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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX PROCEDES ET DISPOSITIFS POUR MESURER LE DEBIT
D'UNE MATIERE FLUIDE.
L'invention est relative à un procédé et à un dispositif pour mesurer des matières fluides ou qui peuvent couler, c'est-à-dire pour mesurer le débit de ces matières pendant qu'elles avancent, d'une manière continue, vers ou dans le dispositif. On entend par matières fluides, des matières solides divisées ou désagrégées, des liquides, des semi-liquides ou des substances analogues dont les propriétés sont telles qu'elles puissent couler librement, ces subtances étant toutefois autres que des gaz ou des vapeurs.
Comme exemples des matières qui peuvent être mesurées tout particulièrement à l'aide du dispositif faisant l'objet de l'invention, on peut citer les céréales, la farine, les produits chimiques secs et d'autres matières solides finement divisées, à l'état pulvérulent, granulaire ou analogue, ainsi que divers liquides, toutes ces substances pouvant être propulsées, sous la forme d'un courant qui coule facilement, dans des canaux ou conduitso Par débit de la matière, on entend la quantité de cette matière (mesurée en poids) qui passe en un point ou endroit déterminé par unité de temps, ce débit étant exprimé, par exemple en kilogrammes, en grammes et en d'autres unités de poids par heure, par minute ou analogues.
Il est entendu, en outre et à moins qu'on le spécifie autrement, que par mesure d'un débit on entend la détermination et l'utilisation de la valeur de ce débit ou des variations de ce dernier, la mesure pouvant être utilisée pour une indication directe, par exemple sur un cadran ou dans un appareil enregistreur ou seulement pour certains autres usages indirects tels que le réglage ou la surveillance de l'alimentation de la matière.
Dans un sens plus spécifique, l'invention concerne plus particulièrement la mesure du débit de la matière qui avance ou que l'on fait avancer d'une manière continue et sans être gênée, la nature ou la manipulation de la matière étant telle qu'elle puisse couler dans une zone dans laquelle il existe un espace libre au-dessus de la matière, cet espace lui-même étant
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entièrement fermé ou étant ouvert,en partie, à l'air libreo Par exemple, même dans le cas d'un liquide débité par un conduit qui lui-même est rempli avec le liquide qui s'écoule sous pression, les modes de réalisation pré- férés du dispositif sauf néanmoins tels qu'ils peuvent être utilisés dans ce cas du moment que les conditions de pression, pour l'écoulement total du courant,
ne sont pas telles qu'elles empêchent le passage du liquide dans une région (du dispositif) sans remplir celle-ci. Il est ainsi possible, si nécessaire pour un tel usage, de fermer les régions du dispositif dans les- quelles les matières sont manipulées, pour faire agir dans celles-ci une pres- si-on superatmopshériqueo Comme indiqué plus haut, et, d'une manière générale, 1 invention peut être appliquée à la mesure du débit de différents genres de matières fluides et dans une variété de conditions.
L'invention a pour but, surtout, de perfectionner les procédés et dispositifs du genre susindiqué et de les rendre plus efficaces, plus spécialement en vue de réaliser un dispositif qui est robuste tout en étant très sensible et qui permet d'effectuer une mesure précise du débit dans une zone étendue de débits. Un autre but, plus spécifique, de l'invention est de réaliser un procédé et un dispositif pour la mesure d'un débit, ce procédé et un dispositif pour la mesure d'un débit, ce procédé et dispositif étant efficacement sensibles à une variation extrêmement grande du débit de matiè- re à mesurer, un mode de réalisation relativement simple de l'invention étant sensible avec précision à des débits qui diffèrent entre eux par exem- ple de cent fois ou davantage.
Un autre but de l'invention est de réaliser un procédé et un dispositif pour la mesure d'un débit qui conviennent à des matières fluides de genres différents, ces dispositifs pouvant être adjoints à divers genres de conduits, tubes, tuyères, canaux, rigoles ou autres passages dans lesquels la matière peut couler.
