Brevet FR2665531A1 — publié le 19920207

VOLUCOMPTEUR AMELIORE POUR LIQUIDES ET/OU GAZ L'invention concerne un volucompteur amélioré pour des liquides et/ou des gaz, grâce auquel, en réduisant la chute de pression entre les côtés amont et aval du volucompteur pour le même couple d'entraînement, ou, de même, en augmentant le couple d'entraînement pour la même chute de pression, et, par conséquent, en réduisant les fuites de fluide par les inévitables espaces de jeu, on obtient un meilleur rendement et une plus grande fia- bilité de fonctionnement du volucompteur et une plus grande précision de mesure. De façon plus spécifique, la présente invention concerne une amélioration du volucompteur faisant l'objet de notre précédente demande de brevet US No 5 027 654 du 2 juillet 1991. La demande de brevet précitée concerne un volu- compteur pour des liquides et/ou des gaz dans lequel des rainures radiales dans le rotor, monté de façon excen- trique par rapport au boîtier extérieur, renferment des rouleaux rotatifs, qui, subissant une répulsion magnéti- que mutuelle sous l'effet d'aimants enrobés en eux, et ayant une aimantation identique dans le sens des axes des rouleaux, sont poussées radialement vers un état d'étanchéité contre la surface intérieure dudit boîtier extérieur du volucompteur, dont la surface comporte deux parties de surfaces ayant des courbes constantes mais un centre identique situé sur l'axe du rotor dans les régions opposées d'espacements maximal et minimal entre le rotor et le boîtier extérieur, lesdites parties s'étendant d'un angle égal par rapport à l'espacement angulaire entre deux rouleaux successifs, c'est-à-dire de 3600 divisé par le nombre de rouleaux utilisé. Cette construction connue présente cependant comme inconvénient le fait que, pour des valeurs déterminées des paramètres géométriques, comme par exemple le rayon des rouleaux et les distances minimale et maximale entre les axes des rouleaux et l'axe du rotor, et, également, des paramètres physiques tels que le coefficient de frottement entre les matériaux utilisés pour le rotor et les rouleaux, elle peut avoir un mauvais rendement, ou, même, ne pas du tout fonctionner, lorsque, comme cela est montré de façon analytique et graphique, le couple d'entraînement généré par la pression et nécessaire pour faire tourner le rotor est réduit à zéro. L'objet de la présente invention est de remédier audit inconvénient en procurant un nouveau volucompteur pour des liquides et/ou des gaz, qui, pour des paramè- tres précédemment cités égaux et pour ladite chute de pression, permet d'obtenir un couple d'entraînement plus élevé, avec une amélioration consécutive du rendement du volucompteur. Cet objet est essentiellement atteint en inclinant vers l'avant de la direction de rotation du rotor les- dites rainures circonférentielles qui renferment lesdits rouleaux rotatifs, au lieu de les disposer radialement. Par conséquent, le volucompteur pour des liquides et/ou des gaz, comportant un boîtier extérieur, dans la cavité cylindrique duquel un rotor est monté de façon excentrique afin de former avec la surface intérieure de ladite chambre du boîtier extérieur, dans des régions diamétralement opposées, un espacement minimal et un espacement maximal, respectivement, dans lesquelles ladite surface intérieure comporte deux parties de cour- bures constantes mais avec un centre unique situé sur l'axe du rotor, lesdites parties s'étendant de façon à chevaucher lesdites régions opposées d'un angle égal à l'espacement angulaire entre deux rouleaux rotatifs suc- cessifs, lesdits rouleaux étant renfermés dans des rai- nures circonférentielles dans ledit rotor et étant pous- sés dans la direction radiale, du fait de l'action de répulsion magnétique mutuelle provoquée par les aimants noyés en eux et ayant une aimantation identique dans la direction des axes des rouleaux, dans un état étanche contre ladite surface intérieure de ladite cavité cylin- drique du boîtier extérieur du volucompteur, qui com- porte un tuyau d'entrée et un tuyau de sortie sur les côtés opposés autour dudit espacement minimal, est caractérisé, selon la présente invention, en ce que les- dites rainures circonférentielles pour renfermer lesdits rouleaux rotatifs sont disposées dans le rotor de façon à être inclinées vers l'avant par rapport à la direction de rotation du rotor. L'invention est décrite ci-après en se référant aux dessins joints, qui illustrent une réalisation préférée de celle-ci, à titre d'exemple non limitatif, du fait que des modifications techniques et de construction peu- vent être faites à celle-ci, sans s'écarter de l'étendue de l'applicabilité de l'idée inventive. Dans lesdits dessins: la Figure 1 est une vue en coupe partielle du des- sus d'un volucompteur pour des liquides et/ou des gaz selon l'invention, dont le capot a été retiré; la Figure 2 est une vue partielle agrandie de la Figure 1 qui illustre graphiquement les avantages de l'invention par rapport à la technique existante. Dans les figures, le numéro de référence 1 indique le boîtier extérieur du volucompteur, dans la chambre cylindrique 2 duquel est monté de façon à pouvoir tour- ner le rotor 4, au moyen de l'arbre de rotation 3 Ledit boîtier 1 est également muni d'un orifice d'entrée 5 connecté au tuyau d'entrée 6 pour introduire le fluide à mesurer dans la direction de la flèche 7, et d'un ori- f ice de sortie 8 