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Séparateur à membrane à double soufflée compensateur de
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température pour manomatrea
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La. présente invention se raPP07-to à un dispositif
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utilisé dans le domaine des mesures do pression Dans certains
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cas les manomètres utilisés ne peuvont mie on contact direct avec le fluide dont il faut rn0SUO la, pronsiont par exemple lorsque celui-ci est corrosif, ou que le liquide do lavage des tuyauteries et des récipint oet ccrycaif* Il peut en être de même dano le cas de liquides 4anSoieux (e;tpioziis, intlammables ou toxiques), ou dans le cas do liquides très visqueux, donc pénétrant mal dans les tuyauteries 4Q lîaîQDa, ou encore dans le cas de liquides ce congelant à la ambiante ou dont
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Ic point ÎQ cons&1.t1o est aupèrieur 4 la température a.Kis}u3.& oupportoa par 19 manométro.
Dans le Q8 des quelques exemples non exhauctite Ct66 piun hauts on utilise couramment entre le fluide dent il faut Niesurer la pX'Q;t1.(m et le manomètre un separateuf à pairoi élastique et liquid1 intormédiairo. Parmi ces e6para. t(,nu"l3 les plue. mont ceux du type à membrane. i.'expàric.àiù et la th.6or.1 montrent que la pression tranumioc par .1, fluido intermédiaire danwi un séparateur à membrane 0t d'une orrour fonction de la température de Cetto dérive, qu:1. est dÛ6 à la dilatation du fluide est proportiacnelle à la variation de et- la r.h'r1ve correspondant à une variioR donnée uo out .i.tlVO:"I;H311":1.1! propV.L'1:J.onnelle à 16t0udu d'eshellc ,:, esur1 importante pour lQe instrumenta présentant une petite étendue d'échelle.
Ce fa5.':. ."traits, rp,r comme conséquence qu'il est difficile pu aeMe 1<pQsoib1,o do mesurer une pression différentielie vou deux séparateurs une différence très faible de temp0rtur peut parfois entralner des erreurs inadmissibles.
Un séparateur thermooompensé, donc insensible aux vra 1 ti.onf de tompérature est donc utile pour les applications 8uivBnto@ b a) des niveaux et dos débite par pression différentielle b mÍ1rc <n J pressions à faibles étendues d'échelle s) ;.,i,;,,;i<rc 1.f.'I;; preseicng èteiieruee d'échelle moyenneal il peut ôtow :t.nté;:-();:,...;U1-t oOQnom:l.quement de remplacer le mercure (liquide aeyntdiaire le plus généralement choisi pour aa d'avoir un taible coefficient de dilatation, mais prôzo>il,fl,ni;
1.'inconvénient d'un prix três élevé) par un liquide mol. s cher et d'utiliser des séparateurs insensibles il la {:o!Hpératuï'Ct
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Le séparateur thermocompensé à membrane selon l'invention est remarquable par deux soufflets coaxiaux de même longueur, à plis identiques et à bases parallèles, fermés à l'une de leurs extrémités par un code commun, leur axe commun étant perpendiculaire audit socle, leurs autres extrémités étant attachées de façon étanche à une rondelle rigide à l'intérieur de laquelle, et parallèlement à elle, est fixée de façon étanche-une membrane séparatrice, de manière à délimiter une chambre intérieure de transmission de la pression, et une chambre annulaire extérieure de compensation,
lesdites chambres intérieure et annulaire étant remplies d'une même liquide intermédiaire (ou de liquides ayant le même coefficient de dilatation) qui remplit également un tube capillaire traversant ledit socle et la paroi dudit récipient, et qui raccorde la chambre intérieure avec un élément do mesure de pression du type à équilibre de forces, tout le dispositif étant réalisé entièrement en matériaux ayant le même coefficient de dilatation, les chambres intérieure et annulaire ayant à la température To des volumes et des sections droites Vo, So ot V'o
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tels que Va $ 80 V'o S'o
L'inventio:
- sers mieux comprise on se référant aux figures jointes, où la fig.1 représente une coupe dans un séparateur à membrane selon l'invention, la fig.2 représente une coupe dans un couple de séparateurs à membrane selon l'invention, spécialement adaptes pour des usures différentiolles do pression, la fig.3 représente un séparateur à membrane suivant l'invention, comportant un limiteur de déplacement de la membrane.
