Compteur de liquide à piston rotatif.
Le but de la présente invention est de réaliser un compteur à piston rotatif ayant des qualités de bonne résistance à l'usure par frottement et aussi de grande passivité à l'égard d'attaques chimiques.
Une particularité de l'objet de l'inven- tion est que celui-ci comprend des pièces enrobées dans une matière montée et dont seules les surfaces libres sont usinées avec précision. Les compteurs connus comprennent habituellement un ensemble constitué par assemblage des pièces nombreuses et précises assez coûteux.
Dans le dessin annexé, donné à titre d'exemple :
La fig. 1 est une coupe de face d'un compteur à piston rotatif de type connu et donné à titre d'exemple de comparaison ;
La fig. 2 est une coupe de face d'une forme d'exécutionS du compteur de liquide à piston rotatif du type qui fait l'objet du pré- sent brevet ;
La fig. 3 montre la boite mesurante du compteur de type connu ;
La fig. 4 montre le piston qui est logé dans la boîte mesurante du compteur de type connu ;
La fig. 5 est une vue en plan de la boite mesurante du compteur de type connu ;
La fig. 6 est, en plan, une coupe à mihauteur de la boîte mesurante du compteur de type connu dans lequel le piston est logé dans une position quelconque donnée à titre d'exemple.
Le compteur qui correspond aux construc- tions connues et que représente la fig. 1 comporte une bâche a, un couvercle b, muni d'un presse-étoupe c, et pourvue à la partie supérieure d'une minuterie indicatrice d contenue dans une boîte e.
La bâche a et le couvercle b renferment la boîte mesurante f et le train g qui actionne l'axe de presse-étoupe h. La boîte mesurante /comporte les pièces suivantes : un corps de boîte mesurante i, un plan supérieur de boîte mesurante j, un piston rotatif k, un galet 6.
Le train se compose d'une platine inférieure de train tu, de piliers d'assemblage ai et de mobiles de train o.
Ce compteur de type connu comporte une enveloppe en deux parties : la bâche a et le couvercle b. Le plan inférieur pi de la boite mesurante i est logé dans le couvercle b et serré entre ladite bâche a et ledit couvercle b. La bâche a est en communication avec l'amont par la tubulure p et le couvercle est en communication avec l'aval par la tubulure s. Le liquide traverse ainsi la boîte mesurante i, où il actionne le piston k.
Le piston 7i (fig. 4) est de forme cylindrique. Il est pourvu d'une cloison médiante plane y appelée toile.
La boîte mesurante comporte une surface cylindrique cy (fig. 5) et vers le centre, une deuxième surface cylindrique eoaxiale tU ap- pelée tubulure, dont la partie supérieure est liée au plan supérieur j et la partie inférieure est liée au plan inférieur pi, les deux plans j et pi ayant leurs faces vis-à-vis l'une de l'autre, de formes planes et perpendiculaires à l'axe des surfaces cylindriques cy et t ? 6.
Le piston k est tangent à la fois à la surface cy et à la surface tu (fig. 5) et peut se mouvoir en restant constamment tangent à ces deux surfaces. Le galet I lié au plan pi et coaxial aux surfaces ey et 6 maintient ee contact tangentiel grâce à l'axe de piston ap fixé sur la toile y du piston k et coaxial avec les surfaces cylindriques dudit piston k et au u contact permanent dudit galet 6 avec ledit axe de piston ap.
La boîte mesurante est munie d'un dia phragme ' (fig. 3). Ce diaphragme est disposé radialement dans la chambre annulaire 2 et le piston kD est muni d'une fente verticale te et est disposé en sorte que ladite fente fe chevauche sur ledit diaphragme di.
Le piston 6 et la boîte mesurante j délimitent ainsi six espaces distincts :
A l'intérieur du piston, on distingue andessus de la toile g les espaces it et v et, sy- métriquement par rapport à cette toile y, les espaces M'et. x.
