Brevet FR2871882A1 — publié le 20051223

COMPTEUR VOLUMETRIQUE DE FLUIDE L'invention se rapporte à un compteur volumétrique de fluide destiné à mesurer le débit d'un fluide s'écoulant dans une canalisation. L'invention concerne plus particulièrement le domaine technique des compteurs volumétriques de fluide à piston oscillant dont la technique est bien connue par l'homme du métier. Un tel compteur connu comporte une boîte mesurante comme représenté sur les figures 1 en perspective éclatée. Dans ce type de compteur, la boîte mesurante est l'élément essentiel dont dépend la précision de mesure du débit. La boîte mesurante est une chambre de forme cylindrique 30 qui comprend un fond 1, une paroi latérale 2 et un couvercle 3. Le fond 1 et le couvercle 3 comportent respectivement un cylindre inférieur 4 et supérieur 5, de même diamètre, ce diamètre étant inférieur à celui de la chambre. Les deux cylindres 4, 5 sont centrés sur l'axe de la chambre. Le cylindre inférieur comporte en son centre une tige métallique 28 sur laquelle vient s'emboîter un galet 6. Le fond et le couvercle sont munis d'au moins une ouïe d'entrée 7 et une ouïe de sortie 8 pour respectivement l'admission et l'évacuation du fluide dans la chambre. La chambre 30 comporte également une cloison fixe 9 de forme rectangulaire dite diaphragme, séparant l'ouïe d'entrée 7 et l'ouïe de sortie 8. Le diaphragme 9 s'étend radialement entre la paroi latérale 2 et les cylindres inférieur 4 et supérieur 5 et axialement entre le fond 1 et le couvercle 3. Le fond, la paroi latérale, le couvercle et les cylindres inférieur et supérieur comportent une rainure 10 dans laquelle vient s'encastrer le diaphragme 9. Un piston 11 de forme cylindrique de diamètre inférieur à celui de la chambre mais supérieur aux diamètres des cylindres inférieur et supérieur est positionné de manière excentrique à l'intérieur de la chambre. Le piston 11 comporte à mi-hauteur une paroi plane 12 perforée de trous et supportant en son centre deux tétons 13, l'un dirigé vers le fond, l'autre vers le couvercle. 2871882 2 La paroi comporte également une lumière 14 en forme de poire orientée radialement et positionnée de manière excentrique. La lumière en forme de poire débouche sur une fente 15 pratiquée sur toute la hauteur du piston. Le débitmètre comportant une telle boîte mesurante fonctionne selon le principe de l'admission d'un volume donné de fluide par l'ouïe d'entrée 7 dans la chambre 30 qui en communiquant son énergie au piston provoque son déplacement en rotation et son évacuation vers l'ouïe de sortie 8. Ainsi, chaque révolution du piston 11 correspond au passage d'un volume de fluide donné. Le mouvement général du piston est un mouvement oscillant, l'axe du piston décrivant un cercle autour de l'axe de la chambre 30 et la fente 15 du piston glissant le long du diaphragme 9. Le piston est guidé cinématiquement dans la chambre 30 grâce à l'engagement du diaphragme 9 dans la fente verticale 15 et dans la lumière 14 en forme de poire ainsi que par l'engagement du téton 13 entre le galet 6 et le cylindre inférieur 4. La paroi plane du piston, bien que positionnée entre le cylindre inférieur 4 et supérieur 5, reste libre de se mouvoir dans un plan. Une des pièces fondamentales au bon fonctionnement des compteurs d'eau de cette technologie est le diaphragme qui assure deux fonctions: - la séparation entre l'amont et l'aval dans la chambre de mesure, forçant le fluide à entraîner le piston, - le guidage du piston. Lors du guidage du piston, les effets hydrauliques imposent une cinématique telle qu'il opère un basculement autour du diaphragme, passant d'un contact sur une face du diaphragme à un contact sur l'autre face du diaphragme lors de sa rotation. Le choc occasionné lors de ce changement de contact a une part prépondérante dans la source du bruit des compteurs volumétriques. Par ailleurs, les exigences géométriques imposées au diaphragme, en particulier une parfaite planéité, sont importantes et souvent ne peuvent être satisfaites en grande série, ce qui occasionne une grande dispersion sur les performances métrologiques et le bruit rayonné par de tels compteurs. L'invention consiste à utiliser une forme spéciale pour le diaphragme réduisant les zones fonctionnelles de guidage. Pour ce faire, l'invention propose un compteur volumétrique de fluide du type à piston oscillant comprenant une chambre cylindrique comportant une paroi latérale, un fond et un couvercle, ainsi qu'un piston de forme cylindrique disposé de façon excentrique et guidé cinématiquement dans la chambre, ledit piston effectuant un mouvement oscillant dans la chambre sous l'action du déplacement d'un volume de fluide, une cloison fixe dite diaphragme séparant une ouïe d'entrée et une ouïe de sortie et assurant le guidage du piston par glissement de ce dernier dans une direction radiale, caractérisé en ce que ledit diaphragme est une cloison dont au moins une face est pourvue d'au moins une surface partielle de guidage dudit piston, l'aire de ladite surface de guidage étant inférieure à celle du diaphragme. Seul le plan de cette surface partielle de guidage est à élaborer de façon précise afin d'assurer le guidage par glissement du piston. Ceci peut être plus facilement maîtrisé sur le plan industriel que l'élaboration d'une surface de plus grande dimension comme selon l'art antérieur. Par ailleurs, de préférence et afin de permettre l'équipement de compteur existant par un tel diaphragme sans aucune modification, l'épaisseur hors tout d'un diaphragme conforme à l'invention est égale à celle d'un diaphragme de l'art antérieur. L'épaisseur du diaphragme selon l'invention hors la surface partielle de guidage est donc inférieure et rend cette pièce plus souple tout en garantissant la fonction d'étanchéité amont/aval nécessaire aux performances métrologiques. Ceci minimise l'effet des chocs du piston contre le diaphragme et donc diminue le bruit rayonné. