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Compteur à deux compartiments à joint liquide
L'invention vise à la réalisation d'un compteur à deux compartiments, à joint liquide qui puisse être très fortement surchargé même au cas où il faut procéder à des mesures de très petite amplitude, sans que la précision dans la mesure diminue et sans que la perte de pression augmente trop fortement, A cet effet, on n'a prévu qu'une cloche mesureuse susceptible d'oscillation et disposée d'un seul côté; cette cloche divise la totalité de l'es- pace du mesureur au dessus du joint liquide, en deux com- partiments mesureurs d'une manière telle que la cloche forme avec le liquide, le premier compartiment mesureur et constitue avec l'enveloppe qui l'entoure et le liquide le second compartiment mesureur.
Ltutilisation d'une seule cloche mesureuse os- cillante rend nécessaire, pour opérer le renversement de l'arrivée et du départ du gaz, l'emploi d'organes de com
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mande qui puissent se mouvoir indépendamment de la cloche mesureuse, de façon que le compteur ne reste pas inactif dans les positions de points morts. Ces organes de comman- de sont conçus sous forme de cloches disposées directe- ment dans les deux compartiments mesureurs. Les conduits d'alimentation et d'évacuation du gaz du compteur sont amenées en conséquence à travers le joint liquide sous les cloches distributrices. Ces dernières sont opportuné- ment montées sur un axe commun et accouplées ensemble de façon rigide.
Le compteur reçoit ainsi quatre cloches de distribution disposées les unes à côté des autres, et dont les intérieures ou encore les extérieures sont si- tuées avec les conduits qu'elles commandent sur la tuyau- terie d'alimentation ou la tuyauterie d'évacuation du gaz. Chaque cloche distributrice est conçue sous forme de segment ouvert d'un corps creux cylindrique, dont l'ouver- ture se trouve, dans l'une des positions, sous le niveau du liquide et dans l'autre émerge presque de moitié, de manière à réaliser de très grandes sections de passage.
On peut réunir en une seule cloche double à cloison inter- médiaire commune, deux cloches distributrices adjacentes.
Afin d'éviter les chocs lors du renversement du mouvement de la cloche mesureuse, le mouvement d'oscilla- tion de celle-ci n'est pas limité mécaniquement, mais réa- lisé, au contraire, uniquement par le renversement des voies parcourues par les gaz, sous l'action des cloches directrices. Ce 'est donc pas le coefficient de course qui est déterminant pour la mesure, mais bien l'ouvertu- re angulaire de la cloche mesureuse.
Pour pouvoir reporter de façon irréprochable cette ouverture angulaire sur le compteur, on a prévu un dispositif d'arrêt à cliquet dont les cliquets forment avec les leviers de commande de l'axer
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d'oscillation de la cloche mesureuse, à l'intervention de tiges pousseuses, un parallélogramme articulé, ouvert et croisé, les leviers de commande de l'axe d'oscillation formant ainsi un angle de 45 degrés.
Un levier de basculement qui est soulevé dans la position de basculement par la cloche mesureuse, sert à renverser la cloche distributrice. Conformément à l'in= vention, il se trouve intercalé entre la cloche mesureuse et le levier culbuteur une multiplication qui augmente au fur et à mesure que le levier de basculement approche de la position de basculement. On arrive ainsi à ce résul- tat que la vitesse de renversement des cloches distribu- trices augmente avec le nombre de courses de la cloche.
La disposition unilatérale de la cloche mesu- reuse nécessite un équilibrage de poids à l'aide d'un le- vier double. Cet équilibre est réalisé, conformément à l'invention, du fait que le pivot du levier à contrepoids se trouve entre son point de fixation à la cloche mesureu- se et iL'axe de rotation de cette dernière.
Le dessin annexé représente une forme d'exécu- tion d'un mesureur de gaz suivant l'invention exposée schématiquement, dans laquelle les cloches directrices de chaque compartiment mesureur sont réunies en une cloche double.
La fige 1 est une coupe verticale du mesureur de gaz.
La fig. 2 est une vue en plan.
La fig. 2a est une vue en plan partielle avec une position différente des cloches distributrices.
La fig. 3 est une vue en perspective d'une clo- che distributrice.
