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PERFECTIONNEMENT AUX COMPTEURS DE LIQUIDES.
Les compteurs volumétriques destinés à donner le débit en volume d'un fluide, par exemple d'un liquide, au fur et à mesure du remplissage ou du vidage d'un réservoir sont généralement constitués par une capacité qui admet le liquide, se remplit, qui évacue le liquide, le fonctionnement des organes mobiles de la capacité (par exemple une pompe) est employé pour faire fonctionner un totalisateur (gradué en volume) qui indique combien de fois la capacité de comptage a été remplie et vidée. les résultats ainsi obtenus ne seraient précis que si le liquide avait toujours la même densité. Or, il n'en est pas ainsi à cause des variations de température.
Cet inconvénient est particulièrement grave pour les liquides très dilatables et à coefficients de dilatation
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irréguliers tels que pétroles, essences, mazouts, alcools.
De plus, lorsqu'on charge un bateau-citerne de pétrel dans un port et qu'on le décharge dans un autre port ayant une latitude très différente, la densité du li.. quide se trouve avoir varié avec la latitude, et si l'on veut avoir un comptage en poids exact de la marchandise transportée, il faut éliminer cette erreur,
L'invention décrite ci-dessous a pour objet un perfectionnement aux compteurs, qui supprime les inconvénients ci-dessus et qui donnent de nombreux avantages qui seront précisés plus loin.
Le nouveau compteur, utilisable pour des liquides de densités différentes, est caractérisé par le fait qu'entre la pompe et le totalisateur est intercalée une transmission à rapport de vitesses variable qui est sous la dépendance d'un organe dont la position est fonction de la densité du liquide en comptage, organe qui est établi, s'il y a lieu, de façon à ne pas être influencé par les différences de latitude.
Dans ces conditions, le totalisateur donne le poids exact du liquide qui a traversé le compteur.
La forme de',, réalisation préférée d'un tel compteur est caractérisée par le fait que l'organe dont la position dépend de la densité du liquide est un flotteur noyé, équilibré soit par un contrepoids pour éliminer l'influence de la latitude, soit autrement, et agissant, pour le réglage de la transmission à rapport de vitesses variable, par l'intermédiaire d'un servomoteur dont ltorgane de puissance asservi est un piston actionné par la différence des pressions du liquide en amont et en aval du compteur, différence :représentant la perte de charge occasionnée par le passage du liquide à travers le compteur.
L'utilisation de cette différence de pression dispense d'avoir recours à une puissance auxiliaire,
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Les autres détails de l'invention et ses avantages seront expliqués wi-dessous à l'occasion de la forme de réalisation donnée à titre d'exemple au dessin.
La fig. 1 est une vue schématique de l'ensemble du compteur et de tous ses dispositifs accessoires.
La fig. 2 représente un détail du servo-moteur avec son organe dans une position autre que celle de la fig. 1.
La figure 3 représente un détail de la transmission de mouvement entre la pompe et les totalisateurs, avec un de ses organes, dans une position autre que celle de la figure 1.
La capacité de comptage, constituée par une pompe 1, est disposée sur une canalisation 2-3. L'arbre 4 de la pompe transmet son mouvement à un totalisateur en poids 5 (voir à droite, en haut), par l'intermédiaire d'un arbre de renvoi 6, d'un arbre à vis sans fin 7 et d'une transmission à rapport de vitesses variable$, dont l'organi- sation sera indiquée plus loin. Sur la canalisation 2-3 de la pompe, est disposé un réservoir 8 (pouvant être constitué par la canalisation 2-3 elle-même) entièrement rempli de liquide, à l'intérieur duquel peut se déplacer un flotteur 9. Ce flotteur est suspendu en 10 à une extrémité d'un levier coudé à angle droit 11-12, pivoté en 13 sur un roulement à billes. La seconde branche 12 de ce levier coudé porte un contrepoids 14.
C'est ce flotteur 9 qui commande le réglage de la trahsmission à rapport de Vitesses variable disposée, comme il a été indiqué, entre la pompe 1 et le totalisateur en poids 5. Cette commande s'effectue par l'intermédiaire d'un servo-moteur unique car, pour conserver toute la sensibilité, on ne doit demander au flotteur 9 qu'un travail très minime. Ce servomoteur est constitué comme suit.
Dans un cylindre 15, peut se déplacer un équipage de deux pistons 16-17, réunis par une tige 18. Pour asservir ce
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on a disposé aux deux extrémités du cylindre 15, des cana.-4 lisations les faisant communiquer avec deux dérivations 19 et 20 prises sur- la canalisation 2-3, de part et d'autre de la pompe 1. Ces deux canalisations 19,20 aboutissent à un petit cylindre 21 contenant un tiroir distributeur à deux pistons 22, 23 dont la tige 24 est articulée en 25 sur un levier 10-26 manoeuvré lui-même par le flotteur 9.