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Le séparateur selon l'invention représenté à la fig.1 transmet la pression (qu'il faut mesurer) d'un fluide 1 à un instrument de mesure 2 du type à équilibre de forcée non représenté, Son organe sensible est une membrane 3. Le séparateur est fixé à la paroi 4 du récipient ou de la tuyauterie contenant le fluide 1, ou sur la face intérieure arrière d'un carter de séparation situe à l'extrémité d'uns conduite de priée do pression, par l'intermédiaire d'un socle 5. A celui-ci sont fixée de façon étanche deux souffleta . coaxiaux 6 et 7 de même longueur, à plia identiques ot à bases coplanaires et dont l'axe commun est perpendiculaire au socle 5.
La membrane 3 déjà citée ferme de façon étanche l'extrémité opposée du soufflet central, tandis qu'un tube capillaire 8 de transmission vers le manomètre 2 prend son origine dans la partie centrale du socle 5. Le soufflet 6, le socle 5 et la membrane 3 délimitent une chambre intérieure 9 remplie, ainsi que le capillaire 8, du liquide intermédiaire.
A son extrémité opposée au socle 5, l'espace annulaire compris entre les deux soufflets 6 et 7 est fermé de façon étanche par une rondelle rigide plane 10. De cette manière se trouve délimitée une chambre annulaire 11, remplie également , du même liquide intermédiaire que la chambre 9. Un tube capillaire aveugle 12, traversant le socle 5, aboutit dans l'espace 11 et ont également rempli du même liquide intermé- diaire. Les deux capillaires 8 et 12 sont mis dès que possible en contact étroit de manière à avoir un très bon échange thermique. De plus les sections droites de ces deux capillaires sont dans le même rapport que les sections droites des chambres dans lesquelles ils aboutissent.
Tout le dispositif qui vient d'4tre décrit est de plus réalisé soit en un même matériau, soit en matériaux ayant le
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même coefficient de dilatation* Il on est de même pour les liquides remplissant les chambres intérieurs et annulaire.
Un oalorifugoage 13 est encore prévu sur la face externo do la paroi 4.
Le séparateur qui vient d'être décrit réalise une compensation thermique automatique! efficace et de réalisation extrêmement simple. La compensation se fait automatiquement par le déplacement du plan de la membrane 3 parallèlement A lui-même sous l'effet des Variations de température jusqu'à une cote qui correspond exactement à l'augmentation relative de volume dûe à la dilatation.
Pour comprendre le fonctionnement du dispositif belon l'invention, on peut d'abord expli@@@r ce Qui se passe dans un cas simplifié où : a) le séparateur est tout entier à la température To, b) la paroi 4 est supposée infiniment mince et parfaitement calorifugée, ce qui veut dire qu'à travers elle, la tempé- rature chute brusquement de To à TA, température ambiante, ,} il n'y a pas de capillaire 12.
On suppose en premier lieu l'appareil vide de liquide intermédiaire. Une élévation de température T-To entraîne un allongement do l'ensemble, et les aires des sections droites So et S'o de la chambre interne et de la chambre annulaire deviennent alors respectivement S1 et S'1. Par construction (tout l'appareil est réalisé en matériaux de coefficients de
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dilatation identiques) : s, So SI'" = STO 1
On suppose maintenant l'appareil plein de liquide intermédiaire.
Celui-ci se dilate dans la chambre annulaire et son augmentation de volume entraîne un allongement axial
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des. soufflets, ceux-ci ne pouvant pratiquement pas se déformer dans le sone radial L'ensemble prend une longueur L'2 (mesurée parallèlement * l'axo commua des souffleta)
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"1" telle que t' S'1 . Vto ...
