Brevet FR2752615A1 — publié le 19980227

La présente invention concerne une turbine débitmétrique comprenant un corps tubulaire traversé par le fluide à mesurer et logeant - un croisillon amont et un croisillon aval formés chacun d'un moyeu et d'ailettes fixes, portant le moyeu dans le corps tu bulaire, * les faces opposées des moyeux ayant une cavité dans l'axe du corps tubulaire pour recevoir un ensemble palier/butée, - une hélice formée d'un moyeu portant des ailettes et un axe, placée entre les croisillons, les extrémités de l'axe étant logées dans les paliers des croisillons contre les butées. Les turbines débitmétriques sont des équipements très sensibles à la pollution du fluide qu'ils mesurent. Or, des particules solides ou très visqueuses s'accumulent nécessairement dans les logements des ensembles palier/butée ; cela augmente le frottement de ces ensembles et détériore la précision des mesures de la turbine. De plus, ces particules réduisent la durée de vie de la turbine. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer une turbine débitmétrique insensible aux particules solides ou visqueuses, voire très visqueuses, véhiculées par le liquide à mesurer. A cet effet, l'invention concerne une turbine débitmétrique du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que chaque moyeu de croisillon est traversé par au moins un canal de fluide débouchant dans la cavité au droit de l'ensemble palier/butée. La circulation du fluide qui pénètre dans la cavité, tourne autour du système de pivotage formé par l'élément d'axe, le palier et la butée et permet de rincer cette cavité pour en éliminer les particules solides ou visqueuses. Cela permet également d'éviter que des particules accumulées ne s'y agglomèrent. L'invention réduit le coefficient de frottement de l'ensemble, conservant à la turbine débitmétrique sa précision et sa sensibilité initiales, rendant la turbine très insensible à la pollution du liquide ; cela permet de mesurer des liquides éventuellement plus chargés en particules que ceux mesurés actuellement et d'augmenter la durée de vie de la turbine sans nécessiter son démontage ou son remplacement fréquents. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention - le moyeu de croisillon comporte plusieurs canaux de fluide répartis régulièrement à la périphérie du moyeu - les canaux peuvent être inclinés par rapport à l'axe de la turbine, les entrées des canaux du croisillon amont étant situées en amont de l'ensemble palier/butée et les sorties des canaux du croisillon aval étant situées en aval de l'ensemble palier/butée - les canaux peuvent être réalisés à partir d'une gorge extérieure réalisée sur l'extérieur du moyeu de croisillon. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble d'une turbine débitmétrique selon l'invention, - la figure 2 est une vue de détail à échelle agrandie des ensembles de pivotage amont et aval de la turbine selon l'invention, - la figure 3 est une vue de détail analogue à celle de la figure 2 montrant une variante de réalisation. Selon la figure 1, la turbine débitmétrique se compose d'un corps tubulaire 1 recevant un croisillon amont 2 et un croisillon aval 3 èntre lesquels se trouve une hélice de mesure 4. Le sens de circulation du fluide dans la turbine débitmétrique est représenté par la flèche A. Le croisillon amont 2 et le croisillon aval 3 ont la même forme et la structure. Chacun se compose d'un moyeu 21, 31 muni d'ailettes 22, 32 qui portent le moyeu 21 dans le corps tubulaire 1. Ces ailettes 22, 32 sont, par exemple, au nombre de quatre. Entre les deux croisillons 2, 3, est montée l'hélice 4. Cette hélice se compose également d'un moyeu 41 et d'ailettes 42. Cette hélice 4 est montée dans des paliers réalisés dans les extrémités 23, 33 en regard l'une de l'autre des moyeux 21, 31 des croisillons amont et aval 2, 3. La partie de liaison entre le palier amont 2 et l'extrémité correspondante de l'hélice 4 est entourée d'un cercle I à la figure 1 et fera l'objet de la description suivante. Les paliers des croisillons amont et aval sont représentés dans la vue à échelle agrandie de la figure 2. L'hélice 4 qui n'est représentée que partiellement par son moyeu coupé 41, est portée par un axe dont les extrémités 44A, 44B sont logées dans les ensembles de pivotage des moyeux 21, 31. Ces paliers sont de forme identique mais leur position de montage est inversée. L'ensemble de pivotage du moyeu amont 21 est formé d'un palier 50 et d'une butée 51 logés tous deux dans une cavité 24 réalisée dans la face 23 du moyeu. L'extrémité 44 de l'axe de l'hélice 4 est logée dans le palier 50 et vient en appui contre la butée 51. Au droit de cet ensemble de pivotage 50, 51, 44A, le moyeu 21 est muni de canaux 25 inclinés par rapport à l'axe X-X de l'ensemble et débouchant dans la cavité 24 au droit du palier 50 et de la butée 51. Ces canaux 25 permettent à du fluide de circuler comme cela est indiqué par les flèches B, la circulation générale du fluide étant indiquée comme précédemment par les flèches A. Le fluide arrivant dans la cavité 