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M A M O I R E DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET d'INVENTION "Perfectionnements aux appareils pour mesurer et indiquer la viscosité de liquides* la. présente invention est relative aux appareils pour mesurer et pour indiquer la viscosité ou la vitesse d'écoulement de liquides.
L'invention a pour objet :
1 - un appareil du genre précité à l'aide duquel la viscosité ou la fluidité du liquide peut être exactement indignée;
2 - un appareil du genre précité dans
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lequel il est possible d'éliminer les erreurs dans les lectures de la viscosité, erreurs résul- tant des variations de température des liquides;
3 - un appareil du type spécifié pouvant être utilisé pour des liquides dont la viscosité varie dans de larges limites;
4 - un appareil du genre mentionné, de construction perfectionnée, pouvant être facile- ment fabriquée et aux organes duquel on peut faci- lement avoir accès pour le réglage, 1'inspection et les réparations;
5 - de perfectionner sous d'autres rapports indiqués ci-après la construction d'appa- reils du type spécifié.
Sur le dessin annexé : ?sa fig. 1 est une vue de côté d'un dis- positif à mesurer et à indiquer la viscosité, éta- bli conformément à la présente invention;
La fig, 2 est une vue en coupe transver- sale faite suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 et montrant l'enveloppe de l'appareil;
La fig, 3 en est une coupe faite suivant la ligne 3-3 de la fig. 2;
La fig, 4 en est unevue en coupe faite suivant la ligne 4"4 de la fig, 1; Il% fig. 5 en est une vue en coupe par- tielle faite suivant la ligne 5-5 de la. fig. 3.
L'appareil objet de linvention est re- présenté sur la fig. 1 comme étant appliqué direc- tement à un conduit ou twau A dans lequel passe le liquide dont la viscosité ou la vitesse d'écou- lement doit être déterminée. Le tuyau ou conduit
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peut servir à transporter tout autre liquide utilisé dans un but quelconque.
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention,, il est prévu une seule enveloppe, telle, par exemple, qu'une pièce de fonte, qui fait partie du conduit et dans laquelle est disposé le dispositif de mesure de la viscosité. Toutefois, il est entendu qu'on ne désire pas limiter l'invention à son utilisation avec une enveloppe de ce genre, étant donné que le moyend'amenée du liquide peut évidemment être établi séparément du dispositif déterminant la viscosité',
Le bâti ou enveloppe de l'instrument, comme on l'a représenté dans le dessin, confond une partie tubulaire ou cylindrique 10 constituant un conduit et faisant partie d'une enveloppe B de l'appareil;
aux extrémités opposées de la partie tubulaire 10 peuvent être prévues des brides b destinées à coopérer avec des 'brides a fixées au tube ou conduit.a., des boulons 11 servant à relier ces collerettes, de façon que la partie tubulaire 10 de l'enveloppe constitue une partie du conduit A.
Ia, partie tubulaire ou cylindrique de l'enveloppe B présente, sur un coté, une ouverture 14 par laquelle du liquide peut être soutiré du courant de liquide passant à travers le conduit 10. Si on le désire, on peut prévoir un filtre 15 qui est traversé par le liquide passant à travers l'ouverture 14, ce filtre étant disposé dans une cavité ou ouverture plus grande 16 ménagée dans l'enveloppe et étant maintenu en position à l'aide d'un 'bouchon fileté 17. Le liquide, après avoir traversé le filtre 15,
entre dans un passage tubulaire vertical 18 présentant une ouverture graduée pour règler la
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quantité de liquide qui est soutirée de la masse de liquide passant dans la partie tubulaire 10 de l'appareil. De préférence,, ladite ouverture est formée dans un 'bouchon mesureur 19 convenablement fixé à l'enveloppe dans couverture 18, de façon à pouvoir être facilement enlevé et remplacé par un autre bouchon.
Il est entendu que l'ouverture de mesurage peut être formée dans l'enveloppe B même, mais, de préférence,: elle est formée dans un bouchon amovible, de fagon que oe bouchon puisse être remplacé par un autre dans le cas où une ouverture s'élargirait par suite de 1'*usure du métal entourant ladite ouverture.
