WO2021245336A1 - Debitmètre volumètrique sèquentiel - Google Patents

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WO2021245336A1
WO2021245336A1 PCT/FR2021/000056 FR2021000056W WO2021245336A1 WO 2021245336 A1 WO2021245336 A1 WO 2021245336A1 FR 2021000056 W FR2021000056 W FR 2021000056W WO 2021245336 A1 WO2021245336 A1 WO 2021245336A1
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separator
volume
variable
volumetric flowmeter
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Vianney Rabhi
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Vianney Rabhi
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Definitions

  • the present invention relates to a sequential volumetric flowmeter, particularly designed to precisely measure the volume and / or mass flow of a gas, over a large amplitude.
  • Said flowmeter according to the present invention is particularly suitable for the implementation of the valve ignition prechamber which was the subject of patent No. FR 3061 743 published on August 16, 2019, said patent belonging to the applicant.
  • Said prechamber provides in particular that a pilot charge is injected into a stratification cavity by a stratification injector, said charge consisting of an easily flammable air-fuel mixture previously pressurized by compression means.
  • the invention according to patent FR 3061 743 is particularly intended for the automotive market.
  • said market is very sensitive to the cost price, weight and size of any equipment, which must remain as low as possible.
  • the automotive market is also very demanding in terms of robustness, reliability, service life and maintenance.
  • valve ignition prechamber according to patent FR 3061 743 falls into place, said prechamber requiring both high metering precision of the air-fuel mixture which constitutes the pilot charge, and great control over the quantity of pilot charge injected into the stratification cavity at each cycle.
  • flowmeters There are also among the variants of flowmeters known to those skilled in the art those, volumetric, which fill and empty alternately with the fluid to be measured, said flowmeters possibly having reciprocating, rotary or oscillating piston, or else membrane, paddle or gear.
  • the flowmeter necessary for the implementation of the valve ignition prechamber according to patent FR 3061 743 must be able to precisely measure the mass flow rate of the air passing over it. a large flow amplitude, which can vary by a factor of one hundred and fifty or more, which only a very few flowmeters allow.
  • the flowmeter necessary for the implementation of said prechamber must be able to operate under a relatively high pressure of the order of fifty bars, and at variable temperature ranging from minus thirty degrees Celsius to over one hundred. fifty degrees Celsius.
  • said flowmeter must be able to accommodate the vibrations produced by a reciprocating internal combustion engine without damaging the accuracy and durability of said flowmeter. As was recalled previously, despite this set of constraints, said flowmeter must remain compact, reliable, robust and inexpensive.
  • the sequential volumetric flowmeter according to the present invention is designed to measure the flow rate of a fluid, said flowmeter comprising:
  • a static measurement chamber connected on the one hand to a fluid inlet pipe through which the fluid enters said chamber, and on the other hand to a fluid outlet pipe through which the fluid leaves said chamber.
  • At least one movable separator which can move in a sealed manner inside the static measurement enclosure, one face on the inlet volume side presented by said separator forming with said enclosure a variable inlet volume connected to the duct d fluid inlet, while a face on the outlet volume side presented by said separator forms with said enclosure a variable outlet volume connected to the fluid outlet duct;
  • At least one mobile return spring which bears directly or indirectly in the static measurement enclosure to push or pull the mobile separator in the direction of the variable input volume, said spring tending on the one hand, to reduce the volume internal variable input volume and on the other hand, to increase the pressure of the fluid contained in said volume;
  • At least one static start-of-stroke stopper integral with the static measurement enclosure said stopper being able to come into contact with a movable start-of-stroke stopper integral with the movable separator, the two said stops, defining the minimum volume of the variable volume input when they are in contact with each other;
  • At least one bypass valve the opening of which is controlled by a valve actuator, said valve placing directly or indirectly, when it is open, the variable input volume in communication with the variable output volume via a transfer channel ;
  • Displacement measurement means which provide a computer with information on the position of the mobile separator relative to the static measurement chamber.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises a movable separator which consists of a separator piston which moves in a separator cylinder formed inside the static measurement chamber, piston sealing means sealing between said piston and said cylinder.
  • the sequential volumetric flowmeter according to the present invention comprises piston sealing means which consist of a flexible diaphragm.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises a mobile separator which consists of a separation bellows, one end of which is fixed in a sealed manner inside the static measurement chamber, and the other of which end is sealed by a movable spring cup on which bears the movable return spring.
  • the sequential volumetric flowmeter according to the present invention comprises a bypass valve which comprises a bypass valve which can rest in a sealed manner on a valve seat arranged in the variable inlet volume and integrally with the static measurement enclosure , said valve being able to move away from said seat by moving towards the interior of the variable inlet volume while when said valve rests on said seat, its face oriented towards the variable inlet volume forms the static stop for the start of travel .
  • the sequential volumetric flowmeter according to the present invention comprises a bypass valve which has a movable valve opening stop which can come into contact with a fixed valve opening stop integral with the static measurement enclosure, the two said stops determining, when they are in contact with one another, the maximum distance which can separate the bypass valve from the valve seat with which it cooperates.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises a valve spring which tends to move the bypass valve away from the valve seat with which it cooperates, the force produced by said spring being less than the force exerted on the bypass valve the pressure of the fluid contained in the variable inlet volume when, on the one hand, said valve rests on said seat, and that on the other hand, said pressure is greater than that of the fluid contained in the variable volume of output as a result of the force exerted by the mobile return spring on the mobile separator.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises a valve actuator which consists of a magnetizable metal element which is mechanically connected to the bypass valve, said element being able to impart movement to said valve when it is attracted by a magnetic field. produced by an actuator coil when the latter is traversed by an electric current.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises a valve actuator which consists of a lifting linkage mechanically connected to the movable separator, said link having at least one actuator lifting stopper which, first of all, between in contact with a valve lifting stop integral with the bypass valve when the variable inlet volume has reached a predetermined volume and which then moves said valve away from the valve seat with which it cooperates as a consequence of the movement of the movable separator.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises a transfer channel which is closed by a check valve held in contact with a retaining seat by a retaining spring, the latter not letting said valve move away from said seat. and open said channel only from a certain pressure, this so that the fluid coming from the variable inlet volume circulates in said channel while in parallel a retaining nozzle allows said fluid to pass through said channel even when the check valve is in contact with the retaining seat.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises displacement measuring means which consist of a measuring rack which is integral with the mobile separator and which, when it moves with said separator, drives in rotation a pinion of measurement which in turn drives in rotation, directly or by means of a mechanical multiplier, an impulse wheel provided on its periphery with regularly distributed impulse generators, said wheel cooperating with impulse sensing means integral with the static measurement enclosure and in front of which the pulse generators pass, said sensing means transforming the passage of each pulse generator into an electrical signal transmitted to the computer.
  • displacement measuring means consist of a measuring rack which is integral with the mobile separator and which, when it moves with said separator, drives in rotation a pinion of measurement which in turn drives in rotation, directly or by means of a mechanical multiplier, an impulse wheel provided on its periphery with regularly distributed impulse generators, said wheel cooperating with impulse sensing means integral with the static measurement enclosure and in front of which the pulse generators pass, said sensing means transforming the passage of each pulse generator into an electrical signal transmitted to the computer.
  • the sequential volumetric flowmeter according to the present invention comprises a measuring pinion which drives the impulse wheel via a freewheel.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises a pulse wheel which is connected to the static measurement chamber via a freewheel.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises a measuring pinion which drives, in addition to the impulse wheel and by means of a balancing rack, a balancing mass in longitudinal translation against the movement of the mobile separator which operates simultaneously, the relative speed and the weight of said mass and said rack being calculated so that when said mass and said rack move, they produce inertia forces of the same intensity as those produced at the same time by said separator and the measuring rack with which it cooperates.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises displacement measuring means which consist of a pulse spindle which is provided along its length with pulse generators, and which is integral with the mobile separator so that when said spindle moves with said separator, the pulse generators passing in front of pulse pickup means which are integral with the static measurement chamber and which transform the passage of each pulse generator into an electrical signal transmitted to the computer.
  • displacement measuring means consist of a pulse spindle which is provided along its length with pulse generators, and which is integral with the mobile separator so that when said spindle moves with said separator, the pulse generators passing in front of pulse pickup means which are integral with the static measurement chamber and which transform the passage of each pulse generator into an electrical signal transmitted to the computer.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises displacement measuring means which consist of a separator end-of-stroke sensor which is secured to the static measurement enclosure or to the mobile separator, said sensor transmitting a electrical signal to the computer when the variable input volume reaches a predefined maximum magnitude.
  • the sequential volumetric flowmeter according to the present invention comprises a mobile separator which is directly or indirectly connected to the static measurement chamber by a separator damper.
  • the sequential volumetric flowmeter comprises a pressure sensor and / or a temperature sensor which directly or indirectly measures the pressure and / or the temperature prevailing in the variable inlet volume and / or the variable volume Release.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of the sequential volumetric flowmeter according to the invention as it can be used to implement the valve ignition prechamber according to patent FR 3061 743 on a reciprocating internal combustion engine, the separator mobile being shown halfway up and being formed of a separator piston whose piston sealing means consist of a flexible diaphragm, said piston moving in a separator cylinder and being connected to the static measurement chamber by a separator damper, while the displacement measuring means consist of a pulse spindle integral with the mobile separator and having pulse slots passing in front of a “Hall” effect sensor.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the sequential volumetric flowmeter according to the invention and according to the variant illustrated in FIG. 1, the separator piston having reached its top dead center and starting its descent in the direction of the start of travel static stop after the bypass valve has been actuated to open by the valve actuator.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of the sequential volumetric flowmeter according to the invention and according to the variant illustrated in FIG. 1, the separator piston having reached its bottom dead center and having come into contact with the static start stop which is in contact. the occurrence consisting of the bypass valve, which had the effect of pressing the latter on the valve seat with which it cooperates.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of the sequential volumetric flowmeter according to the invention, the movable separator being shown at the start of the upward stroke and consisting of a separator piston which can move in a separator cylinder, said piston receiving means of 'piston seal formed by a lip seal known per se while the displacement measuring means take the form of a potentiometric displacement sensor, the valve actuator consisting of a mechanically lifting link connected to the mobile separator.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of the sequential volumetric flowmeter according to the invention and according to the variant illustrated in FIG. 4, the movable separator being shown in the vicinity of its upward limit switch so that the lifting link begins to move the valve away. bypassing the valve seat with which it cooperates.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view of the sequential volumetric flowmeter according to the invention and according to the variant illustrated in FIG. 4, the mobile separator being shown halfway down after the bypass valve has been moved away from the valve seat with which it cooperates first by the lifting link, then by the valve spring, so that the variable input volume has been placed in communication with the variable output volume.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view of the sequential volumetric flowmeter according to the invention, the mobile separator consisting of a separation bellows while the displacement measuring means are formed of a measuring rack integral with the mobile separator, said driving rack in rotation a measuring pinion which in turn drives a pulse wheel via a mechanical multiplier.
  • FIG. 8 is a schematic sectional view of the sequential volumetric flowmeter according to the invention and according to the variant illustrated in FIG. 7, the variable inlet volume being maximum while the bypass valve is kept at maximum distance from the valve seat with which it cooperates through the valve spring.
  • FIG. 9 is a three-dimensional view of the sequential volumetric flowmeter according to the invention and according to the variant illustrated in FIG. 7, the static measurement enclosure not being shown to leave visible the main internal components of said flowmeter.
  • FIG. 10 is a three-dimensional sectional view of the sequential volumetric flowmeter according to the invention and according to the variant illustrated in Figure 7.
  • the sequential volumetric flowmeter 1 comprises a static measurement enclosure 3 connected on the one hand, to a fluid inlet duct 4 through which the fluid 2 enters the chamber. said enclosure 3, and on the other hand, to a fluid outlet duct 5 through which the fluid 2 leaves said enclosure 3.
  • the sequential volumetric flowmeter 1 also comprises at least one movable separator 6 which can move in a sealed manner inside the static measurement enclosure 3, a side face on the inlet volume 7 that the said separator 6 presents forming with said enclosure 3 a variable inlet volume 8 connected to the fluid inlet duct 4, while a side face on the outlet volume 9 presented by said separator 6 forms with said enclosure 3 a variable outlet volume 10 connected to the duct fluid outlet 5.
  • the mobile separator 6 can in particular be a bladder, a bag or any other deformable container capable of storing fluid 2.
