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COMPTEUR DE LIQUIDES
Dans les compteurs de liquides automatiques à deux jaujeurs qui utilisent la pression d'alimentation du liquide pour produi- re l'inversion , ila été fait usage uniquement jusqu'ici, pour conduira les organes inverseussè partir du point mort jusqu'au x extrémités de leur course de dispositifs de déversements à res- sorts. L'on est conduit ainsi à une complication mécanique relit -tivement importante .
L'invention a pour objet un compteur de liquides à deux jauugours combinés, d'gale capacité, dans lesquels la en les ergnes de distribution mettant alternativement en communication les deux jaugeurs ,avec une tuyauterie de vidange et une tuyau- terie d'alimentation,se meuvent sous l'effet d'une détente @
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d'air contenu(, dans deux capacités auxiliaires , applelées appelées chambre de compresion, et préablement comprimé par le liquide lui-même , refoulé dans jaugeurs , ou par tout au- tre moyen approprié.
L'appareil est complété par un serves compteur qui arrê- te le débit de l'appareil , quand un nombre de litres, détemminé à l'avance, est atteint.
Dans le compteur de liquide faisant l'objet de la présente invention , le mécanisme de déversement à ressorts est donc remplacé par l'air comprimé , combiné ou non avec d'autres dispositifs.
L'invention a pour objet ,enoutre diverses modes particu- liére de réalisation de cet appareil, et certains détails d'éxe - cuti on:
En premier lieu, la combinaison.'de deux capacités auxi- liaires , ou chambre de compression , avec une organe de distn- bution unique coulissant ou oscillant pour les deux jaugeurs cet organe de distribut ion étant de préférence constitué par un pistmn à double effet formant en même temps; lui même tiroir de distribution a quatre voies.
En second lieu, diverses formes de réalisation des chambres de compression qui sont ou bien fixes (soit inté- rieures aux jaugeurs ) ou bien mobiles, jouant elles- mêmes de role de flotteur.
En troisième, lieu, la combinaisons avec les deux jau- geurs et leurs chambres de compression d'une intercommunica- tion, déjà connu en elle même , mais qui-est ici automatiquement obturée par des moyens appropriés(tels que des flotteurs ,par exemple) lorsque le liquide arrive un ce tain niveau dans l'un des jaugeurs , pour l'isoler de l'autre, à partir de ce moment , et permettre le constitution automatique d'une réserve d'air comprimé dans les chambres de compression.
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En quatrième lieu, l'utilisation de la pression d'alimenta- tion elle même du liquide pour constituée une réserve d'air comprimé dans le dé:ente; sera utilisée pour mouvoir toutes les s organes annexes voulus, et en particulier conduire à fond de course Ses organes de distribution.
En cinquième lieu, la combinaison, avec les chambres de compression emmagasinant sous pression l'air existant gens les jaugeurs, d'une source extérieure d'air comprimé par tout mo- yen approprié par exemple par une pompe à air solidaire de la pompe de liquide).
En sixième lieu, un dispositif Le servo-compteur, dans lequel l'aiguille reste verrouillée au zéro tant qu'on lui a pas imprmmé un mouvement d'enfoncement qui ouvre la soupape d'alimentation, et dans lequel le retour de l'aiguille est ré- glée par une roue a rochet coagissant avec un encliquetage dou- ble spécial.
En septiéme lieu. l'application d'un dispositif d'égouttage consistant a vider la boite de distribution jusqu'à un certain niveau à la fin de chaque période de fonctionnement -de l'appa- reil, cette vidange étant de préferende , provoquée automati- quement par le jeu de l'aiguille indicatrice.
Enfin, l'invention comprend un certain nombre de deuils dexécution et de combinaisons particulières d'organes ayant pour but la réalisation de l'invention.
A titre d'exemples non limitatifs seulement et pour fa- cili.er l'intelligence de la description, on a représenté aux dessins annexés une forme d'exécution complète de l'appareil(fig. I à 14) et trois autees variantes de la disposition des chambres auxiliaires de compression ( fig.15.16 et 17);
La figurelest une coupe suivant la ligne 1-1 de la figure 2 .
