Brevet FR2542083A1 — publié le 19840907

L'invention concerne les dispositifs destinés à indiquer le débit d'écoulement d'un fluide dans un circuit, et elle a trait plus particulièrement, mais non exclusivement, à des dispositifs destinés à indiquer le débit d'écoulement d'air comprimé dans un circuit d'air comprimé. Dans des circuits d'air comprimé, il est habituel de régler la pression de l'air à l'aide d'un régulateur de pression qui est souvent monté en juxtaposition à un filtre destiné à éliminer l'eau, l'huile et des impuretés solides et, le cas échéant, et si cela est souhaité, à un graisseur destiné à introduire des quantités dosées de lubrifiant dans l'air. L'ensemble formé par un tel filtre, un tel régulateur et un tel graisseur est parfois appelé "FRL" et un exemple d'un tel dispositif est décrit dans le brevet britannique NO i 387 344. Dans certains cas, il est souhaitable, lors de l'utilisation, d'obtenir une indication du débit d'écoulement d'air absolu et ceci peut être obtenu au moyen d'un débitmètre classique placé en un point approprié d'un conduit du circuit. Cependant, les circuits d'air comprimé sont souvent conçus pour fonctionner à des pressions relativement élevées, par exemple comprises entre 0,8MPa et 1,6 MPa ou plus, ce qui signifie que le boîtier du débitmètre doit être particulièrement résistant pour supporter une telle pression élevée. Ceci signifie à son tour que ces pièces sont relativement coûteuses.En outre, un débitmètre donné n'est habituellement capable de travailler que sur une plage relativement étroite de débits d'écoulement, ce qui signifie que, dans les cas où le débit d'écoulement souhaité est extérieur à la plage de travail du débitmètre particulier installé, il est nécessaire de remplacer cet instrument de mesure par un autre capable de travailler dans la plage appropriée. L'opération de remplacement, dans le cas de débitmètres classiques, est relativement peu commode. L'invention a pour objet un dispositif perfectionné d'indication du débit d'écoulement d'un fluide, qui convient particulièrement à une utilisation dans des circuits d'air comprimé et qui, dans ses formes préférées de záalisation, peut, lorsqu'il est installé,être aisément adapté et/ou remplacé, entre autres, pour convenir à différentes plages de débits d'écoulement d'air. L'invention concerne donc un débitmètre destiné à être utilisé dans des circuits de gaz comprimé, par exemple d'air comprimé, caractérisé en ce qu'il comprend un corps qui est emboîté de manière étanche aux gaz avec une enceinte allongée capable de supporter des pressions relativement élevées et dont l'intérieur communique avec un premier canal formé dans le corps, et un élément tubulaire allongé, supporté par le corps, s'étendant longitudinalement à l'intérieur de l'enceinte et dont la lumière contient un élément dsindication qui, lors de l'utilisation, se déplace dans cette lumière en fonction du débit d'écoulement du gaz la parcourant, la lumière, à l'extrémité de l'élément tubulaire éloignée du corps, communiquant avec l'intérieur de l'enceinte et, à son autre extrémité, communiquant avec un second canal formé dans le corps, ce dernier présentant deux orifices latéraux opposés qui communiquent respectivement avec les premier et second canaux afin que le corps puisse être branché sur un conduit de gaz comprimé de façon que l'axe longitudinal de l'enceinte s'étende perpendiculairement à la longueur du conduit, et de manière que le gaz comprimé s'écoule entre les orifices, par la lumière de l'élément tubulaire et les premier et second canaux, la où les parois de l'enceinte étant au moins partiellement transparentes afin que, lors de l'utilisation, le débit d'écoulement absolu ou relatif indiqué par l'élément d'indication puisse être observé. De préférence, l'élément d'indication ou index peut se déplacer axialement dans l'élément tubulaire et, pendant l'utilisation, il prend une position le long de cet élément tubulaire, qui dépend du débit d'écoulement prédominant, l'élément tubulaire étant gradué de manière appropriée (par exemple