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MEMOIRE DESCRIPTIF à le appui d'une demande de BREVET D'INVENTION " COMPTEUR POUR DEBIT DE FLUIDE "
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux compteurs pour débit de fluide, du type à turbine, tant à jet unique qu'à jets multiples, et concerne l'application, dans un appareil de ce genre, de moyens destinés à augmenter la sensibilité de celui-ci et à lui assurer une plus grande précision de mesure.
On sait que de tels systèmes de compteurs se composent d'un pot extérieur dans lequel tourne une turbine montée sur un axe en matière inoxydable, généralement du nickel,le liquide étant amené à passer par une ou/Plusieurs tuyères de forme appropriées, de façon à augmenter sa vitesse et à diriger le jet avant de venir frapper les palettes de la turbine. La
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vitesse de rotation de cette turbine étant fonction de la vitesse de passage d'eau et carme le débit du compteur est fonction de cette vitesse, on mesure le débit de celui-ci en mesurant le nombre de tours de la turbine dont la rotation est transmise à une minuterie engrenant avec un pignon fixé sur l'axe de la dite turbine.
On comprend que dans de tels appareils il convient de réduire à un minimum les résistances susceptibles d'être offertes à la rotation de la turbine par les moyens de support ou de guidage de celle-ci. De plus il y a lieu d'éviter également une circulation ou mouvement du liquide autour des rouages de la minuterie, afin d'empêcher les corps étrangers charriés par ce liquide de venir coincer ces rouages et interrompre ainsi l'enregistrement du compteur* En outre, il convient également, pour assurer la sensibilité du compteur, d'imprimer une direction convenable au jet ou aux jets attaquant les pales de la turbine tout en évitant les pertes de charge excessives*
D'autre part, dans les compteurs connus de ce genre, l'étalonnage de ceux-ci s'effectue généralement soit par un dispositif placé à l'intérieure du compteur, nécessitant l'ouverture de ce dernier,
soit par un dispositif accessible de l'extérieur et agissant sur la position de chicanes intérieures. Il existe également d'autres réglages extérieurs agissant par jet additionnel,mais dans ce cas ils ne servent que de réglage d'appoint, permettent des retouches et non pas un étalonnage complet, lequel exige toujours dans ces appareile connus, l'ouverture du compteur pour permettre l'accès au dispositif intérieur.
Une telle difficulté d'étalonnage est supprimée dans le compteur suivant l'invention, grâce à la présence de moyens
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permettant d'opérer un réglage complet de l'appareil depuis l'extérieur de celui-ci$ le dit compteur comportant en outre des moyens destinés à satisfaire aux desiderata exposés plus haut.
Une forme de réalisation préférée d'un compteur incor porant les caractéristiques de l'invention se trouve décrite ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels ;
Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale verticale du compteur suivant l'invention.
Fig. 2 est une vue en coupe partielle et à échelle agrandie des moyens de guidage et da butée de l'axe de la turbine.
Fig. 3 est une vue fragmentaire, en coupe, montrant une variante d'exécution d'un détail du compteur mont ré en Fig. 1.
Fig. 4, 5 et 6 sont des vues de détail,, en coupe hori- zontale et à éohelle agrandie, montrant la forme des tuyères d'admission du liquide dans la chambre de turbine.
Comme montré en Fig. 1, le compteur est constitué par un corps 10 pourvu de tubulures 11 et 12 respectivement d'entrée et de sortie de liquide. A l'intérieur du corps 10 est disposée une chambre de turbine 13 surmontée d'une chambre de minuterie 14 contenant les rouages d'entraînement des divers index usuels de totalisation agencés dans un boîtier supérieur 16 protégé par un couvercle 16.
Suivant la disposition montrée, le liquide entrant par la tubulure 11, traverse le filtre 17 et est admis dans la chambre 13 par les tuyères 18 réparties sur le pourtour inférieur de cette dernière et s'écoulé par les tuyères de sortie 19, vers la tubulure 12, ce mouvement de circulation du fluide entrainant la turbine 20 en cotation.
