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Cette invention concerne des perfectionnements aux compteurs à gaz secs et particulièrement aux compteurs à gaz secs fonctionnant au moyen de membranes à simple effet. Par membrane à simple effet, on entend une mem- brane qui est soumise à la pression d'entrée du gaz sur l'une de ses faces seulement, contrairement aux membranes à double effet des compteurs à gaz d'un type plus conventionnel qui sont soumises à la pression d'entrée du gaz d'abord sur une face et ensuite sur l'autre face.
Dans une autre demande de brevet au nom de la demanderesse déposés ce jour, on décrit et revendique des compteurs à gaz fonctionnant au moyen de membranes à simple effet, dans lesquels trois ou un plus grand nombre de compartiments mesureurs sont disposés autour d'un espace à l'intérieur d'une chambre et sont entourés sur leurs faces internes de membranes semblables, disposées verticalement dont chacune est formée d'une partie centrale rigide et d'une partie périphérique annulaire flexible et peut se déplacer librement d'un mouvement de va-et-vient horizontal semblable à celui d'un piston.
Les membranes sont reliées par l'intermédiaire d'un mécanisme à manivelles à un arbre disposé centralement pour actionner le mécanisme de valve qui commande l'admission du gaz dans les compartiments mesureurs et son évacuation de ceux-ci ainsi que pour actionner le mécanisme enregistreur. Deux formes d'exécution de ces compteurs à gaz sont décrites; dans l'une d'elles, le gaz à la pression d'entrée est amenée dans les compartiments mesureurs dans le rapport de phase voulu et est ensuite envoyé sur le côté sortie du compteur après avoir accompli son travail en actionnant les membranes.
Dans l'autre forme d'exécution, le gaz à la pression d'entrée est amené dans l'espace au- tour duquel les compartiments mesureurs sont disposés et envoyés, après avoir accompli son travail en actionnant les membranes, à l'intérieur des compar- timents mesureurs dans le rapport de phase voulu et de là à la sortie du gaz.
La présente invention se rapporte plus particulièrement aux compteurs secs du genre pourvu de membranes à simple effet qui fonctionnent d'une ma- nière semblable à celle',décrite ci-dessus, c'est-à-dire qui présentent une partie centrale rigide et une partie annulaire flexible, sont fixées par leurs bords extérieurs à un support fixe et sont susceptibles d'exécuter des mouvements de va-et-vient semblables à ceux d'un piston.
L'invention réside dans l'aménagement, à l'intérieur d'un compteur à gaz du genre mentionné, de dispositifs de guidage pour la partie annulaire flexible de chaque membrane qui consistent en une pièce de guidage annulaire interne et une pièce de guidage annulaire externe recourbées radialement de- puis le bord interne et le bord externe respectivement de la partie annulai- re flexible l'une vers l'autre et en s'écartant de la membrane dans la direc- tion où celle-ci est forcée de se déplacer sous l'action du gaz à la pression d'entrée, les pièces de guidage étant disposées sur le côté de la partie an- nulaire flexible qui n'est pas exposé au gaz à la pression d'entrée.
Les dispositifs de guidage suivant l'invention sont tels que, dans la partie médiane de la membrane, la partie annulaire flexible présente la forme d'une auge dont les cotés sont courbés vers l'extérieur en s'écartant l'un de l'autre et portent contre les pièces de guidage.
Le rayon de courbure de chaque pièce de guidage est de préférence du quart au tiers environ de la longueur de la course de la membrane.
Les pièces de guidage internes et externes peuvent avantageusement être venues d'une pièce respectivement avec le dispositif employé pour ren- dre rigide la partie centrale de la membrane et avec le dispositif employé pour supporter le bord extérieur de la membrane.
Ainsi, la pièce de guidage interne peut être formée d'une pièce avec
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la plaque sur le châssis raidisseur fixé à la face de la membrane qui n'est pas exposée au gaz à la pression d'entrée. La pièce de guidage externe peut être formée d'une pièce avec une bride de serrage annulaire qui peut être employée pour fixer le bord de la membrane à un châssis rigide aména- gé à l'intérieur du compteur ou faisant partie de la paroi de ce dernier.
Le contrôle du mouvement de la partie annulaire flexible de la mem- brane effectué par le dispositif de guidage suivant l'invention a pour ef- fet d'augmenter l'exactitude du fonctionnement du compteur à gaz.
L'invention contribue à augmenter encore davantage l'exactitude du fonctionnement en faisant dépendre la course de chaque membrane de la lar- geur de sa partie annulaire flexible de telle façon que le triangle de base de la membrane, c'est-à-dire le triangle formé entre les extrémités du par- cours du bord mobile de la partie annulaire flexible et son bord fixe, est 'de forme approximativement équilatérale.
L'invention est représentée sur les dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue partiellement en élévation et partiellement en coupe verticale, d'une forme d'exécution de compteur à gaz fonctionnant au moyen de membranes à simple effet et comportant les dispositifs de guidage suivant l'invention.
Fig. 2 est une vue en plan du compteur représenté sur la figure 1, dont la plaque de recouvrement supérieure et la transmission entre la valve et le mécanisme enregistreur ont été enlevées.
