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COMPAGNIE CONTINENTALE POUR LA FABRICATION DES COMPTEURS
ET AUTRES APPAREILS Compteur de volume particulièrement applicable à la mesure de la consommation du carburant des moteurs explosions.
Convention Internationale de 1883 eu égard à la demande du brevet français déposée le 11 mai 1926.
La présente invention a peur but essentiel la mesure volumétrique de la consommation des moteurs
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explosions à l'aide d'un appareil intercale dans la con- duite d'alimentation.
Il existe différents systèmes per- mettant cette masure,:nais ils présentent dos inoonvé- nients qui empêchent leur emploi de se généraliser, no- tamment sur les véhicules automobiles.Certains néoessi- tent une perte de charge trop grande; d'autres sont avant tout des élévateurs et peuvent difficilement être montés sur les véhicules dont le réservoir est en charge; d'au- tres encore enregistrent l'écoulement par bonds impor- tants, ce qui introduit, pour des faibles volumes con- sommés, une erreur relative élevée; enfin aucun n'est suffisamment précis.
L'invention , objet du présent bre- vet, remédie à ces inconvénients.
1 - parce qu'elle réalise un ap- pareil qui admet un réservoir d'alimentation avec ou sans prêtai on:
2 - parce qu'elle permet une mesure rigoureusement exacte du carburant consommé.
3 - parce que les volumes sont me- surés par tranches réduites: 2 ou 3 décilitres au maximum.
Ces résultats sont obtenus grâce aux dispositions essentielles suivantes :
Le carburant est admis dans un oompart timent supérieur constamment isolé de l'extérieur; il est distribué par un compartiment inférieur en oommunioa- tion oonstante avec l'extérieur. Le carburant descend du compartiment d'admission vers le compartiment de dis- tribution sous l'effet de la pesanteur ; volume égal d'air circule en sens inverse par la m'ouïe voie.
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Le carburant passe du premier compartiment dans le dernier, comme il vient d'être dit, en emprun- tant un compartiment intermédiaire dont le rôle est double.D'abord oe oompartiment sert à éoluser le liquide et l'air de. manière que l'étanchéité entre le côté ad- mission et le côté distribution soit toujours complète.
Ensuite il sert à jauger le liquide. Il communique avec les compartiments voisins au moyen d'orifices munis de soupapes.
L'admission du carburant dans le comparti- ment supérieur se fait naturellement si le réservoir d'alimentation est plus haut que le oompteur.Dans le cas contraire cette admission a lieu par aspiration. Pour cela le compartiment supérieur est relié à. la tubulure d'aspiration du moteur par un petit tuyau. Pour que ce compartiment reste étanche en dehors des périodes d'as- piration et pour que celles-ci se produisent en temps opportun, un flotteur et un pointeau réalisent un dispo- sitif à niveau constant. L'aspiration du moteur joue un autre rôle qui apparaît même lorsque le réservoir d'ali- mentation est en charge ; elle absorbe l'air qui provient du compartiment de distribution et qui s'élève à mesure que le liquide descend.
La oommande des soupapes du compartiment intermédiaire peut se faire en utilisant le liquide qui vient d'être mesuré et qui tombe'dans le compartiment inférieur, en la faisant agir sur un flotteur, à oondi- tion que la tranche mesurée, c'est-à-dire le volume du compartiment intermédiaire jaugeur, ne soit pas trop faible.Dans le cas contraire on doit employer une sour- oe d'énergie extérieure qu'on peut,trouver dans l'aspi- ration ou l'échappement du moteur ou dans la batterie
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d'accumulateurs du véhicule, s'il en existe une; les dis- positifs décrits ci-dessous utilisent le liquide mesuré et un flotteur, sans que le volume du compartiment jau- geur dépasse 2 ou 3.décilitres.
