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La présente invention se rapporte à un instrument de mesure de la pression d'air, qui a la forme d'une balance se mouvant dans un plan vertical, tarée en vue d'obtenir l'équilibre, dont un bras de fléau contient un organe sensible à la pression d'air, par exemple sous forme d'une capsule à membrane ou analogue. Cet instrument de mesure de la pression d'air est caractérisé suivant l'invention en outre par le fait que le mouvement de rotation du corps constituant le fléau, indiquant les variations de la pression d'air, est produit par des éléments de tringlage disposés dans une moitié du fléau.
Ces tringles, faisant des angles
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aigus entre elles, sont reliées par l'intermédiair d'un élément de liaison non rigide, par l'extérieur à la. partie de fléau appropriée. Une de ce3 tringles a une longueur variable parce qu'elle contient une pu plusieurs capsules-' à membrane, et une extrémité de cette tringle est montée sur l'axe de rotation du fléau et s'appuie centralement sur cet axe. L'autre élément du tringlage par contre est de longueur constante et son extrémité est montée excentri- quement par rapport à l'axe de rotation du fléau. Toutefois ces deux éléments du tringlage peuvent également âtre montés de manière inverse en ce qui concerne leurs extrémités.
On a constaté qu'un baromètre construit de cette manière présente des avantages sensibles par rapport aux baromètres anéroïdes de construction connue et également par rapport aux baromètres à mercure. Cela est entre autres dû au fait que tous les éléments rotatifs du nouveau baromètre peuvent tre montés par paliers à billes sur un axe unique. Cela permet d'obtenir une sensibilité et une précision d'indica- tions maxima. A cela s'ajoute encore l'avantage résidant dans le fait que le mécanisme indicateur complet peut être réalisé avec un rapport de transmission choisi à volonté, sans qu'il y ait des pertes notables dues au frottement.
Une forme de réalisation particulièrement avantageuse du nouveau baromètre est obtenue lorsque au moins l'élément qui contient les tringles produisant le mouvement du baromètre a la forme d'un organe annulaire et lorsque les extrémités extérieures de ces tringles ne sont pas en liaison directe avec l'organe annulaire, mais y sont connectées par l'intermé- diaire d'un élurent de fixation non rigide.
Dans ce cas il est particulièrement avantageux lorsque cet élément de fixation non rigide a la forme d'un ressort en ruban d'acier, qui est inséré par l'intérieur contre la paroi de l'organe annulaire, et ce de manière telle qu'au point de fixation
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des éléments de tringlage il se détache en bourrelet de l'organe annulaire, bourrelet qui retient alors l'élément de jonction des éléments du tringlage.
Dans la construction ainsi réalisée, les forces prenant naissance lors de la variation de l'indication du baromètre sont dirigées suivant des trajectoires circulaires. Les forces dues à la variation de pression produisent alors pratiquement sans pertes de frottement un mouvement de rotation, de sorte que la valeur de mesurre désirée est indiquée pratiquement sans les mources d'erreurs qui étaient inévitables dans les baromètres connus jusqu'à présent. Le @ ressort annulaire précité décharge également de la meilleure manière le mécanisma de mesure proprement dit, ce qui contribue à une précision très grande des mesures, qui dans le présent cas sont uniquement fonction de la pression d'air à mesurer.
L'invention est décrite ci-après en détail avec référence aux dessins illustrant trois exemples de réalisation.
La Fig. 1 est une vue de face d'une première forme de réalisation d'un instrument de mesure de la pression d'air .suivant l'invention.
La Fig. 2 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne II-II de la Fig. 1, et
La Pige 3 est une coupe verticale suivant la ligne III-III de la Fig. 1.
La-Fig. 4 est une vue schématique qui permet en particulier de comprendre plus aisément le fonctionnement de l'instrument de mesure de la pression d'air.
Les Figs. 5 et 6 représentent une deuxième forme de réalisation d'un instrument de mesure de la pression d'air, qui ne diffère de la prendre forme de réalisation que par l'existence d'un deuxième cadran, qui par suite d'un rapport de transmission approprié choisi permet de constater
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immédiatement des variations minimes de la pression d'air,
La Fig. 5 étant une vue de face, et '
La Fig. 6 étant une vue en élévation latérale de cet instrument de mesure de la pression d'air.