Fig. 3 est une vue en coupe de la partie supérieure du compteur re- présenté sur la figure 1, perpendiculaire à celle de la figure 1.
Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1.
Fig. 5 est une vue partiellement en élévation et partiellement en coupe verticale d'une autre forme d'exécution de compteur à gaz fonctionnant au moyen de membranes à simple effet et comportant les dispositifs de gui- dage suivant l'invention.
Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5 et
Fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 5.
La construction générale des compteurs à gaz représentés sur les dessins annexés et plusieurs de leurs caractéristiques font l'objet du bre- vet demandé également ce jour au nom de la demanderesse.
Le compteur à gaz sec représenté sur les figures 1 à 4 comprend deux chambres en forme de boites 10 et 11 de section transversale horizontale ap- proximativement carrée et montées l'une au-dessus de l'autre.
Un tuyau d'admission de gaz 12 donne directement dans la chambre su- périeure 10 et un tuyau d'échappement du gaz 13 communique avec la chambre 11 par une ouverture 14 de la cloison séparatrice 15 entre les chambres 10 et 11.
La chambre inférieure 11 comprend quatre compartiments mesureurs 16, 17, 18 et 19 qui sont délimités sur leurs faces extérieures par des parties saillantes 20, 21, 22 et 23, respectivement, des parois de la chambre 11, et sur leurs faces intérieures par des membranes flexibles 24, 25, 26 et 27, respectivement. Chaque membrane possède des faces verticales droites et est arrondie à son extrémité supérieure et son extrémité inférieure comme c'est représenté en 28 et 29 pour la membrane 25 sur la figure 1.
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Les quatre membranes sont toutes construites et montées d'une maniè- re similaire et par conséquent on ne décrira en détail que la construction et le montage de l'une d'elles seulement,à savoir la membrane 24.
Le bord sxtérieur 30 de la membrane 24 est serré entre la partie 31 de la paroi entourant la partie saillante 20 et une bride de serrage annulai- re 32 qui est vissée sur la partie 31.
La partie centrale de la membrane 24 est maintenue entre une plaque
33 et un châssis annulaire 34 pour former une partie centrale renforcée, ri- gide, laissant une partie annulaire flexible 35 qui peut changer librement de forme lorsque la membrane se rapproche et s'écarte de la paroi extérieure 20 .
Les dispositifs de guidage pour la partie annulaire flexible 35 pré- vus suivant l'invention, sont constitués par la partie périphérique 36 de la plaque 33 qui est recourbée radialement de manière à s'écarter de la mem- brane 24 en vue de former un guide pour la section interne de la partie an- nulaire flexible 35 de la membrane 24 et par la partie interne 37 de la bri- de de serrage annulaire 32 qui est recourbée radialement de manière à s'é- carter de la paroi extérieure en vue de former un guide pour la section ex- terne de la partie annulaire flexible 35.
Les pièces de guidage annulaires formées par les parties 36 et 37 sont recourbées intérieurement l'une vers l'autre et en s'écartant de la membrane 24 dans la direction où la membrane est forcée de se déplacer sous l'action du gaz à la pression d'entrée admis dans le compartiment 16.
La plaque 33 est pourvue de quatre équerres 38, 39, 40 et 41 dont une paire 38 et 39 est montée sur l'axe vertical de la membrane 24 et l'au- tre paire 40 et 41 sur l'axe horizontal.
Une plaque ou un châssis de guidage 42 articulé à une extrémité sur un pivot horizontal 43 porté par une équerre ou console 44 à la partie supé- rieure de la chambre 11, est articulé à son autre extrémité sur deux pivots 45 et 46 portés par les équerres 40 et 41 de la plaque 33. La plaque de guidage 42 de la membrane 24 est supportée par la partie supérieure de la chambre 11, et la plaque de guidage 47 de la membrane 25 est montée d'une manière similaire. Les plaques de guidages 48 et 49 des membranes 26 et 27 respectivement sont toutefois articulées à l'extrémité inférieure de la cham- bre 11 comme c'est représenté en 50 pour la plaque de guidage 48 sur la fi- gure 1.
Les montures des plaques de guidages 42, 47, 48 et 49 sont placées de telle manière que l'axe horizontal de chaque membrane se trouve dans le même plan horizontal au commencement et à la fin de sa course de la position le plus à l'extérieur à la position le plus à l'intérieur.
Sur les pivots 51 et 52 portés par les équerres ou consoles 38 et 39 aménagées sur la plaque 33 sont articulées les pattes 53 et 54 formées à l'extrémité extérieure d'une bielle ou un levier 55 de forme triangulaire, dont la partie supérieure passe dans une ouverture rectangulaire 56 ménagée dans le châssis de guidage 42. La bielle 55 se termine à son extrémité in- térieure par une tête articulée 57 montée sur une broche ou un bouton de ma- nivelle vertical 58 partant de l'extrémité d'une manivelle 59 portée par un arbre vertical 56 disposé centralement.
