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DEBITMETRE AVEC DIVISEUR DE COURANT.
L'invention se rapporte à un débitmètre avec diviseur de courant et a pour but principal de réaliser ce débitmètre de telle sorte que le ré- sultat des mesuresnne soit pas influencé par la pression atmosphérique. Un autre but poursuivi dans l'invention est d'exclure également l'influence de la température et de l'humidité de l'air sur l'exactitude des résultats des mesures.
Dans chacune des figures 1 à 3, le dessin représente, sous forme schématique, un exemple de réalisation de l'objet de l'invention et il don- ne par la figure 4 une modification pouvant être appliquée dans tous les exem- ples d'exécution; les figures 5 et 6 montrent chacune, dans un exemple d'éxé= cution supplémentaire, l'application de l'invention à des cas particuliers.
Dans le premier exemple d'exécution (figo 1), où l'on veut seule- ment éliminer l'influence de la pression atmosphérique, 1 désigne la conduite dont on doit mesurer le débit, 2 le diaphragme et la flèche 3 le sens du flui- de en circulation. La chambre 4 du diviseur de courant possède une membrane 5 qui partage la chambre en deux espaces 6 et 7, l'espace 6 étant relié, avec la conduite 1, en amont du diaphragmen 2, par l'intermédiaire de la dériva- tion 8 munie d'un diaphragme 9, tandis que l'espace 7 est relié à la conduite 1 en aval du diaphragme 2 par l'intermédiaire de la dérivation 10. Sur le côté tourné vers l'espace 6, où pendant la circulation dans la conduite 1 règne une surpressionwis-à-vis de l'espace 7, la membrane 5 porte un corps de soupape 11 qui,
lorsqu'il n'y a pas de circulation dans la conduite 1 et que de cette façon la pression a une même valeur dans les espaces 6 et 7, s'appuie sur le siège de soupape 12 et ferme de ce fait la conduite de décharge du courant dérivé 13. Jusqu'à ce point, le dispositif est connu.
Dans la conduite 13 se trouve un diaphragme 14, à l'avant et à l'arrière duquel débouchent, dans la conduite 13, les deux branches 15 ou
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17 de tubes communicants reliés vers le bas par un coudé 16. Plus loin la conduite 13 passe à angle droit à travers la chambre 18 contenant un tiroir 19 formant piston et débouche en 20 à l'air libre. Le tiroir 19 qui, dans sa position limite gauche, obture la conduite 13, a un étranglement 21 qui, par déplacement vers la droite, vient dans la région de la conduite 13'et libère celle-ci.
L'extrémité gauche 22 de la chambre 18 est en relation par l'intermédiaire d'une conduite 23 avec la conduite 13 en avant du diaphrag- me 14, de sorte que la pression dans la conduite 13 en avant du diaphragme 14 s'exerce par la gauche sur le piston 19; sur la droite de celui-ci, agit un ressort 24, dont la pression peut être modifiée par une vis de réglage 25 se vissant dans la paroi extérieure droite de la chambre 18. Le ressort 24 est suffisamment grand pour que sa tension ne se modifie qu'imperceptible- ment lorsque le piston 19 subit un déplacement limité.
D'autre part, le diamètre du piston 19 est choisi assez grand pour qu'à un déplacement minime du piston corresponde déjà un changement important de la section de passage ce qui, comme on le verra, dans le mode opératoire décrit ci-après, nécessite seulement un faible déplacement et permet ainsi de considérer comme invaria- ble la pression du ressort 24 sur le piston 19.
Pour comprendre le fonctionnement, dans lequel on peut considérer comme connues les opérations qui se passent jusqu'au moment où on arrive à la conduite 13, on peut supposer que la branche 17 des tubes communicants 15, 16, 17 et l'extrémité de, la conduite 13 débouchent à l'air libre. La différence de hauteur h des niveaux de liquide des deux branches 15 et 17 constitue alors une mesure de la quantité du courant partiel passant à tra- vers la conduite 13 dans l'unité de temps et par là une mesure du débit par unité de temps dans la conduite 1. Cette mesure est toutefois influencée par la compression atmosphérique variable.
Ceci vaudrait également dans le cas où les parties 18, 19 formant soupape de trop-plein existeraient, avec comme seule différence que de la mesure h devrait être soustraite une quan- ti-té correspondant à la contre-pression de la soupape de trop-plein 18, 19.