Les Figs. 7 à 9 représentent une troisième forme de réalisation décrite plus lojn en détail.
Comme le montrent les Figs. 1 à 3 , l'instrument de mesure de la pression d'air est composé dans le présent cas d'un fléau de balance, qui estformé par exemple de deux organes annulaires 1 et 2 qui se coupent. Ceux-ci sont reliés solidement à leurs points d'intersection 3 et 4 et sont fixés à l'aide d'une vis 20 ou analogue à une douille
21, qui par l'intermédiaire d'un palier à billes 22 est à son tour mont par rotation sur un axe 23 disposé horizontale- ment et peut tourner facilement sur cet axe.
A l'intérieur de l'organe annulaire 2 est disposé un ruban d'acier élastiqu, sans fin 5 , dont la périphérie est un peu plus grande que celle qui correspondrait à la périphérie intérieure de l'organe annulaire 2, de telle sorte que l'on obtient.un bourrelet 6 faisant saillie vers l'intérieur. Au point pénétrant le plus à l'intérieur de ce bourrelet 6 est attachée à l'aide d'une pièce de fixation 24 et de deux boulons 25 ainsi que d'une traverse 9 une extrémité d'une tringle 8', qui par l'intermédiaire de deux capsules à membrane 7 par exemple est reliée à la tringle 8, dont l'extrémité libre est vissée dans la douille 21 et est ainsi rendue solidaire de celle-ci.
A chaque extrémité .de la traverse 9 est prévu un tringlage 27,28 dont la longueur .peut être modifiée par une vis de réglage 26, tringlage . qui . ses extrémités libres est monté par rotation, par l'intermédiaire d'un palier à billes 29, sur un axe 30 disposé excentri.uement par rapportà l'axe 23.
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Sur les organes annulaires 1 et 2 constituant le fléau est fixé à l'aide de deux vis 31 un cadran annulaire 11, qui en cas de variation de la pression d'air se déplace conjointement avec le fléau par rapport à l'indicateur 10 disposé de manière immobile sur le pied 13.
Le contrepoids 18 monté sur un boulon fileté 32 dans le corps annulaire 1 sert à l'aide d'un écrou fileté 19 à tarer les éléments se trouvant dans le corps annulaire 2.
Le fonctionnement de cet instrument de mesure de la pression d'air est basé avant tout sur le fait que grâce aux tringles 8, 8' et 27 (Fig. 4 ) et au montage excentrique de la tringle 27 sur l'axe 30 , on obtient un triangle acutangle, dont la base comprise entre le point 23 et le point 30 ,et le côté 27 gardent une longueur constante, tandis que le côté 8,8' du triangle précité est de longueur variable par suite de l'insertion de capsules à membrane 7.
Si le côté 8, 8' du triangle augmente par exemple de longueur par suite de la chute de la pression d'air, le point 9 est déplacé dans le sens de la flèche 35 vers la position 9a, tandis qu'une augmentation de la pression d'air a pour conséquence la diminution de la longueur du côté 8 du triangle, le point 9 étant dans ce cas déplacé dans le sens de la flèche 36 vers la position 9bo A ces mouvements du point 9, qui correspond à la traverse 9, participent évidemment également les organes annulaires 1 et 2 constituant le fléau et par conséquent aussi le cadran 11 y attaché, de sorte que l'on peut lire sans difficultés, à l'aide' de l'indicateur fixe 10, les déviations et par conséquent les variations de la pression d'air.
Pour pouvoir régler de manière simple l'instrument de mesure de la pression d'air, l'extrémité dirigée vers l'extérieur de la tringle 8t est filetée, et est en prise avec un écrou moleté 37, mont= sur la traverse 9. Par
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rotation de l'écrou 37 on modifie la distance ntre la traverse 9 et l'axe 23, c'est-à-dire on augmente ou on diminue la longueur du côté 8,8' du triangle ( Fig. 4) , ce qui provoque un déplacement correspondant du cadran 11 par rapport à l'indicateur 10 et permet ainsi la mise au point précise de l'instrument de mesure de la pression d'air, tandis que le réglage approximatif de l'équilibre du fléau peut avoir lieu par déplacement du.contrepoids 18 à l'aide de la vis 19.