L'une des dérivations 19 aboutit en 19', 19", aux deux extrémités du cylindre 21 ,tandis que l'autre dérivation 20 aboutit en 20' au milieu de ce cylindre. Du cylindre 21, partent deux canalisations 27,28 qui aboutissent à la chambre de distribution 29 d'un tiroir inverseur à deux pistons 30,31 destiné à inverser (pour une position donnée du tiroir distributeur 22-23) les communications entre les canalisations 27-28 de départ du tiroir distributeur 21 et les deux extrémités 32,33 du cylindre de puissance 15 de façon à ce que ces fonds de cylindre reçoivent toujours de la même façon, malgré le changement de sens du courant que l'on aura pu produire dans la canalisation 2-3 de la pompe, l'un, toujours le même, la pression en amont de la pompe 1, et l'autre, toujours le même, la pression en aval de cette pompe.
La commande de ce tiroir inverseur 30-31 est schématiquement la suivante: sa tige 34 est solidaire d'une membrane élastique 35, logée dans une chambre 36. L'une des faces de la membrane, ici celle du dessus, communique avec la dérivation 19 par une canalisation 19"'. La face inférieure communique avec la dérivation 20 par une canalisas tion 20". Dans le cas de la figure, le sens de passage du liquide dans la canalisation 2-3, est supposé être celui de la flèche 37. La pression d'amont, la plus forte, se fait alors sentir par la canalisation 19 sur la face supérieure de la membrane 35, qui prend position représentée en figure 1.
La position du tiroir 30-31 permet alors la commu-
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nication de la canalisation 27 avec l'extrémité supérieure 32 du cylindre de puissance 15 et de la canalisation 28 avec l'extrémité inférieure 33, suivant les deux flèches du dessin.
Au contraire, si le sens du courant dans la canalisation 2-3 de la pompe était à l'inverse de la flèche 37, la pression d'amont se transmettrait par la dérivation 20 et se ferait sentir sur la face inférieure de la membrane 35 qui prendrait la position 35' représentée en fig. 2.
Le tiroir inverseur en position 30'-31' établit alors la communication entre la canalisation 27 et celle 33' qui aboutit à l'extrémité inférieure du piston de puissance, en même temps qu'il établit la communication entre la canalisation 28 et celle 32' qui aboutit à l'extrémité supérieure du piston de puissance, le tout suivant les deux flèches tracées au dessin (fig. 2).
Pour assurer l'asservissement du piston de puissance 16-17 au flotteur 9, ces deux organes sont reliés par un levier 38-26 pivoté en un point fixe du bâti 39 (symétrique de l'axe 25 par rapport à l'articulation 26) actionné à une extrémité 38 par le piston de puissance 16-17 et articulé à, l'autre extrémité en 26 sur le levier 10-26 qui est commandé par le flotteur 9 et qui est articulé en 25, comme il a été dit, sur la tige 24 du tiroir de distribution 22-23.
L'asservissement se trouve ainsi réalisé de la façon suivante :
Le flotteur 9 et son contrepoids d'équilibrage 14 sont organisés de façon telle que pour un liquide ayant la densité moyenne des liquides auxquels l'appareil est destiné, par exemple la densité moyenne des pétroles, mazouts, etc.. la branche 11 du flotteur soit horizontale. Dans cette position, l'autre branche 12 est verticale et le contrepoids 14 est sans action sur le flotteur. Si l'appareil est
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ensuite utilisé pour un liquide de plus grande densité, le flotteur reçoit une poussée plus forte et se déplace vers le haut, jusqu'à ce que le couple qu'il exerce sur le levier coudé 11-12 soit équilibré par celui exercé par le contrepoids 14 dévié de la verticale.
Cela correspond par exemple à la position du flotteur 9 et du contrepoids 14 représentée en trait plein. Au contraire, si le liquide en comptage est moins dense, le flotteur viendra par exemple à la position 9' et le contrepoids à la position 14', représentées en pointillé, l'équilibre s'établissant dans les mêmes conditions que ci-dessus. Donc à chaque densité correspond un état d'équilibre et une position particulière du flotteur.
Il est facile de voir que la position du piston de puissance 16-17 correspondra toujours à celle du flotteur 9. Si on suppose par exemple que, le flotteur étant à sa position inférieure 9' et par conséquent-le piston de puissance à sa position inférieure 16'-17', représentées en pointillé, la densité du liquide vienne à augmenter, le flotteur 9' sera soulevé et le levier 10'- 26' , articulé sur le point 26' , qui n'a pas encore bougé, soulèvera le tiroir distributeur 22-23. La pression d'amont se transmettra par la canalisation 19,19" -28-33' à l'extrémité inférieure 33 du cylindre de puissance 15, tandis que la pression d'aval, venant de la dérivation 20, se transmettra, par les canalisations 20'27 et 32', à l'extrémité supérieure 32 du cylindre.
