BE496628A - - Google Patents

Description

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  APPAREIL PERMETTANT DE MESURER LES CALORIES APPORTEES PAR UN FLUX DE LIQUIDE 
A TEMPERATURE VARIABLE. 



   L'objet de la présente invention est un appareil permettant de mesurer les calories apportées par un flux de liquide à température variable. 



  Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comporte un obturateur dont le régla- ge est effectué par les variations de température du liquide, destiné à diri- ger une partie du liquide dans une conduite menant à un compteur volumétrique ordinaire, le reste du liquide passant par un by-pass, les pressions dans le by-pass et dans la conduite menant au compteur étant maintenues constamment égales par un équilibreur de pression, de façon que la quantité de liquide pas- sant par le compteur volumétrique soit directement proportionnelle à la tempé- rature du liquide. 



   Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exé- cution de l'objet de l'invention. 



   Fig. 1 est une coupe de-la première forme d'exécution de l'appa- reil en élévation. 



   Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1. 



   Fig. 3 est une coupe d'une deuxième forme d'exécution de l'appa- reil en élévation. 



   Fig.   4   est une coupe d'un   détail. d'une   troisième forme d'exécu- tion de l'appareil en élévation. 



   Fig. 5 en est une coupe en plan, suivant la ligne V-V de la   fig.4.   



   Fig. 6 est une coupe en élévation suivant la ligne VI-VI de la fig. 5. 



   Fig. 7 est une coupe en élévation d'une quatrième forme d'exécu- tion de   l'appareil;,   et 
Figs. 8 et 9 sont des coupes en élévation de détails de deux va- riantes de cette quatrième forme d'exécution. 

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   Fig. 10 est une coupe en élévation d'un équilibre de pression suivant une cinquième forme de réalisation. 



   Dans la forme d'exécution représentée par les figures 1 et 2, l'appareil comporte une conduite 1 d'amenée du liquide,, suivie d'un conduit 36 constituant un by-pass 2 et une conduite 3 menant à un compteur volumétri- que ordinaire 4. Le by-pass est muni d'un tube 82 rejoignant la conduite prin- cipale après   -le   compteur 4. L'embouchure du conduit 36 est munie de deux chi- canes 5 et 6 réglables grâce à des fentes 5' et 6' et ménageant entre elles une ouverture 7. Ce conduit 36 est de section rectangulaire., puis s'évase en une cavité 8. La cavité 8 renferme un équilibreur de pression dont le corps 9 contient un piston 10 de même poids que le liquide qu'il déplace et suscep- tible de venir obturer l'orifice 11 du by-pass.

   Sur le corps 9 de l'équili-' breur, en regard de l'ouverture 7 est fixée l'extrémité 121 d'une lame bimé- tallique 12 s'étendant sur toute la largeur du conduit 36 et séparant en deux la cavité 8 constituant ainsi le by-pass 2 et la conduite 3. La seconde extré- mité de la lame 12, désignée par 122 est placée entre les chicanes 5 et 6, plus près de l'une ou de l'autre, suivant la température du liquide. La position des plaquettes ou chicanes 5 et 6 peut être réglée pour modifier la largeur de la section d'entrée dans le by-pass et dans la conduite 3 suivant les tem- pératures minimum et maximum pour lesquelles l'appareil est rappelé à travail- ler. 



   Le fonctionnement de l'appareil est le suivant : - 
Lorsque le liquide est à la température minimum? la lame 12 ap- puie sur la chicane 5 et ferme la conduite menant au compteur 4. Tout le li- quide passe par le by-pass 2 et rien n'est enregistré. Le contraire se produit lorsque le liquide est à la température maximum et que la lame 12 appuie sur la chicane 6. Pour une température intermédiaire du liquide, 1'extr.émité 122 de la lame 12 occupe une position correspondante entre les chicanes 5 et 6. 



  Il suffit que les pressions dans la cavité 8 soient égales de part et d'autre de la lame 12 pour que la quantité de liquide passant par le .compteur soit proportionnelle à la température. Cette condition est remplie grâce à l'équi- libreur dont le piston 10 est en suspension à l'intérieur du corps 9. Sitôt, par exemple., que la pression augmente dans le compteur., le piston 10 est pous- sé vers le bas. Le mouvement du piston 10 rétrécit l'orifice 11, de sorte que le liquide s'écoule moins facilement et la pression monte en 2 sous la lame jusqu'au moment   où   l'équilibre est rétabli. 



