Brevet FR2646235A1 — publié le 19901026

La présente invention concerne un debitmetre a turbine axiale, du genre dans lequel les deux extrèmiter de l'arbre d'une turbine å pales radiales incurvees tournent chacune dans un palier solidaire de l'intèrieur cylindrique d'un corps qui est muni exterieurement d'un capteur electro- nique. Ge dernier, dit "non debouchant" parce qu'il n'est pas en contact avec l'interieur du corps, détecte le passage des pales de la turbine et en déduit le débit du fluide qui traverse l'appareil. Dans un appareil de ce genre, la turbine, son arbre, ses deux paliers et l'intérieur cylindrique du corps dans lequel ces organes sont montes, sont coaxiaux entre eux, et la qualite du pivotement, et donc le bon fonctionnement de l'ensemble, dependent essentiellement de la coaxialite des deux paliers qui supportent l'arbre de la turbine. Dans des dispositifs connus, chacun de ces paliers est monté dans un stabilisateur que l'on insere depuis l'extérieur dans un alésage ménage dans l'extremite correspondante du corps cylindrique. Il faut donc obtenir une bonne coaxialité entre chaque palier et l'alésage intérieur du stabilisateur ou il est logé, entre les alésages interieur et extérieur de chaque stabilisateur, entre l'alésage extérieur de chaque stabilisateur et l'alésage correspondant ménagé à l'intérieur du corps cylindrique, et enfin entre les deux alésages de ce dernier. Un comprend que. dans ce cas, une coaxialité parfaite entre les deux paliers de l'arbre de la turbine est impossible a réaliser et qu'une coaxialité acceptable ne peut être obtenue qu'au prix d'usinages délicats et comateux. Dans un autre type de dispositifs connus, les paliers en question sont montes dans une cage commune que l'on introduit depuis l'extérieur dans un alésage non traversant ménagé a 1-' intérieur du corps cylindrique de l'appareil. Il suffit ici d'asaurer une bonne coaxialité entre les deux alésages de la cage qui supportent les deux paliers, de sorte que ceci est plus facile h réaliser. loutefois, le prix de revient reste très elevé, car la cage est réalise en tonderie et subit ensuite des usinages tres complexes. En outre, et surtout, cette solution rend impossible l'utilisation d'un capteur électronique non débouchant, car la paroi annulaire de la cage l'empêche de détecter le passage des pales de la turbine. En conséquence, un but de la présente invention est de proposer un débitmètre du genre spécifié ci-avant qui assure tacilement et à faible court une excellente coaxialité des paliers qui supportent l'arbre de la turbine. Un autre but est de fournir un tel appareil dont le montage et le dépannage soient aises et rapides, sans qu'il soit nécessaire de faire appel å une main d'oeuvre hautement spécialisée. Un but suppléinentaire est encore la réalisation d'un appareil dont les pièces soient peu nombreuses et faciles a usiner, et dont le prix de revient soit nettement inférieur å celui des appareils actuels. Selon l'invention, ces buts sont atteints gracie a un débitmètre du genre spécifié plus haut qui est caractérisé par le fait que les paliers qui supportent l'arbre de la turbine sont montés dans une cage ouverte munie de glissières latérales qui s'étendent parallèlement A l'axe de l'arbre de la turbine et qui peuvent etre introduites sans Jeu dans des rainures de forme correspondante ménagées dans la paroi interieure cylindrique du corps de l'appareil. Du fait que le montage de la cage porte-paliers dans le corps. cylindrique est réalisé au moyen de glissières pénétrant dans des rainures, et que de tels éléments mécaniques peuvent être facilement usinés avec précision par fraisage et mortaisage, respectivement, on comprend que cette solution selon l'invention permet d'assurer a moindres frais la coaxialité recherchée des paliers qui supportent l'arbre de la turbine. D'autre part, la cage porte-paliers etant ouverte, il est possible d'utiliser des capteurs électroniques non débouchants, puisque la détection par de tels capteurs des passages des pales de la turbine n'est pas gênée par la paroi d'une cage fermée, contrairement a ce qui se passe pour le deuxième type de dispositif s connus évoqué plus haut. Enfin, la cage porte-palier pouvant être insérée dans le