Appareil pour mesurer les calories apportées par un flux de liquide
à température variable.
L'objet de la présente invention est un appareil pour mesurer les calories apportées par un flux de liquide à température variable. Cet appareil est caractérisé en ee qu'il comporte un obturateur dont la position est réglée selon la température du liquide, destiné à diriger une partie du liquide dans une eonduite menant à un compteur volumétrique, le reste du liquide passant par un by pays, les pressions dans le by-pass et dans la conduite menant au compteur étant maintenues constamment égales par un équilibreur de pression, le tout de fanon que la quantité de liquide passant par le compteur volumétrique soit directement proportionnelle aus calories apportées par le flux total de liquide.
Le dessin représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe de la première forme d'exécution de l'appareil en élévation.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne
IIII de la fig. 1.
La a fig. 3 est une coupe de la deuxième forme d'exécution de l'appareil en élévation.
La fig. 4 est une coupe de la troisième forme d'exécution de l'appareil en élévation.
La fig. 5 en est une coupe en plan, suivant la ligne V-V de la fig. 4.
La fig. 6 est une coupe en élévation suivant la ligne VI-VI de la fig. 5.
Dans la forme d'exécution représentée par les fig. 1 et 2, l'appareil comporte une conduite 1 d'amenée du liquide, suivie d'mi con-
duit 36 constituant ml by-pass 2 et une con
duite 3 menant à un compteur volumétrique ordinaire 4. Le by-pass est muni d'un tube
37 rejoignant la conduite principale après le
compteur 4. L'embouchure du conduit 36 est munie de deux chicanes réglables 5 et 6 mé- nageant entre elles une ouverture 7. Ce e con-
duit 36 est de section rectangulaire, puis s'évase en mie cavité 8.
La cavité 8 renferme mi équilibreur de pression dont le corps 9
contient un piston 10 de même poids que le liquide qu'il déplace et susceptible de venir obturer l'orifice 11- du by-pass. Sur le corps
9 de l'équilibreur, en regard de]'ouverture
7, est fixée l'extrémité 12' d'une lame bi
métallique 12 s'étendant sus' toute la largeur du conduit 36 et séparant en deux la cavité 8
constituant ainsi le by-pass 2 et la conduite 3.
La seconde extrémité de la lame 12, désignée par 122, est placée entre les chicanes 5 et 6, plus près de l'une ou de l'autre, suivant la température du liquide. La position des chi- canes peut être réglée suivant les températurcs minimum et maximum entre lesquelles
l appareil est appelé à travailler.
Le fonctionnement de l'appareil est le sui
vant:
Lorsque le liquide est à la température minimum, la lame 12 appuie sur la chicane 5 et ferme la conduite menant au compteur 4.
Tout le liquide passe par le bv-pass 2 et rien
n'est enregistré Le contraire se produit lorsque le liquide est à la température maximuni et que la lame 12 appuie sur la chicane 6. Pour nue température intermédiaire du liquide, l'extrémité 122 de la lame 12 occupe une position correspondante entre les chicanes 5 et 6. Il suffit que les pressions dans la cavité 8 soient égales de part et d'autre de la lame 12 pour que la quantité de liquide passant par le compteur soit proportionnelle à la température. Cette condition est remplie grâce à l'équilibreur dont le piston 10 est en suspension à l'intérieur du corps 9. Sitôt, par exemple, que la pression augmente dans le compteur, le piston 10 est poussé vers le bas.
Le mouvement du piston 10 rétrécit l'orifice 11, de sorte que le liquide s'écoule moins facilement et la pression monte en 2 sous la lame jusqu'au moment où l'équilibre est rétabli.
Le dispositif permet au compteur 4 d'enregistrer les calories apportées par le flux dont la quantité et la température peuvent à la fois être variables. Il suffit de multiplier l'indice volumétrique du compteur 4 par des constantes propres à l'appareil et au liquide à mesurer pour avoir le résultat en calories.
La constante de l'appareil est proportionnelle au nombre de degrés de variation de température correspondant à l'écartement des deux ehiealles 5 et 6. L'échelle pourrait être graduée de façon telle qu'elle indique directement ce résultat.
La deuxième forme d'exécution diffère de la première par l'obturateur et par l'équili breur de la pression.
