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La présente invention se rapporte à un appareil destiné à exécuter la mesure du débit d'un gaz passant dans une conduite et à transmettre l'indication de la valeur de la mesure.
Parmi les appareils déjà connus dans ce but, il en existe dans lesquels les pressions régnant respectivement en amont et en aval d'un organe déprimogène traversé par le gaz transporté dans une conduite agissent respectivement sur les surfaces interne et externe d'un élément creux plongé dans un liquide et relié mécaniquement avec un élément tournant soumis en permanence à une masse excentrée agissant en sens opposé à celui de la poussée due à l'action de la pression différentielle sur le dit élément creux.
Les appareils connus de ce type comprennent un équipage mobile assez lourd ; lasurface mouillée de l'élément creux est relativement importante même pour les faibles débits pour lesquels les déplacements dudit équipage sont faibles ce qui contrarie le retour rapide de l'appareil au zéro ; deplus, ces appareils sont généralement pourvus de tubes de raccordement en caoutchouc; enfin si leur précision est bonne pour la mesure des débits importants il n'en va plue de même pour la mesure de petits débits*
Le problème à la base de la présente invention est de fournir un appareil de mesure du débit des gaz passant dans une conduite et de transmission de la valeur mesurée,qui ne possède pas les inconvénients mentionnés.
Dans ce but, dans un appareil de mesure d'un débit de gaz de l'espèce précitée, suivant l'invention, il est prévu de munir l'élément rotatif logé dans la chambre étanche,d'une commande d'entraînement d'un curseur d'un potentiomètre placé en dehors de la dite chambre et dont la résistance qu'il comporte possède des prises pour la mise en circuit de shunts correcteurs de la
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tension mesurée de manière que la courbe qui en représente le? variations en fonction de la rotation de l'élément rotatif corresponde exactement à la loi du débit de gas dans la conduite de transport.
Suivant une particularité, la commande d'entraînement du curseur est magnétique et est constituée par au moins un premier aimant permanent porté par l'élément rotatif et ayant ses pôles situés respectivement en face des pales contraires d'au moins un second aimant permanent monté sur un élément mobile portant ledit curseur.
Suivant une autre caractéristique, l'élément mobile est un bras pivotant ayant à une extrémité le curseur frottant sur la résistance du potentiomètre qui est formée par un enroulement de forme annulaire de haute définition et à bas coefficient de température disposée concentriquement audit bras; de plus, le potentiomètre, les shunts, le bras pivotant,sont avantageusement montés sur un mandrin isolant, logé dans une enceinte hermétique,
D'autres particularités pourront apparattre dans la description suivante des dessins annexés qui se rapportent à un exemple de réalisation de l'invention*
Dans ces dessins:
Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe à travers un appareil selon ltinvention.
La figure 3 est une vue schématique partielle, en coupe, à travers l'enceinte hermétique contenant le bras pivotant les shunts, le curseur et la résistance du potentiomètre.
La figure 4 est une vue éclatée avec brisure de l'appareil.
La figure 5 est une vue schématique en perspective du mandrin isolant.
Dans le s figurée,qui ne comportent que les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention, les mêmes notationa de référence se rapportent aux mêmes objets.
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L'appareil considéré dans les figures comprend un carter 1 constituant une chambre étanche 2 contenant un liquide 3 jusqu'à un niveau 4; dans ce liquide 3 plonge une cloche 5 dont la paroi périphérique est très mince. Une masse addition- nelle 6 solidaire de la cloche 5 se trouve dans une cheminée centrale 7, fixée de façon étanche autour d'un orifice 8 ménagé dans la plaque de base la du carter 1.
Quand l'appareil n'est pas branché cette masse additionnelle 6 qui est toujours en dehors du liquide,est située légèrement au-dessus de l'orifice 8; celui-ci présente une embouchure externe 8a reliée par un conduit non montré avec la partie non montrée d'une conduite de transport de gaz située juste en amont d'un organe déprimogène tel que, par exemple,un diaphragme normalisé .La partie de la conduite de transport de gaz située juste en aval c'est-à-dire après le diaphragme est reliée par un conduit non montré, avec l'embouchure 9a d'un tuyau 9 débouchant dans la chambre étanche 2 notablement au-dessus du niveau 4.