Mais il convient que le jaugeage du liquide et le mouvement des soupapes aient lieu l'un après l'au- tre pour qu'on puisse obtenir un résultat constant et en- registrable. En effet, un jeu de soupapes empêchant le compartiment jaugeur de se vider entièrement en une seule fuie, s'opposerait à Coûta mesure. La condition est sa- tisfaite par l'interposition, entre le compartiment jaugeu et le compartiment distributeur, qui contient le flotteur, d'un nouveau compartiment qui se vide seulement lorsqu'il est complètement plein, c'est-à-dire lorsque le comparti- ment jaugeur, qui par construction a même volume, est complètement vide, La vidange du nouveau compartiment s'opère au moyen d'un siphon.
De la sorte le flotteur n'agit pas trop tôt,.et l'on peut enregistrer un volume de liquide bien défini et constant.
La commande des soupapes peut avoir lieu de deux façons différentes : ou bien ces soupapes sont mues lentement mais l'une après l'autre de manière à n'être jamais ouvertes en même temps ; ou bien elles sont mues ensemble mais très rapidement.
Les figs.1,2 et 3 représentent, à titre d'eagmple, trois modes de réalisation de la présente in- vention. La description qui en est donnée montre comment on peut coordonner les différentes fonctions indiquées ci-dessus. Il est clair cependant que les formes,détails
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et dimensions adoptés peuvent varier sans sortir du prin- cipe de l'invention. la figure 1 montre un appareil dans lequel les soupapes sont mues lentement l'une après l'au- tre. En réalité, ces soupapes, pour plus de simplicité, sont confondues en un robinet unique à plusieurs voies.
A est le compartiment d'admission étanche, a l'orifice d'arrivée du carburant, F le flotteur et ± le pointeau du dispositif à niveau constant; E est le compartiment jaugeur ou écluse, C le compartiment à retardement muni du siphon S; D est le compartiment dis- tributeur en communication avec l'atmosphère par le tube ± et l'orifice e , d l'orifice de départ du carburant, F' le flotteur qui commande le robinet R.
Le fonctionnement de l'appareil s'établit comme suit':
Le liquide pénètre dans A soit na- turellement, soit par aspiration suivant le niveau du réservoir d'alimentation. L'orifice a est tourné vers le haut de manière à éviter toute fuite d'air vers le réservoir, qui entraînerait l'envahissement total de A, lorsque le liquide a de la pression, c'est-à-dire la. destruction du niveau constant m n . ,
Si le flotteur F' est en haut de sa. course comme sur lu figure 1, le carburant pénètre dans E par la voie e f g et l'air fuit de E vers A par la voie i k 1 en empruntant d'abord les tubes concentriques T.
Les extrémités i et 1 des tubes T et T' s'élèvent au dessus du niveau constant-m n pour qu'ils ne soient pas des oauses de fuites. E se remplit et le liquide y at- teint le niveau m n dans le tube extérieur T. Le flotteur ]?' descend à mesure que le moteur consomme, et entraine
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le robinet R qui ferme d'abord la communication entre A et E, puis ouvre celle entre E et C. Alors le liquide descend de E vers C par la voie , et l'air fuit de C vers E en suivant d'abord le tube T". puis le chemin x k i et enfin le tube concentrique T.
Lorsque E est vide (pra- tiquement quand il ne reste plus que quelques centimètres cubes) C est plein, et le siphon S, dont le niveau supé- rieur est nettement plus bas que celui du liquide qui reste encore dans g, s'amorce nécessairement, C se vide donc dans D pendant que les quelques centimètres cubes qui restaient dans le robinet et les tubes de communica- tion achèvent de s'écouler dans C. Enfin F' remonte,ferme les orifices de vidange de E et ouvre les orifices de remplissage.Le cycle est terminé.Le volume de liquide écoul lé est rigoureusement égal à celui du compartiment E, Le flotteur, dans son mouvement entraine un organe indica- teur où s'inscrit le volume E.
Il est nécessaire que le siphon S ait un débit très grand vis à vis de celui de l'orifice d pour que la fuite, qui se produitpendant le remplissage de D reste petite, et n'empêche pas le liquide de s'éle- ver franchement au niveau assigné u v. Le débit de d doit d'autre part 'être au moine égal à la consommation maximum du moteurLe mieux est de donner au débit de d une valeur constante en faisant pénétrer l'air atmosphérique par la partie inférieure de D au moyen du tube t.