   Le dispositif permet au compteur   4   d'enregistrer les calories apportées par un courant dont le flux et la température peuvent à la fois être variables. Il suffit de multiplier l'indice volumétrique du compteur   4   par une constante propre   à   l'appareil pour avoir le résultat en calories. Cette constante est le nombre de degrés de variation de température correspondant à l'écartement des deux chicanes 5 et 6. L'échelle pourrait être graduée de façon qu'elle indique directement ce résultat. 



   La deuxième forme d'exécution diffère de la première par l'ob- turateur et par l'équilibreur de la pression. 



   Dans la fig. 3, 13 désigne la conduite d'amenée du liquide,   14   le by-pass et 15 la conduite menant' au compteur volumétrique 16. Le corps de l'appareil est désigné par 17, celui de l'équilibreur par 18. Deux sièges de soupape 19 et 20 sont fixés dans le corps 17. La position de ces sièges peut être modifiée suivant pour quels écarts de température doit travailler l'appa- reil. L'obturateur comporte une soupape 21 dont une face 211 est destinée à coopérer avec le siège 19 et dont une face 212 est destinée à coopérer avec le siège 20. Cette soupape est montée sur un arbre 22 susceptible de se dépla- cer axialement. Cette soupape est reliée par le levier 23 et la tige 24 à fai- ble dilatation à une extrémité libre 251 d'un tube 25 à fort coefficient de dilatation dont la seconde extrémité désignée par 252 est fixée au bâti.

   Les variations de longueur du tube 25, dues aux variations de température du li- quide, provoquent un déplacement axial de l'arbre 22 portant la soupape 21. 



  Celle-ci ouvre plus ou moins le   by-pass   ou la conduite   15:   L'équilibreur de pression destiné à maintenir les pressions égales dans le by-pass   14   et la 

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 conduite 15, comporte une membrane 26 fixée d'une part au bâti, d'autre part à un disque 27 solidaire d'une tige 28 portant une double soupape équilibrée 29 et 30 destinée à régler   l'écoulement   du liquide du by-pass. 



   Le principe du fonctionnement de l'appareil est identique à ce- lui de la première forme d'exécution. 



   L'appareil suivant la troisième forme d'exécution (voir   fige 4,   5 et 6) est destiné'à mesurer les calories fournies au liquide, par une chau- dière, par exemple, compte tenu des fluctuations de température du liquide d'a- limentation. 



   A cet effet, un dispositif compensateur est ajouté à l'appareil analogue à la première forme d'exécution, différant cependant de celle-ci par le mode de fixation de l'extrémité 121 de la lame bimétallique 12. Cette ex-   trémité   121 est montée sur un arbre 31 qui sort du corps de l'appareil pour pénétrer dans la conduite d'alimentation de la chaudière. Une lame bimétalli- que 33 immergée dans le liquide d'alimentation, est fixée par son extrémité 331 à l'arbre 31. Son autre extrémité 332 est pincée entre deux butées régla- bles 34 et 35 de façon à pouvoir glisser entre elles. Les lames bimétalliques 12 et 33 sont de même caractéristique.

   Des fluctuations de température du li- quide d'alimentation obligent la lame 33 à se cintrer plus ou moins en faisant tourner légèrement l'arbre 31 qui déplacera ainsi la lame 12 d'une quantité' correspondante. De cette façon, un surplus de calories fourni par la chaudiè- re en raison d'un abaissement de la température du liquide d'alimentation est automatiquement enregistré par le compteur   4.   



   Dans la fig. 7, 37 désigne la conduite menant au compteur volu- métrique,ordinaire désigné par 38, 39 désigne le by-pass et 40 la lame bimétal- lique. L'équilibreur comprend un corps 41 situé entre la conduite 37 et le by-pass 39. Trois chambres désignées par 42,   43   et 44 sont ménagées dans ce corps   41.   Les deux premières, 42 et 43, sont séparées par une cloison .mobile 45, formée d'une membrane élastique. La chambre   42   est reliée au by-pass par un conduit 46 et la chambre 43 est reliée à la conduite 37 par un conduit   47.   