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La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure I
La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la f@gure I
La figure 4 est une coupe suivant le ligne IV-IV de la figure I.
La figure 5 est une vue de face de la partie basse du compteur, le cadran indicateur étant enlevé pour permet-
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tre de voir le mécanisme servo-compteur. dl)., i .uk.e, 6 r,vt un,v 6a,'t'o'M. (Ae.CL<M- .d. 'fUoh''' La figure 'ï=$- 9- 10- représentent quatre positions successives de l'organe distributeur, montrant les positions succesives de cet organes, pendant le fontionnement.
La figute II-12- 13- 14 représentent quatre positions succesives des organes de serve cempteur moteur, permettant de suivre le fontionnement de celui-ci.
]Les figures 15-16- et 17 représentent trois modes de réalisation différentes, des chambres de compression.
Les figures 18- représente une variante d'éxécution du l'organe de distribution.
La figure 19 représente une variante d'exécution du dispositif de commande de la soupape d'amenée du liquide par l'arbre du servo- compteur.
En se reportant, aux figures I et 2 , on voit que le compteur se compose essentiellement de deux jaugeurs d'égale capacité I et 2 réunis à lapartie basse! par la tuyauterie horizontale 3 dans laquelle se meut un piston- tiroir 4; muni de part et d'autre de ,la cloison verticale 5, située en son milieu , des lumières 6 et 7, qui viennent , suivant les positions qu'occupe le piston-tiroir en coïncidence ou non avec les chambres circulaires 8 , 9,10 régnant autour des @
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parois du cylindre 3.
Les deux chambres circulaires 8 et 9 communiquent avec une chambre d'ammenée du liquide .11 dans laquelle le liquide est amené par une tuyauterie 12 provenant d'une pompe d'ali- mentation quelconque.
Le passage de liquide de la tuyauterie 12 a la chambre II est corroie par une soupape 13 commandée elle même direc- tement par l'arbre 14 du servo- compteur ,solidaire de l'ai-
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guillè'-1ndi ca trice i5t
La chambre circulaire centrale 10 aboutit au contraire à une tuyauterie 16 de décharge , dans laquelle s'écoule le liquide mesuré.
A la partie haute des deux jaugeurs 1 et 2 se trouvent deux flotteurs 17 et 12 que le liquide amène, quand il les atteint , à obtùter les deux extrémités d'une conduite 19 réu- nissant les deux jaugeurs à leur partie supérieure, cette tu- yauterie étant pouvue par ailleurs , d'une soupape de rentrée d'air 20.
Sur le coté des flotteurs 17 et 18 se trouvent deux cla chambres 21 et 22 communiquant à leur partie basse avec les jaugeurs I et 2 et à leur partie haute avec les deux chambres de compression 23 et 24 dont elles sont séparées par une pareil percée d'un trou, ce trou servant de siège à des billes 25 et 26 qui onturent à certains moments ce trou au cours du fonctionnement.
Le piston tiroir 4 commande par l'intermédiaire d'une bielle 27 et d'une manivelle 2$un arbre 29 qui traverse les parois du conduit 3 et commande lui-même un maneton 30 visible figure5 dont l'extrémité est purvue d'un ggalet qui roule sur un ressort à carnes plates 31 articulé à une extrémité 32 et reposant son extrémités inférieure , sur un appui fixe 33.
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La figure 3 indique de quelle manière la chambre IIcdmmu- nique avec la chambre ciculaire 9 dans laquelle débouchent les lumières 6 piston- tiroir.
La figure 4 montre de quelle manière la même chambre
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II communique avec la chambre ciculaire .On voit en élévation <3u cee, 00 mpe- iun, tMu)' 94 ..H)1MJW,fu. &&(' ctA/SM- la soupape 13 et le bout d'arbre 141 quand l'aiguille indicatrice 15 se trouve au 0 du cadran indicateur .
Rn se reportant à la figure 2, on remarquera qu'un trou vertical 3 met en communication le chambre 16 et le chambre II . Ce trou se trouve en coïncidence avec une gorge ménagée dans l'arbre 14 quand cet arbre se trbuve verouillé au 0 ; tenon 34 étant rentré dans son encobche.
