Brevet FR2955657A1 — publié le 20110729

TIROIR DE DISTRIBUTION AVEC DEFLECTEUR POUR COMPTEUR DE GAZ A MEMBRANES La présente invention concerne les tiroirs de distribution utilisés dans 5 les compteurs de gaz à membranes déformables. De tels compteurs à gaz comprennent une pluralité de chambres de mesure et utilisent classiquement un système de distribution afin de remplir et vider les chambres de mesure. Ce système est typiquement constitué d'une ou plusieurs pièces mobiles, appelées éléments ou tiroirs de distribution, qui se 10 déplacent par rotation, oscillation ou translation sur une ou plusieurs pièces fixes, encore appelées couvercles ou boîtes de distribution, qui sont en connexion avec les chambres de mesure. Les figures la et lb illustrent, à titre d'exemple non limitatif, respectivement une vue de dessus et une vue de dessous en perspective d'un 15 tiroir 1 de distribution connu obtenu par moulage, destiné à être utilisé dans un compteur de gaz à membranes à entraînement rotatif, et plus particulièrement à être posé sur un couvercle de distribution (non représenté). Une description complète de ce tiroir et de son interaction avec le couvercle de distribution est par exemple donnée dans le document FR 2 921 483. Le tiroir 20 1 de distribution comporte essentiellement une base inférieure 10 en forme de disque destinée à reposer sur la surface supérieure du couvercle de distribution (non représenté), base sur laquelle des secteurs de cercle aménagés de manière à former un orifice 11 et une zone bombée 12 formant dôme, les secteurs étant séparés par deux zones planes 13, 14, chaque zone 25 couvrant un angle d'environ 90°. La zone bombée 12 est prolongée par un dôme 15 central au-dessous duquel une zone évidée 16 formant palier est destinée à être placée concentriquement en regard de l'ouverture centrale correspondante du couvercle de distribution (non représenté). L'orifice 11 défini dans la base inférieure 10 a pour but de mettre successivement, lors de 30 la rotation du tiroir, chaque ouverture correspondante du couvercle de distribution en communication avec une chambre de mesure du compteur pour faire pénétrer le gaz, les deux zones planes 13, 14 obturant successivement les ouvertures restantes. L'espace intérieur de la zone bombée 12 et du dôme central 15 ont pour but de mettre en communication successivement les chambres de mesure avec la sortie. Le tiroir 1 a ainsi deux fonctions : - Une fonction d'étanchéité entre le tiroir et le couvercle, avec un faible coefficient de frottement, réalisée par la base inférieure ; - Une fonction de guidage du gaz vers la sortie du compteur, réalisée par l'espace intérieur formé par la zone bombée et le dôme. Les surfaces de contact entre les tiroirs et les boîtes doivent assurer une étanchéité très élevée entre les boîtes et tiroirs, avec une force de frottement minimale et très stable dans le temps pour garantir la stabilité métrologique du compteur. L'étanchéité est donc classiquement obtenue en prévoyant que les surfaces de contact au niveau d'une part, du tiroir, et d'autre part, de la boîte, soient les plus planes possibles. Le défaut de planéité acceptable peut descendre jusqu'à quelques micromètres. Pour autant, ce défaut doit rester le plus stable possible dans le temps afin de garantir la stabilité métrologique du compteur. La stabilité dimensionnelle des boîtes et tiroirs est donc critique puisque leurs performances en frottement (stabilité du coefficient de frottement) et la résistance à l'usure des surfaces en contact affectent la stabilité métrologique du compteur en fonctionnement. Aujourd'hui, il est connu de fabriquer les boîtes et tiroirs en matériaux thermodurs ou thermoplastiques moulés, l'étape de moulage étant suivie ou non d'une opération de rodage des surfaces critiques, opération qui consiste à usiner les surfaces concernées des pièces par frottement contre un plateau rendu abrasif par la présence de grains calibrés mélangés typiquement dans de l'eau. Comme cela a été indiqué précédemment, pour le tiroir 1 des figures la et lb, le gaz est guidé vers la sortie du compteur par l'espace intérieur formé par la zone bombée 12 et le dôme 15. Du fait de la forme du dôme 15, et plus précisément de la section circulaire de ce dôme, le flux de gaz est amené à tournoyer dans cet espace intérieur, ce qui génère d'importantes pertes en pression, impactant le niveau global des pertes en pression du compteur lors d'un fonctionnement à haut débit. Pour réduire au maximum les pertes en pression, il et nécessaire de prévoir un dôme 15 de taille, et notamment de hauteur, importante, ce qui comporte un certain nombre d'inconvénients, outre l'encombrement non optimisé obtenu : - Un dôme de taille importante augmente les forces de frottement et 5 réduit par conséquent l'usure ; - Un dôme de taille importante augmente également la vitesse linéaire maximum pour une même vitesse de rotation du tiroir sur la surface de distribution ; - Un dôme de taille importante implique qu'une plus grande surface est 10 exposée aux contaminants ; - En terme de fabrication, le processus de moulage, qu'il s'agisse d'un moulage par injection, par compression ou autre, est plus difficile à réaliser, et nécessite plus de matériau. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients 15 précédents. Pour ce faire, l'invention a pour objet un tiroir de distribution pour compteur de gaz à membranes déformable comportant : - une base inférieure destinée à reposer sur une surface supérieure d'un couvercle de distribution, la base inférieure comportant un orifice destiné à 20 permettre au gaz de pénétrer successivement dans des chambres de mesure du compteur ; et une partie supérieure formant un espace interne destiné à mettre successivement chacune des dites chambres de mesure du compteur en communication avec une sortie du compteur, 25 caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens déflecteurs positionnés dans ledit espace interne et aptes à réduire les pertes de pression. L'invention et les avantages qu'elle procure seront mieux compris au vu de la description suivante d'un exemple de réalisation faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : 30 - les figures la et lb, déjà décrites, représentent une vue de dessus et une vue de dessous d'un tiroir de distribution selon l'art antérieur, obtenu d'une seule pièce par moulage d'un matériau thermoplastique ou thermodur ; - la figure 2 représente, sous forme de perspective éclatée, un exemple de réalisation d'un tiroir de distribution conforme à la présente invention ; - Les figures 3 et 4 représentent des simulations de la circulation du gaz respectivement avec un tiroir de distribution selon l'art antérieur ou avec 5 un tiroir de distribution muni d'un déflecteur selon l'invention. Un tiroir 1 de distribution conforme à une réalisation possible selon l'invention comporte, comme visible sur la figure 2: - une base inférieure 10 destinée à reposer sur une surface supérieure d'un couvercle de distribution, la base inférieure comportant un orifice 11 10 destiné à permettre au gaz de pénétrer successivement dans des chambres de mesure du compteur ; et - une partie supérieure 16 formant un espace interne destiné à mettre successivement chacune des dites chambres de mesure du compteur en communication avec une sortie du compteur. 15 Outre l'orifice 11 qui permet au gaz de pénétrer successivement dans les chambres de mesure du compteur lors de la rotation du tiroir sur le couvercle de distribution, la base inférieure 10 comporte un orifice 17 de sortie au-dessus duquel s'étend la partie supérieure 16. Conformément à l'invention, le tiroir de distribution comporte en outre des moyens déflecteurs 23 20 positionnés dans l'espace interne formé par la partie supérieure 16, et aptes à réduire les pertes de pression. L'intérêt de prévoir de tels moyens déflecteurs apparaît clairement en comparant les figures 3 et 4 qui illustrent en coupe le trajet du gaz obtenu avec un tiroir de distribution respectivement sans ou avec moyens déflecteur : 25 Sur les deux figures, chacun des tiroirs est positionné sur un couvercle de distribution 3 dont on n'aperçoit que la parie supérieur, et la multitude de flèches représente le trajet du gaz entre une chambre de mesure du compteur et la sortie du compteur, au travers du couvercle et du tiroir de distribution. Sur les deux figures, les zones 4a, 4b et 4c présentant des petites flèches 30 représentent des zones «mortes» dans lesquelles il y a peu de débit, alors que la zone 5 représente une zone où le gaz circule à grande vitesse. Toutes ces zones 4a, 4b et 4c sont le siège de pertes de pression et la comparaison des deux figures montre clairement que l'étendue de ces zones a été réduite dans le cas du tiroir muni de moyens déflecteurs 23. Plus précisément, en référence à la figure 3, on voit que l'arête centrale et l'arête située à gauche sur la figure du couvercle de distribution sur lequel repose le tiroir 10 engendrent des perturbations sur le flux de circulation du gaz, typiquement des zones 4a et 4b dans lesquelles il y a peu de débit de gaz et une basse pression, et une zone 5 dans laquelle le gaz circule à grande vitesse et une haute pression. Le rôle du déflecteur 23 de la figure 4 est de symétriser au mieux les lignes de circulation du gaz lors de son passage dans le dôme 16. La partie avant 23a (dans le sens de la circulation du gaz) permet de canaliser une partie du flux entre la partie supérieure du déflecteur et la partie inférieure du dôme, augmentant ainsi le débit du gaz dans cette zone. Il en résulte une zone 4a de perte de pression plus faible que dans le cas de la figure 3. La partie arrière 23b du déflecteur 23 permet de canaliser la partie du flux passant sous le déflecteur au plus près de l'arête central du couvercle de distribution, réduisant ainsi la zone 4b de perte de pression. Toutes les lignes de circulation