Toutefois, lorsque, comme dans l'exemple d'exécution déjà décrit, la branche 17 débouche dans la conduite 13, il se produit alors ceci : quand la pression commence à monter dans la conduite 13, parce que la soupape de trop-plein 18, 19 est trop peu ouverte, la pression exercée en 22 sur la partie frontale gauche du piston 19 s'élève également par l'intermédiaire de la conduite 23 et le piston se déplace vers la droite, jusqu'à l'établissement d'un nouvel état d'équilibre. Cependant, du fait que la tension du ressort 24 peut être considérée invariable lorsque des déplacements du tiroir 19 ont lieu, comme cela a déjà été dit précédemment, ce nouvel état d'équilibre peut être pro- duit seulement par la pression du ressort 24 au moyen de la vis de réglage 25, donc indépendamment de la pression atmosphérique.
On notera encore ce qui suit à ce sujet :les tubes communicants 15, 16, 17 peuvent être rempla- cés par tout dispositif quelconque indiquant ou faisant observer des varia- tions de pression. Il est possible également de diriger le courant partiel de la conduite 13 vers un compteur à gaz, lequel peut être disposé aussi bien à l'avant qu'à l'arrière de la soupape de trop-plein 18, 19.
Le deuxième exemple d'exécution (fig. 2) diffère du premier (fig.
1) seulement en ce que, dans la conduite de dérivation 13, est prévu un dis- positif réagissant sous l'effet de ;la température, qui agit sur la soupape de trop-plein 18-19. Dans ce but, la conduite 13 comporte une partie élargie 30 dans laquelle une extrémité d'un arc 32 bimétallique est fixée à un sup- port 31, l'autre extrémité de l'arc étant reliée à une tringle 34 par l'in- termédiaire d'un levier 33. La tringle 34 passe de façon étanche à travers la paroi de la partie élargie et est reliée de façon articulée à son autre extrémité à une tige 35, dont l'autre extrémité de son côté est guidée au moyen d'un manchon de guidage 36 prévu sur un levier 37 qui peut être fixé au moyen d'une petite vis 38.
Le levier 37 est articulé à sa partie infé- rieure en un point 39 à une vis de réglage 40 qui est vissée dans un palier fixe 41. Entre le point 39 et le machon 36 se trouve attaché au levier 37 un ressort 42 dont l'autre extrémité est reliée à une saillie 43 fixée au piston 19. Le restant de l'appareillage correspond à celui donné dans le
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premier exemple d'exécution. En ce qui concerne le fonctionnement, le res- sort 42 correspond ici au ressort 24 cité auparavant et la vis de réglage
40 correspond ici à la vis de réglage 25. Dans ce cas-ci, la pression exer- cée sur le ressort 42 n'est pas seulement réglable par la vis de réglage'40, mais elle varie aussi lorsque la température se modifie lorsque la courbure de l'arc bimétallique 32 qui l'accompagne se modifie simultanément.
Dans ce cas, l'arc déplace les parties 33, 34, 35 et 36, et ceci amène une rota- tion du levier 37 autour du point 39 et modifie la tension du ressort 42.'
Ce qui a été dit dans le premier exemple d'exécution s'applique également dans le cas de la disposition d'un compteur à gazo
L'exemple d'exécution suivant la figure 3 diffère du précédent (figo 2) tout d'abord en ce qu'il existe, en plus, un dispositif qui réagit d'après le degré d'humidité de l'agent de pression et qui agit supplémentai- rement sur la soupape de trop-plein 18, 19, et en ce que le compteur désigné par 50 est disposé à l'avant du diaphragme 49 correspondant au diaphragme 14 du premier exemple d'exécution.
Le dispositif :réagissant au degré d'humi- dité pourrait de la façon la plus simple être constitué par un hygromètre à cheveu, lequel agirait sur la pression exercée sur le tiroir de piston par l'intermédiaire du système de leviers que l'on décrira plus tard. Du fait qu'un hygromètre à cheveu ne peut toutefois exercer directement une force suffisante, il est nécessaire de monter un dispositif de renforcement. Dans ce but, il est avantageux de choisir un régulateur à injecteur auquel on amène de la conduite 1 le fluide de circulation nécessaire. On représente le cheveu de l'hygromètre par 51, fixé par une de ses extrémités à un point fixe 52 et par l'autre extrémité à un injecteur à jet 53. Celui-ci peut tourner autour d'un pivot tubulaire 54 et reçoit à cet endroit l'afflux du fluide de circulation venant de la conduite 1 par la dérivation 55.
