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La présente invention a pour objet un dispositif permettant de connaître à chaque instant le poids net d'un liquide contenu dans un réci- pient clos et opaque, ne communiquant avec l'extérieur que par des con- duits complètement isolés de l'atmosphère.
L'invention s'applique plus particulièrement aux récipients tels que les bouteilles métalliques contenant un gaz liquéfié, soumis à une consommation intermittente et irrégulière, et dont il est impossible d'ob- server le niveau par une fenêtre transparente qui compromettrait la ré- sistance de la bouteille. Le remplacement des bouteilles vides par des bouteilles pleines exclut, d'autre part, les dispositifs à flotteurs dont les éléments de transmission souffrent d'un défaut d'étanchéité qui est un inconvénient majeur en présence d'un fluide sous pression.
Le dispositif selon l'invention utilise de façon nouvelle les lois classiques de l'hydrostatique; il exclut toute pièce de contrôle qui traverserait la paroi de la bouteille étanche.
Il comporte essentiellement une plaque ou plateau principal dont un des bords extrêmes, convenablement profilé et embouti, forme un support fixe servant d'axe d'oscillation (de très faible amplitude) pour le pla- teau tout entier, dans le sens vertical ; ceplateau reçoit d'une part la bouteille confiée à l'appareil ; supporte d'autre part, près de son extré- mité opposée à l'axe d'oscillation, une boite hydrostatique dont le fond est cotitué par une membrane souple reposant sur une plaque reposant elle-même sur le même plan que l'axe d'oscillation du plateau, mais sus- ceptible de coulisser axialement sur une très faible course, par rapport à la boite hydrostatique, en repoussant légèrement la membrane souple de celle-ci.
Les variations de la pesée s'exerçant sur la botte entraîneront, en vertu des lois de l'équilibre hydrostatique, des variations correspondan- tes du niveau libre d'un liquide indicateur coloré s'élevant dans un tu- be vertical fixe placé en regard d'une échelle graduée, reliée par tube souple à la boite hydrostatique.
L'échelle de lecture associée au tube vertical sera réglable par l'usager pour tenir compte des différentes éventuelles de tares des bou- teilles successivement confiées à l'appareil.
Enfin un système compensateur à contrepoids ou à ressort régla- bles permettra aussi à l'usager de fixer à sa convenance la hauteur du tu- be de lecture au-dessus du sol.
Sur les dessins ci-contre, on a représenté un exemple non limi- tatif de réalisation de l'invention, avec deux variantes partielles portant sur le système permettant de modifier la hauteur du tubé de lecture au- dessus du sol.
On voit:
Figure 1, coupe verticale axiale de la boite hydrostatique et des éléments qui lui sont directement associés; figure 2, les mêmes pièces, vues en plan; figure 3, les mêmes, vues en élévation selon la flèche Z de la figure 2; figure 4 les pièces de lecture, vues selon l'axe de rotation de la molette de réglage; figure 5, les mêmes pièces, vues selon la flèche Y de la figure 4; figures 6 et 7, première variante, vue respectivement en coupe verticale et en plan;
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figures 8 et 9, seconde variante, vue respectivement en coupe verticale et en plan;
En se reportant d'abord aux figures 1 à 3,on voit le dispositif hydrostatique proprement dit, qui comporte un plateau en tôle 21, sur le- quel doit être posée la bouteille 20 contenant le liquide dont le poids doit être contrôlé en permanence par l'appareil. A l'une de ses extrémi- tés, le plateau 21 porte les pieds 22 et 22' par 1'intermédiaire desquels il repose sur le sol S.
Du coté opposé à ces pieds, et hors de la zone sur laquelle re- pose la bouteille 20 (sur la gauche des figures 1 et 2), le plateau est percé d'une ouverture circulaire 23 centrée sur l'axe de symétrie longi- tudinal du plateau. Cette ouverture est fermée de façon étanche par une membrane souple et imperméable 24, de préférence légèrement bombée vers la haut pour reposer sans déformation, plis 4 tension, sur la plaque d'ap- pui mobile 25 dont le rôle sera exposé plus loin.
La membrane 24 est fixée sur sa périphérie par serrage étanche entre le plateau 21 et la colleret- te plane et horizontale 26a de la coupole rigide 26 formant le plafond à convexité supérieure de la boite hydrostatique; le serrage est assuré par écrous et boulons 27 (ou par collage). La membrane 24, la plaque 25 et la coupole 26, toutes trois convexes, ont leur axe de révolution ver- tical commun passant par le centre de l'ouverture 23, de façon que la mem- brane et la coupole délimitent une capacité 28 formant une chambre hydrosta- tique dont les variations de volume dépendront des déplacements verticaux de la coupole intervenant en pratique axialement, son déplacement angu- laire étant négligeable.