V1 - Vo ) ., - V1 vto o VO où Vo est le volume de la chambre interne à la température To
V'c est le volume de la chambre annulaire à la température T V est le volume de la chambre interne à la température T1 vo est le volume spécifique du liquide intermédiaire à la température T
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v1 cet le volume dp5ciquo du liquide intertédiaire à la température T1.
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Il e3t à remarque!* que par 04notruotion Vo $0 compte tenu des plie des souffleta.
Le liquide se dilate de même dans le soufflet centrale Comme le séparateur eat relié à un élément de mesure 2 du type à volume constant, il n'y a pas de circulation du liquide intermédiaire dans le capillaire 8. La. dilatation doit donc être absorbée par la chambre interne 9. L'augmentation de volume qui en résulte a lieu dans un cylindre de section droite S1 et permet d'atteindre la cote L2 telle que t
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V1 t2S1 . -7:# donc L251 Va L'2S'-t :=- 2 1 VIO Or S1 BQ Comme par construction Vo So #* TS# ''-' on conclut que L2 = L'2 ce qui signifie que la limite atteinte par le liquide dans le soufflet central coïncide avec le plan de la membrane entraînée par l'anneau rigide.
Celle-ci n'est donc pas déformée par la dilatation du liquide, elle reste plane, autrement dit les pressions restent égales de part et d'autre et une excellente compensation thermique est automati- ,
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quement réalisée de manière simple.
En pratique cependant, ai la première hypothèse faite plus haut reste valable, à savoir que la température est homogène dans tout le séparateur, par contre la paroi 4 a une épaisseur finie et n'est pas un isolant thermique parfait, même en présence du calorifuge 13. La température baisse donc à travers cette paroi, puis continue à descendre sur une certaine longueur de capillaire pour atteindre finalement l'ambiante.
Pour contrebalancer cet effet, on utilise le capillaire 12. Ainsi qu'il a déjà été mentionné, les sections droites 1 de ces deux capillaires sont dans le même rapport que les sections droites S des chambres dans lesquelles ils aboutissent. A la température To, les sections droites des
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deux capillaires 8 et 12 sont respectivement S'o et Y-'o.
Quand la température passe de To à T1 dans le séparateur, elle passe de T2 à T3 dans une section des capillaires par un plan 14 normal ± ceux-ci. Uno tranche d'épaisseur #12 située à hauteur de ce plan est donc le siège d'une dilatation. La variation de volume correspondante du liquide intermédiaire remplissant cette tranche est donc de :
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et se fait dans la chambre centrale. Pour la chambre annulaire ou de compensation, olle est de :
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Par construction, les capillaires sont réalisés en matériaux de coefficients de dilatation identiques (ou en matériaux identiques), on peut donc écrire
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Les dilatations dans le* deux -capillaires ae propagent vere le séparateur (qui, étant déformable, les absorbe).
Elles se compenseront étant donné que par
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construction C ou So . Il suffit que le capillaire -7- s .:1: ,-# compensateur aveugle 12 eoit prolongé jusqu'au point où la température se stabilise à l'ambiante. Grâce au calorifugeage
13, ce point n'est pas.,,trop éloigné de la paroi, ce qui permet de ne pas donner aux capillaires une longueur prohibitive.
Suivant le degré de précision requis pour les mesures de pression, et suivant les conditions de la mesure (variations de température, étandue d'échelle) le dispositif selon l'invention sera ou non pourvu du second capillaire 12,
Dans certaines conditions de mesure, son influence est loin d'être négligeable, et il est indispensable de le monter, ainsi qu'il ressort de calculs et d'essais effectués par la demanderesse.
Dans la figure 2. on a représenté un couple de séparateurs suivant l'invention, montés de façon à mesurer des pressions différentielles.
Ainsi que représenté, les capillaires de transmission 8 se rejoignent le plus vite possible, et les capillaires de compensation 12 se terminent au point de jonction. A partir de ce point, les tubes haute et basse pression seront en contact étroit jusqu'à l'entrée du transmetteur.
