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Compteur rotatif de débit pour liquides et gaz.
L'invention se rapporte à des compteurs de débit pour gaz et liquides avec organe de comptage rotatif exposé au courant du fluide à mesurer (compteurs de Woltmann et autres avec roue à ailettes ou à hélice, compteurs à piston rotatif et d'autres compteurs à capsu- le), et elle a notamment pour but de compenser les erreurs de mesure, de mesure engendrées dans ce type de compteur par les résistances des presse-étoupe et d'autres frottements, par les résis- /comptage tances de ventilation et de la commande du mécanisme-de/ et par les conditions d'écoulement.
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L'expérience montre que ces erreurs ne sont pas soumises à des lois simples, mais qu'en raison de la complication de l'ensemble des phénomènes leurs valeurs dif- fèrent beaucoup suivant le débit. Les erreurs relatives croissent rapidement pour les débits très grands et très petits. Pour des débits très petits elles finissent par deve- nir infinies, c'est-à-dire l'organe de comptage s'arrête pour une certaine valeur minimum du débit, et les quantités reçues alors sont des pures quantités de fuite soustraites à l'éva- luaticn.
On a déjà fait de multiples tentatives ae perfectionner le type mentionné de compteurs de débit par la suppression de ces inconvénients et de ramener la limite inférieure de la zone dans laquelle les indications de ces compteurs sont suffisamment précises aussi près que possible de la valeur zéro du débit.
Dans un grand nombre de ces tentatives on s'est approche au but visé par des détours, à savoir par des moyens et des dispositions servant directement à l'évaluation des quantités de fuite, moyens par l'emploi desquels les erreurs dues au forces antagonistes mentionnées sont compen- sées.
Ces propositions se rapportent par exemple à aes combinaisons, commandées en fonction du débit, entre un
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ociupteur rotatif au zype mentionné précsdenhi'ent et un petit conteur auxiliaire dont les indications sont précises pour des faibles débits jusqu'à la valeur zéro; ou elles visent des commandes auxiliaires superposées à la commande principa- le au mécanisme de comptage et dont la vitesse de rotation ou une autre caractéristique ae commande est proportionnelle au débit de fuite ;
ou encore elles sont relatives à l'enclenche- ment et au déclenchement, commandés en fonction.du débit, d'un ou de plusieurs mécanismes de comptage auxiliaires à rapport
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de transmission variable qui compensent les indications d'un méca- nisme de comptage principal constamment en prise et indiquant jus- te dans le régime des vitesses de rotation normal pour le compteur en question suivant les modifications de la courbe du débit de fuite qui se produisent quand ce régime des vitesses est dépassé par excès ou par défaut.
La réalisation de toutes ces propositions demande des dispositifs encombrants et compliqués, absorbant beaucoup d'éner- gie, par exemple des dispositifs comparateurs qui fournissent la vitesse de rotation étalon nécessaire à la détermination de la vi- tesse du compteur ou du point de commutation, des dispositifsde commutation entre plusieurs compteurs ou mécanismes de comptage, des mécanismes totalisateurs,etc.et, surtout, des sources d'éner- gie et organes de. commande extérieurs qui nécessitent à leur tour une surveillance et un entretien permanents.
Une autre proposition connue qui consiste à compenser les résistances passives agissant sur la transmission de force qui relie l'arbre de l'organe de comptage au mécanisme de comptage, par la force antagoniste d'un contrepoids ou d'un organe analogue ne saurait être satisfaisante parce que le contre-poids qui représente à son tour une source d'énergie extérieure doit toujours être ra- /comme dans une horloge à poids, mené à nouveau, à la main, dans sa position initiales/de sorte que cette disposition nécessite également une surveillance continuelle.
-On a également proposé déjà d'actionner l'organe de comp- tage rotatif exclusivement par un moteur hydraulique, un régula- teur commandé par la différence de pression entre l'entrée et la sortie du compteur étant intercalé entre une pompe mue par une source d'énergie quelconque et le moteur hydraulique qu'elle ac- tionne, ce régulateur agissant de telle façon sur la commande du moteur hydraulique et de l'organe de comptage rotatif que la dif- férence de pression entre l'entrée et la sortie du compteur dis- parait.
. Cette proposition, qui vise particulièrement la suppres- sion des fuites, revient pratiquement, comme celle qui précède, à une compensation de toute la résistance du compteur par une force (le commande fournie par une source d'énergie extérieure, soit par
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une force extérieure. Les moyens décrits pour sa réalisation sont encore compliqués et coûteux, demandent beaucoup de place et absor- bent seaucoup d'énergie.
Par la présente invention, lesdites résistances passives sont compensées par des moyens simples et sans avoir recours à une source d'énergie extérieure. Tandis que dans les dispositifs anté- rieurs l'amenée, à l'organe de comptage, du fluide àmesurer n'est pas influencée et ue la loi suivant laquelle l'organe de comptage suit les variations du débit est pour ainsi dire abandonnée à elle- même ( et s'écarte donc de la proportionnalité), cette loi est mo- difiée, suivantl'invention, par une déviation de l'écoulement pro- duite en fonction bien déterminée du débit.
Le procédé ainsi caractérisé peut être réalisé suivant des voies différentes. un mode de réalisation consiste essentiellement en ce que la courbe aes erreurs, croissant continuellement avec le débit, est rapprochée au moyen d'une diminution automatique de la vitesse ae passade régnant à l'organe de comptage même, diminution ' correspondant l'allure de la courbe, de la forme d'une droite horizontale; dans cette forme, elle est déplacée parallèlement par des moyens de réglage connus en soi, de telle façon qu'elle coin- cide sensiblement avec l'abscisse.