L'excentricité de la manivelle 59, c'est-à-dire le rayon de son cer- cle de rotation est égale à la moitié de la course de la membrane 24. La tête 57 de la bielle principale 55 est formée de trois paires d'oreilles ho- rizontales 60, 61 et 62 portant des broches verticales 63,64 et 65 sur les- quelles sont articulées les extrémités intérieures de bielles ou leviers 66,67 et 68 qui sont fixés par leurs extrémités extérieures aux membranes
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25, 26 et 27 d'une manière similaire à celle employée pour fixer la bielle 51 à la membrane 24. Les bielles 55, 66, 67 et 68 sont ainsi capables de tourner dans un plan horizontal à leurs extrémités intérieures.
Les mouve- ments de va-et-vient des membranes 24, 25, 26 et 27 provoqués par l'admis- sion du gaz dans les compartiments mesureurs 16, 17, 18 et 19 et son éva- ciaation de ceux-ci dans un rapport de phase approprié font ainsi tourner l'arbre 56. Les plaques de guidage 42, 47, 48 et 49 ont pour effet d'empê- cher tout déplacement appréciable des membranes autour de leurs axes verti- caux et de même les bielles 55, 66, 67 et 68 limitent la latitude du mouve- ment des membranes autour de leurs axes horizontaux et les membranes sont ainsi contraintes d'exécuter les mouvements de va-et-vient approximativement comme des véritables pistons. Naturellement, les courses de toutes les mem- branes seront égales entre elles.
L'arbre vertical 56 tourne dans un coussinet à l'intérieur d'un tu- be rigide 69 porté par un châssis rigide 70 et est maintenu en place par une buselure d'arrêt 71.
Une ouverture centrale 72 pratiquée dans la cloison séparatrice 15 entre les chambres 10 et 11, est entourée d'une pièce à double paroi 73, dont le passage central 74 par lequel s'établit la communication avec l'es- pace intérieur de la chambre inférieure et la partie annulaire extérieure 75, est divisé en quatre passages directs ou tournants 76, 77, 78 et 79.
Ces quatre passages communiquent à leurs extrémités inférieures par des con- duites 80, 81, 82 et 83 respectivement avec les compartiments mesureurs cor- respondants 16, 17, 18 et 19, et se terminent à leurs extrémités supérieu- res dans des lumières partiellement annulaires 84, 85, 86 et 87, respecti- vement. L'extrémité supérieure de la pièce 73 forme un siège de soupape sur lequel est disposée une valve rotative 88 présentant une plaque de base cy- lindrique 89 pourvue de deux lumières partiellement annulaires opposées 90, 91 susceptibles d'être mises en pleine communication avec les lumières 84 et 86 ou les lumières 85 et 87.
La valve 88 possède ainsi une ouverture centrale 92 correspondant en dimensions et position à l'ouverture centrale 74 formée dans le siège de valve. Avec la plaque de base 89 de la valve 85 est formé d'une pièce un couvercle creux bombé 93 placé excentriquement sur la plaque de base 89, de manière qu'il couvre l'ouverture centrale 92 et la lumière 90 de la pla- que de base 89.
Une paroi 94 s'étend partiellement à l'intérieur du couvercle bombé 93 en partant du bord intérieur de la lumière 90 et est venue d'une pièce avec la plaque de base.
Des paires d'oreilles verticales diamétralement opposées 95 et 96 s'étendent vers l'intérieur en partant de la paroi 94 et du couvercle bombé 93, respectivement, et sont attaquées par une barre transversale 97 fixée à l'extrémité supérieure de l'arbre 56. La rotation de l'arbre fait ainsi tourner la valve 88 en même temps que son couvercle bombé 93 disposé excen- triquement. Un palier supplémentaire 98 pour l'extrémité supérieure de l'arbre 56 est porté par trois équerres 99 (dont deux seulement sont repré- sentés sur la figure 1) fixés à la pièce 73.
Pour la facilité de la représentation sur les dessins, la valve 88 qui, vue en plan, se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre, est montrée à 90 de sa position véritable par rapport à la position des membra- nes 24, 25, 26 et 27 sur les figures 1 à 4.
Lorsque la valve occupe la position véritable, les lumières 84 et 86 sont complètement obturées, la lumière 85 est en pleine communication
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avec l'intérieur de la chambre 11 par la lumière 90, l'ouverture 92 et le passage 74, et la lumière 87 est en pleine communication avec la lumière 91 et par conséquent avec l'intérieur de la chambre 10.
Ainsi, à ce moment, le gaz passe du compartiment mesureur 17 à l'in- térieur de la chambre 11 et de là dans le tuyau de sortie 13 et le gaz, à la pression d'entrée, passe de l'intérieur de la chambre d'entrée 10 dans le compartiment mesureur 19. Lorsque la valve 88 continue à tourner, les lumières 91 et 84 sont mises en communication l'une avec l'autre et le gaz de la chambre 10 commence à passer par ces lumières et en suivant le par- cours du passage 76 et du conduit 80 dans le compartiment mesureur 16. En même temps, les lumières 90 et 86 sont mises en communication l'une avec l'autre et le gaz du compartiment 18 commence à passer via le conduit 82, le passage 78, les lumières 86 et 90 et les passages centraux 92 et 74 à l'intérieur de la chambre 11.
