Brevet FR2549221A1 — publié le 19850118

-1 i -2549221 La présente invention concerne un compteur à gaz. De façon plus précise l'invention concerne un compteur à gaz du type à soufflets. Ces compteurs sont bien connus et le brevet 10 britannique 1 508 307 en décrit un exemple de réalisation Il consiste essentiellement en deux espaces de mesure, chaque espace étant séparé en deux chambres de mesure par un soufflet déformable. Chaque chambre de mesure comporte un orifice pour 15 l'admission puis l'évacuation du volume de gaz à mesurer. Pour synchroniser l'admission et l'évacuation du gaz dans les chambres avec la position des 20 soufflets chaque soufflet est associé à un système de transmission qui commande un distributeur venant mettre cycliquement les orifices associés aux chembres en communication avec l'arrivée de gaz dans le compteur ou avec la sortie de gaz. 25 Le distributeur peut &tre du type à déplacement linéaire, c'est le cas du compteur décrit dans le brevet britannique déjà cité, ou à déplacement rotatif Dans ce deuxième cas les orifices associés 30 aux chambres sont disposés sur une couronne circulaire et le distributeur tourne autour de l'axe de cette couronne. Le distributeur glisse sur une glace dans laquelle sont ménagés les orifices, et l'étanchéité entre le distributeur et la glace est assurée par le seul poids du distributeur et par la différence de 5 pression du gaz dans le distributeur et à l'extérieur de celui-ci du fait des perte de charge Pour obtenir une bonne étanchéité, ce qui est une condition nécessaire pour disposer d'un compteur ayant une bonne précision, il est 10 nécessaire que l'usure de la face du distributeur en contact avec la glace soit régulière Or dans les systèmes connus les moyens d'entraînement du distributeur, introduisent en plus un couple de basculement du distributeur c'est-à-dire que, outre 15 la rotation du distributeur autour d'un axe perpendiculaire à la glace, les moyens d'entraînement appliquent au distributeur un couple qui tend à faire tourner le distributeur autour d'un axe perpendiculaire à son axe de rotation 20 normal Il en résulte une usure irrégulière de la face d'appui du distributeur qui engendre des fuites, et donc un mauvais fonctionnement du compteur de gaz. Pour remédier à ces inconvénientsil'objet principal de l'invention est de fournir un compteur à soufflets du type à distributeur rotatif dans lequel les moyens d'entraînement en rotation du distributeur n'introduisent pas de couple de 30 basculement de celui-ci. Pour atteindre ce but, le compteur qui comprend-une unité de mesure comportant une caisse formant deux -3 compartiments de mesure, chaque compartiment étant séparé par un soufflet déformable en deux chambres et une surface de distribution dans laquelle sont ménagés quatre orifices, chaque orifice étant relié 5 à une desdites chambres, un distributeur monté rotatif sur ladite surface de distribution, et des moyens de transmission pour relier cinématiquement ledit distributeur auxdits soufflets, lesdits moyens de transmission comprenant au moins deux 10 ensembles de leviers se caractérise en ce que ledit distributeur comprend un fourreau cylindrique disposé perpendiculairement à ladite surface de distribution selon l'axe de rotation dudit distributeur, et en ce que lesdits moyens de 15 transmission comprennent en outre, une pièce formant manivelle comprenant un moyeu engagé avec jeu dans ledit fourreau et monté pivotant par rapport à ladite caisse et un premier axe de pivotement parallèle audit moyeu, mais décalé par 20 rapport à celui-ci, un extrémité desdits ensembles de leviers étant montée sur ledit premier axe de pivotement, et des moyens pour solidariser en rotation ladite pièce formant manivelle et ledit distributeur. Ainsi, grâce au jeu existant entre le moyeu et le fourreau du distributeur, le couple de basculement qui risque d'être appliqué à la manivelle par les ensembles de leviers n'est pas transmis au 30 distributeur lui-même. -4 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple 5 non limitatif La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe verticale partielle du compteur selon l'invention; 