Au sommet de la coupole 26 est fixé un élément de tube vertical 29 ouvrant sur la chambre 28 et portant, à son extrémité supérieure, un bouchon de remplissage 30, vissé dans un taraudage 30a et pourvu d'un joint d'étanchéité 31, Le tube 29 porte d'autre part un raccord 32 coiffé par une des extrémités du tuyau souple (non représenté) reliant le dispositif hydrostatique au dispositif de lecture par raccord sur l'extrémité infé- rieure du tube manométrique 40 représenté sur les figures 4 et 5.
La plaque d'appui bombée 25, faite par exemple en tôle, est moins bombée que la coupole 26, et son diamètre est légèrement inférieur à ce- lui de l'ouverture 23, dans laquelle elle est appelée à coulisser axiale- ment. Cette plaque 2 est - comme on l'a dit - placée sous la membrane 24 et à son contact sur toute leur surface de voisinage. Elle porte, d'autre part, trois pieds 33 soudés sur elle et lui servant d'appuis sur le sol; ces pieds sont disposés en triangle équilatéral centré sur l'axe général vertical de la boite hydrostatique.
Des agrafes 34 fixées sous'la face inférieure du plateau 21, et régulièrement réparties, limitent le jeu de la plaque 25 dans le sens vertical et l'empêchent notamment de quitter l'appareil lorsque, par exemple, celui-ci est soulevé pour être transpor- té.
Une pièce-arrêtoir 35, en tôle par exemple, est fixée par deux montants verticaux 36 sur le bord rabattu du plateau 21. Cette pièce est échancrée selon un arc de cercle de même rayon que le corps de la bouteil- le 20, au dessus de son socle avec lequel elle est en contact pour assu- rer celui-ci en bonne place sur le plateau-support.
La figure 3 montre une boîte de tarage 37 faite d'un cylindre creux dont l'axe vertical coïncide avec celui de la botte hydrostatique.
Des pieds 38 surélèvent le fond de la boite 37 au-dessus du bouchon de rem- plissage 30, et leur écartement permet de faire reposer cette boite sur la collerette 26a, entre la retombée de la coupole 26 et le cercle des
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boulons 27, de manière à lui assurer un centrage précis. Le tuyau souple non représenté passe entre deux des pieds 38 pour aller se fixer sur le raccord
32.
La boîte 37, fermée à sa partie supérieure par un couvercle amo- vible 38, peut être remplie d'une quantité adéquate de grenaille pour exer- cer sur la boite hydrostatique une pression étalonnée correspondant au ta- rage préalable de l'appareil. Elle pourrait d'ailleurs - sans sortir du cadre de l'invention - être remplacée par un ou plusieurs poids en forme de solides de révolution évidés, superposés aux mêmes fins.
Les figures 4 et 5 montrent le dispositif de lecture, qui comprend une plaque-support 39 faite de préférence en un matériau rigide, solide et léger, avec ses bords longitudinalement rabattus, et sur laquelle est fixé le tube transparent 40. La plaque 12 peut être fixée à un mur, un meu- ble, etc.... par les trous 39'. Elle est-percée, en outre d'une fente lon- gitudinale 41 dans laquelle peut se déplacer le coulisseau 42 portant, par des rivets 43, la réglette graduée varticale 44. La plaque 39 porte enfin, à chacune de ses extrémités, un crochet 45 où s'accrochera l'une des ex- trémités du ressort-rail 46 dont le rôle sera indiqué plus loin.
Le tube transparent 40 (en verre ou en matériau plastique) fixé sur la plaque 39,porte à sa partie supérieure un globe d'expansion 47 qui peut être coiffé lui-même d'une vessie souple - non représentée - en bau- druche ou matière analogue. Le globe d'expansion 47 prévient les pertes en liquide lorsque ce dernier l'élève brusquement(par exemple si l'on dé- pose sans précaution la bouteille 20 pleine sur le plateau 21) 0 La vessie empêche l'évaporation du liquide du tube 40 sans contrarier la pression atmosphérique qui ne doit pas cesser de s'exercer dans ce tube.