  • Figures 1 to 10 also show that the sequential volumetric flowmeter 1 according to the invention comprises at least one mobile return spring 11 which bears directly or indirectly in the static measurement chamber 3 to push or pull the separator. mobile 6 towards the variable input volume 8.
  • the mobile return spring 11 tends on the one hand to reduce the internal volume of the variable inlet volume 8 and on the other hand to increase the pressure of the fluid 2 contained in said volume 8, said spring 11 it may be helical, multi-turn corrugated, consisting of a stack of elastic washers, or be of any type known to those skilled in the art.
  • the sequential volumetric flowmeter 1 further comprises at least one static start-of-travel stop 12 integral with the static measurement chamber 3, said stop 12 being able to enter in contact with a movable start-of-travel stop 13 integral with the movable separator 6, the two said stops 12, 13 defining the minimum volume of the variable inlet volume 8 when they are in contact with one another.
  • Said flowmeter 1 also comprises at least one bypass valve 14, the opening of which is controlled by a valve actuator 17, said valve 14 putting directly or indirectly, when it is open, the variable inlet volume 8 in communication. with the output variable volume 10 via a transfer channel 59.
  • valve actuator 17 can be mechanical, electrical, electromagnetic, pneumatic, hydromechanical, piezoelectric, and in general, of any type known to those skilled in the art.
  • the displacement measuring means 15 can consist of any displacement, distance or position sensor, whether said sensor is of the absolute or incremental, resistive, potentiometric, capacitive, inductive, magneto-inductive type, eddy current, laser optic or not, taut wire, and in general, of any type known to those skilled in the art.
  • the computer 16 can be more or less complex and that it can therefore consist either of simple electrical components, or of sophisticated electronic and computer technologies, or of both.
  • the mobile separator 6 may consist of a separator piston 18 which moves in a separator cylinder 19 that forms the inside of the static measurement enclosure 3, piston sealing means 20 ensuring the seal between said piston 18 and said cylinder 19.
  • the piston sealing means 20 may for example consist of at least one seal 21 made of one or more elastomer and / or metal parts. .
  • piston sealing means 20 may consist of a flexible diaphragm 22 like those included in automotive brake assist master cylinders.
  • Figures 7 to 10 show for their part that the mobile separator 6 may consist of a separation bellows 23, a first end of which is fixed in a sealed manner inside the static measurement chamber 3, and the other end of which is sealed by a movable spring cup 24 on which bears the movable return spring 11.
  • one or more bellows retaining rings 25 may be provided between the folds of the separation bellows 23, said rings 25 preventing said bellows 23 from swelling excessively under the effect of pressure.
  • the bypass valve 14 can include a bypass valve 26 which can rest tightly on a valve seat 27 fitted in the variable inlet volume 8 and integrally with the static measurement enclosure 3, said valve 26 being able to move away from said seat 27 by moving towards the interior of the variable inlet volume 8 while when said valve 26 rests on said seat 27, its face oriented towards the variable inlet volume 8 forms the static start stop 12.
  • bypass valve 26 may be integral with the mobile separator 6 and rest in a sealed manner on a valve seat 27 arranged on the side of the inlet volume 7, said valve 26 in this case forming the movable stop for the start of travel 13.
  • valve seat 27 can expose an elastomer ring 29 on which the bypass valve 26 can rest without shock, and as tight as possible.
  • the bypass valve 26 can advantageously have a movable valve opening stop 35 which can come into contact with a fixed valve opening stop 36 integral with the enclosure static measurement 3, the two said stops 35, 36 determining, when they are in contact with one another, the maximum distance which can separate the bypass valve 26 from the valve seat 27 with which it cooperates.
  • I according to the invention may include a valve spring 28 which tends to move the bypass valve 26 away from the valve seat 27 with which it cooperates, the force produced by said spring 28 being less than the force exerted on the valve.
  • bypass valve 26 the pressure of the fluid 2 contained in the variable inlet volume 8 when, on the one hand, said valve 26 rests on said seat 27, and that, on the other hand, said pressure is greater than that of the fluid 2 contained in the variable output volume 10 as a result of the force exerted by the mobile return spring
  • valve actuator 17 may consist of a magnetizable metal element 30 which is mechanically connected to the bypass valve 26, said element 30 capable of imparting movement to said valve 26 when it is attracted by a magnetic field produced by an actuator coil 31 when the latter is traversed by an electric current controlled by the computer 16.
  • valve actuator 17 may consist of a lifting link 32 mechanically connected to the movable separator 6, said link 32 having at least one actuator lifting stop. 33 which first comes into contact with a valve lift stop 34 integral with the bypass valve 26 when the variable inlet volume 8 has reached a predetermined volume and which then moves said valve 26 away from the valve seat 27 with which it cooperates as a result of the movement of the mobile separator 6.
  • an unlocking spring 50 can advantageously be interposed between the actuator lifting stopper 33 and the valve lifting stop 34, said spring 50 facilitating the detachment of the valve. bypass 26 of the valve seat 27 with which it cooperates when said valve 26 is urged to open by the movable separator 6.
  • the unlocking spring 50 can for example take the form of a spring washer known per se.
  • the transfer channel 59 can be closed by a check valve 51 maintained in contact with a retaining seat 52 by a retaining spring 53, the latter not leaving said valve 51 move away from said seat 52 and open said channel 59 only from a certain pressure, this so that the fluid 2 coming from the variable inlet volume 8 circulates in said channel 59 while in parallel, a nozzle retainer 54 allows said fluid 2 to pass through said channel 59 even when check valve 51 is in contact with retainer seat 52.
  • valve actuator 17 is electric, pneumatic or of any type whatsoever, the check valve 51 prevents the bypass valve 26 from closing prematurely under the effect of the displacement. fluid 2 in the transfer channel 59 when the mobile separator 6 is moves in the direction of the variable input volume 8 under the action of the mobile return spring 11.
  • the displacement measuring means 15 may consist of a measuring rack 37 which is integral with the separator mobile 6 and which, when it moves with said separator 6, drives in rotation a measuring pinion 38 which in turn drives in rotation, directly or by means of a mechanical multiplier 44, an impulse wheel 39 provided with its perimeter of regularly distributed pulse generators 40.
  • the impulse wheel 39 cooperates with pulse sensing means 41 integral with the static measurement enclosure 3 and in front of which the pulse generators 40 pass, said sensing means 41 transforming the passage. of each pulse generator 40 as an electrical signal transmitted to the computer 16.
  • the pulse capture means 41 can for example consist of a light source received by a photosensitive sensor, the reception of light by said sensor being interrupted by the passage of the pulse generators 40 between said source and said sensor.
  • the pulse pickup means 41 may consist of a "Hall" effect sensor 42 known per se, the pulse generators 40 taking the form of pulse slots 43 which pass in front of said sensor.
  • measuring rack 37 and the measuring pinion 38 can be replaced by any other mechanical connection which can transform a linear movement into a rotational movement such as for example a cable which is wound around a pulley, or again a reversible large-pitch screw which cooperates with a complementary internal thread, said screw and said internal thread being able to come into contact with one another by means of circulating balls.
  • the mechanical multiplier 44 can consist of a succession of pinions as shown in FIGS. 7 to 10, of friction wheels, of one or more epicyclic trains, of a succession of toothed pulleys of different diameters connected by toothed belts, or any other type of mechanical multiplier 44 known to those skilled in the art.
  • the measuring pinion 38 and the pinion or pinions which may constitute the mechanical multiplier 44 may be provided with a play taking device known per se.
  • the measuring rack 37, the measuring pinion 38, the impulse wheel 39, their accessories, and all or part of the impulse sensing means 41 can be housed inside the variable volume of outlet 10, so that no sealed mobile connection is necessary between these various components 37, 38, 39, 41 and the interior of the variable outlet volume 10.
  • one or more incompressible polymorphic pieces can be accommodated in said volume or volumes 10, 8 which more or less precisely match said various components 37, 38, 39, 41 by touching or not touching the latter and in any case, without harming the proper functioning of said latter.
  • the measuring pinion 38 can drive the impulse wheel 39 by means of a freewheel 45 which allows said pinion 38 to drive said wheel 39 when the variable inlet volume 8 increases under the effect of the displacement of the mobile separator 6, but not when said volume 8 decreases.
  • the impulse wheel 39 is connected to the static measurement enclosure 3 by means of a free wheel 45 which allows said wheel 39 to rotate in the direction. of rotation imparted to it by the measuring pinion 38, but which prevents said wheel 39 from rotating in the opposite direction.
  • said freewheel 45 can be replaced by a brake, not shown, the latter also being able to advantageously be added to said wheel 45 to prevent the rotational inertia of the wheel.
  • pulse 39 is unduly interpreted by the computer 16 as a continuity of fluid flow
  • a flywheel can be associated with the impulse wheel 39 either by directly ballasting the latter, or by connecting it to said flywheel by any mechanical connection whatsoever.
  • FIG. 7 to 10 Another variant of the sequential volumetric flowmeter 1 according to the invention shown in Figures 7 to 10 consists in that the measuring pinion 38 drives, in addition to the impulse wheel 39 and by means of a balancing rack 47, a balancing mass 46 in longitudinal translation against the direction of the movement of the mobile separator 6 which takes place simultaneously, the relative speed and the weight of said mass 46 and of said rack 47 being calculated so that when said mass 46 and said rack 47 move, they produce inertia forces of the same intensity as those produced at the same time by said separator 6 and the measuring rack 37 with which it cooperates.
  • the balancing mass 46 prevents the mobile separator 6 from moving inadvertently relative to the static measurement chamber 3 under the effect of said vibrations, which would have the consequence of making the flow reading of fluid 2 by the computer 16 false, or even impossible.
  • Figures 1 to 3 show that the displacement measuring means 15 can also consist of a pulse spindle 55 which is provided along its length with pulse generators 40, and which is integral with the mobile separator 6 of so that when said pin 55 moves with said separator 6, the pulse generators 40 passing in front of pulse pickup means 41 which are integral with the static measurement chamber 3 and which transform the passage of each generator of pulse 40 as an electrical signal transmitted to the computer 16.
  • the impulse pin 55 can be integral with the static measurement enclosure 3 while the pulse capture means 41 are integral with the mobile separator 6.
  • the displacement measuring means 15 may consist of a separator end-of-travel sensor 56 which is integral with the static measurement chamber 3 or the mobile separator 6 , said sensor 56 transmitting an electrical signal to the computer 16 when the variable input volume 8 reaches a predefined maximum magnitude.
  • separator limit switch 56 can be a proximity sensor known per se, regardless of the type or principle of operation.
  • the mobile separator 6 can be directly or indirectly connected to the static measurement enclosure 3 by a separator damper 57 which prevents said separator 6 from being driven by large-amplitude oscillations when the sequential volumetric flowmeter 1 according to the invention is subjected to vibrations, for example if said flowmeter 1 is fixedly attached to a reciprocating internal combustion engine 70.
  • a pressure sensor 48 and / or a temperature sensor 49 can directly or indirectly measure the pressure and / or the temperature prevailing in the variable inlet volume 8 and / or the variable outlet volume 10, the two said sensors 48, 49 allowing the computer 16 to determine the mass flow rate of the fluid 2 which passes through the following sequential volumetric flowmeter 1 the invention from the information which is transmitted to said computer 16 by the displacement measuring means 15, and taking into account the force exerted by the mobile return spring 11 on the mobile separator 6.
  • FIGS. 1 to 10 show non-limiting embodiments of said flowmeter 1.
  • Figures 1 to 3 show the sequential volumetric flowmeter 1 according to the invention as it can be used to implement the ignition prechamber valve 77 according to patent FR 3,061,743, on a reciprocating internal combustion engine 70.
  • Said pilot charges 73 are by way of non-limiting example formed of an easily flammable gas mixture consisting of a proportion of fourteen grams of air 78 per gram of gasoline 79.
  • Said gas mixture is therefore slightly rich compared to the stoichiometry, and is produced in an air-gasoline mixer 74 supplied under a pressure of forty bars on the one hand, with gasoline 79 by a gasoline tank 71 via a gasoline pump 72, and on the other hand, in atmospheric air 78 by an air compressor 75 via an air filter 81, the intake pressure of said compressor 75 being regulated by a throttle body 82.
  • the air-gasoline mixer 74 produces a homogeneous mixture of said air 78 and said gasoline 79, the latter having to remain entirely in the gaseous state despite the pressure of forty bars to which it is subjected.