Comme en cas de variation de la pression d'air ambiante, par suite de la courbure plus ou moins forte des capsules à membrane 7, il se produit une modification de la distance entre l'axe 23 et les pièces disposées à l'intérieur de l'organe annulaire 2, à savoir la traverse 9, les boulons 25 et l'élément de fixation 24, et comme de ce fait l'équilibre du fléau est perturbé, on'a prévu dans l'organe annulaire 1 un dispositif qui supprime automatiquement cette perturbation de l'équilibre. Ce dispositif est composé d'un récipient 33 en forme de botte disposé dans l'organe annulaire 1 dans le plan de celui-ci, et d'une bille 34, qui peut être intro- duite dans le récipient à travers une ouverture 42. Cette bille peut rouler librement à l'intérieur du récipient 33, et par suite de la gravité, elle à tendance à venir toujours occuper le point le plus bas.
Si par exemple par suite de la chute de la pression d'air le coté 8,8' du triangle devient plus grand (Fig. 4) ce côte pousse la traverse 9 vers le haut par exemple dans la position 9a. Comme toutefois les éléments disposés dans -l'organe annulaire 2 (Figs. 1 et 2 ) sont en même temps éloignés un pea plus du centre de rotation, ce bras de levier devient également un peu plus long, ce qui influence l'équi- libre du fléau dans le sens opposé. Cela est cependant empêché par le contrepoids de la bille 34, dont la distance de
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l'axe 23 augmente ou diminue de manière correspondante à celle des éléments disposés dans l'organe annulaire 2.
La deuxième forme de réalisation représentée par les
Figs. 5 et 6 se rapporte à un perfectionnement supplémen- taire apporta à la première forme de réalisation. Ce perfectionnement réside avant tout dans le fait qu'une lecture plus pr3cise des variations de la pression d'air est rendue possible. A cet effet la douille de rotation 21 des organes annulaires 1 et 2 constituant le fléau est rendue solidaire d'une roue dentée ou d'un disque à friction
38, qui est en'prise avec un cylindre 40 ou avec une deuxième roue dentée, monté sur une protubérance 39 du pied
13.
Sur la. face frontale, de ce cylindre 40 est monté un deuxième cadran 41, qui à chaque déviation du fléau tourne par rapport à l'indicateur 10.Le rapport de transmission entre le cadran 11 et,le cadran 41 est.choisi de préférence de manière telle que chaque graduation du cadran 11 corres- pond à cinq ou à dix graduations du cadran 41.
A la place du cadran de précision 41 on peut également employer un indicateur solidaire de l'axe du cylindre 40, qui se déplace devant un cadran circulaire central de grandeur appropriée. Grâce à l'emploi d'un baromètre qui offre une telle possibilité de transmission exempte de toutes pertes par frottement, on obtient une précision de mesure très grande, permettant de constater une différence de pression de 1 mm sur un cadran s'étendant sur un multiple de cette longueur.
Il faut encore citer, et cela fait également partie de l'invention, que par sélection de la valeur de l'excentri- cité des points d'articulation 23 et 30 des tringles 8, 8' et 30 servant à effectuer la mesure, on peut influencer la grandeur de la déviation, toutes conditions égales par ailleurs. La déviation est d'autant plus grande que cette
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excentricité est plus petite. La déviation est d'ailleurs également très stable, parce que le déplacement du fléau est provoqué par des forces qui dans chaque position se maintiennent en équilibre conformément à la pression ambiante.
Dans la troisième forme de réalisation représentée .parles Figs. 7 à 9 le tringlage de longueur variable 8,8' est .équipé d'une crémaillère en prise avec une roue dentée montée sur un axe :fixe: central, crémaillère qui par suite du des variations de longueur du /tringlage, dues aux variations de la pression d'air, se déroule sur la -roue dentée et fait ainsi dévier le fléau annulaire dans un sens ou dans l'autre.
