Brevet FR2522780A1 — publié le 19830909

La présente invention concerne un dispositif de d 6 terminstion de grandeurs mesurées dans des tuyau- teries, composé d'un corps destiné à être installé dans une tuyauterie et qui comporte des raccords de tuyauterie et au moins un capteur de mesure s'éten- dant dans le courant de fluide. Un dispositif de ce genre utilisé en pratique, destiné à être intercalé dans une tuyauterie aux fins de surveillance, de contr 8 le, de vérification de fonc- tionnement ou de détection d'une cause de dérangement, se compose d'un corps tubulaire rectiligne avec, à ses deux extrémités, des raccords permettant d'installer le dispositif dans la tuyauterie Dans le corps de ce dispositif connu est fixé à demeure un compteur à roue à ailettes de Woltmann servant de capteur de mesure volumétrique du courant Ce corps comporte en outre deux autres raccords pour le branchement d'une conduite manométrique et d'un thermocouple Tous ces appareils peuven être reliés a un appareillage de mesure trans- portable. Mais pour pouvoir assurer la fonction désirée il faut installer dans la tuyaute&e une pluralité de ces disposit 2 S qui sont relativement coûteux, d'o des frais d'investissement considérables En outre, il faut, pour installer les appareils, couper les tuyaux à chaque fois que l'on veut mettre en place un dispositif de ce genre dans la tuyautezie De plus, en cas de dérangement, notam- ment du capteur de mesure volumétrique, causés par le dép 6 t de matières étrangères contenues dans le fluide véhiculé dans la tuyauterie, il faut démonter de la tuyau- terie l'ensemble du dispositif, ce qui nécessite une vidange préalable de la tuyauterie Après remise en pla- ce, il faut purger la tuyauterie et la remplir à nouveau. Tout ceci entraine des frais accessoires supplémentaires et également considérables. Le problème auquel l'invention a apporté une solu- tion consiste à perfectionner un dispositif du genre -e 2 - décrit en préambule de telle sorte que tout en lui conservant les avantages qu'il offre déjà on diminue considérablement les coûte d'investissement nécessai- res pour vérifier et surveiller une tuyauterie et, d'autre part, on simplifie le montage, l'entretien et une éventuelle réparation du dispositif lui-même. La solution à laquelle est parvenue l'invention se caractérise par un organe de coupure de tuyauterie ayant, pour la mise en place sélective d'au moins un capteur de mesure, un orifice obturable orienté en travers du canal de passage du fluide de cet organe de coupure, cet orifice de raccordement du capteur de mesure étantlarsque l'organe de coupure de tuyauterie est en position de fermeture, séparé du dit canal de passage du fluide par son organe de fermeture, tandi que lorsque cet organe occupe sa position d'ouverture cet orifice communique avec ce canal. Grâce à cette disposition, le ou les capteurs de mesure peuvent être raccordés sélectivement à l'un ou l'autre des organes de coupure de tuyauterie qui Sont de toute façon nécessaires dans une tuyauterie, de sorte qu'il n'y a plus à fabriquer et à installer, pour ce ou ces capteurs, les corps tubulaires rectilignes conçus spécialement pour les contenir De plus, il n'y a plus dorénavant à faire la dépense que de l'assortiment de capteurs de mesure. Grâce à l'invention, il est possible de raccorder les capteurs de mesure sans vidanger la tuyauterie, car pendant l'opération de raccordement de ces capteurs à un organe de coupure de tuyauterie selon l'invention, l'orifice de raccordement du capteur peut être isolé de la tuyauterie par cet organe lui-même Pour lèntre- tien, une éventuelle réparation ou le remplacement des capteurs de mesure, il n'y a non plus aucune complica- tion à retirer ceux-ci de la tuyauterie. Surtout lorsqu'il s'agit de la mesure volumétrique d'un courant, il est avantageux que l'orifice de rac- -3 - cordement du capteur de mesure s'étende jusque dans le canal de passage du fluide qui relie l'un à l'au- tre les raccords de l'organe de coupure à la tuyaute- rie. Une forme d'exécution qui est préférée parce que simple à fabriquer, adaptable à des pressinnes élevées du fluide et peu sensible aux; dérangements est caractérisée par le fait que