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DISPOSITIF',POUR LA'CORRECTION AUTOMATIQUE DES INDICATIONS.DES 'MESUREURS -DE 'FLUIDES.
Le dispositif de la présente invention qui se rapporte ici uni- quement à titre d'exemple, aux mesureurs de vapeur surchauffée, mais en va- riant avantageusement la forme des cames, des leviers et des rapports entre les divers organes, est applicable à n'importe quel mesureur de,fluides, que ceux-ci soient gazeux ou liquides. Il est connu que les mesureurs de vapeur (pour limiter la description au seul type de dispositif expliqué) donnent des indications industriellement exactes quand l'état physique de la vapeur à mesurer conserve les caractéristiques prises comme base pour le calcul de l'organe d'étranglement et du mesureur lui-même, mais, suivant la variation de cet état physique (dans le cas présent pression-température) le volume spécifique varie, et en conséquence le poids de.la vapeur mesurée.
Les mesureurs actuels se trouvant dans le commerce sont cons- truits de manière à ne pas tenir compte de ces variations; il s'ensuit que, pour pouvoir connaître une mesure exacte de la vapeur consommée ou distri- buée, il est nécessaire de multiplier l'indication du mesureur par un coef- ficient fixé par calcul ou par des diagrammes propres, en tenant compte de la marche moyenne pondérale des variations de pression ou température sur- venue durant le temps considéré. Les techniciens qui, par la nécessité du travail, sont aux prises avec la mesure des quantités de la vapeur, connais- sent très bien les.difficultés d'un tel procédé et son imprécision notoire.
Le présent dispositif (appliqué à un mesureur de vapeur) effec- tue automatiquement et immédiatement toutes les opérations nécessaires pour permettre au mesureur d'indiquer le débit instantané toujours exact et quel- le que soit l'importance des variations de pression ou de température.
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Le curseur normal des indicateurs de débit a été monté, dans le présent dispositif, sur le chariot qui est celui destiné à effectuer la cor- rection automatique. Dans le but de rendre plus visible et facilement contro- lable le travail effectué par le dispositif, le chariot est muni de deux cur- seurs.
Un de ceux-ci indiquera toujours le débit instantané sans tenir aucun compte des variations de l'état physique de la vapeur (comme il arrive avec les mesureurs actuellement dans le commerce) tandis que le second donnera toujours le débit instantané exact, c'est-à-dire multiplié par le coeffi- cient de correction déduit des variations instantanées de la pression et de la température, Le but des curseurs est double : en premier lieu il est tou- jours possible, à n'importe quel moment, en faisant la différence entre deux indications, de déterminer l'importance de la correction; en second lieu, il est possible, après lecture de la pression et de la température instantanée et après détermination du coefficient de correction,, de contrôler si la va- leur corrigée est exacte.
L'utilisation d'une telle mesure est très grande, parce que, en plus de ce qui est décrit ci-dessus, le personnel chargé de la surveillance de l'installation, en voyant les deux curseurs se déplacer l'un par rapport à l'autre, se rendra compte immédiatement qu'il se passe quelque chose d'anormal dans la pression ou la température ou entre les deux éléments; en outre, puisque la correction deviendra d'àutant plus visible que seront grandes les variations de l'état physique de la vapeur, son attention sera constamment en éveil et il sera poussé à intervenir pour le remettre dans l'état normal, avec profit pour le service.
Le dispositif peut être réalisé comme indiqué dans la Fig. 1 qui montre le système le plus pratique, en incorporant dans le mesureur de débit les indicateurs de pression et de température.
Naturellement, dans ce cas, il est nécessaire que, à l'endroit où les mesureurs de température à pression seront installés, soit disposée à distance une transmission convenable,électrique ou mécanique, pour l'ac- tionnement des cames respectives qui commandent le différentiel du disposi- tif qui sera monté, pour plus de simplicité, dans les mesureurs de débit.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 est une vue de face;
Fig. 2 est une vue de côté;
Fig. 3 représente le détail du différentiel et du levier;
Figo 4 représente le détail de la fixation du chariot porte- curseurs.
Le système illustré par les Figs. 1 à 4 est indiqué ici pour l'application d'appareils indicateurs, totalisateurs, enregistreurs, ayant un cadran à échelle horizontale, qui est le plus intéressant, car il s'agit d'appareils complets qui s'installent où il y a la plus grande nécessité d'avoir des mesures exactes, mais le système entier peut être appliqué éga- lement à des appareils à cadran circulaire.