Quand le rac cordement à la conduite de transport de gaz est exécuté comme ci-dessus, l'intérieur de la cloche subit la pre ssion élevée et la surface extérieure subit la pression plus faible régnant en aval du diaphragme. Il en résulte que la pression différentielle exerce sur l'intérieur de la cloche 5 une poussée dirigée vers le haut. La cloche 5 est reliée mécaniquement par un ruban métallique souple 10 avec un élément rotat if 11. Cet élément porte centralement un couteau 12 posé sur des vés en agate 13 fixés sur l'axe 14. L'élément rotatif 11 possède aux extrémités d'un diamètre, des becs 15 dans lesquels sont fixés des aimants permanents 16.
Suivant un rayon se trouve une tige filetée 17 sur laquelle se visse une masse 18. Le réglage de l'appareil est tel
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que, quand le débit de gaz dans la conduite de transport est nul, ou quand l'appareil est débranche,l'équipage mobile formé de la cloche 5 et de l'élément rotatif 11 prend une position dtéqui- libre telle que la tige filetée(17 soit horizontale et que la masse additionnelle 6 soit très près de l'orifice 8. A ce moment un ergot32 del'élément rotatif 11 vient se poser sur un ressort léger constituant la butée de zéro 31.
Dans la paroi frontale du carter 1, en face de l'élément rotatif 11 est ménagée une fenêtre 1b fermée par un bottier hermétique 19 dont le fond 19a est pourvu à l'arrière d'un palier 20 qui reçoit le bout antérieur de l'axe 14 ayant son bout postérieur porté par la paroi arrière dudit carter.
Le boîtier hermétique 19 contient un mandrin 21 et se ferme par un couvercle étanche 22. Le mandrin 21 est un disque pourvu d'un rebord cylindrique 23 sur une partie duquel est fixée une résistance électrique 24 constitué par un enroulement aplati de forme annulaire ; cet enroulement est de haute définition c'est-à-dire comporte un très grand nombre de spires par unité de longueur et le coefficient de température du fil est faible c'est-à-dire qu'une variation de sa température n'entraîne qu'une variation faible ou négligeable de sa résis- tance ohmique.
Sur cette résistance 24 qui constitue un poten- tiomètre, frotte un curseur 25 porté à un bout d'un bras 26 dont le pivot 27 dans l'axe du mandrin 21 est aussi coaxial avec l'axe 14; ce pivot 27 tourne dans deux paliers à très faible frottement dont l'un est porté par le mandrin et ltautre par une entretoise 28 entre deux potences 28a.
A chacune de ces deux extrémités le bras 26 qui s'étend suivant un diamètre est pourvu d'un aimant permanent 29. Les aimants permanents 16 sont situés aux extrémités des becs 15
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de l'élément rotatif 11 pour venir se placer à faible distance à l'extérieur de la paroi cylindrique latérale 19b du boitier 19 à l'intérieur duquel se trouvent les aimants permanents 29 juste vis-à-vis des aimants 16 ; de plus, aux deux pales de chaque aimant 16 correspondent les deux pales inverses de chaque aimant 29.
On a donc réalisé ainsi une commande magnétique du bras pivotant 26 qui est entraîné de façon semblable à l'élément rotatif 11 dont il suit exactement la rotation.
Ainsi, quand, pour un débit donné de gaz dans la conduite de transport, la pression différentielle due à l'organe dépri- mogène exerce une poussée vers le haut de sorte que la cloche 5 et sa masse additionnelle 6 soient soulevées, l'équilibre entre le moment de rotation dû à la cloche 5 et à la masse 6 et le moment opposé dû à la masse excentrée 18 est rompu et l'élément rotatif 11 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre jusque rétablissement d'un équilibre dépendant de la pression et partant du débit dans la conduite de transport. Par cette rotation, l'élément 11 entraîne le bras 26 dont le curseur 25 se déplace sur la résistance 24 du potentiomètre.
Ainsi la position du curseur 25 sur la résistance 24 correspond au débit ; partant, si une tension électrique est appliquée entre les extrémités de la résistance 24, la tension mesurée entre l'origine de la résistance 24 et le curseur 25 y est à peu près proportionnelle au débit mesuré à l'organe déprimogène de sorte que l'on peut ramener les mesures de débit à des mesures de tensions électriques. Ceci est particulièrement avantageux pour la transmission à distance.
De plus, il a été prévu d'équiper la résistance 24 de, divers shunts correcteurs 30 afin de corriger la tension mesurée
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pour que la courbe qui en montre les variations en fonction de la rotation de l'élément rotatif corresponde exactement à la loi du débit mesuré, notamment pour les faibles débits.
Un ergot 32 fixé sur l'élément rotatif 11 vient s'arrêter contre une butée 31 quand la tige 17 est horizontale ce qui limite la rotation de l'élément 11 au cas où la pression fournie par le conduit 9 est égale à celle fournie à l'ajutage 8.
