Brevet FR2820499A1 — publié le 20020809

L'invention se rapporte aux compteurs volumétrique de liquide du type à piston oscillant. De tels compteurs comprennent un corps de compteur dans lequel est disposée une chambre de mesure. Le compteur volumétrique de liquide à piston oscillant est bien connu de l'homme du métier. Son fonctionnement comme débitmètre est par exemple décrit dans la demande de brevet FR 00 09276. Ce type de compteur trouve une application importante dans le domaine du comptage résidentiel pour mesurer la quantité d'eau consommée. Il arrive assez fréquemment que le réseau de distribution d'eau soit l'objet de travaux qui sont accidentellement à l'origine de l'introduction de particules, par exemple des grains de sables, dans le réseau. Ces particules en pénétrant dans le compteur peuvent être la cause de blocage ou de détérioration de ses performances métrologiques. c Il est connu pour résoudre ce problème de diminuer brutalement la vitesse du liquide pénétrant dans le compteur, par exemple en augmentant la section d'écoulement du liquide, afin de précipiter les particules vers le fond de la bâche. Il est également connu de prévoir un ou plusieurs filtres en amont de la chambre de mesure proprement dite, et de modifier les paramètres des filtres tels que par exemple la taille et la forme des mailles. Néanmoins, les méthodes ou dispositifs connus ne sont pas efficaces de façon durable, en particulier les filtres peuvent se boucher et/ou être à l'origine de pertes de charge importantes. Un objet de l'invention est d'améliorer la filtration en proposant un compteur volumétrique de liquide muni d'un dispositif de sédimentation localisée. Le compteur volumétrique de liquide du type à piston oscillant comprend : - un corps de compteur dans lequel est disposée une chambre de mesure, - des moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et des moyens de confinement de particules présentes dans le liquide, prévus dans un espace existant entre le corps du compteur et la chambre de mesure. De manière avantageuse, les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire comprennent une paroi apte à diriger les particules présentes dans le liquide d'une ouverture d'admission du corps du compteur vers les moyens de confinement. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les moyens de confinement c des particules présentes dans le liquide sont constitué par au moins une extrémité de paroi formant au moins une zone de piégeage des particules. L'invention présente l'avantage de permettre l'amélioration de la fonction de filtrage par une sédimentation localisée des particules avant leur pénétration dans la chambre de mesure tout en évitant l'obstruction du filtre principal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description suivante détaillée, non limitative, de divers modes de réalisation, en référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 représente une vue de côté en coupe selon AA d'un compteur volumétrique de liquide à piston oscillant muni du dispositif de sédimentation en relation avec un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente une vue en coupe de dessus d'un compteur volumétrique de liquide à piston oscillant muni du dispositif de sédimentation selon un premier mode de réalisation de l'invention présenté sur la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue en coupe de dessus d'un compteur volumétrique de liquide à piston oscillant muni du dispositif de sédimentation selon un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 représente une vue en coupe de dessus d'un compteur volumétrique de liquide à piston oscillant muni du dispositif de sédimentation selon une variante du second mode de réalisation de l'invention. - la figure 5 représente une vue en coupe de dessus d'un compteur volumétrique de liquide du type à piston oscillant muni du dispositif de sédimentation selon un troisième mode de réalisation de l'invention. De manière générale, le sens des flèches sur l'ensemble des figures indique le sens d'écoulement du liquide. Le compteur volumétrique de liquide 1 du type à piston oscillant tel que représenté sur la figure 1 comprend une tubulure d'admission 3 et d'évacuation 5 de liquide. Les tubulures débouchent dans le corps de compteur 2 par une ouverture d'admission 4 et d'évacuation 6 du liquide respectivement. Une'chambre de mesure 7 est disposée dans le corps de compteur 2. La chambre de mesure 7 comporte une ouïe d'admission 8 et d'évacuation 9 du liquide, ainsi qu'un piston (non représenté). L'ouïe d'admission se trouve dans la partie inférieure de la chambre de mesure, alors que l'ouïe