Les compartiments mesureurs 17 et 19 restent en communication avec l'intérieur de la chambre 11 et l'intérieur de la chambre 10 respectivement jusqu'à ce que la valve 88 soit amenée par son mouvement de rotation dans la position où ils sont momentanément complète- ment obturés, après quoi les communications sont renversées.
Les mouvements des membranes sous la pression du gaz d'admission pénétrant dans les différents compartiments mesureurs impriment un mouve- ment de rotation continu à l'arbre 56 en agissant par l'intermédiaire du mé- canisme à bielles et manivelles. L'arbre 56 actionne la valve 88 au moyen de la barre transversale 97. Il se produit un passage continu de gaz dans le compteur.
Une tige verticale 101 est montée sur le couvercle bombé 93 de la valve 88 excentriquement par rapport à l'axe de rotation de l'arbre 56 et attaque une manivelle 102 portée par un arbre 103. Celui-ci actionne diver- ses roues dentées et le mécanisme enregistreur 104 de la manière connue par l'intermédiaire d'une transmission à vis sans fin 105 et d'un accouplement flexible 106.
Sur les figures 5, 6 et 7, on a représenté une variante du compteur à gaz où le gaz à la pression d'entrée est amené dans l'espace autour du- quel les compartiments sont disposés.
Le compteur à gaz représenté sur ces figures comprend deux chambres en forme de boites 150 et 151 placées l'une au-dessus de l'autre et communi- quant entre elles par des ouvertures 152 ménagées dans leur paroi commune 153. Un tuyau d'admission de gaz 154 débite directement dans la chambre su- périeure.
Comme dans les compteurs précédents, la chambre inférieure 151 com- porte des compartiments mesureurs 155, 156, 157 et 158 sur les quatre côtés.
Ces quatre compartiments sont délimités sur leurs faces extérieures par des parois externes 159, 160, 161 et 162, respectivement et sur leurs faces in- térieures par des membranes flexibles 163, 164, 165 et 166, respectivement.
Le bord extérieur 167 de la membrane 163 est monté sur un châssis 168 qui entoure le compartiment 155 et est serré entre ce châssis 168 et une bride de serrage annulaire 169 vissée au châssis 168. La partie centrale de la membrane 163 est maintenue entre une plaque 170 et un châssis annulaire 171 de manière à former une partie centrale renforcée, rigide,
laissant une partie annulaire flexible 172 de largeur uniforme qui peut changer librement de forme lorsque la membrane se rapproche et s'éloigne de la paroi extérieu- re 159. Les dispositifs de guidage pour la partie annulaire flexible 172 établis suivant l'invention sont constitués par le bord extérieur 173 du châssis 171 qui est recourbé radialement en s'écartant de la membrane 163 de manière à former une pièce de guidage annulaire pour la section interne
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de la partie annulaire flexible 172 de la membrane 163 et par le bord inté- rieur 174 de la bride de serrage 169 qui est recourbé radialement vers l'ex- térieur et la paroi extérieure 159 de manière à former une pièce de guidage pour la section extérieure de la partie annulaire flexible 172.
Les pièces de guidage formées par les parties 173 et 174 sont re- courbées l'une vers l'autre et en s'écartant de la membrane 163 dans une di- rection où la membrane est forcée de se déplacer sous l'action du gaz à la pression d'entrée admis dans l'espace intérieur de la chambre 151.
Les membranes 164,165 et 166 sont, comme on peut le voir sur les dessins, construites et supportées de la même manière que la membrane 163 et sont pourvues d'une manière similaire de dispositifs de guidage pour leurs parties annulaires flexibles.
Les membranes 163, 164, 165 et 166 sont pourvues de plaques ou de châssis de guidage 175, 176, 177 et 178 et de bielles 179, 180, 181 et 182 de construction et de disposition semblables à celles des plaques de guida- ge et des bielles fixées aux membranes du compteur à gaz représenté sur les figures 1 à 4. En outre, les bielles 179, 180, 181 et 182 sont reliées à un arbre de commande central 183 par un mécanisme à manivelle 184 de con- struction semblable à celui employé dans le même but pour le compteur à gaz représenté sur les figures 1 à 4.
L'arbre 183 est monté dans des paliers portés par un tube rigide vertical 185 descendant de la cloison séparatrice 153 et supporté par un châssis 186.
L'arbre 183 se prolonge dans la chambre supérieure 150 où il est @ accouplé à un arbre à vilebrequin 187 pourvu de manivelles 188 et 189 et d'un bouton ou manchon 190. Sur ce dernier, sont montés, de façon à pouvoir pivoter, deux leviers 191 et 192 articulés aux tiroirs de distribution à dé- placement radial 193 et 194 de valves ou distributeurs 195 et 196.
La valve ou le distributeur 195 possède trois lumières 197, 198 et 199, les lumières extérieures 197 et 199 communiquant respectivement avec des compartiments 155 et 157 par les conduits 200 et 201 et, lorsqu'elles sont démasquées par le tiroir 193, avec l'intérieur de la chambre 50. La lumière centrale 198 communique avec le tuyau de sortie de gaz 202 par le conduit 203.
