Compteur de débit de fluide avec rotor tournant sous l'action du fluide.
L'invention concerne un compteur de dé
bit de fluide avec rotor, formant l'organe
mesureur, tournant sous l'action du fluide.
On sait que les appareils de ce genre exis
tant jusqu'à ce jour, qu'ils soient du type
purement mécanique, ou du type électro
mécanique ou du type magnétique, présentent
l'inconvénient général d'avoir une sensibilité
réduite par suite du freinage apporté à la
rotation du rotor par le dispositif de mar
quage qui indique les volumes en fonolSion du
nombre de tours du rotor.
La présente invention a pour but de réa
liser un compteur de débit de fluide du type
à rotor tournant sous l'action du fluide, qui
supprime cet inconvénient, et qui possède par
conséquent une sensibilité maximum, celle-ci
etant limitée seulement par le minime frotte
ment de pivotement du rotor, Le compteur
selon l'invention est caractérisé par le fait
que le mécanisme indicateur (marqueur ou , totalisateur) est commandé au moyen d'une
cellule photo-électrique employée en combinaison avec un faisceau lumineux qui est disposé pour, alternativement, éclairer cette cellule et être occulté en fonction du nombre de tours du rotor du compteur.
La sortie de l'amplificateur de la cellule photo-éleetrique peut être reliée à un relais qui, à chaque phase d'éclairement, ou à chaque phase d'oocultation, selon la disposition choisie, peut établir un contact d'alimentation d'un électro-aimant de commande de la roue de base d'un mécanisme compteur, dont la graduation est établie en fonction du volume de liquide écoulé entre deux phases successives.
Dans une forme d'exécution particulièrement simple, le compteur peut comporter comme roter, une turbine coaxiale avec la conduite de fluide, du type hélicoïdal, à une ou plusieurs pales, tournant dans une cage de verre et le faisceau lumineux peut être envoye à travers l'intervalle compris entre le moyeu de la turbine et ladite cage, au moyen d'une source de lumière extérieure à celle-ci, la cellule photo-électrique étant disposée du côté opposé dans une direction appropriée à l'effet envisagé, compte tenu des réfractions des rayons lumineux à travers la cage et éventuellement à travers le fluide en écoulement, de sorte que ledit faisceau lumineux soit occulté au passage de chaque pale, c'est-à-dire un nombre de fois, par tour de la turbine, égal au nombre de pales de celle-ci.
Dans le cas d'un fluide opaque, on pourra encore utiliser une turbine tournant dans une cage de verre avec un faisceau lumineux établi de façon à être occulté normalement par la masse dudit fluide, et à être par contre renvoyé vers la cellule photo-électrique au moment du passage d'une pale de la turbine au moyen d'une petite surface réfléchissante solidaire de cette pale et tournant à proximité étroite de la paroi intérieure cylindrique de la cage.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem- ple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, ainsi qu'une variante.
La fig. 1 représente l'ensemble de ladite forme d'exécution, partie en vue schématique, partie en élévation-coupe;
La fig. 2 est une vue en plan partielle, partie en coupe au niveau de la ligne - de la fig. 1;
La fig. 3 montre partiellement et selié- matiquement, en plan, une variante de cette construction dans le cas d'un fluide opaque.
Ainsi qu'on le voit aux fig. 1 et 2, le compteur représenté comporte une turbine 1, formant rotor, qui est, par exemple, du type axial et est montée dans l'axe de la conduite de fluide 2a, 2b.
Cette turbine est supportée dans un boîtier tubulaire 3, intercalé entre les deux tron çons 2a, 2b de ladite conduite de fluide. Les extrémités de l'axe la de la turbine, formant pivots sont, avantageusement, portés à la manière habituelle des pivots d'horlogerie, dans des pierres logées en 4 sur des supports ajourés 5, intérieurs au boîtier 3, de manière à réduire les frottements au minimum.
Dans le présent exemple, la turbine 1 comporte une seule pale hélicoïdale qui tourne sans jeu dans le conduit intérieur du boîtier 3, lequel conduit, dans la partie en regard de la turbine, est constitué par un tube de verre :3a, hermétiquement encastré à ses extrémités dans deux parties métalliques 3 jonctionnées de façon étanche, de toute manière appropriée. avec les deux tronçons -a. iab de la conduite de fluide.
A l'entrée de la turbine est disposé un redresseur de courant fluide ou brise-jet 6 qui, éventuellement, dans le cas où l'appareil serait branché aussitôt après un coude de la conduite de fluide redressera les filets fluides parallèlement à l'axe.
L'intervalle compris entre l'axe ou moyeu la de la turbine et la paroi intérieure de la cage de verre 3a est traversé par un faisceau lumineux. issu d'une lampe 7. destiné à éclai- rer par intermittence une cellule photoélectrique en dépendane dn débit de fluide à travers la. turbine, c'est-à-dire suivant la loi même de rotation de la turbine et en fonction du nombre de pale de celle-ci. Dans le présent exemple où la turbine ne comporte qu'une pale, le faisceau lumineux sera donc occulté une fois par tour. et à ce propos on remarquera. que le nombre de pales de la turbine est limité seulement par cette condition. que le faisceau lumineux ne doit rencontrer qu'une. seule pale à la fois.
