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Appareil de mesure à circulation, notamment pour la mesure de petites quantités de liquide dans l'exploitation périodique de soutirage et de débit.
Quoique l'on connaisse déjà des appareils de mesure à circulation de différentes constructions, le besoin d'un appareil de mesure exact pour la mesure de petites quantités de liquide, notamment pour les débits de boissons, n'a pas encore pu être satisfait jusqu'ici,,
Ces modes de réalisation connus, soit qu'ils travaillaient d'âpres le principe de la turbine d'action, soit qu'ils travaillaient d'après le principe de la turbine à réaction, avaient de graves inconvénients, parce qu'ils utilisaient l'énergie de pression par application directe du principe connu de la turbine à des appareils de mesure à circulation du même genre, les sections de passage dans le conduit d'amenée et dans la roue de mesure
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étaient par conséquent très étroites.
Les inconvénients de cette construction étaient notamment une forte dépendance du résul- tat de mesure de la pression avec laquelle le liquide est amené à l'appareil de mesure à circulation; de plus, pour des liquides débités, comme la bière par exemple, à la pression d'acide carbonique, une forte production de mousse qui obligeait à complé- ter le contenu des verres à plusieurs reprises ; puis une montée du liquide à l'intérieur de l'appareil, éventuellement jusqu'au dispositif compteur disposé à la tête de l'appareil, entraînant l'encrassement de ces parties; enfin une diminution de laritesse d'écoulement qui ne correspondait plus aux besoins pratiques.
D'autre part, le choix et la construction de l'organe obturateur ont, en liaison directe avec les formes du conduit d'amenée et de la roue de mesure, une influence décisive sur le fonctionnement irréprochable d'appareils de mesure à circulation du même genre, si par exemple l'amenée du liquide est réglée par une noix, comme c'est le cas pour un agencement de débit normal, cette disposition permet une ouverture du robinet si faible que l'admission n'est plus suffisante pour faire fonctionner la roue de mesure, de sorte qu'on peut soutirer de l'appareil des quantités de liquide qui ne sont pas comptées;
sans tenir compte du fait que le dispositif de mesure disposé à la tête de l'appareil doit participer au déplacement angulaire de 90 pour chaque ouverture et fermeture du robinet, ce qui est très gênant. Il était donc aisé d'obvier à ce grave inconvénient en utilisant comme organe obturateur une valve qui, contrairement à la noix, permet de dégager des sections importantes pour des mouvements relativement faibles.
Mais en même temps la nouvelle difficulté se présentait de réaliser une amenée d'air, de façon à éviter d'une manière sûre toute sortie de liquide à travers le dispositif d'aération quand la valve est ouverte, mais à permettre une entrée d'air suffisante à l'intérieur du boîtier pour produire
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un écoulement rapide du liquide restant et remplissant l'appa- reil derrière la valve, quand la valve est fermée.
Pour créer alors un appareil de mesure utilisable et correspondant aux besoins de la pratique, il était nécessaire d'écarter aussi bien les grands défauts, résultant de la construction connue jusqu'ici du conduit d'amenée et de la roue de mesure, que les défauts empêchant jusqu'ici l'utilisation d'une valve comme organe obturateur, étant donné que ces deux groupes de défauts ont une corrélation directe l'un aveo l'autre, comme expliqué ci-dessus. Ce problème est résolu par la présente invention.
Le conduit d'amenée a, d'une façon connue, une forme néli- coïdale et est disposé avant la roue de mesure, mais il a uniquement pour fonction d'obliger une rotation rapide et uniforme du liquide, tout en transformant la pression entièrement en vitesse, c'est-à-dire en évitant toute variation de pression; c'est là une caractéristique essentielle de l'invention que ce conduit d'amenée hélicoïdal possède plus d'une spire complète et a, par conséquent, une section constante sur toute sa longueur.