10 La figure 2 a est une vue en coupe verticale selon un plan perpendiculaire à celui de la figure 1; La figure 2 b est une vue de détail de la figure 2 a, 15 montrant plus particulièrement le montage et l'entraînement du distributeur; La figure 3 est une vue de dessus du compteur, la partie supérieure de l'enveloppe externe étant 20 enlevée; La figure 4 est une vue en coupe partielle verticale selon un plan parallèle à celui de la figure 1; La figure 5, analogue à la figure 4, montre une variante de réalisation de l'introduction et de l'évacuation du gaz dans et hors de l'enveloppe du compteur. Comme cela est bien connu, le compteur se compose essentiellement d'une enveloppe externe étanche A, d'une unité de mesure B disposée à l'intérieur de l'enveloppe A et d'un totalisateur C qui permet d'afficher de façon mécanique la mesure de volume effectuée par l'unité de mesure B. L'unité de mesure B comprend tout d'abord une caisse D qui comporte un bloc central référencé 1 et deux couvercles latéraux respectivement référencés 2 et 3 Le bloc central comprend une âme plane verticale la prolongée par des ailes 10 supérieures et inférieures Les couvercles 2 et 3 sont soudés par des surfaces d'accouplement aux extrémités des ailes du bloc central 1 Par exemple, on trouve les surfaces d'accouplement lc et ld des ailes inférieures qui sont soudées avec 15 les collerettes 2 a et 3 a des couvercles 2 et 3 Cet ensemble constitué par le bloc central et les couvercles latéraux définit deux espaces séparés respectivement référencés 4 et 5 Ces espaces seront appelés ultérieurement compartiments Comme 20 cela est bien connu chaque compartiment 4 et 5 est séparé en deux chambres par un soufflet déformable ou diaphragme Pour le compartiment 4 on trouve le soufflet 10 et pour le compartiment 5 le soufflet 11 Ainsi le compartiment 4 est séparé par 25 le soufflet 10 en une chambre 6 et une chambre 7. Symétriquement le soufflet 11 sépare le compartiment 5 en une chambre 8 et une chambre 9. La périphérie de chaque soufflet est pincée entre un épaulement des ailes du bloc central 30 respectivement référencés le et if et des brides respectivement référencées 12 et 13 La caisse D comprend enfin à sa partie supérieure un couvercle de distribution 14 qui est soudé ou collé à la partie supérieure du bloc central 1. Le couvercle de distribution 14 et le bloc central 1 définissent en outre des passages internes respectivement référencés 15, 16, 17 et 18 Ces pièces définissent de plus un passage central de sortie 19 mieux visible sur les figures 10 2 b et 4 Comme on le voit sur la figure 3, la face supérieure 14 b du couvercle de distribution 14 comporte quatre ouvertures ou lumières ayant chacune la forme d'un quart de secteur de cercle qui sont respectivement référencées 23, 24, 25 et 15 26 séparées par des barrettes radiales d'étanchéité 14 c La face supérieure 14 b forme un siège ou glace dans lequel sont ménagées les 4 lumières déjà définies Les passages internes 15 à 18 ont pour but de relier chaque chambre 6 à 9 avec une des 20 lumières 23 à 26 Plus précisément, les chambres 6, 7, 8 et 9 sont mises en communication avec les lumières 23, 24, 25 et 26, respectivement par les passages internes 15, 16, 17 et 18. L'unité de mesure comprend également un distributeur rotatif portant la référence générale 22 La face inférieure 22 ' du distributeur 22 glisse sur le siège ou glace formé par la face supérieure 14 b du couvercle de distribution 14. 30 Plus précisément la face 14 b est munie de barrettes ou nervures 14 d, mieux visibles sur la figure 2 b, -4922 1 -7 qui coopèrent avec la face inférieure 22 ' du distributeur pour assurer les étanchéités nécessaires Le distributeur est constitué par quatre secteurs de cercle qui consistent 5 respectivement en un orifice 22 c et en une zone bombée 22 d séparés par deux zones planes 22 b. Chacune de ces quatre zones correspond à un angle de 90 Le distributeur comporte également une zone centrale évidée 22 f qui communique avec la zone 10 bombée creuse 22 d On comprend aisément que l'orifice 22 c a pour but de mettre successivement chaque lumière en communication avec l'extérieur de l'unité