Comme moyen de réalisation de l'invention suivant la voie qui vient d'être indiquée, on utilise une canalisation secondaire dérivée de la canalisation de mesure du côté entrée du compteur ; dans cette canalisation, qui contourne l'organe de comptage rotatif (de sorte que le débit partiel qui la parcourt reste non jaugé) , le àéoit est réglé suivant une dépendance bien déterminée du débit à l'organe ae comptage.
L'invention va maintenant être expliquée en détail en re- gard du dessin annexé qui se rapporte, à titre d'exemple, à un compteur à gaz à roue à ailettes ou à hélice. Les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de l'invention.
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La fig. 1 montre schématiquement en. coupe un tel compteur dont l'organe de comptage rotatif,' soit ici la roue à ailettes ou à hélice 1, est monté d'une manière connue à l'en- droit le plus étroit du parcours. L'étranglement du trajet est obtenu de façon connue, soit en donnant au boîtier 2 la forme d'un tube de Venturi, soit (voir les fig. 4 à 6 et 8) en introdui- sant un corps profilé 3 dans un tube de section uniforme, servant de boîtier, soit encore en prévoyant une tuyère ou un autre orifi- ce d'écoulement.
Suivant l'équation de Bernouilli, la pression statique régnant à l'entrée du compteur est supérieure à celle à la section la plus étroite. Lorsqu'on raccorde donc à l'entrée du compteur une petite canalisation de dérivation 4 qui débouche à nouveau dans le trajet du courant principal à son endroit le plus étroit, un point d'étranglement 5 monté dans cette canali- sation de dérivation est parcouru par un débit directement pro- portionnel au débit dans le compteur. Cette canalisation auxi- liaire 4 est disposée de telle façon qu'elle débouche dans la section la plus étroite de la canalisation principale en un en- droit qui est situé en aval de l'organe de comptage rotatif, de sorte que le courant qui la parcourt n'agit pas sur l'organe de comptage et n'est donc pas jaugé.
Grâce à cette disposition le tableau du compteur indique un débit diminué de cette quantité.
Sur la fig. 2, qui représente graphiquement les phénomènes, a est la courbe des erreurs d'un compteur à roue à ailettes ou à hélice, courbe déterminée expérimentale- ment et dont l'allure représente les valeurs des erreurs en fonc- tion des débits. Son allure, rapportée à la droite b parallèle à l'axe des abcisses x, est parabolique du point A au point B.
Le débit étant donné par l'abscisse x, l'erreur donnée yar le courant dérivé, non mesuré, est représenté par la droite c pa- rallèle à l'axe des abscisses x. or, pour qu'on puisse compenser,
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suivant l'invention, l'accroissement de l'erreur avec le débit, donné par la courbe a, la direction de la droite c devrait être celle de la droite d qui coupe la branche de la courbe a entre les points -,, et B.
Dans ce but, on aonne au point d'étranglement 5 disposé dans le courant dérivé une section qui varie suivant une fonction bien déterminée au débit à l'organe de comptage.
Le dispositif utilisé à cet effet est représenté schématiquement sur la figure 3. Lans un instrument régulateur 6, la différence de pression entre le point ae dérivation de la canalisation secondaire 4 et le point le plus étroit du compteur (où la canalisation secondaire rentre aans la canalisation principale en aval ae l'organe de comptage) et, par suite, le débit agis- sent sur une membrane 7 soumise à l'influence d'une force de rappel variable avec l'élongation (par exemple la force d'un ressort, n'un pendule ou d'un organe analogue) et règlent, par exemple au moyen d'un organe de distribution 8, --- cône ou organe analogue, le courant dérivé dans la canalisation 4.
On peut donner au cône 8 une forme telle que le courant dérivé passant par l'étranglement 5 atteint, pour divers débits, une valeur qui est représentée par la droite e de la fig. 2 et que cette droite e est parallèle à la droite d qui coupe la courbe a entre les points A et B. sur la fige 2, la droite e est représentée au- dessus de l'abscisse x.
Les ordonnées comprises entre elle et l'abscisse x représentent alors le débit passant par l'étran- glement o ae la canalisation ae réglage 4, soit celui qui reste non jaugé. n déduisant cette valeur, qui est indiquée ici en pour cent du débit, des points correspondants de la courbe a, on obtient une courbe ! qui représente la valeur indiquée par le tableau des chiffres du compteur.
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cette courbe f est située au-dessous de l'axe des abscisses et ses écarts d'une droite g parallèle à cet axe sont très faibles: en effet, ainsi que l'ont confirmé des essais, ils sont d'environ 0,5%, donc compris entre les limites admissibles des erreurs d'étalonnage.
Il est main- tenant facile d'obtenir, par des moyens de réglage appropriés, par exemple en' .-intercalant entre l'arbre du compteur et sa minuterie un renvoi d'engrenages, la coïncidence de la droite avec l'axe des abscisses x, de sorte que le compteur montre une précision d'indication remarquable dans une zone limitée environ par les points E et B de la courbe.
Ici, la compensation des erreurs de mesure a été effectuée suivant la droite d ou suivant la droite e qui lui est parallèle. Il est évidemment tout à fait possible de donner au cône 8 du régulateur 6 une forme telle que la compensation soit réalisée suivant la courbe a , environ du point E jusqu'au point B, ou suivant une courbe parallèle à cette branche de la courbe. Dans ce cas (et pour une densité constante du liquide à jauger), les indications dans cette zone sont pratiquement exemptes d'erreur .
Afin de faciliter l'étalonnage du compteur, le dispositif d'étranglement peut être rendu réglable. on le protégera de préférence de l'encrassement en prévoyant un filtre.