La pression d'amont? étant la plus forte, le piston de puissance 16'-17' sera donc soulevé jusqu'à ce que l'abaissement de l'articulation 26' qui en résulte ramène le titoir distributeur 22-23 dans la position de fermeture.
Lorsque l'équilibre sera rétabli , le piston de puissance
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16'-17' se trouvera, grâce à la liaison 10'-26'-38', ainsi qu'au pivot 39 et au tiroir 22-23, dans la position correspondant à celle du flotteur.
On a donc bien réalisé ainsi un système d'asservissement précis entre le flotteur 9 et le piston de puissance 16-17, asservissement qui, grâce au tiroir inverseur 30-31, fonctionne de la même façon, quel que soit le sens du courant dans la canalisation 2-3 de la pompe.
La transmission à rapport de vitesses variable entre la pompe 1 et le totalisateur 5 qui est commandée par le piston de puissance 16-17, est organisée schématiquement de la façon suivante: le mouvement de l'arbre 4 de la pompe se transmet, comme il a été dit, par un arbre intermédiaire 6, à une vis sans fin 7. Avec cette vis sans fin, engrène une roue dentée 40 qui entraîne à frottement doux un levier 41 portant l'axe d'un deuxième pignon 42. A proximité du pignon 42, lequel peut venir en prise avec lui si le sens de rotation du pignon 40 indiqué par la flèche 43 est convenable, se trouve un autre pignon 44, qui est solidaire d'une manivelle 45, sur laquelle est articulée une bielle à ressort formée par une partie tubulaire 46, contenant uh ressort 47, à l'intérieur de laquelle peut glisser une tige 48 terminée par un piston 49.
Cette bielle coulissante est attelée en 50 sur un bras oscillant 51, pivoté librement en 52 sur l'arbre d'une roue à rochet 53. Ce bras oscillant 51 est muni d'un cliquet 54.
On voit que, lorsque les pignons 42 et 44 sont en prise, le système bielle-manivelle 45,46-48 provoque l'oscillation alternative du levier à cliquet 51, de sorte que celui-ci, dans sa course descendante, fait tourner la roue rochet 53 d'une quantité correspondant à l'angle dont il oscille.
La bielle 46,48 étant formée de deux parties coulissantes, il sera possible de modifier la valeur de l'angle d'oscilla-
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rotation de la roue à rochet 53 en faisant varier la longueur de la bielle coulissante 46, 48 pendant sa. montée.
Ce résultat est obtenu grâce à la. commande par le piston de puissance 16-17 du dispositif schématique suivant: sur ce piston 16-17, est articulé un levier 55-56, pivoté en un point fixe du bâti en 57. A l'extrémité 56, est attelée une bielle 58, dont l'autre extrémité s'attelle sur un petit balancier 59, pivoté librement sur l'arbre 52 de la roue à rochet 53. Le levier à cliquet 51 est muni d'un ergot 60, tandis que l'extrémité 61 du balancier 59 sert de butée supérieure à cet ergot.
Par exemple, pour la position en trait plein 16-17 du piston de puissance, on voit que la position 61 de cette butée empêche le levier à cliquet 51 de dépasser vers le haut sa position représentée en trait plein sur la figure, position qui correspond à une certaine compression du ressort 47 de la bielle coulissante 46,48, donc à un certain raccourcissement de cette bielle. Si le piston de puissance 16-17 s'abaisse, ce qui correspond au passage d'un liquide de densité moindre, la butée 61 s'abaisse également et l'amplitude vers le haut de l'oscillation du levier à cliquet 51 est diminuée, de sorte que la rotation transmise au totalisateur en poids 5 par ce rochet 53 et par le pignon intermédiaire 53' est réduite pour une même rotation de l'arbre 4 de la pompe 1, donc pour un même volume de liquide ayant traversé cette pompe.
L'appareil est en outre organisé de façon à donner immédiatement d'autres indications qui sont utiles. Par exemple, l'arbre de la vis sans fin 7 commande directement un tachymètre 62 à rotation dans les deux sens qui fournit le débit horaire instantané dans un sens d'écoulement ou dans l'autre, en faisant connaître ce sens. Sur le pignon 44 de la transmission, qui est placé avant la bielle coulissante 46-48 et qui, par conséquent, tourne à une vitesse
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a pris le mouvement par un jeu de pignons d'angle 63 et par un engrenage 64, pour le conduire, par l'arbre 65, à un totaliseur en volume 66.
