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PEERFECTIONNEMENTS AUX COMPTEURS DE DEBIT.- le présent perfectionnement concerne les dispositifs et appareils électriques actionnés par pression, destinés à mesurer la valeur d'une pres- sion ou d'une différence de pressions, et spécialement applicables aux oomp- teurs de débit des fluides élastiques dans les conduites, notamment les ap- pareils et compteurs décrits dans le brevet principal.
Plue particulièrement, le perfectionnement porte sur un appareil du type envisagé, destiné spécialement à la mesure des petites pressions ou dif-
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féreucs de pressions. la description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la nature et les avantages des per- fectionnements objet de la présente addition. la Fig.1 est une vue schématique, avec parties en coupe, d'un appareil conforme à la présente addition, faisant partie d'un compteur de débit électrique. la Figure 2 est me vue analogue, relative à une variante.
Sur la base 1 est montée une boite parallélépipédique 2 limitant avec ia base 1, une chambre bien close 3. Une cloison verticale et annulaire
4 est montée sur la base 1 au voisinage de sa périphérie. Au centre de la base 1 est disposée une cuvette cylindrique 5 s'étendant depuis un niveau in- férieur à la base 1, jusqu'à un niveau voisin de la paroi supérieure de la boite 2. De cette façon, une chambre annulaire 6, qui contient un liquide de joint convenable 7, est ménagée entre ia cloison 4 et la cuvette cylindrique
5..
Dans la chambre 3. est disposée une cloche ou cuve renversée 8, pour laquelle le liquide 7 forme joint* 1 la partie centrale de la cloche 8 est relié un noyau de transformateur 9 comportant trois branches 2, b et c
Sur la branche centrale ± est monté un enroulement isolé 10 qui est noyé dans un composé isolant convenable 11 et qui constitue l'enroulement primaire d'un transformateur. Une borne de ce primaire 10 est reliée, par un fil 12 à une borne du secondaire 13 d'un autre transformateur, et l'autre borne du primai- re 10 est mise à la terre sur le noyeu du transformateur, en 14. L'autre bor- ne du secondaire 13 est mise à la terre sur l'enveloppe $2, en 15. la cuvette 6 contient un liquide 16 bon'conducteur, par exemple du mercure.
Les enroulements 10 et 13 sont ainsi reliés ensemble, les liai- sons à la terre étant complétées à travers le liquide 16. Avec le secondaire 13 est associé un primaire 17 relié, par des fils 18, à une source de courant alternatif 19 à potentiel constant. Dans le circuit primaire sont insérés des instruments de mesure convenables, par exemple un ampèremètre 20 un ampè- remètre enregistreur si, et un watthauremtre 22
Le fluide dont on veut mesurer le débit s'écoule dans un conduit 23 dans lequel est placé un dispositif 24 engendrant une différence de pres- @
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Bien, par exemple un ajutage de type connu .Le côté amont du dispositif 24 est relié, par un conduit 25, au soumet de la boite 2, et son côté aval est relié, par un conduit 26 à l'intérieur de la cloche 8,
au-dessus du niveau du liquide 7 formant joint. La c-loche 8 est ainsi soumise à la pression dif- férentielle engendrée par le dispositif 24, la pression amont étant appliquée à sa surface extérieure.
Quand aucun courant de fluide ne passe dans le conduit 23 les pressions sont égales sur les deux faces de la cloche 8, et le noyau de trans- formateur 9 se tient alors avec son extrémité inférieure immergée dans le li- quide 16, à une profondeur telle qu'une bague de mercure n'est pas formée au- tour de la branche médiane b; à ce sujet, il convient d'observer qu'un espace annulaire 27 est ménagé entre la surface extérieure du oomposé 11, et la sur- face intérieure des branches a et c. le poids et la flottabilité des organes sont tels que la cloche flotte dans cette position.
Si un courant passe alors dans le conduit 23, le dispositif 24 engendre une différence de pression qui est, bien entendu, en relation défi- nie avec la vitesse de ce courant. Cette différence de pression est appliquée à la cloche 8, la plus grande pression étant appliquée à sa surface extérieu- re. Cela fait descendre la cloche dans la chambre 6, et abaisse ainsi le noyau 9 et son enroulement.
En conséquence, une bague de liquide conducteur est formée au- tour de la branche médiane b du noyau, dont la résistance dépend de la pro- fondeur de l'immersion Cette bague de liquide constitue un enroulement se- condaire fermé pour le transformateur, et fait passer, dans le primaire 10, un courant qui est en relation définie avec la résistance de la bague de li- quide. La résistance du liquide varie avec sa profondeur, et celle-ci est elle-même fonction de l'abaissement de la cloche 8.