La réglette 44, graduée en unités de poids, est fixée, comme on l'a dit, au coulisseau 42, de section horizontale en!, et qui porte un axe horizontal 48 sur lequel peut tourner folle une molette 49 dont l'ou- verture centrale 50 est de rayon un peu plus grand que l'axe 48 sur lequel elle est enfilée. La dentelure périphérique 52 des deux tranches latéra- les de la molette 49 est normalement grippée sur les bords supérieur et inférieur de la fenêtre longitudinale 51 ménagée dans la réglette 44, car la molette elle-même est normalement pressée contre cette fenêtre par la tension du ressort-rail °6,,-engagé dans la gorge médiane 49' de la melet- te.
En repoussant, avec le doigt, la molette 49 vers la droite de la figure 4, l'usager peut dégager la dentelure 52 de l'embrasure 51 le jeu 50 permet ce reoàl de la molette). L'usager peut alors, du même coup, fai- re tourner la molette autour de l'axe 48, elle roule sur le ressort-rail 46, et entraîne avec elle, vers le haut ou vers le bas, le coulisseau 42 et la réglette graduée 44. Lorsque la réglette est à la hauteur désirée, l'usager abandonne la molette 49 qui, sous l'action du ressort-rail 46 est rappelée sur sa position de départ, bloquée dans l'embrasure 51.
La capacité 28, le tuyau flexible de raccord et le tube de lectu- re 40 sont remplis d'un liquide coloré introduit par le tube 29, tandis que le plateau est soulevé de manière que les pieds 33 ne reposent pas sur le sol et que la plaque 25.puisse descendre dans la limite permise par les agrafes 34 et la souplesse de la membrane 24. La capacité 28 acquiert ain- si un volume supérieur à son volume de service. L'excédent de liquide in- troduit est ensuite chassé dans le tube lorsque - le bouchon 30 une fois revissé - laisse l'appareil reposer sur ces pieds 33.
Fonctionnement - Le poids de l'ensemble constitué par le plateau 21, la boite de tarage 37 et la bouteille 20 contenant le gaz liquéfié,
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se répartit, en fonction des dimensions de l'appareil, entre les appuis au sol du plateau 21. La partie de ce poids supportée par la plaque 25 engendre une réaction qui exerce, sous la face inférieure de la membrane 24, une poussée dirigée vers le haut. Cette poussée est contrariée par la pression hydrostatique régnant dans la capacité 28. Le niveau de liquide coloré dans le tube 40 se stabilise lorsque les deux poussées s'équili- brent.
La membrane 24 n'étant pas tendue lors de sa pose et les déplace- ments verticaux de la coupole 26 par rapport à la membrane restant très faibles, l'élasticité de cette dernière n'intervient pas pour absorber une partie de la réaction qui est équilibrée uniquement par la différence en- tre le niveau libre du liquide dans le tube 40 et la hauteur de la plaque d'appui 25. Les déplacements du niveau du liquide coloré dans le tube vertical 40 sont donc proportionnels aux variations du poids total du con- tenu de labouteille 20.
Par exemple, si le tube 40 a un diamètre inté- rieur de 4 à 6 mm et si le diamètre de la membrane 24 est calculé pour assurer un déplacement du niveau indicateur de 15 mm par kg de variation de poids de la bouteille 20, on aura une différence de hauteur de 19,5 cm pour 13 kg de variation totale du poids net du gaz liquéfié contenu dans la bouteille; le déplacement vertical total de la coupole sera de l'ordre d'une fraction de millimètre.
La boite de tarage 37, dont l'action permanente s'ajoute à celle du plateau 21 et de sa charge, sert à faire monter préalablement le ni- veau du liquide coloré dans le tube de lecture 40 à la hauteur la plus commode pour le lecteur, soit environ 1,40 m au-dessua: du niveau du sol quand la bouteille est vide ou sur le point de l'être. Le déplacement éven- tuel de la réglette graduée 44 le long de son support 39 permet de corri- ger les inégalités de tare des bouteilles 20, toutes les bouteilles conte- nant le même poids net de gaz.
L'appareil étant supposé mis en place et garni du liquide coloré, la bouteille 20 est posée sans brusquerie sur le plateau 21 et appuyée contre la pièce 35 qui en assure le centrage exact nécessaire pour que le centre de gravité de chaque bouteille soit toujours sur la même vertica- le ; la bouteille, munie de son détendeur, est raccordée au tuyau ordinaire conduisant le gaz aux appareils d'utilisation. Le liquide coloré monte dans le tube de lecture 40 jusqu'à un niveau où il se stabilise.