Dans des types de compteur dont l'allure des sections ne suit pas le principe de Venturi et dont la roue à ailettes ou à hélice est par exemple située directement en aval d'une tuyère ou d'un diaphragme, la disposition suivant l'invention reste la même. par contre, dans des compteurs à piston rotatif ou dans d'autres compteurs à capsule où. il n'y a aucun étranglement de section et où la chute de pression entre les tubulures d'entrée et de sortie du compteur, néces- saire à la commande du compteur, peut être seule utilisée,
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la canalisation de réglage doit être raccordée entre les tubulures d'entrée et de sortie du compteur, et la forme donnée au cône de la valve de réglage doit tenir compte de la courbe des erreurs de ce type de compteurs.
L'invention offre encore le grand avantage que, dans son application, il n'y a , même en cas d'encrasse- ment éventuel ae la section ae l'organe de comptage rotatif, d'erreur aucune production de mesure et, par suite, aucune fausse indication; il se produit par contre (on peut dire : enfonc- tion du aegré d'encrassement) une compensation automatique de l'erreur ae jaugeage aue à l'encrassement (du moins entre les limites aes erreurs d'étalonnage admissibles),
En ef'et, lorsque la section près de l'organe de comptage rotatif 1 diminue en raison de l'encrassement, la vitesse ae passage pour un débit donné s'accroît à cet endroit.
En vertu de l'équation de Bernouilli, la pression statique dans cette section diminue, de sorte qu'une diffé- rence de pression supérieure agit sur l'organe de comptage rotatif. Ceci devrait occasionner une erreur d'indication positive, si la différence de pression accrue n'agissait pas en même temps sur la membrane 7 de l'appareil d'étranglement 6 monté dans la canalisation de compensation 4. Ceci produit une augmentation de la section étranglée entre la périphérie de l'ouverture de passage 5 et l'organe de réglage 8, c'est- à-dire une augmentation du débit du courant de compensation contournant l'organe de comptage 1 par la canalisation 4 et, par suite, une diminution automatique de la vitesse de pas- sage près de l'organe de comptage 1.
Il s'ensuit que la pré- cisicn des indications du tableau n'est pratiquement pas influencée par un encrassement éventuel du compteur.
La fig. 4 (on ne considère en ce moment que l'installation du courant de compensation raccordée en-dessous du compteur) montre une variante et un développement de la disposition qui vient d'être décrite, où la zone dans laquelle
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le compteur indique juste,grâce à l'application du procédé de courant de compensation suivant l'invention est étendue à des valeurs encore plus faibles du débit.
L'organe de comptage rotatif est encore désigne, par 1, le boîtier du compteur par 2. Le corps profilé produisant l'étranglement près de l'organe de comptage est désigné par 3. De la canalisation d'amenée principale, de préférence à la tubulure d'entrée du compteur, est dérivée, en- viron au point 9, la canalisation du courant de compensation 4 suivant l'invention qui débouche de nouveau dans la canalisa- tion principale, c'est-à-dire dans le compteur, au point 10 environ, soit en aval de l'organe de comptage 1 ; dans cette canalisation est intercalé le régulateur de commande 6.
La pression statique à l'endroit le plus étroit du carter, sen- siblement au point 12, est transmise par une canalisation 11 à l'un des côtés de la membrane 7; sur l'autre côté agit la pression de la canalisation principale qui est transmise, avec un écart négligeable, par la canalisation 4. La membrane porte , ici un poids de réglage 13. Comme organe fournissant la force de rappel réglable, on a prévu un ressort 14. Jusqu'à présent, la disposition et le fonctionnement correspondent sensiblement à ce qui précè de .
En aval du point de dérivation 9 de la canalisation de courant de compensation 4, mais en amont du commencement de l'étranglement est intercalé dans la canali- sation principale 2 un clapet 15 ou un organe analogue qui est plus ou moins ouvert par le fluide qui passe, suivant le débit momentané. Le but de ce clapet ou organe analogue 15 n'est que de produire une différence de pression additionnelle au moyen de laquelle les résistances à l'écoulement produites dans la canalisation de courant de compensation 4 sont surmon- tées, même lorsque le débit pour lequel le jaugeage par l'or- gane rotatif 1 doit commencer est très petit.
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Cornue on le voit facilement, la disposition du cla- pet offre une possibilité de compensation au moyen du procédé par courant de compensation suivant l'invention déjà pour des débits près de l'organe de comptages'inférieurs à ceux corres- pondant à la disposition initialement décrite, sans utilisation d'un clapet ou d'un organe analogue. Au point de vue suspension et charge, la disposition au clapet 15 peut être telle que le clapet produit,pour toutes les valeurs du débit , une chute de pression constante ou sensiblement constante, ou encore une chute de pression variant suivant une loi prédéterminée.
Dans le déplacement du cône de réglage 8 dans l'ouverture 5, il est tenu compte de cette chute de pressicn en ce que la membrane 7 supporte une charge additionnelle grâce au poids 13 susmentionné,
Suivant un autre mode ae réalisation du procédé de compensation par courant de réglage caractérisé plus haut, on rapproche la courbe des erreurs a du compteur, courbe croissant continuellement avec le débit, au moyen d'une impul- sion additionnelle qui varie automatiquement avec l'accroisse- ment de la courbe et que le fluide à mesurer imprime à l'organe de comptage, de la forme a'une droite horizontale, forme sous laquelle elle est éventuellement déplacée parallèlement au moyen d'organes de réglage connus en soi, de telle façon qu'elle coïncide sensiblement avec l'axe des abscisses.
Ce mode de réalisation du procédé suivant l'invention constitue donc en quelque sorte l'inverse du précédent. Le moyen de réalisation de l'invention suivant cette deuxième voie est constitué par un courant secondaire dérivé de la canalisation principale de la manière décrite, dont le débit est une fonciion prédéterminée du débit régnant près de l'organe ae comptage, et qui rentre dans la canalisation prin- cipale au point le plus étroit, mais en amont de l'organe de comptage rotatif, pour être projeté par un ou plusieurs orifices d'écoulement (tuyères, etc.) contre l'organe de comptage.