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ladite surface de guidage est constituée d'au moins une nervure transversale. Avantageusement, les deux faces dudit diaphragme sont pourvues d'une dite surface de guidage. De préférence, ladite surface de guidage est constituée de deux nervures transversales régulièrement réparties sur la hauteur du diaphragme. Ledit diaphragme peut être pourvu en outre d'une nervure 5 périphérique. Avantageusement, lesdites nervures sont d'épaisseur identique. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention. Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe transversale d'une boîte mesurante conforme à l'invention, dans deux positions extrêmes du piston. La figure 4 est une vue en perspective d'un diaphragme conforme à l'invention. Comme représenté sur les figures 2 et 3, l'invention concerne un compteur volumétrique de fluide du type à piston oscillant, en particulier un compteur d'eau, comprenant une chambre cylindrique 30 comportant une paroi latérale 2, un fond 1 et un couvercle non visible sur ces figures en coupe, ainsi qu'un piston 11 de forme cylindrique disposé de façon excentrique et guidé cinématiquement dans la chambre 30, le piston 11 effectuant un mouvement oscillant dans la chambre 30 sous l'action du déplacement d'un volume de fluide. Le piston 11 comporte à mi-hauteur une paroi plane 12 perforée de trous. Une cloison fixe dite diaphragme 9A sépare une ouïe d'entrée 7 et une ouïe de sortie 8 et assure le guidage du piston 11 par glissement de ce dernier dans une direction radiale. Lors du guidage du piston 11, les effets hydrauliques imposent une cinématique telle qu'il opère lors de sa rotation un basculement autour du diaphragme 9A, passant d'un contact gauche sur l'une des faces du diaphragme comme représenté sur la figure 2 à un contact droit sur l'autre face du diaphragme comme représenté sur la figure 3. Ce diaphragme 9A séparant une ouïe d'entrée 7 et une ouïe de sortie 8 assure donc le guidage du piston par glissement de ce dernier dans une direction radiale. La figure 4 représente ce diaphragme 9A conforme à l'invention. 2871882 5 Ce diaphragme est une cloison dont au moins une face est pourvue d'au moins une surface partielle de guidage du piston, l'aire de cette surface de guidage étant inférieure celle du diaphragme. Selon le mode de réalisation représenté, la surface de guidage est constitué d'au moins une nervure transversale et de préférence de deux nervures transversales 9B, 9C régulièrement réparties sur la hauteur du diaphragme 9A. Dans une réalisation optimale, les deux faces du diaphragme sont pourvues d'une telle surface de guidage et sont identiques. Le diaphragme 9A est pourvu en outre d'une nervure périphérique 9D. Cette nervure périphérique 9D est de la même épaisseur que les diaphragmes connus, assurant la possibilité du montage étanche d'un diaphragme conforme à l'invention dans une rainure 10 représentée sur la figure 1, sans modification des autres pièces du compteur. Les nervures de guidage 9B et 9C de même planéité sont de la 15 même épaisseur que la nervure périphérique 9D. Entre ces nervures 9B, 9C et 9D, le diaphragme est donc d'épaisseur inférieure ce qui lui assure une souplesse entraînant une diminution du bruit émis par le compteur sans dégrader la métrologie. Dans cette description, l'invention se rapporte à un compteur d'eau, mais il va de soi que l'invention s'applique à un compteur de fluide quelconque. 6 REVENDICATIONS 1. Compteur volumétrique de fluide du type à piston oscillant comprenant une chambre cylindrique (30) comportant une paroi latérale (2), un fond (1) et un couvercle (3), ainsi qu'un piston (11) de forme cylindrique disposé de façon excentrique et guidé cinématiquement dans la chambre, ledit piston effectuant un mouvement oscillant dans la chambre sous l'action du déplacement d'un volume de fluide, une cloison fixe (9) dite diaphragme séparant une ouïe d'entrée (7) et une ouïe de sortie (8) et assurant le guidage du piston par glissement de ce dernier dans une direction radiale, caractérisé en ce que ledit diaphragme (9) est une cloison dont au moins une face est pourvue d'au moins une surface partielle de guidage dudit piston (11), l'aire de ladite surface de guidage étant inférieure à celle du diaphragme. 2. Compteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface de guidage est constitué d'au moins une nervure transversale (9B, 9C). 3. Compteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux faces dudit diaphragme (9) sont pourvues d'une dite surface de guidage. 4. Compteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite surface de guidage est constitué de deux nervures transversales (9B, 9C) régulièrement réparties sur la hauteur du diaphragme. 5. Compteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit diaphragme (9) est pourvu en outre d'une nervure périphérique (9D). 6. Compteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdites nervures (9B, 9C, 9D) sont d'épaisseur identique.