a) l'organe de cou- pure de tuyauterie est conçu sous forme d'un robinet dans le corps duquel l'orifice de raccordement capteur de mesure est orienté coaxialement à l'axe de rota- tion de la clef du robinet, b) une ouverture d'intro- duction du capteur de mesure, disposée coaxialement à l'orifice de raccordement et débouchant dans 11 alé- sage de la clef reliant l'un à l'autre les raccords à la tuyauterie, est prévue dans la dite clef, et c) le capteur de mesure peut être fixé de manière amo- vible et étanche au corps de robinet. Une autre variante possible de 1 ' objet de l'in- vention comporte un organe de coupure de tuyauterie réalisé sous forme d'un tiroir dans lequel l'orifice de racoordement du capteur de mesure est disposéé dans la même direction que ceile du déplacement de l'organe obturateur en forme de tiroir Dans cette description une forme d'exécution préférée se distingue en ce que l'organe de coupure du tuyauterie comporte en tant qu'organe de fermeture un tiroir formant piston dans lequel est disposée une ouverture d'introduction axiale du capteur de mesure, cette ouverture débouchant dans un alésage transversal qui dans l'organe de fermeture peut relier l'un à l'autre les raccords à la tuyaute- rie prévus dans le corps, le capteur de mesure pouvant être fixé de façon amovible et étanche à l'organe de fermeture du tiroir en forme de piston. 3.5 En variante, le capteur de mesure peut être fixé de façon amovible et étanche au corps dans lequel se déplace le tiroir en forme de piston. 4._- Par ailleurs, il y a avantage à ce que dans le corps de l'organe de coupure de tuyauterie soient prévus des crrices de remplissage et de vidange, obturables de l'extérieur et débouchant dans l'ouver- ture d'introduction du capteur de mesure Gr&ce à cette disposition peut être évitée en toute certitude la formation nuisible de bulles d'air par exemple dans des tuyauteries hydrauliques. Pour assurer un positionnement correct des cap- teurs dans l'organe de coupure de tuyauterie il est avantageux qu'au moins le capteur de mesure volumétri- que du courant soit conçu de façon à être introduit dans l'organe de coupure de tuyauterie sans possibilité de tourner, et qu'un assemblage vissé soit prévu pour verrouiller l'assemblage par introduction. Afin d'exclure toute avarie au capteur de mesure lors de sa mise en place ou de son démontage, l'inven- tion prévoit de la protéger par me douille de protec- tion faisant écran latéralement et qui, sur une pièce de raccordement pouvant être réunie de façon étanche au corps de l'organe de coupure de tuyauterie, est mon- tée avec possibilité de déplacement axial limité par rapport à l'ouverture d'introduction du capteur de me- sure, ce déplacement axial se faisant en direction de la pièce de raccordement et contre la force d'un res- sort, Dans cette disposition il est favorable, pour la fabrication et le montage, que la douille de protec- tion soit conçue pour etre engagée dans l'organe de coupure de tuyauterie sans possibilité de rotation et que le capteur de mesure n'ait pas la possibilité de tourner parrapport à la douille de protection. Il est alors préférable que la pièce de raccordement vissable de manière étanche sur l'organe de coupure de tuyauterie soit traversée par un alésage orienté coaxialement à l'ouverture d'introduction du capteur de mesure et dans lequel sont disposés la douille de protection et un ressort de renvoi agissant sur cette - dornière, laquelle est engagée dans le corps de l'or- gane de coupure de tuyauterie sans possibilité de ro- tation et, dans la direction axiale, prend appui sur ce corps, tandis que lecapteur de mesure, qui peut etre introduit dans cette douille de protection sans possibilité de rotation, sort d'un bouchon qui obture l'embouchure extérieure du dit alésage et qui, au moyen d'un écrou à chapeau, peut être fixé sur la pièce de raccordement. La pièce de raccordement prévue sur l'organe de coupure de tuyauterie pour recevoir le capteur de mesure volumétrique peut également être conçue pour recevoir un capteur de mesure thermométrique et une con- duite de mesure manométrique. Pour assurer une mesure précise, notamment une mesure volumétrique du courant de fluide, dans