La figure 3 représente un séparateur à membrane réalisé selon le principe de l'invention et comportant un limiteur de déplacement de la membrane, solidaire comme elle de l'anneau rigide.
Le séparateur selon la fig.3 est similaire à celui de la fig.1, Le capillaire de compensation 12 n'a pas été repré-
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sentit ainsi que le calorifugcage 13. Par contre, un boîtier do protection 14 muni d'une ouverture 19 a été monté autour du séparateur* La rondelle rigide 10 de la fig.1 a été remplacée par une couronne cylindrique 15 fixéo do façon étanche par sa face plane aux soufflets 6 ot ? et portant la membrane 3 à pou de distance do l'autre côté de celle-ci, et parallèlement à elle, grâce à l'épaulement 16 de la couronne 15,
qui joue ainsi le rôle do limiteur de déplacement de lu membrane 3. Une rainure ou excavation 17, dont le volume est destiné à compenser le volume 18 comprenant l'ouverture centrale de la couronne 15 et l'espace compris outre celle-ci et la membrane 3, est creusée dane le socle 5, de telle
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manière que le rapport yS# s soit reepoctô.
Ce dispoitf permet de protéger la membrane contre une surpr@@sion dûe à une fuite de liquide intermédiaire, et de l'utiliser comme clapet de sécurité contre une entrée do flulùe primaire dans le circuit de Mesura. Do plus, le séparateur se trouvera automatiquement protégé contre toute surpression dûe à une faute de manoeuvra et son élément de mesure 2 n'aura besoin d'aucune protection spéciale. En particulier, e'il est du type à membrane, celle-ci pourra être très mince, donc sensible, et sans limiteur de déplacement, Le montage selon la figure ? procure encore l'avantage que le plus grand soufflet a un diamètre à peu près égal à celui de la membrane.
Ce montage permet donc, pour une dimension donn6o de la membrane, de diminuer notablement le diamètre extérieur du séparateur.
Le séparateur selon l'invention, tel qu'il vient d'être décrit, eat d'une grande simplicité. La compensation thermique qu'il permet d'effectuer, est automatique et son degré de précision peut n'adapter à toutes les exigences.
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Il faut remarquer que dans les calcula faits plue haut, aucune hypothèse n'a été faite sur l'amplitude do variation de la température* La compensation rente doge parfaite quelle quo soit sa valeur.
On a également supposé que les lois do dilatation étaient quelconques, étant acquis que tout l'apparoil (socle, souffleta, rondelle rigide, membrane, capillaires) eat réalisé en un même matériau ou en m@tériaux de coefficients de dila tation identiques. Aucune approximation n'a été faite.
La compensation est donc rigoureuse dans la mesure où le
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rapport VI-0 T# ast eatisfait. Le choix de8 matériaux et du liquide intermédiaire aéra donc guidé par des considérations d'ordre technologique et de prix de revient exclusivement.
On a supposé que l'appareil était relié à un élément de mesure du type à équilibre de forces, seule condition pour que les calculs soient rigoureux. Néanmoins, si l'élément est à déplacement et ci l'amplitude de variation de volume correspondant à l'étendue d'échelle est faible vis-à-vis du volume Vo, la compensation réduira notablement la dérive d'étalonnage -(cas par ex.du tube BOURDON),
La longueur initiale des soufflets peut être quelconque, ainsi que la surface de la rondelle rigide puisque leurs valeurs n'affectent pas le Mécanisme de compensation, ce qui permet des réalisations comme celle de la figure 3,
L'invention ne se limitepas aux quelques exemples de réalisation qui ont été décrits, Il est ainsi possible, sans sortir du cadre de celle-'ci.,
d'utiliser des soufflets dont les circonférences de base ne sont pas coplanaires, du moment
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qu'est reapectée la conditiqn Vo 9 fnj)'
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Double-blown compensating membrane separator
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temperature for manomatrea
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The present invention relates to a device
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used in the field of pressure measurements In some
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case the manometers used cannot be in direct contact with the fluid which needs to be removed, for example when it is corrosive, or when the liquid used to wash the pipes and the receptacles oet ccrycaif * It may be the same in in the case of 4-year-old liquids (e; tpioziis, intlammable or toxic), or in the case of very viscous liquids, therefore poorly penetrating into the 4Q lîaïQDa pipes, or in the case of liquids that freeze at room temperature or whose
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Ic point ÎQ cons & 1.t1o is above 4 the temperature a.Kis} u3. & Oupportoa by 19 manometer.
