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" Manomètre du type anéroïde pour mesurer la pression dans les gaz ou les liquides "
La présente invention concerne un dispositif pour mano- mètres du type anéroïde pour mesurer la pression dans un gaz ou un liquide, dans lesquels la pression à mesurer exerce un couple ou moment de rotation sur un arbre de mesure.
Le dis- positif selon l'invention est caractérisé en ce que la membrane ou diaphragme sensible à la pression est relié à l'arbre de de mesure au moyen de rubans d'acier ou d'organes analogues fixés à l'arbre et éventuellement enroulés autour de celui-ci, qui, du fait qu'ils se trouvent sous une tension de traction et ne sont pas dirigés vers la ligne de centre de l'arbre;
trans- mettent le couple à l'arbre de masure, et en ce que les boites anéroides, qui sont au moins deux, ont entre elles des dimen-
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sions relatives telles et occupent des positions relatives au- tour de l'arbre de mesure telles que la résultante radiale des forces transmises par les rubans d'acier ou organes ana- logues à l'arbre ae mesure est nulle ou presque nulle dans tout le champ de mesure du maromètre, le couple transmis à l'arbre de mesure par les rubans d'acier ou leurs équivalents étant en outre contre-carré par un couple dirigé en sens in- verse.
Grâce à cette disposition de ce manomètre, on obtient, entre autres, l'avantage que le montage de l'arbre dans ses paliers est simplifié, puisque l'arbre de mesure n'est action- né par aucune force radiale ou ne l'est que par de petites forces radiales. Dans une forme de realisation de l'invention où les boites anéroïdes sont disposées en principe symétriquemm ment autour de l'arbre de mesure, on obtient encore l'avantage, particulièrement désirable pour l'emploi du manomètre dans les aeronefs, que les erreurs de mesure causées par des forces d'ac- céleration disparaissant par suite de la symétrie.
Comme les boites anéroïdes sont disposées par paires de chaque côté de l'arbre de mesure, la fixation des rubans d'acier ou de leurs équivalents a l'arbre ae mesure est simplifiée, du fait qu'un seul de ces rubans est necessaire pour chaque paire anéroïde, ledit ruban étant tiré d'une botte vers l'autre à travers un évidement on ouverture analogue de l'arbre de mesure. Dans ce cas, le ruban d'acier est de préférence disposé de façon qu'il traverse l'arbre en décrivant une courbe en forme de S.
L'invention va être décrite ci-dessous en connexion avec le dessin. La fig. 1 est une vue de dessus en plan d'un mana- mètre selon l'invention muni de deux boites anéroïdes, l'arbre de mesure étant représenté en coupe transversale, et la fig.
2 est une vue de côté du même manomètre.
Le manomètre montré sur le dessin consiste en un bottier 1, dans lequel deux bottes anéroïdes de même grandeur 3 et 3' sont fixées dans deux parois opposées air moyen de dispositifs @ Ni
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de fixation convenables 2 et 2' Les membranes sensibles à la pression, 4 et 4' respectivement, des bottes sont réunies en leurs centres par un ruban d'acier 5, qui traverse en une bande en forme d'S un évidement d'un arbre de mesure 6. Il en résulte que quand l'arbre 6 tourne,le' ruban 5 s'enroule autour de lui, sans que d*autres dispositifs soient nécessai- res à la fixation du ruban à l'arbre.
Le couple que le ruban d'acier 5 exerce sur l'arbre de mesure 6 est absorbé par un dispositif à ressort, qui peut utilement consister en un ressort hélicoïdal cylindrique 7 placé coaxialement par rapport à l'arbre de mesure et dont une extrémité est fixée à l'arbre de mesure, tandis que son autre extrémité est montée pour tourner dans le boîtier 1(voir fig.
2).
Afin d'empêcher que le ressort hélicoïdal 7 se contracte et conduise ainsi l'arbre de mesure 6 avec le ruban d'acier 5 vers le haut, et pour empêcher que le ressort hélicoïdal se torde en cas de grand effort de torsion, le ressort est main- tenu étiré par un mince fil de piano 8 ou un équivalent avec une faible résistance à la torsion, le fil étant tendu entre l'extrémité inférieure de l'arbre de mesure et le bottier 1 du manomètre .
