<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
CHRONOCOMPTEUR POUR LA MESURE DES DEBITS DE FLUIDES.
La présente invention, dûe à Messieurs Georges Jean Louis Vanden Berghe et Philippe Jacques Fidèle Schaefer, con- cerne les appareils de contrôle des débits des fluides.
On connaît déjà, dans le domaine de l'électricité, des appareils spécialement conçus pour compter et enregistrer les quantités d'énergie électrique en tenant compte de cer- taines clauses particulières de tarifs insérées dans les contrats.
Cette énergie électrique est vendue, d'une façon pres- que générale, par application de tarifs qui font intervenir non seulement la quantité d'énergie, mais aussi la puissance absorbée. Le client paie une somme par Kwh. consommé et une
<Desc/Clms Page number 3>
somme par kw. de pointe maximum de la puissance absorbée au cours d'une période déterminée. Pour des raisons techniques, cette soi-disant pointe ou débit instantané est en réalité la plus grande consommation d'énergie pendant un quart d'heu- re ; on l'appelle la "pointe de puissance quart-horaire".
Le prix de l'unité d'énergie est d'autant plus bas que la puissance est moins variable, donc que la consommation est plus régulière. C'est en vue de l'application de ces princi- pes qu'il existe des enregistreurs de puissance quart-horai- res appelés maxigraphes.
Dans l'industrie gazière actuelle par exemple, un pro- blème analogue se pose, mais d'une façon plus impérieuse, parce que le gaz est produit presqu'uniquement par des fours à coke. L'émission de gaz d'une batterie de fours devant être aussi régulière que possible, ce n'est pas seulement pour des raisons de prix de revient, mais aussi pour des raisons pu- rement techniques que les absorptions de gaz doivent être aussi régulières que possible. C'est pourquoi la plupart des contrats de fourniture de gaz imposent des prélèvements ho- raires constants à plus ou moins x % près.
Si cette obliga- tion n'est pas observée, il peut en résulter de graves en- nuis d'abord pour le producteur, ensuite pour l'exploitation du transport de gaz à distance, dont les canalisations et les postes de compression sont capables d'un débit instanta- né maximum qui ne peut être dépassé. Comme le débit instan- tané est partiellement régularisé par les gazomètres, il est permis de remplacer la notion de débit instantané par celle du débit horaire, au lieu du débit au quart d'heure, comme dans la distribution de l'électricité.
La présente invention a pour but de procurer, pour l'in- dustrie s'occupant de la distribution des fluides, un appa- reil analogue à celui déjà connu.pour l'électricité et qui
<Desc/Clms Page number 4>
est destiné, en tenant compte de la nature de la source d'é- nergie vendue, à enregistrer les quantités de fluide traver- sant un compteur pendant des périodes successives égales et d'une durée relativement courte, par exemple une heure.
Dans ce but, le chronocompteur pour la mesure des débits des fluides objet de l'invention, est caractérisé en ce qu'il comporte essentiellement un premier groupe d'organes mis en mouvement par la rotation de l'axe du compteur habituel de fluide, en vue d'effectuer les opérations de comptage, et qui coopèrent avec un second groupe d'organes dont le mouve- ment est périodique sous le controle d'un mesureur de temps et réalisant diverses opérations d'inscription des débits et la remise à zéro des organes de comptage.
Dans la réalisation pratique de l'invention, les diffé- rents groupes d'organes sont les mêmes pour n'importe quel type de compteur habituel de fluide, à l'exception de deux roues dentées qui peuvent varier en dimensions pour l'adap- tation du chronocompteur à tous les types de compteurs.
La liaison mécanique entre le premier groupe d'organes et le compteur habituel est réalisée par une transmission à arbres creux et pignons-cônes, de manière à permettre le pla- cement du chronocompteur en tout endroit désiré approprié.
Les éléments de cette transmission sont entourés de tu- bes protecteurs et de carters afin de les mettre à l'abri de toute détérioration ou de toute intervention frauduleuse.
Le premier groupe d'organes comporte un mécanisme d'en- trée et de transformation décimale par roues dentées agencées de manière qu'une rotation du pignon de sortie de ce mécanis- me corresponde à une mesure décimale de mètres cubes de flui- de, par exemple 10 mètres cubes.
Le mécanisme d'entrée et de transformation décimale est relié aux organes qu'il entraine par un pignon cantilever qui
<Desc/Clms Page number 5>
constitue l'élément de sécurité, seul à se briser dans le cas d'existence d'une résistance anormale.
Le premier groupe d'organes comporte aussi deux axes mis en rotation par le pignon cantilever dont l'un, entouré d'un fourreau, agit sur les organes du second groupe, tandis que l'autre provoque la rotation des plateaux inscripteurs et le'déplacement d'un dispositif d'enregistrement de la con- sommation du fluide.
Ce dispositif d'enregistrement est constitué par un chariot porte-stylet dont le mouvement de translation dépend de la rotation des plateaux inscripteurs.
Quant au second groupe d'organes, il comporte essentiel- lement quatre cames mises en action sous le contrôle d'un mesureur de temps et qui commandent respectivement le méca- nisme de récupération des quantités de fluide non enregis- trées pendant la durée de l'inscription périodique de la con- sommation, le dispositif de remise à zéro de l'un des pla- teaux inscripteurs, le mécanisme de liaison des plateaux ins- cripteurs et le mécanisme de frappe.
La solidarisation du fourreau porte-cames avec l'axe qui le commande est effectuée par un embrayage à frottement . qui entre en action dès que les organes sous le contrôle du mesureur de temps, sont libérés par celui-ci.
La pression des éléments en contact de l'embrayage à frottement est réglée par un écrou qui agit, par l'intermé- diaire d'un plateau, sur des ressorts's'appuyant sur l'un des organes de l'embrayage.
La mise en action des organes du second groupe, sous le contrôle d'un mesureur de temps, est effectuée à l'interven- tion d'un mécanisme de déclenchement qui, en libérant une roue à encoches, permet en même temps l'accumulation d'une réserve d'énergie par la rotation du compteur, pour le fonc-
<Desc/Clms Page number 6>
tionnement du mesureur de temps, de manière à rendre celui- ci indépendant de toute intervention extérieure.
Un bouton déplaçable porté par le plateau inscripteur des centaines et milliers peut également agir sur le mécanis- me de déclenchement lorsqu'un maximum déterminé de débit est atteint.
Le mécanisme de déclenchement comporte essentiellement une détente par surprise, de manière que l'appareil puisse fonctionner un nombre indéterminé de fois sans perturbation.
Le mécanisme de récupération, dont le mouvement dépend de la rotation de l'une des cames, est constitué par deux roues dentées reliées élastiquement entre elles, et suppor- tées par un même axe qui peut être déplacé sous l'action de la came, de telle sorte que l'une d'entre elles qui sert à la transmission du mouvement de rotation de l'arbre du comp- teur à gaz aux plateaux inscripteurs; soit retirée momentané- ment de cette transmission et immobilisée pendant que l'au- tre poursuit sa rotation en fonction de la consommation ,du fluide, de manière à comptabiliser cette consommation sous l'action du lien élastique dès que la transmission du mouve- ment se trouve rétablie.
En pratique, les plateaux inscripteurs sont formés par deux plateaux dont l'un porte les unités et les dizaines et se trouve calé directement sur l'axe d'entrainement, tandis que l'autre portant les centaines et les milliers est monté sur un axe libre et est relié au premier plateau par un dis- positif de démultiplication.
Les organes du dispositif de démultiplication sont agen- cés de telle sorte que certains d'entre eux sont momentané- ment retirés sous l'action d'une autre came calée sur le fourreau porte-cames, de manière à libérer provisoirement l'un de l'autre les plateaux inscripteurs pour la manoeuvre
<Desc/Clms Page number 7>
de leur remise à zéro.
Le dispositif de remise à zéro du plateau inscripteur des unités et dizaines calé sur l'axe d'entrainement, est constitué par une came en coeur calée sur l'axe de ce pla- teau inscripteur et sur laquelle agit un levier de frappe dont le mouvement est commandé par une troisième came calée sur le fourreau porte-cames.
Le plateau inscripteur des centaines et milliers calé sur un axe libre, est solidaire d'un tambour qui tourne sous l'action d'un ressort pour la remise à zéro dès que ce pla- teau est libéré provisoirement du plateau des unités et des dizaines.
La dernière came calée sur le fourreau porte-cames agit sur une tringle qui, en déplaçant le dispositif de frappe, bande un ressort de rappel pour la frappe et déplace en même temps les rouleaux encreurs.
Les dessins ci-joints montrent un exemple de réalisation de l'invention, dans le cas d'application à un compteur à gaz
La figure A représente schématiquement l'ensemble de l'appareil de contrôle.