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Sur la fig. 5 du dessin la disposition ser- vant à la réalisation de ce procédé est représentée schémati- quement. Les repères 1 à 15 ont la même signification que sur les figures 1,3 et 4. Cependant, ici le courant compensa- teur ne contourne pas l'organe de comptage rotatif 1, mais il est projeté par la ou les tuyères ou organes analogues 16 contre l'organe de comptage 1. Il s'ensuit que l'appareil régu- lateur 6 fonctionne en sens inverse de celui des fig. 1, 3 et 4, c'est-à-dire que, lorsque le débit s'accroît, la membrane 7 s'abaisse en ajustant de la manière voulue la section de passage à l'étranglement réglable 5,8.
Le réglage de l'ensemble s'effectue également en zens inverse de celui qui a lieu selon le. pre. mier mode de réalisation de l'invention. Tandis que, dans celui-ci, le rap- port de transmission entre l'arbre de l'organe de comptage et le mécanisme de comptage a été choisi de telle façon que les indications de .ce.' -mécanisme concordent avec la valeur du débit pour ce faible débit où la 'mesure à l'aide de l'organe de comptage rotatif doit commencer (limite inférieure des erreurs d'étalonnage), ici le rapport de transmission est choisi tel que les indications dudit mécanisme 'concordent avec le débit au voisinage de la charge maximum. pour des débits plus faibles, la minuterie indique alors trop peu.
La loi, déterminée empiriquement, qui lie la grandeur de cette erreur au débit correspondant indi- que la forme à donner au cône ou autre organe de réglage 8, c'est-à-dire que pour chaque débit, l'appareil de réglage 6 commande sur la valve 5,8 du courant de réglage une section d'étranglement dimensionnée de telle façon que le courant de réglage sortant en 10 d'une tuyère ou d'un organe analogue 16 accélère le mouvement de rotation de l'organe de comptage 1 de
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/comptage /compta7ecolicordent telle manière que les indications du mécanisme-'de/oonoordent toujours avec le débit total.
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Cette disposition peut encore être modi- fiée en ce sens que la tuyère 16 introduit le courant de réglage dérivé dans le carter 2 perpendiculairement à la direction d'écoulement du courant principal agissant sur l'organe de comptage rotatif.1. Le courant principal reçoit ainsi un mouvement de rotation, c'est- à-dire qu'une composante de rotation est produite qui modifie aussi la direction de l'action du courant prin- cipal sur l'organe de comptage rotatif ; la va- leur de l'angle sous lequel la tuyère introduit le cou- rant de réglage dans le courant principal cette modi- fication est plus ou moins accentuée, et la vitesse de rotation de l'organe de comptage est ainsi influen- cée en conséquence.
Une fois déterminé l'angle exact entre la tuyère 16 et le courant principal, il y a, entre la rotation produite du courant principal et le débit du courant secondaire dérivé, une relation bien déter- minée. En aonnant à l'organe de réglage 8 une forme tenant compte de cette relation, on peut faire dépen- dre le débit dans le courant secondaire du débit près de l'organe de comptage 1 de telle sorte que le surplus de rotation de l'organe de comptage 1 dû à la compo- sante de rotation compense intégralement les erreurs qui devraient se produire sans le courant de réglage suivant l'invention.
Lorsqu'il s'agit (par exemple pour un débit constant du courant secondaire dérivé) de faire pivoter la tuyère 16 aux fins de réglage de l'action sur l'organe de comptage, ce pivotement doit évidemment être commandé en fonction du débit régnant près de l'organe de comptage, c'est-à-dire que, pour la commande
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de ce pivotement, on peut se servir encore d'un organe dont le fonctionnement correspond à celui du régulateur 6 des dispositifs décrits en regard de la figure 5.
On peut encore simplifier cette disposition en prévoyant, au point de rentrée 10 de la canalisation de courant de réglage 4, au lieu de la tuyère 16, une surface déflectrice pivotante (clapet articulé ou piè- ce analogue) dont la commande est encore effectuée par le régulateur 6,et dont le fonctionnement correspond à celui de la tuyère pivotante.
Il sera alors inévitable que la surface déflectrice pivotante, par les variations de sa posi- tion par rapport à la direction d'écoulement au courant principal, exerce une réaction sur le courant princi- pal. Toutefois, cette réaction ne s'étend pas sur tout le courant principal ; n'influence dans une mesure appréciable que les filets de courant immédiatement voisins de la surface déflectrice.
Il s'ensuit que, rien que par le réglage, dû à l'appareil régulateur 6, de la surface déflectrice pivotante, une faible partie du courant principal, située dans le rayon d'action de cette surface déflectrice, est détachée au point de vue aérodynamique de ce courant principal ; d'une façon identique à celle du courant de réglage dérivé mécaniquement et sortant de la tuyère 16, cette partie produit, de la manière qui vient d'être décrite, une action additionnelle sur l'organe de comptage.
Dans beaucoup de cas, ce courant partiel produit d'une manière aérodynamique à l'intérieur du courant principal suffira pour atteindre seul, c'est-à- dire sans l'existence du courant de réglage dérivé mécaniquement et conduit par la canalisation 4, l'effet compensateur voulu. Dans ce cas, l'appareil régulateur
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6 n'aurait pas à commander simultanément un aispositif d'étranglement, mais servirait uniquement à la commande de ladite surface déflectrice.