Une application de ce genre est représentée schématiquement par les Figs. 5, 6 et 7. Puisque les appareils à cadran circulaire sont normale- ment indiqués dans la pratique industrielle comme indicateurs et seulement quelquefois avec indicateurs et totalisateurs, on donnera une description détaillée du dispositif appliqué à des appareils à cadran à échelle horizon- tale, en se limitant à une brève description du dispositif appliqué à des appareils à cadran circulaire, le principe en étant le même suivant les Figs.
5, 6 et 7. Dans ces figures, 1 représente le chariot; 2 la crémaillère con- duite; 3 la crémaillère conductrice; 4 le curseur ; le curseur fixe ; 6l'échelle ; 7 le levier; 8 la roulette ; 9le point d'appui; 10 la position zéro ; 11 et 12 les roues dentées; 13 la fourche ; la roue dentée ; et 16 les crémaillères commandées par les tiges 17, 18; 19 et 20 les cames de commande; 21 l'indicateur de pression; 22 l'indicateur de température ; 24 et 25 les crémaillères. Le dispositif consiste en un chariot porte-curseurs 1 qui rem- place complètement le curseur normal actionné directement par le mesureur de
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débit.
Sur ce chariot sont montées, à 90 entre elles, : deuxcrémaillères 2, 3, l'une conduite et l'autre conductrice, engrenant toutes lés deux sur des roues dentées 11 et 12 montées sur le même axe, mais ayant un nombre dif- férent de dents, de manière à obtenir une augmentation du mouvement de 'la cré- maillère conduite 2, par rapport aux crémaillères conductrices 3. La crémail- lère conduite 2, porte le curseur 4 qui est celui qui donne la mesure exacte et correcte. A cette crémaillère 2 peut être fixé le stylet pour l'enregis- trement du diagramme et des leviers nécessaires pour le raccordement avec l'intégrateur mécanique, qu'on juge inutile d'indiquer.
Sur le châssis du chariot 1, est appliqué, en position médiane, le curseur fixe 5 qui, dans les conditions de travail normal, est constamment et complètement couvert par le curseur mobile 4 quelle que soit le débit indiqué. Ce n'est qu'au cas où les pressions ou la température varient , que le curseur mobile 4 effec- tuera la correction en découvrant le curseur fixe 5, de manière que la dif- férence des lectures indiquées par les curseurs 4,5 sur l'échelle 6 corres- ponde à la--valeur de la correction.
La crémaillère conductrice 3 est commandée au moyen d'un levier rainuré approprié 7 auquel elle est articulée par la roulette 8. Le levier 7 est appuyé à cheval, et exactement sur la verticale, même si elle n'est pas d'aplomb, par rapport au zéro de l'échelle du mesureur de débit.
Dans la position zéro de l'appareil, le centre de la roulette 8 de commande de la crémaillère 3 se trouve sur le même axe que le point d'appui 9 du levier rainuré 7 de manière que le levier lui-même puisse se soulever et s'abaisser sans que la crémaillère 3 ne se meuve.
Il est indispensable que ce qui est décrit ci-dessus soit réa- lisé de manière parfaite pour la raison que, quand le levier rainuré 7 est en position horizontale, le chariot porte-curseurs 1 peut se déplacer en a- vant ou en arrière sans que la crémaillère 2 ne se meuve et les curseurs 4 et 5 resteront toujours superposés quelle que soit le débit indiqué, ne don- nant pas ainsi lieu à correction si le levier rainuré 7 se soulève ou s'a- baisse; il est évident que, à moins que l'appareil ne soit à zéro (c'est-à- dire débit hul) la différence entre les deux curseurs sera pour toute la longueur de l'échelle 6 proportionnelle à la valeur indiquée, c'est-à-dire par le rapport connu :
X a = const. Le diamètre des engrenages 11 et y b 12 est choisi à volonté de manière à réaliser l'écart maximum que l'on veut obtenir entre les curseurs 4 et 5 (correspondant à la correction maximum que l'on veut effectuer) avec l'angle maximum que l'on veut faire faire au le- vier rainuré 7. Sur l'extrémité non appuyée 13 du levier 7 est appliqué le différentiel pour la commande de ce même levier, différentiel qui est consti- tué de deux engrenages à crémaillère avec une roue dentée 14 dont l'axe peut rouler librement et sans aucun jeu, entre deux rainures creusées sur l'ex- trémité à fourche 13 dudit levier 7. Les deux crémaillères 15 et 16 sont com- mandées respectivement par les tiges 18 et 17 dont la position est détermi- née par la position des cames de commande respectives 19 et 19-20.
Les cames 19 et 20 fixées pour le calcul, ou mieux encore, pour le jaugeage de l'appa- reil, ont respectivement la position définitive des curseurs des indicateurs de pression 21 et de température. 22 fixés sur les crémaillères 23 et 24 qui regoivent le mouvement à travers une transmission'mécanique ou électrique appropriée, des organes releveurs de pression et de température.
