Appareil pour mesures volumétriques
On connaît des appareils pour mesures volumétriques dans lesquels un récipient destiné à permettre les mesures est relié à un manomètre combiné avec un dispositif permettant de créer une pression dans le récipient. Un appareil de ce genre est représenté schématiquement à la fig. 11 du dessin annexé.
Dans cette figure, A représente le récipient de mesure, B un manomètre, et C un dispositif permettant de créer une pression dans le récipient A. Ce dispositif est constitué par un cylindre rempli, par exemple, de mercure et dans lequel se déplace, avec jeu, un piston.
Dans les appareils connus de ce genre, le montage du récipient de mesure et les organes de serrage destinés à assurer son étanchéité ne permettent pas un enlèvement et une mise en place rapide du récipient, ce qui ralentit les opérations de mesure.
La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. A cet effet, les organes de serrage sont disposés sur un support solidaire du couvercle, pour agir élastiquement sur le fond du récipient, les parois de ce dernier ayant une épaisseur telle que sa déformation de compression est négligeable devant la somme des déformations élastiques des organes de serrage et de leur support sous l'action de l'effort de fermeture.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe axiale de la partie de l'appareil portant le récipient, d'une pre mière forme d'exécution de l'appareil.
Les fig. 2 et 3 sont des vues de détail à plus grande échelle.
La fig. 4 est un diagramme de l'effort de fermeture en fonction du chemin de fermeture parcouru par le récipient.
La fig. 5 est une coupe axiale de la partie inférieure du récipient, perpendiculaire à celle représentée à la fig. 1.
La fig. 6 est un schéma de la flexion de l'arbre d'excentrique.
La fig. 7 est une vue de la butée angulaire de l'arbre d'excentrique.
La fig. 8 est une coupe correspondant à celle de la fig. 1, d'une seconde forme d'exécution de l'appareil.
La fig. 9 est un schéma représentant les déformations élastiques du support de l'organe de serrage.
La fig. 10 est un schéma représentant la déformation élastique des rondelles qui sont interposées entre l'organe de serrage et le récipient.
La fig. 11 est un schéma explicatif.
La forme d'exécution représentée aux fig.
1 à 6 comprend une pièce 1 constituant un couvercle d'un récipient 2 de forme cylindrique.
Ce couvercle 1 est solidaire du bâti de l'appareil (non représenté) et relié par une tubulure 3 à un manomètre et à un dispositif permettant de créer une pression dans le récipient 2. Le couvercle porte un support 4 constitué par un bras recourbé en forme de U et dont l'extrémité libre 5 est disposée en porte à faux au-dessous du couvercle 1, comme montré à la fig. 1. Le support 4 est situé dans un plan vertical passant par le centre du couvercle 1.
L'extrémité 5 du support 4 porte un excentrique 6, monté sur un arbre horizontal 7 commandé par une manette 8, et tournant dans deux paliers 9 disposés à une certaine distance l'un de l'autre.
L'excentrique 6 agit sur un piston 10 coulissant dans l'extrémité 5 du support 4 et portant un plateau 11, dont la face supérieure forme une cuvette, de sorte qu'il ne vient en contact avec le récipient 2 que par sa partie périphérique 12.
L'arbre d'excentrique 7 porte une plaquette 15 présentant deux butées 16 disposées à 1800 l'une de l'autre et venant en contact avec un ergot 17 de l'extrémité 5 du bras 4 (fig. 7).
Le couvercle 1 présente, en regard de sa surface en contact avec le bord du récipient 2 en position de fermeture, un joint élastique 13 logé dans une rainure circulaire 14 (fig. 2 et 3). Cette dernière est de section transversale plus grande que celle du joint qu'elle contient.
Lorsque ce joint 13, qui fait normalement saillie du couvercle 1 (fig. 2), est déformé par compression, il peut donc se loger entièrement dans la rainure 14 (fig. 3). En position de fermeture, le bord du récipient 2 est en contact avec le couvercle 1 de part et d'autre de la rainure 14 (fig. 1 à 3).
La fig. 1 montre le récipient 1 dans la position fermée, l'excentrique 6 étant buté dans sa position de point mort haut. Si le support 4 de l'excentrique était tout à fait rigide, l'excentrique exercerait vers le haut un effort infini, ce qui aurait pour résultat une usure immédiate de sa surface de contact; pour que cela ne soit pas le cas, le support 4 des paliers 9 de l'arbre 7 d'excentrique 6 a une forme en
U ou en étrier, c'est-à-dire une forme élastique dans le sens de l'axe vertical. (Voir les déformations indiquées dans la fig. 9). Dans le même but, les paliers 9 de l'arbre 7 d'excentrique 6 sont suffisamment écartés l'un de l'autre pour que l'arbre puisse fléchir; de plus, la face supérieure du plateau 11 est creuse et appuie sur le récipient par sa partie périphérique.
Quant au récipient 2 lui-même, l'épaisseur de ses parois latérales est telle que le serrage ne produise qu'une déformation négligeable par rapport à la somme des déformations de l'étrier 4, de l'arbre 7 d'excentrique 6 et du plateau de serrage 11.