Comme le courant principal est à deux di- /la surface déflectrice mobile peut pivoter mensions, ledirection dans laquelle/est tout-à-fait indifférente. Pour 1.' obtention de l'effet voulu, il n'est évidemment pas indispensable que le corps dont la surface sert de surface déflectrice se trouve entiè- rement à l'intérieur au courant principal. On peut aussi prévoir une disposition où il est déplacé de telle ma- qu'il pénètre plus ou moins profondément dans le courant principal.
On peut abaisser encore davantage la li- mite inférieure de mesure en produisant, dans les dis- positifs servant à la réalisation du procédé de com- pensation par courant de réglage suivant l'un des deux modes d'exécution décrits, un autre courant secondaire qui, en soufflant sur l'organe de comptage rotatif, produit un couple additionnel qui compense sensible- ment les résistances passives que l'organe de comptage doit vaincre dans sa rotation.
De cette façon, l'organe de comptage ro- tatif est soumis à une action préalable et additionnel- le grâce à laquelle on obtient que l'organe de comptage 1 démarre facilement déjà pour des débits très faibles, c'est-à-dire que la partie initiale, soit environ la branche entre les points E et A de la courbe a sur la figure 2, est rapprochée de l'ordonnée Y.
Ce dispositif de soufflage dont la dispo- sition et le fonctionnement sont étroitement apparentés à ceux de l'installation de compensation précédemment décrite est représenté schématiquement sur la figure 4 du dessin. Sur cette figure un deuxième courant secon-
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daire est dérivé en 17 de la canalisation d'amenée principale, à savoir en amont du clapet ou de l'organe analogue 15 ; deuxième courant secondaire est ramené au courant principal par la canalisation 18 près de l'endroit le plus étroit du carter, en amont encore ae l'organe de comptage rotatif 1. La canalisation 18 se termine par une tuyère d'écoulement ou un orifice ana- logue 20 au moyen de laquelle le courant secondaire est soufflé sur l'organe de comptage rotatif 1.
L'intensité de ce jet de soufflage est ré- glée par le régulateur 16 à une valeur déterminée empi- riquement, au moyen d'une membrane 21 sollicitée par un poids ou par un ressort et soumise d'une part, par l'in- termédiaire de la canalisation 18, à la pression régnant dans la canalisation principale d'amenée, et d'autre part, par l'intermédiaire de la canalisation 22, à la pression près de l'organe de comptage 1. Pour l'obtention de l'effet désiré les résistances passives produites dans la canalisation secondaire 18 doivent être surmontées d'a- vance ce qui est encore réalisé au moyen de la faible chute de pression dans le courant principal, due au clapet 15.
Afin de ne pas fausser par ce deuxième cou- rant secondaire les indications de la minuterie, la forme donnée à l'organe de réglage fonctionnant dans la cana- lisation du courant de réglage 4, soit au c8ne 8 ou au- tre organe analogue, doit tenir compte de l'altération susmentionnée de la courbe des erreurs a du., compteur, altération due à l'action préalable et additionnelle.
Lorsque (comme par exemple dans beaucoup de compteurs à basse pression) la chute de pression à produire au moyen du clapet 15 doit être maintenue fai- ble, l'appareil de réglage 19 peut être supprimé. Il est vrai qu'alors la vitesse d'écoulement de la tuyère 20
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croît avec le débit, mais elle est toujours régie par une relation immuable avec le débit à l'organe de comptage de sorte qu'il est possible de tenir compte de son influence dans la construction du c8ne de réglage
8 fonctionnant dans la canalisation du courant de cimpensation 4.
Cette disposition à action préalable et additionnelle, résultant du deuxième courant secon- daire, peut être combinée avec les dispositions décri- tes en regard des figures 1 à 5 d'une manière qui permet d'abaisser encore la limite inférieure de la zone de mesure.
Sur la figure 6, qui représente schémati- quement cette combinaison, la signification des repères
1 à 14 et 16 à 22 est la même que sur les figures 1, 3,
4 et 5. Au lieu du clapet ou de l'organe analogue 15 des figures 4 et 5, une soupape d'arrêt 23-28 est intercalée dans la canalisation principale d'amenée, sensiblement à l'entrée du carter 2 du compteur. Cette soupape est construite à la façon d'un compteur à flotteur, de sorte que la chute de pression à l'organe d'obturation 24, dé- terminée par un poids de réglage 23, est constante.
L'organe d'obturation 24 est ajusté verti- calement (d'une manière connue dans lescompteurs à flotteur) dans l'élargissement conique 25 suivant la va- leur du débit. Dans le mouvement de fermeture, il passe de la partie évasée 25 par le rétrécissement 26 dans une partie 28 cylindrique ou légèrement évasée vers le siège de soupape 27. Dans sa position la plus basse, il repose sur be siège de soupape 27 en obturant l'admission au compteur. Dans sa course de fermeture l'organe 24 passe devant la prise de pression 2 disposée dans la partie la plus étroite 26 de l'étranglement, d'où une canalisa..
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tion 30 mène à l'espace 33 au-dessus de la membrane 34 d'un servo-distributeur 33-40.
De la canalisation d'amenée principale, en amont de la soupape d'arrêt 23-28 environ en 31, est dérivée une canalisation 32 qui réunit d'abord les canalisations 4 et 18 des figures 1, 3, 4 et 5, et qui mène également à la soupape de commande 33-40, à savoir dans l'espace au-dessous de la membrane 34. La chambre 35 de la soupape possède les deux raccords ou tubulures 36 et 37 dont les organes d'obturation 38 et 39 sont commandés de telle façon par la membrane 34 qu'un des deux raccords 36, 37 est toujours fermé lorsque l'autre est ouvert.