Dans les réservoirs de pétroles, mazouts, etc.. il arrive fréquemment qu'à ce produit est mélangée une quantité plus ou moins importante d'eau ou de liquides légers.
L'appareil compteur est organisé de façon à signaler le passage d'un liquide de densité donnée dans la pompe 1 et à en donner le débit instantané et la totalisation en volume.
A cet effet, le jeu de pignons d'angle 63 commande également un totalisateur de volume 67 du liquide de densité envisagée, par l'intermédiaire d'un embrayage dont la partie mobile 68 est actionnée par le bras 56' du levier 5556 manoeuvré par le piston de puissance 16-17. Ainsi, cet embrayage ne vient en prise que pour une position déterminée du piston 16-17, c'est à dire le passage d'un liquide de densité déterminée, par exemple, dans le cas de la figure, pour le liquide de la densité la plus grande correspond à la position la plus élevée du piston 1617. temps
Le levier 55-56, en même/qu'il met en prise l'embrayage 68, actionne un contact électrique 69 qui fait fonctionner un avertisseur 70.
Dans la plupart des applications, il y a avantage à pouvoir compter séparément les liquides qui entrent et ceux qui sortent du réservoir auquel est appliqué le compteur.
A cet effet, tout le jeu des compteurs 5,66,67 et de leurs transmissions à rapport de vitesses réglable ou fixe qui est représenté à la partie supérieure de la fig. l, se trouve reproduit symétriquement à la partie inférieure de cette même figure en 5', 66', 67'. La commande de ces totalisateurs 5', 66', 67' est assurée par un pignon 44' placé, par rapport au pignon fixe 40, symétriquement au pignon 44. Ainsi, le pignon mobile 42, qui est porté par le levier 41, pivoté à frottement doux sur l'arbre du pignon fixe 40, vient en
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prise (fig. 3) avec le pignon 44' et actionne tout le jeu des totalisateurs inférieurs 5', 66', 6?' lorsque le sens d'écoulement dans la canalisation 2-3 est à l'inverse de la flèche 37, ce qui fait tourner le pignon 40 à l'inverse de la flèche 43.
Il va de soi que ltéquilibrage du flotteur 9, au lieu d'être réalisé par un fléau à contrepoids, pourrait l'être par tout autre système, par exemple par une came et un contrepoids. S i l'on ne veut pas corriger l'effet de la latitude, on peut faire l'équilibrage par un ressort.
De même, le servo-moteur entre le flotteur 9 et l'organe de puissance 16-17,qui a été indiqué ci-dessus comme hydraulique, pourrait être réalisé de toute autre façon, par exemple mécaniquement ou électriquement.
La commande alternative du tiroir distributeur 22- 23 peut être remplacée par une commande circulaire ou circulaire alternative.
Une aiguille, fixée sur le levier 55-56, en se déplaçant sur un cadran gradué, indique la densité du liquide en comptage.
Un appareil ainsi conçu est particulièrement adapté à tous les besoins de la pratique, puisque, comme on l'a montré, il permet:
1 / de mesurer et d'enregistrer le poids et le volume du liquide principal qui s'écoule;
2 / de déceler par un avertisseur le passage d'un autre liquide d'une densité désignée;
3 / également de mesurer et d'enregistrer séparé* ment la quantité débitée de cet autre liquide ;
4 / de faire ces mesures et enregistrements en poids et en volume dans l'un et l'acre sens de passage du liquide à travers le compteur;
5 / de connaître ce sens de passage du liquide à
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6 / de connaître, par lecture directes le débit horaire instantané;
7 / de faire (si l'équilibrage du flotteur est à contrepoids) les mesures et enregistrements en poids indépendamment de la latitude;
8 / de connaître la densité du liquide en comptage REVENDICATIONS "
1. Compteur de liquide comportant une capacité étalonnée mobile, par exemple une pompe, dont le mouvement est transmis à un totalisateur, caractérisé par le fait qu'entre la pompe et le totalisateur est intercalée une transmission à rapport de vitesses variable qui est sous la dépendance d'un organe dont la position est fonction de la densité du liquide en comptage.
2. Compteur suivant 1 caractérisé par le fait que l'organe dont la position dépend de la densité du liquide est un flotteur noyé équilibré, l'équilibrage étant réalisé par exemple par un fléau à contrepoids, notamment par un fléau coudé à angle droit dont la branche du flotteur est gorizontale dans un liquide de densité correspondant à la densité moyenne des liquides à compter, le pivot de ce fléau étant de préférence monté sur roulement à billes, ou bien l'équilibrage étant réalisé par came et contrepoids ou par un ressort.
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