In Q8 of the few examples not exhauctite Ct66 piun high one commonly uses between the tooth fluid it is necessary to Niesure the pX'Q; t1. (M and the manometer a separateuf with elastic pairoi and intormédiairo liquid1. Among these e6para. T (, nu The most important are those of the membrane type. i.'expàric.àiù and th.6or.1 show that the pressure tranumioc by .1, intermediate fluido danwi a membrane separator 0t of an orrour function of the temperature de Cetto derives, that: 1. is due to the expansion of the fluid is proportional to the variation of et- the r.h'r1ve corresponding to a given variioR uo out .i.tlVO: "I; H311": 1.1! propV .L'1: J.onnelle à 16t0udu d'eshellc,:, is important for the instrumenta presenting a small extent of scale.
This fa5. ':. . "features, rp, r as a consequence that it is difficult to measure a differential pressure or two separators a very small difference in temperature can sometimes lead to inadmissible errors.
A thermo-designed separator, therefore insensitive to the real 1 ti.onf of temperature, is therefore useful for applications 8uivBnto @ ba) levels and back discharges by differential pressure b mÍ1rc <n J pressures at small ranges of scale s);., I ,; ,,; i <rc 1.f.'I ;; medium scale preseicng it can ôtow: t.nté;: - ();:, ...; U1-t oOQnom: l.quement to replace mercury (the most commonly chosen aeyntdiary liquid for aa to have a taible coefficient of expansion, but prôzo> il, fl, ni;
1. 'disadvantage of a very high price) by a soft liquid. s expensive and to use insensitive separators it {: o! Hpératuï'Ct
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The thermocompensated membrane separator according to the invention is remarkable by two coaxial bellows of the same length, with identical folds and parallel bases, closed at one of their ends by a common code, their common axis being perpendicular to said base, their others ends being attached in a sealed manner to a rigid washer inside which, and parallel to it, is fixed in a sealed manner - a separating membrane, so as to delimit an inner pressure transmission chamber, and an outer annular chamber compensation,
said inner and annular chambers being filled with the same intermediate liquid (or with liquids having the same coefficient of expansion) which also fills a capillary tube passing through said base and the wall of said container, and which connects the inner chamber with a measuring element pressure type with balance of forces, the whole device being made entirely of materials having the same coefficient of expansion, the internal and annular chambers having at temperature To volumes and straight sections Vo, So ot V'o
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such as Va $ 80 V'o S'o
The inventio:
- Sers better understood by referring to the accompanying figures, where fig.1 shows a section through a membrane separator according to the invention, Fig.2 shows a section through a pair of membrane separators according to the invention, especially suitable for differential pressure wear, FIG. 3 shows a membrane separator according to the invention, comprising a diaphragm displacement limiter.
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The separator according to the invention shown in FIG. 1 transmits the pressure (which must be measured) of a fluid 1 to a measuring instrument 2 of the forced equilibrium type, not shown, Its sensitive member is a membrane 3. The separator is fixed to the wall 4 of the receptacle or to the pipe containing the fluid 1, or to the rear inner face of a separation casing located at the end of a pressure pipe, by means of 'a base 5. To this are fixed in a sealed manner two bellows. coaxial 6 and 7 of the same length, with identical folds ot with coplanar bases and whose common axis is perpendicular to the base 5.
The already mentioned membrane 3 seals the opposite end of the central bellows, while a capillary tube 8 for transmission to the manometer 2 originates in the central part of the base 5. The bellows 6, the base 5 and the membrane 3 delimit an inner chamber 9 filled, as well as the capillary 8, with the intermediate liquid.
