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Compteur de liquide.
Cette invention a trait aux compteurs volumétriques de liquides ou fluides et plus particulièrement aux comp- teurs du type turbine. Elle a pour objet : 1) Un disposi- tif permettant de mesurer exactement la quantité de li- quide traversant le compteur et enregistrant automatique - ment le volume ; 2) Un dispositif facilement accessible pour compenser les légères variations qui se produisent dans l'enregistrement de compteurs individuels par suite de causes diverses ; ) un compteur du genre décrit dont l'organe rotatif et le mécanisme enregistreur soient suf- fisamment accessibles, démontables et remplaçables;
4) @
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un compteur de ce genre dont la construction soit compac- te, simple, économique et robuste et qui soit durable et facile à installer*
L'invention consiste dans les caractéristiques de construction, de combinaison et de disposition de pièces et éléments et sera décrite ci-après d'une façon détaillée en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
Figure 1 est une coupe verticale du compteur suivant
1-1 (figurer) en regardant de l'avant, cette figure mon- trant les positions relatives des diverses pièces.
Figure 2 en est une coupe horizontale suivant 2-2 (figure 1) et montre la position du mécanisme enregis- treur dans la chambre supérieure du compteur.
Figure 3 est une autre coupe horizontale suivant 3-3 (figure 4) montrant le conduit et la chambre d'entrée, les aubes de guidage de la turbine et une partie de la chambre et du conduit de sortie.
Figure 4 est une vue de côté partiellement coupé e suivant 4-4 (figure 3), montrant le mécanisme à engrenage que renferme la chambre supérieure, la roue de turbine et les aubes de guidage que renferme la chambre intermédiai- re et le dispositif compensateur, ces diverses pièces n'étant pas coupées dans cette figure.
Le compteur suivant l'invention comprend une enve- loppe ou corps sensiblement cylindrique 1 divisé par des cloisons internes convenables en trois chambres, sa- voir une chambre intermédiaire ou interne 2, une chambre inférieure 3 et une cnambre supérieure 4, un arbre ver- tical 5 disposé centralement et supporté par une crapau- dine 6 dans l'extrémité inférieure du corps 1, cet arbre portant une roue de turbine 7 convenablement fixée près
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de l'extrémité inférieure de l'arbre 5, des aubes de gui- dage 8 fixées de façon amovible dans une ouverture de la paroi inférieure de la chambre d'entrée 3, un bâti à engrenage 9 prenant appui dans une ouverture de l'extré- mité supérieure de la chambre 2, un engrenage 10 disposé dansla chambre supérieure 4,
un mécanisme enregistreur 11 également disposé dans la chambre 4, un dispositif compensateur 12, une garniture 13 et une plaque 14 for- mant couvercle.
Les détails de la construction sont les suivants : Le corps 1, préférablement constitué par une pièce de fonte, est divisé en trois compartiments ou chambres.
Dans la chambre 2 débouche un conduit cylindrique radial 2 terminé par un bossage 2b prévu sur la paroi externe du corps 1. Le conduit 2a est taraudé en 2c à son extré- mité externe . La cloison 2e constituant le fond de la chambre 2 présente un bossage central 2d faisant saillie vers le bas dans la chambre 3. Ce bossage est percé d'une duverture cylindrique concentrique à l'axe vertical du corps 1. La partie supérieure de l'ouverture est percée selon un diamètre un peu plus grand que la partie infé- rieure pour constituer, d'une part, une portée recevant et centrant la pièce 8 qui comporte les aubes de guidage et, d'autre part, un épaulement 2f qui supporte cette piè- ce dans sa position correcte.
L'extrémité supérieure de la chambre 2 est limitée par une cloison horizontale 4a for- mant le fond de la chambre supérieure 4. Cette cloison 4a est percée d'une ouverture cylindrique qui est concentri- que à l'axe central du corps 1 et qui communique avec la chambre 2. La partie supérieure de cette ouverture est élargie pour constituer un épaulement 4b recevant le socle
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circulaire 98. du bâti à engrenage 9 et sert aussi à cen- trer correctement ce socle par rapport aux portées de support 6 et 9c de l'arbre 5, comme le montre clairement la figure 1. La -cloison 4a présente un bossage 4c pla- cé près de la paroi latérale du corps 1 et percé d'un- trou vertical taraudé pour recevoir l'organe compensa- teur fileté 12.