A l'extérieur du piston L, on distingue les espaces v et le. Les espa, ces v et 2c'sont en communication avec l'amont, de même l'espace it est aussi en communication avee l'amont par l'intermédiaire des orifices t pratiqués (fig. 4) dans la toile y du piston k el qui le mettent en communication avec 1'espace prÚcitÚ u. La communication avec l amont a lieu par l'orifice q ménagé dans le plan inférieur ainsi que par la tubulure p.
Les espaces M'et ; r sont en communication avec l'aval, de même 1'espace x'par l'inter- médiaire des orifices t qui le mettent en com munica, tion avec 1'espace x. Cette communiation a lieu par l'orifice so ménagé dans le plan supérieur et par la tubulure de sortie s.
Les espaces v, zc'et u sont croissants et les espaces lC, X et x'sont décroissants, d'où ré- sulte le mouvement du piston dans le sens des aiguilles d'une montre.
Il en résulte un transvasement du liquide de X vers u'et de x vers x'et une perte de charge au passage dans les trous t. Cette perte de charge a pour conséquence une poussée de bas en haut sur la toile y du piston d'autant plus forte que le débit est plus grand et que le piston k tourne plus vite. Malgré l'usure relativement forte qui en résulte sur le plan supérieur j, ce compteur est néanmoins adopté à cause de sa plus grande simplicité de construction.
Le but de la présente invention est de palier à ces usures indésirables du plan supérieur j, sans qu'il en résulte des usinages supplémentaires, la pièce étant finie de moulage.
Le compteur de liquide qui est exécuté conformément à l'invention et que représente la fig. 2 comporte en 1. le piston cylindrique du compteur. Le piston 1 se meut dans la chambre annulaire 2. Cette chambre est délimitée par les pièces suivantes :
1 o sa partie inférieure, par la pièce plane 3, faite en un métal résistant au frottement ; cette pièce est épaulée en 4 et porte une tubulure 5.
2o Latéralement et à sa partie supérieure, par le corps 6 dont le plan supérieur et la tubulure centrale ne font qu'une seule pièce 8.
Cette pièce 8 est enrobée dans la matière plastique du corps 6, et est maintenue solidement en place par les gorges 7 et 9. Elle est constituée par un métal résistant au frot tement.
L'axe d'entraînement 11 auquel est fixée la manivelle 10 passe dans un palier 14 fait en une matière résistant au frottement. Ce palier est maintenu en place avec solidité par la gorge 27 dans laquelle la matière plastique vient se loger.
Le train démultiplicateur comporte deux platines 24 et 26 assemblées par des piliers entretoisés tels que la et 28 ; la platine inférieure du train est constituée par la matière plastique du plafond 26 du corps 6. Les trous 25 de pivotement sur cette platine sont obtenus par moulage en même temps que le corps. Cette platine porte les piliers entretoisés 13 et 28 ; deux d'entre eux 13 sont métalliques, et fixés dans le moule avant injection, et le troisième 28 est en matière plastique. Ces piliers font pièce avec le corps 6.
La platine supérieure 24 comporte un pont 15 dont la surface est de révolution autour de l'axe du pignon 12.
La section méridienne de ce pont 15 est indiquée sur la fig. 2. Ledit pont 15, échan crè en 16 est logé au-dessus du pignon 12.
Ce pignon 12, fixé sur le dernier mobile du train, est ainsi en position pour engrener sur la roue 17.
La platine supérieure 24 comporte un évi- dement 23 pour recevoir ladite roue 17.
Cette roue est fixée à l'axe 21 du presseétoupe 22, et son mouvement est transmis à la minuterie indicatrice 18 par le couple des roues 19 et 20.