La Fig. 7 représente une vue de face en partie en coupe de cet instrument de mesure de la pression d'air ;
La Fig. 8 est une représentation schématique,' qui permet de comprendre le fonctionnement .
La Fig. 9 représente à plus grande échelle la partie centrale du tringlage variable avec la crémaillère et la couronne dentée montée solidement sur l'axe de rotation central.
Comme le montrent les figures, le fléau de cette forme de réalisation eat constitué par un seul organe annulaire 43, qui à l'aide de deux rayons 44 par exemple est monté par rotation sur l'axe fixe 23 et peut facilement tourner sur celui-ci. Ces rayons 44 correspondent au tringlage rigide
27, 28 des deux premières formes de réalisation et sont désignés schématiquement par le chiffre de référence 44' dans la Fig. 8. Le tringlage variable 8,8' portant les capsules à membrane 7 par contre est équipé dans la zone de l'axe de rotation 23 d'une crémaillère 45, qui est en ' prise avec une couronne ou roue dentée 46 montée sur cet axe de rotation fixe 23.
Pour pouvoir ajuster la crémaillère
45 à la roue dentée 46, elle est montée de préférence par
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glissement dans un étrier en U, 47 ; elle peut être ajustée à l'aide de deux vis de réglage 48.
Cet étrier 47 en forme de U est relié d'une part par l'intermédiaire d'un bougon fileté 49, d'un écrou 37 et de la pièce de fixation 44 au bourrelet 6 du ruban d'acier 5 . tandis que d'autre part il est en communication avec le fléau annulaire 43 par l'intermédiaire de la tringle 8, des capsules à membrane 7 et de la tringle. 8*. L'extrémité dirigée vers l'extérieur de la tringle 8 est filetée, et sur le filet est vissé un écrou 50, qui sert également à la mise au point de l'instrument.
Cette forme de réalisation fonctionne de la manière suivante :
Si par exemple la pression d'air diminue, les capsules à membrane 7 cèdent à la traction du bourrelet 6 du ruban d'acier 5 ce qui provoque le déplacement de la crémaillère 45 dans le sens de la flèche 51. Comme cette crémaillère est en prise avec la roue dentée 46, l'anneau 43 doit tourner dans le.sans de la flèche 52, la crémaillère 45 se déroulant alors sur la couronne dentée 46.
Dans l'exemple représenté par la Fig. 9 la crémaillère 45, par. suite de la dilatation des capsules à membrane 7 , s'est déplacée de la distance a .vers gauchè dans le sens de la flèche 51, de sorte que le fléau annulaire est obligé d'effectuer une. rotation corres- pondante dans le sens de la flèche 52 pour occuper la position indiquéeen pointillé.
Si par contre la pression d'air augmente, les capsules à .membrane 7 sont comprimées et la crémaillère 45 est déplacée dans le sens opposé de la flèche 51 et est obligée de se dérouler également en sens opposé sur la roue dentée fixe 46, de sorte que le fléau annulaire 43 effectue une rotation dans le sens de la flèche 53. L'instrument donne alitai une indication par rotation très sensible et exenpte de frottement.
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@
Comme les forces mises en oeuvre dans le nouveau baromètre servent en substance exclusivement à l'indication, sans qu'il faille vaincre des frottements intérieurs dans le système de nesure, frottements qui sont souvent de l'ordre de grandeur des forces induites par les variations de pression le nouveau baromètre permet de rep/érer la. plus petite variation de la pression atmosphérique , sans la nécessite de frapper sur l'instrument en vue d'éliminer des frottements internes,cornas c'était le cas pour les baromètres anéroïdes employés jusqu'à présent, dans lesquels les forces dues aux.
variations de pression ne se manifestent d'ailleurs que par le déplacement d'un bras à ressort, ce qui a pour conséquence une certaine inertie et des résultats moins exactso
Revendications
1. Instrument de mesure de la pression d'air, sous forme de balance se mouvant dans un plan vertical, tarée en parti- culier en vue d'obtenir l'équilibre, dont un bras de fléau contient un organe sensible à la pression de l'air, par exemple sous forme de capsule à membrane ou analogue, caractérisé en ce que le mouvement de rotation - indiquant les variations de la pression de l'air - des organes consti- tuant le fléau est produit par des tringles disposées dans un bras du fléau, tringles'qui font un angle aigu entre elles et dont le sommet de triangle, constituant une extrémité, est relié par un élément de jonction commun extérieurement au bras du fléau,
une de ces tringles étant de longueur variable parce qu'elle contient une ou plusieurs capsules à membrane, -l'autre extrémité s'appuyant c enraiement sur l'axe de rota- tion du fléau, tandis que l'autre tringle est de longueur constante et que son extrémité est montée excentriquement par rapport à l'axe du fléau, ou inversement.