Une valve de distribution semblables 196 possède trois lumières 204, 205 et 206, les lumières extérieures 204 et 206 communiquant respectivement avec les compartiments 156 et 158 par les conduites 207'-et 208 et lorsqu'el- les sont démasquées par le.tiroir.-194 avec l'intérieur de la chambre 150.
La lumière centrale 205 communique.avec le conduit 203 et ainsi avec le tuyau de sortie 202.
En service, le gaz est amené par le tuyau d'admission du gaz 154 dans les chambres supérieure et inférieure 150 et 151 et fait mouvoir les membranes comme suit. La membrane 163 commence sa course extérieure vers le centre de la chambre inférieure 151, lorsque la membrane 165 sous la pres- sion du gaz commence sa course intérieure vers la paroi 161. Les membranes 164 et 166 se trouvent alors dans les positions intermédiaires de leurs cour- ses intérieure et extérieure respectivement.
Le déplacement des membranes fait tourner l'arbre central de manière à actionner les valves et, dans la position représentée sur la figure 8, le tiroir 193 de la valve de distribu- tion 195 se trouve dans la position où il commence à faire communiquer la lumière 197 qui est reliée au compartiment 155 avec l'intérieur de la cham- bre supérieure 150 et à relier le compartiment 157 par les lumières 199 et 198 à la sortie du gaz. L'autre tiroir 196 de la valve 198 se trouve dans
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la position intermédiaire pour admettre le gaz de la chambre supérieure dans le compartiment 158 par la lumière 204 et permettre au gaz du compar- timent 156 de se rendre à la sortie du gaz par les lumières 206 et 205.
Le mécanisme enregistreur est actionné d'une manière connue par l'in- termédiaire d'une transmission à vis sans fin actionnée par l'arbre à vile- brequin 187.
Pour ne pas compliquer inutilement le dessin, le tiroir 196 n'a pas été représenté sur la figure 5-
REVENDICATIONS.
1.- Compteur à gaz sec fonctionnant au moyen de membranes à simple effet, dont chacune oomprend une partie centrale rigide et une partie péri- phérique annulaire flexible, est fixée par son bord extérieur à un support fixe et est susceptible d'exécuter librement, des mouvements de va-et-vient semblables à ceux d'un piston caractérisé en'ce qu'il est pourvu de dispo- sitifs de guidage pour la partie annulaire flexible qui consistent en une pièce de guidage annulaire intérieure et une pièce de guidage annulaire ex- térieure recourbées radialement, à partir du bord interne et du bord exter- ne respectivement de la partie annulaire flexible, l'une vers l'autre et en s'écartant de la membrane dans la direction où oelle-oi est forcée de se mouvoir sans l'action du gaz à la pression d'entrée,
les pièces de guidage étant disposées sur le coté de la partie annulaire flexible qui n'est pas exposée au gaz à la pression d'entrée.
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This invention relates to improvements to dry gas meters and particularly to dry gas meters operating using single-acting membranes. By single-acting membrane is meant a membrane which is subjected to the gas inlet pressure on one of its faces only, unlike the double-acting membranes of gas meters of a more conventional type which are subjected to the gas inlet pressure first on one side and then on the other side.
In another patent application in the name of the applicant filed today, gas meters are described and claimed which operate by means of single-acting membranes, in which three or more measuring compartments are arranged around a space inside a chamber and are surrounded on their internal faces by similar membranes, arranged vertically, each of which is formed of a rigid central part and a flexible annular peripheral part and can move freely with a backward movement. -horizontal reciprocating similar to that of a piston.
The membranes are connected by means of a crank mechanism to a centrally arranged shaft to actuate the valve mechanism which controls the admission of gas into the measuring compartments and its discharge therefrom as well as to actuate the recording mechanism. . Two embodiments of these gas meters are described; in one of them, the gas at the inlet pressure is brought into the measuring compartments in the desired phase ratio and is then sent to the outlet side of the meter after having done its job by actuating the membranes.
In the other embodiment, the gas at the inlet pressure is brought into the space around which the measuring compartments are arranged and sent, after having accomplished its work by actuating the membranes, inside the chambers. measuring compartments in the desired phase ratio and from there to the gas outlet.
The present invention relates more particularly to dry meters of the type provided with single-acting membranes which function in a manner similar to that described above, that is to say which have a rigid central part and a flexible annular part, are fixed by their outer edges to a fixed support and are capable of performing reciprocating movements similar to those of a piston.
The invention lies in the arrangement, inside a gas meter of the type mentioned, of guide devices for the flexible annular part of each diaphragm which consist of an internal annular guide part and an annular guide part outside curved radially from the inner edge and the outer edge respectively of the flexible annulus part towards each other and away from the membrane in the direction in which the latter is forced to move under the action of the gas at the inlet pressure, the guide pieces being disposed on the side of the flexible annular part which is not exposed to the gas at the inlet pressure.
The guide devices according to the invention are such that, in the middle part of the membrane, the flexible annular part has the shape of a trough, the sides of which are curved outwards away from one of the other and bear against the guide pieces.
