FR2482302A1 - Continuous fluid viscosity meter for foundation laying - uses chamber where fluid exerts pressure on membrane separated measuring chamber - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un viscosimètre à mesure continue. The present invention relates to a viscometer with continuous measurement.
La viscosité est une caractéristique importante, voire essentielle, de certains fluides employes par diverses industries. Il en est ainsi notamment des huiles de graissage-utili sées dans les dispositifs mécaniques ou des fluides de circulation ou "boues de forage pour forages pétroliers ou autres. Viscosity is an important, even essential, characteristic of certain fluids used by various industries. This is particularly the case with lubricating oils used in mechanical devices or circulation fluids or "drilling muds for petroleum or other drilling.
Or, dans le cas des fluides de circulation pour forages ou pieux de fondations, tirants d'ancrages, parois bétonnées, etc > . la viscosité est sujette à des variations rapides et nécessite par conséquent une observation fréquente sinon continue C'est également le cas pour d autres fluides utilisés dans les mêmes ouvrages, tels que les coulis d'injection ou coulis de perforation autodurcissables Le contr8le de la viscosité de ces fluides est indispensable et partant, sa connaissance à chaque instant. However, in the case of circulation fluids for boreholes or foundation piles, tie rods, concrete walls, etc.>. the viscosity is subject to rapid variations and therefore requires frequent if not continuous observation. This is also the case for other fluids used in the same works, such as injection grout or self-hardening perforation grout. Viscosity control of these fluids is essential and therefore his knowledge at all times.
La viscosité de ces fluides est habituellement mesurée sur chantier au moyen d'un appareil connu sous le nom de viscosimètre Marsh. The viscosity of these fluids is usually measured on site using a device known as the Marsh viscometer.
Cet appareil permet en réalité la mesure d'une carac éristique qui, tout en étant différente de la viscosité au sens strict, en tient néanmoins compte mais tient compte également de la rigidité du fluide lorsqu'il en est doué ce qui est fréquemment le cas dans le domaine considéré Or, les qualités recherchées pour les fluides, en matière de forage, de bâtiment ou de travaux publics sont mesurées d'une façon plus exacte par la viscosité
Marsh que par la viscosité proprement dite.This device actually allows the measurement of a characteristic which, while being different from viscosity in the strict sense, nevertheless takes it into account but also takes into account the rigidity of the fluid when it is endowed with it which is frequently the case. in the field under consideration Gold, the qualities sought for fluids, in terms of drilling, building or public works are more precisely measured by the viscosity
Marsh only by the viscosity itself.
De plus, le viscosimètre Marsh est un appareil simple fidèle et précis. Toutefois, son emploi nécessite une série d'opérations manuelles demandant quelques minutes pour chaque mesure, ce qui en interdit l'usage pour une observation continue de la viscosité,
Par ailleurs, il existe bien entendu actuellement des appareils susceptibles de mesurer en continu ou d'enregistrer une viscosité. Ces appareils comportent dans la plupart des cas une pièce placée dans le fluide en circulation et à laquelle on imprime une vibration dont on lit l'amplitude, laquelle dépend de la viscosité. Ces appareils présentent toutefois l'inconvénient d'entre d'une réalisation complexe et coûteuse.Par ailleurs, ils sont peu aptes à etre utilisés avec des fluides faisant prise et fournissent un renseignement dont la relation avec la viscosité
Marsh est difficile ou impossible à établir.In addition, the Marsh viscometer is a simple, faithful and precise device. However, its use requires a series of manual operations requiring a few minutes for each measurement, which prohibits its use for continuous observation of the viscosity,
Furthermore, there are of course currently devices capable of continuously measuring or recording a viscosity. In most cases, these devices include a part placed in the circulating fluid and to which a vibration is printed, the amplitude of which is read, which depends on the viscosity. However, these devices have the drawback of being complex and costly to produce. Furthermore, they are not very suitable for being used with setting fluids and provide information, the relationship of which with viscosity.
Marsh is difficult or impossible to establish.
La présente invention vise à palier ces inconvénients en fournissant un viscosimètre à mesure continue qui soit de réalisation simple et qui fournisse de plus des résultats voisins du viscosimètre Marsh. The present invention aims to overcome these drawbacks by providing a viscometer with continuous measurement which is simple to produce and which also provides results similar to the Marsh viscometer.