Un second trou 12a est percé suivant l'axe du précédent à travers la cloison inférieure 2e et constitue un by-pass ou conduit de dérivation contour- nant l'ouverture dans laquelle la roue de turbine 8 est disposée. L'extrémité inférieure du compensateur 12 est c munie d'une partie rétrécie 12b formant un épaulement 12 .
La partie supérieure c'est-à-dire la plus large d-- compen- sateur 12 est filetée d'un bout à l'autre de sa longueur, l'extrémité supérieure présentant une fente 12d permettant l'emploi d'un tournevis pour régler la position du compen- sateur. L'extrémité rétrécie inférieure 12b est percée axialement sur une faible distance cornue on le voit en f dans la figure 4. Une entaille 12e en V pratiquée dans la partie 12b se termine au niveau de l'épaulement 12c.
L'élément cylindrique 12b s'adapte à frottement doux dans le trou 12a.Lorsque le compensateur a été vissé à fond, son épaulement 12c repose sur une surface dressée 2g en- tourant le trou 12a, ce qui obture ce trou ou by-pass, l'extrémité 12b faisant saillie à travers ce trou, Si l'on dévisse le compensateur de façon à l'élever, l'en- taille 12 offre graduellement un passage par lequel une certaine quantité de liquide peut passer en dérivation au- tour de la turbine, cette quantité dépendant de la frac- tion de l'entaille qui a été dégagée du trou 12a ainsi qu'il est facile de le comprendre.
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Da pièce à aubes de guidage 8 (figures k, 3 et 4 ) comprend un moyeu central 8a qui est percé d'un trou axial 8b à travers lequel l'arbre 5 peut passer librement et plusieurs aubes verticales 8 disposées radialement.
Ces aubes sont des plaques métalliques places et minces et sont préférablement venues de fonte avec le moyeu a. Leur périphérie externe est circulaire et l'ensemble coulisse à frottement doux dans la partie supérieure de l'ouverture du bossage 2d. Les bords supérieurs des aubes 8c affleurent sensiblement avec la surface supérieure de la cloison 23. La pièce 8 est maintenue solidement à l'aide de vis 8d comme le montre clairement la figure 4.
La roue de turbine 7 comprend un moyeu 7a et une série d'aubes 7b faisant corps avec ce moyeu. Cette roue est préférablement coulée directement en position sur l'arbre 5. Les aubes 7b reçoivent la forme d'une hélice exacte dont le pas est celui qui convient aux dimensions particulières du compteur auquel elles se rapportent.
C'est un fait bien connu de l'homme du métier que la vi- tesse du mouvement de rotation que reçoit la roue est fonction de la vitesse linéaire du courant de fluide pas- sant sur les aubes et du pas des aubes. Le constructeur est ainsi à même de choisir un pas donnant le rapport dé- siré entre la vitesse du fluide et la vitesse de la roue pour satisfaire à toute condition particulière. La roue de turbine 7 est montée sur l'arbre 5 de façon qu'il existe un léger jeu entre les bords inférieurs des aubes directrices 8cet des aubes 7b de la turbine, tandis que le diamètre externe de la roue 7 est un peu plus faible que le diamètre de l'ouverture du bossage 2d afin que la roue puisse tourner librement mais avec le minimum de jeu.
Ceci est désirable dans le but d'éviter une fuite
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appréciable de fluide autour de la roue.
La partie inférieure 5a de l'arbre 5 est conique et tourne dans une crapaudine convenable 6 placée suivant l'axe du corps 1, tandis que l'extrémité supérieure est rétrécie pour constituer un petit tourillon cylindrique
5b tournant dans une creusure ou portée de guidage 9 c d'une patte 9b solidaire du socle 9a (figure 1).A son ex- trémité supérieure, l'arbre reçoit la forme d'un pignon
5c, préférablement obtenu en taillant directement ledit arbre.
Ce pignon 5c actionne l'engrenage 10 qui comprend un arbre rotatif 15 dont l'extrémité inférieure tourillon- ne dans une crausure formant crapaudine de la plaque de base 9a, tandis que l'extrémité supérieure tourne dans une creusure prévue à l'extrémité d'une vis réglable 16, cet- te vis étant verrouillée dans la position désirée à l'ai- de dtun écrou 17. Une roue dentée 18 engrenant avec le pi- gnon 5 est fixée à l'arbre 15 à l'aide d'une goupille fendue 19 et d'une vis sans fin 15a qui est taillée direc- tement sur l'arbre 15 et qui engrène avec une roue à vis sans fin 20 montée à son tour sur l'arbre du compte-tours 11. Ce dernier est du type usuel et ne fait pas partie de l'invention.