Tout se passe dans ces conditions comme si le niveau du liquide était toujours en ± ± , et l'on a en outre Davantage d'offrir au sarburateur una ahurie absolument constante.Le dcSbit de d sera aisément réalisé à l'aide d'une buse calibrée b.
Bien entendu l'espace compris entre C et E d'une part et la partie supérieure de D, d'autre part,
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qui aont en communication permanente par le tube T"',dev- ront 'être étanches, sinon le niveau 'ne serait pas cons- tant.
Le robinet R pourra comporter un boisseau conique à rattrapage de jeu avec ressort r assurant une pression douce et toujours égale.
Il est bon que le volume de liquide que peut contenir A soit au moins égal à celui de E, de ma- nière que E puisse toujours se remplir entièrement,m'orne au oas où en arrêtant le moteur, le compartiment A se désamorcerait.
Le remplissage du compteur se fera une fois pour toutes par la oheminée h que ferme le bouohon étanche 1.Le compteur étant vide, F' est au bas de sa oourse et les orifices de vidange de E sont ouverts.Le liquide pê- nètre donc douoement dans C en même temps que Pair s'éva- oue par h.Lorsque C,est plein, S s'amorce et le liquide pé- nètre dans D'Enfin F' remonte,ferme les orifices de vidan- ge de E et ouvre les orifices de remplissage.Le liquide qu'on continue à verser par h remplit E, puis A jusqu'au niveau m n.Il ne peut guère s'élever au-dessus de m n , car l'air emprisonné se comprime et arrête l'arrivée du liquide qui monte alors jusqu'à l'extrémité supérieure de ±.Le remplissage est terminé.
Le flotteur F' comme le flotteur F,peut être un simple bouchon de liège.Le siphon S peut être formé de deux tubes concentriques occupant le centre de l'appareil.Cette disposition rend l'amorçage de S indépen- dant de toute inolinaison du compteur.
La fig.2 montre un appareil dans lequel les soupapes sont mues ensemble et très rapidement pour
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éviter toutes fuites.Les parties essentielles de l'appa- reil sont désignées par les mêmes lettres que sur la fi- gure l, soit A E 0 S D F F" p.t,e, eto.. mais le ro- binet R est remplacé par les soupapes est et eu s1'.
Ces soupapes pourraient être commandées brusquement à l'aide d'un dispositif à déolio avec contre- poids ou ressort, ou d'un échappement,ou tout autre système connu, analogue à ceux employés par exemple dans les compteurs d'eau à piston ou dans certains élévateurs. La La réalisation n'offrirait aucune difficulté ni particulari- té. On indiquera une solution qui a l'avantage d'éviter tout organe mobile. Jn décrira plus loin un système à ressort.
D'abord la vidange rapide de C, au moyen d'un siphon S à grand débit, permet une brusque ascension de F', et partant un brusque mouvement des soupapes. Le même procédé permet d'obtenir une brusque descente de F'.
Pour cela, le compartiment D, à sa partie supérieure, est soindé en deux autres C' et c''. C' se vide dans C'' par une oanalisation à grosse section o, et C'' dans D, par le siphon à grand débit s' . L'arrivée de l'air dans C' grâce à laquelle la vidange de C' peut s'opérer , s'effectue uniquement par la canalisation c' dont l'extré- mité inférieure évasée plonge dans le liquide contenu dans D.Les compartiments C'' et D communiquent avec l'extérieur par le tube! et l'orifice c.
L'espace compris entre C et E d'une part, et la partie supérieure, de C', d'autre part, qui sont en communication constante par le tube T''', devront être étanches, sinon le liquide en arrivant dans C' s'écoulerait instantanément dans C'', à un moment inop- portun.
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L'appareil fonctionne de la façon suivante:
Si le flotteur F' est en haut,le carburant pénètre dans H par la soupape s, et l'air, chassé de E vers A, passe par les tubes concentriques T et la soupape s1,E se remplit et le liquide y atteint le niveau m n.