d'évacuation se trouve dans la partie supérieure de la chambre de mesure. Le piston est situé à l'intérieur de la chambre. Généralement, un filtre principal 12 est disposé en amont de l'ouïe d'admission 8. Selon l'invention, des moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et des moyens de confinement des particules présentes dans le liquide sont prévus entre l'ouverture d'admission et l'ouïe d'admission de la chambre de mesure dans un espace 11 existant entre le corps du compteur 2 et la chambre de mesure 7. Les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire comprennent au moins une paroi 13 ; 16,17 ; 20,21 disposée dans l'espace existant entre le corps du compteur et la chambre de mesure dont la forme est apte à diriger le liquide et les particules présentes dans le liquide de l'ouverture d'admission vers les moyens de confinement. Les moyens de confinement des particules présentes dans le liquide peuvent être constitués : - par la paroi qui constitue les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire 16,17, ou - par une extrémité de paroi d'une forme particulière 14 ; 18,19 ; 22, lesdits moyens de confinement des particules délimitant une zone de piégeage des particules 15 ; 15a, 15b (la zone de piégeage est schématiquement représentée sur les figures 2 à 5 par un ou plusieurs cercles en trait pointillé combinés à des flèches indiquant un tourbillonnement du liquide). Avantageusement, la forme de la paroi des moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire 13 ; 16,17 ; 20,21 est destinée à stabiliser, voir à augmenter la vitesse du liquide pénétrant dans le corps de compteur, afin d'emmener les particules en suspension vers la zone de piégeage. Le liquide arrive de la tubulure d'admission 3 et débouche par l'ouverture d'admission 4 dans l'espace 11 existant entre le corps du compteur 2 et la chambre de mesure 7. Un joint 16 (représenté en traits pointillés sur la figure 1) entourant la chambre de mesure empêche un écoulement directe du liquide de l'ouverture d'admission vers l'ouverture d'évacuation. Le liquide pénètre dans la chambre de mesure par sa partie inférieure via l'ouïe d'admission 8 et à travers le filtre principal 12 tout le long de la trajectoire qu'il lui est imposé de l'ouverture d'admission à la zone de piégeage 15 (le sens des flèches verticales orientées du bas vers le haut sur la figure 1 indique la direction de pénétration du liquide dans la chambre). Une grande partie des particules en suspension dans le liquide sont transportées dans la veine de liquide vers la ou les zone (s) de piégeage 15 ; 15a, 15b. Les particules qui atteignent cette zone, y sont stockées pendant toute la durée de vie du compteur. Seules les particules de petites tailles et/ou légères pénètrent directement avec le liquide dans la chambre de mesure ou sont arrêtées par le filtre principal 12. Le liquide ressort de la chambre de mesure par sa partie supérieure pour être évacué via l'ouverture 6 et la tubulure d'évacuation 5. Le compteur volumétrique comportant une telle chambre de mesure fonctionne selon le principe de l'admission d'un volume donné de liquide par l'ouïe d'admission dans le piston qui en communiquant son énergie au piston provoque son déplacement en rotation et son évacuation vers l'ouïe d'évacuation. Ainsi, chaque révolution du piston correspond au passage d'un volume de liquide donné. Chaque révolution est comptabilisée par un totalisateur 10 qui permet d'afficher et/ou de transmettre par télérelève la quantité de liquide ayant traversée le compteur. La zone de piégeage 15 ; 15a, 15b est une zone isolée par rapport à la partie filtrante proprement dite, ce qui permet de stocker les particules clans une zone du compteur située en amont de la chambre de mesure et du filtre principal. De manière avantageuse, dans l'ensemble des modes de réalisation qui vont être présentés par la suite, au moins une portion du filtre principal et/ou la partie inférieure de la chambre de mesure se trouvant au dessus des zones de piégeage 15 ; 15a, 15b est obstruée de manière à empêcher toute aspiration de liquide et de particules des zones de piégeage vers la chambre de mesure. Par conséquent, les particules n'obstruent pas le filtre principal et/ou ne peuvent pas pénétrer dans la chambre de mesure ce qui empêche de perturber la fonction de mesure de débit du compteur. Le dispositif selon l'invention est efficace sur toute la gamme de débits de fonctionnement du débitmètre. Lorsque le débit est faible, le liquide est stable et les particules reposent sur le fond de la bâche au niveau de la zone de piégeage. Lorsque le débit est fort, le liquide