Encore un autre but de l'invention est de réaliser un appareil, du genre spécifié, qui comprend des moyens nouveaux pour répon- dre aux variations de débit d'une matière en écoulement et de rehdre cet ap- pareil tel qu'il permette d'obtenir, d'une manière continue, une indication directe, de préférence linéaire, du débit, le dispositif étant, en outre, caractérisé par une simplicité et une robustesse non usuelles et par une fa- cilité de construction, ce dispositif permettant d'obtenir une précision éle- vée et une rapidité extraordinaire avec lesquelles les indications sont four- nies au cours de l'usagea
A cet effet et pour d'autres buts le procédé, faisant l'objet de l'invention et réalisé d'une manière que l'on préfère actuellement, consiste à diriger un courant de particules (ou un liquide)
d'une manière continue vers et dans une zone définie dans laquelle un dispositif, qui tourne continuelle- ment à vitesse constante, refoule la matière dans une direction orientée radia- lement vers l'extérieur, vers une zone où elle est débitée périphériquement, de l'énergie mécanique étant ainsi dépensée d'une manière continue pour la ma- tière en écoulement afin de lui procurer une vitesse angulaire constante dans ladite zone ou, plus spécifiquement et comme l'amplitude du chemin parcouru est uniforme, une vitesse tangentielle constante.
L'énergie, ainsi utilisée pour obtenir la propulsion centrifuge de la matière depuis une partie centrale vers le bord périphérique du dispositif rotatif, est avantageusement fournie par un mécanisme d'entraînement tournant à une vitesse constante, de sorte que cette énergie varie d'elle-même avec les modifications de la charge. résultant des variations de la quantité de matière qui, à tout instant, sublt un refoulement par le dispositif centrifuge.
Pour un mode de réalisation préféré,,, décrit ci- après, l'énergie nécessaire, à un moment donné, pour accélérer la matière fluide pour qu'elle ait une vitesse de décharge constante est directement proportionnelle à la quantité de la matière qui traverse le dispositif, de sorte que l'énergie ainsi fournie, ou ses variations, peut être mesurée pour donner une indication directe et précise du débit.
Alors que d'autres modes de détermination des variations d'énergie peuvent être utilisés, une autre caractéristique, que l'on préfère actuellement, pour déterminer le débit
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réside dans le fait que l'on convertit les variations de l'énergie ou du cou- ple transmis en variations d'une caractéristique d'un milieu sensible aux premières variations, telle qu'une pression de l'air ou d'un autre gaz, après quoi on mesure cette caractéristique en vue d'obtenir une indication immédia- te, précise et continue du débit.
Pour un dispositif particulièrement efficace et établi selon 1' invention, pour lequel l'orgahe accélérateur parreffet centrifuge est entraîné par une source d'énergie appropriée, tournant à une vitesse constante et telle qu'un moteur synchrone, un moteur commandé par un régulateur ou analogue, 1' entraînement se fait par des moyens mécaniques qui comportent un organe mobile, sollicité ou déplacé d'une manière variable en fonction de la quantité d'énergie fournie. Cet organe, sensible à la charge et qui peut être constitué d'une ma- nière particulière et extraordinairement efficace, est relié de manière à pou- voir agir sur des instruments indicateurs appropriés, ceux-ci pouvant compor- ter avantageusement des moyens par lesquels un effort d'équilibrage est exercé sur ledit organe par l'effet exercé par celui-ci.
L'effort d'équilibrage est fourni, par exemple, par un milieu sensible approprié dont l'état ou la nature varie ainsi par l'effet exercé par l'organe sensible à la charge, ce milieu intervenant alors, comme expliqué plus haut, pour commander un instrument de mesure, de préférence d'une manière continue, pour obtenir la mesure momenta- née voulue du débit de matière traversant le dispositif.
Plus particulièrement, les moyens d'équilibrage peuvent compor- ter un cylindre et un piston ou toute autre chambre extensible pour pouvoir exercer un effort antagoniste variable sur l'organe de commande. Ils peuvent également comporter un dispositif,'commandé par ledit organe, pour régler la ' pression du fluide dans la chambre jusqu'à ce qu'on obtenne l'état d'équilibra- ge voulu. Pour ce mode de réalisation de l'invention, un instrument manométri- que est branché sur la chambre de manière telle que l'on obtienne une indication continue correspondante qui représente le débit de la matière.
