Brevet FR2711791A1 — publié le 19950505

"Installation pour la mesure d'un débit de liquide à l'aide d'une turbine" L'invention concerne une installation pour la mesure d'un débit de liquide à l'aide d'une turbine associée à un tranquilliseur d'écoulement du liquide disposé en amont et relié par une canalisation à une enceinte de dégazage pourvue d'un orifice d'introduction du liquide à mesurer. Cette installation est caractérisée en ce que la canalisation se prolonge à l'intérieur de l'enceinte par un tronçon rectiligne de canalisation ouvert à son extrémité et en ce que l'orifice d'introduction débouche dans l'enceinte à hauteur de ce tronçon au-dessus de l'ouverture de son extrémité. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la turbine et le tronçon de canalisation disposé à l'intérieur de l'enceinte forment ensemble une structure d'axe rectiligne vertical. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'axe vertical de la structure rectiligne est confondu avec l'axe de l'enceinte. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'enceinte est de forme générale cylindrique, l'orifice d'introduction du liquide à mesurer débouchant sensiblement tangentiellement à l'intérieur de l'enceinte. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'enceinte comporte un robinet de purge disposé à hauteur du tronçon rectiligne de canalisation au-dessus de l'orifice d'introduction du liquide à mesurer. L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur l'unique dessin ci-joint qui est une vue latérale partiellement coupée d'un mode de réalisation de l'invention. La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'une installation qui permet une mesure précise du débit d'un liquide dans une gamme de débits très étendue, en réduisant au minimum les pertes de charge. L'installation permet également de supprimer pratiquement totalement les coups de bélier s'exerçant sur la turbine lors de variations brusques et importantes de débits ainsi que d'augmenter, pour une turbine donnée, son débit potentiel. L'installation de l'invention présente également l'avantage d'être compacte, d'un faible encombrement et de former un ensemble monobloc pouvant aisément être intégré dans un ensemble de distribution de liquides. Enfin, cette installation présente l'avantage d'être d'un coût réduit, compte tenu des avantages qu'elle regroupe. Les avantages de cette installation résultent du fait que l'écoulement du liquide depuis le tranquilliseur jusqu'à et y compris la turbine, est dirigé de bas en haut, la turbine étant disposée en haut alors que le tranquilliseur débouche, par l'extrémité inférieure d'un tronçon rectiligne de canalisation, dans la partie inférieure du volume de l'enceinte à un niveau inférieur de celui de l'orifice d'introduction du liquide dans l'enceinte. Ainsi, l'écoulement du liquide de bas en haut de la turbine est fonction de la pression du gaz se trouvant dans l'enceinte et qui a été séparé du liquide, pression qui s'exerce de haut en bas sur le liquide de l'enceinte. Le gaz de l'enceinte séparé du liquide, agit alors comme amortisseur du fait de sa compressibilité. Sur le dessin ci-joint, l'installation conforme à l'invention comprend ainsi une turbine 1 dont le corps 11 d'axe X-X comporte une hélice calibrée 12 montée axialement à rotation et qui engendre dans un capteur 13, au cours de sa rotation, des impulsions dont le nombre est fonction de la quantité de liquide s'écoulant dans la turbine. Ces impulsions permettent alors de déterminer le débit du liquide ou de toute autre grandeur corrélative. Le corps 1 reçoit à son extrémité supérieure aval, une bride 2 de raccordement à une canalisation d'écoulement du liquide mesuré, alors que l'extrémité amont inférieure est raccordée à un tronçon rectiligne de canalisation 3 qui plonge verticalement dans une enceinte 4. Cette enceinte est raccordée de manière étanche à la zone supérieure du tronçon 3 au niveau du col 4, de l'enceinte. L'enceinte 4 est de forme cylindrique à section circulaire dont l'axe orienté verticalement est confondu avec l'axe commun X-X de l'ensemble rectiligne formé par la turbine et le tronçon 3 de canalisation. Suivant le mode de réalisation représenté, le tronçon 3 de la canalisation comporte, dans sa partie située à l'intérieur