Pour éviter un étranglement de la section de passage, entre la sortie du liquide du conduit d'amenée et l'entrée dans la roue de mesure et par conséquent, une augmentation de pression inadmissible, on a laissé exprès, entre ces deux éléments, un espace ou cavité libre, dans lequel le liquide peut tourner librement autour d'un axe. Le noyau du conduit d'amenée est prolongé d'une façon appropriée pour guider le liquide. La dimension finale de cet espace est donnée par la condition de l'absence de pression dans ce même espace et par conséquent, dans le guidage de l'arbre de la roue de mesure, C'est que dans cet espace une déflection partielle de la direction d'écoulement se produit de la direction tangentielle dans la direction axiale et en même temps une variation de vitesse correspondante.
Il y a
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absence de pression dans cet espace, si le produit de la vitesse moyenne dans le conduit d'amenée et de sa section est égal au produit de la composante axiale de la vitesse dans cet espace et de sa section perpendiculaire à l'axe. Si le dernier produit est plus petit que le premier, une pression additive se produit dans l'espace ou cavité, faisant monter le liquide dans le guidage de la roue de mesure, c'est-à-dire que la composante axiale de la vitesse est devenue plus grande que la vitesse d'écoulement et une partie d'elle doit se transformer en pression.
Si, au contraire, le produit est plus grand, une dépression d'après la même théorie s'établit, aspirant pour sa compensation, de l'air à travers un dispositif d'aération disposé suivant l'invention, au guidage de l'arbre, et évitant ainsi une entrée éventuelle du li- quide à mesurer dans le guidage de l'arbre. A cause du vide, l'aération assure d'une façon absolue, une absence de pression avant la roue de mesure et ce n'est que par cette mesure que l'installation entière est capable de fonctionner sans dispersion et indépendamment de la pression avec laquelle le liquide est amené à l'appareil.
Contraitement aux réalisations connues et utilisées jusqu'ici, la présente invention prévoit derrière l'espace ou cavité libre une roue de mesure sans aucune courbure des aubes et sans aucune variation de la section des aubes, étant donné qu'elle a uniquement pour fonction d'être entraînée par la vitesse tangentielle du liquide, sans frottement et avec la plus petite masse possible, Par conséquent, cette roue de mesure est constituée par un simple moyeu portant dans la direction radiale et paral- lèlement à son axe une ou plusieurs aubes, mais disposée suivant l'invention dans le courant du liquide, de telle façon qu'elle est parcourue par le liquide dans le sens axial et que, en même temps, toutes les aubes sont attaquées, d'une façon uniforme, et dans le même sens de rotation,
par la composante de
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vitesse du liquide en mouvement. La roue de mesure présente donc des sections relativement larges entre les aubes, empêchant ainsi toute transformation d'énergie de vitesse en énergie de pression, et en participant exclusivement à la rotation de la veine liquide. pour éviter les courants marginaux gênants qui peuvent se produire contre les parois à cause du jeu libre de la roue de mesure, jeu indispensable pour le fonctionnement sans frottement de celle-ci, la présente invention prévoit, à la périphérie de la roue de mesure, une bague déflectrice taillée en cône et ayant pour but de conduire ces courants marginaux dans la roue de mesure d'une manière efficace. On assure, par ce moyen, une absence de glissement complète.
La grandeur optimum de l'espace précité pour des liquides différents, c'est-à-dire la distance optimum entre l'extrémité du canal directeur et le bord supérieur de la roue de mesure, ne peut être calculée que difficilement, tandis qu'elle peut être facilement déterminée, pour n'importe quel liquide, à l'aide de mesures prises à l'aération disposée au guidage de l'arbre. Pour la bière et pour d'autres liquides contenant de l'acide carbonique, le vide à produire dans l'espace ou cavité dont il a été parlé, offre l'avantage de diminuer encore la production de mousse, déjà très faible, à cause de la forme et de la disposition décrite du canal d'amenée et de la roue de mesure.
On assure par la disposition de l'ensemble, que c'est uniquement l'énergie de vitesse de la veine liquide, tournant d'une fagon uniforme qui agit sur la roue de mesure en écartant toute énergie de pression additive. Avant tout, la disposition décrite permet d'être maître de la dépendance mutuelle de la pression, de la vitesse d'écoulement et de la vitesse de rotation de la roue de mesure d'une part; et, des sections du conduit d'amenée et de la roue de mesure, de la longueur de ce conduit d'amenée
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et de la distance entre la. roue de mesure et ledit conduit d'amenée d'autre part, et d'adapter l'appareil aux conditions désirées en faisant varier les derniers facteurs.