Par contre , si l'on pousse l'arbre 14 pour ouvrir la soupape 13 et dégager le tenon 34 de son encoche la gorge de l'arbre- 14 ne se trouve plus en coi@idence avec le trou 35 et ce trou se trouve obturé par l'arbre lui-même.
En se reportant à la figure 5, on voit que l'arbre 14 est solidaire d'une roue à rochet 56 constamment rap- pelée dans le ::sens des aiguilles d'une mlontre, par un ressort de torsion 37 attaché, d'une part en un point fixe, et d'autre part à la roue à rochet.
Cette roue à rochet est commandée par un double encliquetage composé d'un cliquet 3B oscillant autour de l'axe fixe 39 appliqué contre -la roue à rochet par le ressort 40 et muni d'une vis de réglage 41 attaquant elle-meme un second cliquet composé 42 fou autour de l'axe 39, rappelé par le ressort 43 et s'appuyant par l'intermédiaire d'une seconde vis de réglage 44 sur le ressort à lames 31; sur le cliquet comosé 42 se trouve branché par une tige 45 un .compteur totali- dateur 46 d'un système quelconque .
La figure 6 montre une élévation de l'appareil avec le cadran indicateur 47, sur lequel se meut l'aiguille indi- catrice 15.
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L'appareil ainsi étlabli fonctionne de ma manière suivante*
Au début des opérations, l'aiguille 15 étant au 0, le ressort
48, visible figure 3, amène l'arbre à fond de course, vers l'avant et maintient le tenon 34 dans l'encoche correspondan- te .La soupape 13 est fermée.Le liquide sous pression, existant dans le conduit d'alimentation 12 ne peut accéder au compteur, et l'aiguille 15 est verrouillée dans les deux sens.
Supposons qu'une quantité de 20 litres soit demandée ,on commence par pusser a fond l'aiguille 15. Ce mouvement d'avan- cement obture d'abord le trou 35 ce qui supprime le commu- nication entre la chambre 16 et la chambre II, fait sortir le,, tenon 34 de l'encoche correpondante , et ouvre la soupape 13.
On fait alors tourner l'aiguille, dans le sens con- traire des aiguilles d'une montre, jusqu'au chiffre 20- on la mâche ,l'arbre 14 ne peut revenir en arriére dans le sens longitudinal, puisque le tenon34 se trouvant sur le plat l'en' empêche et le cliquet 36 encliquetant la roue à rochet 36 so- lidaire de l'arbre empêche l'aiguille de revenir au 0 sous l'effet du ressort de torsion 37.
Il est à noter que pendant ce mouvement de pointage , le cliquet composé 42 qui au repos dégage entièrement le cercle de t@te de toute la roue à rochet est immobile et ne moppose en : rien à la relation de la roue à rochet.
Dans la position indiquée sur la figure I, le liquide sous pression arrivant dans la chambre II, se rend dans les chambres circulaires 8 et 9. Dans la chambre il ne se trouve pas issue, mais dans la chambre 10, il passe à travers les lumières 6 du piston-tiroir et par l'intérieur, de ce piston - tiroir, remplit le jaugeur.
Pendant le mouvement ascensionnel du: liquide dans le jaugeur, l'air de ce jaugaur est refoulé par le conduit 19 dans le jaugeur adjacent.
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Quand le flotteur 17 se trouve atteint par le liquide, il est soulève, il obture l'échappement de l'air, le liquide con- tinue à monter, pémétre dans la chambre 22, l'air continu dans cette chambre se trouvant refoulé à travers le siège de la bil- le 26 dans la chambre de compression 24 quand le liquide atteint la bille 26 son brusque afflux provoque le soulèvement de cette bille et l'd? turation de l'orifice correspondant.
A ce moment le liquide se trouve amené dans une capa' cité close de tous cotas , il se produit une violente suppres- sion qui agi sur la paroi verticale 5 du piston,.tiroir.Le liquide se trouve alors chassé vers la droite jusqu'a ce que @ pendant son coullissement , les @@iéres 6 cessent d'être en communication avec la chambre 9 .Des maintenant tout accès du
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liquide dans la jaugeest interrompu. lits Il(manifeste que dans cette position Ilppareil se trouve coincé, mais alors si l'on se reporte aus figures 7, 8 9 ,10,ainsi qu'aux figures 11,12,13 et 14 on voit que par le jeu de biellettes 2 et 30 clavetées toutes deux sur l'arbre 29 le ressort sur la bout de la bliellette 30 a une direction qui passe tirés prés du centre de l'arbre 29.
