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Nouveau compteur à turbine.
1/ invention se réfère aux compteurs de débit de fluides, du type continu, dans lesquels l'organe mesureur est un rotor disposé dans et actionné par le courant liquide.
On sait que les appareils de ce genre existant jusqu'à ce jour, qu'ils soient du type purement mécanique, ou du type électromécanique ou du type magnétique, présentent l'inconvénient général d'avoir une sensibilité réduite par suite du freinage apporté à la rotation de la turbine par le dispositif de marquage qui indique les volumes en fonction du nombre de tours du rotor.
La présente invention a pour objet un nouveau compteur du type à turbine qui supprime radicalement cet inconvénient, et qui possède par conséquent une sensibilité maximum, celle-ci étant limitée seulement par le minime frottement de pivotement de la turbine.
A cet effet, l'invention est essentiellement caractérisée
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par l'utilisation pour commander le marqueur, d'une cellule photo-électrique et d'un faisceau lumineux établi pour, alternativement, éclairer cette cellule et être occulté avec une fréquence découlant de la loi même de rotation de la turbine sous l'action du courant fluide.
La sortie de l'amplificateur de la cellule photo-électrique, est reliée à un relais qui, à chaque phase d'éclairement, ou à chaque phase d'occultation, selon la disposition choisie, établit un contact d'alimentation d'un électro de commande de la roue de base d'un compteur, dont la graduation est établie en fonction du volume de liquide écoulé entre deux phases successives.
Dans un mode de réalisation particulièrement simple, l'appareil comporte une turbine coaxiale avec la conduite de fluide, du type hélicoïdal à une ou plusieurs spires tournant dans une cage de verre et le faisceau lumineux est établi à travers l'intervalle compris entre le moyeu de la turbine et la dite cage, au moyen d'une source de lumière extérieure à celle-ci, la cellule photo-électrique étant disposée du côté opposé dans une direction convenable, compte tenu des réfractions des rayons lumineux à travers la cage et éventuellement à travers le fluide en écoulement, de sorte que le dit faisceau lumineux est occulté au passage de chaque spire, c'est-à-dire un nombre de fois, par tour de la turbine, égal au nombre de spires de celle-ci.
Dans le cas d'un fluide opaque, on pourra encore utiliser une turbine tournant dans une cage de verre avec un faisceau lumineux etabli de façon à être occulté normalement par la masse du dit fluide, et à être par contre renvoyé vers la cellule photo- électrique au moment du passage d'une spire ou pale de la turbine au moyen d'une petite surface réfléchissante solidaire de cette spire ou pale et tournant en contact étroit avec la paroi intérieure cylindrique de la cage.
Les fig.l et 2 du dessin annexé montrent à titre d'exemple un mode de réalisation de l'objet de l'invention.
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La fig.l représente l'ensemble de l'appareil, partie en vue schématique, partie en élévation-coupe suivant A-A-A-A, fig.2.
La fig.2 est une vue en plan partielle, partie en coupe au niveau de la ligne B-B, fig.l.
La fig.3 montre partiellement et schématiquement, en plan, une variante du précédent dans le cas d'un fluide opaque.
Ainsi qu'on le voit sur ce dessin, l'appareil comporte une turbine 1, par exemple du type axial, montée par conséquent, dans ce cas, dans l'axe de la conduite de fluide 2a, 2b.
Cette turbine est supportée dans un boîtier tubulaire 3, intercalé entre les deux tronçons 2a, 2b de la dite conduite. Les extrémités de l'axe la de la turbine, formant pivots, sont avantageusement portés à la manière habituelle des pivots d'horlogerie, dans des pierres logées en 4,4 sur des supports ajourés 5,5 intérieurs au boîtier 3, de manière à réduire les frottements au minimum.
Dans le présent exemple, on a supposé que la turbine comportait une seule spire qui tourne sans jeu dans le conduit inté rieur du boîtier 3, lequel conduit, dans la partie en regard de la turbine, est constitué par un tube de verre 3a, hermétiquement encastré à ses extrémités dans deux parties métalliques 3,3 jonctionnées de façon étanche, de toute manière appropriée, avec les deux tronçons 2a, 2b de la conduite de fluide.
A l'entrée de la turbine est disposé avantageusement un redresseur de courant fluide ou brise-jet 6 qui, éventuellement, dans le cas où l'appareil serait branché aussitôt après un coude de la conduite de fluide, redressera les filets fluides parallèlement à l'axe.
L'intervalle compris entre l'axe ou moyeu la de la turbine et la paroi intérieure de la cage de verre 3a est traversé par un faisceau lumineux, issu d'une lampe 7, destiné à éclairer par intermittence une cellule photo-électrique en dépendance du débit de fluide à travers la turbine, c'est-à-dire suivant
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la loi même de rotation de la turbine et en fonction du nombre de spires de celle-ci. Dans le présent exemple où la turbine ne comporte qu'une seule spire, le faisceau lumineux sera donc occulté une fois par tour, et à ce propos on remarquera que le nombre de spires de la turbine est limité seulement par cette condition, que le faisceau lumineux ne doit rencontrer qu'une seule spire à la fois.
