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Compteur écoulement, à plusieurs pistons.
L'objet de la présente invention est un camp volumétrique d'écoulement, à quatre pistons, approprié mesure exacte de liquides présentant une faible visoosi
Le but de l'invention est l'obtention de la grande exactitude de mesure aux diverses vitesses de pa ge et le maintien permanent de cette exactitude.
L'inexactitude de la mesure, provoquée par 1 variations de vitesse de l'écoulement du liquide, a sa principale dans le défaut d'étanchéïté des organes de d tribution et de mesure. Les fuites de liquide, dues à c défaut d'étanchéïté, dépendent, toutes les conditions r tant égales, d'une part de la perte de pression dans le compteur, perte qui augmente à mesure qu'augmentent les sistanoes passives, d'autre part de la dimension des au de contact de l'organe de distribution. De plus, l'exao
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de la mesure dépend du fonctionnement,absolument exempt de chocs, de tous les organes, c'est-à-dire de l'absence de coups mécaniques et hydrauliques dans l'appareil de mesure.
L'inexactitude de la mesure, qui se fait sentir après une longue durée d'utilisation, a sa cause dans l'usure des éléments de mesure, ou dans une usure telle des organes de distribution qu'elle vient augmenter le défaut d'étanchéité: dans ces organes. En ce qui concerne l'usure, on s'efforce de donner aux éléments de mesure des dimensions telles qu'ils ne soient pratiquement sujets à aucune usure, et d'établir des organes de distributions tels que leur résistance de frot- tement et leur vitesse de déplacement soient aussi faibles que possible, ce qui constitue en même temps une condition favorable à la réduction de l'usure.
Suivant la nouvelle invention, le but mentionné ci-dessus est atteint grâce à une disposition particulière de quelques pièces du compteur, dont les gelions sont com- binées par une interdépendance multiple. L'ensemble du comp- teur d'écoulement se trouve ainsi considérablement perfee- tionné.
C'est avant tout le tiroir de distribution qui doit présenter un petit diamètre et être déchargé le plus possible, pour arriver à une faible résistance. Cela entrai- ne des bords de fermeture peu étendus, une faible pression spécifique, une petite vitesse pérphérique et une usure faible et régulière.
Le tiroir offre en outre l'avantage de permettre de séparer complètement du flux liquide la chambre de la manivelle, et de ménager, pour l'entrée at la sortie du liquide, des canaux très courts et presque rectilignes.
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'uette disposition est également avantageuse pour l'éva tion, hors de la chambre de mesure, de l'air qui aurai y pénétrer accidentellement.
Comme il a été dit ci-dessus, les pièces de nées à la mesure ne doivent non plus être sujettes à a usure, ce qui entraînerait tout particulièrement une m cation de la oourse des pistons. Dans les cas où la co@ est directement limitée par le mécanisme à manivelle,e condition ne se trouve pas remplie, car les pièces du canisme à manivelle sont toujours sujettes à une usure même dans des systèmes où la course du piston est limi par des butées fixes, il se produit, surtout dans les pareils de grande dimension, une certaine usure, beauc plus faible toutefois que dans le cas précédent, provo par les chocs sur les faces de contact.
L'amortissemen des mouvements du piston, qui a déjà lieu dans les pos extrêmes par le tiroir de distribution, n'est pas suff et le but de la présente invention est d'amortir le pl possible les chocs d'origine mécanique et hydraulique. mécanisme à manivelle du compteur, avec limitation de course des pistons au moyen de butées, ne sert à la vé qu'à la commande du distributeur et du mécanisme oompt proprement dit, et à la combinaison des mouvements res tifs des deux groupes de pistons dans le type de compt à quatre pistons, qui est (Le beaucoup le plus employé; faut cependant pouvoir modifier la course du piston pc arriver à la mesure exacte. Pour cette raison, on lais un certain faible jeu entre la manivelle et les éviden correspondants dans les crosses de pistons.
Mais ce je 'duit lui-même des chocs secondaires qui peuvent, dans
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mesure plus réduite; influer sur l'exactitude et sur la durée de l'exactitude. La conformation de la manivelle du compteur, qui évite ces chocs, fait donc partie de l'objet de l'invention.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une for- me de réalisation de l'invention. La fig, 1 est une coupe verticale pratiquée dans l'ensemble d'un compteur à quatre pistons et passant par l'axe de deux cylindres. Les fige.