Il est à noter que pour le procédé et le dispositif tels que décrits, toutes les particules ou portions de la matière fluide, qui passent dans l'appareil centrifuge, sont accélérées jusqu'à avoir une vitesse cons- tante dans la zone de décharge, c'est-à-dire une vitesse qui correspond à la vitesse linéaire du bord extérieur de cet appareil. L'énergie, nécessaire pour obtenir cette accélération, est calculée par la formule usuelle E = 1/2 MV2.
En faisant donc passer la matière dans l'appareil centrifuge, qui est entraîné à une vitesse appropriée, de préférence élevée, on obtient une vitesse relati- vement élevée pour les particules ou portions déchargées et comme l'énergie ou la charge est proportionnelle au carré de cette vitesse V, un accroissement même très petit de la masse M procure une augmentation relativement élevée de l'énergie. Par conséquent, on obtient une grande précision pour la mesure, même si le débit subit des changements peu importants, quand on se base, en réali- té, sur les variations d'énergie qui sont nécessaires pour conserver la vites- se constante en question.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple, un disposi- tif, particulièrement efficace, établi selon l'invention.
La figure 1 montre, en élévation (parties en coupe axiale ver- ticale), un débitmètre faisant l'objet de l'invention.
Les figures 2 et 3 montrent, respectivement en coupe verticale suivant 2-2 figure 1 (parties en élévation) et en coupe horizontale suivant 3-3 figure 1, le même débit-mètre.
Les figures 4 et 5 montrent, à plus grande échelle et respecti- vement en élévation (parties en coupe et parties arrachées dans des plans dif- férents) et en coupe horizontale suivant 5-5 figure 4, un régulateur faisant partie du débitmètre montré sur les figures 1 à 3.
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La figure 6 montre, à plus grande échelle et en élévation schématique (parties en coupe), les organes de commande d'un instrument de mesure sensible à la pression et faisant également partie dudit débitmètre.
Le dispositif, montré sur les figures 1, 2 et 3, comprend un récipient collecteur ou une trémie 10, de forme circulaire en plan, propre à servir de logement, tout au moins latéralement, à une roue horizontale 12 montée sur un arbre vertical, la paroi supérieure de la roue comprenant une ouverture centrale par laquelle la matière fluide, débitée par un conduit ou canal d'alimentation tel qu'un tube incliné 14, est introduite. La matière coule ainsi dans la partie centrale et ouverte 15 de la roue 12 qui comprend des disques ou plateaux 16 et 17, écartés verticalement l'un de l'autre tout en étant séparés par plusieurs ailettes radiales 18.
Comme la roue 12 est entraînée rapidement à une vitesse constante (par des moyens décrits ci-dessous), la matière recueillie est refoulée vers l'extérieur,- entre les ailettes 18, par l'effet de la force centrifuge et est ensuite dirigée vers le bas le long de la face interne curviligne de la cuve ou récipient 10 et vers la partie inférieure coniques 19 pour tomber dans un tube de décharge ou dans une tuyère 20. Pour éviter que l'explosion vers l'extérieur de la matière (qui se trouve dans la roue 12) soit gênée quand cette matière pénètre dans la partie centrale 15, on peut faire comporter au disque ou plateau inférieur 18 un bossage 12 qui va en se rétrécissant le haut et qui forme, par exemple, un moyeu profilé par lequel la roue est engagée sur l'arbre 13, comme montré sur la figure 1.
Ce bossage 22 peut avoir une courbure concave, en coupe verticale, afin que l'on obtienne la déviation voulue du courant avec un frottement, une turbulence et une dispersion minimum. Comme montré, l'extrémité inférieure du tube d'alimentation 14 pénètre légèrement dans l'ouverture centrale du disque ou du plateau supérieur 16 de la roue avec un jeu suffisant et, pour l'exemple montré, l'arbre entraîneur 13 traverse la paroi supérieure du tube 14, également avec un jeu suffisant pour que cet arbre puisse tourner librement. Bien que l'on puisse utiliser des dispositifs complètement fermés, dans certains cas, on a montré, pour cet exemple, un récipient qui est ouvert audessus de la roue 12, en vue de simplifier la construction et le fonctionnement.