En cas de changement de la pression extérieure, les mem- branes 4 et 4' des boites anéroïdes s'affaissent plus ou moins, de la manière connue, et ces mouvements sont traduits par le ruban d'acier 5 en mouvements de rotation de l'arbre de mesure 6. La position de rotation de l'arbre de mesure représente par conséquent une mesure de la pression régnant temporairement
La valeur de la pression régnant temporairement indiquée par la position de rotation de l'arbre de mesure est toutefois entachée d'erreurs. Ainsi, il n'existe pas de proportionnali- té directe entre les affaissements des membranes 4 et 4' causés par la pression.
En outre, pour d'autres raisons, les membran- es sont fabriquées le plus souvent en une matière, ordinaire-
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ment du bronze phosphoreux, qui absorbe du travail lors de la flexion, ce qui en cas de changement de la pression causera un tratnement ou retard ce la position de rotation de l'arbre mesure.
En outre, en cas de changement de la pression, il se produit des erreurs qui sont censées par les efforts de flexion dans le ruban d'acier lorsque celui-ci s'enroule et se déroule autour de l'arbre, et des changements de la transmission des mouvements entre les mouvements de rotation de l'arbre de mme mesure et les mouvements des membranes, qui dépendent du nombre variable de couches du ruban d'acier, qui sont enroulées sur l'arbre de mesure en différentes occasions Pour les manomè- tres du type anéroïde, il existe donc le désir que la lecture de la pression doit pouvoir avoir lien pour des positions in- changées ou presque inchangées des membranes et de l'arbre de mesure.
Ceci peut avoir lieu grâce à ce que lors du changement de la pression la tension du ressort hélicoïdal 7 est modifiée par rotation de son extremité éloignée de l'arbre de mesure 6, de sorte que l'arbre de mesure reprendra sa position de rota- tion initiale. La position de rotation de l'extrémité du res- sort hélicoïdal éloignée de l'arbre de mesure 6 indique alors la valeur de la pression régnant temporairement. Dans ce cas, on n'est pas empêché de constituer le ressort hélicoïdal d'une matière à faible capacité d'absorption du travail, telle que l'acier, et c'est pourquoi en particulier en cas de rappel or- ganisé automatiquement de l'arbre de mesure le tratnement de l'extrémité du ressort hélicoïdal éloignée de l'arbre de mesure devient insignifiant.
La fig. 1 représente le dispositif selon l'invention comp- lété par un dispositif servomoteur selon notre demande de bre- vet " Dispositif de relais mécanique ", représenté schématique- ment, qui permet, en cas de variation constante de la pression dans la même direction, d'obtenir automatiquement un réglage de la tension du ressort hélicoïdal par lequel l'arbre de me-
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sure sera toujours maintenu dans sa position zéro'. L'extrémi- té supérieure du ressort hélicoïdal 7 est reliée rigidement à une poulie à câble, 9, coaxiale par rapport au ressort, qui peut être mise en rotation par une autre poulie à câble, 10, au moyen d'un câble 11 placé autour des poulies à câble.
La ; deuxième poulie à câble, 10, est assemblée rigidement avec une roue dentée 12. un mécanisme à manivelle actionné par un moteur électrique 13 fait tourner la roue dentée autour de son arbre en cas de changement de pression. Le mécanisme à mani- velle consiste en une manivelle 14 et en une bielle 15 qui imprime un mouvement de monte-et-baisse à un dispositif à pis- ton. ge dispositif à piston consiste en une piéce extérieure 16, qui est placée, pour coulisser, entre deux guides 17 et 18 ou des équivalents, et en une pièce intérilure 19 qui, de son côté, est placée, pour coulisser, dans la pièce extérieure.