  • the throttle body 82 makes it possible to maintain the pressure of forty bars downstream of the compressor 75 whatever the speed and the load of the reciprocating internal combustion engine 70, and whatever the quantity of pilot load 73 introduced. the stratification injector 80 into the reed ignition prechamber 77 at each thermodynamic cycle of said engine 70.
  • the movable separator 6 consists of a separator piston 18 which moves in a separator cylinder 19 formed inside the static chamber of measure 3.
  • piston sealing means 20 which provide the seal between the separator piston 18 and the separator cylinder 19 consist of a flexible diaphragm 22 similar to those that include the masters -Automotive brake booster cylinders.
  • separator piston 18 is connected to the static measurement enclosure 3 by a separator damper 57 which prevents said piston 18 from being animated by parasitic oscillations capable of distorting the air flow measurement 78 by the sequential volumetric flowmeter 1 when the reciprocating internal combustion engine 70 transmits vibrations to it.
  • the displacement measuring means 15 consist in particular of a pulse spindle 55 provided over its length with pulse generators 40. Said pin 55 is integral with the separator piston 18 so that when the latter moves relative to the static measurement enclosure 3, the pulse generators 40 pass one after the other in front of a “Hall” effect sensor 42 integral with said enclosure 3, said sensor 42 transforming the passage of each pulse generator 40 into an electrical signal which is transmitted to the computer 16.
  • the displacement measuring means 15 include a separator end-of-travel sensor 56 secured to the static measurement enclosure 3.
  • the bypass valve 14 comprises a bypass valve 26 which can rest in a sealed manner on a valve seat 27, this the latter being arranged in the variable inlet volume 8 and integrally with the static measurement chamber 3.
  • bypass valve 26 can move away from the valve seat 27 by moving towards the interior of the variable inlet volume 8, and this as long as it is not stopped in its course by the movable valve opening stop 35 presented by said valve 26.
  • the movable valve opening stop 35 cooperates with a fixed valve opening stop 36 integral with the static measurement chamber 3, the two said stops 35, 36 determining, when they are in contact from each other, the maximum distance that can separate the bypass valve 26 from the valve seat 27.
  • Said actuator 17 is here and by way of non-limiting example consisting of a magnetizable metal element 30 which, in Figures 1 to 3, takes the form of a magnetic paddle 83 mechanically connected to the bypass valve 26.
  • the magnetic paddle 83 can thus lift the bypass valve 26 from the valve seat 27 on which it rests, which occurs when said paddle 83 is attracted by the magnetic field produced by an actuator coil 31 when the latter is through which an electric current controlled by the computer 16.
  • variable outlet volume 10 decreases and expels the air 78 it contains via the fluid outlet duct 5.
  • the computer 16 can calculate the volume flow rate of air 78 passing via the fluid inlet pipe 4, said flow rate being equal to the product of the section of the separator piston 18 times the speed of said piston 18.
  • the computer 16 takes into account the pressure and the temperature which are respectively transmitted to it by the pressure sensor 48 and the temperature sensor 49.
  • the mass flow rate of air 78 corresponds to the product of the volume flow rate of said air 78 by the density of said air 78, the latter resulting from the product of the pressure of said air 78 by the temperature of said air 78.
  • bypass valve 26 was kept pressed against the valve seat 27 with which it cooperates by the pressure prevailing in the variable inlet volume 8 which was always greater than one hundred to two hundred millibars. to that prevailing in the variable output volume 10.
  • said difference has hitherto applied over the entire surface included within the line of contact formed by the bypass valve 26 with the valve seat 27, said difference exerting on said valve 26 a force greater than that exerted by the valve spring 28 which tends to move said valve 26 away from the valve seat 27.
  • the computer 16 can detect when the separator piston 18 has reached its bottom dead center, which occurs on the one hand, after the triggering of the opening of the bypass valve 26 by said computer 16 by means of of the actuator coil 31, and on the other hand, after the reception by said computer 16 of signals temporally very close to the passage of the pulse generators 40, said signals being sent to said computer 16 by the "Hall" effect sensor 42.
  • the end of said close signals can also coincide with the minimum pressure detected by the pressure sensor 48.
  • the computer 16 can exclude the downward stroke of the separator piston 18 from the calculation of the air flow rate 78, and determining the average flow rate of air 78 passing through the sequential volumetric flowmeter 1 only from the signals of passage of the pulse generators 40 in front of the "Hall" effect sensor 42 received during the upstroke of the separator piston 18.
  • the movable separator 6 takes the form of a separator piston 18 which differs from that shown in Figures 1 to 3 in that the piston sealing means 20 that it presents consist of a lip seal 21, known per se. Said seal 21, whether it is pre-lubricated or it runs dry, inevitably induces friction losses at the level of its contact with the separator cylinder 19 and as such, it fulfills all or part of the function of separator damper 57.
  • valve actuator 17 no longer consists of a magnetic paddle 83 attracted by a coil of actuator 31, but a lifting link 32 mechanically connected to the separator piston 18.
  • the lifting link 32 has an actuator lifting stop 33 which, firstly, comes into contact with a valve lifting stop 34 integral with the bypass valve 26 when the separator piston 18 is close to its top dead center, and which, in a second step, moves said valve 26 away from the valve seat 27 with which it cooperates as a consequence of the displacement of the separator piston 18 up to its top dead center.
  • FIG. 7 to 10 Another embodiment of the sequential volumetric flowmeter 1 according to the invention is shown in Figures 7 to 10.
  • the mobile separator 6 consists of a separation bellows 23, a first end is fixed so sealed inside the static measurement chamber 3, and the other end of which is sealed by a movable spring cup 24 on which the movable return spring 11 rests.
  • the displacement measuring means 15 consist of a measuring rack 37 which is integral with the movable spring cup 24 and which, when it moves with said la cup 24 rotates a measuring pinion 38 which in turn drives in rotation and by means of a mechanical multiplier 44 a pulse wheel 39 provided at its periphery with regularly distributed pulse generators 40.
  • the impulse wheel 39 cooperates with a "Hall" effect sensor 42 which is integral with the static measurement enclosure 3 and in front of which the pulse generators 40 pass. of said wheel 39, said sensor 42 transforming the passage of each pulse generator 40 into an electrical signal transmitted to the computer 16.
  • This first freewheel 45 allows on the one hand, the measuring pinion 38 to drive the impulse wheel 39 when the variable input volume 8 increases but not when said volume 8 decreases, and on the other hand, to let the impulse wheel 39 continue to turn on its momentum when the variable input volume 8 decreases rapidly following the opening of the bypass valve [155]
  • a second freewheel 45 connects the impulse wheel 39 to the static measurement enclosure 3. Said second freewheel 45 allows the impulse wheel 39 to rotate in the direction of rotation. that the measuring pinion 38 prints to it, but prevents it from turning in the opposite direction.
  • said multiplier 44 and the freewheels 45 with which it cooperates allow the impulse wheel 39 to turn rapidly and to transmit to the "Hall" effect sensor 42 many impulses per unit of displacement of the mobile separator. 6, and this without affecting the speed of return to bottom dead center of said separator 6. Said high precision is obtained with simple and inexpensive mechanical and electronic means.
  • said flowmeter 1 can be applied to fields other than that of internal combustion engines, such as that of chemistry, industrial processes or any apparatus in any field whatsoever. or which require measuring the volume and / or mass flow rate of a fluid 2 whatever the nature, and whatever the liquid or gaseous state.

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Abstract

Le débitmètre volumétrique séquentiel (1 ) comprend une enceinte statique de mesure (3) qui est reliée à un conduit d'arrivée de fluide (4) et à un conduit de sortie de fluide (5) et dans laquelle peut se mouvoir un séparateur mobile (6) pour former un volume variable d'entrée (8) et un volume variable de sortie (10), un ressort de rappel de mobile (11) tendant à réduire le volume variable d'entrée (8) dont le volume minimal est fixé par une butée statique de début de course (12) et une butée mobile de début de course (13), cependant qu'une vanne de contournement (14) commandée par un actionneur de vanne (17) peut mettre le volume variable d'entrée (8) en communication avec le volume variable de sortie (10), des moyens de mesure de déplacement (15) renseignant un calculateur (16) sur la position du séparateur mobile (6).

Description

Description
Titre de l'invention : DEBITMETRE VOLUMÉTRIQUE SÉQUENTIEL
[1 ] La présente invention a pour objet un débitmètre volumétrique séquentiel, particulièrement prévu pour mesurer précisément le débit volumique et/ou massique d’un gaz, sur une large amplitude.
[2] Ledit débitmètre selon la présente invention est particulièrement adapté à la mise en œuvre de la préchambre d'allumage à clapet qui a fait l’objet du brevet N° FR 3061 743 publié le 16 août 2019, ledit brevet appartenant au demandeur.
[3] Ladite préchambre prévoit notamment qu’une charge pilote est injectée dans une cavité de stratification par un injecteur de stratification, ladite charge étant constituée d’un mélange air-carburant facilement inflammable préalablement mis sous pression par des moyens de compression.
[4] L’invention selon le brevet FR 3061 743 est particulièrement destinée au marché automobile. Or, ledit marché est très sensible au prix de revient, au poids et à l’encombrement de tout équipement, qui doivent rester les plus faibles possibles. Le marché automobile est également très exigeant en matière de robustesse, de fiabilité, de durée de vie, et de maintenance.
[5] C’est dans ce contexte que s’inscrit la préchambre d'allumage à clapet selon le brevet FR 3061 743, ladite préchambre requérant à la fois une grande précision de dosage du mélange air-carburant qui constitue la charge pilote, et une grande maîtrise de la quantité de charge pilote injectée dans la cavité de stratification à chaque cycle.
[6] Pour atteindre ladite précision et ladite maîtrise, il est nécessaire de connaître précisément le débit massique d’air introduit dans la cavité de stratification par l’injecteurde stratification. Cette information est nécessaire pour, de première part, adjoindre audit air la quantité de carburant nécessaire à l’obtention du rapport air/carburant recherché pour la charge pilote, et de deuxième part, pour contrôler l’injecteur de stratification afin que ce dernier introduise effectivement la quantité de mélange recherchée dans la cavité de stratification. [7] Mettre en œuvre la préchambre d'allumage à clapet selon le brevet FR 3061 743 nécessite donc de disposer d’un débitmètre massique d’air répondant à l’ensemble des contraintes liées à cette application.
[8] On remarquera que de nombreux types de débitmètre existent, qu’il s’agisse de débitmètre à organe déprimogène, à tube Pitot, à ludion, à coupelle, à hélice ou à turbine, à palette, ionique, ultrasonique, électromagnétique, à effet Coriolis, à tourbillon de Karman ou à effet vortex, à fil ou film chaud, ou massique thermique.
[9] On compte aussi parmi les variantes de débitmètres connues de l’homme de l’art ceux, volumétriques, qui se remplissent et se vident alternativement du fluide à mesurer, lesdits débitmètres pouvant être à piston alternatif, rotatif ou oscillant, ou encore à membrane, à palette ou à engrenages.
[10] Outre répondre aux diverses contraintes de l’automobile, le débitmètre nécessaire à la mise en œuvre de la préchambre d'allumage à clapet selon le brevet FR 3061 743 doit être capable de mesurer précisément le débit massique de l’air passant sur une large amplitude de débit, qui peut varier d’un facteur cent cinquante voire plus ce que ne permettent que très peu de débitmètres.
[11] De plus, le débitmètre nécessaire à la mise en œuvre de ladite préchambre doit être capable d’opérer sous une pression relativement élevée de l’ordre de cinquante bars, et à température variable pouvant aller de moins trente degrés Celsius à plus cent cinquante degrés Celsius.
[12] Enfin, ledit débitmètre doit pouvoir s’accommoder des vibrations que produit un moteur à combustion interne alternatif sans dommage pour la précision et la durabilité dudit débitmètre. Comme il a été rappelé précédemment, malgré cet ensemble de contraintes, ledit débitmètre doit rester compact, fiable, robuste et bon marché.