Les pièces 8 sont en une matière particulièrement résistante à l'usure : elles peuvent être réalisées, par exemple, en métal chromé, leur forme assez dégagée en rend le chromage aisé. Par ailleurs, les écarts d'épaisseur dus au dépôt de chrome ne peuvent pas faire varier la cote de hauteur de la chambre annulaire, puisque l'appui du plan supérieur dans le moule a lieu sur la face découverte de ce plan.
De même, le plan inférieur 3'est d'une forme qui en facilite le chromage et, les épaisseurs déposées étant sensiblement égales aux différents points, la cote du plan d'as- semblage par rapport au plan de contact de ladite pièce 3 ne varie pas de manière sensible, non plus que celle de la partie plane 29 de la tubulure.
Les différents trous tels que 25 sont obtenus par moulage, et situés dans la platine inférieure, sont d'une exécution parfaitement lisse et polie, aussi bien dans leur surface latérale que dans leur fond et leur fini peut dépasser de loin le fini obtenu par per çage.
Par ailleurs, le plan formé par le sommet des piliers 13 et 28 se présente, grâce au moulage, à une distance toujours égale et précise de la face plane supérieure de la platine 26, et du fond des trous 25, et cela, sans que les écarts d'usinage des piliers enrobés 13 aient une répercussion sur la précision de cette distance. Le prix de revient moins élevé desdits piliers 13t, dont l'usinage ne demande plus une précision aussi grande, est donc un avantage.
De même, l'exécution du pont circulaire 15, solidaire de la platine 24, est aussi plus précise et moins onéreuse que lorsque cette exécution comporte l'assemblage de deux pièces.
Une simplification d'exécution, entraînant économie de matière et allégement de l'en- semble, consiste dans le fait de n'utiliser qu'une seule pièce pour jouer à la fois le rôle de platine inférieure du train 26 et de cloison plane supérieure de la boîte étanche.
En outre, l'exécution de la fig. 2 diffère des exécutions habituelles en ceci :
Tandis que l'exécution habituelle nécessite d'usiner et d'assembler un grand nombre de pièces précises, l'exécution de la fig. 2 permet au contraire, grâce au moulage, de réduire au maximum non seulement le nombre de pièces précises à usiner, mais encore le nombre d'usinages précis dans chacune de ces pièces.
Si, par exemple, on considère l'ensemble partiel correspondant à l'exécution habituelle et comprenant comme pièces précises à usiner séparément et à assembler :
1o le corps de la boîte volumétrique ;
20 le palier de passage de l'axe d'entraî- nement ;
30 la platine inférieure de train ;
40 les entretoises dans l'exécution de la fig. 2, la plus grande partie du même ensemble partiel est obtenue par moulage et les pièces précises à usiner sont moins nombreuses, à savoir :
lo le plan et la tubulure supérieure : dans cette pièce l'usinage précis porte seulement sur la distance entre le plan et la face inférieure de la tubulure ;
20 Le palier de l'axe transmettant le mouvement du piston : dans cette pièce, seul le trou central demande quelque précision.
Par ailleurs, l'assemblage précis est obtenu par la simple mise en place de ces pièces dans le moule, opération très économique comparée aux nombreuses opérations d'assem- blage de l'exécution habituelle.
Le compteur de la fig. 1 comporte un train démultiplicateur g, dans lequel le dernier mobile est la roue dentée 39. Cette roue est munie de deux picots 39a et 39b agissant sur la petite traverse 40 que porte l'axe la du presse-étoupe c.
Cette disposition nécessite la présence d'un pont 42 maintenu par une vis 43. Ce pont est garni d'une douille 44 qui sert de pivotage supérieur à l'axe 3i de transmission de mouvement.
Le compteur qu'illustre la fig. 2 comporte au contraire la partie plane surélevée 15 d'une seule venue avec la platine supe- rieure 24 du train. Dans cette partie plane surélevée 15 se trouve aménage un trou de pivotement pour le dernier mobile du train.