Sur la tubulure 36 est raccordéela cana- lisation 4, conduisant le courant de compensation dérivé laquelle rentre, en passant par l'appareil de réglage 6 commandé de la façon décrite ci-dessus, dans le cou- rant principal à l'endroit le plus étroit du compteur (à savoir - suivant que l'on suit l'une ou l'autre des voies de réalisation du procédé de compensation par courant de réglage suivant l'invention -en amont ou en aval, dans l'exemple représenté sur la figure 6 en aval).
Sur la tubulure 37 du serve-distributeur est raccordée, suivant les circonstances avec ou sans appareil de réglage 19, la canalisation précédemment décrite 18 qui conduit le courant secondaire d'action préalable et additionnelle; à l'endroit le plus étroit du compteur, en amont de l'organe de comptage 1, cette canalisation rentre dans le courant principal où elle se termine par une ou plusieurs tuyères ou orifices analogues 20, dirigées contre l'organe de comptage.
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Au moyen de la sou pape de commande 33-40 on peut effectuer la liaison entre la canalisation principale et le compteur en 31, soit par la canalisation de courant de réglage 4 et le raccord 10, soit par la canalisation 18 d'action préalable et additionnelle et la ou les tuyères 20 avec le rétrécissement du courant principal à l'organe de comptage, suivant la position du flotteur 24.
Lorsque le flotteur 24 se meut, pour des valeurs au débit normales pour le calibre du compteur en question, dans la partie élargie 25 de la soupape d'arrêt, aucune différence de pression notable ne règne entre les raccords 2 et 31 des canalisations 30 et 32 et, par suite, entre les chambres 33 et 35 de part et d'autre de la membrane 34. Le poids 40 abaisse donc la membrane 34 en maintenant l'organe 39 sur la tubulure 37 dans la position de fermeture tandis que l'organe 38 dégage l'ac- cès à la canalisation 4, de sorte qu'un courant compen- sateur venant au point de dérivation 31 de la canalisation d'amenée principale parcourt la canalisation 4 qui con- tourne l'organe de comptage 1.
Lorsque le débit baisse maintenant au-des- sous de la valeur correspondant à la limite normale in- férieure de la zone de mesure et que, par suite, le flotteur 24 s'abaisse jusqu'à ce qu'il passe par la prise de pression 29 pour tomber immédiatement après sur le siège de soupape 27, la pression régnant en amont du flotteur 24 est transmise par la canalisation 32, et la pression régnant en aval au flotteur 24 par la canalisation 30 à la membrane 34 de la soupape de commande 33-40, apec production d'une force de déplacement qui, en surmontant la charge du poids 40, ouvre le rac-
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cord 37 de la canalisation 18 et ferme le raccord 36 de la canalisation 4.
En ce moment, aucun courant de fluide à jauger ne parcourt la soupape 24, 27 de la canalisation principale d'amenée. Cependant, grâce à la différence de pression restant entre la canalisation principale d'amenée et la sortie du compteur, un courant venant du point de dérivation 31 parcourt la canalisation 32, la chambre 35 de la soupape de commande 33-40, la cana- lisation 18 d'action préalable et additionnelle et la ou les tuyères 20 en sortant desquelles il actionne l'organe de comptage 1. Ce courant parcourant la canali- sation de courant secondaire 18 est donc devenu mainte- nant courant principal.
En raison de la vitesse de sortie élevée régnant à la ou aux tuyères 20, la quantité d'impulsion de ce courant est de beaucoup supérieure par exemple à celle du courant principal passant par la section à l'organe de comptage 1 au moment ae la commutation de la soupape de commande 33-40. Comme la vitesse de rotation de l'arbre de l'organe de comptage s'élève immédiatement après la commutation, cette commutation de la soupape ae commande 33-40 doit être, accompagnée d'un changement du rapport de transmission à la minuterie.
La vitesse d'écoulement de la ou des tuyères 20 est directement proportionnelle du débit de consommation à tout instant, et, par suite, la vitesse de rotation de l'organe de comptage 1 due au jet de ce courant est proportionnelle au débit de consommation. Il est vrai que l'organe de comptage subit un léger frei- nage dû aux résistances énumérées plus haut. L'erreur ainsi commise peut encore être compensée au moyen d'un courant de réglage suivant un des deux modes de réalisa-
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tion du procédé selon l'invention, précédemment décrits.
La disposition servant à cet effet, qui correspond par exemple à celle décrite avec référence aux figures 1 à 3 ou 5, est visible sur la figure 6.
Sur cette figure, une canalisation de courant de réglage 41 est dérivée de la canalisation 18 et y retourne en 42, soit en aval de l'endroit le plus étroit du carter 2 au compteur. vans cette canalisation est intercalé un appareil correspondant au régulateur 6 précédemment décrit ou, éventuellement, à sa place une simple valve d'étranglement 43 réglable à main.
L'application au procédé de compensation par courant de réglage selon l'invention au courant sor- tant de la ou des tuyères 20 permet de réduire le débit dans la ou les tuyères 20, soit la consommation à mesu- rer, jusqu'à ce que la quantité d'impulsion du courant sortant de la tuyère, quantité correspondant à cette faible consommation, correspond sensiblement à la quan- tité d'impulsion pour ce débit Q à l'organe de comptage pour lequel se déclenche la commutation par l'organe d'obturation 24 de la soupape d'arrêt 23-28. L'organe de comptage 1 ne mesure alors que des débits qui ne re- présentent qu'une faible partie d.u débit Q susmentionné.
Le changement du rapport de transmission peut être effectué par exemple depuis l'organe d'obtura- tion 24 de la soupape d'arrêt 23-28 au moyen d'une timonerie ae renvoi, ou par la membrane 34 de la soupape de commande 33-40, ou par la membrane de l'appareil ré- gulateur 6, ou encore, comme indiqué sur la figure 6, au moyen d'un régulateur auxiliaire 46, 47, 48 mis en parallèle avec la soupape de commande 33-40 au moyen des canalisations 44 et 45, ledit régulateur auxiliaire effectuant la commutation simultanément avec la soupape
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de commande 33-40 ainsi qu'il le faut.