En outre,, lorsque on emploie l'appareil pour des liquides différents,, il peut être désirable de prévoir des ouvertures de dimensions différentes ]Couverture ménagée dans le bouchon 19 déverse le liquide dans une chambre à pression constante 20 formée dans une partie de 1*enveloppe B, bien que, si on le désire, la chambre à pression constante et d'autres éléments de 1*appareil puisdent être disposés dans une autre enveloppe séparée de l'élisent tubulaire 10.
la chambre à pression constante est pourvue, à sa partie supérieure, d'un couvercle amovible 21, assujetti en position à l'aide de boulons 22, et le milieu de ce couvercle présente de préférence une ouverture taraudée 24 fermée au moyen d'un bouchon fileté 25, cette ouverture taramée pouvant être utilisée pour relier- un manomètre à l'enveloppe afin de déterminer la pression régnant à l'intérieur de la chambre 20 % en outre, des tour- nevis ou autres outils peuvent être introduits par cette ouverture dans le but indiqué ci-après
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pour qu'on puisse mesurer la viscosité du liquide dans le conduit A,
le liquide se trouvant dans la chambre à pression constante doit être maintenn à une pression aussi uniforme que possible et sensiblement inférieure à la pression du liquide dans le conduit A. Tout moyen convenable peut être prévu pour maintenir constante cette pression réduite ou différente. Bans la construction représentée, il est fait usage (1'*une soupape d'échappement ou de détente 25a qui agit en combinaison avec le 'bouchon mesure= 9 pour produire dans la chambre 80 une pression constante sensiblement inférieure à celle régnant dans le conduit 10.
Cette soupape d'échap- pestent ou de détente est disposée dans un passage ou canal 26 formé dans l'enveloppe B et s'étendant vers le bas à partir de la partie inférieure de la chambre à pression constante 20 jusqu'à une chambre ou espace 27 ouvert à l'air atmosphérique et qui, dans la construction représentée, est formé dans une partie 28, dirigée vers le bas, de l'enveloppe de l'appareil. ce prolongement 28 peut présenter une ouverture 29 grâce à laquelle la pression atmosphérique règnedans ladite chambre 27. Le prolongement 28 de l'enveloppe peut être relié, par tout raccord approprié, à un tuyau d'évacuation 30 à l'aide duquel le liquide déversé dans la chambre 27 peut 8tre conduit à un puisard ou récipient (non représenté).
Le passage de décharge 26, formé dans l'enveloppe, comporte un siège tronconique 32 pour la soupape 25 et, de préférence, ce siège présente une conicité très graduelle, de sorte qu'un mouvement important de la soupape a5 est nécessaire pour produire un changement sensible dans l'ouverture de
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cette soupape. Le siège de soupape est de préférence formé dans une partie cylindrique ou tubulaire 33 fixée dans l'enveloppe de l'appareil à l'intérieur du passage 26. La soupape; dans la construction représentée, est reliée à l'extrémité inférieure d'une tige 34 qui s'étend vers le haut, à travers le passage 86, dans la chambre à pression constante 20.
Dans les appareils à mesurer la viscosité construits Jusqu'ici, la soupape d'échappement ou de détente était élastiquement sollicitée vers sa position de fermeture au moyen d'un ressort. Toutefois, on a trouvé qu'un ressort ou organe élastique analogue seul n'assure pas une pression constante dans la cha@- bre 20, étant donné que la température du liguide dans cette dernière a un effet appréciab1e sur cette pression.
Si, par exemple,, le liquide est à une basse température, il devient, d'une manière correspondante, plus visqueux et plus lent à s'écouler, et, par conséquent, le même degré d'ouverture de la soupape 25 n'aura pas pour effet d'assurer une distribution de la même quantité de liquide que celle qui serait distribuée si le liquide était à une température plus élevée et s'écoulait plus librement et si le liquide n'est pas déchargé à la vitesse requise, il en résulte la production d'une pression plus élevée dans la chambre 20.
Ces variations de pression provoqueraient des indications inexactes de la viscosité par 1*appa- reil,
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pour ce motif, on a prévu des moyens pour compenser les différences de température du liquide dont la viscosité doit être mesurée, par exemple en réalisant une ou plusieurs sections de décharge plus grandes à l'aide de dispositifs thermostatiques. ces dispositifs thermostatiques peuvent agir indépendamment du ressort de soupape usuel ou en combinaison avec celui-ci.
Dans la construc- tion particulière représentée, le ressort et le dispositif thermostatique sont montrés comme étant combinés de façon à former un tout constituant une paire d'enroulements bi-métalliques 35, une extramité de chacun de ces enroulements étant fixée à l'enveloppe B, par exemple à l'aide d'un boulon de serrage 36.