Le flotteur F' soulevé signifie que le compartiment C' est plein, C' ne peut pas se vider dans C'' en raison du manque d'air et de la disposition de la canalisation o et du siphon S', visible sur la figure, qui empêche toute entrée d'air par o. Le moteur consommant, le carburant de D s'écoule et l'extrémité inférieure de la canalisation et se découvre. Une partie du liquide contentant dans la par- tie évasée tombe dans D, et l'air pénètre dans ±' entrai- nant le liquide encore emprisonné dans q '. Alors c'' se vide rapidement et F' descend brusquement avec les sou- papes. Quand 0' est presque vide le siphon S' s'amorce et C'' se vide rapidement dans D. Le liquide qui remplit D ferme à nouveau la partie inférieure de c'.
Puis E se vide par la soupape s' en même tamps'que l'air pénètre par la soupape s'1 et C se remplit.Enfin S s'amorce dès que le liquide s'élève dans le col supérieur de C; C se vide rapidement et le liquide qui tombe dans C' soulève brusquement F' et les soupapes.Le cycle est terminé.
Pour que les soupapes portent deux à deux également sur leurs sièges, leurs tiges sont articulées aux extrémités du levier u v, sur lequel la tige du flot- teur F' s'articule elle-même en r le rapport ur est rv sensiblement égal au rapportdes sections de deux orifices voisins et s1 ou s' et s1', de manière que la résultante des forces qui agissent normalement sur les soupapes passe près de l'articulation r.
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Il est néoessaire que l'arrivée du liquide dans les compartiments C et C'' n'ait lieu que lorsque, les siphons S et S' sont désamorcés, c'est-à-dire lorque ces compartimente sont aux-mêmes entièrement Vides,sinon il n'y aurait pas dans l'écoulement l'arrêt qui provoque l'accumulation nécessaire à une chute brusque de liquide.
Cette remarque supplique aussi aux appareils représentées sur les figures 1 et 3 et décrits ci-dessus et ci-dessous, on ce qui concerne le compartiment 0 et le siphon S.
Il y a intérêt à ce que les siphons S et S' occupent le centre de l'appareil; ils pourront être cons- titués par des tubes concentriques.
Le remplissage se fera également par h.Le compteur étant vide, F' est en bas et les soupapes si et s'l sont ouvertes. Le liquide pénètre lentement dans C
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en même temps que l'air s'évacue par h; lorsque est plein / #" ela.-lorce liquide ta.ube d,-ns ait CITY 4 ïfot 4r"' s'amorce et le liquide to.nbe dans C' et t;ss remplit / le premier oar le débit de la canalisation a est plus grand que celui du siphon S. Quand C'' est plein S' senior- ce et D se remplit. La communication d'air par le conduit c' est alors coupée et le liquide qui continue à descendre dans C' le remplit,ci ne pouvant plus,faute d'air, se vider dans C''.
Puis F' s'élève en/ferment les soupapes s' s'1 et$ en ouvrant les soupapes s s1.E se remplit dono oar on con- tinue à verser du liquide par h; enfin o'est le tour de A jusqu'à ce que le niveau m n soit atteint, et le liquide monte au dernier lieu dans la cheminée h.
, Chaque groupe de soupapes ± et s1 OU!' et s'1. ferme une section totale de 1/2 centimètre carré environ,
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1/ Y kcc1 les orifioea üa i c,n b uu3u plus petits Ç))le les autroa. 9 t L'appareil peut aussi supporter, àans danger de fuites, des pressions ou dépressions atteignant 2 mètres lorsque le carburant est de l'essence ou un liquide de densité comparable).
La fig.3 montre un appareil à soupapes, comme celui de la fig.2, mais la commande s'opère par l'intermédiaire d'un dispositif à ressort à échappement brusque.Les parties essentielles sont toujours désignées par. les mêmes lettres.