connecté au tuyau de sortie 9 pour le déchargement dudit fluide dans la direction de la flèche 10. Ledit rotor 4 est monté de façon excentrique à l'intérieur de la chambre 2 de telle sorte que deux régions diamétralement opposées soient créées, ayant respectivement un espacement minimal 11 et un espacement maximal 12, au niveau desquelles est formée la surface intérieure 13 de la chambre 2, avec deux parties AB et CD ayant des courbures constantes mais un centre unique sur l'axe 14 du rotor 4, qui chevauchent lesdites régions opposées 11 et 12 d'un angle approximativement égal à l'espacement angulaire entre deux rouleaux rota- tifs Lesdits rouleaux rotatifs 15, 16, 17, 18 et 19, respectivement, qui sont poussés de façon à établir une étanchéité contre ladite surface intérieure 13 par l'action de répulsion magnétique mutuelle assurée par les aimants 20 (dont un seul est montré en Figure 1) noyés en eux et ayant une aimantation identique dans la direction de l'axe 21 des rouleaux, sont renfermés dans des rainures circonférentielles 22, 23, 24, 25 et 26, respectivement, dans ledit rotor 4, lesdites rainures étant inclinées vers l'avant par rapport au sens de rotation 27 du rotor 4, le long d'un axe non radial 28, comme cela est clairement visible dans les figures. Le procédé de fonctionnement et les avantages d'un tel volucompteur sont expliqués ci-après en se référant à la Figure 2. Sous l'action de la pression exercée par le fluide 7 entrant dans la partie 2 ' de la chambre 2, les rou- leaux 15 et 17 sont poussés à établir une étanchéité contre le rotor au niveau des points E et G, respective- ment, et contre la surface intérieure 13 de la chambre 2 du boîtier extérieur 1 au niveau des points H et L, res- pectivement, sous l'effet d'une force Fi et F 2, respecti- vement, qui est proportionnelle au segment respectif HE et GL, et perpendiculaire à celui-ci, du fait que, comme cela est bien connu, ladite force est déterminée par le produit de la pression et de la surface du rectangle ayant pour côté le segment HE ou GL et la hauteur axiale des rouleaux 15 et 17 La décomposition desdites forces Fi et F 2 dans les directions définies par le centre du rouleau et lesdits points H, E ou G, L donne les compo- santes Pl et P 2, respectivement, qui produisent un couple P 2 R 2 plus grand et un couple de réaction P 1 R, plus petit. La différence entre les deux couples est donc le couple d'entraînement qui fait tourner le rotor 4 dans la direction de la flèche 27 Lorsque les autres composan- tes Q 1 et Q 2 des forces F 1 et F 2 traversent le centre de rotation 14, elles ne déterminent pas de couple et elles sont déchargées sous la forme de forces de pression contre la surface intérieure 13 de la chambre 2 du boî- tier extérieur 1 du volucompteur. Si l'on répète l'analyse précédente avec les rainu- res circonférentielles 22 et 24 renfermant les rouleaux et 17 non inclinées vers l'avant par rapport au sens de rotation 27 du rotor 4, mais disposées radialement comme indiqué par les lignes de tirets 22 ' et 24 ' en Figure 2, et si l'on utilise les mêmes symboles de réfé- rence, accentués, on peut voir que le segment actif LG est transformé en un segment plus petit L'G', la force F'2 obtenue étant plus petite que la force précédente F 2, et la force P' 2 étant par conséquent plus petite que la force P 2 Au contraire, le segment HTEI est plus grand que le segment HE, ce qui donne une force F'1 plus grande, et une composante P'1 de ladite force plus grande, et ce qui crée par conséquent un couple opposé plus grand. Par conséquent, dans des conditions égales, l'inclinaison des rainures circonférentielles vers l'avant par rapport au sens de rotation du rotor produit une augmentation du couple d'entraînement, et, par con- séquent, un plus grand rendement du volucompteur. REVENDICATION Volucompteur pour des liquides et/ou des gaz, com- portant un boîtier extérieur ( 1) dans la cavité cylin- drique intérieure ( 2) duquel un rotor ( 4) est monté de façon excentrique afin de former avec la surface inté- rieure ( 13) de ladite chambre ( 2) du boîtier extérieur ( 1), dans des régions diamétralement opposées, un espa- cement minimal et un espacement maximal ( 11, 12), res- pectivement, dans lesquelles ladite surface intérieure ( 13) comporte deux parties de courbures constantes mais avec un centre unique situé sur l'axe du rotor, lesdites parties s'étendant de façon à chevaucher lesdites régions opposées d'un angle égal à l'espacement angu- laire entre deux rouleaux rotatifs successifs, lesdits rouleaux ( 15, 16, 17, 18, 19) étant renfermés dans des rainures circonférentielles ( 22, 23, 24, 25, 26) dans ledit rotor ( 4) et étant poussés dans la direction radiale sous l'effet de l'action de répulsion magnétique mutuelle assurée par les aimants ( 20) noyés en eux avec une aimantation identique dans la direction des axes ( 21) des rouleaux, dans un état étanche contre ladite surface intérieure ( 13) de ladite cavité cylindrique ( 2) du boîtier extérieur ( 1) du volucompteur, qui comporte un tuyau d'entrée ( 6) et un tuyau de sortie ( 9) sur les côtés opposés autour dudit espacement minimal ( 11), caractérisé en ce que lesdites rainures circonférentiel- les ( 22, 23, 24, 25, 26) pour renfermer lesdits rouleaux rotatifs ( 15, 16, 17, 18, 19) sont disposées dans le rotor ( 4) en étant inclinées vers l'avant par rapport au sens de rotation du rotor ( 4).