The radius of curvature of each guide piece is preferably about a quarter to a third of the length of the travel of the membrane.
The internal and external guide pieces can advantageously be formed as one piece respectively with the device employed to make the central part of the membrane rigid and with the device employed to support the outside edge of the membrane.
Thus, the internal guide piece can be formed in one piece with
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the plate on the stiffening frame attached to the face of the diaphragm which is not exposed to gas at the inlet pressure. The outer guide piece may be formed integrally with an annular clamp which may be employed to secure the edge of the diaphragm to a rigid frame provided inside the meter or forming part of the wall thereof. latest.
The control of the movement of the flexible annular part of the membrane effected by the guide device according to the invention has the effect of increasing the accuracy of the operation of the gas meter.
The invention helps to further increase the accuracy of operation by making the stroke of each diaphragm dependent on the width of its flexible annular portion such that the base triangle of the diaphragm, i.e. the triangle formed between the ends of the course of the movable edge of the flexible annular portion and its fixed edge, is approximately equilateral in shape.
The invention is shown in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a view partially in elevation and partially in vertical section, of an embodiment of a gas meter operating by means of single-acting membranes and comprising the guide devices according to the invention.
Fig. 2 is a plan view of the meter shown in FIG. 1, with the upper cover plate and the transmission between the valve and the recording mechanism removed.
Fig. 3 is a sectional view of the upper part of the counter shown in figure 1, perpendicular to that of figure 1.
Fig. 4 is a sectional view along the line IV-IV of FIG. 1.
Fig. 5 is a view partially in elevation and partially in vertical section of another embodiment of a gas meter operating by means of single-acting membranes and comprising the guide devices according to the invention.
Fig. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5 and
Fig. 7 is a sectional view along the line VII-VII of FIG. 5.
The general construction of the gas meters shown in the accompanying drawings and several of their characteristics are the subject of the patent also applied for today on behalf of the applicant.
The dry gas meter shown in Figures 1 to 4 comprises two box-shaped chambers 10 and 11 of approximately square horizontal cross section and mounted one above the other.
A gas inlet pipe 12 leads directly into the upper chamber 10 and a gas outlet pipe 13 communicates with the chamber 11 through an opening 14 in the dividing wall 15 between the chambers 10 and 11.
The lower chamber 11 comprises four measuring compartments 16, 17, 18 and 19 which are delimited on their outer faces by projecting parts 20, 21, 22 and 23, respectively, from the walls of the chamber 11, and on their inner faces by flexible membranes 24, 25, 26 and 27, respectively. Each membrane has straight vertical faces and is rounded at its upper end and its lower end as shown at 28 and 29 for the membrane 25 in Figure 1.
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The four membranes are all constructed and mounted in a similar manner and therefore only the construction and mounting of only one of them, namely membrane 24, will be described in detail.
The outer edge 30 of the membrane 24 is clamped between the portion 31 of the wall surrounding the protrusion 20 and an annular clamp 32 which is screwed onto the portion 31.
The central part of the membrane 24 is held between a plate
33 and an annular frame 34 to form a reinforced, rigid central portion leaving a flexible annular portion 35 which can freely change shape as the membrane moves closer and further away from the outer wall 20.
The guiding devices for the flexible annular part 35 provided according to the invention consist of the peripheral part 36 of the plate 33 which is radially curved so as to move away from the membrane 24 in order to form a guide for the internal section of the flexible annular part 35 of the diaphragm 24 and through the internal part 37 of the annular clamp 32 which is radially curved so as to separate from the outer wall in view to form a guide for the outer section of the flexible annular part 35.
The annular guide pieces formed by the portions 36 and 37 are bent inwardly towards each other and away from the membrane 24 in the direction in which the membrane is forced to move under the action of the gas at the gas. inlet pressure admitted to compartment 16.
The plate 33 is provided with four brackets 38, 39, 40 and 41, one pair 38 and 39 of which is mounted on the vertical axis of the membrane 24 and the other pair 40 and 41 on the horizontal axis.
A guide plate or frame 42 articulated at one end on a horizontal pivot 43 carried by a bracket or bracket 44 at the upper part of the chamber 11, is articulated at its other end on two pivots 45 and 46 carried by the brackets 40 and 41 of the plate 33. The guide plate 42 of the membrane 24 is supported by the top of the chamber 11, and the guide plate 47 of the membrane 25 is mounted in a similar manner. The guide plates 48 and 49 of the membranes 26 and 27 respectively are however hinged to the lower end of the chamber 11 as shown at 50 for the guide plate 48 in FIG. 1.
The mounts of the guide plates 42, 47, 48 and 49 are placed such that the horizontal axis of each diaphragm lies in the same horizontal plane at the beginning and at the end of its stroke from the uppermost position. exterior to the innermost position.
On the pivots 51 and 52 carried by the brackets or consoles 38 and 39 arranged on the plate 33 are articulated the tabs 53 and 54 formed at the outer end of a connecting rod or a lever 55 of triangular shape, the upper part of which passes in a rectangular opening 56 formed in the guide frame 42. The connecting rod 55 terminates at its inner end with an articulated head 57 mounted on a pin or a vertical handle knob 58 extending from the end of a crank 59 carried by a vertical shaft 56 arranged centrally.