Les figures 1, 2, 3 et 3A montrent un exemple de réali- sation du mécanisme de transmission destiné à raccorder l'ap- pareil de contrôle au compteur à gaz dont il doit contrôler le débit.
Les figures 4, 4A et 4B représentent le mécanisme de transmission aux deux arbres principaux de l'appareil, qui sont destinés à la commande de différents mouvements mécani- ques de celui-ci.
La figure 5 est une représentation schématique de l'em- brayage à dents de loup et du dispositif de récupération.
La figure 6 montre un dispositif destiné à provoquer le retour à zéro du plateau inscripteur des unités et des dizai-
<Desc/Clms Page number 8>
nes après chaque période de comptage.
La figure 7 montre le mécanisme de liaison entre le pla- teau inscripteur des unités et des dizaines et celui des cen- taines et des milliers, ainsi que le dispositif d'enregistre- ment par diagramme.
La figure 8 représente schématiquement le mécanisme de frappe qui coopère avec les plateaux inscripteurs.
La figure 9 représente le mécanisme de commande de l'en- roulement des rubans encreurs.
La figure 10 est un ensemble schématique du dispositif inscripteur du graphique de contrôle.
La figure Il est une coupe dans l'ensemble de l'appareil suivant l'arbre porte-cames.
Les figures 12, 13 et 14 montrent schématiquement le mécanisme d'horlogerie, le dispositif de commande de la ban- de de papier et la détente mécanique horaire destinée à dé- clencher différents mouvements de l'appareil.
La figure 15 représente une bande enregistrée telle que celle-ci se présente après un certain nombre d'heures de fonctionnement de l'appareil et portant des inscriptions et un graphique correspondants à différents débits, réglages de débit et certaines anomalies de marche, telles que celles-ci peuvent se présenter dans la pratique.
Dans ces figures, la référence 1 désigne l'axe de trans- mission de la minuterie d'index d'un compteur à gaz. Un ta- quet d'entraînement 2 transmet le mouvement de rotation de cet axe à une vis sans fin 3 qui engrène avec une roue héli- co@dale 4, solidaire d'un axe 5. L'ensemble de ce mécanisme est logé dans un carter étanche 6 et les axes 1 et 5 sont montés sur des roulements à billes 6'.
L'axe 5 se termine par une partie carrée 5' sur laquel- le s'engage une extrémité d'un tube de transmission 8, éga-
<Desc/Clms Page number 9>
lement de section carrée. L'autre extrémité du tube 8 s'en- gage sur L'extrémité carrée 8' d'un axe 12 logé dans un car- ter 10 et monté sur roulement à billes.
L'axe de transmission 8 est entouré d'un tube de protec- tion 9 raccordé aux carters 6 et 10 par des douilles 7.
A l'intérieur du carter 10, l'axe 12 est muni d'un pi- gnon d'angle 11 qui engrené avec un autre pignon d'angle Il' monté sur un axe 12' qui est, lui aussi, logé dans la paroi du carter 10 et monté sur roulements à billes. L'axe 12' est également prolongé par un axe creux 15 à section carrée et protégé par un tube 16 raccordé au carter 10 par une douille 14. Le carter 10 est muni d'une bride de fixation 10'.
A l'autre extrémité de l'axe 15 est accouplé un axe 17 porté librement par un support 18 et muni d'un pignon 18'.
Sur l'axe 17 et à proximité du pignon 18' est monté, à rota- tion libre, un bras 21 muni à son autre extrémité d'un axe fixe 19'.
Sur l'axe 19' tourne librement une roue dentée 19 qui engrène avec le pignon 18', tandis qu'une autre roue dentée 20, rendue solidaire de l'engrenage 19 au moyen de vis 20', engrène avec un pignon 22 monté sur un axe 23. L'axe 19', solidaire du bras 21, peut coulisser dans une rainure 21' pratiquée dans le support 18 et concentrique à l'axe 17. Il est fixé' dans cette rainure par un écrou 23' en position con- venable suivant les indications ci-dessous, et le bras 21 peut ainsi occuper des positions inclinées suivant des an- gles différents.
Le mécanisme décrit ci-dessus constitue le' dispositifde liaison et de transmission entre le compteur à gaz et l'appareil de contrôle objet de l'invention ; il est établi de telle manière qu'il facilite le choix de l'em- placement de ce dernier par rapport au premier, et ceci grâ- ce à la présence de la transmission par pignons d'angles et
<Desc/Clms Page number 10>
tubes de transmission.
Le double train de roues dentées 18'-19 et 20-22 cons- titue le mécanisme d'entrée et de transformation décimale de l'appareil de contrôle. Les roues dentées 20 et 22 sont les seules pièces qui peuvent varier en dimension d'un appa- reil à l'autre, toutes les autres pièces de l'appareil étant d'un type standard pour tous les types de compteurs à gaz.
Ce sont en effet ces deux roues 20 et 22 qui permettent d'a- dapter un appareil de contrôle sur un compteur à gaz de n'im- porte quel type, car c'est à cet endroit de l'appareil que l'on tient compte du volume auquel correspond un tour com- plet de l'axe de la minuterie du compteur à gaz. A l'excep- tion de ces deux engrenages 20 et 22, toutes les pièces de l'appareil sont interchangeables d'un appareil à l'autre.
Le nombre de dents des roues 20 et 22 est calculé de telle manière qu'une rotation du pignon 22 correspond au passage de 10 m3 de gaz dans le compteur. L'axe 23 est considéré com- me l'axe des unités. En réglant la position du bras 21, on arrive à assurer, malgré les dimensions variables des roues 20 et 22, la transmission du mouvement de rotation du pignon 18' au pignon 22 dans le rapport voulu.
L'axe des unités 23 se termine par un pignon cantilever 24, montré plus en détail aux figures 4A et 4B. Si, pour une raiscn quelconque (résistance anormale, par exemple), le fonctionnement de l'appareil devenait défectueux ou impossi- ble au point que certains organes risqueraient de se dété- riorer, ce sont les broches du pignon cantilever 24 qui se briseraient, limitant ainsi les dégats au minimum et permet- tant la remise en état de l'appareil dans un délai très court
Le pignon 24 transmet son mouvement à une roue dentée 25 montée sur un arbre 26 ; cet arbre porte un pignon 27 qui transmet son mouvement à un second arbre 32 par l'intermé-
<Desc/Clms Page number 11>
diaire des pignons et engrenages 27, 28, 29, 30 et 31 qui sont indispensables pour assurer à l'arbre 32 un sens et une vitesse de rotation convenables (figure 4).
L'axe 26 et l'axe 32 sont deux organes qui, comme on le verra plus loin, jouent un grand rôle dans le fonctionnement ,de l'appareil.
La figure 11 montre plus en détail les organes portés et commandés par l'arbre 26. A une de ses extrémités, celui- ci se termine par un plateau à friction 34 dont il est soli- daire. Sur ce plateau sont montés des blochets de frottement en liège 36 qui, comme on le verra plus loin, entrainent au moment voulu un plateau 35 solidaire d'un fourreau 33 porte- cames porté par l'axe 26. La pression des blochets de liège sur le plateau 35 peut être réglée à l'aide d'un écrou de réglage 39 qui,agit sur un plateau 38 qui, à son tour, tend ou détend des ressorts 37 appuyés sur le plateau à friction 34. D'autre part, sur le fourreau porte-cames et solidaire de celui-ci, est montée une roue dentée 40 dont la fonction sera indiquée plus loin.
Le fourreau 33 porte en outre quatre cames 49, 56, 61 et 77 qui commandent respectivement le mécanisme de récupé- ration, le dispositif de remise à zéro des plateaux inscrip- teurs, 'le mécanisme de liaison des plateaux inscripteurs et le mécanisme de frappe, tous décrits ci-après.
Comme cela a été dit ci-dessus, le mouvement de rota- tion de l'axe des unités 23 est transmis par l'intermédiaire de divers engrenages et pignons (25-27-28-9-30) à la roue dentée 31 qui assure la rotation de l'axe de transmission 32.
Sur cet axe est calée une roue dentée 42 qui engrène avec une roue dentée 44 solidaire d'un engrenage à dents de loup 45 qui est en prise, à son tour, avec une roue dentée 47.
Cet engrenage 47 commande l'arbre 48 qui porte le plateau
<Desc/Clms Page number 12>
inscripteur 68 des unités et des dizaines à l'une de ses extrémités, tandis que l'autre extrémité porte un plateau à encoches 53 qui coopère avec un levier d'arrêt 54 soumis à l'action de rappel d'un ressort 55. Un ergot fixe 52 coopère avec la roue à dents de loup 45.