Le régulateur auxiliaire 46-48, ou un des dispositifs équivalents susmentionnés, déplace, par exemple au moyen d'un levier 4, le pignon 51 coulis- sant sur un arbre de renvoi 50 de l'organe de comptage
1 de telle façon qu'il engrène soit avec le pignon 52, soit avec le pignon 53 de l'engrenage 52-55, la minute- rie 56 actionnée par cet engrenage étant entraînée avec des rapports de transmission aifférents selon la position du pignon de commande 52.
Les poias de charge 40 et 47 sont ajustés empiriquement aux conditions déterminés par le poids
23 et par le profilage dans la soupape d'arrêt 23-28 de telle façon qu t aucun pompage au flotteur de commande
24 ne saurait se produire lors de la réouverture de la soupape 24,27.
Il est évidemment aussi possible ae cons- truire les charges des membranes 40 et 47 comme poids basculants, d'une façon analogue aux commutateurs bascule, en obligeant ainsi le dispositif de ne res- ter que dans les deux positions limites, mais jamais dans une position intermédiaire.
On peut réduire davantage encore la limi- te inférieure de la zone ae mesure et la ramener pres- que à la valeur zéro en combinant la aisposition décrite avecréférence à la figure 6 et dans laquelle le courant passant par la canalisation 18 devient après la commu- tation courant principal, avec la disposition d'un courant à action préalable et additionnelle. Ceci est réalisé le plus simplement en ce qu'on rend, dans la soupape de commande 33-40, l'obturation de la canalisa- tion 18 par l'organe 39 à dessein non étanche. Le cou- rant d'action préalable et additionnelle, décrit précé-
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demment, parcourt alors continuellement cette canali- sation lorsque la canalisation 18 est fermée..
La figure 7 montre, d'une manière égale- ment schmétique, une variante simplifiée de la disposi- tion de commande représentée sur la figure 6. Les mêmes pièces des deux figures sont encore désignées par les mêmes repères.
Dans son mouvement, le flotteur 24 de la soupape d'arrêt 23-28 ne déplace pas seulement le poids de charge 23, mais, par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement simple 57, 58 aussi un levier 60 articulé autour d'un point fixe 59, lequel, en remontant, commande par l'intermédiaire d'une butée ou d'un organe analogue 61 une valve d'étranglement mobile 65 au-dessus d'un siè- ge de soupape 64 dans la chambre d'accès 62 à une cana- lisation 63. Ia canalisation 63 correspond à la partie de la canalisation de courant de réglage 4 dans les figu- res 4, 5 et 6 située en aval de l'appareil de réglage 6.
La disposition est prévue telle que la valve d'étranglement 65 obture en 64 l'accès à la canalisation 63 dès que le flotteur descendant 24 de la soupape d'ar- rêt 23-28, après avoir passé par l'étranglement 26, tombe sur le siège 27. Dans ce mouvement de chute, le poids de charge 23, en venant heurter une soupape 66, 67 corres- pondant à la soupape 37, 39 de la figure 6, ouvre la canalisation 18.
Comme la soupape d'arrêt 23-28 est cons- truite à la façon d'un compteur à flotteur où à chaque débit correspond une position bien déterminée du flotteur 24, à chaque débit correspond aussi, grâce à l'entraîne- ment de l'organe d'obturation 65 par le levier 60, une position bien déterminée de l'organe 65 au-dessus du siège de soupape 64 dans l'espace 62. Lorsque l'espace 62
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dans lequel se meut l'organe d'obturation 65 reçoit une forme correspondant à la partie élargie d'un compteur à flotteur, on obtient qu'à toute position du flotteur de la soupape d'arrêt 23-28 correspond une section bien déterminée entre l'organe d'obturation 65 et la paroi de l'espace 62.
Les dimensions doivent alors être choisies telles que cette section annulaire laisse passer- pour chaque condition de pression, la même quantité de fluide à jauger que celle que laisserait passer l'appareil de réglage 6 pour le débit correspondant dans les disposi- tions suivant les fig. 3 à 6. Le dispositif d'étrangle- ment 62, 64, 65 remplàce donc l'appareil de réglage 6 des exemples d'exécution précédemment décrits et, en combinaison avec la soupape 66,67, aussi la soupape de commande 33-40 de la disposition suivant la fig.6. Afin de pouvoir adapter cette disposition à toutes les condi- tions de la pratique, la position relative de l'organe 65 par rapport au levier 60 ou à la paroi de l'espace 62 est rendue ajustable par des moyens connus en soi.
Dans la fabrication des compteurs rotatifs du type dont il est question ici, la technique de cons- truction ne permet pas d'obtenir que, dans des compteurs de même calibre et capacité, les résistances mentionnées initialement, à surmonter dans le mouvement de rotation de l'organe de comptage, aient dans chaque cas la même valeur. Un mécanisme de comptage ne fonctionne pas exac- tement'comme l'autre et il faudrait pour chaque compteur déterminer empiriquement le rapport de transmission né- cessaire entre l'arbre de l'organe de comptage et la minuterie , et ajuster convenablement ce-rapport.
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Afin d'économiser cette main-d'oeuvre et ces frais, on peut prévoir, entre les parties de la canali- sation de courant de réglage situées respectivement en amont et en aval de l'appareil de réglage 6, une canali- sation de by-pass 68 dans laquelle est intercalée une valve d'étranglement 69 réglable à main. Cette disposi- tion est indiquée en traits pointillés dans l'exemple de réalisation suivant la fig. 4. La dérivation de cette de by-pass canalisation peut aussi être faite depuis la canalisa- tion principale.
