheminée dont le fond est garni d'une crapaudine, la cheminée recevant l'extrémité inférieure de l'axe du rotor dont la pointe coopère avec la crapaudine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, compteur caractérisé en ce que la cheminée (311) de la plaque inférieure (310) est munie d'un perçage (500) aligné sensiblement dans le sens général de l'écoulement du fluide et passant au niveau de la crapaudine (316) et de l'extrémité inférieure (41 la, 41 lob) de l'axe (410) du rotor en étant traversant de part en part. 6) Compteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pointe (411) de l'axe (410) du rotor est formée par une pointe (411a) proprement dite et une partie de jonction (411b) en forme de tronc de cane, reliant la pointe du corps de l'axe (410).