La turbine 20 est solidaire d'un axe 21 dont l'extrémité
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inférieure repose sur une butée ou pivot porteur 22 solidaire du fond de la chambre 13 et engageant à jeu libre, l'alésage central 20a de la dite turbine de façon à constituer en morne temps un guide pour cette dernière.
D'autre part l'axe 21 de cette turbine est guidé dans un manchon 23 agencé dans le fond ou cloison 14a séparant la chambre de minuterie 14 de la chambre de turbine 13, l'extrémité supérieure de cet axe portant, comme montré en détail en Fig. 2, un dôme en nickel 24, de grand rayon,, destiné à coopérer avec une contre-butée 25 constituée par une pierre fine retenue dans un support 26 fixé à la paroi supérieure 27 de la chambre 14.
En vue de réduire à un minimum la portée de frottement du manchon de guidage 23 la partie inférieure et intérieur de celui-ci présente un évasement 23a. De plus, la partie cylindrique de guidage et la partie évasée!de ce manchon sont raccordées par un arrondi, afin d'éviter la présence d'une arête coupante à cet endroit laquelle pourrait rayer l'axe de la turbine après un certain temps de fonctionnement et nuire ainsi à la sensibilité du compteur.
On conçoit que la forme donnée au manchon 23 rend le démarrage du compteur particulièrement aisé, ce qui ne serait pas le cas si l'alésage du dit manchon était cylindrique sur toute sa hauteur. En outre, l'absence d'un guide à l'extrémité supérieure de l'axe 21, évite la difficulté qu'il y aurait à assurer l'alignement parfait du pivot porteur, du manchon et d'un guide supérieur éventuel.
D'autre part, la présente du manchon 23, supprime pratiquement tout mouvement ou échange de liquide entre la chambre de minuterie 14 et la chambre de turbine,, qui permettrait aux particules très fines de calcaire ou poussières, en sus-
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pension dans l'eau de s'accumuler à la longue sur les rouages contenus dans la chambre 14 et de produire un effet de freinage sur ceux-ci. Grâce au dit manchon 23, la possibilité de dépôt. sur les rouages, de calcaire ou d'impuretés sera limitée aux particules contenues dans le petit volume d'eau non renouvelé de la chambre de minuterie, de sorte que le compteur maintiendra ses caractéristiques de fonctionnement même dans une eau très dure ou boueuse.
Dans les appareils connus, la turbine est généralement vissée sur son axe et maintenue en place grâce à un ou plusieurs écrous.. On connaît aussi certaines turbines qui sont coincées sur leur axe, celui-ci étant pourvu de cannelures réalisées lors du taillage du pignon venu d'une pièce avec l'axe, Suivant la présente invention, la partie inférieure de l'axe est cylindrique et lisse ; turbine est chassée sur l'axe et maintenue définitivement en'place à l'aide d'une goupille 20h ou analogue.
En vue de permettre non seulement un réglage éventuel, mais également l'étalonnage complet d'un tel compteur depuis l'extérieur de celui-ci, le corps 10 de l'appareil est muni, suivant la disposition montrée en Fig. 1, d'un conduit de dérivation 28, réunissant l'entrée 11 du compteur avec une chambre 29 qui entoure la chambre 13 et communique avec la tubulure de sortie 12. Il est à remarquer que ce jet dérivé par le conduit 28, qui réunit d'une façon plus ou moins direc- te l'entrée du compteur à la sortie, débouche dans la chambre 29 en un endroit situé au-dessus des tuyères de sortie 19, c'est-à-dire en aval du compteur, de façon à ne pas entraver le mouvement de giration du fluide s'échappant des dites tuyères.
Il s'ensuit que le mouvement normal du fluide n'est nullement gêné et qu'il ne peut en résulter aucune perturba-
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tion dans le fonctionnement du compteur. D'autre part, cette fuite de liquide étant fonction de la perte de charge du compteur, elle a l'avantage de ne paa déformer l'allure géné- rale de la courbe d'étalonnage.