centrale limité par l'enveloppe A,que la zone bombée 22 d et la zone centrale 22 f onrt pour 15 but de mettre en communicatioh le passage central 19 avec une des lumières tout en isolant l'ensemble vis-à vis de l'extérieur de l'unité de mesure et que les zones planes 22 b obturent successivement les lumières. Comme cela est bien connu, la rotation du distributeur permet de commander l'admission et l'évacuation du gaz dans les différentes chambres de mesure. Comme le montre plus en détail la figure 2 b, pour assurer la synchronisation entre le mouvement des soufflets et la rotation du distributeur 22, on trouve tout d'abord une pièce 21 formant manivelle. 30 La manivelle 21 comporte un moyeu 21 e muni d'un trou borgne monté à pivotement sur un axe fixe 20 engagé dans un alésage axial lh ménagé dans le bloc 2549221 8 central La manivelle peut ainsi tourner autour de l'axe 20 qui est disposé selon l'axe géométrique des lumières 23 à 26 Le moyeu de la manivelle est également engagé dans un-fourreau 22 e solidaire du 5 distributeur 22 Le fourreau 22 e est disposé selon l'axe géométrique de la face circulaire du distributeur 22 en contact avec la face 14 b du couvercle de distribution Le moyeu 21 e est engagé librement avec un très léger jeu e (exagéré sur la 10 figure 2 b), par exemple de l/10 è de millimètre, dans le fourreau 22 e L'étanchéité est assurée par une des barrettes 14 d qui est circulaire, ménagée dans le couvercle de distribution 14 et qui coopère avec l'extrémité inférieure du fourreau 22 e La 15 manivelle 21 comporte également une roue dentée 21 c qui entraîne le totalisateur C comme on l'expliquera ultérieurement ainsi qu'un maneton 21 b excentré par rapport à l'axe du moyeu 21 c Enfin la manivelle 21 et le distributeur 22 sont solidarisés 20 en rotation par la coopération d'un ergot 21 a ménagé dans la manivelle 21 et d'une rainure radiale 22 a ménagée dans le distributeur 22. Si l'on revient aux soufflets 10 et 11 représentés 25 plus particulièrement sur la figure 2 a, on voit que ceux-ci sont pincés dans leur partie centrale respectivement entre des plaques 29 et 30 et des contre-plaques 31 et 32 Des bras respectivement 71 et 72 sont reliés a pivotement respectivement au 30 centre des plaques 29 et 30 Comme on le voit mieux sur la figure I l'autre extrémité des bras 71 et 72 est fixée solidaire en rotation à l'extrémité inférieure d'arbres verticaux respectivement référencés 33 et 34 Les arbres 33 et 34 sont montés pivotant dans des passages 35 ménagés dans le bloc central 1 Les arbres 33 et 34 traversent 5 la pièce 1 de façon étanche grâce au joint d'étanchéité 36. L'extrémité supérieure des arbres 33 et 34 est respectivement solidaire en rotation de premiers 10 leviers respectivement référencés 37 et 38 Les positions moyennes de ces leviers forment entre elles un angle caractéristique de 90 et la longueur de ces leviers est telle que les droites passant par le point extrême des arcs engendrés par 15 la rotation desdits leviers se coupent sur l'axe de rotation du distributeur 22 tout en formant un angle caractéristique de 90 Cette disposition permet de n'utiliser qu'une seule manivelle simple. Les leviers 37 et 38 sont reliés par leur seconde 20 extrémité à des tiges de connexion respectivement référencées 39 et 40 Ces tiges de connexion sont montées sur le maneton 21 b On comprend aisément, à partir de la description 25 précédente, que les déplacements ïdes soufflets 10 et 11 entraînent des rotations correspondantes des arbres 33 et 34 La rotation de ces arbres entraîne à son tour une rotation correspondante du distributeur 22 par l'intermédiaire des ensembles 30 de leviers 37/39 et 38/40 Ainsi on commande l'admission ou l'évacuation des chambres 6 à 9 en synchronisme avec le déplacement des soufflets De plus, avec un tel système d'entraînement il est possible de prévoir une certaine avance à l'admission, c'est-à-dire qu'on autorise l'introduction du gaz dans une chambre avant que le soufflet ne soit en fin de course sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à un système de butées. Cela permet de définir avec une meilleure précision la position extrême du soufflet et