La roue 17 que porte l'axe 21 du presse-étoupe engrène avec le pignon 12 du dernier mobile du train démultiplicateur. Cette disposition est d'ailleurs rendue possible par le petit nombre des pièces intermédiaires. Ces der nières sont, d'une part : le plan inférieur 3, le corps de la boîte mesurante 6 avec ses piliers 1. et 28. la, platine supérieure, et, d'autre part, le couvercle du compteur et l'axe 21 du presse-étoupe ; il en résulte une simplification subsidiaire de la construction et une réduction d'encombrement entraînant un abaissement du prix de revient de l'enve- loppe.
On remarquera, en outre qu'aucun courant ne peut s'établir entre pièces métalliques de natures différentes, en particulier, que la pièce rapportée 8 du plan supérieur n'est en contact avec aucune autre pièce métallique.
Il en est de même des axes des mobiles du train dont les roues sont en une matière isolante. On sait que dans ces conditions les phénomènes d'électrolyse qui accompagnent et favorisent les attaques chimiques sont réduits à l'extrême si on a soin de choisir pour constituer les pièces soit des métaux purs, soit des eutectiques, c'est-à-dire des ma tières homogènes.
Les piliers métalliques tels que 13 sont eux-mêmes protégés par les mêmes procédés contre les attaques indésirables. Notamment les vis de serrage qu'ils reçoivent sont du même métal que lesdits piliers.
Le palier 14 est fait en une matière dont la bonne tenue aux frottements en milieu aqueux est connue telle que l'ébonite, ou même en une matière analogue, pourvu qu'elle soit moins fusible que la matière in jectée.
Rotary piston liquid meter.
The object of the present invention is to provide a rotary piston counter having qualities of good resistance to frictional wear and also of great passivity with regard to chemical attacks.
A particular feature of the object of the invention is that it comprises parts coated in a mounted material and of which only the free surfaces are machined with precision. Known counters usually include an assembly formed by assembling numerous and fairly expensive parts.
In the accompanying drawing, given by way of example:
Fig. 1 is a front section through a rotary piston meter of known type and given by way of example for comparison;
Fig. 2 is a front sectional view of an embodiment of the rotary piston liquid meter of the type which is the subject of this patent;
Fig. 3 shows the measuring box of the counter of known type;
Fig. 4 shows the piston which is housed in the measuring box of the counter of known type;
Fig. 5 is a plan view of the measuring box of the counter of known type;
Fig. 6 is, in plan, a half-height section of the measuring box of the meter of known type in which the piston is housed in any position given by way of example.
The meter which corresponds to known constructions and which is represented in FIG. 1 comprises a tarpaulin a, a cover b, provided with a stuffing box c, and provided at the top with an indicator timer d contained in a box e.
The cover a and the cover b enclose the measuring box f and the train g which actuates the stuffing-box shaft h. The measuring box / comprises the following parts: a measuring box body i, a measuring box upper plane j, a rotary piston k, a roller 6.
The train consists of a lower train plate tu, assembly pillars ai and train mobiles o.
This meter of known type has an envelope in two parts: the cover a and the cover b. The lower plane pi of the measuring box i is housed in the cover b and clamped between said cover a and said cover b. The cover a is in communication with the upstream through the pipe p and the cover is in communication with the downstream through the pipe s. The liquid thus passes through the measuring box i, where it actuates the piston k.
The piston 7i (fig. 4) is cylindrical in shape. It is provided with a flat mediating partition called a canvas.
The measuring box has a cylindrical surface cy (fig. 5) and towards the center, a second eoaxial cylindrical surface tU called tubing, the upper part of which is linked to the upper plane j and the lower part is linked to the lower plane pi, the two planes j and pi having their faces vis-à-vis one another, of plane shapes and perpendicular to the axis of the cylindrical surfaces cy and t? 6.