Parmi les différents moyens qui peuvent être utilisés pour entraîner la roue 12 et également pour déterminer les variations qui se produisent pour l'énergie nécessaire pour conserver une vitesse constante de la roue, on peut se servir d'un dispositif particulièrement efficace qui est constitué comme suit.11 comporte une source d'énergie appropriée, tournant à une vitesse constante, telle qu'un moteur électrique synchrone 24, une transmission à engrenages comprenant, par exemple, un pignon 25 monté sur l'arbre de sortie 26 du moteur 24. Ce pignon 25 engrène avec une grande roue dentée 27 qui, à son tour, est en prise avec un autre pignon 28 (avantageusement identique au pignon 25) qui est calé sur l'arbre 13.
Ces organes sont, comme montré, supportés par un bâti, désigné d'une manière générale par 30 et constitué par une plaque supérieure 32 et une plaque inférieure 33 écartées l'une de 1' autre,le moteur 24 étant monté sur la plaque supérieure 32. L'arbre 13 de la roue 12 est tourillonné dans des roulements à billes appropriées 34,35 montés respectivement sur les plaques 32 et 33 susdites, cet arbre comprenant également un collet ou rebord 36, établi par exemple au-dessus du palier ou roulement 35, pour maintenir l'arbre à sa position verticale et pour suspendre ainsi la roue 12, dans une position,convenable,, dans le récipient 10. Il est â noter qu'un support approprié (non montré) est prévu pour le ré- cipient.
Le tube d'alimentation 14, pour l'exemple montré, peut être suppor- té directement par une partie 38, convenablement profilée, du bâti 30.
La grande roue dentée intermédiaire 27, qui tourne comme les autres engrenages autour d'un axe vertical, peut,se déplacer angulairement autour de la partie supérieure d'un levier ou montant vertical 40 qui, à son tour, est monté, à son extrémité inférieure, sur un pivot de manière à pouvoir osciller autour d'un axe 41 qui est perpendiculaire à l'axe de la roue
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27 et qui coupe, avantageusement, les axes des pignons 25 et 28, ces axes étant parallèles et étant établis en des points diamétralement opposés de la roue dentée 27. L'articulation du levier 40 par rapport à l'axe 41 comporte, d'une manière appropriée, des pivots latéraux 42 logés dans des appuis 43 portés par la plaque inférieure 33.
En un point intermédiaire approprié 44 du levier ou montant 40, qui se trouve au moins à une distance assez grande de l'axe de pivotement 41, est articulée une extrémité de la bielle 45 d'un piston 46 qui peut coulisser dans un cylindre 47 monté sur un élément vertical 48 du bâti rigide 30. Avantageusement, on peut faire subir au levier ou montant vertical 40 une contrainte appropriée, par ?xemple à l'aide d'un ressort hélicofdal 50 qui est sous tension et qui est intercalé en un point du levier 40, écarté de son axe de pivotement 41, et une vis de retenue 51 engagée dans un élément vertical 52, le réglage de la contrainte étant obtenu à l'aide de la vis 51 qui fait varier la tension du ressort 50.
Comme expliqué davantage cidessous, tout.accroissement de la résistance qui s'oppose à la réaction de l'arbre 13 réagit sur les engrenages 27 et 25 et tend à déplacer le levier 40, qui porte la roue dentée 27, vers la gauche ou dans un sens direct par rapport à la figure 2, c'est-à-dire en antagonisme avec l'effet du ressort 50 et avec l'action de l'air ou de tout autre fluide fourni au cylindre 47.
Pour obtenir une alimentation, convenablement réglée, du cylindre 47 en fluide sous pression, on a recours à un tube 54 qui peut recevoir du fluide sous pression depuis une source appropriée (non montrée) et qui, de préférence, reçoit un courant continu d'air comprimé.
Ce tube 54 aboutit à un régulateur de débit, désigné d'une manière générale par 55 et raccordé, par un tube 56, au cylindre 47. Sur le tube 56 est branché un conduit 58 qui aboutit à un manomètre indicateur 60. Le dispositif d'alimentation en fluide, par exemple de l'air ou tout autre gaz, du cylindre 47 par le tube 56 comprend également un tube d'échappement ou de sortie 62 qui peut être fermé complètement ou en partie par un clapet 63 porté par un bras vertical 64 qui est fixé rigidement sur le levier ou montant 40 et se déplace donc avec lui, le clapet 63 étant en caoutchouc ou toute autre matière appropriée et comportant une face qui coopère avec l'extrémité ouverte du tube d'échappement 62,
de sorte que la relation entre ces organes peut varier doucement entre une position pour laquelle ce tube 62 est complètement fermé et une position pour laquelle il est grand ouvert par un déplacement angulaire total, d'une amplitude très réduite, du bras 64 et du levier 40 qui le supporte.