Le che- veu 51 reçoit sa tension par un ressort 56 dont une des extrémités est atta- chée à un point fixe 57. En avant de l'injecteur 53 peut se déplacer, dans des cylindres 58 où 59, un piston 60 ou 61. Les pistons 60 et 61 sont reliés par une tige de piston 62 qui porte un tranchant 63 tourné vers l'in- jecteur 53. De chaque côté du tranchant 63, une conduite 64 ou 65 conduit à travers la tige de piston aux cylindres 58 ou 59, de telle manière que le côté droit du tranchant soit relié au cylindre de gauche et le côté gauche du tranchant le soit au cylindre de droite. En un point d'articulation 66 de la tige de piston 62, est fixé un levier 67 dont l'autre extrémité est guidée sur un levier 70 au moyen d'un manchon 68 articulé à cet endroit, tandis que le manchon d'articulation peut être fixé au moyen d'une petite vis de serrage 69.
A l'autre extrémité du levier 70, le levier 35 se raccorde au manchon d'articulation 36. La liaison établie plus loins après l'arc bi- métallique 32 est la même que celle décrite dans le deuxième exemple d'exé- cution et ne demande pas de description plus détaillée. Entre les manchons 36 et 68 est articulé, au levier 70, en un point d'articulation 71, un guide 72, dont l'autre extrémité est articulée en un point d'articulation 73 à un levier 74. D'une manière correspondante au levier 37 du deuxième exemple d'exécution, le levier 74 est articulé à sa partie inférieure en un point 75 d'une vis de réglage 76 qui se visse dans un palier fixe 77.
Entre 73 et 75, se raccorde au levier 74 une des extrémités d'un ressort 78, l'autre extrémité s'appuyant contre le piston 19. 11 est avantageux d'empêcher le levier 70 de se déplacer dans le sens de sa longueur, par exemple en reliant son extrémité supérieure vers un point d'articulation 79 prévu sur un levier 80 dont l'autre extrémité peut pivoter autour d'un point fixe 81. Mais on pourrait également prévoir un guidage adéquat sur le levier 72 au point d'ar- ticulation 71 ou sur un prolongement du levier 72 vers la droite.
Du fait que, eu égard au dispositif de renforcement choisi, l'hygromètre ne peut pas être établi dans la conduite 13 aussi facilement que l'arc bai-métallique le cheveu de l'hygromètre est placé ici à l'extérieur de cette conduite et la disposition suivante est choisie ; aulieu de l'embouchure 20 s'ouvrant à l'air libre et existant dans les deux premiers exemples d'exécution, on prévoit un tuyau 82 qui s'élargit vers une sortie 83 devant le cheveu 51, de manière que le fluide de circulation qui en sort balaie substantiellement le cheveu sur toute sa longueur; à la sortie 83 peuvent être prévues, à ti-
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tre de précaution, des tôles de répartition 84, afin de réaliser un écoule- ment uniformément réparti du fluide de circulation.
Il est aussi possible de prévoir l'installation du cheveu de l'hygromètre à l'intérieur de la con- duite 13 ou dans une partie élargie de celle-ci et de guider son extrémité vers l'extérieur de façon étanche comme dans le cas de la tige 34 de l'arc bi- métallique et par ailleurs d'y prévoir aussi le dispositif de renforcement tel qu'il est monté à l'extérieur de la conduite 13, de sorte que lespar- ties 82 et 84 puissent être omises et qu'une embouchure 20 soit prévue comne dans les exemples d'exécution précédents.
Au sujet du fonctionnement, il faut remarquer tout d'abord que, par le déplacement des manchons 36 et 68 sur le levier 70, on peut régler l'influence du changement de température et d'humidité sur la pression de trop-plein, de même que la pression de trop-plein correspondant ànun chan- gement de la pression atmosphérique, au moyen de la vis de réglage 76. En outre, le fonctionnement se comprendrait sans plus si le cheveu 51 se raccor- dait, sans le couplage intermédiaire de renforcement 53-66, au levier 70 comme le fait la tige 67. 11 y a donc lieu de décrire brièvement le fonctionnement du dispositif de renforcement ou du régulateur à injecteur. Le fluide de circulation arrivant par 55, 54, 53 s'étale en gerbe contre le tranchant 63.