At its end opposite the base 5, the annular space between the two bellows 6 and 7 is sealed by a flat rigid washer 10. In this way is delimited an annular chamber 11, also filled with the same intermediate liquid. as chamber 9. A blind capillary tube 12, passing through plinth 5, terminates in space 11 and also filled with the same intermediate liquid. The two capillaries 8 and 12 are brought into close contact as soon as possible so as to have very good heat exchange. In addition, the straight sections of these two capillaries have the same ratio as the straight sections of the chambers in which they end.
All the device which has just been described is also made either of the same material or of materials having the
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same coefficient of expansion * It is the same for the liquids filling the interior and annular chambers.
An oalorifugoage 13 is also provided on the external face of the wall 4.
The separator which has just been described performs automatic thermal compensation! efficient and extremely easy to use. The compensation is done automatically by the displacement of the plane of the membrane 3 parallel to itself under the effect of the temperature variations up to a level which exactly corresponds to the relative increase in volume due to the expansion.
To understand the operation of the device belon the invention, we can first explain what happens in a simplified case where: a) the separator is entirely at the temperature To, b) the wall 4 is assumed infinitely thin and perfectly insulated, which means that through it, the temperature drops suddenly from To to TA, ambient temperature,,} there is no capillary 12.
Assume first of all the device empty of intermediate liquid. An increase in temperature T-To leads to an elongation of the assembly, and the areas of the cross sections So and S'o of the internal chamber and of the annular chamber then become S1 and S'1 respectively. By construction (the whole device is made of materials with coefficients of
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identical expansion): s, So SI '"= STO 1
It is now assumed that the apparatus is full of intermediate liquid.
This expands in the annular chamber and its increase in volume leads to axial elongation.
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of. bellows, these can hardly be deformed in the radial sone The assembly takes a length L'2 (measured parallel * the axo commua of the bellows)
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"1" such that t 'S'1. Vto ...
V1 - Vo)., - V1 vto o VO where Vo is the volume of the internal chamber at temperature To
V'c is the volume of the annular chamber at temperature T V is the volume of the internal chamber at temperature T1 vo is the specific volume of the intermediate liquid at temperature T
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v1 this the dp5ciquo volume of the intermediate liquid at temperature T1.
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It should be noted! * That by 04notruotion Vo $ 0 taking into account the folds of the bellows.
The liquid also expands in the central bellows. As the separator is connected to a measuring element 2 of the constant volume type, there is no circulation of the intermediate liquid in the capillary 8. The expansion must therefore be absorbed. by the internal chamber 9. The resulting increase in volume takes place in a cylinder of cross section S1 and makes it possible to reach the dimension L2 such that t
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V1 t2S1. -7: # therefore L251 Va L'2S'-t: = - 2 1 VIO Or S1 BQ As by construction Vo So # * TS # '' - 'we conclude that L2 = L'2 which means that the limit reached by the liquid in the central bellows coincides with the plane of the diaphragm driven by the rigid ring.
This is therefore not deformed by the expansion of the liquid, it remains flat, in other words the pressures remain equal on both sides and an excellent thermal compensation is automatic,
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simply done.
In practice, however, the first assumption made above remains valid, namely that the temperature is homogeneous throughout the separator, on the other hand the wall 4 has a finite thickness and is not a perfect thermal insulator, even in the presence of the heat insulator. 13. The temperature therefore drops through this wall, then continues to drop over a certain length of capillary to finally reach room temperature.
To counterbalance this effect, the capillary 12 is used. As has already been mentioned, the straight sections 1 of these two capillaries are in the same ratio as the straight sections S of the chambers in which they end. At temperature To, the cross sections of the
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two capillaries 8 and 12 are respectively S'o and Y-'o.