La fig. 4 montre, à échelle plus grande, le dis- positif de changement d'embrayage des cloches distributri
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ces dans la position la plus haute de la cloche mesureu- se, immédiatement avant le renversement.
La fig. 5 est une représentation correspondant à celle de la fig. 4, mais immédiatement après le renver- sement des cloches distributrices.
La fig. 6 est une vue en plan correspondant à la fig. 5.
La fig. 7 reproduit schématiquement le dispo&i- tif de commande du mécanisme compteur.
Dans l'enveloppe 1 se trouve une seule cloche mesureuse oscillante 2 qui peut tourner à l'intervention d'un arbre 3. Il se forme, de cette façon, deux comparti- ments mesureurs, dont l'un 4 est constitué par la cloche oscillante et le niveau du liquide 5 et dont l'autre, 6, est délimité par l'enveloppe elle-même et le niveau du li- quide. Il n'existe pas de cloisons séparatrices dans l'en- veloppe, au dessus de la surface du liquide. Tout l'espace intérieur de l'enveloppe constitue un compartiment mesu- reur. L'introduction du gaz dans le compartiment mesureur 4 s'opère par une conduite 13 et l'introduction dans le compartiment mesureur 6 par une conduite 13'; 1'évacuation se fait des compartiments mesureurs 4 et 6 par les conduits 14 et 14' respectivement.
Les conduits 13 et 13' sont en communication avec la chambre 15 qui se raccorde à la con- duite d'amenée de gaz 16. Les conduits 14 et 14' débouchent dans l'espace inférieur 17 de,l'enveloppe qui est raccordé au conduit d'évacuation 18 du compteur à gaz. Chaque ori- fice de conduit est réglé par une cloche distributrice 10, 11 ou 10', 11' respectivement, oscillant indépendamment de la cloche mesureuse 2 et dont l'ouverture de passage s'immerge et émerge dans le et hors du liquide obturateur de la cloche mesureuse, et ce, alternativement. Toutes
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les cloches distributrices peuvent tourner librement sur l'axe 3 de la cloche mesureuse 2 et sont accouplées rigi- dement les unes aux autres. Il va de soi que les cloches peuvent aussi être commandées par un axe de rotation sépa- ré.
Dans la forme d'exécution montrée, les cloches intérieures 10, 10' ainsi que les conduits 13, 13' qu'el- les commandent sont disposées sur la tuyauterie d'amenée de gaz 15, 16, tandis que les cloches extérieures 11, 11 avec leurs conduits 14, 14' sont branchées sur la condui- te d'évacuation de gaz 17,18. Cette disposition est par- ticulièrement opportune, car elle assure la distribution des-conduits la plus simple.
Chaque cloche distributrice est conçue sous forme de segment ouvert d'un corps creux cylindrique, dont l'ouverture dans l'une des positions de la cloche, se trouve sous le niveau du liquide 5, tandis que dans l'autre position, elle se trouve presqu'à moitié émergée, de sorte que l'on assure au passage du gaz des ouvertures de section importante.
Les cloches distributrices 10,11 qui appartien- nent au compartiment mesureur 4 et les cloches distribu- trices 101, il$ qui appartiennent au compartiment 6 sont, dans la forme d'exécution représentée, réunies en une clo- che double 7 ou 8 par une cloison intermédiaire 12 Une cloche double de l'espèce est représentée en perspective dans la fig. 3.
Les deux cloches doubles 7 et 8 des comparti- ments mesureurs 4 et 6 respectivement sont décalées l'une par rapport à l'autre de telle façon que les compartiments mesureurs 4 et 6 soient raccordés alternativement à la conduite d'amenée de gaz 16 et à celle d'évacuation de gaz 18. Dans 1& position des cloches directrices représentée.
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dans la fig 2, la clocne 10 est ouverte, la ciocne 10 fermée, la cloche 11 fermée et la cloche 11' ouverte. Il en résulte que le compartiment mesureur 4 est raccordé à la conduite d'amenée de gaz et le compartiment mesureur
6 à la conduite d'évacuation du gaz.