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EMI11.1
2. Instrument de mesure du la pro-s.;lorA d'ajr .JuÍY:.J.)11; la revendication l, caractérise en ce qu'au moins l'organe (2) formant un des bras du fléau, qui contient les tringles (8,8',27),et de préférence le;: organes (1,2) des deux bras de fléau ont la forme d'anneaux qui se coupent, comportant en leur centre de gravité une douille (21) montée par palier à billes (22) ou analogue sur un axe horizontal fixe (23) , la tringle (8,8*) qui est de longueur variable en cas de variations de pression à causée des capsules à membrane (7) qu'elle contient étant fixée par une extrémité à cette douille;
tandis que son autre extrémité est à l'aide d'un élément de jonction (9), conjointement avec l'autre partie du tringlage qui est montée excentriquement (27,28) , reliée par l'inter- médiaire d'un élément de fixation non rigide au corps annulaire correspondant (2), cet élément de fixation non rigide étant constitua de préférence par un ressort en ruban d'acier, qui est monté intérieurement contre les parois de l'organe annulaire, et ce de manière telle qu'au point de fixation des parties de tringlage il se détache sous forme de bourrelet de l'organe annulaire, bourrelet dans lequel sont maintenues les parties de tringlage avec leur élément de jonction.
3. Instrument de mesure de la pression d'air suivant les revendications 1 et 2 ,caractérisé en ce que les deux parties du tringlage (8,8' et 27,28) provoquant le mouvement de rotation du fléau, peuvent être -réglées en longueur à l'aide de vis de réglage (26 et 37) afin de pouvoir facile- ment mettre au point l'instrument de masure de la pression d'air.
4.. Instrument du mesure de la pression d'air suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras de fléau (1) qui est opposé à celui contenant les éléments sensibles à la. pression de l'air, contient un dispositif
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de compensation d'équilibre, qui est constitué par exemple par un récipient en forme de boite (33) disposé dans le plan vertival contenant une bille (34-) roulant librement à l'intérieur de cette botte, bille qui a la tendance, pour chaque position du fléau, d'occuper toujours le point le plus bas de sa trajectoire par exemple circulaire, et qui compense donc automatiquement les perturbations d'équilibre produites par le déplacement des éléments indiquant la pression de l'air.
5. Instrument de mesure de la pression d'air suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que le trin, de longueur variable (8,8') portant les capsules à membrane, fixé par une extrémité au fléau circulaire (43) et par l'autre extrémité au bourrelet (6) du ressort en ruban d'acier (5) est équipé dans la zone de l'axe central (23) d'une crémaillère (45) qui est en prise avec une couronne dentée (46) montée sur cet axe central fixe, cette crémaillère, par suite de la variation de longueur du tringlage (8,8') due aux varia- tions de la pression d'air , se déroulant sur la couronne dentée (46) et faisant ainsi dévier le fléau annulaire (43) dans un sens ou dans l'autre.
6. Instrument de mesure de la pression d'air suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe indiquant les variations de la pression d'air et constituant le fléau a la forme d'un anneau (43) monté par rotation, par l'intermédiaire de rayons, sur l'axe central, anneau sur l'intérieur duquel est monté le ressort en ruban ± acier (5) constituant un des appuis du tringlage variable (8,8').
7. Instrument de mesure de la pression d'air suivant les revendications précédentes, caractérisé par l'existence d'un deuxième cadran (41) ou indicateur accouplé sous un rapport de démultiplication approprié au premier cadran (11),ca
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@ deuxième cadran ou indicateur' permettant une lecture plus précise des petites variations de la pression d'air.