donc le volume 10 utile de la chambre. En se référant à la figure 2 a on voit que l'enveloppe externe A est constituée par deux coquilles 57 et 58 respectivement inférieure et supérieure La coquille supérieure 58 est munie d'une buse d'admission du gaz 62 et d'une buse d'évacuation du gaz 63 La buse d'évacuation 63 est reliée par le conduit 64 au passage interne d'évacuation 19 par l'intermédiaire de l'orifice 65 20 ménagé dans une zone perforable 65 ' du couvercle de distribution 14 située à l'extérieur de la surface balayée par le distributeur 22. Enfin, le totalisateur C visible sur la figure 2 a, 25 comprend des tambours 53 d'affichage de la mesure. Ces tambours sont reliés cinématiquement à la roue 21 c de la manivelle 21 par un ensemble de roues dentées référencées 41,43, 45, et 48 qu'il n'est pas nécessaire de décrire plus en détail. 30 En variante, il est possible de prévoir entre le fourreau 22 e et le moyeu 21 e un jeu e non négligeable, par exemple de l'ordre de 1 mmi Sous l'effet de la rotation de la manivelle 21, le distributeur 22 est entraîné en rotation autour d'un axe variable aléatoirement du fait du jeu e 5 qui n'est plus négligeble Le mouvement du distributeur est donc excentré par rapport à l'axe de rotation du moyeu 21 e. En conséquence, la surface de contract entre les 10 barrettes 14 d du couvercle de distribution et la face inférieure 22 'du distributeur 22 varie en même temps que l'axe de rotation du distributeur Il en résulte que l'usure de la face inférieure 22 ' du distributeur 22 intéresse une beaucoup plus grande 15 portion de celle-ci, portion qui est définie par le jeu e Ainsi l'usure de la face 22 ' du distributeur 22 est beaucoup plus régulière. Il est important de revenir plus en détail sur le 20 mode particulier d'entraînement en rotation du distributeur 22. Outre l'entraînement en rotation du distributeur, les ensembles de leviers 37-39 et 38-40 risquent 25 d'appliquer au distributeur f un couple de basculement, comme cela a déjà été expliqué Selon l'invention ce couple de basculement est appliqué à l'ensemble formant manivelle 21 Du fait qu'il existe un certain jeu entre le moyeu 21 e de la 30 manivelle et le fourreau 22 e du distributeur, et que la seule liaison entre la manivelle 21 et le distributeur 22 est réalisée par la coopération de l'ergot 21 a et de la fente 22 a, le couple de basculement est appliqué à la manivelle, mais n'est pas transmis au distributeur lui- même Il en résulte que l'usure de la face du distributeur en contact avec la glace 14 b est régulière. Dans le mode de réalisation décrit et représenté en particulier sur la figure 4, le gaz entre et sort du compteur à la partie supérieure de l'enveloppe 10 A Selon une caractéristique de l'invention, le compteur est réalisé de telle manière que, moyennant des opérations simples d'usinage et de montage, l'introduction du gaz dans L'enveloppe se fasse toujours à la partie supérieure de 15 l'enveoppe, mais que l'évacuation du gaz se fasse à la partie inférieure de l'enveloppe, sensiblement dans le prolongement de l'introduction Pour cela, le bloc central 1 et les couvercles latéraux 2 et 3 définissent un passage interne 19 ' séparé, sur la 20 figure 4, du passage 19 par une cloison mince 66 perforable Le passage 19 ' débouche par l'orifice 67 à l'extrémité inférieure de la caisse D. Pour réaliser le système d'introduction-évacuation 25 de la figure 4 on voir qu'il suffit de percer l'orifice 65 dans la zone 65 ' du couvercle de distribution 14, de prévoir les buses d'admission 62 et d'évacuation 63 comme cela est représenté sur la figure 4 et de monter le conduit 64. 