Si celui-ci n'est pas situé au milieu du jet, mais par exemple sur la droite de ce dernier, la majeure partie du fluide de circulation se porte sur le cô- té gauche du tranchant 63 et pénètre, par l'intermédiaire de la conduite 65, dans le cylindre 59 et, de ce fait, la pression qui, y règne dépasse celle qui existe dans le cylindre 58. Ceci a pour résultat que les pistons 60 et 61 en même temps que la tige 62 et le tranchant 63 se déplacent vers la gauche jusqu'à ce que le tranchant 63 soit situé au milieu du jet provenant de l'injecteur 53. Réciproquement, ceci vaut également dans le cas inverse.
La position de l'orifice de l'injecteur est déterminée par la longueur du cheveu 51 à chaque instant ; ainsi, il y aura toujours déplacemat du tranchant 63 avec les parties 60, 61, 62 qu'il porte, et du point d'articulation 66, en fonction de l'humidité du gaz, et ceci influencera simultanément la pres- sion du ressort 78 sur le piston 19 de la façon rendue évidente par le dessin.
Lorsque le chemin que les parties 60, 61, 62 parcourent est relativement trop petit, on peut l'accroître en remplaçant le levier.
Dans les formes d'exécution décrites jusqu'à présent, on tient compte des variations de la pression atmosphérique à;l'aide d'une manipulation de;la vis de réglage 25, 40 ou 76, ce qui se fait, d'après la hauteur baro- métrique, au moyen d'une échelle graduée.
La figure 4 montre un dispositif auxiliaire à l'aide duquel on peut se passer du réglage à la main. Par 91 on désigne une chambre à mem- brane vide d'air, 92 étant sa membrane. Celle-ci a, en son milieu, un point d'articulation 93 qui, par l'intermédiaire d'un levier 94, est relié au point d'articulation 95 d'un levier 96. Celui-ci peut pivoter autour d'un point fixe 97 et porte, à son extrémité libre, un manchon taraudé 98 dans lequel se visse la vis de réglage 25 (figure 1). Le reste du montage est le même que dans le premier exemple d'exécution. On voit sans difficulté, à l'aide du dessin, comment la variation de flexion de la membrane, se produisant sous l'effet de la variation de la pression atmosphérique, se transmet au manchon 98 et, de ce fait, à la vis 25 et au ressort 24 dont la tension se modifie de manière correspondante.
Il rentre dans le domaine de l'invention que l'importance de l'influence de la variation de la pression atmosphérique peut être réglée, par exemple en faisant en sorte que le point d'articula- tion 95 puisse se déplacer sur le levier 96. Il rentre dans les connaissan- ces de l'homme du ;métier de* prévoir le même dispositif dans les exemples d'exécution des figures 2 et 3.
L'exemple d'exécution suivant la figure 5 concerne une application de l'objet de l'invention au cas où la pression du fluide de circulation est réduite, comme cela est nécessaire notamment dans la distribution de gaz à distance
Les références 1 à 13 et 50 désignent les mêmes parties que dans les exemples d'exécution précédents et, dans ce cas, 1 représente la conduite
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dans laquelle la pression n'est pas encore modifiée., On a placé, dans la conduite 1, après l'endroit de mesure (diaphragme 2), une soupape de réduction de pression 100 qui réduit, dans un rapport détermine par rapport à la pression dans la conduite 1, la pression du fluide de circulation régnant dans la conduite 101 qui lui succède, par exemple dans une proportion de '
1 à 10.
A la tubulure de sortie 102 du compteur à gaz 50 se raccorde la con- tinuation 103 de la conduite du courant de dérivation qui, par l'intermédiaire d'une soupape de réduction de pression 104, mené à la conduite 101. Cette soupape de réduction de pression est disposée de telle manière qu'elle main- tienne toujours à une certaine valeur la pression dans la conduite 103 à la tubulure de sortie 102 du compteur à gaz 50, et cela, indépendamment de la pression atmosphérique.
Cette soupape peut en outre être conçue de telle sorte que, comme dans l'exemple d'exécution de la figure 2; elle tienne comp- te également de la température, ou, comme dans l'exemple d'exécution de la figure 3, elle tienne compte de la température et du degré dhumidité. Dans ce cas, lorsqu'il s'agit d'un gaz, le régulateur à jet doit être intercalé de telle sorte que le gaz nécessaire à son fonctionnement puisse être amené à la conduite 101, donc qu'il ne s'échappe pas à l'air libre. La soupape de réduction de pression 104 peut être supprimée lorsque la soupape de réduction de pression 100 est conçue de telle sorte qu'elle agisse comme on l'a déjà expliqué pour la soupape de pression 104.