Un effet identique pourra d'ailleurs être obtenu en adoptant la variante de réalisation montrée en Fig. 3, suivant laquelle le conduit 28, au lieu d'aboutir dans la chambre 29, débouche dans une gorge annulaire 33 ménagée par exemple entre la chambre de minuterie 14 et le corps 10 et comnuni- quant avec la tubulure 12 par un conduit 34. Tout autre solution similaire pourrait d'ailleurs être adoptée à cet effet.
Pour les besoins du réglage ou de l'étalonnage du compteur la section de passage du conduit 28 peut être réglée par déplacement d'un pointeau 30 vissé dans un alésage 31 formé dans le corps 10 et débouchant dans le conduit 28. On comprendra que la position de ce pointeau 30 pourra être aisément modifiée par un déplacement angulaire imprimé à celui-ci à l'aide d'un outil introduit dans l'alésage 31, après enlèvement du bouchon 32, et engagé dans la fente 30a du dit pointeau.
Cet étranglement pourrait encore être réalisé de toute autre façon, par exemple à l'aide d'une vis percée d'un trou qui est placé, lors du montage,dans l'axe du canal 28.
Cette solution parmet d'avoir une ouverture ou une fermeture totale du canal 28 en une fraction de tour de la vis de réglage.
Enfin l'invention concerne également une conformation particulière des tuyères d'entrée 18 et de sortie 19,ou des unes ou des autres séparément, réparties uniformément autour de la turbine 20, dans le but d'assurer l'entrainement efficace de cette dernière avec un minimum de perte de charge du compteur.
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Dans les compteurs connus de ce type, ces tuyères sont généralement de forme cylindrique de manière à réaliser un parallélisme parfait des filets liquides, de façon que tous frappent les pales de la turbine sans qu'aucun d'eux ne s'échappe en dessous ou au-dessus, ce qui serait le cas s'ils étaient déviés. Il en résulte une perte de charge excessive du fait que les orifices sont relativement étroits sur une grande longueur. Il a également été proposé de donner à ces tuyères une forme tronc-conique, laquelle présente l'avantage d'avoir, avec le même orifice de sortie qui conditionne le débit normal du compteur, une perte de charge plus faible.
Toutefois, comme les filets liquides sont guidés= dans un orifice conique; ceux-ci se croisent à la sortie de la tuyère et provoquent des remous pouvant porte atteinte à l'exactitude du compteur*
Ces inconvénients sont évités par la présente invention en'donnant aux tuyères une des conformations montrées aux Fig. 4, 5 et 6.
Comme le montrent les Fig. 4 et 5. les tuyères 18 peuvent, suivant l'invention, présenter une ou plusieurs parties troncconiques 18a suivies d'une partie cylindrique 18 laquelle joue le rôle de guide-jet, assurant ainsi le parallélisme des filets liquides à la sortie de la tuyère.
La ou les parties tronc-coniques 18a sont telles qu'elles assurent à l'endroit de 'leurs raccordements successifs ou de raccordement de l'une d'elles avec la partie cylindrique 18, une continuité de la veine liquide sans décollement nuisible de celle-ci de la paroi.
L'angle que fait le bord d'entrée de la tuyère avec le bord extérieur de la chambre de distribution 13 est tel qu'il évite un changement brusque de direction du courant liquide.
Les conditions optima de ce système sont réalisées par une
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pente bien déterminée du tronc- de cône dans chacun des cas particuliers à envisager* Comme montré en fig. 6, l'axe du tronc- de cône 18a ne doit pas nécessairement coïncider avec l'axe de la, partie cylindrique; il peut notamment être di rigé radialementcomme montré par la position de l'outil de fraisage 35, alors que la partie cylindrique est dirigée tangentiellement.
Ces différentes dispositions permettent en outre, pour une perte de charge déterminée du compteur, de diminuer les sections de sortie ou d'entrée des tuyères, et ainsi d'aug- menter la sensibilité de l'appareil.