30 Pour réaliser le système d'introduction-évacuation de la figure 5, on ne perce pas d'orifice dans le couvercle de distribution 14, mais on supprime la cloison mince 66 pour faire communiquer les passages internes 19 et 19 ' En outre, on monte sur l'enveloppe A la buse d'admission 68 qui joue le 5 même râle que la buse 62 de la figure 4 et la buse d'évacuation 69 disposée à la partie inférieure de l'enveloppe A Enfin on relie par la conduite 70 la buse d'évacuation 69 et l'orifice 67. Il ressort de la description précédente qu'en fabriquant un seul type de caisse, il est Possible de fournir des compteurs avec les deux systèmes d'admission-évacuation moyennant un nombre très limité d'usinages particuliers Pour le montage de 15 la figure 4 il suffit de percer l'orifice 65 dans la zone 65 ' du couvercle d'admission 14 Pour le montage de la figure S il suffit de supprimer la cloison mince 66 qui est facilement accessible. -49221 REVENDICATIONS 1 Compteur à gaz comprenant une unité de mesure 5 comportant une caisse (D) formant deux compartiments de mesure, chaque compartiment étant séparé par un soufflet déformable en deux chambres et une surface de distribution ( 14 b) dans laquelle sont ménagés quatre orifices ( 23 à 26) , chaque 10 orifice étant relié à une desdites chambres, un distributeur ( 22) monté rotatif sur ladite surface de distribution, et des moyens de transmission pour relier cinématiquement ledit distributeur auxdits soufflets, lesdits moyens de transmission 15 comprenant au moins deux ensembles de leviers ( 37-39 et 38-40), caractérisé en ce que ledit distributeur ( 22) comprend un fourreau cylindrique ( 22 e) disposé perpendiculairement à ladite surface de distribution ( 14 b) selon l'axe de rotation dudit 20 distributeur, et en ce que lesdits moyens de transmission comprennent en outre, une pièce formant manivelle ( 21) comprenant un moyeu ( 21 e) engagé avec jeu dans ledit fourreau ( 22 e) et monté pivotant par rapport à ladite caisse (D) et um 25 premier axe de pivotement ( 21 b), parallèle audit moyeu ( 21 e), mais décalé par rapport à celui-ci, une extrémité desdits ensembles de leviers ( 37-39 et 38-40) étant montée sur ledit premier axe de pivotement ( 21 b), et des moyens ( 21 a, 22 a) pour 30 solidariser en rotation ladite pièce formant manivelle ( 21) et ledit distributeur ( 22). -4922 1 2 Compteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième axe de pivotement ( 20) solidaire de ladite caisse (D) faisant saillie hors de ladite face de distribution ( 14 b) et 5 disposé selon l'axe de rotation dudit ditributeur ( 22) et en ce que ledit moyeu ( 21 e) est creux, ledit moyeu étant monté à pivotement sur ledit deuxième axe de pivotement. 3 Compteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de solidarisation comprennent un ergot ( 21 a) solidaire de ladite pièce formant manivelle et une fente ( 22 a) ménagée dans ledit 15 distributeur dans laquelle est engage ledit ergot. 4 Compteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérise en ce que ladite face de distribution ( 14 b) comprend une nervure 20 circulaire d'étanchéité ( 14 e) pour coopérer avec l'extrémité dudit fourreau ( 22 e) la plus proche de ladite face de distribution. Compteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant des moyens d'affichage mécanique, caractérisé en ce que ladite pièce formant manivelle ( 21) comprend en outre une portion ( 21 c) formant roue dentée de même axe que ledit moyeu et perpendiculaire à l'axe dudit moyeu 30 ( 21 e), ladite roue dentée ( 21 c) entraînant ledit affichage. -49221 6 Compteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le jeu (e) entre ledit fourreau ( 22 e) et ledit moyeu ( 21 e) est suffisant pour permettre, sous L'effet de la 5 rotation de ladite pièce formant manivelle ( 21) un mouvement de rotation dudit distributeur ( 22), excentré par rapport à l'axe dudit moyeu. 7 Compteur selon l'une quel congue des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite caisse (D) forme en outre des premier ( 19) et deuxième ( 19 ') passages internes, Ledit premier passage ( 19) débouchant par une e>trémité dans ladite surface de distribution ( 14 b) dans la zone 15 balayée par ledit distributeur, ledit deuxième passage ( 19 ') présentant une extrémité débouchant par un orifice à l'extrémité de ladite caisse (D) opposée à ladite surface de distribution ( 14 b), lesdits deux passages ( 19, 19 ') étant séparés par 20 une cloison interne ( 66) perforable, ladite surface de distribution ( 14 b) comportant une zone perforable à l'extrémité de la zone balayée par ledit distributeur ( 22) pour faire communiquer ledit premier passage ( 19) avec l'extérieur de 25 ladite caisse.