L'ensemble de la cellule photo-électrique avec ses accessoires (amplificateur). représente schématiquement. est désigné par 8 sur le dessin. Le faisceau lumineux est avantageusement limité au moyen d'un diaphragme 9 muni d'un opercule 19. ou concentré au moyen d'un condensateur optique.
Sur le dessin (fig. 4 on a supposé l'axe de la source lumineuse 7 aligné avec l'axe de la cellule réceptrice 8, mais en réalité ces deux organes sont disposés l'un par rapport à l'autre en tenant compte de la réfraction de la lumière par le verre du tube 3a et éven tellement par le fluide qui s'écoule dans la conduite.
La lampe 7 est montée dans un support approprié 11. qui se fixe contre une face plane an forme de couronne, 3l venue sur le côté des parties métalliques 3 du boîtier de la turbine, et qui maintient en même temps le diaphragme 9.
Quant à l'ensemble de la cellule et de ses accessoires il est monté sur une assise 12 solidaire de la pièce. inférieure 3 du boîtier.
L'appareil tel qu'il vient d'être décrit jusqu'ici est renfermé dans un carter étanche à la lumière, non représenté sur le dessin, qui empêche l'action, sur la cellule, de la lu- mière du jour ou de toute source autre que la lampe 7.
Le courant fourni par la cellule photoélectrique et dûment amplifié, alimente un relais 13 qui, lui-même, sert à alimenter une commande électrique du mécanisme compteur proprement dit, soit lors des phases d'éclairement, soit lors des phases d'occultation. Sur le dessin les choses sont établies pour fonctionner selon le deuxième mode, c'est-à-dire que chaque fois que le faisceau lumineux est occulté, le relais. 13 relâche son armature 14 qui, sous l'action de son ressort de rappel. 15, vient fermer un contact 16 par lequel est alimenté un solénoïde 17 de commande du compteur. Ce solénöïde 17 commande un noyau plongeur 18 sur lequel est articulé un cliquet 19 d'actionnement de la roue de base à rochet 20 d'un compteur à tambours 21 de construction usuelle.
Un ressort 22 assure le rappel du cliquet 19 et du noyau 18. Un autre cliquet, 23, tel qu'une lame élastique, sert de cliquet de retenue pour la roue de base 20.
On comprend que, dans le cas présent, la roue de base 20 avance d'une dent pour chaque tour de la turbine 1, ce qui correspond au passage à travers cette turbine d'un volume de fluide bien déterminé.
Le nombre de dents de la roue de la base 20 et la transmission entre celle-ci et le premier tambour gradué ou la première roue indicatrice du compteur sont naturellement établis en dépendance des unités (litres ou autres), indiquées par ce premier tambour ou cette première roue. Et l'on comprend que la mesure, pour une conduite de diamètre donné, sera d'autant plus précise que le débit correspondant à un fonctionnement du compteur sera plus faible, le maximum de précision étant obtenu en munissant la turbine du nombre maximum de pales compatible avec l'observance de la condition indiquée plus haut, à savoir que le faisceau lumineux ne doit jamais rencontrer plus d'une pale à la fois.
Dans le cas du comptage du débit d'un fluide opaque, on pourra utiliser un appareil du même genre que le précédent; mais avec une disposition relative différente de la source lumineuse et de la cellule photoélectrique. Dans ce cas, le faisceau lumineux f (fig. 3) réfracté en f1 sera établi de manière à être occulté normalement par la masse même du fluide opaque. Mais chaque pale 1 de la turbine sera munie à hauteur du plan de ce faisceau, d'un petit rebord 24 à surface réfléchissante qui, lors du. passage de cette pale, rencontrera ce faisceau et le fera sortir suivant f2, puis f8, en direction de la cellule photo-électrique 8.
Dans ce cas, si la turbine ne comporte qu'une seule pale, les phases d'éclairement seront plus courtes que les phases d'occultation, et en conséquence il y aura intérêt à disposer le relais 13 de manière inverse à celle de la fig. 1, de façon qu'il ferme le circuit du solénoïde du mécanisme indicateur pendant les phases d'attraction de son armature 14.
On remarquera que le compteur décrit plus haut fonctionne exactement de la même façon dans les deux sens d'écoulement du fluide.
Il va de soi que le mécanisme compteur proprement d, it pourrait être établi soit pour compter positivement, soit pour décompter à partir d'une quantité marquée à l'avance par les organes indicateurs.
Bien entendu, l'invention ne saurait être limitée au mode de réalisation décrit et représenté, tout autre type de turbine pouvant êre employé et le faisceau lumineux pouvant être établi hors de la zone balayée par la turbine proprement dite, de façon à cou per le trajet d'une pièce quelconque solidaire de celle-ci.