A cet effet, la présente invention a pour objet un viscosimètre à mesure continue caractérisé par le fait qu'il comprend un volume divisé par une membrane souple en une chambre de circulation de fluide et une chambre de mesure, la chambre de circulation de fluide comportant un orifice d'entrée pour le fluide dont on souhaite mesurer la viscosité, relié à la sortie d'une pompe à débit constant, et un orifice de sortie calibré, et la chambre de mesure contenant un fluide de mesure, des moyens étant prévus pour mesurer en continu la pression dans la chambre de mesure. To this end, the subject of the present invention is a continuous measurement viscometer characterized in that it comprises a volume divided by a flexible membrane into a fluid circulation chamber and a measurement chamber, the fluid circulation chamber comprising an inlet for the fluid whose viscosity is to be measured, connected to the outlet of a constant flow pump, and a calibrated outlet, and the measuring chamber containing a measuring fluid, means being provided for continuously measure the pressure in the measuring chamber.
On conçoit que le débit dans la chambre de circulation étant constant la pression qui y règne est fonction de la viscosité du fluide qui la parcourt. Cette pression est transmise au fluide contenu dans la chambre de mesure par l'intermédiaire de la membrane souple et est mesurée dans cette chambre de mesure. La valeur ainsi obtenue est par conséquent représentative de la viscosité du fluide traversant la chambre de circulation. It is understood that the flow rate in the circulation chamber being constant, the pressure which prevails there is a function of the viscosity of the fluid which flows through it. This pressure is transmitted to the fluid contained in the measurement chamber via the flexible membrane and is measured in this measurement chamber. The value thus obtained is therefore representative of the viscosity of the fluid passing through the circulation chamber.
Avantageusement, la chambre de circulation de fluide présente la forme d'un cône renversé avec l'orifice de sortie à sa partie inférieure et la membrane à sa partie supérieure, sensiblement perpendiculaire à l'axe du cône. Advantageously, the fluid circulation chamber has the shape of an inverted cone with the outlet orifice at its lower part and the membrane at its upper part, substantially perpendicular to the axis of the cone.
Dans ce cas, la chambre de mesure est de préférence formée à la partie supérieure du cône entre la membrane et un couvercle amovible. In this case, the measurement chamber is preferably formed at the upper part of the cone between the membrane and a removable cover.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention la pompe à débit constant est une pompe à vis. In an advantageous embodiment of the invention the constant flow pump is a screw pump.
Ce type de pompe convient en effet particulièrement bien du fait de son débit exempt de pulsations et de sa compatibilité avec des fluides visqueux et chargés. This type of pump is in fact particularly suitable because of its pulsation-free flow and its compatibility with viscous and charged fluids.
Dans un mode de réalisation particulier, le fluide de mesuré est un liquide et les moyens pour mesurer la pression dans la chambre de mesure comprennent un tube raccordé à la chambre de mesure et dans lequel peut être lue la hauteur du fluide de mesure. In a particular embodiment, the measurement fluid is a liquid and the means for measuring the pressure in the measurement chamber comprise a tube connected to the measurement chamber and from which the height of the measurement fluid can be read.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la descrip tion qui suit d'une de ses formes de réalisation donnée a titre d'exemple non limitatif en référence à la figure unique annexée représentant schématiquement un viscosimètre selon l'invention. The invention will be better understood with the aid of the following description of one of its embodiments given by way of nonlimiting example with reference to the single appended figure schematically representing a viscometer according to the invention.
L'appareil représenté au dessin comporte d'une manière génerale un volume 1 et une pompe 2. The apparatus shown in the drawing generally comprises a volume 1 and a pump 2.
Le volume 1 est formé essentiellement d'un cône renversé 3 ayant son sommet à sa partie inférieure et dsun couvercle supérieur 4. Le couvercle 4 est fixé sur le cône 3 à l'aide de moyens de fixation tels que des vis et écrous rapides 5, une membrane souple 6 étant interposee entre le c8ne 3 et le couvercle 4. La membrane 6 se trouve sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe du cone 3. The volume 1 is essentially formed of an inverted cone 3 having its apex at its lower part and of an upper cover 4. The cover 4 is fixed to the cone 3 by means of fixing means such as quick screws and nuts 5 , a flexible membrane 6 being interposed between the c8ne 3 and the cover 4. The membrane 6 is located substantially in a plane perpendicular to the axis of the cone 3.
Ainsi sont définies dans le volume 1 une chambre de circulation de fluide 7 comprise à l'intérieur du ene 3 et limitée supérieurement par la membrane souple 6 et une chambre de mesure 8 délimitée à sa partie inférieure par la membrane souple 6 et à sa partie supérieure par le couvercle 4
La chambre 7 comporte à sa partie inférieure, c'est-àdire du c8té du sommet du cône 3, un orifice de sortie calibré 9 et à sa partie supérieure un orifice d'entrée 10 disposé par exemple tangentiellement à la base du ene 3
L'orifice d'entrée 10 est relié par l'intermédiaire d'un conduit 11 à la sortie 12 de la pompe 2.Thus are defined in the volume 1 a fluid circulation chamber 7 included inside the ene 3 and limited above by the flexible membrane 6 and a measurement chamber 8 delimited at its lower part by the flexible membrane 6 and at its part upper by cover 4
The chamber 7 has at its lower part, that is to say the side of the top of the cone 3, a calibrated outlet orifice 9 and at its upper part an inlet orifice 10 arranged for example tangentially to the base of the ene 3
The inlet 10 is connected via a conduit 11 to the outlet 12 of the pump 2.