corps cylindrique de l'appareil a la manière d'une cassette qui regroupe toutes les parties hydrauliques dans un seul et même ensemble, on conçoit aisément que cette disposition facilite le montage, et surtout le dépannage, par une personne non spécialisée, puisque, dans ce dernier cas, il suffit d'extraire la cassette et de la remplacer par une autre pour que le débitmètre soit de nouveau apte à fonctionner, tout réétalonnage étant par ailleurs inutile. De préférence, les rainures dans lesquelles on introduit les glissières de la cage porte-paliers s'ouvrent vers l'amont du corps cylindrique de l'appareil et ne débouchent pas vers l'aval, leur longueur étant égale h celle des glissières de la cage. La cage est alors introduite dans le corps depuis le côté amont - cette expression désignant, bien entendu, comme dans tout ce qui va suivre, le côté du débitmètre par lequel entre le fluide dont il s'agit de mesurer le débit. Ses glissières coulissent sans Jeu dans les rainures du corps, et leur progression s'arrete lorsqu'elles viennennt en butée sur l'extrémité borgne des rainures. La cage ou cassette est alors en position. Le nombre des glissières de cette cage et des rainures correspondantes du corps de l'appareil pourrait etre quelconque, mais le dispositif comporte avantageusement deux glissières latérales seulement, pour diminuer le prix de revient, ces glissières étant de préférence réunies par un voile sensiblement plan qui présente une fenêtre pour le passage de la turbine, les paliers de l'arbre de cette dernière étant montés de part et d'autre de cette fenêtre. On notera que ces dernière~ dispositions donnent à la cage porte-paliers une forme sensiblement plate, mais que le mot "cage" est néanmoins utilisé pour désigner la cassette porte-paliers selon l'invention, par analogie avec les dispositifs actuellement existants. Selon une forme de réalisation avantageuse du débitmètre selon l'invention, cette cage ou cassette portepaliers comporte en outre un longeron central qui s'étend symétriquement par rapport au voile spécifié ci-avant, parallèlement aux glissières latérales de la cage et a égale distance de ces dernières. Ce longeron s'étend entre la fenêtre précitée et l'extrémité aval de la cage, et son extrémité amont sert à loger celui des paliers de l'arbre de la turbine qui est situé en aval. L'autre de ces paliers est de préférence logé dans la face aval d'un nez en ogive dont la pointe est dirigée vers l'entrée du débitmètre et qui sert à diriger et à régulariser l'écoulement du fluide vers les pales de la turbine. Ce nez en ogive est avantageusement monté de manière amovible sur la partie du voile de la cage qui est située en amont de la fenêtre qui y est ménagée. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue-en regard des dessins annexés, parmi lesquels: - La figure 1 montre une vue de bout du débitmètre a turbine axiale selon l'invention, prise depuis l'entrée de celle-ci ; et - La figure 2 représente une vue en coupe sensiblement axiale de l'objet de la figure 1, prise selon la ligne Il-Il de celle-ci. Comme on le voit sur ces figures, le débitmètre de l'invention comporte une turbine 1 qui est munie de pales radiales incurves 9 et qui et entralnMe en rotation par un fluide en déplacement dans le sens axial indique par les flèches i. Le moyeu 3 de la turbine est traverse axialement par un arbre 4 qui en est rendu solidaire par une vis radiale 5 et qui le dépasse des deux cotés en formant deux bouts d'arbre dont chacun est monté dans un palier ba. tb. Le palier amont ba est logé, avec interposition d'une butée, dans un nez axial 7 en forme d'ogive dont la pointe est tournée vers l'arrivée du courant de fluide, -qui sert å diriger le fluide de manière régulière vers les pales 2 de la turbine l et qui est monte de manière amovible, par exemple par emmanchement a force, sur une traverse 8 d'une cage rigide b. tuant au palier aval bb. il est logé, avec interposition d'une entretoise et d'une butee, dans l'extrémité d'un longeron central lu de la méme cage 9 qui va être décrite maintenant. La cage la se compose, de manière coplanaire, de deux glissières latérales lla et Ilb et du longeron 10 précité qui sont reliés entre eu:r par un voile 12, une fenêtre