du gaz devant idéalement être parallèles à la forme du dôme, le déflecteur 23 a de préférence une forme similaire à celle du dôme 23, et est positionné de manière à être sensiblement centré par rapport à l'arête centrale du couvercle de distribution. Dans l'exemple de réalisation non limitatif représenté sur la figure 2, la base inférieure 10 et la partie supérieure 16 sont deux pièces distinctes assemblées entre elles, et le tiroir comporte en outre un joint d'étanchéité 18 positionné entre la base inférieure et la partie supérieure. L'assemblage peut être réalisé au moyen de deux vis (non représentées) traversant deux trous 19, 20 prévus dans la partie supérieure 16, et dont les extrémités sont reçues dans deux orifices de fixation 21, 22 correspondant dans la base inférieure 10. Le fait de prévoir deux pièces distinctes pour la base 10 et la partie supérieure 16 permet avantageusement de réaliser ces deux pièces en utilisant des matériaux distincts. Ainsi, la partie supérieure 16 est obtenue par moulage d'un matériau thermodur, alors que la base inférieure 10 est réalisée de préférence en matière thermoplastique moulée, ce qui permet de garantir l'obtention des performances en frottement recherchées lors du déplacement du tiroir de distribution sur le couvercle ou boîte de distribution. De manière préférentielle, les moyens déflecteurs 23 sont positionnés au niveau de la base inférieure 10, plus précisément dans l'orifice 17 de sortie, et sont venus de moulage avec cette base. En variante, les moyens déflecteurs peuvent être rapportés. Bien que l'invention ait été décrite en référence à la figure 2, certaines variantes de réalisation peuvent être envisagées sans départir du cadre de la présente invention : En particulier, pour éviter l'emploi du joint d'étanchéité 18, on peut prévoir que la partie supérieure 16 et la base inférieure 10 soient obtenues par injection bi-matière. En variante, la partie supérieure 16 est obtenue par surmoulage de la base inférieure 10. En variante encore, la partie supérieure 16 et la base inférieure 10 sont deux pièces distinctes assemblées par collage étanche. On peut également prévoir de réaliser l'ensemble du tiroir en une seule pièce venue de moulage d'un matériau thermoplastique ou thermodur, même si cette solution est moins appropriée. Enfin, bien que l'invention ait été décrite dans le cas d'un tiroir de distribution rotatif, on comprendra que l'invention peut également être utilisée pour des tiroirs de distribution aptes à être déplacés par oscillation ou par translation au-dessus d'un couvercle ou boîte de distribution. REVENDICATIONS1. Tiroir (1) de distribution pour compteur de gaz à membranes déformable comportant : une base inférieure (10) destinée à reposer sur une surface supérieure d'un couvercle de distribution, la base inférieure (10) comportant un orifice (11) destiné à permettre au gaz de pénétrer successivement dans des chambres de mesure du compteur ; et une partie supérieure (16) formant un espace interne destiné à mettre successivement chacune des dites chambres de mesure du compteur en communication avec une sortie du compteur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens déflecteurs (23) positionnés dans ledit espace interne et aptes à réduire les pertes de pression. 2. Tiroir (1) de distribution selon la revendication 1, caractérisé en ce que la base inférieure (10) comporte un orifice (17) de sortie au-dessus duquel s'étend la partie supérieure (16), et en ce que les moyens déflecteurs (23) sont positionnés dans l'orifice (17) de sortie. 3. Tiroir (1) de distribution selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens déflecteurs (23) sont soit venus de moulage avec la base inférieure (10), soit rapportés. 4. Tiroir (1) de distribution selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la base inférieure (10) et la partie supérieure (16) sont deux pièces distinctes assemblées entre elles, la base inférieure (10) étant réalisée en matière thermoplastique moulée. 5. Tiroir (1) de distribution selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie supérieure (16) est obtenue par moulage d'un matériau thermodur, ou d'une matière thermoplastique différente ou non de celle utilisée pour la base inférieure (10). 6. Tiroir (1) de distribution selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie supérieure (16) et la base inférieure (10) sont obtenues par injection bi-matière. 7. Tiroir (1) de distribution selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie supérieure (16) est obtenue par surmoulage de la base inférieure (10). 8. Tiroir (1) de distribution selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie supérieure (16) et la base inférieure (10) sont assemblées par collage étanche. 9. Tiroir (1) de distribution selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le tiroir comporte en outre un joint (18) d'étanchéité positionné entre la base inférieure et la partie supérieure.