Sur le fourreau porte-cames 33 est fixée une came 49 qui coopère, par l'intermédiaire d'un galet 50', avec l'ex- trémité d'un levier 50 pouvant osciller sur l'arbre 32 et qui est soumis à l'action d'un ressort de rappel 51. L'autre extrémité du levier 50 porte l'axe des roues dentées 44 et 45 qui tournent librement sur celui-ci et sont reliées élas- tiquement entre elles par un ressort en spirale 46. La roue 45 porte une broche qui pénètre dans une rainure 44' dont est munie la roue 44 et disposée concentriquement à l'axe de celle-ci.
Le mécanisme décrit ci-dessus et représenté aux figures 5 et 11, effectue les opérations dites de comptage et de ré- cupération, comme il sera expliqué plus loin.
La figure 6 montre le dispositif de remise à zéro du plateau inscripteur 68 après enregistrement. Il se compose d'une came 56 montée sur le fourreau 33. Cette came coopère avec iL-1 levier 57 qui est soumis à l'action d'un ressort de rappel 58 coopérant avec un secteur 59. Le levier 57 oscille sur l'arbre 32 et agit sur une came en forme de coeur 60 ca- lée sur l'arbre 48, comme il sera indiqué plus loin.
Les figures 7 et 11 montrent plus spécialement le dis- positif de liaison qui existe entre le plateau inscripteur des unités et des dizaines 68, et celui des centaines et des milliers 76. L'axe 48 porte à l'extrémité supportant le pla- teau 68 des unités et des dizaines, un pignon 69 qui engrène avec une roue dentée 70 solidaire d'un pignon 71 et portés tous deux par un axe commun 71' monté à l'extrémité d'un le-
<Desc/Clms Page number 13>
vier 66 qui oscille autour d'un axe fixe 66' traversant l'au- tre extrémité du levier 66. Celui-ci est soumis à l'action d'un ressort de rappel 67. Le mouvement d'oscillation du le- vier 66 est commandé par une tringle 65 articulée à son au- tre extrémité sur un levier 64, solidaire de l'arbre 63 et qui porte un galet 62 coopérant avec une came 61 montée sur le fourreau porte-cames 33.
D'autre part le pignon 71 engrène avec une roue dentée 72 faisant corps avec une douille 72' qui est solidaire du plateau 76' et d'un tambour 73.
Sur le tambour 73 s'enroule un câble 74 (figure 10) qui est fixé par une vis micrométrique 75 (figure 7) afin d'en permettre le réglage. Le câble 74 passe par une petite poulie de renvoi 74'. Les plateaux 68 et 76 sont munis de boutons d'arrêt a et b. L'un a est un bouton déplaçable sur la péri- phérie du plateau et coopère avec un levier 115 calé sur un axe 116 et soumis à l'action d'un ressort de rappel 119, tan- dis que l'autre b est un arrêt qui coopère avec une butée fixe 76'.
Un marteau de frappe 83 coopère avec les plateaux ins- cripteurs. Un mouvement d'oscillation lui est imprimé par un arbre 82 sur lequel il est calé.
Le mécanisme de commande de ce marteau de frappe se com- pose d'une came 77 (figure 8) calée sur le fourreau 33 et qui imprime un mouvement d'oscillation à un levier 78 pouvant osciller sur l'arbre 32. Ce levier 78 est relié par une trin- gle 79 à un levier 80 solidaire de l'axe 82 et est soumis à l'action d'un ressort de rappel 81. Il est'prolongé lui-même par une tige 84 qui commande le dispositif d'enroulement des rubans encreurs (figure 9) dont le type est semblable à ceux utilisés dans les machines à écrire et se compose essentiel- lement d'un axe 85, d'une roue à rochet 86 coopérant avec
<Desc/Clms Page number 14>
deux corbeau, l'un de retenue 89 et l'autre d'entraînement 90. Le corbeau 90 est monté sur une pièce oscillante 87 qui reçoit son mouvement de la tige 84.
Dans la figure 10, la référence 104 désigne la bande de papier destinée à recevoir les différentes inscriptions de contrôle qui y sont enregistrées par les deux stylets 98 et 99 et par les plateaux 68 et 76 par l'intermédiaire des ru- bans encreurs de couleur différente 102 et 103.
Le stylet 98 est solidaire d'un chariot mobile 91 dont le mouvement de translation est commandé par la rotation du plateau 76, et en fonction de cette rotation, grâce au câble 74 qui relie ces organes entre eux. Un barillet de rappel 94 et un câble 95 assurent le retour en arrière du chariot 91.
Le mouvement de translation du chariot est guidé par un guide 92 et des galets 93 fixés sur le chariot.
Un index 97, fixé sur le chariot et pouvant se déplacer devant une échelle graduée 96, permet de lire à tout instant sur cette échelle la quantité de gaz qui est passée au comp- teur pendant un temps déterminé. Devant l'échelle graduée 96 se trouve également un second index 96' qui fait corps avec le support d'un stylet 99 et que l'on peut déplacer à volon- té au moyen d'une vis de réglage 100. Ce second index a pour but d'indiquer la quantité de gaz qu'il y a lieu de prélever pour respecter les prévisions faites pour un temps déterminé.
Il l'indique sur le graphique par un trait rouge par exemple.
Pour la mise à l'heure du papier à diagrammes, il suf- fit de se baser sur le repère 101 (figure 10), dont le déca- lage a.vec l'endroit de frappe du marteau 83 est par exemple exactement de deux heures.
Les figures 12, 13 et 14 montrent le mécanisme chrono- métrique d'entraînement de la bande de papier et de déclen-
<Desc/Clms Page number 15>
chement des divers mécanismes de l'appareil de contrôle.
Dans ces figures, H désigne l'emplacement d'un mesureur de temps, par exemple d'un mouvement d'horlogerie, qui est d'un type courant et connu, et qui a pour but de permettre à intervalles réguliers le déclenchement des organes commandés par le compteur à gaz.
Un pignon 105 reçoit le mouvement horaire de la pendule et transmet celui-ci au tambour denté 107 d'entrainement du papier, par l'intermédiaire des engrenages 106 et 107'. L'en- grenage 106 est établi de telle manière qu'un tour complet de celui-ci s'effectue en quatre heures. Cet engrenage com- mande un axe de transmission 108 sur lequel est fixé un pla- teau 109 muni de quatre chevilles 109'. L'axe 108 porte éga- lement une manette 110 de mise à l'heure du papier. En tirant sur cette manette, on libère le pignon 106, et le cylindre 107 peut alors tourner librement.
Les chevilles 109' agissent sur un doigt de déclenche- ment 111 qui oscille autour d'un axe 112 et coopère avec une surprise 113. L'ensemble 111-112-113 est soumis à l'effet de rappel d'un ressort 114.
La surprise 113 agit sur un déclencheur équilibré 120 pouvant osciller autour d'un axe 121 qui porte un levier de détente 122 muni à mi-longueur d'un arrêt de détente 123, et à son extrémité d'un doigt 124. Cet arrêt 123 coopère avec un moulinet 125 solidaire d'un axe 126 et faisant corps avec un pignon 126'. Ce dernier engrène avec une roue 129 portée par un axe 128 sur lequel est calée une came 127 à encoches, dans laquelle peut pénétrer le doigt 124 du levier 122. Ce dispositif a pour but de libérer à intervalles réguliers comptés par le mouvement d'horlogerie ou pendule H, les or- ganes du compteur qui doivent fonctionner par la rotation du compteur à gaz.
La roue dentée 129 reçoit son mouvement de
<Desc/Clms Page number 16>
l'engrenage 40 porté par le fourreau porte-cames 33 (figure 11), et ceci par l'intermédiaire des engrenages 130 et 130', et c'est le moulinet 125 dépendant de la roue 129 qui coopè- re avec l'arrêt 123 pour bloquer ou libérer les organes en même temps que le doigt 124 et la came 127.
D'autre part, un axe 116 porte, calé sur lui, un levier 117 à l'autre extrémité duquel oscille une tringle 118 qui coopère avec le déclencheur équilibré 120. Celui-ci peut donc être actionné par la butée a qui provoque la rotation de l'axe 116 par le levier 115.
Cette détente par surprise présente l'avantage de per- mettre de faire fonctionner l'appareil un nombre indéterminé de fois par heure, sans provoquer de perturbation à l'enre- gistrement horaire.
La référence 133 désigne une série de ressorts montés en série sur un axe 133', et qui sont remontés automatique- ment par des engrenages 132 et 131 à intervalles déterminés par la vitesse de rotation du compteur à gaz. L'engrenage 131 est en effet monté sur l'axe 128 qui reçoit son mouvement du compteur à gaz par l'intermédiaire du mécanisme de comp- tage déjà décrit (fourreau 33, plateau 35, axes 26, 23 et 1).