On admet que le moteur 24 entraîne la roue 12, par l'intermédiaire de la transmission à engrenages décrite plus haut, à une vitesse voulue et constante et que la matière fluide, telle que du grain, de la farine, d'autres céréales ou d'autres produits solides et divisés, est introduite sous la forme d'un courant sensiblement continu dans le tube ou couloir d'alimentation 14. Dans ces conditions, le fonctionnement du dispositif se comprend aisément.
Comme indiqué, on suppose également que le moteur 24 entraîne le pignon 25, le pignon 28 et la roue 12 dans le sens direct par rapport à la figure 2. La résistance, qui s'oppose à la rotation de l'arbre 13, tend alors à déplacer la grande roue dentée 27 angulairement autour de son axe 41 par rapport aux pignons 25 et 28, c'est-à-dire de manière telle que la roue 27 et son levier 40 ont une tendance à s'incliner vers la gauche de la figure 2. L'effort ainsi exercé sur le levier 40 pour l'incliner autour de son axe 41 est exactement proportionnel à la résistance opposée à la rotation de l'arbre 13.
Egalement comme indiqué plus haut, la fonction de la roue 12 est d'accélérer toutes les particules ou portions de la matière versées dans la roue par le tube 14 jusqu'à ce qu'elles aient atteint une vitesse finale égale à celle du bord extérieur de la roue, cette vitesse périphérique de la roue étant avantageusement maintenue constante par suite de son entraînement par le moteur synchrone 24 ou tout autre régulateur de vitesse.
L'énergie, qui est ainsi nécessaire pour propulser les particules ou portions
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dans le sens radial de la roue par l'effet de la force centrifuge, est fournie par le couple agissant sur la roue par l'intermédiaire de l'arbre 13 et cette énergie varie nécessairement avec la masse de la matière qui traverse la roue à tout moment,cette énergie étant directement proportionnelle au produit de la masse par le carré de la vitesse périphérique constante jusqu'à laquelle les particules ou portions sont accélérées.
On voit que la force totale, qui est exercée sur le levier 40 et qui tend à le faire pivoter autour de son axe 41, est en réalité la somme de deux composantes: 1) la charge qui traverse la roue 12 et 2) le frottement mécanique de tous les organes mobiles, excepté le moteur. Le deuxième de ces composantes peut avantageusement être équilibrée par le ressort 50, dont la tension peut être convenablement réglée au préalable quand le dispositif fonctionne à vide, c'est-à-dire quand la matière ne traverse pas la roue 12.
Le dispositif d'alimentation en air,pour les condeits 54 et 56,'est réglé de manière telle qu' il exerce un effort sur le piston 46 qui équilibre exactement la force restante qui tend à incliner le levier et, pour le mode de réalisation préféré et montré sur les dessins, cet effort compense exactement l'autre composante, c'est-à-dire la charge.constituée par la matière traversant la roue 12.
Le réglage de la pression dans le cylindre 47 et, par conséquent, de l'effort d'équilibrage exercé par le piston 46 est effectué par le dispositif à clapet
62-63, le clapet 63 étant rapproché automatiquement du débouché du tube de décharge 62, d'une quantité suffisante à tout moment pour qu'une pression suf- fisante règne dans le cylindre 47 pour maintenir le levier 40 en équilibre.
Par exemple, si le débit de la matière, fournie par le tube 14 à la roue 12, augmente, cet accroissement de la charge tend à incliner le levier 40 vers la gauche (figure 2), ce qui rapproche davantage le clapet 63 du de'bouché 62, de sorte qu'une quantité moindre d'air sous pression s'échap- pe du tube 54 et qu'une pression plus élevée agit dans le cylindre 47, jusqu'à ce que les organes soient exactement équilibrés.