Cette butée 31 est mobile et s'efface lorsque la pression dans le conduit 9 est supérieure à celle du conduit 8. Dans ce cas la masse additionnelle 6, obture le conduit 8.
REVENDICATIONS.
1. Appareil de mesure et de transmission de la valeur mesurée du débit d'un gaz circulant à travers un organe dépri- mogène dans une conduite de transport dont la partie directement en amont dudit organe est reliée avec l'intérieur d'une cloche, plongée dans un liquide dans une chambre étanche reliée avec la partie de ladite conduite directement en aval dudit organe et qui entraîne un élément rotatif soumis à une masse excentrée et logé dans ladite chambre, c a r a c t é r i s é en ce que ledit élément rotatif possède une commande d'entratnement dtun curseur d'un potentiomètre extérieur à ladite chambre et dont la résistance est pourvue de prises pour la mise en circuit de shunts correcteurs de la tension mesurée pour que la courbe qui en représente les variations en fonction du déplacement de l'élément rotatif corresponde à la loi du débit.
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The present invention relates to an apparatus for performing the measurement of the flow rate of a gas passing through a pipe and for transmitting the indication of the value of the measurement.
Among the devices already known for this purpose, there are some in which the pressures prevailing respectively upstream and downstream of a pressure-reducing device through which the gas transported in a pipe passes act respectively on the internal and external surfaces of an immersed hollow element. in a liquid and mechanically connected with a rotating element permanently subjected to an eccentric mass acting in the opposite direction to that of the thrust due to the action of the differential pressure on said hollow element.
Known devices of this type include a fairly heavy mobile unit; the wetted surface of the hollow element is relatively large even for low flow rates for which the movements of said crew are low, which hinders the rapid return of the device to zero; in addition, these devices are generally provided with rubber connecting tubes; finally, if their accuracy is good for measuring high flow rates, the same is not true for measuring small flows *
The problem at the basis of the present invention is to provide an apparatus for measuring the flow rate of gases passing through a pipe and for transmitting the measured value, which does not have the drawbacks mentioned.
For this purpose, in an apparatus for measuring a gas flow rate of the aforementioned species, according to the invention, provision is made to provide the rotary element housed in the sealed chamber with a drive control of a cursor of a potentiometer placed outside the said chamber and whose resistance it comprises has sockets for switching on corrective shunts of the
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voltage measured so that the curve representing the? variations as a function of the rotation of the rotating element corresponds exactly to the law of the gas flow rate in the transport line.
According to a particular feature, the slider drive control is magnetic and consists of at least a first permanent magnet carried by the rotary element and having its poles located respectively opposite the opposite blades of at least one second permanent magnet mounted on a mobile element carrying said cursor.
According to another characteristic, the movable element is a pivoting arm having at one end the cursor rubbing on the resistance of the potentiometer which is formed by a winding of annular shape of high definition and low temperature coefficient arranged concentrically with said arm; in addition, the potentiometer, the shunts, the pivoting arm, are advantageously mounted on an insulating mandrel, housed in a hermetic enclosure,
Other particularities will appear in the following description of the appended drawings which relate to an exemplary embodiment of the invention *
In these drawings:
Figures 1 and 2 are schematic sectional views through an apparatus according to the invention.
FIG. 3 is a partial schematic view, in section, through the hermetic enclosure containing the arm pivoting the shunts, the cursor and the resistance of the potentiometer.
Figure 4 is an exploded view with broken away of the apparatus.
Figure 5 is a schematic perspective view of the insulating mandrel.
In the s shown, which only include the elements necessary for understanding the invention, the same reference notations relate to the same objects.
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The apparatus considered in the figures comprises a casing 1 constituting a sealed chamber 2 containing a liquid 3 up to a level 4; in this liquid 3 immerses a bell 5 whose peripheral wall is very thin. An additional mass 6 integral with the bell 5 is located in a central chimney 7, fixed in a sealed manner around an orifice 8 made in the base plate 1a of the casing 1.
When the device is not connected, this additional mass 6, which is always outside the liquid, is located slightly above the port 8; the latter has an external mouth 8a connected by a conduit not shown with the part not shown of a gas transport conduit located just upstream of a pressure-reducing device such as, for example, a standard diaphragm. gas transport pipe located just downstream that is to say after the diaphragm is connected by a pipe not shown, with the mouth 9a of a pipe 9 opening into the sealed chamber 2 notably above level 4 .