Il faut donc un effort moteur nouveau indépendant de la pression du liquide pour provoquer la continuation de la course du piston tiroir. Cet effort est fourni par la détente l'air comprimé dans la chambre 24, cette détente de l'air comprimé dans la chambre 24, cette détente de l'air refoulant davant elle le : liquide qui remplit la chambre 22 vers les jaugeurs avec une pression égale à celle atteinte l'air en fin de compression quand la bille 26 a agi.
Le piston tiroir passe, sous l'effet de cette détente de la position qu'il occupait figure 8,aux positions
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successives indiquées, Figure 9 et 10, et se trouve enfin stabilisée dans la position de la figure 10 par le retour a sa position initiale du ressort à lame SI agissant sur les biellettes 30 et 2 % A ce moment c'est le jaugeur I qui va se trouver en communication avec la chambre d'amenée du liquide II et le liquide contenu dans le jaugeur Z s'écoule dans la tuyauterie de décharge 15.
Cet écoulement est facilité par la continuatim de la détente de l'air contenu dans la chambre de compression @4 action à laquelle s'ajoute lerefoulement dans le jaugeur 3 de l'air contenu dans le jaugeur I, cet air refoulé par le liquide qui remplit progressivement le jaugeur I à travers la conduite 19.
On voit que, quant au fonctionnement général du compt- teur proprement dit, ce fonctionnemnt se caractérise par un premier déplacement d'un organe unique, le piston tiroir sous l'influence de la pression propre du liquide, jusqu'a ceque ce piston- tiroir atteigne le point mort qui empêche toute action ultérieure de la,.pression d'alimentation , a ce moment la pression de l'air comprimé dans une chambre auxiliaire se substitue à la pression d'alimentation pour faire continuer le mouvement du piston- tiroir, ce mouvement étant complété et stabilisé à fond de course par l'action d'un ressort lames servent constamment à s@abileiser le piston tiroir à l'une ou à l'autre de ses positions extrêmes.
So on se reporte aux figures 11,13, 13 et 14 qui qui représent les positions successives de la roue à rochet du cliquet d'arrêt et du cliquet composé ,au cours du dépla- cement que l'on vient de détailler, o, voit que la première course de la biellette 30 a pour effet de baisser d'abord le cliquet composé 42 et de dégager au contraire le cliquet composé42;
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Puis, ensuite pendant la deuxième demi- course , le cliquet composé 42 dégage à son tour la roue à rochet, mais alors le cliquet 38revient en arriére en arrête la course de la roue à rochet; après une demi- dent, ce qui fait qu'au to- tal, entre les deux positions extrêmes représentées aux fi- ' gures II et 14, la roue à rochet n'a tourné que d'une dent, m sous l'influence du ressort de rappel.37;
Les deux vis de réglage montées, l'une sur le cliquets' l'autre sur le cliquet composé 42 permettant de régler les jeu: de ces deux cliquets par rapport au cercle de tête de la roue à rochet d'une part, et à la course de l'ensemble de ces deux cliquets qui sont mus par le Bessort à lames SI d'au tees part.
La roue à rochet ayant avancé d'une dent dans le sens des aiguilles d'une montre, l'aiguille indicatrice 15 qui était poinyés sur le chiffre 20 du cadran indicateur, vient se placer devant le chiffre 15.
A chaque nouvelle opération ,les phénomènes que nous venons de d'écrire se reproduiront .L'aiguille 15 revient en arriére d'une division du cadran et un volume égal ala ca- pacité d'un jaugeur se trouve débité.
Comme l'aiguille revient au zéro , le tenon de l'arbre 14 se retrouve à nouveau enprésence de l'encoche correspondante le ressort 4 cde la figure II ramène alors l'arbre vers l'avant la soupape 13, se ferme l'alimentation est coupée elle aura bien débité la qua,tité@ qui avait été précédemment indiquée sur le cadran.