L'extrémité inférieure de la bielle 15 est montée dans l'extré- mité supérieure de la pièce intérieure 19 du dispositif à pis- ton. Un ressort de compression 20 tend à conduire la partie extérieure 16 contre une pièce transversale 21 montée à l'ex- trémité inférieure de la pièce intérieure 19, dans la position de repos; ceci est toutefois empêché par un piston de verrouil- lage 23 pouvant être actionné par un électro-aiamnt 22 et con- duit, dans cette position, en prise avec l'extrémité inférieu- re de la partie extérieure 16 par un ressort 27.
Le di-spositif servomoteur qui vient d'être décrit et qui sert à mettre automatiquement l'arbre de mesure 6 dans la posi- tion zéro, fonctionne de la manière suivante. Si la pression et la tension du ressort hélicoïdal 7 ont en même temps des valeurs telles que l'arbre de mesure occupe sa position zéro, un dispositif de contact 24 adjoint à l'arbre de mesure et in- tercalé dans un circuit de courant contenant l'électro-aimant 22, tient ce circuit de courant ouvert. -Dans ce cas, le res- sort 27 maintient le piston de verrouillage 23 dans sa position
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de verrouillage et empêche la pièce extérieure 16 du disposi- tif à piston de participer aux mouvements du dispositif à pis- ton.
Le moteur électrique 13, qui utilement est toujours en marche, imprime un mouvement de monte-et-baisse à la pièce intérieure 19 du dispositif à piston en tendant et en âéten- dant le ressort 20. Si maintenant il se produit un changement de pression, causé par exemple torque le manomètre est employé à bord d'un aéronef, par la descente ce l'aéronef dans l'atmos- phère, tel que l'arbre de mesure 5 tourne vers la gauche, le dispositif de contact 4 ferme le circuit, de courant contenant l'électro-aimant 22.
L'électro-aimant retire alors le piston de verrouillage 23, de sorte que le ressort 20 est à même de conduire la pièce extérieure 16 du dispositif à piston vers le bas contre la pièce transversale 21 de la pièce intérieure 19, après quoi la pièce extérieure participe aux mouvements de monte-et-baisse ae la pièce intérieure.
La pièce extérieure est reliée à un bras qui est mis en prise avec une dent de la roue dentée 12 lors des mouvements ascendants de la partie extérieure et fait tourner cette roue d'un certain angle. Ce mouvement ae rotation est transmis à la poiiiie a câole, 9, au Moyen du câble 11, de sorte que le ressort hélicoïdal 7 est un peu tendu. Pendant les mouvements suivants, diriges vers le bas, de la pièce extérieure 16, la roue ventée est empêchée, pai une dent d'encliquetage 26, de tourner en arrière, et le bras 25 glisse sur la pointe des dents.
Lorsque, ensuite, le ressort hélicoïdal 7 a été telle- ment tendu que l'arbre de mesure a ete ramené dans sa position zéro initiale par rotation, le circuit de courant est de non- veau ouvert par le dispositif de contact 4,et le piston de verrouillage 23 est conquit par le ressort 27 vers sa position de verrouillage. Le moteur 13, dont le circuit de courant est toujours ferme, continue natureilement sa rotation et actionne le dispositif à piston en va-et-vient. La fois suivante, lors-
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que la pièce extérieure 16 du dispositif à piston atteint sa position supérieure, le piston de verrouillage s'enclenche élas tiquement et verrouille cette pièce, 'phares quoi seule la partie intérieure participe au mouvement de monte-et-baisse en tendant et en détendant alternativement le ressort 20.
Comme 1'électron-aimant 22 doit être, conformément au but visé, dimensionné de telle façon qu'il ne puisse faire quitter au piston de verrouillage 23 sa position de verrouillage que dans la position supérieure du dispositif à piston, et que l'aimant ne doit agir que dans cette position, on peut, pour diminuer la -sollicitation du dispositif de contact 24 par la formation d'étincelles, accoupler le dispositif de contact en série avec un contact à lamelle touraant avec le moteur et qui tient en outre le circuit de courant ouvert, quand le disposi- tif à piston occupe sa position supérieure.
