<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et dispositif pour la mesure de débit de liquides.
L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la mesure du débit d'un liquide. Elle utilise le principe connu en vertu duquel on peut maintenir en suspension, dans un courant ascendant de liquide, des corps solides de forme ou de dimensions appropriées. Le corps solide se trouve en équilibre, dans le dit liquide, sous l'effet de deux forces antagonistes : le poids du solide diminué de la poussée d'Archimède d'une part, et le frotte- ment du liquide au contact de la paroi du solide d'autre part.
Il est évident que lorsqu'on fait usage d'un tube cylin'driqu,e ver- tical, le solide ne sera maintenu en suspension que pour un débit bien déterminé.
Pour un débit légèrement inférieur le solide se dépose sur le fond du tube, tandis que pour un débit légèrement supérieur le solide est entraîné hors de l'appareil. On a imaginé dès lors des dispositifs dans lesquels le frottement entre le liquide et n
<Desc/Clms Page number 2>
le solide varie suivant la position de ce dernier dans l'appareil pour que le solide prenne une position stable compatible avec le principe énoncé. C'est ainsi que l'on a proposé l'emploi de tubes dont le diamètre varie avec la hauteur. La construction de pareils dispositifs est assez difficile et le prix de revient en est élevé.
L'invention a pour objet d'écarter cet inconvénient et permet l'emploi de tubes à section constante beaucoup moins coû- teux que les précédents. A cet effet elle fait usage, non plus d'un "flotteurtt unique mais de la suspension d'une multitude de grains dans le liquide ascendant.
La demanderesse a établi qu'il existe un rapport déter- miné entre la densité de la suspension (c'est-à-dire le volume de grains suspendus par unité de volume de liquide en circulation) et le débit unitaire de ce liquide passant au travers de la suspen- sion. Elle se base sur cette relation pour déterminer le débit de fluide passant dans la colonne cylindrique en mesurant la hau- teur occupée par la suspension des solides dans le dit fluide.
Le dispositif utilisé à cet effet comporte (Fig.I) une colonne cylindrique en verre ou autre matériau transparent a intercalée dans une conduite verticale bb par des manchons et des bourrages appropriés et munie d'une grille d sur laquelle on dépose des sphères de dimensions appropriées e sur unehauteur. II.
Le débit du liquide étant nul ou suffisaient faible les sphères occupent, sur la grille de support, la hauteur H.
Lorsque le débitaugmente et atteint une valeur unitaire critique les sphères sont soulevées et s'écartent les unes des autres. L'en- semble des sphères constitue alors une suspension occupant un es- pace de hauteur H'. mesure que le débit augmente la suspension se dilate et occupe une hauteur de plus en plus grande. Les sphères prennent, pour un débit fixé, une position d'équilibre, déterminée d'une part par leur poids au sein du liquide, et d'autre part par
<Desc/Clms Page number 3>
le frottement entre ce dernier et les parois des sphères. Comme ce frottement "d'équilibre" dépend entre autres facteurs de la vites- se du liquide, les sphères prendront une position telle que la section de passage entre elles confère au dit liquide la vitesse qui correspond au frottement"d'équilibre".
Il en résulte que la hauteur H' donne la mesure du débit instantané du liquide. ,
La densité relative de la suspension (rapport du volume occupé par les sphères dans la suspension au volume occupé par les sphères tassées = H ) est fonction
H'
1 ) de la nature du fluide
2 ) du débit unitaire de ce fluide
3 ) de la nature du corps solide en suspension
4 ) de la dimension des grains du corps solide.
Tenant compte de l'influence de ces facteurs on peut choisir. la nature du corps.solide le mieux conditionné et la di-. mension des grains de ce corps les mieux appropriées à donner une suspension de hauteur voulue et, par là même, utiliser la sus- pension comme mesureur du débit de fluide.
L'invention n'est donc pas limitée par la nature, la forme ou la dimension des grains en suspension. On pourra utiliser, sui-' vaut le cas, des grains de verre, du sable rude, des sphères en matériaux pierreux, résineux ou métalliques.
Le débitmètre pouvant être intercalé dans une conduite de diamètre inférieur il est avantageux de réduire les mouvements tourbillonnaires à l'amont de la suspension par l'emploi de cloi- sons parallèles directrices f placées de manière à diviser la sec- tion épanouie en une série de filets minces parallèles.
Le dessin annexé donne schématiquement, à titre d'indica- tion, le dispositif simplifié de l'invention comportant en principe un tube à section constante ou pratiquement constante, circulaire
<Desc/Clms Page number 4>
ou polygonale, un support de grains solides au repos et une quantité déterminée de grains.
Les appareils peuvent être étalonnés en débit de li- quide, étant susceptibles d'une étude mathématique rigoureuse. On pourra constituer, à peu de frais, par le choix du diamètre des tubes de la nature et des dimensions des solides de la suspension, une série dedébitmètres dont les lectures se .rejoignent, par exemple une série d'appareils permettant des mesures de débit de liquides depuis 0,5 L/heure jusqu'3 20 m3/heure, et au-delà, chacun des appareils étant individuellement capable d'une éten- due de mesure de 1 à 10 (débit maximum = la) . débit minimum
On ne sortira pas du cadre de l'invention en combinant le dispositif décrit avec des dispositifs connus.
Ainsi par exem- ple on pourra leur donner la forme des indicateurs de niveau à haute pression, un appareil donné peut mesurer une fraction connue d'un débit total, les lectures peuvent être enregistrées par voie photoélectrique, par voie électromagnétique; on pourra encore les combiner entre eux, en plaçant en série des éléments couvrant des étendues de mesure différentes, etc...
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour la mesure de débit par entraînement de solides dans un courant ascendant de liquide, caractérisé par le fait que l'on interpose dans le trajet du liquide une multitude de grains solides qui, lorsque le débit augmente, se mettent en suspension et s'écartent les uns des autres jusqu'à ce que la force de frottement du liquide sur les parois des solides équilibre le poids de ceux-ni au sein du dit liquide, et que l'on mesure la hauteur occupée par la sus pension.