D'autre part, le trou 35 se trouvant ouvert, tout le liquide contenu dans les chambres circulaires 2 et 9 et le liquide contenu dans la chambré II s'écoule par le conduit 16 jusqu'au niveau du plan horizantal, passant par l'extrémité supérieur.. du trou 35.
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L'appareil est à ce moment entièrement vide et l'égouttage qui pourrait se produire du fait que le piston tiroir a une f@i- te interne, par le jeu régnant entre lui et l'élésage/de la cham- bre horizantale 3, se trouve supprimé. Pendant l'écoulement des cinq derniers litres une rentrée d'air correspondant cinq derniers litres, diminué du volume de l'une des chambres 21 ou 28 arrive par la soupape de rentrée d'air 20.
Il est à noter:
I -,Que le vlume des chambres 21 et 22 s'ajoute au vomume des jaugeurs I et 2 quant au jaugeage, c'est-a-dire qu'a chaque déclanchement, le volumes de liquide débité est égal aux volume du jaugeur et de la chambre correspondante.
2 - Que l'on peut avantageusement remplacer les billes 25 et 26 par des petits flotteurs ayant exactement les mêmes fonctions que ces billes.
3 - Que les chambres de compression 23et 24 ort un volume calculé de manière que la pression élastique atteinte, quand le liquide agit sur les billes ou les flotteurs correspm - dants, ne soit pas suffisante pour provoquer d'elle -même le mou- vement du piston -tiroir.
Ce mouvement est amorcé par la pression même du liqui- de d'alimentation jusqu'au point mort.Ceste pression venant abons à! manquer , c'est la détente de l'air contenu dans la chambre de compression qui maintient une pression résiduelle dans le jaugeur bien qu'il n'y ait pas de communication entre ces jaugeurs et le conduit d'alimentation .C'est cette pression résiduelle qui compléte le mouvement.
4 -Que l'ir refoulé d'un jaugeur dans l'autre est égal au volume du liquide mesuré à chaque déclanchement dimi-
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nué du volume des chambres auxiliairesde mesurage SI ou bzz.
H- - 5 - Que l'aguille indicatrice doit d'abord poussée avant d'étre touchée dans le sens convenable.
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6 - que cette aiguille indicatreice ne peut dépas- ser au retour la position 0, puisqu'elle est arrêtée par une butée fixe 49 indiquée figure 6 .
70-qu'à chaque mouvement d'aller et retour du cliquet composé 42 ce cliquet agit par la tige 45 sur le compteur totalisateur 46 et fait avancer ce compteur d'une division.
8 - qu'on cours de marche il est impossible de rame- ner à l'arriére subrepticement l'aiguille uindicatrice.
9 - qu'au: moment précis ou le liquide aboutissant à un des jaugeurs( le jaugeur 2 par exemple) soulève le flotteur 17, le jaugeur adjacent doit être vide, parce que d'une part,on a refoulé vers ce jaugeur une quantité d'air égale a la contenance dujaugeur et d'autre part, la détente de l'air contenu dans la chambre de compression 23 est déjà faite.
Cependant il reste encore à débiter vers la jaugeur 2 un volu- me de liquide égal a la contenance de la chambre 22.
Ce retard été intentionnellemnt crée pour que la vidange compléte d'un jaugeur précède surement le remplissage complet du jaugeur adjacent.
10 . la détente initiale de l'air contribue à une charge violente du liquide dans la conduite de décharge, ce qui améliore le débit de l'appareil quand cette conduite de décharge, ce qui améliore le débit de l'appareil quand cette conduite de décharge présente des points bas.
II -L' appareil est muni d'un dispositif qui pré- vient l'égouttage, lent vers la tuyauterie de décharge, après i que le dernier jaugeur rempli s'est vidé.
Il est évident que les chambres de compression ci-dessus décrites peuvent être disposée de toutes autres maa niéres appropriées.Les figures 15 et 16 et 17 en repré- sentent des variantes.