des tuyauteries de diamètre intérieur variable, il est pré- vu, selon une autre caractéristique de l'invention, des moyens pour faire varier sélectivement la profon- deur d'introduction du capteur de miare dans le canal de passage de fluide de l'organe de coupure Ces mo- yens sont de préférence constitués par des bagues entre- toises conçues pour être intervalées de manière étan- che entre l'organe de coupure de tuyauterie et la pièce de raccordement qui porte le capteur de mesure. Des exemples d'exécution de l'invention sont dé- crits en détail ci-après et en se référant au dessin annexé S sur ce dernier la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un robinet à boisseau équipé d'un dispositif de dé- termination de grandeurs mesurées dans des tuyauteries, la figure 2 est une vue en élévation latérale, avec arraché, de ce même robinet, la figure 3 est une vue du même robinet mais sans le dit dispositif, la figure 4 est une vue analogue à la fig 2, mais le robinet est muni d'un autre capteur de mesure, -6 - la figure 5 est une vue en coupe longitudi- nale d'une partie d'un tiroir en forme de piston, et la figure 6 est une vue schématique, en coupe, d'un robinet à boisseau conçu en tant qu'unité de montage dans une plaque. On voit aux fig 1 à 4 un organe de coupure de tuyaute&e 1 conçu sous forme d'un robinet à bois- seau et qui comprend essentiellement un corps ou bois- seau 2, une clef 3 avec des organes de manoeuvre 4, un joint de boisseau 5 ainsi que deux tubulures de rac- cordement 6 et 7, coaxiales l'une à l'autre, par les- quelles ce robinet peut être installé dans une tu- yauterie Sur le corps 2 est prévu un orifice de rao- cordement 8, dirigé coaxialement à l'axe de rotation de la clef 3 et auquel est vissée une pièce de rac- cordement 9 qui assure une fermeture étahche Cette pièce de raccordement 9 porte un capteur de mesure volu- métrique de courant 10 qui est conçu sous forme d'une plaquette à champ différentiel électriquerqui est enga- gée dans une ouverture d'introduction 11 disposée co- axialement à l'orifice de raccordement 8 dans la clef 3 i cette ouverture d'introduction il débouche dans l'alésage 12 qui, dans la clef 3, reliel'une à l'autre les deux tubulures de raccordement 6 et 7. Dans la pièce de raccordement 9 est retenue une douille de protection 13 qui peut être isolée du cap- teur de mesure 10 et peut prendre appui sur le boisseau 2 de telle sorte que lors de l'introduction de ce cap- teur dans le robinet cette douille de protection 13 se trouve déplacée automatiquement, contre la force d'un ressort hélicoïdal 14, en direction de la pièce de rac- cordement 9, dégageant ainsi le capteur de imsure 10. Le capteur de mesure 10, la douille de protection 13 et le ressort 14 sont disposés dans un alésage 15 de la pièce de raccordement 9; cet alésage est orienté coaxialement à l'ouverture d'introductinn 11. Dans la partie terminale de la douille de protec- -7 - tion 13 tournée vers la clef 3 sont prévues deux fentes longitudinales de guidage 16, diamétralement opposées l'une à l'autre, dans lesquelles sont enga- gés des ergots de guidage 17 qui, à partir de la paroi de l'orifice de raccordement 8, font saillie radialement vers l'intérieur. En outre, pour assurer que le capteur de mesure sera orienté en position correcte dans le robinet, ce capteur, qui s'étend au-delà d'un bouchon 18 fer- tmant l'embouchure extérieure de l'alésage 15, est introduit dans la douille de protection 13 sans pos- sibilité de tourner dans celle-ci. Le bouchon 18 est fixé de manière étanche et amo- vible à la pièce de raccordement 9 au moyen d'un écrou à chapeau 19 Ce bouchon est traversé en outre et éga- lement de manière étanche par un thermocouple 20. Dans le bouchon 18 est en outre prévu un taraudage 21 pour le raccordement d'une conduite manométrique non représentée Ce taraudage 21 est, par l'intermédie re d'un alésage 22 qui traverse le couvercle 18, relié à l'alésage 15 de la pièce de raccordement 9. Sont en outre prévus dans le boisseau 2 un orifice obturable 23 de remplissage et de vidange Grace à cet orifice on peut, avant de fixer la pièce de rac- oordement 9 au boisseau 2, vidanger le robinet fermé et, après avoir retiré