de l'enceinte 4, un tranquilliseur 5 constitué, dans l'exemple représenté, de trois éléments. Chaque élément comporte une pluralité de passages de fluide parallèles à l'axe X-X de la canalisation, ce tranquilliseur étant tel qu'il supprime dans la canalisation 3, tout phénomène de cavitation ou tout mouvement tourbillonnaire qui pourrait fausser la précision de la mesure de débit du liquide. Sur la paroi latérale de l'enceinte 4 débouche l'orifice 61 d'une canalisation 6 d'introduction du liquide dont on désire mesurer le débit. Cette canalisation débouche tangentiellement à la périphérie de l'enceinte 4 de façon que le liquide se déplace suivant un mouvement circulaire ou hélicoïdal de haut en bas contre la paroi interne de l'enceinte 4, ce mouvement, sous l'action de la force centrifuge, étant propre à favoriser la séparation de ce liquide, du gaz qu'il peut contenir et qui s'accumule alors dans la zone supérieure de l'enceinte. L'orifice 61 est situé à un niveau supérieur de celui de l'extrémité inférieure ouverte 31 de la canalisation et la mesure du débit d'un liquide par la turbine 1 ne peut être réalisée que lorsque le niveau du liquide dans l'enceinte 4 est supérieur à celui de l'extrémité inférieure 3, du tronçon rectiligne 3. Le liquide s'écoule de bas en haut dans le tronçon de canalisation 3 et se déplace de haut en bas dans l'enceinte, entre ces orifices 6i et 31. L'écoulement du liquide, tranquillisé par le tranquilliseur 5, dans la canalisation 3, est fonction de la pression du gaz s'accumulant vers la zone supérieure de l'enceinte 4 et qui agit par ailleurs en tant qu'amortisseur. De préférence, au moins une partie du tranquilliseur 5 est situé à un niveau inférieur de celui de l'orifice 61 et de préférence également l'extrémité inférieure de ce tranquilliseur est située au niveau de l'orifice inférieur ouvert 31 du tronçon 3 de façon que la totalité du liquide contenu dans le tronçon 3 soit exempte de mouvements perturbateurs. L'enceinte 4 de l'installation comporte également un robinet de purge 7 disposé à hauteur du tronçon rectiligne de canalisation 3 mais au-dessus de l'orifice 61 d'introduction du liquide à mesurer, ce robinet étant éventuellement à ouverture automatique afin de permettre l'évacuation d'une partie du gaz séparé du liquide lorsque l'accumulation de ce gaz dans la partie supérieure du réservoir 4 est trop importante. REVENDICATIONS 1) Installation pour la mesure d'un débit de liquide à l'aide d'une turbine associée à un tranquilliseur d'écoulement du liquide disposé en amont et relié par une canalisation à une enceinte de dégazage pourvue d'un orifice d'introduction du liquide à mesurer, installation caractérisée en ce que la canalisation se prolonge à l'intérieur de l'enceinte (4) par un tronçon rectiligne (3) de canalisation ouvert à son extrémité (3,) et en ce que l'orifice d'introduction (6l) débouche dans l'enceinte à hauteur de ce tronçon (3) au-dessus de l'ouverture de son extrémité (31)- 2) Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le tronçon rectiligne de canalisation est disposé dans l'enceinte de dégazage de manière à être orienté verticalement. 3) Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la turbine (1) et le tronçon de canalisation (3) disposé à l'intérieur de l'enceinte (4) forment ensemble une structure d'axe rectiligne vertical (X-X). 4) Installation conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que l'axe vertical (X-X) de la structure rectiligne est confondu avec l'axe de l'enceinte. 5) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enceinte (4) est de forme générale cylindrique, l'orifice (6l) d'introduction du liquide à mesurer débouchant sensiblement tangentiellement à l'intérieur de l'enceinte. 6) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enceinte cylindrique (4) est à section circulaire. 7) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enceinte (4) comporte un robinet de purge (7) disposé à hauteur du tronçon rectiligne de canalisation (3) au-dessus de l'orifice (61) d'introduction du liquide à mesurer. 8) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tranquilliseur (5) est situé au moins en partie dans le tronçon de canalisation (3) au-dessous de l'orifice (6l) d'introduction du liquide à mesurer.