Au lieu de ce dispositif, on peut pré- voir directement dans l'appareil de réglage 6 une valve d'étranglement auxiliaire réglable à main. auxiliaire
Par l'ajustage de cette valve/ 69, il est facile ne taire varier dans des petites limites l'ac- tion sur l'organe ae comptage 1 et ae compenser des écarts accidentels dans le fonctionnement au mécanisme de comptage.
Dans le procédé de compensation par courant de réglage présentement décrit, on maintient la quantité de fluide à Jauger dérivée par la canalisation de courant de réglage 4 dans une dépendance voulue de l'intensité du aébit. Ille dépend donc, tout comme l'intensité au débit, de la densité du fluide à jauger et varie en fonction de la densité suivant des lois connues.
La valeur de l'erreur due à des faibles variations de la densité est négligeable tant qu'elle rste comprise entre les limites admissibles des erreurs de mesure. Il est donc généralement inutile de compenser l'influence de faiblesvariations de la densité --- inférieures à 50% environ) Toutefois, aans tous les cas ou les conditions comportent des variations plus grandes de la densité, une compensation de l'erreur
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commise en raison ,de ces variations est nécessaire.
Ceci ,est obtenu par exemple en rendant réglable, dans un courant de réglage spécial contournant l'organe de comptage, en fonction de la densité une valve d'étranglement ou une autre section de passage au- xiliaire appropriée. La disposition servant à cet effet est représentée schématiquement sur la fig. 8 du dessin.
De la canalisation principale d'amenée est dérivée, sensiblement en 70, ou ensemble avec le courant secondaire 4 en 9, une autre canalisation de courant secon- daire 71 qui rentre dans le carter2 du compteur à l'en- droit le plus étroit du compteur en aval de l'organe de comptage 1, sensiblement en 72, ou ensemble avec le courant ,secondaire 4 en 10 et dans laquelle est disposée une valve d'étranglement ou un organe analogue 74 commandé par un densimètre 73 d'une construction quelconque connue.
L'organe de réglage est formé par exemple encore par un cône ou organe analogue 75 de forme convenable, ajustable dans la section de passage fixe de la valve au moyen du densimétre 73.
Toutefois, on peut aussi disposer le densimè- tre 73 de telle manière qu'il agit en fonction des varia- tions de la densité sur un organe de commande prévu dans la canalisation de courant de réglage 4 des dispositions suivant les figures 1,3,4,5 et 6 ou-dans la canalisation 63 de la disposition suivant la fig.7. Cet organe de commande influencé par la densité, c'est-à-dire par le densimètre, peut encore être, comme dans la disposition suivant la figure 8, une valve avec une section de passage ajustable au moyen d'un cône ou organe analogue, le cou- rant de réglage étant conduit entièrement ou en partie à travers cette valve.
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Dans cette disposition combinée, on peut mon- ter la valve 74,75 commandée par le densimètre 73 soit en parallèle, soit en série avec la valve 5,8 dans l'appareil de réglage commandée seulement par le débit, de sorte que le courant de réglage 4 parcourt les deux dispositifs n'étranglement. Toutefois, on peut aussi prévoir une disposition telle que dans la canalisation de courant de réglage 4 n'est disposé qu'un seul étran- glement, à savoir le dispositif existant déjà 5,8 in- fluencé par le débit, laquel est commandé désormais aussi bien par le débit que par la densité.
A cet effet, le densimètre 73 est accouplé de telle façon au disposi- tif ae réglage b,8 des dispositions décrites précédemment, influencé par le débit, qu'il modifie dans ce dispositif le rapport de transmission entre l'organe menant (membrane etc. ) '7 répondant au débit et l'organe mené (valve d'é- tranglement etc. ) 5,8 commandant le courant de réglage.
Cependant, l'organe de réglage commandé par le densimètre 73 peut aussi être un dispositif directeur, par exemple un clapet ou une tuyère pivotante, par lequel le courant de réglage 4 est conduit entièrement ou en partie, et qui modifie aussi la direction de ce courant à son point de rentrée dans le courant principal en fonction des variations de la densité. Ici également on peut utiliser le dispositif directeur (tuyère,etc..) 16 existant dans la canalisation de courant de réglage 4 et influencé par le débit, en le faisant simultanément influencer par le densimètre 73, avec interposition d'un renvoi ou d'une transmission convenable.
Dans beaucoup de cas où les variations de tem- pérature dont il faut tenir compte sont négligeables,
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un simple manomètre suffit à la place du densimètre; lorsque les variations de pression sont négligeables, un thermomètre suffit.
,Au point de vue du densimètre, les moyens utilie ses pour tenir compte des variations de la densité sont connus ; au point de vue des dispositifs de réglage in- fluencés uniquement par le débit, ils sont décrits en détail ci-dessus, avec référence aux fig. 1 à 7. Les combinaisons précédemment mentionnées des deux disposi- tions sont décrites clairement et d'une façon facilement intelligible pour tout homme du métier, de sorte qu'on peut se dispenser d'une représentation graphique spéciale de cas différentes possibilités de combinaison.
Grâce au procédé précédemment décrit de compensa- que tion par courant de réglage, on obtient,!en dépit des résistances de frottement et de commande mentionnées et malgré d'éventuelles variations de la densité du fluide à jauger, la vitesse de rotation instantanée de l'arbre de l'organe de comptage d'un compteur de débit du type indiqué initialement forme dans tous les cas une mesure directe du débit correspondant. Un comp- teur.équipé des moyens qui viennent d'être décrits satisfait donc parfaitement toutes les exigences de la pratique.
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