2 et 3 sont respectivement des vues du siège du tiroir et du tiroir plat. Les fige. 4 et 5 montrent d'autres types de tiroirs de distribution. La fig. 6 représente le dispo- sitif d'amortissement dans le couvercle du cylindre. La fig. 7 fait comprendre le mode d'utilisation de la butée d'amortissement, pour le prélèvement d'échantillons d'un liquide mesuré. Les figs. 8 et 9 représentent la disposi- tion de l'arbre à manivelle.
Le corps du compteur d'écoulement, suivant la fig.l, contient quatre cylindres de travail 1, réunis deux par deux par une tige commune, les deux tiges des deux groupes de pistons se trouvant à angle droit l'une par rap- port à l'autre et se coupant sur l'axe vertical principal du compteur. Dans chaque cylindre se meut un piston 2, les deux pistons montés sur un même axe sont réunis par une crasse 3 ou à glissières transversales. Dans ces glissiè- res des crosses 3, 3' (fig. 9) se meuvent des galets 4, 4' montés sur un pivot 5; ce pivot est monté sur une double manivelle 8 qui tourne d'une pièce sur le pivot 6 logé dans le couvercle inférieur 7. Le pivot 5, par son mouvement, entraîne l'arbre manivelle 9.
.au-dessus de chaque cylindre est disposé un canal
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16 par lequel le liquide entre dans le cylindre de mes et en sort, et les extrémités des cylindres sont fermé par des couvercles 17 dans lesquels sont vissées des de butée ajustables 18. Les quatre canaux 16 débouchai: tous dans le siège plat 12 par quatre ouvertures 15 (1 1 et 2) concentriquement par rapport à l'arbre 4 mai@ 9 et aussi près que possible dudit arbre, pour que le mètre du siège 12 du tiroir se trouve réduit au minimi Sur le siège 12 tourne le tiroir de distribution 10, sur l'arbre 9 déjà mentionné.
Le tiroir affecte, d'une nière générale, la forme d'un tronc de cane et sa face rieure d'appui 11 (fig.3) présente deux ouvertures 13 L'ouverture 13 sert à l'entrée du liquide, et l'ouveri 14 à. sa sortie des cylindres de mesure. L'ouverture d 13 est reliée à l'ouverture de l'enveloppe tronconique tiroir par le canal 13 qui est absolument séparé du re de la chambre du distributeur. L'ouverture de sortie est directement reliée à l'extrémité supérieure du ti: 10, par l'ouverture circulaire concentrique.
L'espace tour du tiroir est fermé par le couvercle 20 qui est i de la tubulure d'entrée 21 et de la tubulure de sorti' Pour assurer l'étanchéité lorsque le liquide mesuré pa, tiroir rotatif 10 dans la tubulure fixe de sortie 22, trémité supérieure du tiroir est munie d'une bague 23 par une douille élastique et étanche 24, est maintenu une position la formant à bien porter; les deux pièce 23 sont reliées l'une à l'autre par quelques goupille qui permettent un déplacement axial. La bague 35 se m une face annulaire 26 du couvercle 20 et peut encore appuyée sur cette face par un ressort non-représenté
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dessin. Le mouvement du compteur est transmis, par l'en- traîneur 27 et l'arbre 28, au mécanisme compteur proprement dit qui n'est que partiellement représenté.
Le dispositif décrit fonctionne comme suit:
Le liquide entre par la tubulure dans le canal du tiroir 19 et de là, par l'ouverture 13 que le tiroir pré- sente dans un plan horizontal sur sa face d'appui, dans l'ou- verture 15 du siège du tiroir, puis, par le canal 16 cor- respondant dans le cylindre de travail 1 correspondant. La sortie simultanée du liquide du cylindre de travail opposé a lieu par le canal correspondant 16 et l'ouverture 15 du siège 10, le piston se mouvant en sens inverse dans ce der- nier cylindre 1, puis par l'ouverture 14 dans la chambre 89 du tiroir 10, où le liquide arrive par le milieu du tiroir, et par la bague 23 dans la partie supérieure 20 du couver- cle, enfin par la tubulurè de sortie 22.
Dans le changement de sens de la course des pistons de ces deux cylindres, le tiroir tourne de 90 pour relier la deuxième paire de cy- lindres, puis de nouveau de 90 , le fonctionnement qui vient d'être décrit recommençant alors en sens inverse.
Bien que ce qu'il y a d'essentiel dans l'inven- tion ait été décrit pour un compteur à quatre pistons et à cylindres horizontaux, il est possible d'appliquer l'inven- tion à des compteurs avec tout autre nombre de pistons et toute autre disposition de cylindres, sans rien changer au caractère essentiel de l'invention.