Lors de la mise en route, les ressorts 133 sont bandés ap- proximativement à la moitié de leur capacité. Ils provoquent le fonctionnement de la pendule H, mais à intervalles régu- liers ils sont bandés par la rotation de l'axe 128 mis en mouvement par le compteur à gaz dès le déclenchement de l'ap- pareil, et le mouvement de remontage de l'horloge est alors effectué pendant le temps que dure la rotation du fourreau 33 portant les différentes cames. Ce remontage périodique conserve aux ressorts 133 une réserve de puissance pour le cas où, par suite d'une cause quelconque, la vitesse du comp- teur à gaz serait très faible. Ceci réalise une réserve de
<Desc/Clms Page number 17>
marche pour l'horloge pouvant s'étendre sur plusieurs cen- taines d'heures.
Cette durée est évidemment fonction du nom- bre de ressorts mis en série et de la puissance de chacun de ceux-ci.
Le chronocompteur peut ainsi fonctionner sans aucune intervention extérieure, telle que courant électrique ou au- tre source extérieure d'énergie. Cette disposition de remon- tage périodique donne à l'appareil toute garantie d'indépen- dance, le mettant à l'abri du danger d'incendie ou d'explo- sion.
L'appareil ainsi construit, on en donnera ci-après le fonctionnement en se référant à l'exemple d'une bande enre- gistrée, montrée à la figure 15, qui montre un graphique por- tant sur une période de fonctionnement d'environ 24 heures.
Sur ce diagramme, 104 désigne - comme déjà indiqué - la bande de papier et 135 les perforations d'entrainement. 136 désigne la colonne des heures. Dans la colonne des cubages 137, les deux premiers chiffres indiquent les milliers et les centaines, la lettre B est l'indicatif du poste de dis- tribution et les deux derniers chiffres indiquent les dizai- nes et les unités de mètres cubes. ,
La ligne 138 est celle tracée par le stylet 99 et ren- seigne le cubage horaire qu'il y a lieu de prélever pour respecter les prévisions qui ont été faites pour la journée du 20 du mois. La ligne brisée 139 est le diagramme qui, par ses pointes 140, indique les cubages de gaz prélevés effec- tivement à des intervalles réguliers, par exemple une heure dans l'exemple choisi.
L'appareil.de contrôle se compose de deux dispositifs bien distincts et qui coopèrent ensemble : l'un, le mécanis- me de comptage qui est commandé par le compteur à gaz et l'autre, le mécanisme horaire¯de commande du déplacement de
<Desc/Clms Page number 18>
la bande de papier et de déclenchement du mécanisme d'enre- gistrement qui est commandé par la pendule.
Le dispositif de comptage reçoit son mouvement du pi- gnon cantilever 24 qui transmet celui-ci aux deux axes prin- cipaux 26 et 32 par l'intermédiaire des roues dentées 25-27- 28-29-30-31 (figure 4). L'arbre 32 commande la rotation du plateau inscripteur 68 par l'intermédiaire des engrenages 42-44-45-47. Ce plateau tourne donc en fonction directe de la vitesse du compteur à gaz et présente au marteau de frap- pe 83 les chiffres correspondants au cubage de gaz ayant passé par le compteur.
La liaison mécanique établie entre l'axe porte-plateau 48 et le plateau 76 des centaines et des milliers, réalise la démultiplication de 10 nécessaire. La rotation des pla- teaux s'effectue pendant une heure. A l'écoulement de celle- ci, une des broches 109' du dispositif chronométrique (figu- res 13 et 14) dégage la tige 111 de la surprise 113, ce qui a pour effet de faire frapper cette dernière sur le déclen- cheur équilibré 120, qui fait fonctionner le levier de déten- te 122 dans le sens de la flèche. La tige de déclenchement 111 revient immédiatement à sa position primitive, grâce au ressort de rappel 114, suivant une disposition connue en hor- logerie.
Le fonctionnement du levier de détente a pour effet de libérer le moulinet 125 dont la rotation était empêchée par l'arrêt de détente 123, et également la came 127 retenue par le doigt 124. L'engrenage 40, solidaire du fourreau porte- cames 33, peut dès lors, grâce à l'embrayage à frottement 34-35, participer au mouvement de rotation de l'arbre 26 et entrainer les cames 49-56-61-77. Cette dernière agit, par l'intermédiaire des organes 78-79-80-82, sur le marteau 83
<Desc/Clms Page number 19>
et produit l'impression, sur la bande de papier, des chif- fres se trouvant en relief sur la périphérie des plateaux 68 et 76 et qui correspondant au volume de gaz passé par le compteur pendant l'heure écoulée.
Il est facile de se rendre compte par ce qui précède et par l'examen des figures 10 et 11, que le chariot porte-sty- let 91 s'est déplacé de droite à gauche sur une distance qui est fonction de la rotation angulaire du plateau 76, grâce au câble 74 qui relie ce chariot au treuil 73 solidaire de ce plateau. Ce déplacement transversal du chariot et par con- séquent du stylet 98, combiné au mouvement descendant de la bande de papier 104, a eu pour effet de tracer une ligne oblique sur cette bande, ligne qu'on retrouve dans le dia- gramme de la figure 15 et qui y est désignée par 141.
Comme il est indispensable que l'appareil renseigne, après chaque heure, le volume de gaz qui a passé par le comp- teur pendant cette heure, il est nécessaire après qhaque frappe de libérer les plateaux, afin de pouvoir les ramener à la position zéro en vue de recommencer l'opération de comp- tage de l'heure suivante.
L'arrêt des plateaux pendant la frappe et leur remise à zéro doivent se faire tout en tenant compte du volume de gaz. qui passe par le compteur pendant que s'effectuent ces ma- noeuvres. Ceci est réalisé de la manière suivante.
Quelques instants avant la frappe, la came 49 vient agir sur le levier 50 et désengrène de ce fait les roues dentées 45 et 47, ce qui a pour effet d'immobiliser les plateaux, ins- cripteurs. Au moment où l'engrenage à dents de loup 45 n'en- grène plus avec la roue 47, il est immobilisé par l'ergot d'arrêt 52. Pendant cet arrêt, le compteur continue à tour- ner et par conséquent également le pignon 24, et l'engrenage 42 engrène avec la roue dentée 44 dans laquelle se trouve
<Desc/Clms Page number 20>
pratiquée la lanterne de récupération 44'. Du fait que l'en- grenage 44 tourne et que l'engrenage à dents de loup 45 est immobilisé, l'engrenage 44 bande le ressort 46 placé entre eux et dont les extrémités sont rattachées respectivement à l'un et à l'autre de ceux-ci.
Grâce à ce dispositif, le res- sort 46 est bandé proportionnellement à la quantité de gaz ayant passé par le compteur pendant l'arrêt des plateaux 68 et 76, et cette quantité vient s'additionner au cubage enre- gistré pendant l'opération de comptage suivante qui s'effec- tue dès que les organes 44-45-50 sont revenus à la position d'embrayage. Lorsque la frappe a eu lieu et que les plateaux sont revenus à zéro, comme il sera indiqué plus loin, la ca- me 49 continuant à tourner, lache le levier 50 qui retourne, grâce au ressort 51, à sa position primitive, et la roue den- tée 45 revient à nouveau s'engager avec la roue dentée 47 qui commande les plateaux inscripteurs.
Dès le moment où les roues 45 et 47 s'engrènent, la roue 45 n'est plus retenue par l'ergot d'arrêt 52 et de ce fait le ressort 46, qui s'était tendu pendant les manoeuvres ci- dessus, se détend et fait revenir les roues 44 et 45 à leur position relative en faisant tourner, par l'intermédiaire de la roue 47, les plateaux inscripteurs d'une quantité corres- pondant exactement au cubage de gaz qui a passé au compteur pendant le temps qui a été nécessaire pour assurer la frappe et la remise à zéro de l'appareil de contrôle.
La remise à zéro du plateau inscripteur 68 est assurée par la came 56 qui agit sur le galet du levier de frappe 57.
Lorsque ce levier est à fin de course, la came 56 lache brus- quement ce levier qui, sous l'effet du ressort de rappel 58, vient frapper la came en coeur 60 portée par l'axe 48, sur lequel se trouve également le plateau inscripteur 68. Ceci a pour résultat de faire revenir ce plateau à sa position cor-
<Desc/Clms Page number 21>
respondant à zéro. Cette frappe, assez brutale, a pour effet de donner un peu d'inertie au coeur et par conséquent aussi au plateau 68. Pour remédier à cet inconvénient, c'est à dire pour immobiliser le plateau. dès qu'il est revenu à zéro, on a prévu au bout de l'axe 48, un disque à encoches 53 (figure 5) et un galet de retenue 54 qui assurent un arrêt franc au plateau au moment et dans la position voulus.