L'intérieur du récipient est relié à l'atmosphère par un perçage 19 fermé par une vis à pointeau 20.
La fig. 2 montre la face supérieure du récipient 2 au début de la fermeture; cette face commence à comprimer le joint annulaire élastique 13 dans son logement 14, dont le volume est plus grand que le volume du joint.
La fig. 3 montre le joint 13 comprimé il exerce dans cette position un effort tendant à écarter le récipient 2 du couvercle 1 et s'oppose à l'effort exercé par l'excentrique.
La fig. 4 est un diagramme montrant l'allure de la force de fermeture en fonction de la course verticale de la face supérieure ou face d'étanchéité du récipient 2 ; en 0, cette face entre en contact avec le joint, et le comprime de O à C; comme le joint est en caoutchouc, sa caractéristique élastique est assez plate. En
C, le joint est comprimé et poussé dans son logement; la face supérieure du récipient entre en contact avec la face correspondante du couvercle fixe 1, et les deux faces sont pressées l'une contre l'autre par l'excentrique jusqu'en
E, qui fournit l'effort supplémentaire nécessaire pour obtenir l'étanchéité parfaite. La ligne en trait pointillé O-E' serait la caractéristique de compression si le joint 13 n'était pas compressible.
En résumé, la ligne O - C représente la caractéristique du dispositif pendant la compression du joint élastique, tandis que la ligne C - E représente celle du même dispositif, après que le joint a été comprimé, les faces métalliques étant en contact.
La fig. 5 permet de se rendre compte de la valeur de l'écartement des paliers 9 de l'arbre 7 d'excentrique 6, nécessaire pour rendre ce dernier élastique, comme représenté schématiquement à la fig. 6. Dans cette figure, t est la flèche de l'arbre dans le plan médian de l'excentrique. Grâce au dispositif 15, 16, 17 représenté aux fig. 5 et 7, qui détermine les positions haute et basse de l'excentrique 6, à chaque fermeture, le récipient 2 est toujours appuyé contre son couvercle 1 avec la même force.
La fig. 8 montre une deuxième forme d'exécution. Les dispositions du couvercle 1, du récipient 2 et du support 4 sont identiques à celles décrites en référence à la fig. 1, mais l'excentrique et son arbre sont remplacés par une vis à butée 21 agissant sur le récipient 2 par l'intermédiaire de plusieurs rondelles élastiques 22 centrées sur un téton 23 de la vis 21.
Lorsque la tête de vis 21 vient buter contre son support 5, l'effort exercé par elle doit être suffisant pour assurer l'étanchéité parfaite du récipient 2.
La fig. 9 montre la déformation élastique de la fibre neutre du support 4 ; cette fibre neutre est représentée par un trait mixte pointillé.
Aux flexions f1 et f des deux branches horizontales du support 4 s'ajoute l'allongement Aa de sa partie verticale. Dans cette figure, f1 est la flèche de la branche supérieure horizontale du support 4, f est la flèche de la branche horizontale inférieure, tandis que Ac représente l'allongement de la branche verticale.
La fig. 10 montre comment sont comprimées les rondelles 22. Bien entendu, l'on peut augmenter à volonté l'élasticité du dispositif en augmentant le nombre des rondelles ; f est la flèche d'une rondelle élastique.
L'épaisseur des parois du récipient 2 est telle que ce dernier ne subit dans le sens axial, sous l'action de la force de fermeture, qu'une déformation négligeable par rapport à la somme des déformations f, + f2 + Aa + f3 + f4.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant, en référence à la fig. 1 1 du dessin:
A chaque grandeur de récipient A, correspond, sur le manomètre, un repère indiqué par les flèches à gauche du récipient. Le manomètre B comprend une échelle graduée (non représentée au dessin).
Le principe de l'appareil est basé sur la loi de Boyle-Mariotte suivant laquelle, à température constante, le volume d'une masse de gaz est inversement proportionnel à sa pression.
Pour procéder à un mesurage, il suffit d'opérer deux compressions consécutives au moyen du dispositif C, l'une avec le récipient A vide, l'autre avec le récipient contenant la matière dont le volume doit être déterminé. Ces deux compressions permettent la lecture sur l'échelle du manomètre de deux pressions soit ho pour le récipient A vide et h1 pour le récipient A chargé. Le volume de la matière contenue dans le récipient A est déterminé par la formule
X=K h,-h, cm3
h1 dans laquelle K est une constante d'étalonnage, qui correspond au volume total du récipient A vide avec ses voies de communications jusqu'au repère indiqué par la flèche à gauche du récipient.
Pour une mesure, on procède donc de la manière suivante:
On relève une première lecture sur l'échelle du manomètre B avec le récipient A vide. Ensuite on introduit dans ce récipient la matière à mesurer et on procède à la seconde lecture sur l'échelle du manomètre B, ce qui permet d'établir le volume exact de la matière en question.
Pendant toutes les opérations de lecture sur le manomètre B, il faut naturellement que le récipient A soit toujours appliqué de manière étanche, avec la même force contre le support de l'appareil. I1 faut, d'autre part, que la mise en place de ce récipient et son enlèvement puissent se faire facilement et rapidement, ce qui est possible avec les appareils décrits.