The piston k is tangent to both the surface cy and the surface tu (fig. 5) and can move while remaining constantly tangent to these two surfaces. The roller I linked to the plane pi and coaxial with the surfaces ey and 6 maintains ee tangential contact thanks to the piston pin ap fixed on the web y of the piston k and coaxial with the cylindrical surfaces of said piston k and in permanent contact with said roller 6 with said piston pin ap.
The measuring box is provided with a diaphragm '(fig. 3). This diaphragm is disposed radially in the annular chamber 2 and the piston kD is provided with a vertical slot te and is arranged so that said slot fe overlaps on said diaphragm di.
The piston 6 and the measuring box j thus delimit six distinct spaces:
Inside the piston, we can distinguish above the canvas g the spaces it and v and, symmetrically with respect to this canvas y, the spaces M'et. x.
Outside the piston L, there are spaces v and le. The spaces, these v and 2c are in communication with the upstream, in the same way the space it is also in communication with the upstream via the orifices t made (fig. 4) in the web y of the piston k el which put it in communication with the aforementioned space u. Communication with the upstream takes place through the orifice q in the lower plane as well as through the tubing p.
M'et spaces; r are in communication with the downstream, likewise the space x 'through the orifices t which put it in communication with the space x. This communication takes place through the orifice so made in the upper plane and through the outlet pipe s.
The spaces v, zc 'and u are increasing and the spaces lC, X and x' are decreasing, resulting in the movement of the piston in the direction of clockwise.
This results in a transfer of the liquid from X to u 'and from x to x' and a pressure drop as it passes through the holes t. The consequence of this pressure drop is a thrust from the bottom up on the web y of the piston all the stronger as the flow rate is greater and as the piston k turns faster. Despite the relatively high wear which results therefrom on the upper plane j, this meter is nevertheless adopted because of its greater simplicity of construction.
The object of the present invention is to alleviate this undesirable wear of the upper plane j, without resulting in additional machining, the part being finished molding.
The liquid meter which is executed in accordance with the invention and which is represented in FIG. 2 comprises in 1. the cylindrical piston of the meter. The piston 1 moves in the annular chamber 2. This chamber is delimited by the following parts:
1 o its lower part, by the flat part 3, made of a metal resistant to friction; this part is shouldered at 4 and carries a tube 5.
2o Laterally and at its upper part, by the body 6 of which the upper plane and the central tubing form a single piece 8.
This part 8 is embedded in the plastic material of the body 6, and is held securely in place by the grooves 7 and 9. It is made of a metal resistant to friction.
The drive shaft 11 to which the crank 10 is fixed passes through a bearing 14 made of a material resistant to friction. This bearing is held firmly in place by the groove 27 in which the plastic material is received.
The reduction gear comprises two plates 24 and 26 assembled by braced pillars such as and 28; the lower plate of the train is formed by the plastic material of the ceiling 26 of the body 6. The pivot holes 25 on this plate are obtained by molding at the same time as the body. This plate carries the braced pillars 13 and 28; two of them 13 are metallic, and fixed in the mold before injection, and the third 28 is made of plastic. These pillars are part of the body 6.
The upper plate 24 comprises a bridge 15 whose surface is of revolution around the axis of the pinion 12.
The meridian section of this bridge 15 is indicated in FIG. 2. Said bridge 15, notched at 16, is housed above the pinion 12.
This pinion 12, fixed on the last mobile of the train, is thus in position to mesh with the wheel 17.
The upper plate 24 comprises a recess 23 for receiving said wheel 17.
This wheel is fixed to the axis 21 of the gland 22, and its movement is transmitted to the indicator timer 18 by the torque of the wheels 19 and 20.
The parts 8 are made of a material which is particularly resistant to wear and tear: they can be made, for example, in chromed metal, their fairly clear shape makes chromium plating easy. Furthermore, the variations in thickness due to the deposit of chromium cannot cause the height dimension of the annular chamber to vary, since the support of the upper plane in the mold takes place on the exposed face of this plane.