When the temperature goes from To to T1 in the separator, it goes from T2 to T3 in a section of the capillaries by a normal plane 14 ± these. A slice of thickness # 12 located at the height of this plane is therefore the seat of an expansion. The corresponding volume variation of the intermediate liquid filling this section is therefore:
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and is done in the central chamber. For the annular or compensation chamber, olle is:
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By construction, the capillaries are made of materials with identical expansion coefficients (or of identical materials), so we can write
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The dilations in the * two -capillaries propagate towards the separator (which, being deformable, absorbs them).
They will offset each other given that by
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C or So construction. It suffices that the capillary -7- s.: 1:, - # blind compensator 12 is extended to the point where the temperature stabilizes at room temperature. Thanks to thermal insulation
13, this point is not. ,, too far from the wall, which makes it possible not to give the capillaries a prohibitive length.
Depending on the degree of precision required for the pressure measurements, and depending on the measurement conditions (temperature variations, wide range), the device according to the invention will or will not be provided with the second capillary 12,
Under certain measurement conditions, its influence is far from being negligible, and it is essential to mount it, as is apparent from calculations and tests carried out by the applicant.
FIG. 2 shows a pair of separators according to the invention, mounted so as to measure differential pressures.
As shown, the transmission capillaries 8 meet as quickly as possible, and the compensation capillaries 12 terminate at the junction point. From this point, the high and low pressure tubes will be in close contact to the transmitter inlet.
FIG. 3 represents a membrane separator produced according to the principle of the invention and comprising a diaphragm displacement limiter, integral like it with the rigid ring.
The separator according to fig. 3 is similar to that of fig. 1, The compensation capillary 12 has not been shown.
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felt as well as the heat insulation 13. On the other hand, a protective housing 14 provided with an opening 19 was mounted around the separator * The rigid washer 10 of fig.1 was replaced by a cylindrical ring 15 fixed in a sealed manner by its flat face with the bellows 6 ot? and carrying the membrane 3 at a distance from the other side of the latter, and parallel to it, thanks to the shoulder 16 of the crown 15,
which thus plays the role of limiting the displacement of the membrane 3. A groove or excavation 17, the volume of which is intended to compensate for the volume 18 comprising the central opening of the crown 15 and the space included in addition to the latter and the membrane 3, is hollowed out in the base 5,
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so that the yS # s report is reepoctô.
This device makes it possible to protect the membrane against an overload due to a leak of intermediate liquid, and to use it as a safety valve against an entry of primary fluid in the circuit of Mesura. In addition, the separator will be automatically protected against any overpressure due to faulty maneuvering and its measuring element 2 will not need any special protection. In particular, if it is of the membrane type, it could be very thin, therefore sensitive, and without a displacement limiter. The assembly according to the figure? further provides the advantage that the larger bellows has a diameter approximately equal to that of the membrane.
This assembly therefore allows, for a given dimension of the membrane, to significantly reduce the outer diameter of the separator.
The separator according to the invention, as it has just been described, is very simple. The thermal compensation that it allows to perform is automatic and its degree of precision may not adapt to all requirements.
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It should be noted that in the calculations made above, no assumption was made on the amplitude of the variation of the temperature. The compensation rents perfect whatever its value.
It was also assumed that the expansion laws were arbitrary, given that the whole apparatus (base, bellows, rigid washer, membrane, capillaries) is made of the same material or of metals with identical expansion coefficients. No approximation has been made.
The compensation is therefore rigorous insofar as the
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report VI-0 T # is satisfied. The choice of materials and the intermediate liquid will therefore be guided exclusively by technological and cost price considerations.
It was assumed that the device was connected to a measuring element of the balance of forces type, the only condition for the calculations to be rigorous. However, if the element is displacement and if the amplitude of variation in volume corresponding to the scale range is low with respect to the volume Vo, the compensation will significantly reduce the calibration drift - (case by e.g. BOURDON tube),
The initial length of the bellows can be any, as well as the surface of the rigid washer since their values do not affect the compensation mechanism, which allows embodiments like that of figure 3,
The invention is not limited to the few exemplary embodiments which have been described. It is thus possible, without departing from the scope thereof.,
to use bellows whose base circumferences are not coplanar, as long as
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What is the condition Vo 9 fnj) '