Il en résulte donc que l'intensité du courant passant dans le circuit du primaire 17, est en relation définie avec la différence de pres- sion créée par le dispositif 24. On peut ainsi étalonner convenablement les instruments de mesure 20 21 et 22 pour que leurs indications permettent d'apprécier la valeur du courant de fluide dans le conduit 23, lie noyau de transformateur 9 et son enroulement sont représentés de manière simplifiée, car ils ne constituent pas une particularité impor- n
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tante de la présente addition. Le dispositif représenté est analogue à un de ceux décrits dans le brevet principale
Dans l'appareil décrit ci-dessus, on voit que la différence de pression créée par le dispositif spécial, agit sur l'aire totale du sommet de la cloche 8.
Par suite, une pression relativement faible peut effectuer une immarsoin notable, dans le liquide, de la cloche, ainsi que du noyau.
Il est donc possible de mesurer, de manière précise, des différences de pres- sion de valeur relativement faible.
Dans le dispositif représenté Fige±, qui est analogue au précé- dent, les organes qui correspondent à ceux de la Fig.l, ont reçu les mêmes numéros de référence, avec adjonction de l'exposant a A la face inférieure de la cloche 8a, est fixée une enveloppe étanche 28 s'étendant dans la cu- vette 5a, et servant d'organe de déplacement pour le liquide 16a, Une pièce tabulaire 29 sert de guide pour la cloche 8a et l'enveloppe 28.
Le noyau de transformateur 9a est fixé dans une enveloppe étan- che 30 qui'est placée en ligne avec la cuvette 5,a et lui est reliée par un tube 31. L'ensemble forme ainsi un tube en U, dont les branches sont consti- tuées par la cuvette 5a et l'enveloppe 30, Celle-ci est reliée, par un tuyau
32, au conduit d'aval 26a de sorte que la pression dans l'enveloppe 30, est égale à celle régnant à l'intérieur de la cloche 8a A part cela, les dispo- sitions de l'appareil sont les mêmes que celles du précédent.
Bans l'appareil représenté Fig.2 lorsqu'il n'y a pas de cou- rant, les organes occupent les positions représentées, et le liquide 16a at- teint un niveau voisin de l'extrémité inférieure du noyau 9 . Lorsque la cloche 8a descend, par suite de la différence de pression qui lui est appli- quée, le niveau s'élevé dans la cuvette 5a. en raison du volume liquide dé- placé par l'enveloppe 28 En même temps, le niveau s'élève aussi dans l'enve- loppe 30, d'une hauteur égale;
cette élévation dépendant directement de l'im- mersion de la cloche 8a, il en résulte que le circuit indicateur fonctionne de la manière qui a été décrite en regard de la Fig.l, pour mesurer le débit du courant de fluide dans le conduit. les appareils perfectionnés, objet de l'addition, ne servent pas seulement à la assure des débits de courants de fluide, mais aussi à la mesure des pressions et des différences de pressions.
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En augmentant ou diminuant l'aire de la cloche 8 ou 8a on peut adap- ter l'appareil à diverses séries de pressions, tout en conservant le même déplacement total pour la cloche. En outre, en changeant les dimensions de l'organe qui est immergé dans le liquide, l'appareil peut être réglé pour diverses portées de pression.
Il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus, à titre d'exemple, ne sont nullement limitatives, et qu'on peut s'en écarter sans pour cela sortir du cadre du présent perfec- tionnement.
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PERFORMANCES TO FLOW METERS.- this improvement relates to pressure-actuated electrical devices and apparatus intended to measure the value of a pressure or of a pressure difference, and especially applicable to fluid flow meters elastic in pipes, in particular the devices and meters described in the main patent.
More particularly, the improvement relates to an apparatus of the type envisaged, intended especially for the measurement of small or different pressures.
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fierce pressures. the description which will follow, with reference to the appended drawing, given by way of example, will make it possible to clearly understand the nature and the advantages of the improvements which are the subject of the present addition. Fig.1 is a schematic view, with parts in section, of an apparatus according to the present addition, forming part of an electric flow meter. Figure 2 is a similar view, relating to a variant.
On the base 1 is mounted a parallelepipedic box 2 limiting with the base 1, a well closed chamber 3. A vertical and annular partition
4 is mounted on the base 1 in the vicinity of its periphery. At the center of the base 1 is arranged a cylindrical bowl 5 extending from a level lower than the base 1, to a level close to the upper wall of the box 2. In this way, an annular chamber 6, which contains a suitable sealing liquid 7, is provided between the partition 4 and the cylindrical bowl
5 ..