L'ensemble de la cellule photo-électrique avec ses accessoires (amplificateur),représenté schématiquement, est désigné par 8 sur le dessin. Le faisceau lumineux est avantageusement limité au moyen d'un diaphragme 9 muni d'un opercule 10, ou concentré au moyen d'un condensateur optique.
Sur le dessin, fig.2, on a supposé l'axe de la source lumineuse aligné avec l'axe de la cellule réceptrice, mais en réalité ces deux organes sont disposés l'un par rapport à l'autre en tenant compte de la réfraction de la lumière par le verre du tube 3a et éventuellement par le fluide qui s'écoule dans la conduite.
La lampe 7 est montée dans un support approprié 11, qui se. fixe par exemple contre une face plane en forme de couronne 3b venue sur le côté des parties métalliques 3 du boîtier de la turbine, et maintient en même temps le diaphragme 9.
Quant à l'ensemble de la cellule et de ses accessoires, il peut être monté par exemple sur une assise 12 solidaire de la pièce inférieure 3 du boîtier.
L'appareil tel qu'il vient d'être décrit jusqu'ici est renfermé dans un carter étanche à la lumière, non représenté sur le dessin, qui empêche l'action, sur la cellule, de la lumière du jour ou de toute source autre que la lampe 7.
Le courant fourni par la cellule photo-électrique et dûment amplifié, alimente un relais 13 qui lui-même sert à alimenter le mécanisme compteur proprement dit, soit lors des phases d'éclairement, soit lors des phases d'occultation. Sur le dessin,
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les choses sont établies pour fonctionner selon le deuxième mode, c'est-à-dire que chaque fois que le faisceau lumineux est occulté, le relais 13 relâche son armature 14 qui, sous l'action de son ressort de rappel 15, vient fermer un contact 16 par lequel est alimenté un électro ou un solénoïde de commande du compteur.
On a figuré, à titre d'exemple,un solénoïde 17 dont le noyau plongeur 18 est articulé avec un cliquet 19 d'actionnement de la roue de base 20 d'un compteur à tambours 21.
Un ressort 22 assure le rappel du cliquet 19 et du noyau 18. Un autre cliquet 23, tel qu'une lame élastique, assure la retenue de la roue.de base.
On comprend que, dans le cas présent, la roue de base avance d'une dent pour chaque tour de la turbine 1, ce qui correspond au passage à travers cette turbine d'un volume de fluide bien déterminé.
Le nombre de dents de la roue de base et la transmission entre celle-ci et le premier tambour gradué ou la première roue indicatrice du compteur sont naturellement établis' en dépendance des unités, litres ou autres, indiquées par ce premier tambour ou cette première roue. Et l'on comprend que la mesure, pour une conduite de diamètre donné, sera d'autant plus précise que le débit correspondant à un fonctionnement du compteur sera plus faible, le maximum de précision étant obtenu en munissant la turbine du nombre maximum de spires compatible avec l'observance de la condition indiquée plus haut, à savoir que le faisceau lumineux ne doit jamais rencontrer plus d'une spire à la fois.
Dans le cas du comptage du débit d'un fluide opaque, on pourra utiliser un appareil du même genre que le précédent, mais avec une disposition relative différente de la source lumineuse et de la cellule photo-électrique. Dans ce cas, le faisceau lumineux f (fig.3) réfracté en f1 sera établi de manière à être occulté normalement par la masse même du fluide opaque.
Mais chaque spire ou pale 1 de.la turbine sera munie à hauteur du plan de ce faisceau,
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d'un petit rebord 24 à surface réfléchissante, qui, lors du passage de cette spire, rencontrera ce faisceau et le fera sortir suivant f2 puis f3 en direction de la cellule photo-électrique Q @
Dans ce sens, si la turbine ne comporte qu'une seule spire, les phases d'éclairement seront plus courtes que les phases d'occultation, et en conséquence, il y aura intérêt à disposer le relais 13 de manière inverse à celle de la fig.l, de façon qu'il ferme le circuit de l'électro du marqueur pendant les phases d'attraction de son armature 14.
On remarquera que le compteur de l'invention fonctionne exactement de la même façon dans les deux sens d'écoulement du fluide.
Il va de soi que le mécanisme compteur proprement dit pourra être établi soit pour compter positivement, soit pour décompter à partir d'une quantité marquée à l'avance par les organes indicateurs.
Bien entendu, l'invention ne saurait être limitée au mode de réalisation décrit et représenté dont elle englobe toutes les variantes, tout autre type de turbine pouvant être employé et le faisceau lumineux pouvant être établi hors de la zone balayée par la turbine proprement dite, de façon à couper le trajet d'une pièce quelconque solidaire de celle-ci.