[13] C’est donc prioritairement pour mettre en œuvre la préchambre d'allumage à clapet selon le brevet FR 3061 743 que, selon un mode particulier de réalisation, le débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention :
• offre une grande précision de mesure de débit volumique et massique ;
• mesure le débit sur une plage min/max pouvant aller de un à cent-cinquante, voire davantage ; • peut fonctionner sur une plage de température étendue, compatible avec les contraintes de la motorisation automobile ;
• est insensible aux vibrations produites par un moteur à combustion interne alternatif, lesdites vibrations n’affectant pas la précision de mesure dudit débitmètre ;
• présente une durabilité, une robustesse et une fiabilité compatibles avec l’automobile ;
• ne requiert aucune maintenance particulière ;
• est léger et compact.
[14] Il est entendu que le débitmètre volumétrique séquentiel selon l’invention peut non seulement s’appliquer à la préchambre d'allumage à clapet selon le brevet FR 3061 743, mais aussi à toute autre application, quelle qu’en soit le type ou le domaine, qui requiert une mesure précise du débit volumétrique et/ou massique d’un gaz ou d’un liquide.
[15] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention est prévu pour mesurer le débit d’un fluide, ledit débitmètre comprenant :
• Une enceinte statique de mesure reliée d’une part, à un conduit d’arrivée de fluide par lequel le fluide pénètre dans ladite enceinte, et d’autre part, à un conduit de sortie de fluide par lequel le fluide ressort de ladite enceinte ;
• Au moins un séparateur mobile qui peut se mouvoir de manière étanche à l’intérieur de l’enceinte statique de mesure, une face côté volume d’entrée que présente ledit séparateur formant avec ladite enceinte un volume variable d’entrée relié au conduit d’arrivée de fluide, tandis qu’une face côté volume de sortie que présente ledit séparateur forme avec ladite enceinte un volume variable de sortie relié au conduit de sortie de fluide ;
• Au moins un ressort de rappel de mobile qui prend directement ou indirectement appui dans l’enceinte statique de mesure pour pousser ou tirer le séparateur mobile en direction du volume variable d’entrée, ledit ressort tendant d’une part, à réduire le volume interne du volume variable d’entrée et d’autre part, à augmenter la pression du fluide que contient ledit volume ; • Au moins une butée statique de début de course solidaire de l’enceinte statique de mesure, ladite butée pouvant entrer en contact avec une butée mobile de début de course solidaire du séparateur mobile, les deux dites butées, définissant le volume minimal du volume variable d’entrée lorsque elles sont au contact l’une de l’autre ;
• Au moins une vanne de contournement dont l’ouverture est commandée par un actionneur de vanne, ladite vanne mettant directement ou indirectement, quand elle est ouverte, le volume variable d’entrée en communication avec le volume variable de sortie via un canal de transfert ;
• Des moyens de mesure de déplacement qui renseignent un calculateur sur la position du séparateur mobile par rapport à l’enceinte statique de mesure.
[16] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un séparateur mobile qui est constitué d’un piston séparateur qui évolue dans un cylindre de séparateur que forme l’intérieur de l’enceinte statique de mesure, des moyens d’étanchéité de piston assurant l’étanchéité entre ledit piston et ledit cylindre.
[17] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend des moyens d’étanchéité de piston qui sont constitués d’un diaphragme souple.
[18] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un séparateur mobile qui est constitué d’un soufflet de séparation dont une première extrémité est fixée de façon étanche à l’intérieur de l’enceinte statique de mesure, et dont l’autre extrémité est fermée de façon étanche par une coupelle de ressort mobile sur laquelle prend appui le ressort de rappel de mobile.
[19] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend une vanne de contournement qui comprend un clapet de contournement qui peut reposer de façon étanche sur un siège de clapet aménagé dans le volume variable d’entrée et solidairement de l’enceinte statique de mesure, ledit clapet pouvant s’éloigner dudit siège en se déplaçant vers l’intérieur du volume variable d’entrée tandis que lorsque ledit clapet repose sur ledit siège, sa face orientée vers le volume variable d’entrée forme la butée statique de début de course. [20] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un clapet de contournement qui présente une butée mobile d’ouverture de clapet qui peut venir au contact d’une butée fixe d’ouverture de clapet solidaire de l’enceinte statique de mesure, les deux dites butées déterminant, quand elles sont au contact l’une de l’autre, la distance maximale qui peut séparer le clapet de contournement du siège de clapet avec lequel il coopère.
[21] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un ressort de clapet qui tend à éloigner le clapet de contournement du siège de clapet avec lequel il coopère, l’effort produit par ledit ressort étant inférieur à l’effort qu’exerce sur le clapet de contournement la pression du fluide contenu dans le volume variable d’entrée lorsque d’une part, ledit clapet repose sur ledit siège, et que d’autre part, ladite pression est supérieure à celle du fluide contenu dans le volume variable de sortie en conséquence de l’effort qu’exerce le ressort de rappel de mobile sur le séparateur mobile.
[22] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un actionneur de vanne qui est constitué d’un élément métallique magnétisable qui est mécaniquement relié au clapet de contournement, ledit élément pouvant imprimer un mouvement audit clapet lorsque il est attiré par un champ magnétique produit par une bobine d’actionneur lorsque cette dernière est traversée par un courant électrique.
[23] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un actionneur de vanne qui est constitué d’une liaison de levage mécaniquement reliée au séparateur mobile, ladite liaison présentant au moins une butée de levage d’actionneur qui, d’abord, entre en contact avec une butée de levage de clapet solidaire du clapet de contournement quand le volume variable d’entrée a atteint un volume prédéterminé et qui, ensuite, éloigne ledit clapet du siège de clapet avec lequel il coopère en conséquence du déplacement du séparateur mobile.
[24] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un canal de transfert qui est obturé par un clapet de retenue maintenu au contact d’un siège de retenue par un ressort de retenue, ce dernier ne laissant ledit clapet s’éloigner dudit siège et ouvrir ledit canal qu’à partir d’une certaine pression, ceci afin que le fluide en provenance du volume variable d’entrée circule dans ledit canal tandis qu’en parallèle, un ajutage de retenue laisse passer ledit fluide dans ledit canal même lorsque le clapet de retenue est au contact du siège de retenue.
[25] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend des moyens de mesure de déplacement qui sont constitués d’une crémaillère de mesure qui est solidaire du séparateur mobile et qui, lorsque elle se déplace avec ledit séparateur, entraîne en rotation un pignon de mesure qui entraîne à son tour en rotation, directement ou par l’intermédiaire d’un multiplicateur mécanique, une roue à impulsions pourvue en son pourtour de générateurs d’impulsion régulièrement distribués, ladite roue coopérant avec des moyens de captage d’impulsion solidaires de l’enceinte statique de mesure et devant lesquels passent les générateurs d’impulsion, lesdits moyens de captage transformant le passage de chaque générateur d’impulsion en signal électrique transmis au calculateur.
[26] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un pignon de mesure qui entraîne la roue à impulsions par l’intermédiaire d’une roue libre.
[27] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend une roue à impulsions qui est reliée à l’enceinte statique de mesure par l’intermédiaire d’une roue libre.
[28] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un pignon de mesure qui entraîne, outre la roue à impulsions et au moyen d’une crémaillère d’équilibrage, une masse d’équilibrage en translation longitudinale à contresens du déplacement du séparateur mobile qui s’opère simultanément, la vitesse relative et le poids de ladite masse et de ladite crémaillère étant calculés pour que lorsque ladite masse et ladite crémaillère se déplacent, elles produisent des efforts d’inertie de même intensité que ceux produits au même instant par ledit séparateur et la crémaillère de mesure avec laquelle il coopère.
[29] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend des moyens de mesure de déplacement qui sont constitués d’une broche à impulsions qui est munie sur sa longueur de générateurs d’impulsion, et qui est solidaire du séparateur mobile de sorte que lorsque ladite broche se déplace avec ledit séparateur, les générateurs d’impulsion passant devant des moyens de captage d’impulsion qui sont solidaires de l’enceinte statique de mesure et qui transforment le passage de chaque générateur d’impulsion en signal électrique transmis au calculateur.
[30] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend des moyens de mesure de déplacement qui sont constitués d’un capteur de fin de course de séparateur qui est solidaire de l’enceinte statique de mesure ou du séparateur mobile, ledit capteur transmettant un signal électrique au calculateur lorsque le volume variable d’entrée atteint une grandeur maximale prédéfinie.
[31] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un séparateur mobile qui est directement ou indirectement relié à l’enceinte statique de mesure par un amortisseur de séparateur.
[32] Le débitmètre volumétrique séquentiel suivant la présente invention comprend un capteur de pression et/ou un capteur de température qui mesure directement ou indirectement la pression et/ou la température qui règne dans le volume variable d’entrée et/ou le volume variable de sortie.
[33] La description qui va suivre en regard des dessins annexés et donnés à titre d’exemples non limitatifs permettra de mieux comprendre l’invention, les caractéristiques qu’elle présente, et les avantages qu’elle est susceptible de procurer :
[34] [Fig. 1] est une vue en coupe schématique du débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention tel qu’il peut être utilisé pour mettre en œuvre la préchambre d'allumage à clapet selon le brevet FR 3061 743 sur un moteur à combustion interne alternatif, le séparateur mobile étant montré à mi-course ascendante et étant formé d’un piston séparateur dont les moyens d’étanchéité de piston sont constitués d’un diaphragme souple, ledit piston évoluant dans un cylindre de séparateur et étant relié à l’enceinte statique de mesure par un amortisseur de séparateur, tandis que les moyens de mesure de déplacement sont constitués d’une broche à impulsions solidaire du séparateur mobile et présentant des créneaux d’impulsion passant devant un capteur à effet « Hall ».
[35] [Fig. 2] est une vue en coupe schématique du débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention et selon la variante illustrée en figure 1 , le piston séparateur ayant atteint son point mort haut et amorçant sa redescente en direction de la butée statique de début de course après que la vanne de contournement ait été actionnée en ouverture par l’actionneur de vanne.
[36] [Fig. 3] est une vue en coupe schématique du débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention et selon la variante illustrée en figure 1 , le piston séparateur ayant atteint son point mort bas et étant entré au contact de la butée statique de début de course qui est en l’occurrence constituée de la vanne de contournement, ce qui a eu pour effet de plaquer cette dernière sur le siège de clapet avec lequel elle coopère.
[37] [Fig. 4] est une vue en coupe schématique du débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention, le séparateur mobile étant montré en début de course ascendante et étant constitué d’un piston séparateur qui peut évoluer dans un cylindre de séparateur, ledit piston recevant des moyens d’étanchéité de piston formés d’un joint d’étanchéité à lèvre connu en soi tandis que les moyens de mesure de déplacement prennent la forme d’un capteur de déplacement potentiométrique, l’actionneur de vanne étant constitué d’une liaison de levage mécaniquement reliée au séparateur mobile.
[38] [Fig. 5] est une vue en coupe schématique du débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention et selon la variante illustrée en figure 4, le séparateur mobile étant montré au voisinage de sa fin de course ascendante de sorte que la liaison de levage commence à éloigner le clapet de contournement du siège de clapet avec lequel il coopère.
[39] [Fig. 6] est une vue en coupe schématique du débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention et selon la variante illustrée en figure 4, le séparateur mobile étant montré à mi-course descendante après que le clapet de contournement ait été éloigné du siège de clapet avec lequel il coopère d’abord par la liaison de levage, puis par le ressort de clapet, de sorte que le volume variable d’entrée a été mis en communication avec le volume variable de sortie.
[40] [Fig. 7] est une vue en coupe schématique du débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention, le séparateur mobile étant constitué d’un soufflet de séparation tandis que les moyens de mesure de déplacement sont formés d’une crémaillère de mesure solidaire du séparateur mobile, ladite crémaillère entraînant en rotation un pignon de mesure qui entraîne à son tour une roue à impulsions par l’intermédiaire d’un multiplicateur mécanique.
[41] [Fig. 8] est une vue en coupe schématique du débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention et selon la variante illustrée en figure 7, le volume variable d’entrée étant maximal tandis que le clapet de contournement est maintenu à distance maximale du siège de clapet avec lequel il coopère par le ressort de clapet.
[42] [Fig. 9] est une vue tridimensionnelle du débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention et selon la variante illustrée en figure 7, l’enceinte statique de mesure n’étant pas représentée pour laisser visibles les principaux composants internes dudit débitmètre.
[43] [Fig. 10] est une vue tridimensionnelle en coupe du débitmètre volumétrique séquentiel suivant l’invention et selon la variante illustrée en figure 7.