Lorsque le dispo-' sitif de contact 24 est fermé, le circuit de courant passant par l'éelctro-aimant 22 ne sera donc fermé que dans la position supérieure du dispositif à piston* Dans les autres positions du dispositif à piston, le piston de verrouillage 23 sera donc conduit par le ressort 27 contre la pièce extérieure 16 du dis- positif à piston et glissera contre celle-ci, ce qui ne gênera toutefois pas le fonctionnement du dispositif. four économiser le courant, on peut monter le moteur 13 dans le même circuit de courant que le dispositif de contact
24 et que l'électro-aimant 22, la sollicitation du dispositif de contact étant cependant plus grande dans ce cas, parce que ce dispositif doit alors aussi fermer et ouvrir le circuit de courant du moteur.
Le dispositif de contact 24 consistera utilement en un bras de contact 28 sortant de l'arbre de mesure 6 dans une po- , sition telle que, dans la position zéro de l'arbre de mesure, il seille à peu près perpendiculairement par rapport au ruban xxxxx d'acier 5, position dans laquelle il coopère avec un contre-con- tact fixe 29. Grâce à cette disposition du bras de contact 28, @
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on évite d'abord des fermetures non intentionnelles des dispositifs de contact qui son'(; causées par les vibra- tions de l'arbre de mesure dans la direction radiale,les- quelles se produisent principalement dans la direction perpendiculaire au ruban d'acier 5 et ont leur amplitude maximum dans cette direction.
Dans la forme de réalisa- tion du dispositif de contact 24'décrite maintenant, le bras de contact 28 sera, en cas de vibrations,dépla- cé parallèlement à lui-même, et un rapprochement ou un éloignement entre le bras de contact 28 et le contre- , contact 29 aura à peine lieu.
Le manomètre selon la présente invention est utili- sable en particulier dans les aéronefs, comme altimètre l' et comme tachymètre. Lorsqu'on emploie comme altimètre, on fait le vide au degré convenable dans les bottes ané- roides. Lorsqu'on l'emploie comme taohymètre, on fait, d'une manière connue, régner la pression d'air statique à l'intérieur des bottes anéroïdes, cependant que cette pression conjointement avec la pression dynamique peut actionner les boîtes par l'extérieur.
La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite plus haut; au contraire,d'autres formes de réalisation qui rentrent dans le cadre de l'in- vention, sont possibles. Auissi, les boîtes anéroïdes peuvent être plus de deux et être en outre de grandeur différente, pourvu qu'il soit satisfait à la condition. que les boîtes anéroïdes soient disposées autour de l'ar- bre de mesure de telle façon que la résultante radiale des forces que les rubans d'acier ou leurs équivalents transmettent à l'arbre de mesure soit éale zéro ou pres- que égale à zéro.
Etant donné que le manomètre est desti- né le plus souvent à être employé à l'intérieur d'un champ de mesure limité, qui ne contient pas une pression nulle ; il peut être utile de douoler le ressort hélicol-
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dal 7, et de donner alors à l'un des ressorts une tension préalable constante convenable, cependant que la tension de l'autre ressort est rendue réglable. La variation né- cessaire de la tension de ressort, est alors obtenue par modification de la tension duressort mentionné en dernier lieu. Comme ce ressort peut naturellementetre choisi plus faible que lorsqu'on remploie qu'un ressort, la force né- cessaire à l'obtention d'un changement de la tension de ressort totale est réduite à un degré correspondant.
Le manomètre 'selon la présente invention peut aussi être disposé de façon qu'il soit utilisable lorsque la pres- sion intérieure des boites anéroïdes est plus grande que la pression extérieure. Dans ce cas, les rubans d'acier 5 ne peuvent pas être fixés directement aux membranes des boites, mais ils doivent être fixés aux extrémités exté- rieures de consoles ou d'organes analogues disposés dans , les membranes et s'avançant jusque devant l'arbre de mesu- re.
REVENDICATIONS.
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