La fig.4 représente une modification du tiroir de distribution, dans laquelle la bague 23' est reliée au tiroir 10 au moyen d'un tube ondulé à paroi mince et soudé 'aux deux extrémités. Le tiroir constitue alors un tout
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métallique d'une seule pièce, conservant la liaison é1 tique entre ses faces de contact. Le ressort plat 31 a re le bon appui des deux faces du tiroir sur leurs siè
La fig.5 montre une autre forme de réalisati du tiroir, ce dernier étant établi d'une seule pièce e extrémité supérieure 10' présentant une forme tubulair et passant par le presse-étoupe qui assure l'étanchéït sur la face du cylindre.
Dans ladite fig. 5, on voit un exemple de presse-étoupe de ce genre, qui ne présente faible résistance au mouvement de rotation. L'étanché@ est obtenue par .un mince cuir embouti 32. tenu par une bague 33, et par un ressort hélicoïdal 34, logé dans 1 videment 35 du couvercle 20, ce ressort pressant le et embouti e.ontre la paroi du tiroir 10, 10'.
Pour que le tiroir réponde de la manière la plus parfaite possible aux conditions mentionnées plue haut, c'est-à-dire pour qu'il offre une résistance mi@ il faut que le tiroir présente un très petit diamètre soit le plus déchargé possible. Mais lorsqu'on déchar tiroir, il faut cependant tenir compte de l'influence cée de bas en haut par la surface de l'ouvature d' ent: 13 (fig.l). Pour que, sous l'effet de l'ouverture 13, tiroir ne se soulève pas au-dessus de son siège lorsq@ chambre du tiroir est sous pression (par suite de la :
de pression nécessaire pour le fonctionnement du comp il faut que le moment de la surface annulaire d'un di d ou D au bras r (fig.3) soit plus grand que le momen la surface de l'ouverture 13 au bras R, oe qui est le lorsque le siège supérieur du tiroir a un plus petit tre que le siège inférieur; toutefois, comme il vient dit, on ne peut pas choisir le diamètre à volonté. Ce inégalité de diamètres entratne aussi la forme coniqu le tiroir.
La différence entre le grand diamètre infé
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D du tiroir 10 et son petit diamètre supérieur d doit être au moins assez grande pour que le produit de la surface de l'ouverture 13 par la distance entre le centre R de cette surface et le bord du siège 17 soit égal ou inférieur au produit de la surface annulaire D - d par le rayon r de la surface inférieure.
Le tiroir 10 suivant la présente invention permet encore que la sortie du liquide ait lieu vers le haut par sa surface supérieure, et non pas vers le bas, par la cham- bre de la manivelle, comme on l'a généralement fait jusqu'i- ci. Par la séparation de la chambre de la manivelle d'avec le liquide qui s'écoule, on obtient d'autres avantages, Dans le mécanisme à manivelle ainsi enfermé, il ne peut pas pénétrer d'impuretés entraînées par le liquide mesuré.
De même, il ne peut y avoir aucune sortie de liquide par suite de défaut d'étanchéité du piston, entre la chambre de mesure, du cylindre et le liquide déjà. mesuré qui s'écou- le par la chambre de la manivelle, comme il arrive avec les compteurs dont le liquide s'écoule à travers la chambre de la manivelle. La chambre de la manivelle, étant fermée, peut, en outre, être remplie avec un liquide qui graisse le mécanisme à manivelle et conserve le cuir embouti des pistons. la fig. 6 représente à plus grande échelle l'a- mortisseur de la fig.1, pour amortir le mouvement du pis- ton avant son point mort extérieur. L'armortissement est ici double, à ressort et hydraulique.
La butée 18 a, dans ce cas, la forme d'un boulon dont l'extrémité est munie d'un tube 38 qui lui est reliée par des nervures ou ai- lettes, Le tube passe à frottement par une plaque 37 qui sépare entièrement la chambre du cylindre du canal d'entrée
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'et de sortie.
Le boulon 18 est monté dans une vis creu 38 qui s'appuie sur un fort ressort 39 et est muni, à de ses extrémités, d'un écrou 40, dont le serrage prov la tension du ressort 39. La face du piston 3 présente évidement 62 peu profond en forme de disque, dans lequ pénètre l'extrémité intérieure libre du tube 36, de te aorte que, lorsque le piston arrive à fond de course, liquide refoulé par le piston coule dans le sens de la che; la paroi annulaire limitant cet évidement 62 enfe plus ou moins l'extrémité intérieure du tube dans la p tion décrite, et la distance entre le piston 2 et le bord de la partie tubulaire 36 diminue graduellement, qui provoque un amortissement de la vitesse du piston son point mort extérieur.