Dans l'exemple d'exécution suivant la figure 6, on utilise, pour réduire le débit du fluide de circulation, la contre- pression invariable à laquelle le courant partiel est soumis, soit supplémentairement, soit rien qu'elle. Ce dispositif est constitué d'un régulateur de débit commandé par la contre-pression de telle sorte que la vitesse de passage du fluide de cir- culation diminue avec un accroissement de la contre-pression.
Les références'1 à 13 désignent les mêmes parties que dans les exemples d'exécution antérieurs.
La conduite 13 débouche ici dans un réservoir 114 du genre d'une boîte à vent. Ce réservoir présente avant tout de l'intérêt lorsqu'il s'agit d'un fluide de circulation turbulent ou pulsant; on peut l'omettre dans les autres cas. Du réservoir 114 une conduite 115 mène à l'espace gauche 116 d'un cylindre 117 qui croise la conduite 1, et où un tiroir de piston 118 muni d'un étranglement 119 peut se déplacero L'extrémité frontale'120 du tiroir 118, tournée dans le sens opposé à l'espace 116 est maintenue sous la pression d'un ressort 121 dont on peut faire varier la tension au moyen de la vis de réglage 1220 La longueur du ressort 121, qui peut être protégée contre un flambage par les moyens connus,
est prévue suffisamment grande pour que sa tension ne se modifie qu'imperceptiblement dans les limites pré- vues lors du déplacement du tiroir. D'autre part, le diamètre du cylindre 117 est calculé suffisamment grand par rapport au diamètre de la conduite 1 pour qu'un déplacement minime du tiroir produise déjà une variation plus gran- de de la section d'écoulement. En le construisant en métal léger et en pra- tiquant des évidements, le poids du tiroir peut être rendu très petits. Du réservoir 114 une conduite 123 munie d'un diaphragme 124 mène au dispositif mesurant le débit ou bien, lorsque celui-ci est omis, à l'air libre. Dans le dernierr cas, le diaphragme 124 peut être omis et remplacé par un dis- positif quelconque qui règle la section de l'orifice de sortie.
Lorsqu'il n'y a pas de circulation dans la conduite 1, la pression a la même valeur en 6 et 7; la soupape de ce fait reste fermée et, comme l'es- pace 114 est en relation avec l'air extérieur par l'intermédiaire de 123, la surpression en 114, 115,116 est nulle. Le tiroir 118 prend de ce fait sous la pression du ressort 121 sa position limite gauche et la conduite 1 est complètement ouverte,
Lorsqu'il y a circulation dans la conduite 1, la pression en 6 surpasse celle en 7, de sorte que la soupape 11-12 s'ouvre et que le fluide de circulation pénètre par 13 dans le réservoir 114 et s'écoule de là à l'air libre par 123 ou va vers l'appareil de mesureo Cependant, dans ce cas,
il s'établit d'abord dans le réservoir 114 une certaine' pression qui agit par
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115 et, 116 sur la face frontale gauche du tiroir 118 et déplace ce dernier en sens contraire de la pression exercée vers la gauche par-le ressort 121, ce qui a pour conséquence de rétrécir la section d'écoulement de la conduite 1 ; cette façon, la vitesse de circulation se réduit.' Par conséquent, il se produit, même en cas de courànt turbulent ou pulsant; un état d'équilibre déterminé et une vitesse de circulation moyenne détermi- née qui dépendent seulement de la pression du ressort 121, réglable au moyen de la vis de réglage 122.
Le tiroir 118 formant piston peut encore être remplacé par un cla- pet, d'étranglement, pour le ressort duquel vaut également ce qui a été dit pour le ressort 121 de l'exemple d'exécution. La commande du régulateur d'écoulement (piston 118, clapet d'étranglement, ou autre dispositif similai- re) peut encore se faire au moyen d'une membrane sur laquelle agit la pres- sion de la conduite 115.
Dans ce cas, on peut intercaler, entre la membrane et le régulateur d'écoulement, un dispositif de renforcement, par exemple un régulateur à injeqteuro Si on supprime l'appareil de mesure derrière la conduite 123 et si on remplace le diaphragme 124 par un régulateur de déchar- ge (soupape etc....) dont la section d'écoulement est variable, on obtient un domaine de réglage plus étendu que celui que l'on peut atteindre au moyen du seul ressort 121 dans un exemple d'exécution usuelo
REVENDICATIONS.
1. Débitmètre avec diviseur de courant, caractérisé en ce que le courant partiel est soumis derrière l'appareil de mesure (15, 16, 17 ou 50) à une contre-pression constante.