La cloche 2 se Boule- ve et expulse le gaz hors de l'enveloppe 1. quand les cloches distributrices sont amenées dans la position représentée à la fig 2a, la cloche 10 est coupéede l'arrivée de gaz 16 et la cloche 10' est raccordée à la conduite d'évacuation du gaz, ensuite, la cloche 11' est obturée et la cloche 11 ouverte. Le com- partiment mesureur 4 se trouve à présent en communication avec la conduite d'évacuation de gaz 18 par l'intermédiai- re du conduit 14 et de l'espace inférieur 17 tandis que le compartiment mesureur 6 est en communication avec la con- duite d'amenée de gaz 16 par l'intermédiaire de la condui- te 13' et du compartiment 15. La cloche 2 descend et re- foule le gaz qui se trouve sous elle dans la tuyauterie d'évacuation 18.
Pour renverser les cloches distributrices 7 et 8, on utilise le dispositif représenté dans les fig.
4 à 6. Sur la cloche mesureuse 2 se trouve disposé un bras 19 qui, par l'intermédiaire d'une fourche 20, vient encercler le tourillon 21 d'un levier 22. Ce levier 22 est logé, à l'intérieur de l'enveloppe 1 dans un bâti 23, directement en dessous de l'axe d'oscillation 3 sur un tourillon 24, de façon 4à pouvoir tourner ; sonamplitude d'oscillation angulaire est donc plus grande que celle du bras 19 de la cloche 2. Le levier 22 a deux bras 25 et 26. Le levier 22 possède deux bras 25 et 26 qui portent aux extrémités des rouleaux 27 et 27 Dans le plan des rouleaux se trouve disposé, de façon à pouvoir tourner librement, un levier 28 sur l'axe d'oscillation 3 qui @
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porte à son extrémité libre'un contrepoids.
Sur le levier 28 se trouve fixé un bras ,à ressort 30 dans la trajec- toire duquel viennent porter les broches de butée 31 de la cloche distributrice voisine. Les rapports sont tels que le levier à contrepoids 28 vienne porter soit sur le rouleau 27 du bras 25 ou surle rouleau 27' du bras 26 et soit soulevé par ceux-ci. Lorsque la cloche mesureuse 2 se trouve à peu près dans sa position supérieure, le le- vier à contre-poids dépasse la position verticale et cul- bute. La fig. 4 montre cette position à la montée de la cloche mesureuse. Le levier 28 heurte en tombant, avec le bras à ressort 30, la broche de butée 31 du tambour dis- tributeur et renverse celui-ci rapidement. Le choc qui se produit est amorti par le ressort 30 et l'énergie accumu- lée par le contrepoids 29 est transmise en entier aux clo- ches distributrices.
Les cloches distributrices passent de la position suivant fig. 4 à celle suivant fig. 5. Les chemins du gaz sont renversés de sorte que le comparti- ment mesureur 6 est mis en communication avec la conduite d'amenée des gaz et le compartiment mesureur 4 avec la tuyauterie d'évacuation du gaz et le mouvement de la clo- che mesureuse se renverse.
Le dispositif qui vient d'être décrit et qui est relatif à la transmission du mouvement de la cloche mesu- reuse 2 à la fourche 22 et de celle-ci au levier culbuteur 28 représente une multiplication qui devient d'autant plus grande que le levier culbuteur se rapproche davantage de la position de basculement. Immédiatement après le renver- sement, le levier culbuteur 28 notamment, ainsi que le montre clairement la fige 5 repose, dans le voisinage de son bout extérieur sur les rouleaux 27 ou 27' et est, con- séquemment, dans le mouvement de la cloche mesureuse, tout/
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d'abord soulevéelentement.
Pendant le mouvement de montée de la cloche mesureuse, les rouleaux 27 et 27' de la four- che 22 glissent sur le levier culbuteur 28 vers l'inté- rieur de sorte que la multiplication augmente et que le contrepoids est soulevé avec une vitesse croissante. Le levier culbuteur est donc de plus en plus accéléré jusqu' à ce que la position de basculement soit atteinte, de sor- te que l'énergie fournie pour le renversement n'est pas seulement déterminée par le mouvement de chute du levier, mais également par l'énergie d'accélération qui lui est imprimée. La vitesse de renversement des cloches distri- butrices est donc d'autant plus grande que le coefficient de course de la cloche est plus élevé.