La simplicité et la sûreté absolue de fonctionnement du disposi- tif n'ont pas besoin d'être décrites plus en détails, étant claires, parce que, tandis qu'aux valeurs de la pression et température, correspondant à celles de calcul, les cames 19 et 20 auront obligé la tige 18 et 17 à une position telle que le levier 7 se trouve horizontal, et ainsi le chariot - pourra se mouvoir sur toute l'étendue de l'échelle, sans qu'aucune correction ne se produise, ni variations de pression ou de température, que celles-ci soient entretemps ou non superposées, le différentiel sera mis en mouvement en faisant décrire au levier 7 un certain angle capable de'déplacer le cur- seur mobile de manière que ce déplacement corresponde à la valeur de la cor- rection.
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Le pourcentage de correction est maintenu constant pour n'impor- te quelle valeur du débit, par la position du levier 7, à moins que d'autres variations de pression ou température n'interviennent qui obligent le levier à opérer une nouvelle inclinaison qui égalera la valeur des corrections au nouvel état physique de la vapeuro
Les Figs. 5, 6 et 7 ci-dessous indiquées se rapportent au sys- tème appliqué à des appareils ayant une échelle circulaire., Le chariot 1 est appliqué sur un secteur 30 à deux branches; ce secteur 30 est emboîté sur un arbre 45 actionné par le mesureur de débit et porte le curseur 5 qui, en con- dition de fonctionnement normal, est couvert par le curseur 4 qui est appli- qué à la couronne dentée 2 folle sur l'arbre.
Sur le secteur 30 ont été montés, dans le but d'équilibrer le chariot 1 et le curseur 4, en position diamétralement opposée, le chariot 1 et le curseur 4 bis. La couronne dentée 3 est conduite, tandis que la cré- maillère 3 est conductrice et est équilibrée par la crémaillère 3 bis.
Les crémaillères 3 et 3 bis sont reliées entre elles par des ressorts 31 qui ont pour but de maintenir la bille 32 d'accouplement de la crémaillère 3 à la came 33, toujours adhérente à la came qui remplace le levier 7. La ligne pointillée 34 sur la came 33 indique la position de rou- lement de la bille 32 quand l'état physique de la vapeur est celui de cal- cul, et dans ce cas les curseurs 4 et 5 seront superposés en n'importe quel- le position de l'échelle 35.
A la came 33 est seulement permis un mouvement axial guidé par les dents 44 qui sont fixées sur un moyeu concave fixé sur le châssis à l'in- térieur duquel tourne l'arbre 45 commandé par les variations de pression dif- férentielle.
La came représentée schématiquement (Fig. 6) est constituée par un solide, les faces externes duquel projettent, sur un plan perpendiculaire à la droite représentée en projection par le point 40, respectivement les spirales d'archimède 41 et 42 se développant du cercle de base 43.
Quel que soit le plan qui coupe la came perpendiculairement à l'axe représenté en projection par le point 40, il est entrecoupé par une spirale d'Archimède dont le point imaginaire qui la décrit a des vitesses radiales variables d'une valeur positive déterminée à une valeur négative dé- terminée. Il y aura un plan intermédiaire qui coupera sur les cames le cer- cle de base 43, le long duquel se trouvera la bille d'accouplement 32 lors de la variation du débit, dans le cas où la pression et la température et pression de la vapeur correspondent à l'état physique de calcul de l'organe d'étranglement:
La Fig. 7 représente un diagramme qui sert de base pour la réa- lisation de la came 33.
Etant donné que, suivant les variations de l'état phy- sique de la vapeur, le curseur 4 devra prendre une position différente de celle du curseur 5 et que leur différence d'indication doit nécessairement devenir proportionnellement nulle par l'annulation du débit, il est établi que la bille 32 devra déplacer la crémaillère 3 en courant le long des droi- tes, l'inclinaison de laquelle est indépendante du débit, mais dépendante ex- clusivement de la température et de la pression de la vapeur.
Pour les corrections positives la portion de droite est celle entre le point 46 et le point 47; pour les corrections négatives, la portion de droite est celle entre le point 46 et le point 48.
Dans les figures, plusieurs droites ont été indiquées, corres- pondant à diverses conditions de l'état physique de la vapeur qui constituent quelques génératrices des cames 33.
L'horizontale représente la génératrice de correction nulle, aucun haussement de la bille 32, donc curseurs toujours superposés le long de la course de l'échelle, cas correspondant au poids spécifique de la va- peur égal à celui de calcul.