[44] DESCRIPTION DE L’INVENTION :
[45] On a montré en figures 1 à 10 le débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention, divers détails de ses composants, ses variantes, et ses accessoires. Ledit débitmètre 1 et prévu pour mesurer le débit d’un fluide 2.
[46] Comme le montrent les figures 1 à 10, le débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention comprend une enceinte statique de mesure 3 reliée d’une part, à un conduit d’arrivée de fluide 4 par lequel le fluide 2 pénètre dans ladite enceinte 3, et d’autre part, à un conduit de sortie de fluide 5 par lequel le fluide 2 ressort de ladite enceinte 3.
[47] Le débitmètre volumétrique séquentiel 1 comprend également au moins un séparateur mobile 6 qui peut se mouvoir de manière étanche à l’intérieur de l’enceinte statique de mesure 3, une face côté volume d’entrée 7 que présente ledit séparateur 6 formant avec ladite enceinte 3 un volume variable d’entrée 8 relié au conduit d’arrivée de fluide 4, tandis qu’une face côté volume de sortie 9 que présente ledit séparateur 6 forme avec ladite enceinte 3 un volume variable de sortie 10 relié au conduit de sortie de fluide 5.
[48] On notera que le séparateur mobile 6 peut notamment être une vessie, un sac ou tout autre récipient déformable capable de stocker du fluide 2. [49] Les figures 1 à 10 montrent aussi que le débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention comprend au moins un ressort de rappel de mobile 11 qui prend directement ou indirectement appui dans l’enceinte statique de mesure 3 pour pousser ou tirer le séparateur mobile 6 en direction du volume variable d’entrée 8.
[50] Le ressort de rappel de mobile 11 tend d’une part, à réduire le volume interne du volume variable d’entrée 8 et d’autre part, à augmenter la pression du fluide 2 que contient ledit volume 8, ledit ressort 11 pouvant être hélicoïdal, ondulé multi- tours, constitué d’un empilement de rondelles élastiques, ou être de quelque type que ce soit connu de l’homme de l’art.
[51 ] Comme on le remarque en figures 1 à 10, le débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention comprend en outre au moins une butée statique de début de course 12 solidaire de l’enceinte statique de mesure 3, ladite butée 12 pouvant entrer en contact avec une butée mobile de début de course 13 solidaire du séparateur mobile 6, les deux dites butées 12, 13 définissant le volume minimal du volume variable d’entrée 8 lorsque elles sont au contact l’une de l’autre.
[52] Ledit débitmètre 1 comprend aussi au moins une vanne de contournement 14 dont l’ouverture est commandée par un actionneur de vanne 17, ladite vanne 14 mettant directement ou indirectement, quand elle est ouverte, le volume variable d’entrée 8 en communication avec le volume variable de sortie 10 via un canal de transfert 59.
[53] On notera que l’actionneur de vanne 17 peut être mécanique, électrique, électromagnétique, pneumatique, hydromécanique, piézoélectrique, et de façon générale, de tout type connu de l’homme de l’art.
[54] En figures 1 à 10, on a également montré les moyens de mesure de déplacement 15 que comprend le débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention, lesdits moyens 15 renseignant un calculateur 16 sur la position du séparateur mobile 6 par rapport à l’enceinte statique de mesure 3.
[55] On note que les moyens de mesure de déplacement 15 peuvent être constitués de tout capteur de déplacement, de distance ou de position, que ledit capteur soit de type absolu ou incrémental, résistif, potentiométrique, capacitif, inductif, magnéto-inductif, à courant de Foucault, optique à laser ou non, à fil tendu, et de manière générale, de tout type connu de l’homme de l’art. [56] Il est d’ailleurs entendu que le calculateur 16 peut être plus ou moins complexe et qu’il peut à ce titre être constitué soit de composants électriques simples, soit de technologies électroniques et informatiques élaborées, soit des deux.
[57] On a montré en figures 1 à 6 que selon un mode particulier de réalisation du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention, le séparateur mobile 6 peut être constitué d’un piston séparateur 18 qui évolue dans un cylindre de séparateur 19 que forme l’intérieur de l’enceinte statique de mesure 3, des moyens d’étanchéité de piston 20 assurant l’étanchéité entre ledit piston 18 et ledit cylindre 19.
[58] Comme on le voit en figures 4 à 6, les moyens d’étanchéité de piston 20 peuvent être par exemple constitués d’au moins un joint d’étanchéité 21 fait d’une ou plusieurs pièces en élastomère et/ou en métal.
[59] En figures 1 à 3, on a également montré que les moyens d’étanchéité de piston 20 peuvent être constitués d’un diaphragme souple 22 à l’instar de ceux que comprennent les maîtres-cylindres d’assistance de freinage automobiles.
[60] Les figures 7 à 10 montrent quant à elles que le séparateur mobile 6 peut être constitué d’un soufflet de séparation 23 dont une première extrémité est fixée de façon étanche à l’intérieur de l’enceinte statique de mesure 3, et dont l’autre extrémité est fermée de façon étanche par une coupelle de ressort mobile 24 sur laquelle prend appui le ressort de rappel de mobile 11.
[61] On note que, comme montré en figures 7 à 10, une ou plusieurs bagues de contention de soufflet 25 peuvent être prévues entre les plis du soufflet de séparation 23, lesdites bagues 25 évitant que ledit soufflet 23 ne gonfle exagérément sous l’effet de la pression.
[62] On a montré en figures 1 à 10 que selon une variante du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention, la vanne de contournement 14 peut comprendre un clapet de contournement 26 qui peut reposer de façon étanche sur un siège de clapet 27 aménagé dans le volume variable d’entrée 8 et solidairement de l’enceinte statique de mesure 3, ledit clapet 26 pouvant s’éloigner dudit siège 27 en se déplaçant vers l’intérieur du volume variable d’entrée 8 tandis que lorsque ledit clapet 26 repose sur ledit siège 27, sa face orientée vers le volume variable d’entrée 8 forme la butée statique de début de course 12. [63] A titre d’équivalent technologique non-représenté, on note que le clapet de contournement 26 peut être solidaire du séparateur mobile 6 et reposer de façon étanche sur un siège de clapet 27 aménagé sur la face côté volume d’entrée 7, ledit clapet 26 formant en ce cas la butée mobile de début de course 13.
[64] On remarque en figures 1 à 8 et en figure 10 que le siège de clapet 27 peut exposer un anneau en élastomère 29 sur lequel le clapet de contournement 26 peut reposer sans choc, et de façon la plus étanche possible.
[65] Comme le montrent les figures 1 à 10, le clapet de contournement 26 peut avantageusement présenter une butée mobile d’ouverture de clapet 35 qui peut venir au contact d’une butée fixe d’ouverture de clapet 36 solidaire de l’enceinte statique de mesure 3, les deux dites butées 35, 36 déterminant, quand elles sont au contact l’une de l’autre, la distance maximale qui peut séparer le clapet de contournement 26 du siège de clapet 27 avec lequel il coopère.
[66] On remarque aussi en figures 1 à 10 que le débitmètre volumétrique séquentiel
I suivant l’invention peut comporter un ressort de clapet 28 qui tend à éloigner le clapet de contournement 26 du siège de clapet 27 avec lequel il coopère, l’effort produit par ledit ressort 28 étant inférieur à l’effort qu’exerce sur le clapet de contournement 26 la pression du fluide 2 contenu dans le volume variable d’entrée 8 lorsque d’une part, ledit clapet 26 repose sur ledit siège 27, et que d’autre part, ladite pression est supérieure à celle du fluide 2 contenu dans le volume variable de sortie 10 en conséquence de l’effort qu’exerce le ressort de rappel de mobile
I I sur le séparateur mobile 6.
[67] Comme on le voit en figures 1 à 3 et en figures 7, 8 et 10, l’actionneur de vanne 17 peut être constitué d’un élément métallique magnétisable 30 qui est mécaniquement relié au clapet de contournement 26, ledit élément 30 pouvant imprimer un mouvement audit clapet 26 lorsque il est attiré par un champ magnétique produit par une bobine d’actionneur 31 lorsque cette dernière est traversée par un courant électrique piloté par le calculateur 16.
[68] Les figures 4 à 6 montrent une autre variante selon laquelle l’actionneur de vanne 17 peut être constitué d’une liaison de levage 32 mécaniquement reliée au séparateur mobile 6, ladite liaison 32 présentant au moins une butée de levage d’actionneur 33 qui, d’abord, entre en contact avec une butée de levage de clapet 34 solidaire du clapet de contournement 26 quand le volume variable d’entrée 8 a atteint un volume prédéterminé et qui, ensuite, éloigne ledit clapet 26 du siège de clapet 27 avec lequel il coopère en conséquence du déplacement du séparateur mobile 6.
[69] Comme l’illustrent les figures 4 à 6, un ressort de déverrouillage 50 peut avantageusement s’interposer entre la butée de levage d’actionneur 33 et la butée de levage de clapet 34, ledit ressort 50 facilitant le décollement du clapet de contournement 26 du siège de clapet 27 avec lequel il coopère lorsque ledit clapet 26 est sollicité en ouverture par le séparateur mobile 6.
[70] Comme on le voit en figures 4 à 6, le ressort de déverrouillage 50 peut par exemple prendre la forme d’une rondelle élastique connue en soi.
[71 ] En figures 4 à 6, on remarque également que le canal de transfert 59 peut être obturé par un clapet de retenue 51 maintenu au contact d’un siège de retenue 52 par un ressort de retenue 53, ce dernier ne laissant ledit clapet 51 s’éloigner dudit siège 52 et ouvrir ledit canal 59 qu’à partir d’une certaine pression, ceci afin que le fluide 2 en provenance du volume variable d’entrée 8 circule dans ledit canal 59 tandis qu’en parallèle, un ajutage de retenue 54 laisse passer ledit fluide 2 dans ledit canal 59 même lorsque le clapet de retenue 51 est au contact du siège de retenue 52.
[72] Comme on le comprend en examinant les figures 5 et 6, quand la butée de levage de clapet 34 commence à éloigner le clapet de contournement 26 du siège de clapet 27, le clapet de retenue 51 autorise une rapide montée en pression du fluide 2 en aval du clapet de contournement 26 ce qui permet au ressort de clapet 28 de décoller ledit clapet 26 du siège de clapet 27 avec lequel il coopère.
[73] Lorsque la butée mobile de début de course 13 vient à nouveau plaquer le clapet de contournement 26 sur son siège de clapet 27, l’ajutage de retenue 54 dépressurise le volume situé immédiatement en aval du clapet de contournement 26 de sorte à assurer le maintient dudit clapet 26 sur ledit siège 27.
[74] On note que si l’actionneur de vanne 17 est électrique, pneumatique ou de quelque type que ce soit, le clapet de retenue 51 permet d’éviter que le clapet de contournement 26 ne se referme prématurément sous l’effet du déplacement rapide du fluide 2 dans le canal de transfert 59 lorsque le séparateur mobile 6 se déplace en direction du volume variable d’entrée 8 sous l’action du ressort de rappel de mobile 11.
[75] A titre de mode particulier de réalisation du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention, on remarque en figures 7 à 10 que les moyens de mesure de déplacement 15 peuvent être constitués d’une crémaillère de mesure 37 qui est solidaire du séparateur mobile 6 et qui, lorsque elle se déplace avec ledit séparateur 6, entraîne en rotation un pignon de mesure 38 qui entraîne à son tour en rotation, directement ou par l’intermédiaire d’un multiplicateur mécanique 44, une roue à impulsions 39 pourvue en son pourtour de générateurs d’impulsion 40 régulièrement distribués.
[76] En ce cas, la roue à impulsions 39 coopère avec des moyens de captage d’impulsion 41 solidaires de l’enceinte statique de mesure 3 et devant lesquels passent les générateurs d’impulsion 40, lesdits moyens de captage 41 transformant le passage de chaque générateur d’impulsion 40 en signal électrique transmis au calculateur 16.
[77] On notera que les moyens de captage d’impulsion 41 peuvent par exemple être constitués d’une source de lumière reçue par un capteur photosensible, la réception de lumière par ledit capteur étant interrompue par le passage des générateurs d’impulsion 40 entre ladite source et ledit capteur.
[78] A titre de variante non-limitative montrée en figures 9 et 10, les moyens de captage d’impulsion 41 peuvent être constitués d’un capteur à effet « Hall » 42 connu en soi, les générateurs d’impulsion 40 prenant la forme de créneaux d’impulsion 43 qui passent devant ledit capteur.