afin de donner une indication du débit d'écoulement absolu) et étant au moins en partie transparent afin que la position de l'index par rapport aux'graduations puisse être observée. En variante, par exemple, l'utilisation d'un index rotatif est possible. Dans le débitmètre selon l'invention, étant donné que les surfaces extérieure et intérieure de l'élément tubulaire sont toutes deux soumises sensiblement à la même pression gazeuse, la ou les parois de cet élément tubulaire ne sont soumises qu'à une pression différentielle très faible et, par conséquent, les dispositifs de mesure de débits d'écoulement, du type à index, disponibles dans le commerce et normalement prévus pour mesurer le débit d'écoulement de gaz ou de liquides à des pressions inférieures, peuvent être utilisés. Le corps constitue un élément permettant le montage du débitmètre dans un conduit d'écoulement de fluide tel qu'un conduit d'air comprimé. Le débitmètre peut être monté de toute manière convenable. Par exemple, il peut être supporté simplement par la canalisation d'écoulement de fluide, mais le corps est de préférence sensiblement tel que décrit dans le brevet NO 1 387 344 précité. Dans ce cas, le corps est simplement branché par ses orifices latéraux d'entrée et de sortie, dans un bati de support perforé et il est ainsi mis automatiquement en communication d'écoulement de fluide avec le circuit d'air comprimé.Ceci présente un certain nombre d'avantages tels que ceux qui suivent a) Le débitmètre peut être laissé en permanence en place, ou bien il peut prendre provisoi rement la place d'un autre dispositif tel qu'un filtre ou un graisseur comportant une partie de montage analogue, ce qui permet d'effectuer aisément les vérifications ponctuelles du débit d'écoulement. b) Même dans le cas où le débitmètre est conçu pour être laissé à demeure en place afin de contrôler en continu le débit d'écoulement, il peut cependant être aisément démonté à des fins d'entretien ou de ré-étalonnage. c) Un débitmètre donné peut être aisément démonté et remplacé par un autre débitmètre d'étalonnage différent, c'est-à-dire capable indiquer un débit d'écoulement compris dans une plage différente. En variante, ceci peut être obtenu de la manière décrite ci-dessous. L'une quelconque des opérations indiquées ci-dessus peut être aisément effectuée sans perturbations de la canalisation du circuit, ce qui ne serait évidemment pas possible dans le cas d'un débitmètre classique monté dans une conduite. Cependant, on peut utiliser d'autres formes de réalisation du corps et du support e Par exemple, des paires adjacentes de dispositifs choisis, par exemple, parmi un filtre, un régulateur ou un graisseur et un débitmètre selon l'invention peuvent être raccordés ensemble par des éléments séparés de raccordement desquels l'un quelconque des dispositifs peut être dégagé séparément, par exemple pour des opérations d'entretien, et le corps peut présenter la configuration appropriée.Dans tous les cas, le corps et le support sont de préférence amenés en position assemblée de travail l'un avec l'autre par une actionde "coin", et ils sont maintenus dans cet état assemblé par des moyens de verrouillage, par exemple une bague de verrouillage comme décrit dans le brevet NO 1 387 344 précité. Dans d'autres formes préférées'de xéalisation, l'ensemble de l'enceinte étanche aux fluides est sensiblement transparent et est de préférence réalisé en une matière plastique résistante, par exemple un polycarbonate qui est la matière communément utilisée dans la technique pour les enceintes ("bols") de filtres et de graisseurs. I1 est évident qu'une forme préférée de réalisation du débitmètre selon l'invention peut comporter certaines pièces, par exemple le corps et l'enceinte, qui sont identiques à des pièces correspondantes d'un filtre ou d'un graisseur, ce qui présente des avantages évidents. L'invention concerne également un circuit d'air comprimé comprenant un débitmètre selon l'invention juxtaposé, facultativement, à un ou plusieurs dispositifs d'écoulement de fluide, par exemple un filtre, un régulateur et un graisseur. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est une élévation, avec coupe partielle, du débitmètre selon l'invention monté dans un support en forme de bâti, branché dans une conduite d'air comprimé. Le débitmètre comprend un corps supérieur 1 au-dessous duqueiest monté un bol transparent 2 qui est vissé en 3 à une jupe 4 du corps 1. Une bague 5 d'étanchéité assure une bonne étanchéité aux fluides entre le corps 1 et le bol 2. Le corps 1 présente intérieurement un canal 6 d'entrée et un canal 7 de sortie se présentant sous la forme d'une chambre. Un orifice latéral 8 d'entrée et un orifice latéral 9 de sortie communiquent respectivement avec les canaux 6 et 7, chacun de ces orifices se terminant, à son extrémité extérieure,-par une surface inclinée 10 ou i1 d'étanchéité qui présente un évidement annulaire 12 ou 13 contenant une bague torique élastomère 14 ou 15 d'étanchéité. Le débitmètre est représenté comme étant monté dans un support 16 qui se-présente sous la forme d'un bâti ayant une ouverture 17 destinée à recevoir le corps 1 du débitmètre. Les parois de l'ouverture présentent des surfaces inclinées opposées d'étanchéité qui entourent les extrémités respectives de canaux 18 et 19 formés dans le bâti. Le débitmètre est retenu dans le bâti au moyen d'une baaue filetée 20 qui, lorsqu'elle est serrée, amène les surfaces d'étanchéité du bord 1 et celles définissant en partie l'ouverture 17-en contact étanche aux fluides, les bagues toriques 14 et 15 étant serrées entre elles et les orifices 8 et 9 étant en communication avec les canaux 18 et 19, respectivement. Le canal 19 est représenté comme communiquant avec la conduite 21 d'ecoulement d'un circuit d'air comprimé, par l'intermédiaire d'un raccord 22. Le canal d'entrée 6 communique par son extrémité inférieure avec l'intérieur du. bol 2 dans lequel est monté verticalement un dispositif 23 de mesure de débit d'écoulement. Ce dispositif comprend un tube transparent gradué 24 qui loge un élément d'indication ou index soumis à la force d'un ressort et se présentant sous la forme d'un piston annulaire 25 qui entoure avec un certain jeu un cône effilé 26. En cours d'utilisation, le piston 25 prend l'une quelconque d'un certain nombre de positions visibles le long du tube 24 en fonction du débit d'écoulement du gaz passant dans ce dernier, le débit d'écoulement absolu ou relatif, suivant le cas, étant indiqué par la position d'une bague 27 du piston par rapport aux graduations (non représentées).Des ercem- ples de dispositifs convenables 23 sont les dispositifs fournis par la firme International Controls Corporation Limited sous la marque commerciale "FLOWLINE". L'extrémité inférieure 28 du tube 24 débouche à l'intérieur du bol 2. L'extrémité supérieure du tube 24 est partiellement fermée par une plaque sensiblement circulaire 29 présentant des ouvertures 30. Le dispositif 23 et la plaque 29 sont maintenus en position par un boulon. 31 qui est vissé dans un bossage taraudé 32 réalisé d'une seule pièce avec le corps 1. Ainsi qu'on peut le voir, la plaque 29 sert également à empêcher toute communication directe entre la chambre 7 et l'intérieur du bol 2. Cependant, la plaque 29 peut presenter une ou plusieurs ouvertures périphériques de dérivation formées dans cette plaque afin de permettre à un certain degré une telle communication directe. Ce moyen peut être utilisé si le débit d'écoulement risque par ailleurs de dépasser la plage de travail du dispositif 23.En variante, il est possible de pallier à une telle éventualité en remplaçant le dispositif 23 par un dispositif analogue, ou bien en remplaçant en totalité le débitmètre par un débitmètre capable de travailler dans la plage concernée. Lors de l'utilisation, l'air comprimé arrive au débitmètre par l'orifice 8 d'entrée et pénètre dans l'enceinte 2 par le canal 6. I1 pénètre ensuite dans le tube 24 par l'extrémité inférieure 28 et donne au piston 25 une position, le long du tube 24, qui dépend du débit d'écoulement dé l'air comprimé. Après s'être écoulé par l'espace