Il en résulte que les ouvertures dt les fermetures sont étranglées dans une telle mesure que des à coups appréciables ne peuvent pas se produire au surplus dans l'écoulement gazeux lors du changement de course. Cet avantage est surtout important quand on utilise comme joint.liquide de la glycérine ou une autre matière visqueuse qui exerce sur les organes directeurs une très forte action paralysante. Le compteur de gaz peut donc marcher à la perfection avec un joint liquide visqueux.
Dès le début du mouvement de chute du levier 28, la cloche mesureuse 2 et les cloches distributrices se meuvent en complète indépendance réciproque. Conséquem- ment, la cloche mesureuse ne peut,pendant le déplacement des cloches distributrices, poursuivre son mouvement que jusqu'au moment où les cloches distributrices ont accom- pli le renversement de l'amenée du gaz. La course de la cloche mesureuse 2 n'a donc pas de limite déterminée.
Pour freiner le mouvement de la cloche mesureuse après le renversement des cloches distributrices et pour accélé- rer le mouvement en retour, elle est équilibrée par un le.
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vier double 32 fixe sur, l'enveloppe 1 de façon telle que dans la position extrême supérieure il y ait prédominance de la cloche, tandis que dans la position inférieure, c'est le contrepoids qui l'emporte. On arrive à ce ré- sultat en réglant la disposition du tourillon 34 situé entre l'axe d'oscillation 3 et le tourillon 35 de la clo- che mesureuse, sur lequel porte le levier à contrepoids
32.
Cette disposition présente cet autre avantage de ren- dre aussi faible que possible la charge que supporte le palier de la cloche mesureuse 2, de sorte que les résis- tances dues au frottement deviennent aussi petites que possible et que la durabilité du mesureur se trouve aug- mentée.
Le gaz est mesuré en reportant les écarts d'os- cillation de la cloche mesureuse dans les deux sens, sur un mécanisme compteur. La transmission s'effectue par l'intervention d'une roue à rochet qui est actionnée al- ternativement dans le même sens de rotation par deux cli- quets d'arrêt. Pour assurer une transmission impeccable, on commande, conformément à l'invention, chaque cliquet par un parallélogramme articulé spécial. A cet effet, deux leviers 36, 37 sont fixés sur l'axe d'oscillation 3 de la cloche mesureuse sous un angle de 45 . Ils sont ar- ticulés sur les leviers 40, 41 .par deux tiges pousseuses 38, 39; les leviers 40 et 41 peuvent tourner librement sur l'axe 42 d'une roue à rochet 43.
Le levier 36, la tige pousseuse 38 et le levier 40 forment un parallèle-' gramme articulé ouvert ; lelevier 37 ; la tige pousseuse 39 et le levier 41 constituent un parallélogramme croisé articulé. Les leviers 40, 41 portent chacun un cliquet d'arrêt 44 ou 45 qui agissent dans le même sens de rota.- tion sur la roue à rochet 43. quand les leviers 36 , 37 oscillent dans le sens des aiguilles d'une montre, le cli- quet 44 fait tourner la, roue à rochet 45 dans le même sans,/
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tandis que le cliquet 45 frotte.
Quand les leviers 36,37, se meuvent dans un sens opposé aux aiguilles d'une montre, le cliquet 45 entre en action et fait tourner la. roue à rochet également dans le sens du: mouvement des aiguilles d'une montre, tandis que le cliquet 44 frotte.
Le compteur à gaz a, par suite de la présence d'une seule cloche mesureuse, le minimum d'encombrement; par suite de la disposition des conduites d'amenée et d'évacuation de gaz avec leurs cloches directrices, di- rectement dans les compartimenta mesureurs ; le transport du gaz s'effectue avec le maximum de simplicité.
Par suite de la position unilatérale de la clo- che mesureuse, on atteint un très grand moment de course car le bras de levier et la, surface sur lesquels agit la différence de pression sont grands. La mesure du volume gazeux n'exige donc qu'un déplacement réduit de la cloche mesureuse et conséquemment aussi une faible vitesse. Et comme on sait que les résistances varient comme le carré de la vitesse, le compteur ne rencontre qu*une faible ré- sistance au mouvement de la part du liquide obturateur.
Conséquemment, les forces d'accélération et de retarde- ment sont faibles lors de la commutation des cloches me- sureuses. Les pertes de pression restent donc, même pour . des coefficients d'oscillation élevés de la cloche mesu- reuse, dans de faibles limites, de sorte que le mesureur peut être très fortement surchargé sana qu'il y ait res- triction dans la distribution de gaz ou diminution de la précision des indicationsdu compteur.