Likewise, the lower plane 3 ′ has a shape which facilitates its chrome plating and, the deposited thicknesses being substantially equal at the various points, the dimension of the assembly plane with respect to the contact plane of said part 3 is not does not vary significantly, nor does that of the flat portion 29 of the tubing.
The different holes such as 25 are obtained by molding, and located in the lower plate, are of a perfectly smooth and polished execution, as well in their side surface as in their bottom and their finish can far exceed the finish obtained by per cage.
Furthermore, the plane formed by the top of the pillars 13 and 28 is presented, thanks to the molding, at an always equal and precise distance from the upper plane face of the plate 26, and from the bottom of the holes 25, and this, without the machining deviations of the coated pillars 13 have an impact on the accuracy of this distance. The lower cost price of said pillars 13t, the machining of which no longer requires such great precision, is therefore an advantage.
Likewise, the execution of the circular bridge 15, integral with the plate 24, is also more precise and less expensive than when this execution involves the assembly of two parts.
A simplification of execution, leading to savings in material and lightening of the assembly, consists in using only one part to play both the role of lower plate of the train 26 and of the upper flat partition. of the waterproof box.
In addition, the execution of FIG. 2 differs from the usual executions in this:
While the usual execution requires machining and assembling a large number of precise parts, the execution of fig. 2 on the contrary, thanks to the molding, makes it possible to reduce to the maximum not only the number of precise parts to be machined, but also the number of precise machining operations in each of these parts.
If, for example, we consider the partial assembly corresponding to the usual execution and comprising as precise parts to be machined separately and to be assembled:
1o the body of the volumetric box;
20 the bearing for the passage of the drive shaft;
30 the lower train plate;
40 the spacers in the execution of fig. 2, the greater part of the same partial assembly is obtained by molding and the precise parts to be machined are less numerous, namely:
lo the plane and the upper tube: in this part the precise machining only relates to the distance between the plane and the lower face of the tube;
20 The bearing of the axis transmitting the movement of the piston: in this part, only the central hole requires some precision.
Furthermore, precise assembly is obtained by simply placing these parts in the mold, a very economical operation compared to the numerous assembly operations of the usual execution.
The counter of FIG. 1 comprises a reduction gear g, in which the last mobile is the toothed wheel 39. This wheel is provided with two pins 39a and 39b acting on the small cross member 40 carried by the axis la of the stuffing box c.
This arrangement requires the presence of a bridge 42 held by a screw 43. This bridge is fitted with a bush 44 which serves as an upper pivot to the movement transmission axis 3i.
The counter shown in fig. 2, on the contrary, comprises the raised flat part 15 of a single entry with the upper plate 24 of the train. In this raised flat part 15 there is a pivot hole for the last mobile of the train.
The wheel 17 carried by the axis 21 of the stuffing box meshes with the pinion 12 of the last mobile of the reduction gear. This arrangement is moreover made possible by the small number of intermediate parts. These last are, on the one hand: the lower plane 3, the body of the measuring box 6 with its pillars 1. and 28. la, upper plate, and, on the other hand, the cover of the meter and the axis 21 of the cable gland; this results in a subsidiary simplification of the construction and a reduction in size leading to a reduction in the cost price of the casing.
It will also be noted that no current can be established between metal parts of different types, in particular, that the insert 8 of the upper plane is not in contact with any other metal part.
The same applies to the axles of the moving parts of the train, the wheels of which are made of an insulating material. We know that under these conditions the electrolysis phenomena which accompany and promote chemical attacks are reduced to the extreme if care is taken to choose to constitute the parts either pure metals or eutectics, that is to say of homogeneous materials.
The metal pillars such as 13 are themselves protected by the same methods against unwanted attacks. In particular the clamping screws which they receive are of the same metal as said pillars.
The bearing 14 is made of a material whose good resistance to friction in an aqueous medium is known, such as ebonite, or even of a similar material, provided that it is less fusible than the material injected.