The eccentricity of the crank 59, that is to say the radius of its circle of rotation, is equal to half the stroke of the diaphragm 24. The head 57 of the main connecting rod 55 is formed of three pairs. horizontal ears 60, 61 and 62 carrying vertical pins 63, 64 and 65 on which are articulated the inner ends of connecting rods or levers 66, 67 and 68 which are fixed by their outer ends to the membranes
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25, 26 and 27 in a manner similar to that employed to secure the connecting rod 51 to the diaphragm 24. The connecting rods 55, 66, 67 and 68 are thus able to rotate in a horizontal plane at their inner ends.
The reciprocating movements of the membranes 24, 25, 26 and 27 caused by the admission of gas into the measuring compartments 16, 17, 18 and 19 and its evacuation thereof into a The appropriate phase ratio thus rotates the shaft 56. The guide plates 42, 47, 48 and 49 have the effect of preventing any appreciable displacement of the membranes around their vertical axes and likewise the connecting rods 55, 66, 67 and 68 limit the latitude of movement of the membranes about their horizontal axes and the membranes are thus constrained to perform the reciprocating movements approximately like true pistons. Naturally, the strokes of all the membranes will be equal to each other.
The vertical shaft 56 rotates in a bush within a rigid tube 69 carried by a rigid frame 70 and is held in place by a stop nozzle 71.
A central opening 72 made in the dividing wall 15 between the chambers 10 and 11, is surrounded by a double-walled part 73, the central passage 74 of which is established through which communication with the interior space of the chamber is established. lower and the outer annular portion 75, is divided into four direct or rotating passages 76, 77, 78 and 79.
These four passages communicate at their lower ends by conduits 80, 81, 82 and 83 respectively with the corresponding measuring compartments 16, 17, 18 and 19, and terminate at their upper ends in partially annular openings. 84, 85, 86 and 87, respectively. The upper end of part 73 forms a valve seat on which is disposed a rotary valve 88 having a cylindrical base plate 89 provided with two opposing partially annular openings 90, 91 capable of being placed in full communication with the valves. lights 84 and 86 or lights 85 and 87.
The valve 88 thus has a central opening 92 corresponding in size and position to the central opening 74 formed in the valve seat. With the base plate 89 of the valve 85 is formed integrally a domed hollow cover 93 placed eccentrically on the base plate 89, so that it covers the central opening 92 and the lumen 90 of the plate. basic 89.
A wall 94 extends partially inside the domed cover 93 from the inner edge of the lumen 90 and is integrally formed with the base plate.
Diametrically opposed vertical lugs 95 and 96 extend inwardly from wall 94 and domed cover 93, respectively, and are engaged by a cross bar 97 attached to the upper end of the shaft. 56. The rotation of the shaft thus rotates the valve 88 at the same time as its convex cover 93 disposed eccentrically. An additional bearing 98 for the upper end of the shaft 56 is carried by three brackets 99 (only two of which are shown in FIG. 1) fixed to the part 73.
For ease of representation in the drawings, the valve 88 which, viewed in plan, moves clockwise, is shown 90 from its actual position relative to the position of the membranes 24, 25, 26 and 27 in Figures 1 to 4.
When the valve occupies the true position, the lumens 84 and 86 are completely closed, the lumen 85 is in full communication
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with the interior of the chamber 11 through the lumen 90, the opening 92 and the passage 74, and the lumen 87 is in full communication with the lumen 91 and therefore with the interior of the chamber 10.
Thus, at this moment, the gas passes from the measuring compartment 17 inside the chamber 11 and from there into the outlet pipe 13 and the gas, at the inlet pressure, passes from the inside of the chamber. inlet chamber 10 into measuring compartment 19. As valve 88 continues to rotate, ports 91 and 84 are brought into communication with each other and gas from chamber 10 begins to flow through these ports and into following the course of passage 76 and duct 80 in measuring compartment 16. At the same time, ports 90 and 86 are put in communication with each other and gas from compartment 18 begins to pass through duct 82, passage 78, lights 86 and 90 and central passages 92 and 74 inside chamber 11.
The measuring compartments 17 and 19 remain in communication with the interior of the chamber 11 and the interior of the chamber 10 respectively until the valve 88 is brought by its rotational movement into the position where they are momentarily complete. ment closed, after which communications are reversed.
The movements of the membranes under the pressure of the inlet gas entering the various measuring compartments impart a continuous rotational movement to the shaft 56 by acting through the linkage and crank mechanism. The shaft 56 operates the valve 88 by means of the cross bar 97. There is a continuous flow of gas through the meter.
A vertical rod 101 is mounted on the domed cover 93 of the valve 88 eccentrically with respect to the axis of rotation of the shaft 56 and engages a crank 102 carried by a shaft 103. The latter actuates various toothed wheels and the recording mechanism 104 in the known manner via a worm transmission 105 and a flexible coupling 106.