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Dans la figure 15 les chambbes 21 et Z3 de la figure I sont remplacées par les chambres 50 et 51 ménagées dans une piéce mobile aui constitue, elle-meme le flotteur I de le Figure I
Le liquide arrivant dans le jaugaur I par le bas soulève l'ensemble comme un flotteur, pénétré ensuite dans la chambre 50 en compriment l'air de cette chambre dans la chambre 51.
La figure 16 est une autre variante construc- tive les chambres 21 et 23 de la figure 1 se trouvant remplacées par les chambres 52 et 53 , et la bille obturatrice par le flot teur 54.
Enfin la figure 17 est'., une variante dtéxé- cution, ayant pour but de diminuer le volume edes chambres de compression concurremnt par le liquide admis aux jaugeurs d'une part et par une pompe à air auxiliaire d'autre part.
A cet effet une pompe a air 55 est munie de deux clapets de refoulement distincts 56 et 57 desquels partent deux conduites de refoulement aboutissant respestivement aux chambres de compression 5% et 58.Le point bas de ces chambres est commandée comme précédemment par des billes et des flotteur s 60 et 61, l'espace régnant entre le siège des flotteurs 62 et63 et les billes 60 et 61 constituent les chambres auxiliaires de jaugeage ayant les mêmes fonctions que les chambres 21 et 22 de la figure I.
Pendant le fonctionnement, tant que las flotteurs 69- Et 63 ne sont pas levés, le débit de la pompe à air se, repartit également entre les deux jaugeurs, la tuyau terme comma 19 équilibrant les pressions dans les deux jaugeurs.
Dés le moment oû le liquide admis dans le jaugeur 2 par exemple , soulève le flotteur 63, cette répartition du débit devient inégale, la chambre de compression 59 reçoit
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alors d'une part , l'air contenu entre le niveau a-b et la bille 61, cett air étant refoulé par le liquide qui continue a accéder au jaugeur 2 et par l'air qui est refoulé dans cette même chambre 59 par la pompe à air.
Le refoulement de la pompe à air cesse d'ailleurs dés que la pression de cette chambre dépasse la pression maximun dépendante de l'espace mort de rappel des claquets de refoule: - ment.
Cette disposition a pour but avec un appoint d'air amené de l'extérieur de diminuer d'une part, la valeur des chambres de compression et d'autre part, pendant ].le temps, ou les flotteurd 62 et 63 ne sont pas levés d'accélérer,] la vi- dange de ces jaugeurs sous l'effet du passage d'air à travers la tuyauterie 19.
Le sustéme est d'ailleurs auto-régulateur, puisqu'au moment critique qui est celui qui précède le déclenchement, la totalité du débit.de la pompe à air est adréssée justement du cô du jaugeur qui se vide.
Enfin le piston tiroir peut- être remplacé par un volet oscillant remplissant les mêmes fonctions que celui-ci ce volet oscillant étant représenté figure 18. Sur cette fi- gure le volet oscillant 64 tourillonne autour de la tuyauterie d'amenée du liquide 65 et peut occupé deux positions symétri- ques par rapport à l'axe V V .Le départ du liquide se fait par la tuyauterie66'. l'adduction du liquide vers les deux jaugeurs 67 et6% se faisant par les lumières 69 et 70 ménagées dans le volet et les lumières 71,72 ménagées dans la tuyauterie d'amenées
On peut également à titre de variante d'exécution, supprimer dans le mécanisme du servo compteur le mouvement d'enfoncement de l'arbre pour l'ouverture du cl quet.
A cet
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effet une came 75 est caleé sur l'arbre 14 et coagit avec un cliquet 76, sur lequel bute la queue de la soupape 13 . La ca- me est profilée de manière à ouvrir la soupape pendant la ro- tation de l'axe 14 au plus égale à celle de l'aiguille de 15 pour la premiére division du cadran (6 à 5 litres) et à main- tenir la soupape ouverte jusqu'à ce que l'axe revienne à sa pos- sition initiale.
Cette came, dans l'exemple représenté, est à rayon croi- sant dans sa partie qui corespond au mouvement d'ouverture de : la soupape et à rayon constant pour lq restant de son profil de sorte qu'après l'ouverture , la soupape reste ouverte en grand queleque soit la quantité inscrite sur l'appareil.
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