compris entre le piston 25 et le cône 26, l'air sort par les ouvertures 30 pour pénétrer dans la chambre 7, puis il passe dans la conduite 21 par l'orifice 9 de sortie. Le trajet et le sens d'écoulement de l'air sont indiqués par des flèches.Si cela est sou hait4/ l'écoulement du gaz à travers le débitmètre peut être dirigé en sens opposé orifice 9 devenant donc l'entrée et l'orifice 8 la sortie), le dispositif 23 de mesure d'écoulement etant orienté et adapté en conséquence. Comme indiqué précédemment, le dispositif 23 peut être conçu pour donner une indication absolue du débit d'écoulement, bien que, dans tous les cas, des corrections permettant de compenser des écarts de température et/ou de pression par rapport aux valeurs normales soient habituellement nécessaires. Cependant, le dispositif 23 peut être conçu pour indiquer un débit d'écoulement relatif, auquel cas le débit d'écoulement réel peut être calculé à l'aide d'un facteur prédéterminé de conversion convenant au dispositif 23 utilisé. Après que l'écoulement d'air comprimé a été arrêté au moyen d'un robinet, le débitmètre peut être aisément démonté du bâti 16 par simple dévissage de la bague 20 èt enlèvement du dispositif vers le bas. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au débitmètre décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Débitmètre destiné à des circuits de gaz comprimé, par exemple d'air comprimé, caractérisé en ce qu'il comporte un corps- (1) qui est assemblé de manière étanche aux gaz avec une enceinte allongée (2) capable de supporter des pressions relativement élevées et dont l'intérieur communique avec un premier canal t6) formé dans le corps, et un élément tubulaire allongé (24),suppor- té par le corps, s'étendant longitudinalement à l'intérieur de l'enceinte et dont la lumière contient un index (25) qui, lors de l'utilisation, se déplace dans la lumière en fonction du débit d'écoulement de gaz dans cette dernière, la lumière communiquant, à l'extrémité (28) de l'élément tubulaire éloignée du corps, avec 1'intérieur de l'enceinte et communiquant, à son autre extrémité, avec un second canal (7) formé dans le corps, ce dernier présentant deux orifices latéraux opposés (8, 9) qui communiquent respectivement avec les premier et second canaux afin que le corps puisse être branché dans une conduite (21) de gaz comprimé de façon que l'axe longitudinal de l'enceinte s'étende perpendiculairement à la longueur de la conduite, et de manière que le gaz comprimé s'écoule entre lesdits orifices, par la lumière de l'élément tubulaire et les premier et second canaux, la ou les parois de l'enceinte etant au moins partiellement transparentes afin que, pendant l'utilisation, le débit d'écoulement absolu ou relatif indiqué par l'index puisse être observé. 2. Débitmètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps est conçu pour être emboîté, pendant l'utilisation, avec un support (16) qui lui est destiné, ce support présentant des canaux latéraux opposés (18, 19) d'arrivée et de sortie de fluide, ces canaux étant formés dans le support de manière que, lorsque le corps est amené en position d'emboîtement complet avec le support, les orifices latéraux opposés de ce corps soient placés en communication étanche avec les canaux d'arrivée et de sortie, respectivement, formés dans le support. 3. Débitmètre selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits orifices sont entourés de surfaces respectives d'étanchéité qui sont inclinées vers les axes des orifices et qui sont conçues pour entrer en contact, sous une action de coin, avec des surfaces d'étanchéité, inclinées de façon correspondante, d support. 4. Débitmètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enceinte est constituée d'un bol qui est à peu près totalement transparent. 5. Débitmètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enceinte est enclenchée de manière amovible avec le corps. 6. Circuit d'air comprimé, ou d'un autre gaz comprimé, caractérisé en ce qu'il comporte un débitmètre selon l'une quelconque des revendications précédentes.