In FIGS. 5, 6 and 7 there is shown a variant of the gas meter where the gas at the inlet pressure is brought into the space around which the compartments are arranged.
The gas meter shown in these figures comprises two box-shaped chambers 150 and 151 placed one above the other and communicating with each other by openings 152 formed in their common wall 153. gas inlet 154 flows directly into the upper chamber.
As in the previous counters, the lower chamber 151 has measuring compartments 155, 156, 157 and 158 on all four sides.
These four compartments are delimited on their outer faces by outer walls 159, 160, 161 and 162, respectively, and on their inner faces by flexible membranes 163, 164, 165 and 166, respectively.
The outer edge 167 of the membrane 163 is mounted on a frame 168 which surrounds the compartment 155 and is clamped between this frame 168 and an annular clamp 169 screwed to the frame 168. The central part of the membrane 163 is held between a plate. 170 and an annular frame 171 so as to form a reinforced, rigid central part,
leaving a flexible annular portion 172 of uniform width which can freely change shape as the membrane approaches and moves away from the outer wall 159. The guiding devices for the flexible annular portion 172 established in accordance with the invention consist of the outer edge 173 of the frame 171 which is radially curved away from the diaphragm 163 so as to form an annular guide piece for the inner section
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of the flexible annular portion 172 of the diaphragm 163 and by the inner edge 174 of the clamp 169 which is curved radially outwards and the outer wall 159 so as to form a guide piece for the section. outer part of the flexible annular portion 172.
The guide pieces formed by the parts 173 and 174 are bent towards each other and away from the membrane 163 in a direction where the membrane is forced to move under the action of the gas. at the inlet pressure admitted into the interior space of the chamber 151.
The membranes 164, 165 and 166 are, as can be seen from the drawings, constructed and supported in the same manner as the membrane 163 and are similarly provided with guiding devices for their flexible annular portions.
The membranes 163, 164, 165 and 166 are provided with guide plates or frames 175, 176, 177 and 178 and connecting rods 179, 180, 181 and 182 similar in construction and arrangement to the guide plates and connecting rods attached to the diaphragms of the gas meter shown in Figures 1 to 4. In addition, the connecting rods 179, 180, 181 and 182 are connected to a central drive shaft 183 by a crank mechanism 184 of similar construction. that used for the same purpose for the gas meter shown in Figures 1 to 4.
The shaft 183 is mounted in bearings carried by a vertical rigid tube 185 descending from the dividing wall 153 and supported by a frame 186.
The shaft 183 extends into the upper chamber 150 where it is coupled to a crankshaft 187 provided with cranks 188 and 189 and a button or sleeve 190. On the latter, are mounted, so as to be able to pivot, two levers 191 and 192 articulated to the radially displaced distribution spools 193 and 194 of valves or distributors 195 and 196.
The valve or distributor 195 has three ports 197, 198 and 199, the outer ports 197 and 199 communicating respectively with compartments 155 and 157 by the conduits 200 and 201 and, when unmasked by the drawer 193, with the interior of the chamber 50. The central lumen 198 communicates with the gas outlet pipe 202 through the conduit 203.
A similar distribution valve 196 has three ports 204, 205 and 206, the outer ports 204 and 206 respectively communicating with the compartments 156 and 158 by the lines 207'-and 208 and when they are unmasked by the drawer. -194 with the interior of the room 150.
The central lumen 205 communicates with the duct 203 and thus with the outlet pipe 202.
In use, gas is drawn through the gas inlet pipe 154 to the upper and lower chambers 150 and 151 and causes the membranes to move as follows. The diaphragm 163 begins its outer stroke towards the center of the lower chamber 151, when the diaphragm 165 under the pressure of the gas begins its inner stroke towards the wall 161. The diaphragms 164 and 166 are then in the intermediate positions of their. indoor and outdoor runs respectively.
Movement of the diaphragms rotates the central shaft to actuate the valves, and in the position shown in Figure 8, spool 193 of dispense valve 195 is in the position where it begins to communicate. light 197 which is connected to compartment 155 with the interior of upper chamber 150 and to connect compartment 157 by ports 199 and 198 to the gas outlet. The other spool 196 of valve 198 is located in
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the intermediate position to admit the gas from the upper chamber into the compartment 158 through the port 204 and allow the gas from the compartment 156 to go to the gas outlet through the ports 206 and 205.
The recording mechanism is actuated in a known manner via a worm transmission actuated by the crankshaft 187.
In order not to unnecessarily complicate the drawing, the drawer 196 has not been shown in FIG. 5-
CLAIMS.
1.- Dry gas meter operating by means of single-acting membranes, each of which includes a rigid central part and a flexible annular peripheral part, is fixed by its outer edge to a fixed support and is capable of performing freely, reciprocating movements similar to those of a piston characterized in that it is provided with guiding devices for the flexible annular part which consist of an inner annular guiding part and an annular guiding part radially curved outer edge, from the inner edge and the outer edge respectively of the flexible annular part, towards each other and away from the membrane in the direction where it is forced to rest. move without the action of gas at the inlet pressure,
the guide pieces being arranged on the side of the flexible annular part which is not exposed to the gas at the inlet pressure.