Pour assurer une sollicitation toujours suff isante pour le dispositif de mesure précité, et pour pouvoir utiliser, par conséquent, une valve comme organe obturateur, la présente inven- tion prévoit une aération de l'appareil, en munissant la tige de commande du cône de valve, de canaux transversaux et longitu- dinaux reliant entre eux des trous d'aération correspondants, disposés dans le boîtier et assurant ainsi l'entrée de l'air quand la valve est fermée. Cette tige n'est pas solidaire du cône de valve, mais est disposée de façon à pouvoir coulisser dans celui-ci.
Elle possède, en outre, une butée de façon qu'elle n'ouvre la valve qu'après une certaine course sans effet, constituant en même temps le mouvement de fermeture pour les trous d'aération dans le boîtier. Pour assurer avec cette disposition une fermeture parfaite de l'ensemble, l'invention prévoit, à l'extrémité de la tige, un joint formant avec le guidage de la tige du cône de valve un joint étanche au repos de l'appareil, Ce joint forme en même temps support pour un ressort appuyant le cône de valve sur son siège, ce qui est important pour l'uti- lisation de l'appareil de mesure pour le débit de liquides qui ne se trouveraient pas sous une pression additive de soutirage.
La présente invention est encore caractérisée par la disposition et la manière de fonctionnement d'un levier, utilisé pour la commande de la valve, Suivant l'invention, il est réalisé sous forme d'un levier à un bras attaquant directement la tige de valve, de façon à produire une commande pratique de l'appareil, et il est muni d'un dispositif de blocage automatique fixant le levier dans la position d'ouverture, D'après la réalisation constructive de l'invention, le déclenchement du dispositif de blocage n'est possible qu'en accentuant le mouvement permettant
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l'ouverture de la valve. Par la réalisation constructive donnée à titre d'exemple, de l'idée de l'invention, on introduit dans la commande de l'appareil une certaine allure forcée.
L'ensemble de la tige de valve est d'ailleurs soumis à l'action d'un ressort qui est plus fort que le ressort de valve et qui, à l'état de repos, attire toujours le cône de valve, ainsi que le joint supplémentaire dans la position de fermeture.
Le dessin montre un mode de réalisation de l'invention.
Fig. 1 montre l'appareil coupé à la hauteur et suivant l'axe de la tige de valve;
Fig. 2 montre une coupe longitudinale dans l'axe de l'arbre de la roue de mesure;
Fig. 3 montre une coupe du dispositif de blocage du levier de commande;
Figs. 4 et 5 montrent la roue de mesure en élévation et en plan.
Le levier 1 (Fig.l) actionne la tige de valve 2 chargée par le ressort 3. La pression du ressort 3 sur la tige de valve 2 attire le cône de valve 4 sur son siège 5 et l'élément de joint 6 sur la surface de joint correspondante 7, tandis qu'en même temps le ressort 8 est bandé. Quand on agit sur le levier la valve reste d'abord encore fermée, parce que le ressort 8 appuie encore sur son siège le cône de valve 4, dans lequel peut coulisser la tige 2 et cela jusqu'à ce que la butée de la tige 2 entraîne le cône de valve 4. De cette manière, on obtient une certaine course sans effet sur la valve 2 mais qui produit la fermeture, avant'l'ouverture de la valve, des canaux 9 et 10, à travers lesquels on amène de l'air à l'intérieur de l'appareil pour obtenir un écoulement rapide du liquide restant, dans la position de repos.
A l'ouverture de la valve @, ces deux canaux 9 @ 10 sont donc fermés par la tige 2, puisqu'il débouchent dans un alésage que remplit exactement cette tige ; obtient
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donc deux bords formant joint, tandis que les deux rainures an- nulaires 11 et 12 de la tige 2, reliées l'une à l'autre par la rainure longitudinale 13, se déplacent latéralement par rapport aux canaux 9 et 10, On obtient par cela une étanchéité p arfaite.
D'autre part, à la course de retour de la tige 2, la valve se ferme avant que les rainures annulaires 11 et 12 se mettent en regard des canaux 9 et 10 et assurent la rentrée de l'air.