Dans la fig. 3, 13 désigne la conduite d'amenée dn liquide, 14 le by-pass et 15 la conduite menant an compteur volumétrique 16. Le corps de l'appareil est désigné par 17, celui de l'équilibreur par 18. Deux sièges de soupape 19 et 20 sont fixés dans le corps 17.
La position de ces sièges peut être modifiée suivant pour quels écarts de température doit travailler l'appareil. L'obturateur comporte une soupape 21 dont une face 211 est destinée à coopérer avec le siège 19 et dont ime face 212 est destinée à coopérer avec le siège 20.
Cette soupape est montée sur uii arbre 22 susceptible de se déplacer axialement. Cette soupape est reliée par le levier 23 et la tige 24 à faible dilatation à une extrémité libre 251 d'un tube 25 à fort coefficient de dilatation dont la seconde extrémité désignée par 252 est fixée au bâti. Les variations de longueur du tube 25 dues aux variations de température du liquide provoquent un déplace- ment axial de l'arbre 22 portant la soupape 21. Celle-ci ouvre plus ou moins le by-pass ou la conduite 15.
L'équilibreur de pression destiné à maintenir les pressions égales dans le by-pass 14 et la conduite 15 comporte une membrane 26 fixée, d'une part, au bâti, d'autre part, à un disque 27 solidaire d'une tige 28 portant une double soupape équilibrée 29 et 30 destinée à régler l'écoulement du liquide du by-pass.
Le principe du fonctionnement de l'appareil est identique à celui de la première forme d'exécution.
L'appareil suivant la troisième forme d'exécution (voir fig. 4, 5 et 6) est destiné à mesurer les calories fournies au liquide, par une chaudière par exemple, compte tenu des fluctuations de température du liquide d'ali tentation.
A cet effet, un dispositif compensateur est ajouté à l'appareil analogue à a première forme d'exécution, différant cependant de celle-ci par le mode de fixation de l'extrémité 121 de la lame bimétallique 12. Cette extrémité 121 est montée sur un arbre 31 qui pénètre dans la conduite d'alimentation de la chaudière. Une lame bimétallique 33, immergée dans le liquide d'alimentation, est fixée par son extrémité 33t à l'arbre 31. Son autre extrémité 332 est pincée entre deux butées réglables 34 et 35 de façon à pouvoir glisser entre elles. Les lames bimétalliques 12 et 33 sont de même caractéristique.
Des fluetuations de température du liquide d'alimentation obligent la lame 33 à se cintrer plus ou moins et font tourner légèrement l'arbre 31 qui déplacera ainsi la lame 12 d'une quantité correspondante. De cette fae. on, un surplus de calories fourni par la chaudière en raison d'un abaissement de la température du liquide d'alimentation est automatiquement enregistré par le compteur 4.
Apparatus for measuring the calories provided by a flow of liquid
at variable temperature.
The object of the present invention is an apparatus for measuring the calories supplied by a flow of liquid at variable temperature. This apparatus is characterized in that it comprises a shutter whose position is adjusted according to the temperature of the liquid, intended to direct part of the liquid in a pipe leading to a volumetric meter, the rest of the liquid passing through a by country, the pressures in the by-pass and in the pipe leading to the meter being kept constantly equal by a pressure balancer, the whole point being that the quantity of liquid passing through the volumetric meter is directly proportional to the calories brought by the total flow of liquid.
The drawing represents, by way of example, three embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is a section of the first embodiment of the apparatus in elevation.
Fig. 2 is a cut along the line
IIII of fig. 1.
The a fig. 3 is a section of the second embodiment of the apparatus in elevation.
Fig. 4 is a section of the third embodiment of the apparatus in elevation.
Fig. 5 is a sectional view, taken along the line V-V of FIG. 4.
Fig. 6 is a sectional elevation taken along line VI-VI of FIG. 5.
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the device comprises a line 1 for supplying the liquid, followed by a con
kit 36 constituting ml bypass 2 and a con
pick 3 leading to an ordinary volumetric meter 4. The bypass is fitted with a tube
37 joining the main pipe after the
meter 4. The mouth of the duct 36 is provided with two adjustable baffles 5 and 6 leaving between them an opening 7. This con-
pipe 36 is rectangular in section, then flares out into a cavity 8.