Lorsque la partie médiane 41 porte sur le boulon 18, il ne reste plus qu'un faible entre les pièces 2 et 36. Pour faciliter le mouvement piston en arrière, la plaque 37 porte une soupape 42 s'ouvre dans l'intérieur du cylindre. La déformation ressort 39 est insignifiante et cesse immédiatement. disposition du ressort entraîne toutefois une diminutj de l'audibilité du choc sur la butée, ,
La disposition suivant la fig.6 peut encore modifiée suivant la fig.7 en vue d'un but déterminé, @ sens qu'on combine à l'amortisseur hydraulique une pel pompe à piston, ou qu'on remplace ledit amortisseur @ cette pompe.
Le dispositif prévu à cet effet contient petite pompe à piston dont le piston 18' correspond ai boulon de butée 18 des figs. 1 et 6, ou est combiné à dernier, et se meut dans un guide cylindrique 43. Le ton 18' est poussé par un ressort 14 jusqu'à son poin mort extérieur, sa course dans ce sens étant limitée
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l'écrou 45. Le liquide pénètre dans le cylindre de cette pompe par les lumières 46 que le piston 18' découvre à certains intervalles. Le liquide aspiré est refoulé à tra- vers un clapet de retenue 47, soumis à Inaction d'un ressort assez puissant 48, puis coule par l'ouverture de l'écrou 49 et sort par un tuyau 51 raccordé par un écrou de raccord 50 à l'extrémité extérieure du guide cylindrique 43.
L'ouver- bure d'écoulement 61 du clapet de retenue 47 peut être de dimensions assez réduites pour que cette pompe à piston agis- se également comme amortisseur de choc, tout en refoulant une quantité de liquide prédéterminée par les dimensions du piston plongeur 18', ce liquide n'a pas été mesuré et sert d'échantillon moyen pour juger de la nature de la quantité de liquide qui passe par le compteur.
Il est évident que chaque paire de pistons de travail du compteur peut avoir une course différente si l'on règle différemment les vis. Pour obtenir un mouvement ind- pendant des deux crosses de piston 33', on donne de préféren- ce à l'organe à manivelle la disposition des figs. 8 et 9, qui complètent la fig, 1. Deux pistons 2 (la fig.9 n'en re- présente qu'un) sont toujours reliées par une crosse 3 ou 3' munie de glissières transversales. Dans ces glissières se meuvent les galets 4, 4' montés avec un faible jeu sur un pivot 5 encastré dans le bras de manivelle 8 qui peut pivoter sur le goujon 52 encastré dans le deuxième bras de manivelle 8'. Ce deuxième bras de manivelle 8' peut tourner sur le tourillon 6 dont l'axe coïncide de préférence avec l'axe de tout le compteur.
Grâce à cette disposition, on obtient un rayon variable pour la circonférence décrite par l'axe des galets 4, 4'.Ce rayon varie dans l'espace de cha- que quart de tour, périodiquement. Par ce mode de construe-
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ìon, on assure dans une large mesure l'indépendance du mouvement d'une des crosses par rapport à l'autre- ce système évite en outre les chocs qui se produisaien dans les systèmes connus jusqu'ici, dans lesquels les galets sont montés sur un bras de rayon invariable, aN un jeu considérable entre les galets et les crosses,
Tous les dispositifs décrits et leurs élément constituent ensemble un tout et poursuivent le même bu@ à savoir d'obtenir une exactitude permanente des mes@ et une élimination des chocs mécaniques et hydraulique dans les compteurs à plusieurs pistons.
EMI11.1
REVENDICATIONS -"
1, Compteur d'écoulement à plusieurs pistons avec tiroir de distribution rotatif, commandé par un @ nisme à manivelle, et avec amortissement des chocs;
ca@ térisé par le fait que le tiroir de distribution a la me d'un tronc de cône creux, dans la plus grande surf) duquel, qui se déplace sur le siège correspondant, so@
EMI11.2
disposées l'ouv±Lture akatrde et l'ouverture de sortie l'ouverture d'entrée étant reliée par un canal séparé l'ouverture dans l'enveloppe conique du tiroir;
par c tre, l'ouverture de sortie correspond directement à 1 verture centrale de l'extrémité supérieure du distrib où ce dernier est muni d'une pièce de raccordement cy que élastique, la différence entre le grand diamètre i rieur du tiroir et son petit diamètre supérieur est a assez grande pour que le produit de la surface de l'@ ture d'entrée par la distance du centre entre cette @ et le bord du siège soit égal ou inférieur au produit la surface annulaire par le rayon de la surface infé@
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