[79] On notera que la crémaillère de mesure 37 et le pignon de mesure 38 peuvent être remplacés par toute autre liaison mécanique qui peut transformer un mouvement linéaire en mouvement de rotation comme par exemple un câble qui s’enroule autour d’une poulie, ou encore une vis à pas large réversible qui coopère avec un taraudage complémentaire, ladite vis et ledit taraudage pouvant entrer en contact l’un de l’autre par l’intermédiaire de billes circulantes.
[80] On notera également que le multiplicateur mécanique 44 peut être constitué d’une succession de pignons comme montré en figures 7 à 10, de roues de friction, d’un ou plusieurs trains épicycloïdaux, d’une succession de poulies crantées de différents diamètres reliées par des courroies crantées, ou de tout autre type de multiplicateur mécanique 44 connu de l’homme de l’art.
[81] Avantageusement, le pignon de mesure 38 et le ou les pignons qui peuvent constituer le multiplicateur mécanique 44 peuvent être pourvus d’un dispositif de rattrapage de jeu connu en soi.
[82] Selon un mode particulier de réalisation du débitmètre volumétrique séquentiel
1 suivant l’invention, la crémaillère de mesure 37, le pignon de mesure 38, la roue à impulsions 39, leurs accessoires, et tout ou partie des moyens de captage d’impulsion 41 peuvent être logés à l’intérieur du volume variable de sortie 10, de sorte qu’aucune liaison mobile étanche n’est nécessaire entre ces divers composants 37, 38, 39, 41 et l’intérieur du volume variable de sortie 10.
[83] En ce cas, pour occuper en partie le vide qui subsiste dans le volume variable de sortie 10 et/ou le volume variable d’entrée 8, une ou plusieurs pièces polymorphes incompressibles peuvent être logées dans le ou lesdits volumes 10, 8 qui épousent plus ou moins précisément lesdits divers composants 37, 38, 39, 41 en touchant ou non ces derniers et dans tous les cas, sans nuire au bon fonctionnement desdits derniers.
[84] Comme on le voit de façon évidente en figure 7, on note que le pignon de mesure 38 peut entraîner la roue à impulsions 39 par l’intermédiaire d’une roue libre 45 qui permet audit pignon 38 d’entraîner ladite roue 39 lorsque le volume variable d’entrée 8 augmente sous l’effet du déplacement du séparateur mobile 6, mais pas quand ledit volume 8 diminue.
[85] Selon cette configuration particulière, il peut également être prévu que la roue à impulsions 39 soit reliée à l’enceinte statique de mesure 3 par l’intermédiaire d’une roue libre 45 qui permet à ladite roue 39 de tourner dans le sens de rotation que lui imprime le pignon de mesure 38, mais qui interdit à ladite roue 39 de tourner en sens inverse.
[86] On note qu’à titre d’alternative, ladite roue libre 45 peut être remplacée par un frein non-représenté, ce dernier pouvant aussi avantageusement s’ajouter à ladite roue 45 pour éviter que l’inertie en rotation de la roue à impulsions 39 ne soit indûment interprétée par le calculateur 16 comme une continuité de débit de fluide
2 au travers du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention, alors même que ledit débit aurait brusquement chuté, voire se serait brutalement interrompu.
[87] Selon une autre variante, un volant d’inertie peut être associé à la roue à impulsions 39 soit en lestant directement cette dernière, soit en la reliant audit volant par quelque liaison mécanique que ce soit.
[88] Une autre variante du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention montrée en figures 7 à 10 consiste en ce que le pignon de mesure 38 entraîne, outre la roue à impulsions 39 et au moyen d’une crémaillère d’équilibrage 47, une masse d’équilibrage 46 en translation longitudinale à contresens du déplacement du séparateur mobile 6 qui s’opère simultanément, la vitesse relative et le poids de ladite masse 46 et de ladite crémaillère 47 étant calculés pour que lorsque ladite masse 46 et ladite crémaillère 47 se déplacent, elles produisent des efforts d’inertie de même intensité que ceux produits au même instant par ledit séparateur 6 et la crémaillère de mesure 37 avec laquelle il coopère.
[89] Cette configuration particulière du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention permet de rendre ledit débitmètre 1 insensible aux vibrations, par exemple lorsque ce dernier est solidaire d’un moteur thermique à combustion interne.
[90] En effet, la masse d’équilibrage 46 évite que le séparateur mobile 6 ne se déplace intempestivement par rapport à l’enceinte statique de mesure 3 sous l’effet desdites vibrations, ce qui aurait pour conséquence de rendre la lecture du débit de fluide 2 par le calculateur 16 fausse, voire impossible.
[91] Les figures 1 à 3 montrent que les moyens de mesure de déplacement 15 peuvent aussi être constitués d’une broche à impulsions 55 qui est munie sur sa longueur de générateurs d’impulsion 40, et qui est solidaire du séparateur mobile 6 de sorte que lorsque ladite broche 55 se déplace avec ledit séparateur 6, les générateurs d’impulsion 40 passant devant des moyens de captage d’impulsion 41 qui sont solidaires de l’enceinte statique de mesure 3 et qui transforment le passage de chaque générateur d’impulsion 40 en signal électrique transmis au calculateur 16. [92] A titre d’alternative, la broche à impulsions 55 peut être solidaire de l’enceinte statique de mesure 3 tandis que les moyens de captage d’impulsion 41 sont solidaires du séparateur mobile 6.
[93] En figures 1 à 3, on a montré que les moyens de mesure de déplacement 15 peuvent être constitués d’un capteur de fin de course de séparateur 56 qui est solidaire de l’enceinte statique de mesure 3 ou du séparateur mobile 6, ledit capteur 56 transmettant un signal électrique au calculateur 16 lorsque le volume variable d’entrée 8 atteint une grandeur maximale prédéfinie.
[94] On remarque que le capteur de fin de course de séparateur 56 peut être un capteur de proximité connu en soi, quel qu’en soit le type ou le principe de fonctionnement.
[95] Toujours en figures 1 à 3, on a aussi montré que le séparateur mobile 6 peut être directement ou indirectement relié à l’enceinte statique de mesure 3 par un amortisseur de séparateur 57 qui évite que ledit séparateur 6 ne soit animé d’oscillations de grande amplitude lorsque le débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention est soumis à des vibrations, par exemple si ledit débitmètre 1 est fixé solidairement d’un moteur à combustion interne alternatif 70.
[96] Comme l’illustrent les figures 1 à 3 et à titre de configuration particulière du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention, un capteur de pression 48 et/ou un capteur de température 49 peut mesurer directement ou indirectement la pression et/ou la température qui règne dans le volume variable d’entrée 8 et/ou le volume variable de sortie 10, les deux dits capteurs 48, 49 permettant au calculateur 16 de déterminer le débit massique du fluide 2 qui traverse le débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention à partir des informations qui sont transmises audit calculateur 16 par les moyens de mesure de déplacement 15, et tenant compte de l’effort qu’exerce le ressort de rappel de mobile 11 sur le séparateur mobile 6.
[97] FONCTIONNEMENT DE L’INVENTION :
[98] Le fonctionnement du débitmètre volumétrique séquentiel 1 selon l’invention se comprend aisément à l’étude des figures 1 à 10, lesquelles montrent des exemples de réalisation non-limitatifs dudit débitmètre 1. [99] Pour exposer ledit fonctionnement et dans un premier temps, il est fait ici référence aux figures 1 à 3 qui montrent le débitmètre volumétrique séquentiel 1 selon l’invention tel qu’il peut être utilisé pour mettre en œuvre la préchambre d'allumage à clapet 77 selon le brevet FR 3 061 743, sur un moteur à combustion interne alternatif 70.
[100] On a montré en figures 1 à 3 et de façon schématique le moteur à combustion interne alternatif 70 qui reçoit ladite préchambre d'allumage à clapet 77 alimentée en charges pilotes 73 par un injecteur de stratification 80.
[101] Lesdites charges pilotes 73 sont à titre d’exemple non-limitatif formées d’un mélange gazeux facilement inflammable constitué à proportion de quatorze grammes d’air 78 par gramme d’essence 79.
[102] Ledit mélange gazeux est donc légèrement riche par rapport à la stœchiométrie, et est réalisé dans un mélangeur air-essence 74 alimenté sous une pression de quarante bars d’une part, en essence 79 par un réservoir d'essence 71 via une pompe à essence 72, et d’autre part, en air 78 atmosphérique par un compresseur d'air 75 via un filtre à air 81 , la pression d’admission dudit compresseur 75 étant régulée par un boîtier papillon 82.
[103] Le mélangeur air-essence 74 réalise un mélange homogène de dit air 78 et de dite essence 79, cette dernière devant intégralement rester à l’état gazeux malgré la pression de quarante bars à laquelle elle est soumise.
[104] Notons qu’un mélangeur air-essence 74 remplissant l’ensemble des fonctions nécessaires à l’alimentation en charge pilotes 73 de la préchambre d'allumage à clapet 77 selon le brevet FR 3 061 743 a fait l’objet de la demande de brevet FR 2004269, déposée le 29 avril 2020 par le demandeur sous l’intitulé « mélangeur à recirculation forcée ».
[105] En figures 1 à 3, on remarque la présence d’un calculateur 16 notamment chargé de piloter l’injecteur de stratification 80, les différentes fonctions du mélangeur air-essence 74, et le boîtier papillon 82.
[106] Le boîtier papillon 82 permet de conserver la pression de quarante bars en aval du compresseur 75 quels que soient le régime et la charge du moteur à combustion interne alternatif 70, et quelle que soit la quantité de charge pilote 73 qu’introduit l’injecteur de stratification 80 dans la préchambre d’allumage à clapet 77 à chaque cycle thermodynamique dudit moteur 70.
[107] On remarque également en figures 1 à 3 un capteur de pression 48 et un capteur de température 49 qui respectivement, transmettent au calculateur 16 la pression et la température de l’air 78 trouvées à l’entrée du conduit d’arrivée de fluide 4 du débitmètre volumétrique séquentiel 1 selon l’invention.
[108] Selon le mode particulier de réalisation dudit débitmètre 1 montré en figures 1 à 3, le séparateur mobile 6 est constitué d’un piston séparateur 18 qui évolue dans un cylindre de séparateur 19 que forme l’intérieur de l’enceinte statique de mesure 3.
[109] En figures 1 à 3, on remarque aussi le ressort de rappel de mobile 11 qui prend appui dans l’enceinte statique de mesure 3 pour pousser le piston séparateur 18 en direction du volume variable d’entrée 8, ledit ressort 11 tendant à augmenter la pression du fluide 2 que contient ledit volume 8
[110] On note en figures 1 à 3 que les moyens d’étanchéité de piston 20 qui assurent l’étanchéité entre le piston séparateur 18 et le cylindre de séparateur 19 sont constitués d’un diaphragme souple 22 similaire à ceux que comprennent les maîtres-cylindres d’assistance de freinage automobiles.
[111] En figures 1 à 3, on note aussi que le piston séparateur 18 est relié à l’enceinte statique de mesure 3 par un amortisseur de séparateur 57 qui évite que ledit piston 18 ne soit animé d’oscillations parasites capables de fausser la mesure de débit d’air 78 par le débitmètre volumétrique séquentiel 1 lorsque le moteur à combustion interne alternatif 70 lui transmet des vibrations.
[112] On voit en figures 1 à 3 que les moyens de mesure de déplacement 15 sont notamment constitués d’une broche à impulsions 55 munie sur sa longueur de générateurs d’impulsion 40. Ladite broche 55 est solidaire du piston séparateur 18 de sorte que quand ce dernier se déplace par rapport à l’enceinte statique de mesure 3, les générateurs d’impulsion 40 passent l’un après l’autre devant un capteur à effet « Hall » 42 solidaire de ladite enceinte 3, ledit capteur 42 transformant le passage de chaque générateur d’impulsion 40 en un signal électrique qui est transmis au calculateur 16. [113] Outre ladite broche à impulsions 55, on remarque en figures 1 à 3 que les moyens de mesure de déplacement 15 comprennent un capteur de fin de course de séparateur 56 solidaire de l’enceinte statique de mesure 3.
[114] Lorsque la broche à impulsions 55 s’approche dudit capteur 56 à une distance par exemple inférieure à un millimètre, ledit capteur 56 en informe le calculateur 16 au moyen d’un signal électrique.