Le compte-tours 11 est préférablement du type à plusieurs molettes (figure 2) et est monté pour tourner entre la patte susmentionnée 9 et une autre patte 9d faisant également corps avec le socle 9 a du bâti à engrenage .Dans la figure 1, on voit que ce socle est percé d'une ouverture centrale à travers laquelle passe l'arbre 5. La patte 9b recouvre cette ouverture . la façon d'une voûte comme on le voit clairement dans la figure 4.
Cette voûte assure un espace suffisant pour le pignon 5c et la roue 18 et sert en outre de logement à la portée de
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guidage 9c; on obtient ainsi un mécanisme à engrenage très compact.
La chambre inférieure présente une ouverture de sortie a qui est de préférence pratiquée directement à l'alignement de l'ouverture d'entrée 2a qui traverse le bossage 3b du corps 1. Cette ouverture est taraudée à son extrémité externe pour permettre le raccordement d'un tuyau (non représenté). Un trou d'aération 5 tra- verse la paroi externe de la chambre et est taraudé pour permettre d'y relier un tuyau d'aération, -si on le désire. Si l'on ne prévoyait pas de tuyau d'aération, ce trou serais normalement bouché.
La chambre supérieure 4 présente' une ouverture rec- tangulaire dans la partie plate 4e de la paroi exter- ne (figure 2), cette ouverture étant placée en regard des molettes 11a, 11b, etc. du compte-tours 11. Une glace 21 est encastrée et scellée dans l'ouverture pour con s- tituer une fenêtre à travers laquelle le compte-tours 11 peut être vu, et un couvercle 22, de préférence du type à fermeture automatique, pivote sur la paroi 4et re- couvre normalement la glace 21. La chambre 4 est recouver- te par la plaque 14 maintenue en position à l'aide de vis 23 et 24, une garniture 13 étant intercalée entre cette pla- que et les parois de la chambre 4 pour constituer un joint hermétique.
Le mode d'action du compteur est le suivant : On voit que le fluide pénétrant dans la chambre d'entrée 2 par le conduit 2a traversera la pièce à aubes directrices 8, puisla roue de turbine 7,pénétrera ensuite dansla cham- bre inférieure et sortira de cette chambre par le con- duit de sortie 3a. Lestourbillons ou remous se produisant
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dans le fluide au moment où il pénètre clansla chambre d'entrée seront brisés par les aubes directrices 8b qui assurent ainsi un écoulement régulier du fluide à travers la turbine, Le fluide passant sur les aubes héli- coïdales 7b de la turbine fait tourner celle-ci à une vitesse qui est sensiblement proportionnelle à la vi- tesse d'écoulement du fluide.
Ce mouvement est communiqué au mécanisme enregistreur 11 par l'entremise de l'arbre 5, du pignon 5 c et du mécanisme @ engrenage 10. En choisie- sant des rapports de transmission convenables, on peut faire en sorte que le compte-tours indique le volume de fluide ayant traversé le compteur soit en unités de vo- lume. directes, soit en multiples de telles unités. Le r6le du compensateur 12 est de permettre d'apporter fa- cilement de légers réglages au rapport entre la vites- se du fluide et la vitesse de rotation de la turoine.
Il est clair que la vitesse du fluide sera légèrement modifiée si on laisse passer par le by-pass 12a dans la chambre de sortie 3 une faible fraction du rluide péné- trant dans la chambre d'entrée 2. Cette diminution de la vitesse du fluide produira une diminution de la vi- tesse de la turbine.Il est ainsi évident que la faculté de régler la section de passage du by-pass constitue un moyen efficace qui permet de régler des compteurs indi- viduels sur un étalon donné. Les frottements différents auquels sont soumises les pièces rotatives, les dimensions et la rugosité des conduits, tous facteurs susceptibles de nuire à l'exactitude des compteurs individuels, peuvent ainsi être compensés.
Il va de soi que le compteur décrit peut être établi en toutes dimensions désirées, suivant le volume de liquide
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ou fluide qu'il s'agit de mesurer dansun tempsdonnée et quoique on ait représenté et décrit une construction, une combinaison et une disposition particulières de pièces et d'éléments, il est bien entendu que l'invention est suscep- tible de recevoir d'autres formes de réalisation et de nombreuses modifications de détail sans sortir de son ca- dre.