  Pour que les pressions soient égales dans la conduite 37 et dans le by-pass, elles devront l'être aussi dans les chambres 42 et   43.   Un pointeau 48 est 
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 fixé à la membrane 1r.5.Ceapointeu¯pevi,-r.r ob.zosnsgartiellement un orifi- ce ou passage d'admission 49 du liquide dans la chambre 44, le liquide ayant du passer dans un espace intermédiaire ou chambre désignée par 50. La chambre 44 est limitée par une membrane élastique 51 percée d'un petit trou 52 formant jauge. Cette membrane peut venir masquer au moins partiellement un orifice ou passage 53 d'écoulement du by-pass, dont la seconde partie, située après le passage 53, est désignée par 54. Lamembrane 51 constitue donc un organe de réglage de l'écoulement du by-pass.

   Afin d'éviter des oscillations du sys- tème et pour le stabiliser, un asservissement est prévu, qui comprend un pis- ton 55 solidaire du pointeau   48   qui se déplace dans un cylindre 56 solidaire de la membrane 51. 



   Le fonctionnement de l'équilibreur est le   suivant :   
En état d'équilibre, la position de la membrane   45   est telle que l'eau que laisse passer le pointeau 48 sous l'effet de'la différence de pres- sion entre les chambres 50 et 44 est égale à celle qui s'écoule par le trou 52 sous l'effet de la différence de pression entre les chambres 44 et 54. La pression dans la chambre 44 est donc moyenne entre celles des chambres 50 et   54.   



   Si la pression, par exemple, dans la conduite 37 est plus forte que dans le by-pass 39, la pression monte aussi dans la chambre   43,   pousse la membrane 45 et le pointeau 48, lequel ouvre le passage   49,   ce qui fait monter la pression dans la chambre 44. Celle-ci pousse la membrane 51 et étrangle un peu le passage 53 jusqu'au moment où l'équilibre est rétabli entre les con- duits 37 et 39. 



   Si au contraire, la pression est plus forte dans le   by-pass   39, le phénomène inverse se produit. 

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   Toutefois, lorsque l'eau est froide et que l'entrée de la condui- to   37 est   fermée par la lame 40, la chute de pression entre les points désignés par 57 et 58 dans le circuit passant par le compteur est pratiquement nulle, alors que la chute de pression dans le circuit du by-pass est maximum.   L'6qui-   libreur ne peut, dans ces conditions, rétablir convenablement l'équilibre. 



  Il est indiqué d'ajouter une soupape formée d'une bille 59 appliquée contre son siège, désigné par 60, par un ressort 61, soupape dont la résistance est au moins égale à la résistance maximum du by-pass. 



   Dans la variante de la fig. 8, le corps de l'équilibreur est dé- signé par 63, la première chambre par   64,   qui communique avec la conduite 37 par un conduit 65, la deuxième chambre par 66, qui communique avec le by-pass 39 par un conduit 67 et la troisième chambre par 68. Les chambres   6.4 et   66 sont séparées par un piston 69 qui porte un pointeau 70 pouvant venir obturer au moins partiellement un orifice d'écoulement 71 pratiqué dans un piston 72 qui limite la chambre 68. Le piston 72 est différentiel et présente deux dia- mètres tels que le rapport des surfaces correspondantes est de 1/2. Le piston 72 peut venir obturer, au moins partiellement,, le passage 53 d'écoulement du by-pass. 



   Une paroi fixe 73 sépare les chambres 66 et 68.   Un   trou 74 per- cé au centre de cette paroi, laisse passer le pointeau 70 avec un léger jeu constituant une jauge entre les deux chambres 66 et 68. Le piston 72 en se déplaçant forme plus ou moins le passage 53 d'écoulement du by-pass. 



   En état d'équilibre une petite quantité d'eau passe par le con- duit 67, la chambre 66, le trou 74, la chambre 68 et par l'orifice 71. Les pressions dans la conduite 37 et dans la chambre 64 sont égales, ainsi que les pressions dans le by-pass 39 et dans la chambre 66. La pression dans la cham- bre   68   est moyenne entre celles des chambres 66 et 75, 75 désignant l'espace situé sous la partie de grand diamètre du piston 72 et communiquant avec le by-pass par un conduit 76. 



   Si la pression dans la conduite 37 devient plus forte que dans le by-pass 39, le piston 69 est poussé et par son pointeau   70   ferme un peu plus l'orifice   71.   La pression dans la chambre 68 monte, pousse le piston 72 lequel vient étrangler le passage 53 et fait remonter la pression dans le by-pass jus- qu'à ce que l'équilibre soit rétabli avec la conduite   37.   La bille 59 formant soupape est aussi prévue pour les mêmes raisons que dans le cas de la fig. 7. 