Comme on peut s'en rendre compte par les figures 7 et 11, la came en coeur assure uniquement le retour à zéro du plateau 68 ; le plateau 76 n'est pas porté directement par l'axe 48 ; rotation est assurée par l'intermédiaire des engrenages 69-70-71-72. Au moment de la frappe du levier 57 sur le coeur 60, la came 61 - qui est également portée par le fourreau porte-cames 33 - agit sur le levier 62 (figure 7) qui, par l'intermédiaire de la bielle 65, agit sur le levier 66 et a pour effet de rompre la liaison entre les deux pla- teaux inscripteurs. Le plateau 76 étant libéré, celui-ci revient à zéro sous l'effet du câble 95 (figure 10) et du barillet de rappel 94, et ce par l'intermédiaire du chariot 91 et du câble d'entrainement 74.
Pour empêcher, lors de cet- te manoeuvre, le plateau 76 de dépasser par inertie sa posi- tion de départ au zéro, on a prévu une butée 76' et un bou- ton d'arrêt b correspondant à la position zéro. Dès que la remise à zéro du plateau 76 est assurée, la même came 61 pro- voque le réengrenage des roues dentées 70 et 71.
Le retour en arrière brusque du chariot 91 a pour effet de tracer une ligne droite horizontale 142 sur la bande de papier 104 (gigure 15).
Comme en général les compteurs à gaz installés dans les stations de distribution ont été établis pour un débit horai- re déterminé, il est intéressant de pouvoir contrôler si le débit, pour un compteur donné, n'a.pas été supérieur à 150 Il%
<Desc/Clms Page number 22>
de débit nominal par exemple. En vue de ce contrôle, il a été prévu un déclenchement de l'appareil enregistreur quand le débit dépasse les 150 % dont il est question cl-dessus.
Il est d'ailleurs nécessaire de fixer un maximum de débit afin que l'échelle sur le papier à diagrammes et la gradua- tion sur l'échelle 96 ne soient pas trop petites. Dans ce but, une butée a a été prévue sur le plateau 76. La position de cette butée sur la périphérie de ce plateau est réglable à volonté en vue d'adapter l'appareil à n'importe quel comp- teur. Lorsque le débit maximum a été atteint, le bouton a vient buter contre le levier des limites 115 (figures 7 et 13), ce qui a pour effet d'agir, par l'intermédiaire du le- vier 117, sur l'étrier de déclenchement 118 faisant fonction- ner le moulinet 125, comme celà se passe lors d'une détente horaire. Grâce à ce dispositif, une frappe se fait sur le papier et on constate aisément sur celui-ci qu'à un moment déterminé quelque chose d'anormal s'est passé.
Pour connai- tre le débit total pour l'heure pendant laquelle s'est pro- duit cet excès de débit, il suffit évidemment de faire l'ad- dition des deux volumes qui figurent, pour cette heure, sur le papier à diagrammes.
Le graphique de la figure 15 montre clairement que le 20 du mois, à 13 3/4 h. environ, un débit nominal extrême de 8000 m3 a été atteint, c'est à dire qu'un déclenchement a eu lieu à ce moment. Pendant le quart d'heure restant à courir avant le déclenchement horaire de 14 heures, le compteur a débité 1000 m3, soit un total de débit de 8000 + 1000, ou 9000 m3 de débit horaire entre 13 et 14 heures.
En examinant le diagramme de la figure 15, on constate que le 20 du mois à 6 heures, le chef de poste a réglé l'ap- pareil pour un débit horaire de 6000 m3 en déplaçant le cur- seur 96' vers la gauche.
<Desc/Clms Page number 23>
Entre 6 et 7 heures, le débit a été normal et régulier ; entre 7 et 8 heures, il a été normal mais irrégulier, c'est à dire exagéré au début. Entre 8 et 9 heures, le débit a été irrégulier et marque un excès de 1000 m3. Entre 9 et 10 heu- res, le débit a été inférieur à la normale et a subi un ar- rêt momentané d'environ 10 minutes. Entre 10 et 13 heures, le prélèvement de gaz a marqué un temps d'arrêt, après un début de consommation peu après 10 heures, et une reprise de consommation peu avant 13 heures. Pendant ce temps d'arrêt, les détentes horaires n'ont pas fonctionné et la pendule a marché sur sa réserve de remontage. A 18 heures, le chef de poste règle le débit en fixant celui-ci à 2000 m3. Une zône
B, s'étendant de 18 à 24 heures, indique une période de mar- che et de débits horaires normaux.
Le chronocompteur décrit ci-dessus et représenté aux dessins annexés trouve son application dans la mesure, pen- dant des périodes successives de même durée, des débits de fluides quelconques tels que l'eau, les liquides quelconques, la vapeur d'eau, les autres vapeurs, l'air, les gaz comme le gaz de cokerie, le gaz d'éclairage, etc.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
<Desc / Clms Page number 2>
TIMER FOR MEASURING FLUID FLOWS.
The present invention, due to Messrs. Georges Jean Louis Vanden Berghe and Philippe Jacques Fidèle Schaefer, relates to apparatus for controlling the flow of fluids.
In the field of electricity, devices specially designed for counting and recording quantities of electric energy are already known, taking into account certain specific tariff clauses inserted in contracts.
This electrical energy is sold, in an almost general way, by application of tariffs which involve not only the quantity of energy, but also the absorbed power. The customer pays a sum per Kwh. consumed and one
<Desc / Clms Page number 3>
sum per kw. maximum peak of the power absorbed during a specified period. For technical reasons, this so-called peak or instantaneous flow rate is in fact the greatest energy consumption during a quarter of an hour; this is called the "quarter-hourly power peak".
The price of the energy unit is lower the less the power is variable, and therefore the more regular consumption. It is with a view to the application of these principles that there are quarter-hour power recorders called maxigraphs.
In the present gas industry, for example, a similar problem arises, but in a more pressing fashion, because gas is produced almost exclusively by coke ovens. As the gas emission from a battery of furnaces must be as regular as possible, it is not only for cost reasons, but also for purely technical reasons that the gas absorption must be as regular. as possible. This is why most gas supply contracts impose constant hourly withdrawals to within plus or minus x%.
If this obligation is not observed, it may result in serious harm, first for the producer, then for the operation of the remote gas transmission, whose pipelines and compression stations are capable of 'a maximum instantaneous flow which cannot be exceeded. As the instantaneous flow is partially regulated by gasometers, it is permissible to replace the notion of instantaneous flow by that of the hourly flow, instead of the quarter-hour flow, as in the distribution of electricity.
The object of the present invention is to provide, for the industry dealing with the distribution of fluids, an apparatus similar to that already known for electricity and which
<Desc / Clms Page number 4>
is intended, taking into account the nature of the energy source sold, to record the quantities of fluid passing through a meter during successive equal periods of relatively short duration, for example one hour.
For this purpose, the chronocounter for measuring the flow rates of the fluids which are the subject of the invention is characterized in that it essentially comprises a first group of members set in motion by the rotation of the axis of the usual fluid meter, in order to carry out the counting operations, and which cooperate with a second group of members whose movement is periodic under the control of a time measurer and performing various operations of recording the flow rates and resetting to zero counting devices.
In the practical embodiment of the invention, the different groups of members are the same for any type of usual fluid meter, with the exception of two toothed wheels which may vary in size to suit. tation of the chronocounter to all types of counters.
The mechanical connection between the first group of members and the usual counter is achieved by a transmission with hollow shafts and pinion-cones, so as to allow the positioning of the chronocounter in any appropriate desired location.
The components of this transmission are surrounded by protective tubes and housings in order to protect them from any deterioration or any fraudulent intervention.
The first group of members comprises a mechanism for entering and decimal transformation by toothed wheels arranged so that a rotation of the output pinion of this mechanism corresponds to a decimal measurement of cubic meters of fluid, for example 10 cubic meters.
The input and decimal transformation mechanism is connected to the components it drives by a cantilever pinion which
<Desc / Clms Page number 5>
constitutes the security element, the only one to break in the event of abnormal resistance.
The first group of members also comprises two axes rotated by the cantilever pinion, one of which, surrounded by a sleeve, acts on the members of the second group, while the other causes the rotation of the writing plates and the ' displacement of a device for recording the consumption of the fluid.
This recording device is constituted by a stylus holder carriage, the translational movement of which depends on the rotation of the writing trays.