[115] Selon le mode particulier de réalisation du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention montré en figures 1 à 3, la vanne de contournement 14 comprend un clapet de contournement 26 qui peut reposer de façon étanche sur un siège de clapet 27, ce dernier étant aménagé dans le volume variable d’entrée 8 et solidairement de l’enceinte statique de mesure 3.
[116] On constate que le clapet de contournement 26 peut s’éloigner du siège de clapet 27 en se déplaçant vers l’intérieur du volume variable d’entrée 8, et ceci tant qu’il n’est pas arrêté dans sa course par la butée mobile d’ouverture de clapet 35 que présente ledit clapet 26.
[117] On note que la butée mobile d’ouverture de clapet 35 coopère avec une butée fixe d’ouverture de clapet 36 solidaire de l’enceinte statique de mesure 3, les deux dites butées 35, 36 déterminant, quand elles sont au contact l’une de l’autre, la distance maximale qui peut séparer le clapet de contournement 26 du siège de clapet 27.
[118] On note aussi que lorsque le clapet de contournement 26 repose sur le siège de clapet 27, sa face orientée vers le volume variable d’entrée 8 forme une butée statique de début de course 12 qui coopère avec une butée mobile de début de course 13 solidaire du piston séparateur 18, les deux dites butées 12, 13 définissant le volume minimal du volume variable d’entrée 8 lorsque elles sont au contact l’une de l’autre.
[119] On remarque que la levée du clapet de contournement 26 du siège de clapet 27 sur lequel il repose s’opère au moyen d’un actionneur de vanne 17.
[120] Ledit actionneur 17 est ici et à titre d’exemple non-limitatif constitué d’un élément métallique magnétisable 30 qui, en figures 1 à 3, prend la forme d’une palette magnétique 83 mécaniquement reliée au clapet de contournement 26. [121] La palette magnétique 83 peut ainsi soulever le clapet de contournement 26 du siège de clapet 27 sur lequel il repose, ce qui survient lorsque ladite palette 83 est attirée par le champ magnétique que produit une bobine d’actionneur 31 quand cette dernière est traversée par un courant électrique piloté par le calculateur 16.
[122] En figure 1 , on a représenté le débitmètre volumétrique séquentiel 1 selon l’invention en phase de remplissage du volume variable d’entrée 8.
[123] Durant ladite phase de remplissage, l’air 78 refoulé en sortie du compresseur d'air 75 est introduit dans le volume variable d’entrée 8 par le conduit d’arrivée de fluide 4.
[124] Comme le clapet de contournement 26 repose sur son siège de clapet 27, l’introduction de l’air 78 par le conduit d’arrivée de fluide 4 a pour effet de faire reculer le piston séparateur 18 et de faire grandir le volume variable d’entrée 8.
[125] Concomitamment, le volume variable de sortie 10 diminue et expulse l’air 78 qu’il contient via le conduit de sortie de fluide 5.
[126] On remarque que le piston séparateur 18 étant poussé en direction du volume variable d’entrée 8 par le ressort de rappel de mobile 11 , la pression qui règne dans le volume variable d’entrée 8 est plus élevée que celle régnant dans le volume variable de sortie 10.
[127] Du fait de la raideur non-nulle du ressort de rappel de mobile 11 , la différence de pression entre volume variable d’entrée 8 et volume variable de sortie 10 est d’autant plus importante que ledit ressort 11 est comprimé.
[128] Nous supposerons ici que ladite différence de pression est de cent millibars en début de course ascendante du piston séparateur 18, et de deux cents millibars en fin de ladite course.
[129] Durant toute la course ascendante du piston séparateur 18, les générateurs d’impulsion 40 que présente la broche à impulsions 55 passent l’un après l’autre devant le capteur à effet « Hall » 42, ce dernier transmettant les signaux électriques correspondants au calculateur 16.
[130] Connaissant le temps écoulé entre deux signaux de passage de générateur d’impulsion 40, le calculateur 16 peut calculer le débit volumique d’air 78 passant via le conduit d’arrivée de fluide 4, ledit débit étant égal au produit de la section du piston séparateur 18 par la vitesse dudit piston 18.
[131] Pour calculer le débit massique d’air 78 passant par le conduit d’arrivée de fluide 4, le calculateur 16 prend en compte la pression et la température qui lui sont respectivement transmises par le capteur de pression 48 et le capteur de température 49. En effet, le débit massique d’air 78 correspond au produit du débit volumique dudit air 78 par la densité dudit air 78, cette dernière résultant du produit de la pression dudit air 78 par la température dudit air 78.
[132] Lorsque le piston séparateur 18 arrive à son point-mort haut ce qu’illustre la figure 2, le capteur de fin de course de séparateur 56 adresse un signal électrique au calculateur 16 lequel déclenche l’ouverture du clapet de contournement 26 au moyen de la bobine d’actionneur 31.
[133] On remarque que jusqu’ici, le clapet de contournement 26 était maintenu plaqué sur le siège de clapet 27 avec lequel il coopère par la pression régnant dans le volume variable d’entrée 8 qui était toujours supérieure de cent à deux cents millibars à celle régnant dans le volume variable de sortie 10.
[134] En effet, ladite différence s’appliquait jusqu’alors sur toute la surface comprise à l’intérieur de la ligne de contact que forme le clapet de contournement 26 avec le siège de clapet 27, ladite différence exerçant sur ledit clapet 26 un effort supérieur à celui exercé par le ressort de clapet 28 lequel tend à éloigner ledit clapet 26 du siège de clapet 27.
[135] Le piston séparateur 18 ayant atteint son point-mort haut, lorsque le clapet de contournement 26 est soulevé puis éloigné de son siège de clapet 27 par la bobine d’actionneur 31, la différence de pression entre volume variable d’entrée 8 et volume variable de sortie 10 devient subitement faible au point que le ressort de clapet 28 peut maintenir le clapet de contournement 26 ouvert durant toute la course descendante du piston séparateur 18.
[136] Lorsque le piston séparateur 18 a atteint son point-mort bas ce qu’illustre la figure 3, la butée mobile de début de course 13 qu’il présente est d’abord arrivée au contact de la butée statique de début de course 12 que forme le clapet de contournement 26, puis a forcé ledit clapet 26 à retourner au contact du siège de clapet 27 de manière étanche. [137] Le clapet de contournement 26 étant à nouveau fermé et étanche, un nouveau cycle de mesure du débit volumique d’air 78 peut reprendre qui conduit à nouveau à la situation montrée en figure 1.
[138] On notera que le calculateur 16 peut détecter lorsque le piston séparateur 18 a atteint son point-mort bas, ce qui survient d’une part, après le déclenchement de l’ouverture du clapet de contournement 26 par ledit calculateur 16 au moyen de la bobine d’actionneur 31, et d’autre part, après la réception par ledit calculateur 16 de signaux temporellement très rapprochés de passage des générateurs d’impulsion 40, lesdits signaux étant envoyés audit calculateur 16 par le capteur à effet « Hall » 42.
[139] La fin desdits signaux rapprochés peut également coïncider avec la pression minimale détectée par le capteur de pression 48. A partir de ces informations, le calculateur 16 peut exclure la course descendante du piston séparateur 18 du calcul de débit d’air 78, et déterminer le débit moyen d’air 78 traversant le débitmètre volumétrique séquentiel 1 seulement à partir des signaux de passage des générateurs d’impulsion 40 devant le capteur à effet « Hall » 42 reçus durant la course ascendante du piston séparateur 18.
[140] L’exclusion de la course descendante du piston séparateur 18 du calcul du débit moyen d’air 78 par le calculateur 16 est toujours nécessaire quelle que soit la configuration du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention, que ladite exclusion soit mécanique ou logicielle.
[141] Il est à noter que ladite exclusion est plus simple à réaliser lorsque les moyens de mesure de déplacement 15 sont par exemple constitués d’un capteur de déplacement potentiométrique 58 tel que montré en figures 4 à 6. En effet, selon cette configuration particulière du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention, le calculateur 16 est à tout moment renseigné sur la position du piston séparateur 18 relativement à celle de l’enceinte statique de mesure 3.
[142] On voit par ailleurs en figures 4 à 6 que le séparateur mobile 6 prend la forme d’un piston séparateur 18 qui se distingue de celui montré en figures 1 à 3 en ce que les moyens d’étanchéité de piston 20 qu’il présente sont constitués d’un joint d’étanchéité 21 à lèvre, connu en soi. Ledit joint d’étanchéité 21, qu’il soit pré lubrifié ou qu’il fonctionne à sec, induit immanquablement des pertes par frottement au niveau de son contact avec le cylindre de séparateur 19 et à ce titre, il remplit en tout ou partie la fonction d’amortisseur de séparateur 57.
[143] Le mode particulier de réalisation du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention montré en figures 4 à 6 prévoit en outre que l’actionneur de vanne 17 n’est plus constitué d’une palette magnétique 83 attirée par une bobine d’actionneur 31, mais d’une liaison de levage 32 mécaniquement reliée au piston séparateur 18.
[144] La liaison de levage 32 présente une butée de levage d’actionneur 33 qui, dans un premier temps, entre en contact avec une butée de levage de clapet 34 solidaire du clapet de contournement 26 quand le piston séparateur 18 est proche de son point-mort haut, et qui, dans un deuxième temps, éloigne ledit clapet 26 du siège de clapet 27 avec lequel il coopère en conséquence du déplacement du piston séparateur 18 jusqu’à son point-mort haut.
[145] On remarque aussi en figures 4 à 6 le ressort de déverrouillage 50 qui s’interpose entre la butée de levage d’actionneur 33 et la butée de levage de clapet 34 et qui facilite le décollement du clapet de contournement 26 du siège de clapet 27 lorsque ledit clapet 26 est sollicité en ouverture par le piston séparateur 18 via lesdites butées 33, 34.
[146] On note aussi en figures 4 à 6 le clapet de retenue 51 logé dans le canal de transfert 59 et maintenu au contact d’un siège de retenue 52 par un ressort de retenue 53, ce dernier ne laissant ledit clapet 51 s’éloigner dudit siège 52 et ouvrir ledit canal 59 qu’à partir d’une certaine pression.
[147] Ainsi, et comme on le déduit aisément des figures 5 et 6, quand la butée de levage de clapet 34 commence à éloigner le clapet de contournement 26 du siège de clapet 27, le clapet de retenue 51 autorise une rapide montée en pression de l’air 78 situé immédiatement en aval du clapet de contournement 26 ce qui permet dans tous les cas au ressort de clapet 28 de décoller ledit clapet 26 du siège de clapet 27 avec lequel il coopère.
[148] On remarque aussi en figures 4 à 6 que le clapet de retenue 51 est percé d’un ajutage de retenue 54 qui laisse passer l’air 78 dans le canal de transfert 59 même lorsque le clapet de retenue 51 est au contact du siège de retenue 52. [149] L’ajutage de retenue 54 permet que lorsque la butée mobile de début de course 13 vient à nouveau plaquer le clapet de contournement 26 sur le siège de clapet 27, la pression dans le volume situé immédiatement en aval dudit clapet 26 chute de sorte que ledit clapet 26 reste bien plaqué sur le siège de clapet 27 lorsque le piston séparateur 18 repart en course ascendante.
[150] Un autre mode de réalisation du débitmètre volumétrique séquentiel 1 suivant l’invention est montré en figures 7 à 10. Selon ledit mode, le séparateur mobile 6 est constitué d’un soufflet de séparation 23 dont une première extrémité est fixée de façon étanche à l’intérieur de l’enceinte statique de mesure 3, et dont l’autre extrémité est fermée de façon étanche par une coupelle de ressort mobile 24 sur laquelle prend appui le ressort de rappel de mobile 11.
[151] Selon la configuration particulière montrée en figures 7 à 10, les moyens de mesure de déplacement 15 sont constitués d’une crémaillère de mesure 37 qui est solidaire de la coupelle de ressort mobile 24 et qui, lorsque elle se déplace avec ladite la coupelle 24, entraîne en rotation un pignon de mesure 38 qui entraîne à son tour en rotation et par l’intermédiaire d’un multiplicateur mécanique 44 une roue à impulsions 39 pourvue en son pourtour de générateurs d’impulsion 40 régulièrement distribués.