tourbillonne et les particules sont confinées dans la zone de piégeage. It Les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et les moyens de confinement peuvent être liés au corps du compteur lui même. Ils peuvent également être liés à la chambre de mesure 7 ou au filtre principal 12. La ou les paroi (s) et les extrémités de paroi éventuelles sont alors soit directement prévues lors de la fabrication de ces différents éléments, par exemple par moulage, soit rajoutées par la suite aux différents éléments précités par soudage ou collage. Selon un premier mode de réalisation représenté sur la figure 2, les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et de confinement des particules sont constitués par une portion de paroi 13 sensiblement rectiligne et d'une extrémité de paroi 14 présentant une portion en forme d'arc de cercle ou une portion en forme de spirale. A titre de variante de ce premier mode de réalisation, les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et de confinement des particules peuvent être constitués par une même paroi 13,14 présentant une portion en forme d'arc de cercle ou en forme de spirale. Avantageusement, la paroi et/ou l'extrémité de paroi sont positionnées dans l'espace 11 de telle sorte que la zone de piégeage 15 soit sensiblement située au centre du cercle délimitant le fond du corps de compteur. La paroi impose un mouvement tourbillonnaire à la veine de liquide arrivant de la tubulure d'admission qui est guidée en direction de la zone de piégeage où s'accumulent d'éventuelles particules présentent dans le liquide. Selon un second mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et de confinement des particules comprennent deux parois 16,17 reliées par leurs extrémités de manière à former un V. Cette forme permet de définir une zone de piégeage des particules 15 au niveau de l'extrémité du V entre les deux parois 16,17. A titre de variante de ce second mode de réalisation (voir en particulier la figure 4), une extrémité de paroi 18,19 présentant une portion en forme de spirale ou une portion en forme d'arc de cercle tournée vers l'intérieur du V prolonge au moins une des deux parois 16, 17. Cette variante de réalisation permet d'obtenir trois zones de piégeage distinctes, deux zones 15a, 15b disposées sensiblement symétriquement par rapport à l'axe des tubulures et qui sont délimitées par les extrémités des parois 18,19, et une zone 15 au niveau de l'extrémité du V entre les deux parois 16, 17. Les parois séparent la veine de liquide arrivant de la tubulure d'admission en deux et imposent des mouvements tourbillonnaires opposés en direction de la ou des zone (s) de piégeage. Selon un troisième mode de réalisation représenté sur la figure 5, les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et de confinement des particules comprennent : - un déflecteur double 20 fixé au corps du compteur au niveau de l'ouverture d'admission 4, - une première portion de paroi sensiblement rectiligne 21 fixé par une extrémité au déflecteur 20, - une seconde portion de paroi courbée 22 fixée à l'autre extrémité de la première portion de paroi sensiblement rectiligne. L'espace existant entre la première et la seconde portion de paroi forme la zone de piégeage des particules 15. Le déflecteur 20 est double car il permet de guider la veine de liquide de l'ouverture d'admission à la zone de piégeage en lui présentant un profil de paroi continu tout le long de la trajectoire évitant ainsi de créer des phénomènes de turbulence d'une part lorsque le liquide pénètre dans l'espace 11 et d'autre part en fin de parcours au niveau de la zone de piégeage 15. c Selon une variante supplémentaire des différents modes et variantes de réalisation présentés précédemment, la zone de piégeage des particules 15 ; 15a, 15b comprend un filtre secondaire (non représenté). Ce filtre peut remplir en partie ou en totalité la ou les zone (s) de piégeage des particules. A titre d'exemple, ce filtre peut être réalisé dans un matériau composé de fibres métalliques ou synthétiques. Les fibres du matériau peuvent être réparties de telle sorte qu'elles forment un tamis. De manière avantageuse, ce tamis aura des mailles d'une taille très inférieure aux mailles du filtre principal. Par ailleurs, le filtre peut présenter une variation de la taille des mailles de l'ouverture d'admission jusqu'à la zone de confinement, par exemple la taille des mailles diminuant tout au long du parcours. Ceci permet entre autre de diminuer la perte de charge du compteur. Les fibres du matériau peuvent également être entrelacées et se répartir dans un volume. REVENDICATION 1. Compteur volumétrique de liquide du type à piston oscillant comprenant un corps de compteur (2) dans lequel est disposée une chambre de mesure, ledit compteur étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et des moyens de confinement de particules présentes dans le liquide, prévus dans un espace (11) existant entre le corps du compteur (2) et la chambre de mesure (7). 