As for the second group of components, it essentially comprises four cams put into action under the control of a time measurer and which respectively control the mechanism for recovering the quantities of fluid not recorded during the duration of the time. the periodic registration of consumption, the device for resetting one of the writing boards, the linking mechanism of the writing boards and the striking mechanism.
The connection of the cam-holder sleeve with the axis which controls it is effected by a friction clutch. which comes into action as soon as the organs under the control of the time measurer are released by the latter.
The pressure of the contacting elements of the friction clutch is regulated by a nut which acts, via a plate, on springs bearing on one of the clutch components.
The members of the second group are put into action, under the control of a time measurer, by the intervention of a trigger mechanism which, by releasing a notched wheel, at the same time allows the accumulation. an energy reserve by rotating the meter, for the func-
<Desc / Clms Page number 6>
operation of the time measurer, so as to make it independent of any external intervention.
A movable button carried by the writing plate of the hundreds and thousands can also act on the trigger mechanism when a determined maximum flow is reached.
The trigger mechanism essentially has a surprise trigger, so that the device can operate an indefinite number of times without disturbance.
The recovery mechanism, the movement of which depends on the rotation of one of the cams, consists of two toothed wheels resiliently connected to each other, and supported by the same axis which can be moved under the action of the cam, such that one of them which serves to transmit the rotational movement of the shaft of the gas meter to the writing plates; is momentarily withdrawn from this transmission and immobilized while the other continues its rotation as a function of consumption, of the fluid, so as to record this consumption under the action of the elastic link as soon as the transmission of the movement is restored.
In practice, the writing trays are formed by two trays, one of which carries the units and tens and is wedged directly on the drive axis, while the other carrying the hundreds and thousands is mounted on an axis free and is connected to the first plate by a reduction device.
The members of the reduction device are arranged so that some of them are momentarily withdrawn under the action of another cam wedged on the cam-holder sleeve, so as to temporarily release one of the cams. the other the writing boards for the maneuver
<Desc / Clms Page number 7>
of their reset.
The device for resetting the units and tens writing plate wedged on the drive axis, is made up of a heart-shaped cam wedged on the axis of this writing plate and on which a striking lever acts. movement is controlled by a third cam wedged on the cam-holder sleeve.
The hundreds and thousands writing plate wedged on a free axis, is secured to a drum which rotates under the action of a spring for resetting as soon as this plate is temporarily released from the units and tens plate. .
The last cam wedged on the cam-holder sleeve acts on a rod which, by moving the striking device, strips a return spring for striking and at the same time moves the inking rollers.
The accompanying drawings show an exemplary embodiment of the invention, in the case of application to a gas meter
Figure A shows schematically the entire control device.
Figures 1, 2, 3 and 3A show an exemplary embodiment of the transmission mechanism intended to connect the monitoring device to the gas meter whose flow rate it is to monitor.
FIGS. 4, 4A and 4B represent the transmission mechanism to the two main shafts of the apparatus, which are intended to control various mechanical movements thereof.
Figure 5 is a schematic representation of the wolf tooth clutch and recovery device.
FIG. 6 shows a device intended to cause the return to zero of the writing plate of the units and of the tens.
<Desc / Clms Page number 8>
born after each counting period.
FIG. 7 shows the linkage mechanism between the units and tens writing board and the hundreds and thousands writing board, as well as the diagram recording device.
FIG. 8 schematically represents the striking mechanism which cooperates with the writing trays.
FIG. 9 shows the mechanism for controlling the winding of the ink ribbons.
Figure 10 is a schematic assembly of the control chart writing device.
Figure II is a section through the whole of the device along the camshaft.
Figures 12, 13 and 14 show schematically the clockwork mechanism, the device for controlling the paper strip and the mechanical time trigger intended to trigger different movements of the apparatus.
Fig. 15 shows a recorded tape such as this appears after a certain number of hours of operation of the apparatus and bearing inscriptions and a graph corresponding to different flow rates, flow settings and certain operating anomalies, such as these can arise in practice.
In these figures, reference numeral 1 designates the transmission axis of the index timer of a gas meter. A drive tab 2 transmits the rotational movement of this axis to a worm 3 which meshes with a helical wheel 4, integral with an axis 5. The whole of this mechanism is housed in a sealed housing 6 and the axes 1 and 5 are mounted on ball bearings 6 '.
The axis 5 ends with a square part 5 'on which engages one end of a transmission tube 8, also
<Desc / Clms Page number 9>
square section element. The other end of the tube 8 engages on the square end 8 'of a shaft 12 housed in a housing 10 and mounted on a ball bearing.
The transmission shaft 8 is surrounded by a protective tube 9 connected to the housings 6 and 10 by bushings 7.
Inside the housing 10, the axis 12 is provided with an angle pinion 11 which meshes with another angle pinion II 'mounted on an axis 12' which is also housed in the housing wall 10 and mounted on ball bearings. The shaft 12 'is also extended by a hollow shaft 15 of square section and protected by a tube 16 connected to the housing 10 by a sleeve 14. The housing 10 is provided with a fixing flange 10'.
At the other end of the axis 15 is coupled an axis 17 carried freely by a support 18 and provided with a pinion 18 '.
On the axis 17 and near the pinion 18 'is mounted, in free rotation, an arm 21 provided at its other end with a fixed axis 19'.
On the axis 19 'freely rotates a toothed wheel 19 which meshes with the pinion 18', while another toothed wheel 20, made integral with the gear 19 by means of screws 20 ', meshes with a pinion 22 mounted on a pin 23. The pin 19 ', integral with the arm 21, can slide in a groove 21' made in the support 18 and concentric with the pin 17. It is fixed 'in this groove by a nut 23' in the con position - Venable according to the indications below, and the arm 21 can thus occupy positions inclined at different angles.
The mechanism described above constitutes the 'device for connection and transmission between the gas meter and the control apparatus object of the invention; it is established in such a way that it facilitates the choice of the position of the latter in relation to the first, and this thanks to the presence of the transmission by gears of angles and
<Desc / Clms Page number 10>
transmission tubes.
The double set of cogwheels 18'-19 and 20-22 constitute the input and decimal transformation mechanism of the control apparatus. The toothed wheels 20 and 22 are the only parts which may vary in size from one apparatus to another, all other parts of the apparatus being of a standard type for all types of gas meters.
It is in fact these two wheels 20 and 22 which make it possible to adapt a monitoring device to a gas meter of any type, because it is at this point of the device that we takes into account the volume to which corresponds one complete revolution of the gas meter timer axis. With the exception of these two gears 20 and 22, all parts of the apparatus are interchangeable from one apparatus to another.
The number of teeth of the wheels 20 and 22 is calculated in such a way that a rotation of the pinion 22 corresponds to the passage of 10 m3 of gas in the meter. Axis 23 is considered to be the unit axis. By adjusting the position of the arm 21, it is possible to ensure, despite the variable dimensions of the wheels 20 and 22, the transmission of the rotational movement of the pinion 18 'to the pinion 22 in the desired ratio.
The axis of the units 23 terminates in a cantilever pinion 24, shown in more detail in Figures 4A and 4B. If, for any reason (abnormal resistance, for example), the operation of the apparatus should become defective or impossible to the point that certain components might be damaged, it is the pins of the cantilever gear 24 which would break, thus limiting damage to a minimum and allowing the device to be repaired in a very short time
Pinion 24 transmits its movement to a toothed wheel 25 mounted on a shaft 26; this shaft carries a pinion 27 which transmits its movement to a second shaft 32 through the
<Desc / Clms Page number 11>
diary of pinions and gears 27, 28, 29, 30 and 31 which are essential to ensure to the shaft 32 a direction and a suitable speed of rotation (FIG. 4).
The axis 26 and the axis 32 are two organs which, as will be seen later, play a large role in the operation of the device.
FIG. 11 shows in more detail the members carried and controlled by the shaft 26. At one of its ends, the latter terminates in a friction plate 34 of which it is integral. On this plate are mounted cork friction blocks 36 which, as will be seen later, drive at the desired moment a plate 35 integral with a sheath 33 cam-holder carried by the axis 26. The pressure of the cork blocks on the plate 35 can be adjusted by means of an adjusting nut 39 which acts on a plate 38 which in turn stretches or relaxes springs 37 pressed on the friction plate 34. On the other hand, on the cam-holder sleeve and integral with the latter, is mounted a toothed wheel 40, the function of which will be indicated below.
The sleeve 33 also carries four cams 49, 56, 61 and 77 which respectively control the recovery mechanism, the device for resetting the writing plates, the linking mechanism of the writing plates and the striking mechanism. , all described below.
As stated above, the rotational motion of the axis of the units 23 is transmitted through various gears and pinions (25-27-28-9-30) to the toothed wheel 31 which ensures the rotation of the transmission shaft 32.