De même, si la quantité de matière, traversant le dispositif, diminue, la réduction de la charge agis- -sant sur la roue permet au levier 40 de s'incliner très légèrement dans le sens opposé, c'est-à-dire vers la droite de la figure 2, ce qui ouvre davan- tage et de peu l'orifice de décharge 62, de sorte que la pression dans le cylindre 47 est réduite et que la tendance du piston à déplacer le levier 40 dans le sens indirect est interrompue, les organes occupant ainsi une nouvelle position d'équilibrage.
Comme l'effort de rappel ou d'équilibre, exercé dans le cylin- dre 47,est proportionnel à la pression du fluide, par exemple l'air, qu'il contient, l'aiguille 67 du manomètre (qui indique la pression règnant dans le tube 56) donne une indication continue de la charge momentanée de la roue 12 et, par conséquent, du débit de la matière fluide qui traverse la roue. En d'autres mots, le débit est mesuré, d'une manière continue, par la pression dans le conduit 58 et peut être indiqué directement (ou uti- lisé autrement), de toute manière appropriée, par exemple par le manomètre
60. Si on le désire, le cadran de ce manomètre peut être gradué directement en kilogrammes par minute ou en d'autres unités de débit appropriées pour la matière que l'on veut mesurer.
Que l'on fasse agir ou non sur le levier 40 un dash-pot supplémentaire pour remédier aux vibrations ou flottements de 1' aiguille 67 du manomètre 60, l'intervention du ressort d'équilibrage 50 est importante si,.,, l'on veut obtenir des résultats très précis surtout dans le cas où le débit peut varier entre des limites écartées. Ce ressort compense automatiquement tous les efforts antagonistes ayant une intensité constan- te, y compris le frottement dans les engrenages, les roulements à billes ou paliers, le frottement résultant de la rotation de la roue 12 et analogues, de sorte que l'effort exercé sur le piston 46 est essentiellement restreint à la charge effective produite par la matière fluide.
Divers genres de dispositifs à clapet ou soupape, de manomètres ou d'autres instruments sensibles à la
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pression peuvent être utilisés avec avantage pour le dispositif faisant 1' objet de l'invention, ceux montrés sur les dessins n'étant indiqués qu'à titre d'exempleo Le régulateur 55 du débit de l'air est montré, d'une manière détaillée, sur les figures 4 et 5. 11 comprend une botte dans laquelle sont ménagées deux chambres 70 et 71, écartées l'une de l'autre et parallèles.
Chaque chambre a une forme cylindrique de hauteur réduite et est subdivisée par une membrane flexible 72 ou 73. Les compartiments internes des chambres 70 et 71 sont reliés entre eux par un passage relativement étroit 75 sur lequel est branché un passage 76 aboutissant au tube de décharge 62. Le passage 75 relie donc les compartiments intérieurs des chambres alors que leurs compartiments extérieurs sont raccordés respectivement au tube d'alimentation 54 en air comprimé et au tube 56 aboutissant au cylindre 47. La membrane 72 est sollicitée vers l'extérieur, de manière à s'écarter d'un siège 78 qui entoure le passage 75, par des moyens élastiques tels qu'une plaque en un métal élastique et en forme d'étoile ou de croisillon.
La membrane 72 est, en outre, empêchée de s'appliquer sur la paroi externe de la cavité 70 par une plaque 80 qui porte plusieurs ergots ou saillies 81.
Par ailleurs, une communication continue mais quelque peu restreinte est maintenue entre le tube d'admission 54 (qui débouche dans le compartiment extérieur de la chambre 70), par des trous 82 et 83 ménagés respectivement dans la plaque 80 et la membrane 72, et le compartiment intérieur de la chambre 70. En d'autres mots, comme la plaque élastique 79 maintient normalement la membrane écartée du siège 78, l'air peut pénétrer par les trous susdits depuis le tube 54 dans le passage 75. Une disposition analogue est avantageusement prévue, avec les organes disposés dans un ordre inverse, pour la chambre 71, une plaque élastique 85 sollicitent la membrane 73 vers l'extérieur, une plaque 86 avec des saillies ou ergots d'écartement 87 étant prévue pour empêcher que la membrane 73 vienne s'appliquer contre la paroi externe de la chambre 71.
Une communication normale est ainsi assurée entre le passage 75 et le tube 56 dans lequel règne une pression réglée, par le compartiment intérieur de la chambre et par les trous 88 et 89 ménagés respectivement dans la membrane 73 et la plaque 86.