Ici l'amorçage du siphon S peut avoir lieu un peu avant que le oompartiment E soit entièrement vide, et il n'est plus nécessaire que le compartiment C soit fermé à sa partie supérieure.
Le dispositif à échappement qui est indiqué à titre d'exemple est constitué par deux leviers, l'un 1 w 11, est solidaire de l'axe! et l'autre w l' peut tourner autour de w et suit les mouvements du flotteur F' sur lequel il est articulé au point 1'. En outre, un dis- positif à échappement w' pivotant en w' est articulé éga- lement sur le flotteur au point l'et comporte deux en- ooohes dans lesquelles vient s'engager l'extrémité 1 du levier 1 1 .
Un ressort R représenté sur les figs.4 à 7 relie les leviers!! 11 et w l'. L'action de oe ressort , est nulle quand les deux leviers sont dans le prolongement l'un de l'autre (fig.5 et7)tandis qu'au contraire elle est maximum dans le cas ou.l'écart angulaire des deux le- viers est maximum (fig.4 et 6.)
Le levier ]¯ 11 peut se raccourcir par .compression du petit ressort r3 prévu à son intérieur, en
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sorte que lorsqu'il est dégagé d'une des rainures de l'échappement, le ressort 3 précipite le levier 1 1 dans l'autre encoche de l'échappement.
La tige de commande des soupapes s'arti- cule en 1 à l'extremité du levier 1 w 11. Elle peut va- -1 rier de longueur par le jeu des ressorts rl r d'une quantité égale à la différence de course des pointe et r. La pression des soupapes sur leurs sièges résulte de la compression des ressorts r1 r2 sous l'effet de la variation de longueur de r 11.
Le dispositif est dans la position re- présentée sur la fig.4, lorsque P' est au bas de sa cour- se et avant l'échappement.L'échappement se produit alors et le système vient prendre la position de la fig.5 agissant sur les soupapes.Quand le flotteur est an haut de sa course, le système est venu dans la position de la fig.6.
L'échappement se produit et le système vient dans la posi- tion de la fig.7 en provoquant la commande des soupapes.
L'appareil comporte, comme celui de la fig.l, un niveau constant p q et une buse calibrée b.
Le siphon S qui peut être formé de deux tubes concentriques devra 'être placé près du centre de l'appareil.
Lefonctionnement se comprend à la simple inspection de la figure.
Le remplissage s'opère dans les mêmes conditions que celles indiquées plus haut. par ailleurs les caractéristiques sont les mêmes que celles de l'appareil de la fig.2.
Les aompteurs décrits plus haut permet- tent d'alimenter n'importe quel moteur de véhicule auto- mobile, leur débit en d pouvant atteindre cinq centimètres
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cubes par seconde, et même davantage, pour un diamètre du corps d'environ 12 centimètres et une hauteur totale d'environ 28 cm.
Pour ces mêmes dimensions l'appareil sui- vant 'fig.l mesure le liquide par tranches de 300 centi- mètres cubes environ, la flottabilité et le poids du flot- teur F' étant chacun de 150 grammes environ ; l'appareil suivant fig.2 masure le liquide par tranchas de 200 centi- mètres cubes environ, la flottabilité et le poids du flot- . leur F' étant chacun de 100 grammes environ;
L'appareil suivant la fig.3 mesure le liquide par tranches de 300 centimètres cubes, environ, la flottabilité et le poids du flotteur F' étant chacun de 80 grammes.
Un compteur établi oimme il vient d'être dit peut être utilisé sans aucune exception sut tout véhicule automobile quelles que soient la puissance du moteur et la position du réservoir d'alimentation. Il permettra de contrôler le fonctionnement régulier du mo- teur. et de se rendra compte que le carburant reçoit bien sa véritable destination. Au point de vue comptable en raison de son exactitude rigoureuse il peut rendre les plus grands services, surtout sur les véhiculas à usage commercial; camions, camionnettes, taxis, voitures de livraison, etc.. Enfin il peut trouver place sur les avions et près des moteurs fixes. son champ d'application est dono très étendu.