On this axis is wedged a toothed wheel 42 which meshes with a toothed wheel 44 integral with a wolf tooth gear 45 which is engaged, in turn, with a toothed wheel 47.
This gear 47 controls the shaft 48 which carries the plate
<Desc / Clms Page number 12>
writer 68 of the units and tens at one end, while the other end carries a notched plate 53 which cooperates with a stop lever 54 subjected to the return action of a spring 55. A fixed lug 52 cooperates with the wolf tooth wheel 45.
On the cam-holder sleeve 33 is fixed a cam 49 which cooperates, by means of a roller 50 ', with the end of a lever 50 which can oscillate on the shaft 32 and which is subjected to the. the action of a return spring 51. The other end of the lever 50 carries the axis of the toothed wheels 44 and 45 which rotate freely thereon and are elastically connected to each other by a spiral spring 46. The wheel 45 carries a spindle which penetrates into a groove 44 'with which the wheel 44 is provided and disposed concentrically to the axis thereof.
The mechanism described above and represented in FIGS. 5 and 11, performs the so-called counting and recovery operations, as will be explained later.
FIG. 6 shows the device for resetting the writing plate 68 after recording. It consists of a cam 56 mounted on the sleeve 33. This cam cooperates with iL-1 lever 57 which is subjected to the action of a return spring 58 cooperating with a sector 59. The lever 57 oscillates on the shaft 32 and acts on a heart-shaped cam 60 wedged on shaft 48, as will be indicated later.
FIGS. 7 and 11 show more specifically the connection device which exists between the writing plate of the units and tens 68, and that of the hundreds and thousands 76. The axis 48 carries at the end supporting the plate. 68 units and tens, a pinion 69 which meshes with a toothed wheel 70 integral with a pinion 71 and both carried by a common axis 71 'mounted at the end of a le-
<Desc / Clms Page number 13>
lever 66 which oscillates about a fixed axis 66 'passing through the other end of lever 66. The latter is subjected to the action of a return spring 67. The oscillating movement of lever 66 is controlled by a rod 65 articulated at its other end on a lever 64, integral with the shaft 63 and which carries a roller 62 cooperating with a cam 61 mounted on the cam-holder sleeve 33.
On the other hand, the pinion 71 meshes with a toothed wheel 72 integral with a sleeve 72 'which is integral with the plate 76' and a drum 73.
On the drum 73 is wound a cable 74 (Figure 10) which is fixed by a micrometric screw 75 (Figure 7) in order to allow adjustment. The cable 74 passes through a small return pulley 74 '. The plates 68 and 76 are provided with stop buttons a and b. One a is a button movable on the periphery of the plate and cooperates with a lever 115 fixed on an axis 116 and subjected to the action of a return spring 119, while the other b is a stop which cooperates with a fixed stop 76 '.
A striking hammer 83 cooperates with the writing plates. An oscillating movement is imparted to it by a shaft 82 on which it is wedged.
The control mechanism of this striking hammer consists of a cam 77 (FIG. 8) wedged on the sleeve 33 and which imparts an oscillating movement to a lever 78 which can oscillate on the shaft 32. This lever 78 is connected by a link 79 to a lever 80 integral with the pin 82 and is subjected to the action of a return spring 81. It is itself extended by a rod 84 which controls the locking device. winding of the ink ribbons (figure 9), the type of which is similar to those used in typewriters and consists essentially of an axis 85, a ratchet wheel 86 cooperating with
<Desc / Clms Page number 14>
two corbel, one for retaining 89 and the other for driving 90. The corbel 90 is mounted on an oscillating part 87 which receives its movement from the rod 84.
In FIG. 10, the reference 104 designates the strip of paper intended to receive the various control inscriptions which are recorded therein by the two styluses 98 and 99 and by the trays 68 and 76 by means of the colored inking strips. different 102 and 103.
The stylet 98 is integral with a movable carriage 91, the translational movement of which is controlled by the rotation of the plate 76, and as a function of this rotation, thanks to the cable 74 which connects these members to one another. A return barrel 94 and a cable 95 ensure the return to the rear of the carriage 91.
The translational movement of the carriage is guided by a guide 92 and rollers 93 fixed to the carriage.
An index 97, fixed to the carriage and able to move in front of a graduated scale 96, makes it possible to read at any time on this scale the quantity of gas which has passed through the meter during a determined time. In front of the graduated scale 96 is also a second index 96 'which is integral with the support of a stylus 99 and which can be moved at will by means of an adjusting screw 100. This second index has for the purpose of indicating the quantity of gas that must be sampled in order to comply with the forecasts made for a determined time.
It indicates it on the graph by a red line for example.
To set the time on the diagram paper, it suffices to use the reference point 101 (figure 10), the offset of which from the strike point of the hammer 83 is for example exactly two hours.
Figures 12, 13 and 14 show the chronometric mechanism for driving the web of paper and triggering it.
<Desc / Clms Page number 15>
the various mechanisms of the control apparatus.
In these figures, H denotes the location of a time measurer, for example of a clockwork movement, which is of a common and known type, and which aims to allow the triggering of the components at regular intervals. controlled by the gas meter.
A pinion 105 receives the clockwise movement of the pendulum and transmits this to the toothed drum 107 for driving the paper, via the gears 106 and 107 '. The gearing 106 is established such that a complete revolution thereof takes place in four hours. This gear controls a transmission shaft 108 on which is fixed a plate 109 provided with four pins 109 '. The axis 108 also carries a lever 110 for setting the paper time. By pulling on this lever, the pinion 106 is released, and the cylinder 107 can then rotate freely.
The pins 109 'act on a trigger finger 111 which oscillates about an axis 112 and cooperates with a surprise 113. The assembly 111-112-113 is subjected to the return effect of a spring 114.
The surprise 113 acts on a balanced trigger 120 which can oscillate around an axis 121 which carries a trigger lever 122 provided at mid-length with a trigger stop 123, and at its end with a finger 124. This stop 123 cooperates with a reel 125 integral with an axis 126 and integral with a pinion 126 '. The latter meshes with a wheel 129 carried by an axis 128 on which is wedged a cam 127 with notches, into which the finger 124 of the lever 122 can penetrate. The purpose of this device is to release at regular intervals counted by the clockwork movement. or pendulum H, the organs of the meter which must operate by the rotation of the gas meter.
The toothed wheel 129 receives its movement from
<Desc / Clms Page number 16>
the gear 40 carried by the cam-holder sleeve 33 (FIG. 11), and this by means of the gears 130 and 130 ', and it is the reel 125 depending on the wheel 129 which cooperates with the stop 123 to block or release the components at the same time as the finger 124 and the cam 127.
On the other hand, a pin 116 carries, wedged on it, a lever 117 at the other end of which oscillates a rod 118 which cooperates with the balanced trigger 120. The latter can therefore be actuated by the stop a which causes the rotation. axis 116 by lever 115.
This surprise trigger has the advantage of making it possible to operate the apparatus an indefinite number of times per hour, without causing any disturbance to the time recording.
Reference 133 designates a series of springs mounted in series on a shaft 133 ', and which are wound up automatically by gears 132 and 131 at intervals determined by the speed of rotation of the gas meter. The gear 131 is in fact mounted on the shaft 128 which receives its movement from the gas meter by means of the counting mechanism already described (sleeve 33, plate 35, axes 26, 23 and 1).
When starting up, the springs 133 are charged to approximately half of their capacity. They cause the operation of the pendulum H, but at regular intervals they are charged by the rotation of the axis 128 set in motion by the gas meter as soon as the device is triggered, and the winding movement of the device. the clock is then performed during the time that the rotation of the sleeve 33 carrying the various cams lasts. This periodic winding keeps the springs 133 a reserve of power in the event that, as a result of any cause, the speed of the gas meter is very low. This achieves a reserve of
<Desc / Clms Page number 17>
running for the clock that can extend over several hundred hours.
This duration is obviously a function of the number of springs placed in series and of the power of each of these.
The chronocounter can thus operate without any external intervention, such as electric current or other external energy source. This provision for periodic reassembly gives the appliance a full guarantee of independence, protecting it from the danger of fire or explosion.
The apparatus thus constructed will be given hereafter in operation with reference to the example of a recorded tape, shown in FIG. 15, which shows a graph relating to an operating period of approximately 24 hours.
In this diagram, 104 denotes - as already indicated - the paper web and 135 the drive perforations. 136 denotes the hours column. In cubic column 137, the first two digits indicate thousands and hundreds, the letter B is the dispense station code, and the last two digits indicate tens and units of cubic meters. ,
Line 138 is the line drawn by stylus 99 and indicates the hourly cubic footage that needs to be taken to comply with the forecasts made for the day of the 20th of the month. The broken line 139 is the diagram which, by its points 140, indicates the cubings of gas actually taken at regular intervals, for example one hour in the example chosen.