Ces enroulements 35, qui peuvent être en forme de spirale, peuvent être constitués par un ruban plat de métaux feuilletés ayant des coefficients de dilatation différente, L;.extrémité intérieure de chaque enroulement peut être convenablement reliée à la tige de soupape 34 et les enroulements thermostatiques sont disposés de façon que, lorsque la température du liquide s'abaisse, une force moindre, dirigée de bas en haut, est exercée sur la soupape, de sorte que 1$ouverture de la soupape est augmentée par la pression du liquide contenu dans la chambre à pression constante à mesure que la température de ce liquide diminue, par consé- quent, en établissant et en réglant convenablement ces enroulements, la pression à l'intérieur de la chambre 20 ,peut être maintenue constante,
malgré les variations de température du liquide.
Dans le mécanisme particulier représen- té sur le dessin annexé, las extrémités intérieures
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des deux ressorts thermostatiques en spirale 35 sont fixées rigidement à une tige ou'arbre 38 et, entre les enroulements, un bras 39 est fixé rigidement à ladite tige ou arbre, par exemple à l'aide d'une clavette 40 (fig. 5). Ce bras est relié d'une manière réglable à un prolongement 41 qui, à son tour, est relié à une extrémité d'une biellette 48 dont l'autre extrémité est reliée à la tige de soupape 34.
La liaison réglable entre le bras 39 et son prolongement 41 est établie dans le but de régler la force @ exercée par le ressort sur la tige de soupape. Tout dispositif de liaison approprié peut être utilisé et, dans la construction représentée,, le bras 39 et son prolongement 41 sont relies à l'aide d'un boulon de serrage 44 qui, lorsqu'il est libéré, sert d'articulation entre le bras 39 et le prolongement 41, Le bras 39 est pourvu d'un secteur denté 45 qui peut être solidaire dudit bras ou y être fixé. Le secteur denté 45 est en prise avec une vis sans fin 46, tourillonnant dans le prolongement 41 du bras et comportant. une tête fendue 47 à l'aide de laquelle on peut faire facilement tourner ladite vis sans fin au moyen d'un tournevis.
Il est évident qu'en faisant tourner la vis sans fin 46, on imprime au pro longemnt 41 un mouvement d'oscillation autour,de son articulation 44 avec le bras 39 et que, par conséquent, le bras 39 et le prolongement 41 peuvent être réglés l'un par rapport à l'autre pour contrôler la force exercée par les ressorts 35 sur les tiges de soupape 33.
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Si le bras et son prolongement ont été réglés dans la position relative désirée, ces deux organes peuvent être verrouillés contre tout mouvement relatif en faisant tourner une extrémité fendue 48 du boulon de serrage, dont une extrémité est filetée et est en prise avec un pas de vis correspondant présenté par une partie de lextrémité, en forme de fourche 49, du prolongement 41, de façon que les deux parties de ladite extrémité en forme de % fourche puissent être serrées contre les cotés'opposés du bras 39.
En raison de la pression relativement éevée du liquide dans le tuyau ou. conduit 10, ledit liquide entrera dans la chambre à pression constante 20 sous la forme d'un jet à travers l'orifice ménagé dans le bouchon mesureur 19, jet qui frappera contre la couvercle 21 et sera projeté vers les enroulements 35, de sorte que ces derniers seront toujours soumis à la température du liquide entrant dans la chambre à pression constante. Tout autre moyen peut être prévu pour assurer une circulation convenable du liquide dans la chambre à pression constante,de façon que les Enroulements 35 soient soumis à 1 action de la température du liquide dont la viscosité doit être mesurée.
La mesure de la viscosité du liquide peut être effectuée de toute manière convenable ou désirée. Dans la construction représentée dans ce but, la partie inférieure ou base de la chambre à pression constante 20 comporte un passage 50, dirigé vers le bas$ dont l'extrémité supérieure débouche dans la chambre à pression constante et
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dont l'extrémité inférieure débouche dans l'espace 27 où. règne la pression atmosphérique. La partie supérieure de ce passage 50 peut comporter un autre bouchon mesureur 51, fixé d'une manière amovible dans l'extrémité supérieure du passage et présentant une ouverture de la dimension désirée.
Dans le passage 50 est également de préférence disposé un tube capillaire (ou tube offrant une graine résistance à l'écoulement du liquide) 52 ayant un diamètre intérieur et une longueur déterminés, l'extrémité supérieure de ce tube étant placée à proximité du 'bouchon mesureur et son extrémité inférieure débouchant dans l'espaoe où règne le pression atmosphérique. Entre l'extrémité supérieure du tube capillaire 52 et le bouchon mesureur 51, le passage 50 est coupé par un petit conduit 54, s'étendant latéralement, dont une extrémitécommunique avec le passage 50 et dont l'autre extrémité s'étend à l'extériur de l'enveloppe et présente une extrémité filetée 53 à laquelle peut être relié un manomètre 55.