Il est a noter que le dispositif régulateur permet d'obtenir une réaction douce et sur laquelle on peut effectivement compter de la part du dispositif et, par conséquent, du monomètre ou d'un autre instrument indicateur branché sur le tube 58, cette réaction n'étant pas affectée par des à-coups ou autres troubles tout en étant suffisamment rapide pour que l'indication, donnée par l'aiguille 67, soit essentiellement continue et immédiate.
Par exemple, lorsqu'un à-coup brusque se produit dans l'alimentation d'air par le tube 54, le diaphragme ou la membrane 72 ferme momentanément le passage 78 contre l'action de la plaque élastique 79 de manière à éviter un accroissement excessif de la pression dans le tube 56, dans lequel règne la pression réglée, avant que le bras 64 ait le temps de régler lui-même sa positiono Il est à noter que l'air d'alimentation, fourni par le tube d'admission 54, doit, généralement, avoir une pression qui est raisonnablement ou approximativement constante, c'est-à-dire que le bras 64 ainsi que le dispositif à clapet 63,62 compensent automatiquement (par une ouverture ou une fermeture appropriée du clapet)
les variations de pression de 1' air d'alimentation tout en assurant le ré-équilibrage voulu quand des modifications se produisent dans la charge de la roue 120
Comme on a expliqué plus haut, la pression de l'air dans le tube 56 et, par conséquent, l'effort d'équilibrage exercé sur le piston 46, sont réglés par le dispositif à clapet 62,63 qui automatiquement diminue la pression en excès de l'air fourni à un degré qui est juste nécessaire pour qu'on obtienne la réaction proportionnelle désiréeo Alors que divers dispositifs de commande, sensibles à la pression, peuvent être branchés sur le tube 56 pour obtenir une indication, un enregistrement ou un réglage en fonction du débit de la matière à travers l'appareil-, les figures 1 et 2 ainsi que
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plus spécialement la figure 6,
montrent les particularités essentielles d' une commande appropriée pour l'indicateur ou manomètre 60. La pression d' air à mesurer agit, depuis le tube 58, dans un cylindre 92 dont le piston 93 est articulé à un levier 94 sur lequel agit l'effort exercé par le piston 93 contré l'action d'un ressort 95 dont la tension peut être réglée, lors du calibrage de l'instrument, par une vis de retenue 96. Par des moyens mécaniques appropriés (qui peuvent comporter par exemple des moyens bien connus et non montrés par lesquels on élimine les jeux), le levier 94 est agencé de manière à pouvoir régler la position de l'aiguille 67 qui peut se déplacer devant une échelle graduée appropriée 98. Par exemple, le levier 94 peut entraîner, par l'extrémité opposée à celle où se trouve le pivot 99, un secteur denté 100 monté sur l'axe 102 de l'aiguille 67.
Un fonctionnement doux et rapide du manomètre, tel que décrit, est facilité en prévoyant une fuite très légère mais continue autour du piston 93 (et également autour du piston 46), cette fuite servant, en réalité, à la lubrification. Comme la fuite est constante et comme elle,est extrêmement petite, elle n'a aucuh effet sur l'exactitude ni sur l'action proportionnelle de la réaction.
Le manomètre 60, tel que décrit, permet d'obtenir une mesure continue et essentiellement instantanée de la pression qui règne dans le tube 56, la position de l'aiguille étant déterminée par celle du piston 93 celui-ci étant arrêté, après chaque changement de pression, par la force d' équilibrage, qui est augmentée ou diminuée en conséquence, du ressort 95
On a constaté que l'ensemble du dispositif permet d'obtenir une réaction extraordinairement exacte au débit de la matière introduite dans ce dispositif par le tube 14 et déchargée par la sortie 20.
Par exemple, pour un mode de réalisation du dispositif qui comporte une roue ayant un diamètre de 30 cm de seize ailettes radiales 18 (il est bien entendu que le nombre des ailettes peut être plus ou moins grand en dépendance, par exemple, des dimensions de la roue), on obtient aisément une gamme de mesures allant de 0 à 15 kg par seconde, par exemple pour de la farine, des graines et autres matières sèches analogues.