In the chamber 3. is arranged a bell or inverted tank 8, for which the liquid 7 forms joint * 1 the central part of the bell 8 is connected a transformer core 9 having three branches 2, b and c
On the central branch ± is mounted an insulated winding 10 which is embedded in a suitable insulating compound 11 and which constitutes the primary winding of a transformer. One terminal of this primary 10 is connected by a wire 12 to a terminal of the secondary 13 of another transformer, and the other terminal of the primary 10 is earthed on the transformer core, at 14. L The other terminal of the secondary 13 is earthed on the shell $ 2, at 15. the cuvette 6 contains a conductive liquid 16, for example mercury.
The windings 10 and 13 are thus connected together, the earth connections being completed through the liquid 16. With the secondary 13 is associated a primary 17 connected, by wires 18, to a source of alternating current 19 with potential. constant. In the primary circuit are inserted suitable measuring instruments, for example an ammeter 20 a recording ammeter si, and a watthauremeter 22
The fluid whose flow rate is to be measured flows into a conduit 23 in which is placed a device 24 generating a pressure difference.
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Well, for example a nozzle of known type. The upstream side of the device 24 is connected, by a conduit 25, to the subject of the box 2, and its downstream side is connected, by a conduit 26 inside the bell 8 ,
above the liquid level 7 forming a seal. The c-lohe 8 is thus subjected to the differential pressure generated by the device 24, the upstream pressure being applied to its outer surface.
When no current of fluid passes through conduit 23 the pressures are equal on both sides of bell 8, and transformer core 9 then stands with its lower end submerged in liquid 16, at a depth such that a ring of mercury is not formed around the middle branch b; in this regard, it should be observed that an annular space 27 is provided between the outer surface of the compound 11, and the inner surface of the branches a and c. the weight and buoyancy of the organs are such that the bell floats in this position.
If a current then passes through conduit 23, device 24 generates a pressure difference which is, of course, in a definite relationship with the speed of this current. This pressure difference is applied to the bell 8, the greatest pressure being applied to its outer surface. This lowers the bell in the chamber 6, and thus lowers the core 9 and its winding.
Consequently, a ring of conductive liquid is formed around the middle branch b of the core, the resistance of which depends on the depth of the immersion. This ring of liquid constitutes a closed secondary winding for the transformer, and causes a current to pass through primary 10 which is in definite relation to the resistance of the liquid ring. The resistance of the liquid varies with its depth, and this is itself a function of the lowering of the bell 8.
It therefore follows that the intensity of the current flowing in the circuit of the primary 17 has a defined relation to the pressure difference created by the device 24. It is thus possible to properly calibrate the measuring instruments 20 21 and 22 so that their indications make it possible to appreciate the value of the fluid current in the conduit 23, the transformer core 9 and its winding are represented in a simplified manner, since they do not constitute an important particularity.
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aunt of this addition. The device shown is analogous to one of those described in the main patent
In the apparatus described above, it can be seen that the pressure difference created by the special device acts on the total area of the top of the bell 8.
As a result, relatively low pressure can effect significant immersion in the liquid of the bell as well as the core.
It is therefore possible to accurately measure pressure differences of relatively small value.
In the device shown Fige ±, which is analogous to the previous one, the members which correspond to those of Fig.l, have been given the same reference numbers, with the addition of the exponent a A on the underside of the bell 8a , is fixed a sealed envelope 28 extending in the bowl 5a, and serving as a displacement member for the liquid 16a, a tubular part 29 serves as a guide for the bell 8a and the envelope 28.
The transformer core 9a is fixed in a sealed casing 30 which is placed in line with the bowl 5, a and is connected to it by a tube 31. The assembly thus forms a U-tube, the branches of which are formed. - killed by the bowl 5a and the casing 30, This is connected by a pipe
32, to the downstream duct 26a so that the pressure in the casing 30 is equal to that prevailing inside the bell 8a. Apart from that, the arrangements of the apparatus are the same as those of the previous.
In the apparatus shown in Fig. 2 when there is no current, the members occupy the positions shown, and the liquid 16a reaches a level close to the lower end of the core 9. When the bell 8a descends, as a result of the pressure difference applied to it, the level rises in the bowl 5a. due to the liquid volume displaced by the casing 28 At the same time, the level also rises in the casing 30, by an equal height;
since this rise depends directly on the immersion of the bell 8a, it follows that the indicator circuit operates in the manner which has been described with reference to Fig. 1, to measure the flow rate of the fluid stream in the conduit. the improved devices, object of the addition, are not only used to ensure the flow rates of fluid streams, but also to measure pressures and pressure differences.
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By increasing or decreasing the area of the bell 8 or 8a, the apparatus can be adapted to various series of pressures, while maintaining the same total displacement for the bell. Further, by changing the dimensions of the organ which is submerged in the liquid, the apparatus can be adjusted for various pressure ranges.
It is understood that the arrangements and applications which have been indicated above, by way of example, are in no way limiting, and that one can depart from them without thereby departing from the scope of the present improvement.