rectangulaire 13 etant ménagée entre les glissières 11 au niveau de la turbine I pour permettre le passage des aubes 2 de cette dernière. La bande du voile 12 qui demeure en amont de la fenêtre 13 constitue la traverse 8 precitée à laquelle est fixée le nez amovible en ogive 7. Il faut d'ailleurs rappeler ici que c'est par analogie avec l'art antérieur que cette ensemble Y a été denommée "cage", alors que sa forme est plane pour l'essentiel. Gomme on le voit sur la vue de bout de la figure 1, la cage 9 avec a turbine i est insérée axialement par ses glissieres latérales Ila et llb dans des rainures longitudinales correspondantes qui sont menagees dans l'intérieur cylindrique du corps 14 du débitmsstre, èt -qui s'étendent selon deux génératrices diamétralement opposées de ce corps 14. De manière non représentée, ces rainures peuvent s' ouvrir du côté amont de l'appareil sans déboucher du côté aval, leur longueur étant égale à celle des glissières lia et llb de la cage 9. Cette dernière est alors mise en place depuis le côté amont, et elle forme une cassette qui regroupe toutes les parties hydrauliques du dispositif dans un même ensemble, ce qui facilite le montage. l'étalonnage et surtout le dépannage, puisqu'il suffit d'extraire la cassette et de la remplacer. Le dépannage peut alors être réalisé par une personne non qualifiée et sans renvoi de l'appareil en atelier pour un réétalonnage. Par ailleurs, ce système rend aisée l'utilisation d'un capteur électronique non traversant 15 qui peut être inséré dans la paroi du corps 14 du débitmètre en parvenant jusqu'au voisinage des pales 2 de la turbine 1 dont il est séparé par une mince cloison 1. De manière connue, ce capteur sert a compter le nombre de révolutions de la turbine 1 pour en déduire le volume de fluide ayant traversé le débitmètre pendant une durée déterminée. Le corps 14 est un simple cylindre alésé dans lequel on pratique un mortaisage non débouchant pour réaliser les rainures qui reçoivent les glissières Il de la cage 9. Cette dernière est une pièce de fraisage simple dans laquelle on pratique deux alésages réalises dans la même opération pour recevoir les paliers a et bb. Ces opérations ne nécessitent pas d'outillage complexe ni de moule de fonderie, et elles permettent d'obtenir à moindres frais une excellent coaxialité des deux paliers 6a et 6b qui supportent l'axe 5 de la turbine 1. - REVENDICATIONS 1. Débitmètre à turbine axiale, du genre dans lequel les deux extrémités de l'arbre d'une turbine à pales radiales incurvées tournent chacune dans un palier solidaire de l'intérieur cylindrique, coaxial à l'arbre et à ses paliers, d'un corps muni d'un capteur électronique qui ne débouche pas dans ledit intérieur cylindrique, caractérisé par le fait que lesdits paliers (Ba, 6b) sont montés dans une cage ouverte (9) munie de glissières latérales (11a, llb > qui s'étendent parallèlement à l'axe de l'arbre C6) de la turbine (1) et qui peuvent être introduites sans Jeu dans des rainures de forme correspondante ménagées dans la paroi intérieure cylindrique dudit corps (4). 2. Dèbitmêtre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites rainures s'ou:rent vers l'amont dudit corps (14) et ne débouchent pas vers l'aval, leur longueur étant sensiblement égale celle desdites glissières (11a, llb). 3. Compteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ladite cage C9) comporte deux glissières latérales (lIa, llb > réunies par un voile sensiblement plan t12) qui présente une fenetre . 4. Débitmètre selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite cage (9) comporte en outre un longeron central t10 > qui s'étend symétriquement par rapport audit voile (12 > , parallèlement auxdites glissières latérales (11a, llb), et å égale distance de ces dernières, ledit longeron central (10) s'étendant entre ladite fenêtre (13) et l'extrémité aval de la cage, et recevant dans son extrémité amont celui (6b) desdits paliers qui est situé en aval. b. Débitmètre selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que celui 6. Débitmétre selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit nez en ogive (7) est monté de manière amovible sur la partie dudit voile (12) qui est située en amont de ladite fenêtre (13 > .