Ceci dit, je déclare considérer comme étant de mon invention et revendiquer : 1 .- Un compteur à deux compartiments, à joint liquide caractérisé en ce qu'une seule cloche mesureuse oscillante (2) disposée unilatéralement se trouve au des-,/
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sus du liquide obturateur, cloche qui subdivise l'espace entier du mesureur situé au dessus du liquide obturateur en deux compartiments mesureurs (4, 6) qui peuvent être mis alternativement en communication avec la tuyauterie d'amenée et la tuyauterie d'évacuation du gaz à l'inter- vention d'un dispositif'de renversement mobile, indépen- damment de la cloche mesureuse.
2 .- Un compteur à deux compartiments selon 1, caractérisé en ce que les tuyauteries d'amenée (13, 13) et d'évacuation (14, 14') du compteur à gaz débouchent immédiatement dans les compartiments mesureurs (4, 6) et en ce que chaque orifice de conduit est gouverné par une cloche directrice oscillant indépendamment de la cloche mesureuae (2) dont l'ouverture réservée au passage plon- ge dans le liquide obturateur et émerge de celui-ci al- ternativement.
3 .- Un compteur à deux compartiments selon 2, caractérisé en ce que les cloches distributrices des deux compartiments mesureurs se trouvent sur un axe commun et sont accouplées de façon rigide.
4 .- Un compteur à deux compartiments selon 2 et 3 caractérisé en ce que les cloches directrices in- térieures ou extérieures ainsi que les tuyauteries qu' elles gouvernent sont disposées ensemble sur la tuyaute- rie d'amenée ou la tuyauterie d'évacuation de gaz.
5 .- Un compteur à deux compartiments selon 2 à 4 caractérisé en ce que chaque cloche directrice est con- çue soue forme de segment ouvert de corps cylindrique creux.
6 - Un compteur à deux compartiments selon 5, caractérisé en ce.que les cloches directrices de chaque compartiment mesureur sont réunies par une cloison commu- @ ne en une cloche unique.
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7 .- Un compteur à deux compartiments selon 1 et 2 caractérisé en ce que le mouvement de basculement de la cloche mesureuse (2) n'est pas limité, mais est déter- mine uniquement par le renversement des voies réservées aux gaz, sous l'action des cloches distributrices.
8 .- Un mécanisme compteur pour compteurs à deux compartiments selon 7, commandé par un dispositif d'arrêt à cliquet dans un même sens de rotation, disposi- tif mû par l'axe d'oscillation de la. cloche mesureuse, caractérisé en ce que les cliquets (40, 41) forment avec ses leviers de commande (36l 37) de l'axe d'oscillation (3) de la cloche mesureuse; à l'intervention de tiges pousseuses (38,39) un parallélogramme ouvert et un paral- lélogramme croisé, les leviers de commande (56, 37) en- fermant un angle de 45 .
9 .- Un dispositif de renversement de la cloche directrice par l'action d'un levier culbuteur, qui est soulevé dans la position de basculement par la. cloche me- sureuse, caractérisé en ce que, entre la cloche mesureuse (2) et le levier (28) est intercalée une multiplication qui augmente au fur et à mesure que le levier basculant se rapproche davantage de la position de basculement.
10 .- Un' dispositif salent caractérisé en ce que le mouvement de la cloche mesureuse (2) est transmis à une fourche (22) située en dessous de l'axe de rotation (3) du levier culbuteur (28), dont les bras (25,26) re- çoivent alternativement le levier par son extrémité et glissent sur celle-ci, radialement, en avant, lors du mou- vement ascendant. il .- Un dispositif selon 9 et 10, caractérisé en ce que le levier est muni d'un bras élastique (30) qui vient porter sur des butées (31) de la cloche distribu- @ triée.
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la .- un dispositif d'équilibrage de la. cloche mesureuse supportée unilatéralement, du compteur à deux compartimenta selon 1, à l'aide d'un levier à contrepoids caractérisé en ce que le point de rotation du levier à contrepoids se trouve entre son point de fixation à la cloche mesureuse et l'axe de rotation de cette cloche.