2. Compteur volumétrique de liquide selon la revendication l, dans lequel les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire comprennent une paroi (13) apte à diriger les particules présentes dans le liquide d'une ouverture d'admission (4) du corps du compteur (2) vers les moyens de confinement (14 ; 15 ; 15a, 15b, 15c). 3. Compteur volumétrique de liquide selon la revendication l, dans lequel les moyens de confinement des particules présentes dans Je liquide sont constitués par au moins une extrémité de paroi (14) formant au moins une zone de piégeage des particules (15 ; 15a, 15b, 15c). 4. Compteur volumétrique de liquide selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et de confinement des particules sont constitués par une même paroi (13, 14) présentant une portion en forme de spirale. 5. Compteur volumétrique de liquide selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et de confinement des particules sont constitués par une même paroi (13,14) présentant une portion en forme d'arc de cercle. 6. Compteur volumétrique de liquide selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel une portion de la paroi (13) est sensiblement rectiligne et l'extrémité de paroi (14) présente une portion en forme de spirale. 7. Compteur volumétrique de liquide selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel une portion de la paroi (13) est sensiblement rectiligne et l'extrémité de paroi (14) présente une portion en forme d'arc de cercle. 8. Compteur volumétrique de liquide selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et de confinement des particules comprennent un déflecteur double (20) fixé à une extrémité d'une première portion de paroi sensiblement rectiligne (21), une seconde portion de paroi courbée (22) étant fixée à l'autre extrémité de la première portion de paroi sensiblement rectiligne de manière à définir une zone de piégeage des particules (15) dans l'espace existant entre la première et la seconde portion de paroi. 9. Compteur volumétrique de liquide selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et de confinement des particules comprennent deux parois (16,17) reliées par leurs extrémités de manière à former un V et définissant une zone de piégeage des particules (15) au niveau de l'extrémité du V. 10. Compteur volumétrique de liquide selon la revendications 9, dans lequel une extrémité de paroi (18,19) présentant une portion en forme de spirale tournée vers l'intérieur du V prolonge au moins une des deux parois (16, 17) de manière à définir au moins une zone de piégeage supplémentaire (15 a, 15b). 11. Compteur volumétrique de liquide selon la revendications 9, dans lequel une extrémité de paroi (18,19) présentant une portion en forme d'arc de cercle tournée vers l'intérieur du V prolonge au moins une des deux parois (16,17) de manière à définir au moins une zone de piégeage supplémentaire (15a, 15b). 12. Compteur volumétrique de liquide selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un filtre principal (12) est prévu entre les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et de confinement (13,14) et l'ouïe d'admission (8) de la chambre de mesure. 13. Compteur volumétrique de liquide selon la revendication précédente, dans lequel une portion du filtre principal se trouvant au dessus de au moins une zone de piégeage (15 ; 15a, 15b) est obstruée de manière à empêcher toute aspiration de liquide et de particules de l'espace (11) vers la chambre de mesure. 14. Compteur volumétrique de liquide selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de confinement comprennent un filtre secondaire remplissant au moins une partie de la zone de piégeage des particules (15 ; 15a, 15b). 15. Compteur volumétrique de liquide selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et les moyens de confinement (13,14) sont liés au corps du compteur (2). 16. Compteur volumétrique de liquide selon la revendication 1 à 14, dans lequel les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et les moyens de confinement (13,14) sont liés à la chambre de mesure (7). 17. Compteur volumétrique de liquide selon la revendication 1 à 14, dans lequel les moyens de création d'une veine de liquide tourbillonnaire et les moyens de confinement (13,14) sont liés au premier filtre (12).