Pendant la course sans effet de la tige de valve 2, le soutireur n'a aucune possibilité en agissant sur le levier 1, de produire une admission qui ne soit pas suffisante pour mettre en mouvement la roue de mesure, parce que le levier 1 est immobilisé dans sa position d'ouverture, par un dispositif de blocage automatique (Fig.3), qui lui ne peut être déclenché par le bouton 13 qu'après avoir accentué le mouvement d'ouverture. Le fonctionnement du dispositif de blocage est tel, que la tige 14 s'engage, sous la pression d'un ressort 14a, dans un trou correspondant du levier 1 en l'immobilisant aussitôt que ce trou et la tige 14 coïncident; quand la tige 14 s'engage dans le trou du levier 1, le bouton 13 est soulevé par la tige 14.
Quand on déclenche le dispositif de blocage en repoussant la tige 14 à l'aide du bouton 13, ou bien lors de la libération du levier 1, la pression du ressort 3 ferme automatiquement la valve, tandis que le ressort 8 est bandé en même temps. D'autre part, on peut d'une manière commode, tenir constamment ouvert l'appareil à l'aide de ce dispositif de blocage.
Après avoir traversé la valve, le liquide entre dans le conduit d'amenée 15 (flèches dans Figs. 1 et 2), traverse celui-ci, tourne alors dans l'espace 16a autour du prolongement 16 du noyau du conduit d'amenée 15 pour parvenir enfin dans la roue de mesure 17, en la mettant en mouvement, à cause de sa vitesse de ro- tation. L'arbre 18 de la roue de mesure 17 tourillonne en 19 dans un corps 20. Apres avoir quitté la roue de mesure 17, le
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liquide est renvoyé dans la direction verticale dans le corps 20 divisant l'espace cylindrique par quatre parois radiales et ver- ticales en quatre secteurs, et se dirige ensuite vers la sortie
21 de l'appareil.
Le corps 22 (Fig.2) comprenant le conduit d'amenée 15 est ajusté en cône dans le bottier 23' pour obtenir une meilleure é- tanchéité. Pour assurer malgré cela une section constante sur toute sa longueur au conduit d'amenée 15, un manchon légèrement conique 24 (Fig.2) est monté sur la partie inférieure du corps
22 portant le conduit d'amenée cylindrique 15, manchon consti- tuant avec la partie supérieure du corps 22, la surface de joint conique contre le boîtier 23. Le corps 22 reprend plus haut une forme cylindrique, Le manchon 24 possède une fenêtre cor- respondante, à l'endroit où le liquide entre dans le conduit d'amenée 15 à travers le boîtier 23.
Pour rendre efficaces les courants marginaux pour la roue de mesure, et pour éviter tout passage de quantités de liquide non comptées, la roue de mesure 17 tourne dans une bague 25, taillée en biseau en haut et éventuellement en bas. Le moyeu
26 (Fig.4) de la roue de mesure 17 tourillonne en cône dans le prolongement 16 du corps 22 ou du canal d'amenée 15,
Pour permettre l'aspiration d'air par le vide, se produi- sant entre le bord inférieur du conduit d'amenée 15 et le bord supérieur de la roue de mesure 17, le guidage de l'arbre 18 de la roue de mesure 17 est interrompu, à l'intérieur du corps 22, par les anneaux ou canaux d'aération 29 conduisant au trou d'aé- ration 28 ménagé dans le boîtier 23, Le vide empêche d'une fa- gon certaine,
toute entrée de liquide dans le guidage de l'ar- bre 18 à l'intérieur du corps 22.
Le moyeu 26 (Fig.4) de la roue de mesure, dont la face su- périeure est, comme indiqué ci-dessus, en cône pour tourinonner dans le prolongement 16 du noyau du conduit d'amenée 15, porte
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une ou plusieurs aubes 27 (Fige* 4 et 5).
Le corps 22 porte sur sa face supérieure un dispositif compteur entouré d'un capot 30 (Fig.2). Le mouvement de rotation de l'arbre 18 de la roue de mesure est transmis au dispositif compteur par des roues dentées d'une manière connue.
Résumé.
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