24 traverse le palier 50 et s'en échappe par la face 23 et/ou par un autre canal en entraînant les particules solides visqueuses. La réalisation de l'ensemble de pivotage de l'extrémité 44B dans le moyeu aval 31 est symétrique de celle décrite ci-dessus. Le moyeu 31 comporte également une cavité 24 recevant un palier 50 et une butée 51. Le moyeu 31 est muni de perçages 35 débouchant au droit de l'ensemble de pivotage 50, 51, 44B. Dans ce cas, le fluide entrant par la face amont 33 du moyeu 31, traverse le palier 50 et circule dans la cavité 34 autour du palier 50, de la butée 51 et de l'extrémité d'axe 44B pour entraîner les éventuelles particules en sortant par le ou les canaux 35 dans le sens des flèches C. Ces canaux 35 sont inclinés par rapport à l'axe X-X comme les canaux 25 du moyeu 21 du croisillon amont 2. Ainsi, l'entrée 25A des canaux 25 du croisillon amont 2 est située en amont de leur sortie 25B débouchant dans la cavité 24 dans le sens de circulation du fluide A, B c'està-dire en amont de l'ensemble 50, 51 du croisillon amont 2. De même, la sortie 35B des canaux 35 du croisillon aval 3, partant de leur orifice 35A dans la cavité 34, débouchent à l'extérieur du moyeu 31 du croisillon 3 en aval 35B dans le sens de passage A, C du fluide, c'est-à-dire en aval de l'ensemble 50, 51 du croisillon aval 3. En fait, les croisillons 2, 3 et leurs éléments constitutifs sont identiques dans ce mode de réalisation, seule leur disposition dans le tube 1 est inversée. La figure 3 montre une variante de réalisation analogue à celle de la figure 2, les éléments identiques ou analogues portant les mêmes références augmentées de 100 et leur description ne sera pas reprise. L'ensemble de pivotage amont 121 est muni de canaux 160 partant d'une gorge extérieure 161 pour déboucher par l'extrémité 162 dans la cavité 124 au droit du palier 150 et de la butée 151. Les canaux 160 sont sensiblement perpendiculaires à l'axe X-X de la turbine. Le fluide circule comme cela est indiqué par les flèches D, E, F : il entre dans la gorge 161 (flèches D) pour traverser le canal 160 et arriver dans la cavité 124. Une partie de fluide ressort de la cavité 124 par le chemin inverse (flèches E) et l'autre partie s'échappe à travers le palier par la face 123 (flèches F). La gorge 161 permet de générer un écoulement turbulent en extrémité de canal pour améliorer la circulation des particules. L'ensemble de pivotage aval 131 est identique à cet ensemble amont 121 ; en position symétrique, il comporte également des canaux 170 droits perpendiculaires à l'axe X-X de la turbine, partant d'une gorge périphérique 171 et arrivant par l'embouchure 172 dans la cavité 124 au droit du palier 150 et de la butée 151. Le fluide arrive dans la cavité 124, soit à travers le palier 150 (flèches G), soit à partir de la gorge 171 (flèches H), pour ressortir de la cavité par les canaux 170 et la gorge 171. Dans ce cas, il y a également un écoulement turbulent favorisant l'évacuation des particules de la cavité 124. La circulation du fluide à travers les canaux 25, 35, 160, 170 assure par entraînement, le nettoyage continu des surfaces fonctionnelles des ensembles de pivotage amont et aval. Le nombre des canaux 25, 35, 160, 170 est choisi en fonction de la dimension des paliers. Ces canaux sont répartis de préférence régulièrement autour des paliers. REVENDICATIONS 10) Turbine débitmétrique comprenant un corps tubulaire (1) traversé par le fluide à mesurer (A) et logeant - un croisillon amont (2) et un croisillon aval (3) formés cha cun d'un moyeu (21, 31) et d'ailettes (22, 32) fixes, portant le moyeu (21, 31) dans le corps tubulaire (1), * les faces opposées (23, 33) des moyeux (2, 3) ayant une cavi té (24, 34) dans l'axe (X-X) du corps tubulaire (1) pour re cevoir un ensemble palier/butée (50, 51), - une hélice (4) formée d'un moyeu (41) portant des ailettes (42) et un axe (44, 44A, 44B), placée entre les croisillons (2, 3), les extrémités (44A, 44B) de l'axe étant logées dans les paliers (50) des croisillons (2, 3) contre les butées (51), caractérisée en ce que chaque moyeu (21, 31) de croisillon (2, 3) est traversé par au moins un canal de fluide (25, 35) débouchant dans la cavité (24, 34) au droit de l'ensemble palier/butée (50, 51). 20) Turbine débitmétrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyeu (21, 31) de croisillon (2, 3) comporte plusieurs canaux de fluide (25, 35) répartis régulièrement à la périphérie du moyeu (21, 31). 30) Turbine débitmétrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux (25, 35) sont inclinés par rapport à l'axe (X-X) de la turbine, les entrées (25A) des canaux (25) du croisillon amont (2) étant situées en amont de l'ensemble palier/butée (50, 52) et les sorties (35B) des canaux (35) du croisillon aval (35) étant situées en aval de l'ensemble palier/butée (50, 51) 40) Turbine débitmétrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux (160, 170) sont droits par rapport à l'axe (X-X) de la turbine et ils partent d'une gorge périphérique (161, 171) réalisée dans le moyeu (121, 131).