   Les conditions d'écoulement n'étant pas, pour toutes les posi- Lions de la lame 40, rigoureusement proportionnelles aux chutes de pression, on peut obtenir un appareil plus précis encore (figure 9), en reliant les   chambres   64 et 66, (ou 42 et 43 dans la fig. 7) à des tubes de Pitot désignés par 77 et 78 dont l'ouverture est placée juste à l'endroit d'étranglement maxi- mum désigné par   79,   où les vitesses sont elles-mêmes maxima. Ce sont donc les pressions dynamiques, proportionnelles aux vitesses à l'entrée des tubes 77 et. 78, qui sont transmises dans les chambres   64   et 66. L'équilibre de part et d'autre du piston 69 est obtenu seulement quand ces vitesses sont égales. 



   Dans l'équilibreur de pression représenté à la fig. 10, le corps creux est divisé par une membrane séparatrice 85, très souple, en deux chambres, soit une chambre supérieure   86,   communiquant, en 87, avec la condui- te d'amenée 37 et une chambre inférieure 88 communiquant avec le by-pass 39. 



  L'orifice d'écoulement du by-pass 39 comprend une série de perforations'90 dis- posées à la base d'une pièce de centrage 91 dont la partie supérieure, de forme légèrement tronconique 92; sert d'une part   à   guider, avec un faible jeu, la calotte creuse 93 d'un piston qui sert à obturer plus ou moins la section uti- le d'écoulement 98 du   by-pass,   et d'autre part, à créer dans l'espace 97 une chambre dans laquelle la pression est égale à celle régnant en 88. La tige 94 du piston 93 est guidée dans le corps de l'équilibreur; elle est fixée de façon étanche à la membrane 85.

   Le fond du piston comporte des orifices 96 dont la section totale doit être notablement plus grande que la section de passage entre le piston 93 et la pièce tronconique 92 afin que la pression en 97 soit la même qu'en 88. 

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   Quand les pressions sont différentes de part et d'autre du bilame   40,   la membrane 85 se déplace vers le haut ou vers le bas et entraîne le piston 93 qui obture plus ou moins le passage 98 jusqu'à ce que les pressions soient identiques de part et d'autre du bilame   40.   Grâce à l'égalité des pressions en 88 et 97 et à l'arête tranchante de la calotte creuse,la partie mobile de cet obturateur ne subit pratiquement aucune poussée due à des réactions hydrau- liques. Le débit de fuite, s'écoulant entre la calotte creuse 93 et la pièce 92, réalise un centrage hydraulique automatique du piston 93 grâce à la coni- cité de la pièce 92. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Appareil permettant de mesurer les calories apportées par un flux de liquide à température.variable caractérisé en ce qu'il comporte un ob- turateur répartiteur dont le réglage est effectué par la variations de tempé- rature du liquide, une conduite menant à un compteur volumétrique ordinaire, un by-pass et un équilibreur de pression, l'obturateur étant destiné à diriger une partie du liquide dans ladite conduite, le reste du liquide passant par le by-pass, et l'équilibreur de pression étant destiné à maintenir les pres- sions dans le by-pass et dans la conduite constamment égales, de façon que la quantité de liquide passant par le compteur volumétrique soit directement pro- portionnelle à la température du liquide.

Claims (1)

1. 2. Appareil'selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'obturateur répartiteur comporte une lame bimétallique placée dans la conduite parallèlement au courant et fixée par l'une de ses extrémités, de façon à diviser le courant en deux flux différents, la position de l'extrémi- té libre de la lame bimétallique variant avec la température du liquide.

   3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les sections d'entrée respective de la conduite du compteur et du by-pass sont réglables au moyen de plaquettes de réglage, en fonction des températures limites du fonctionnement de l'appareil, de telle manière que l'extrémité mo- bile de la lame bimétallique s'applique sur l'une ou l'autre de ces plaquettes lorsqu'une température limite est atteinte.

   4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'extrémité fixe de la lame bimétallique est montée sur un arbre auquel est fixée une seconde lame bimétallique susceptible de se déformer sous l'influen- ce des variations thermiques et immergées dans un autre flux que la première lame, de façon que les variations thermiques de ce second flux soient enregis- trées par l'intermédiaire du premier flux.