The control apparatus is made up of two very distinct devices which cooperate together: one, the counting mechanism which is controlled by the gas meter and the other, the clock mechanism for controlling the movement of the gas meter.
<Desc / Clms Page number 18>
the paper tape and triggering the recording mechanism which is controlled by the pendulum.
The counting device receives its movement from the cantilever pinion 24 which transmits this to the two main axes 26 and 32 via the toothed wheels 25-27-28-29-30-31 (FIG. 4). The shaft 32 controls the rotation of the writing plate 68 by means of the gears 42-44-45-47. This plate therefore rotates as a direct function of the speed of the gas meter and presents to the impact hammer 83 the figures corresponding to the volume of gas which has passed through the meter.
The mechanical connection established between the plate carrier axle 48 and the plate 76 of the hundreds and thousands, achieves the necessary reduction of 10. The plates are rotated for one hour. On the flow of the latter, one of the pins 109 'of the chronometric device (figures 13 and 14) releases the rod 111 from the surprise 113, which has the effect of making the latter strike the balanced trigger. 120, which operates the detent lever 122 in the direction of the arrow. The trigger rod 111 immediately returns to its original position, thanks to the return spring 114, in an arrangement known in horology.
The operation of the trigger lever has the effect of releasing the reel 125, the rotation of which was prevented by the trigger stop 123, and also the cam 127 retained by the finger 124. The gear 40, integral with the cam-holder sleeve 33 , can therefore, thanks to the friction clutch 34-35, participate in the rotational movement of the shaft 26 and drive the cams 49-56-61-77. The latter acts, through the organs 78-79-80-82, on the hammer 83
<Desc / Clms Page number 19>
and produces the printing, on the paper web, of figures which are raised on the periphery of the plates 68 and 76 and which correspond to the volume of gas passed through the meter during the elapsed hour.
It is easy to see from the above and from the examination of Figures 10 and 11, that the stylet carriage 91 has moved from right to left over a distance which is a function of the angular rotation of the plate 76, thanks to the cable 74 which connects this carriage to the winch 73 integral with this plate. This transverse movement of the carriage and consequently of the stylus 98, combined with the downward movement of the strip of paper 104, had the effect of tracing an oblique line on this strip, a line which is found in the diagram of the figure 15 and which is designated by 141.
As it is essential that the device informs, after each hour, the volume of gas which has passed through the meter during that hour, it is necessary after each strike to release the plates, in order to be able to bring them back to the zero position. in order to restart the counting operation for the next hour.
The stopping of the plates during the strike and their resetting must be done while taking into account the volume of gas. which passes through the counter while these maneuvers are being carried out. This is done in the following way.
A few moments before striking, the cam 49 acts on the lever 50 and thereby disengages the toothed wheels 45 and 47, which has the effect of immobilizing the trays, the inscribers. At the moment when the wolf-tooth gear 45 no longer engages with the wheel 47, it is immobilized by the stop pin 52. During this stop, the counter continues to rotate and therefore also the counter. pinion 24, and gear 42 meshes with toothed wheel 44 in which is located
<Desc / Clms Page number 20>
performed the recovery lantern 44 '. Because the gear 44 rotates and the wolf tooth gear 45 is immobilized, the gear 44 bands the spring 46 placed between them and the ends of which are attached to each other respectively. of these.
Thanks to this device, the spring 46 is charged in proportion to the quantity of gas which has passed through the meter during the stopping of the plates 68 and 76, and this quantity is added to the cubage recorded during the operation of Next count which is performed as soon as components 44-45-50 have returned to the clutch position. When the strike has taken place and the plates have returned to zero, as will be indicated later, the cam 49 continuing to rotate, releases the lever 50 which returns, thanks to the spring 51, to its original position, and the toothed wheel 45 returns again to engage with toothed wheel 47 which controls the writing plates.
As soon as the wheels 45 and 47 mesh, the wheel 45 is no longer retained by the stop pin 52 and therefore the spring 46, which was stretched during the above maneuvers, is relaxes and returns the wheels 44 and 45 to their relative position by rotating, through the wheel 47, the writing plates by an amount corresponding exactly to the cubic capacity of gas which has passed the meter during the time which was necessary to ensure striking and resetting of the recording equipment.
The writing plate 68 is reset to zero by the cam 56 which acts on the roller of the striking lever 57.
When this lever is at the end of its travel, the cam 56 suddenly releases this lever which, under the effect of the return spring 58, strikes the heart-shaped cam 60 carried by the axis 48, on which the lever is also located. writing plate 68. This has the result of returning this plate to its correct position.
<Desc / Clms Page number 21>
responding to zero. This fairly brutal strike has the effect of giving a little inertia to the core and therefore also to the plate 68. To remedy this drawback, that is to say to immobilize the plate. as soon as it has returned to zero, at the end of the axis 48, a notched disc 53 (FIG. 5) and a retaining roller 54 are provided, which provide a clear stop to the plate at the time and in the desired position.
As can be seen from Figures 7 and 11, the heart cam only ensures the return to zero of the plate 68; the plate 76 is not carried directly by the axis 48; rotation is provided by means of gears 69-70-71-72. When the lever 57 is struck on the core 60, the cam 61 - which is also carried by the cam holder sleeve 33 - acts on the lever 62 (FIG. 7) which, via the connecting rod 65, acts on the lever 66 and has the effect of breaking the link between the two writing plates. The plate 76 being released, it returns to zero under the effect of the cable 95 (FIG. 10) and of the return barrel 94, and this by means of the carriage 91 and the drive cable 74.
To prevent, during this maneuver, the plate 76 from exceeding by inertia its starting position at zero, a stop 76 'and a stop button b corresponding to the zero position are provided. As soon as the plate 76 is reset to zero, the same cam 61 causes the toothed wheels 70 and 71 to be re-geared.
The sudden reversal of the carriage 91 has the effect of drawing a straight horizontal line 142 on the strip of paper 104 (Figure 15).
As in general the gas meters installed in distribution stations have been established for a determined hourly flow, it is advantageous to be able to check whether the flow, for a given meter, has not been greater than 150%.
<Desc / Clms Page number 22>
nominal flow rate for example. With a view to this control, provision has been made for triggering the recording device when the flow rate exceeds the 150% mentioned above.
It is also necessary to set a maximum flow rate so that the scale on the chart paper and the graduation on the 96 scale are not too small. For this purpose, a stopper has been provided on the plate 76. The position of this stopper on the periphery of this plate is adjustable at will in order to adapt the device to any counter. When the maximum flow rate has been reached, the button a comes into contact with the limit lever 115 (figures 7 and 13), which has the effect of acting, via the lever 117, on the caliper. trigger 118 activating the reel 125, as happens during a clockwise relaxation. Thanks to this device, a typing is made on the paper and it is easily seen on it that at a given moment something abnormal has happened.
To know the total flow for the hour during which this excess flow occurred, it is obviously sufficient to add the two volumes which appear, for that hour, on the chart paper.
The graph in figure 15 clearly shows that the 20th of the month, at 13 3/4 h. approximately, an extreme nominal flow rate of 8000 m3 has been reached, i.e. a trip has taken place at this time. During the quarter of an hour remaining to run before the hourly triggering of 2 p.m., the meter delivered 1000 m3, i.e. a total flow of 8000 + 1000, or 9000 m3 of hourly flow between 1 and 2 p.m.
By examining the diagram in FIG. 15, it can be seen that on the 20th of the month at 6 o'clock, the station manager set the apparatus for an hourly flow rate of 6000 m3 by moving the slider 96 'to the left.
<Desc / Clms Page number 23>
Between 6 and 7 hours, the flow was normal and regular; between 7 and 8 am, it was normal but irregular, ie exaggerated at the beginning. Between 8 and 9 hours, the flow was irregular and marked an excess of 1000 m3. Between 9 and 10 hours the flow was lower than normal and was temporarily stopped for about 10 minutes. Between 10 a.m. and 1 p.m., the gas sampling came to a standstill, after consumption began shortly after 10 a.m., and consumption resumed shortly before 1 p.m. During this stopping time, the hourly detents did not work and the clock worked on its winding reserve. At 6 p.m., the station manager adjusts the flow by setting it at 2000 m3. A zone
B, ranging from 18 to 24 hours, indicates a period of normal hourly operation and flow rates.
The chronocounter described above and represented in the accompanying drawings finds its application in the measurement, during successive periods of the same duration, of the flow rates of any fluids such as water, any liquids, water vapor, other vapors, air, gases such as coking gas, lighting gas, etc.