cette pièce du boisseau, on peut mettre à l'atmosphère et éventuellement remplir aveco le fluide de la tuyauterie. A la fig 3 on voit que dans l'orifice de raccorde- ment 8 est vissé au lieu du dispositif décrit ci-des- sus un bouchon 25 qui obture cet orifice et comporte un orifice de vidange 26 obturable. Dans la variante selon la fig 4 le capteur de me- sure volumétrique indirecte du courant est constitué par un compteur à roue à ailettes de Woltmann instal de manière amovible dans le robinet. Le tiroir en forme de piston représenté partiel- lement à la fig 5 se compose essentiellement d'une -8 - douille 27 qui est traversée diamétralement par deux orifices coaxiaux 28 de raccordement à la tuyauterie et dans laquelle peut coulisser un piston 29 Dans- ce piston est ménagée une ouverture 11 dirigée dans le môme sens que le déplacement du piston et qui débouche dans un alésage transversal 31 qui peut faire communiquer l'un avec l'autre les deux orifices co- axiaux 28 de raccordement à la tuyauterie. Dans l'ouverture axiale 11 a été introduit un capteur de mesure volumétrique 10 qui s'étend jusque dans l'alésage transversal 31 Ce capteur est fixé de manière étanche au piston 29 et, de même que dans le robinet 2, il est entouré par une douille de protec- tion 13. Dans cette forme d'exécution également un thermo- couple 20 et uneconduite manométrique peuvent être prévus. Ainsi qu'on le voit à la fig 6, il est également possible quun organe de coupure de tuyauterie 32 conçu en tant qu'unité de montage plate comporte aussi selon l'invention un capteur de mesure; dans ce oas, l'ouverture Il dans laquelle est introduit le capteur de mesure est, dans l'organe de coupure de tuyauterie conçu sous forme d'un robinet, coaxial à l'axe de ro- taticn de la clef 3. Dans les di Zérents exemples d'exécution illustrés au dessin et décrits ci-dessus, les parties de disposi- tif qui correspondent entre elles sont désignées par les même repères numériques. Toutes les caractéristiques nouvelles décrites ci-dessus et/ou illustrées au dessin sont, considéré 6 s individuellement ou en combinaison, essentielles à la réalisation de l'invention. -9- REVENDICATIONS 1 Dispositif do détermination de grandeurs mesurées dans des tuyauteries, composé d'un corps destiné à être installé dans une tuyauterie qui comporte des raccords de tuyauterie et au moins un capteur de mesure s'étendant dans le courant de fluide, ce dispositif étant remarquable en ce qu'il comporte un organe de coupure de tuyauterie ( 1) ayant, pour la mise en place sélective d'au moins un capteur de mesure ( 10), un orifice obturable ( 8) orienté en travers du canal de passage du fluide de cet organe de coupure, cet orifice de raccordement ( 8) du capteur de mesure (o 10) étant, lorsque l'organe de coupure de tuyauterie ( 1) est en position de fermeture, séparé du dit canal de passage du fluide par aon organe de fermeture ( 3), tandis que lorsque cet organe occupe sa position d'ouverture cet orifice communique avec ce canal. 2 Dispositif sebn la revendication 1, remarquable en ce que l'orifice ( 8) de raccordement du capteur de mesure ( 10) s'étand Jusque dans le canal qui relie l'un à l'autre les raccords ( 6,7) de l'organe de cou- pure ( 1) à la tuyauterie. 3 Dispositif selon la revendication 2, remar- quable en ce que a) l'organe de coupure de tuyauterie ( 1) est conçu sous forme d'un robinet ( 2) dans le corps duquel l'orifice ( 8) de raccordement capteur de mesure ( 10) est orienté coaxialement à l'axe de rota- tion de la clef ( 3) du robinet, b) une ouverture ( 11) d'introduction du capteur de mesure, disposée coaxiale- ment à l'orifice de raccordement ( 8) et débouchant dans l'alésage ( 12) de la clef ( 3) reliant l'un à l'autre les raccords ( 6,7) à la tuyauterie, est prévue dans la dite clef, et c) le capteur de mesure ( 10) peut être fixé de manière amovible et étanche au corps de robi- net ( 2). - 4 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, remarquable en ce que l'organe de coupure de tuyaute- rie ( 1) est un robinet à boisseau. Dispositif selon la revendication i ou 2, remarquable en ce que l'organe de coupure de tuyau- terie ( 1) est réalisé sous forme d'un tiroir dans lequel l'orifice de raccordement ( 8) du capteur de me- sure est disposé dans la même direction que celle du déplacement de l'organe obturateur ( 29) en forme de tiroir. 