[152] Comme on le voit clairement en pages 9 et 10, la roue à impulsions 39 coopère avec un capteur à effet « Hall » 42 qui est solidaire de l’enceinte statique de mesure 3 et devant lequel passent les générateurs d’impulsion 40 de ladite roue 39, ledit capteur 42 transformant le passage de chaque générateur d’impulsion 40 en signal électrique transmis au calculateur 16.
[153] En figure 8, on remarque clairement que le pignon de mesure 38 entraîne la roue à impulsions 39 par l’intermédiaire d’une roue libre 45.
[154] Cette première roue libre 45 permet d’une part, au pignon de mesure 38 d’entraîner la roue à impulsions 39 lorsque le volume variable d’entrée 8 augmente mais pas quand ledit volume 8 diminue, et d’autre part, de laisser la roue à impulsions 39 continuer à tourner sur sa lancée lorsque le volume variable d’entrée 8 diminue rapidement consécutivement à l’ouverture du clapet de contournement [155] En figure 8, on remarque qu’une deuxième roue libre 45 relie la roue à impulsions 39 à l’enceinte statique de mesure 3. Ladite deuxième roue libre 45 permet à la roue à impulsions 39 de tourner dans le sens de rotation que lui imprime le pignon de mesure 38, mais lui interdit de tourner en sens inverse.
[156] Le principal avantage des moyens de mesure de déplacement 15 présentés en figures 7 à 10 réside dans la grande précision de mesure du déplacement du séparateur mobile 6 qu’ils procurent grâce au multiplicateur mécanique 44.
[157] En effet, ledit multiplicateur 44 et les roues libre 45 avec lesquelles il coopère permettent à la roue à impulsions 39 de tourner rapidement et de transmettre au capteur à effet « Hall » 42 beaucoup d’impulsions par unité de déplacement du séparateur mobile 6, et ceci, sans nuire à la rapidité de retour au point-mort bas dudit séparateur 6. Ladite grande précision est obtenue avec des moyens mécaniques et électroniques simples et peu onéreux.
[158] On note que quel que soit le mode de réalisation retenu du débitmètre volumétrique séquentiel 1 selon l’invention, sa calibration peut être effectuée lors de sa mise au point, ou appareil par appareil en sortie de production, au moyen d’un débitmètre étalon. Suivant cette méthode, il est possible d’associer, à chaque débit effectif constaté par le débitmètre étalon, un comportement du débitmètre volumétrique séquentiel selon l’invention 1, puis de mettre en mémoire la loi de transfert correspondante dans le calculateur 16.
[159] On notera que les exemples de réalisation du débitmètre volumétrique séquentiel 1 selon l’invention qui viennent d’être décrits sont non limitatifs.
[160] On notera aussi que ledit débitmètre 1 selon l’invention peut s’appliquer à d’autres domaines que celui des moteurs à combustion interne, tels que celui de la chimie, des procédés industriels ou de tous appareils dans quelque domaine que ce soit qui nécessitent de mesurer le débit volumique et/ou massique d’un fluide 2 quelle qu’en soit la nature, et quel qu’en soit l’état liquide ou gazeux.
[161] Les possibilités du débitmètre volumétrique séquentiel 1 selon l’invention ne s’en limitent pas aux applications qui viennent d’être décrites et il doit d’ailleurs être entendu que la description qui précède n’a été donnée qu’à titre d’exemple et qu’elle ne limite nullement le domaine de ladite invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d’exécution décrits par tout autre équivalent.!

Claims

Revendications
[Revendication 1] Débitmètre volumétrique séquentiel (1) prévu pour mesurer le débit d’un fluide (2) caractérisé en ce qu’il comprend :
• Une enceinte statique de mesure (3) reliée d’une part, à un conduit d’arrivée de fluide (4) par lequel le fluide (2) pénètre dans ladite enceinte (3), et d’autre part, à un conduit de sortie de fluide (5) par lequel le fluide (2) ressort de ladite enceinte (3) ;
Au moins un séparateur mobile (6) qui peut se mouvoir de manière étanche à l’intérieur de l’enceinte statique de mesure (3), une face côté volume d’entrée (7) que présente ledit séparateur (6) formant avec ladite enceinte (3) un volume variable d’entrée (8) relié au conduit d’arrivée de fluide (4), tandis qu’une face côté volume de sortie (9) que présente ledit séparateur (6) forme avec ladite enceinte (3) un volume variable de sortie (10) relié au conduit de sortie de fluide (5) ;
Au moins un ressort de rappel de mobile (11) qui prend directement ou indirectement appui dans l’enceinte statique de mesure (3) pour pousser ou tirer le séparateur mobile (6) en direction du volume variable d’entrée (8), ledit ressort (11) tendant d’une part, à réduire le volume interne du volume variable d’entrée (8) et d’autre part, à augmenter la pression du fluide (2) que contient ledit volume (8) ;
Au moins une butée statique de début de course (12) solidaire de l’enceinte statique de mesure (3), ladite butée (12) pouvant entrer en contact avec une butée mobile de début de course (13) solidaire du séparateur mobile (6), les deux dites butées (12, 13) définissant le volume minimal du volume variable d’entrée (8) lorsque elles sont au contact l’une de l’autre ;
• Au moins une vanne de contournement (14) dont l’ouverture est commandée par un actionneur de vanne (17), ladite vanne (14) mettant directement ou indirectement, quand elle est ouverte, le volume variable d’entrée (8) en communication avec le volume variable de sortie (10) via un canal de transfert (59) ;
Des moyens de mesure de déplacement (15) qui renseignent un calculateur (16) sur la position du séparateur mobile (6) par rapport à l’enceinte statique de mesure (3).
[Revendication 2] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le séparateur mobile (6) est constitué d’un piston séparateur (18) qui évolue dans un cylindre de séparateur (19) que forme l’intérieur de l’enceinte statique de mesure (3), des moyens d’étanchéité de piston (20) assurant l’étanchéité entre ledit piston (18) et ledit cylindre (19).
[Revendication 3] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d’étanchéité de piston (20) sont constitués d’un diaphragme souple (22).
[Revendication 4] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le séparateur mobile (6) est constitué d’un soufflet de séparation (23) dont une première extrémité est fixée de façon étanche à l’intérieur de l’enceinte statique de mesure (3), et dont l’autre extrémité est fermée de façon étanche par une coupelle de ressort mobile (24) sur laquelle prend appui le ressort de rappel de mobile (11).
[Revendication 5] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la vanne de contournement (14) comprend un clapet de contournement (26) qui peut reposer de façon étanche sur un siège de clapet (27) aménagé dans le volume variable d’entrée (8) et solidairement de l’enceinte statique de mesure (3), ledit clapet (26) pouvant s’éloigner dudit siège (27) en se déplaçant vers l’intérieur du volume variable d’entrée (8) tandis que lorsque ledit clapet (26) repose sur ledit siège (27), sa face orientée vers le volume variable d’entrée (8) forme la butée statique de début de course (12).
[Revendication 6] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le clapet de contournement (26) présente une butée mobile d’ouverture de clapet (35) qui peut venir au contact d’une butée fixe d’ouverture de clapet (36) solidaire de l’enceinte statique de mesure (3), les deux dites butées (35, 36) déterminant, quand elles sont au contact l’une de l’autre, la distance maximale qui peut séparer le clapet de contournement (26) du siège de clapet (27) avec lequel il coopère.
[Revendication 7] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu’un ressort de clapet (28) tend à éloigner le clapet de contournement (26) du siège de clapet (27) avec lequel il coopère, l’effort produit par ledit ressort (28) étant inférieur à l’effort qu’exerce sur le clapet de contournement (26) la pression du fluide (2) contenu dans le volume variable d’entrée (8) lorsque d’une part, ledit clapet (26) repose sur ledit siège (27), et que d’autre part, ladite pression est supérieure à celle du fluide (2) contenu dans le volume variable de sortie (10) en conséquence de l’effort qu’exerce le ressort de rappel de mobile (11) sur le séparateur mobile (6).
[Revendication 8] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l’actionneurde vanne (17) est constitué d’un élément métallique magnétisable (30) qui est mécaniquement relié au clapet de contournement (26), ledit élément (30) pouvant imprimer un mouvement audit clapet (26) lorsque il est attiré par un champ magnétique produit par une bobine d’actionneur (31) lorsque cette dernière est traversée par un courant électrique.
[Revendication 9] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l’actionneurde vanne (17) est constitué d’une liaison de levage (32) mécaniquement reliée au séparateur mobile (6), ladite liaison (32) présentant au moins une butée de levage d’actionneur (33) qui, d’abord, entre en contact avec une butée de levage de clapet (34) solidaire du clapet de contournement (26) quand le volume variable d’entrée (8) a atteint un volume prédéterminé et qui, ensuite, éloigne ledit clapet (26) du siège de clapet (27) avec lequel il coopère en conséquence du déplacement du séparateur mobile (6).
[Revendication 10] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le canal de transfert (59) est obturé par un clapet de retenue (51) maintenu au contact d’un siège de retenue (52) par un ressort de retenue (53), ce dernier ne laissant ledit clapet (51) s’éloigner dudit siège (52) et ouvrir ledit canal (59) qu’à partir d’une certaine pression, ceci afin que le fluide (2) en provenance du volume variable d’entrée (8) circule dans ledit canal (59) tandis qu’en parallèle, un ajutage de retenue (54) laisse passer ledit fluide (2) dans ledit canal (59) même lorsque le clapet de retenue (51) est au contact du siège de retenue (52).
[Revendication 11] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de mesure de déplacement (15) sont constitués d’une crémaillère de mesure (37) qui est solidaire du séparateur mobile (6) et qui, lorsque elle se déplace avec ledit séparateur (6), entraîne en rotation un pignon de mesure (38) qui entraîne à son tour en rotation, directement ou par l’intermédiaire d’un multiplicateur mécanique (44), une roue à impulsions (39) pourvue en son pourtour de générateurs d’impulsion (40) régulièrement distribués, ladite roue (39) coopérant avec des moyens de captage d’impulsion (41) solidaires de l’enceinte statique de mesure (3) et devant lesquels passent les générateurs d’impulsion (40), lesdits moyens de captage (41) transformant le passage de chaque générateur d’impulsion (40) en signal électrique transmis au calculateur (16).
[Revendication 12] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 11 , caractérisé en ce que le pignon de mesure (38) entraîne la roue à impulsions (39) par l’intermédiaire d’une roue libre (45).
[Revendication 13] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la roue à impulsions (39) est reliée à l’enceinte statique de mesure (3) par l’intermédiaire d’une roue libre (45).
[Revendication 14] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 11 , caractérisé en ce que le pignon de mesure (38) entraîne, outre la roue à impulsions (39) et au moyen d’une crémaillère d’équilibrage (47), une masse d’équilibrage (46) en translation longitudinale à contresens du déplacement du séparateur mobile (6) qui s’opère simultanément, la vitesse relative et le poids de ladite masse (46) et de ladite crémaillère (47) étant calculés pour que lorsque ladite masse (46) et ladite crémaillère (47) se déplacent, elles produisent des efforts d’inertie de même intensité que ceux produits au même instant par ledit séparateur (6) et la crémaillère de mesure (37) avec laquelle il coopère.
[Revendication 15] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de mesure de déplacement (15) sont constitués d’une broche à impulsions (55) qui est munie sur sa longueur de générateurs d’impulsion (40), et qui est solidaire du séparateur mobile (6) de sorte que lorsque ladite broche (55) se déplace avec ledit séparateur (6), les générateurs d’impulsion (40) passant devant des moyens de captage d’impulsion (41 ) qui sont solidaires de l’enceinte statique de mesure (3) et qui transforment le passage de chaque générateur d’impulsion (40) en signal électrique transmis au calculateur (16).
[Revendication 16] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de mesure de déplacement
(15) sont constitués d’un capteur de fin de course de séparateur (56) qui est solidaire de l’enceinte statique de mesure (3) ou du séparateur mobile (6), ledit capteur (56) transmettant un signal électrique au calculateur (16) lorsque le volume variable d’entrée (8) atteint une grandeur maximale prédéfinie.
[Revendication 17] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le séparateur mobile (6) est directement ou indirectement relié à l’enceinte statique de mesure (3) par un amortisseur de séparateur (57).
[Revendication 18] Débitmètre volumétrique séquentiel suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu’un capteur de pression (48) et/ou un capteur de température (49) mesure directement ou indirectement la pression et/ou la température qui règne dans le volume variable d’entrée (8) et/ou le volume variable de sortie (10). j
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