La roue 12 est entraînée à une vitesse constante de 450 t/m (bien que d'autres vitesses, par exemple de l'ordre de 100 à 3600 t/m' conviennent tout aussi bien) et un réglage très précis et qui peut être reproduit d'une manière certaine, est obtenu pour la pression de l'air qui règne dans le tube 56 malgré que le débit varie fortement, c'est- à-dire pour une variation qui est notablement supérieure à cent fois la valeur d'une quantité de matière déterminée, pour le dispositif particulier qui a été décrit. Comme indiqué plus haut, la pression de l'air introduite dans le tube 54, n'est pas essentiellement critique.
Par exemple, quand de l'air est fourni à une pression approximative de 2,1 à 2,4 kg/cm2, ce dispositif particulier, quand il fonctionne avec des débits de l'ordre.indiqué, procure dans les tubes 56 et 58 une pression correspondante qui varie entre 0 et 1 kg/cm2.
Le dispositif peut être aisément calibré (plus spécialement pour pouvoir indiquer directement à l'aide de l'échelle graduée, les unités de débit), par exemple par un essai ou un fonctionnement préliminaire avec des matières qui sont introduites successivement dans le dispositif avec des débits connus différents, le nombre de ces débits connus pouvant être peu élevé. Bien que des matières ayant des caractéristiques nettement différentes puissent nécessiter des calibrages individuels du dispositif, il est à noter que tous ces calibrages peuvent être faits préalablement et, si on le désire, on peut établir des échelles graduées amovibles pour l'indicateur 60, des échelles étant utilisées respectivement pour mesurer de la farine, des grains de blé et d'autres substances spécifiquement déterminées.
Alors que d'autres fluides peuvent être utilisés pour obtenir l'effet d'équilibrage réglable et déterminé par une force sur le levier 40 (y compris de l'air à une pression subatmosphérique ou des effets de dépression par lesquels on exerce une poussée plutôt qu'une traction sùr le
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levier, ou, suivant une variante, un liquide sous pression auquel cas on se sert de préférence d'un soufflet à la place du piston et on décharge le liquide par un orifice qui est commandé par le clapet et qui est établi dans un milieu fermé), le dispositif tel que montré, pour lequel on se sert d'air comprimé, est particulièrement simple et efficace et permet une fa- brication essentiellement robusteo
Il est à noter que l'alimentation de la matière par l'ouverture supérieure et centrale de la roue 12 est, de préférence,
telle que la matière qui est recueillie dans l'espace ait une charge constante. Ce résultat est obtenu, de la manière la plus avantageuse et dans bien des cas, en diminuant la charge de la matière de manière telle qu'elle soit à peu près égale à zéro quand elle atteint la roue 12. Par exemple, quand la matière pénètre dans celle-ci après avoir glissé le long d'un conduit ou couloir incliné tel que 14, son énergie cinétique est faible ou nulle quand elle atteint la roue et sa force vive est essentiellement égale à zéro suivant une direction quelconque dans le plan horizontal.
Il est également à noter qu'avec des matières solides divisées ou désagrégées et avec des liquides, la limite supérieure de la gamme des débits à mesurer doit être généralement inférieure à celle pour laquelle la quantité de la matière remplit complètement la roue 12 ou plus spécialement les intervalles séparant les ailettes de celle-ci. Ceci revient à dire que l'on admet que la matière peut couler librement vers l'extérieur, dans la roue, par l'effet de la force centrifuge et sans qu'elle ait l'occasion de créer une contre-pression appré- ciable ou analogue. Il est évident que cette condition peut être aisément remplie, dans tous les cas, en donnant à la roue 12 des dimensions suffisan- tes pour que le débit le plus grand, auquel on peut s'attendre, puisse se produire sans aucune gêne.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'appli- cation non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour mesurer le débit d'une matière qui est fluide qui peut couler, caractérisé en ce qu'on introduit la matière dans une zone prédéterminée et pendant qu'elle coule, d'une manière continue, dans ladite région on la fait avancer, par un effet centrifuge et à une vitesse constante jusqu'au bord de la dite région par un mouvement angulaire qui se fait à une vitesse angulaire constante, on enlève la matière hors de ladite zone lorsqu'elle atteint le bord susdit et on mesure l'énergie qui est nécessaire pour obtenir le mouvement angulaire susdit.