When the connection to the gas transport line is carried out as above, the interior of the bell experiences the high pressure and the exterior surface experiences the lower pressure prevailing downstream of the diaphragm. As a result, the differential pressure exerts an upward thrust on the interior of the bell 5. The bell 5 is mechanically connected by a flexible metal tape 10 with a rotating element 11. This element centrally carries a knife 12 placed on agate ves 13 fixed on the axis 14. The rotating element 11 has at the ends of a diameter, nozzles 15 in which permanent magnets 16 are fixed.
Along a radius is a threaded rod 17 on which is screwed a mass 18. The adjustment of the device is as
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that, when the gas flow in the transport pipe is zero, or when the device is disconnected, the movable assembly formed by the bell 5 and the rotating element 11 takes a balanced position such that the threaded rod (17 is horizontal and that the additional mass 6 is very close to the orifice 8. At this moment a lug 32 of the rotary element 11 comes to rest on a light spring constituting the zero stop 31.
In the front wall of the housing 1, opposite the rotating element 11, there is provided a window 1b closed by a hermetic casing 19, the bottom 19a of which is provided at the rear with a bearing 20 which receives the front end of the pin 14 having its rear end carried by the rear wall of said housing.
The hermetic housing 19 contains a mandrel 21 and closes by a sealed cover 22. The mandrel 21 is a disc provided with a cylindrical rim 23 on a part of which is fixed an electrical resistance 24 consisting of a flattened annular winding; this winding is of high definition, that is to say comprises a very large number of turns per unit of length and the temperature coefficient of the wire is low, that is to say that a variation in its temperature does not entail only a small or negligible variation in its ohmic resistance.
On this resistor 24 which constitutes a potentiometer, rubs a cursor 25 carried at one end of an arm 26, the pivot 27 of which in the axis of the mandrel 21 is also coaxial with the axis 14; this pivot 27 rotates in two very low friction bearings, one of which is carried by the mandrel and the other by a spacer 28 between two brackets 28a.
At each of these two ends, the arm 26 which extends along a diameter is provided with a permanent magnet 29. The permanent magnets 16 are located at the ends of the jaws 15.
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of the rotary element 11 so as to be placed at a short distance outside the lateral cylindrical wall 19b of the housing 19 inside which the permanent magnets 29 are located just opposite the magnets 16; moreover, the two blades of each magnet 16 correspond to the two opposite blades of each magnet 29.
A magnetic control of the pivoting arm 26 has thus been achieved, which is driven in a manner similar to the rotary element 11, the rotation of which it follows exactly.
Thus, when, for a given flow of gas in the transport pipe, the differential pressure due to the depri- mogenic organ exerts an upward thrust so that the bell 5 and its additional mass 6 are raised, the equilibrium between the torque due to the bell 5 and to the mass 6 and the opposite moment due to the eccentric mass 18 is broken and the rotating element 11 rotates clockwise until a dependent equilibrium is restored pressure and hence flow in the transport line. By this rotation, the element 11 drives the arm 26, the cursor 25 of which moves on the resistance 24 of the potentiometer.
Thus the position of the cursor 25 on the resistor 24 corresponds to the flow rate; hence, if an electrical voltage is applied between the ends of resistor 24, the voltage measured between the origin of resistor 24 and cursor 25 y is roughly proportional to the flow measured at the pressure regulator so that the flow measurements can be reduced to electrical voltage measurements. This is particularly advantageous for remote transmission.
In addition, provision has been made to equip resistor 24 with various corrective shunts 30 in order to correct the measured voltage.
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so that the curve which shows the variations as a function of the rotation of the rotary element corresponds exactly to the law of the measured flow, in particular for low flows.
A lug 32 fixed to the rotary element 11 comes to a stop against a stop 31 when the rod 17 is horizontal, which limits the rotation of the element 11 in the event that the pressure supplied by the duct 9 is equal to that supplied to nozzle 8.
This stop 31 is movable and disappears when the pressure in the duct 9 is greater than that of the duct 8. In this case the additional mass 6 blocks the duct 8.
CLAIMS.
1. Apparatus for measuring and transmitting the measured value of the flow rate of a gas flowing through a depri- minogen member in a transport pipe, the part of which directly upstream of said member is connected with the interior of a bell, immersed in a liquid in a sealed chamber connected with the part of said pipe directly downstream of said member and which drives a rotary element subjected to an eccentric mass and housed in said chamber, characterized in that said rotary element has a control for driving a cursor of a potentiometer external to said chamber and the resistance of which is provided with taps for switching on shunts correcting the voltage measured so that the curve which represents the variations as a function of the displacement of the element rotary corresponds to the law of flow.