The cavity 8 contains a pressure balancer whose body 9
contains a piston 10 of the same weight as the liquid it displaces and capable of closing off the orifice 11- of the bypass. On the body
9 of the balancer, next to the opening
7, is fixed the 12 'end of a bi blade
metal 12 extending over the entire width of the duct 36 and separating the cavity 8 in two
thus constituting bypass 2 and pipe 3.
The second end of the blade 12, designated 122, is placed between the baffles 5 and 6, closer to one or the other, depending on the temperature of the liquid. The position of the chisels can be adjusted according to the minimum and maximum temperatures between which
the device is called to work.
The operation of the device is as follows
before:
When the liquid is at the minimum temperature, the blade 12 presses on the baffle 5 and closes the pipe leading to the meter 4.
All the liquid goes through the bv-pass 2 and nothing
Not recorded The opposite occurs when the liquid is at the maximum temperature and the blade 12 presses on the baffle 6. For an intermediate temperature of the liquid, the end 122 of the blade 12 occupies a corresponding position between the baffles 5 and 6. It suffices that the pressures in the cavity 8 are equal on either side of the blade 12 so that the quantity of liquid passing through the meter is proportional to the temperature. This condition is fulfilled thanks to the balancer whose piston 10 is suspended inside the body 9. As soon as, for example, the pressure increases in the meter, the piston 10 is pushed downwards.
The movement of the piston 10 narrows the orifice 11, so that the liquid flows less easily and the pressure rises in 2 under the blade until equilibrium is restored.
The device allows the counter 4 to record the calories provided by the flow, the quantity and temperature of which can both be variable. It suffices to multiply the volumetric index of counter 4 by constants specific to the device and to the liquid to be measured to obtain the result in calories.
The constant of the apparatus is proportional to the number of degrees of temperature variation corresponding to the spacing of the two ehiealles 5 and 6. The scale could be graduated in such a way that it directly indicates this result.
The second embodiment differs from the first by the shutter and by the pressure balance.
In fig. 3, 13 designates the liquid supply line, 14 the by-pass and 15 the line leading to the volumetric meter 16. The body of the device is designated by 17, that of the balancer by 18. Two valve seats 19 and 20 are fixed in the body 17.
The position of these seats can be modified depending on which temperature differences the appliance has to work. The shutter comprises a valve 21, one face 211 of which is intended to cooperate with the seat 19 and the face of which 212 is intended to cooperate with the seat 20.
This valve is mounted on a shaft 22 capable of moving axially. This valve is connected by the lever 23 and the rod 24 with low expansion to a free end 251 of a tube 25 with a high coefficient of expansion, the second end designated by 252 is fixed to the frame. The variations in the length of the tube 25 due to the variations in the temperature of the liquid cause an axial displacement of the shaft 22 carrying the valve 21. The latter more or less opens the bypass or the pipe 15.
The pressure balancer intended to maintain the equal pressures in the bypass 14 and the pipe 15 comprises a membrane 26 fixed, on the one hand, to the frame, on the other hand, to a disc 27 integral with a rod 28 carrying a double balanced valve 29 and 30 intended to regulate the flow of the liquid from the bypass.
The principle of operation of the apparatus is identical to that of the first embodiment.
The apparatus according to the third embodiment (see FIGS. 4, 5 and 6) is intended to measure the calories supplied to the liquid, by a boiler for example, taking into account the temperature fluctuations of the supply liquid.
For this purpose, a compensating device is added to the apparatus similar to the first embodiment, however differing from the latter by the method of fixing the end 121 of the bimetallic strip 12. This end 121 is mounted on a shaft 31 which penetrates into the boiler feed pipe. A bimetallic strip 33, immersed in the feed liquid, is fixed by its end 33t to the shaft 31. Its other end 332 is clamped between two adjustable stops 34 and 35 so as to be able to slide between them. The bimetallic blades 12 and 33 are of the same characteristic.
Fluctuations in the temperature of the feed liquid force the blade 33 to bend more or less and slightly rotate the shaft 31 which will thus move the blade 12 by a corresponding amount. From this fae. on, a surplus of calories supplied by the boiler due to a drop in the temperature of the feed liquid is automatically recorded by counter 4.