6 Dispositif selon la revendication i ou 2,ou 5, remarquable en ce que l'organe de coupure de tuyaute- rie ( 1) comporte un tant qu'organe de fermeture un tiroir formant piston ( 29) dans lequel est disposée une ouverture d'introductinn axiale ( 11) du capteur de mesure ( 10), cette ouverture débouchant dans un alésage transversal ( 31) qui, dans l'organe de ferme- ture ( 29), peut relier l'un à l'autre les raccords ( 28) à la tuyauterie prévus dans le corps ( 27). 7 Dispositif selon la revendication 6, remar- quable en ce que le capteur de mesure ( 10) est fixé de façon amovible et étanche à l'organe de fermeture ( 29) du tiroir en forme de piston. 8 Dispositif selon la revendication 6, remar- quabb en ce que le capteur de mesure ( 10) est fixé de façon amovible et étanche au corps ( 27) dans lequel se déplace le tiroir en forme de piston. 9 Dispositif selon 11 une quelconque des revendi- cations précédentes, remarquable en ce que dans le corps ( 2) de l'organe de coupure de tuyauterie ( 1) sont prévus des orifices ( 23) de remplissage et de vidange, obturables de l'extérieur et débouchant dans l'ouverture ( 11) d'introduction du capteur de mesure. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédente, remarquable en ce qu'au moins le capteur de mesure volumétrique ( 10) du courant est conçu de façon à être introduit dans l'organe de coupure de tuyauterie ( 1) sans possibilité de tourner, et en ce quÂn assemblage vissé est prévu pour verrouiller l'as- St - hblago par introductton. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, remarquable en ce qu'une douille de protection ( 13) faisant écran latéralement et qui, sur une pièce de raccordement ( 9) pouvant être réunie de façon étanche au corps ( 2) de l'organe de coupure de tuyauterie ( 1), est montée avec pos- sibilit 4 de déplacement axial limité par rapport à l'ouverture d'introduction ( 11) du capteur de mesure ( 10), ce déplacement axial se faisant en direction de la pièce de raccordement ( 9) et contre la force d'un ressort ( 14). 12 Dispositif selon la revendication 11, rema- quable en ce que la douille de protection ( 13) est congue pour être engagée dans l'organe de coupure de tuyauterie ( 1) sans possibilité de rotation et en ce quele capteur de mesure ( 10) n'a pas la possibilité de tourner par rapport à la douille de protection ( 13). 13 Dispositif selon la revendication 11 ou 12, remarquable en ce que la pièce de raccordement ( 9) vie- sable de manière étanche sur l'organe de coupurecb tu- yauterie ( 1) est traversée par un aldsage ( 15) orienté coaxialement à l'ouverture d'introduction ( 11) du cap- teur de mesure et dans lequel sont disposés la douille de protection ( 13) et un ressort de renvoi ( 13) agissant sur cette dernière, laquelle est engag 4 e dans le corps (a) de l'organe de coupure de tuyauterie ( 1) sans possibilité de rotation et, dans la direction axiale, prend appui sur ce corps, tandis que le capteur de me- sure ( 10), qui peut être introduit dans cette douille de protectiron ( 13) sans possibilité de rotation, sort d'un bouchon ( 18) qui obture l'embouchure extérieure du dit alésage ( 15) et qui, au moyen d'un écrou à chapeau ( 19), peut être fixé sur la pièce de raccorde- ment ( 9), 14 Dispositif selon l'une guelconque des reven- 12 - dications precédentes, remarquable en ce qu'en plus d'un capteur de mesure volumétrique d'un courant ( 10) sont prévus un capteur de mesure thermométrique ( 20) et une conduite manométrique. 15 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications prdc 6 dentes, remarquable en ce qu'il comporte des moyens pour faire varier sélectivement la profondeur d'introduction du capteur de mesure ( 10) dans le canal de passage de fluide de l'organe de cou- pure ( 1). 16 Dispositif selon la revendication 15, remar- quable en ce que les dits moyens sont constitués par des bagues entretoises conçues pour Ztre intercalées de manière étanche entre l'organe de coupure de tuyau- terie ( 1) et la pièce de raccordement ( 9) qui porte le capteur de mesure ( 10).