   5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'obturateur répartiteur comporte une soupape double ouvrant le by-pass lorsqu'elle ferme la conduite du compteur volumétrique, et réciproquement, et commandée par les varaitions de longueur d'un tube métallique se dilatant ou se contractant sous l'effet des variations thermiques.

   6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'équilibreur de pression comporte. un cylindre de poids spécifique égal à celui du liquide, ce cylindre pouvant se déplacer dans un conduit reliant le by-pass à la conduite du compteur et pouvant obturer partiellement ou tota- lement le by-pass.

   7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'équilibreur de pression comporte une soupape équilibrée obturant le by- pass, commandée par une membrane séparatrice placée entre le by-pass et la conduite du compteur 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la soupape équilibrée est constituée par un piston mobile obturateur creux formant plus ou moins, par son arête tranchante, l'orifice d'écoulement du by- pass et par un organe tronconique fixe, disposé avec un faible jeu à l'inté- rieur du piston et assurant le centrage radial grâce à un léger écoulement dans le jeu conique.

   9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait <Desc/Clms Page number 6> que la membrane entre le by-pass et la conduite du compteur est fixée de fa- con étancheà la tige du piston, et le fond de ce piston comportant des ori- fices assurant l'équilibre axial des pressions sur les deux faces du fond du piston.

   10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'équilibreur de pression comprend deux chambres reliées l'une à la con- duite d'amenée, l'autre au by-pass, une cloison mobile séparant ces deux cham- bres, une troisième chambre dont un orifice est plus ou moins masqué suivant les déplacements de ladite cloison mobile, et un organe de réglage de l'écou- lement du by-pass, le tout de manière que les variations d'ouverture dudit ori- fice produisent des variations de pression dans la troisième chambre, ces va- riations de pression actionnant ledit organe de réglage, et que des variations de pression dans la conduite d'amenée ou dans le by-pass, s'y traduisent par des variations de débit.

   11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les deux premières chambres de l'équilibreur de pression sont reliées par des tubes de Pitot, aux endroits où les vitesses d'écoulement sont maxima dans les sections d'entrée respectives de la conduite d'amenée et du by-pass, afin de permettre la mesure des pressions dynamiques.

   12. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la cloison mobile séparant les deux premières chambres porte un pointeau destiné à obturer au moins partiellement l'orifice de la troisième chambre.

   13. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'orifice de la troisième chambre qui est au moins partiellement obturé par le pointeau, est l'orifice d'admission.

   14. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'orifice de la troisième chambre qui est au moins partiellement obturé par le pointeau, est l'orifice d'écoulement.

   15. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la cloison mobile séparant les deux premières chambres est une membrane.

   16. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la cloison mobile séparant les deux premières chambres est un piston.

   17. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'organe de réglage est une membrane limitant la troisième chambre et sus- ceptible de venir obturer au moins partiellement l'orifice d'écoulement du by-pass.

   18. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'organe de réglage est un piston limitant la troisième chambre et suscep- tible de venir obturer au moins partiellement l'orifice d'écoulement du by-pass.

   19. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que des moyens d'asservissement sont prévus entre la cloison mobile séparant les deux premières chambres et ledit organe de réglage, de manière à stabili- ser le système.

   20. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que des moyens d'asservissement sont constitués par un piston solidaire de l'une des deux pièces, cloison mobile et organe de réglage, coulissant dans un cylindre solidaire de l'autre pièce.

   21. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une soupape est située sur la conduite menant au compteur volumétrique et destiné à créer une résistance au passage du liquide, résistance au moins éga- le à la résistance du by-pass.

   R E S U M E.

   L'objet de la présente invention est un appareil permettant de mesurer les calories apportées par un flux de liquide à température variable.

   Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comporte un obturateur répartiteur dont le réglage est effectué par les variations de température du liquide, <Desc/Clms Page number 7> une conduite menant à un compteur volumétrique ordinaire, un by-pass et un é- quilibreur de pression, l'obturateur étant destiné à diriger une partie du li- quide dans ladite conduite, le reste du liquide passant par le by-pass et l'é- quilibreur de pression étant destiné à maintenir les pressions dans le by-pass et dans la conduite constamment égales, de façon que la quantité de liquide passant par le compteur volumétrique soit directement proportionnelle à la température du liquide. en annexe 4 dessins.