Ce manomètre peut être du type Bourdon, ou, si on le désire, on peut utiliser tout autre type d'indicateur de pression. Il est entendu que les pressions indiquées sur le manomètre 55 seront celles résultant de la différence dans la vitesse d'écoulement du liquide à travers le petit orifice formé dans le 'bouchon 51 et à travers le tube capillaire 52.
Le manomètre peut: être calibré de façon à se lire directement en secondes Saybolt ou toute autre unité de mesure de la viscosité du .de 'la vie
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tesse d'écoulement. s'il s'agit de mesurer la viscosité d'un liquide s'écoulant lentement, ce liquide, lors de son lent passage à travers le tube capillaire,, sous une pression constante, crée une pression statique relativement élevée à l'intérieur du tube ou conduit latéral 54 et, par conséquent, la lecture d'un nombre éleva sur le manomètre 55, tandis qu'un liquide moins visqueux s'écoulantplus rapidement sous la même pression donne à la lecture un nombre plus faible.
De préférence, le dispositif est é ga- lement pourvu d'un moyen pour interrompre l'écoule- ment du liquide, du conduit 10 à l'appareil, lorsqu'on/effectue pas de lectures, et on peut utiliser tout moyen approprié dans ce but, celui représenté comprenant un pointeau 60 s'étendant à l'intérieur de l'enveloppe B à partir d'un. point situé en regard de l'ouverture 14 formée dans cette dernière, le pointeau 60 étant vissé en 61 dans 1'enveloppe et portant, à son extrémité extérieure, une poignée ou volant de manoeuvre 62.
lorsqu'on fait tourner la poignée 62, l'extrémité intérieure du pointeau 60 obture l'ouverture 14 et arrête ainsi le' passage du liquide se rendant au dispositif mesureur. le dispositif décrit présente cet avantage qu'il peut être disposé si près de la conduite A qu'il n'y ait sensiblement aucune différence entre les températures du fluide dans le tube 10 et de celui passant à travers le bouchon 51 et le tube capillaire 52. Par conséquent, la lecture sur le manomètre ne sera pas rendue inexacte par ce changement de température.
L'appareil décrit présente également cet avantage qu'il est plus précis que d'autres appa-
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relis construits jusqu'ici, en ce sens que -les différences dans la température du liquide n'influencent pas la pression dans la chambre à pression constante 20, de sorte que toute erreur due à cette cause est supprimée dans l'appareil perfectionnée ledit appareil est également construit de façon qui on puisse avoir facilement accès à tous ses organes, pour l'inspection, le réglage ou les réparations.
Pour régler l'appareil pour la pression désirée dans la chambre à pression constante, il suffit denlever le bouchon 25 et d'y raccorder un manomètre. Afin d'obtenir la pression correcte, on peut introduire un tournevis à travers l'ouverture taraudée 24, pour faire tourner la vis sans fin 46 et le boulon de serrage 48 L'appareil peut aussi être facilement utilisé pour mesurer les viscosités de liquides dont les vitesses d'écoulement diffèrent considérablement, en remplaçant les bouchons 19 et 51 par des bouchons présentant des orifices de dimensions différentes et en remplaçant le tube capillaire par un tube offrant une résistance différente à l'écoulement.
L'appa- reil est construit de façon qu'on puisse avoir facilement accès à tous ses organes pour effectuer le réglage, le remplacement de certains éléments, ou faire des réparations.
L'appareil décrit permet de déterminer à tous moments la vitesse d'écoulement d'un liquide dans le tuyauA, quels que soient les changements de pression et de température du liquide, et le dispo- sitif peut notamment être installé sur des navires
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fixes, étant donné que le fonctionnement précis du dispositif n'est pas influencé par le roulis ou le tangage d'un navire ou autre support mobile.
REVENDICATIONS
1. Un appareil pour mesurer la viscosité des liquides caractérisé par le fait que ledit appareil comprend :une chambre à pression constante recevant une quantité limitée de liquide provenant d'une source d'alimentation de liquide à une pression plus élevée; un dispositif de soupape de détente ou d'échappement pour produire la pression constante dans ladite chambre, dispositif comprenant un appareil thermostatique en contact direct avec le liquide et tendant à augmenter la détente dans ladite chambre lorsque le liquide devient plus froid; enfin, un dispositif de mesure de la viscosité auquel est amené le liquide provenant de ladite chambre.