Si, par suite d'une différence de tare, ce niveau diffère du niveau correspondant à la bouteille précédente, l'usager repoussera et fera tourner la molet- te 49 comme il a été dit plus haut, pour faire glisser verticalement la réglette graduée 44 le long du support 39, et laissera le ressort-rail 46 l'immobiliser à nouveau à la hauteur rectifiée; la graduation corres- pondant à la bouteille pleine doit alors se trouver en regard du niveau libre du liquide indicateur. Au fur et à mesure que le gaz liquéfié dimi- nuera dans la bouteille, la diminution de son poids se traduira par une baisse correspondante du niveau du liquide coloré dans le tube 40 dont la graduation annexée indiquera à tout moment le poids du gaz restant dis- ponible dans la bouteille.
Les figures 6 et 7 montrent une variante du dispositif d'appli- cation du poids de la bouteille sous la plaque mobile inférieure 25 de la boite hydrostatique (pour ne pas surcharger la figure, on n'a pas repré- senté les pieds 33): un levier horizontal 53 est placé sous le plateau 21 ; sur l'exemple re- présenté, il est orienté dans un plan vertical oblique par rapport au plan vertical de symétrie du plateau, afin d'utiliser au mieux l'espace dispo- nible. Ce levier, toutefois, passe par l'axe vertical de la boîte hydrosta- tique, et son extrémité, placée à gauche sur les figures 6 et 7, est arti- culée en 54 sur la traverse 55 fixée sous le plateau 21.
L'autre extrémité
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du levier 53 (qui peut donc osciller verticalement autour de l'axe géomé- trique horizontal 2 confondu avec la traverse 3) est articulée en 56 sur une tige filetée verticale 57 traversant librement le plateau 21 par l'ou- verture 58. Elle est entourée, au-delà du plateau, par le ressort à bou- din 59 qui travaille à la compression entre le plateau 21 et la rondelle 60 bloquée par le contre-écrou 61 vissé à la partie supérieure de la ti- ge 57 (ou par un autre système de blocage équivalent).
Sous le centre de la plaque mobile est fixée ane tête verti- cale 62 portant sur le levier 53 (qui peut être entaillé pour assurer une prise satisfaisante).
L'action du ressort 59, multipliée par le bras du levier 53 peut être exactement réglée par vissage ou dévissage du comtre-écrou 61, pour exercer sous la plaque 25 l'effort vertical désiré.
Les figures 8 et 9 montrent une autre variante du dispositif d'ap- plication du poids de la bouteille sons la boite hydrostatique: la tête verticale 62 repose sur uae'des extrémités d'un levier 63 placé horizontalement sous le plateau 21 et dans son plan vertical de symétrie.
Ce levier peut osciller verticalement autour du point fixe 64 où il croi- se la traverse fixée par ses retours 65' sous le plateau 21; à son ex- trémité opposée à celle qui supporte la tête 62, (à droite sur es figures
8 et 9) le levier 63 porte un contrepoids 66 fait par exemple d'une pla- que de métal rectangulaire dont le plan de symétrie longitudinal coïnci- de avec celui du levier.
L'action de ce contrepoids, accrue par le rapport de multiplica- tion du levier exerce sous la tète 62, donc sous la boite hydrostatique, l'effort désiré, que l'on peut tarer à l'aide d'un croisillon horizontal 67 perpendiculaire au levier 63 et dont les extrémités 67' sont coudées à angle droit. La plaque 66 porte, d'autre part, plusieurs paires d'enco- ches 68 (on en a représenté seulement trois, dont une masquée par le croi- sillon 67) dans lesquelles on peut accrocher le croisillon pour régler la force exercée sur le grand bras du levier 63, entre le contrepoids 66 et le point d'oscillation 64.
Des guides verticaux 69 fixés sous le plateau 21 de part et d'au- tre du levier 63, empêchent ce dernier de se déplacer latéralement.
Dans les variantes selon les figures 6 à 9, les oscillations ver- ticales des leviers 53 ou 63 sont très faibles et le léger débattement né- cessaire est assuré largement par les pieds 33 et 22/22'.
REVENDICATIONS.
1.-Dispositifindiquant à chaque instant le poids d'un liquide contenu dans un récipient clos et opaque, caractérisé par un plateau for- mant levier, supportant le récipient, oscillant verticalement sur l'une de ses extrémités et portant, à son autre extrémité, une boîte hydrostati- que dont seul le fond n'est pas rigide et repose sur une pièce fixe par rap- port au sol mais susceptible d'un certain déplacement vertical par rapport à la boite hydrostatique, les variations de la charge supportée par le plateau provoquant ainsi une variation de la hauteur d'un liquide indicateur dans un tube de lecture communiquant d'un côté avec la boîte hydrostatique et de l'autre avec l'atmosphère.