La pompe 2 est une pompe à débit constant par exemple une pompe à vis 13 qui est particulièrement bien adaptée aux fluides visqueux et chargés. Son débit est par exemple de l'ordre de 3 à 10 litres/minutes. The pump 2 is a constant flow pump, for example a screw pump 13 which is particularly well suited to viscous and charged fluids. Its flow rate is for example of the order of 3 to 10 liters / minute.
Enfin, l'entrée 14 de la pompe 2 est raccordée- à un conduit d'aspiration 15. Finally, the inlet 14 of the pump 2 is connected to a suction pipe 15.
La chambre de mesure 8 est remplie d'un liquide quelconque, tel que de l'eau colorée ou non ou de l'huile, et comporte à sa partie supérieure un tube de verre gradué 16 raccordé à un orifice 17 du couvercle 4 pour mesurer en hauteur d'eau la pression au niveau de la membrane souple 6. The measurement chamber 8 is filled with any liquid, such as colored or non-colored water or oil, and has at its upper part a graduated glass tube 16 connected to an orifice 17 of the cover 4 for measuring in water height, the pressure at the level of the flexible membrane 6.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant
La pompe 2, alimentée par la source de fluide dont on souhaite mesurer la viscosité, injecte dans la chambre de circulation de fluide 7 un débit constant de ce fluide.The operation of the device is as follows
The pump 2, supplied by the source of fluid whose viscosity is to be measured, injects into the fluid circulation chamber 7 a constant flow of this fluid.
La chambre 7 restitue par son orifice de sortie calibré 9 le même débit constant. La chambre 7 se trouve donc à chaque instant sous une pression correspondant à la loi pression/vis cosité du fluide, relative à l'appareil, pour un débit donné. Chamber 7 restores the same constant flow rate through its calibrated outlet 9. The chamber 7 is therefore at all times under a pressure corresponding to the pressure / screw cosity law of the fluid, relating to the device, for a given flow rate.
La pression régnant dans la chambre 7 est transmise par la membrane souple 6 à la chambre 8 et cette pression est-mesurée par la hauteur de liquide dans le tube gradué 16. The pressure prevailing in the chamber 7 is transmitted by the flexible membrane 6 to the chamber 8 and this pressure is measured by the height of liquid in the graduated tube 16.
On remarquera que l'orifice d'entrée 10 dans la chambre de circulation de fluide 7 est situé le plus haut possible par rapport à la membrane souple 6 de maniere à éliminer toutes zones mortes. On prévoit d'ailleurs avantageusement un système de purge automatique (non représenté) qui permet à cette zone morte de se remplir, permettant ainsi à la membrane souple 6 de remplir pleinement sa fonction. It will be noted that the inlet orifice 10 in the fluid circulation chamber 7 is located as high as possible relative to the flexible membrane 6 so as to eliminate any dead zones. Advantageously, an automatic purge system is also provided (not shown) which allows this dead zone to be filled, thus allowing the flexible membrane 6 to fully fulfill its function.
Par ailleurs, il est bien entendu possible d'adjoindre au dispositif décrit un dispositif enregistreur permettant d'enregistrer la pression mesurée dans la chambre de mesure 8. Ce dispositif enregistreur peut être de tous types connus. Furthermore, it is of course possible to add to the device described a recording device making it possible to record the pressure measured in the measurement chamber 8. This recording device can be of any known type.
On a constaté que l'appareil décrit ci-dessus permet de mesurer une caractéristique voisine de la viscosité et très comparable à la viscosité Marsh qui est elle-même très représentative des qualités demandées aux fluides de perforation et coulis. It has been found that the apparatus described above makes it possible to measure a characteristic close to the viscosity and very comparable to the Marsh viscosity which is itself very representative of the qualities required of the perforating fluids and grout.
Le dispositif permet par ailleurs une lecture continue de cette,caracteristique et rend possible son enregistrement dans des conditions très simples. The device also allows continuous reading of this characteristic and makes it possible to record it under very simple conditions.
De plus, la construction du dispositif rend son fonctionnement, son entretien et ses réparations faciles sur un chantier. En particulier, il peut être utilisé sans problème avec des fluides visqueux rigides faisant prise et comportant des grains en suspension. Son nettoyage est aisé par injection d'eau à un débit éventuellement supérieur au débit de fonctionnement. In addition, the construction of the device makes it easy to operate, maintain and repair on site. In particular, it can be used without problem with rigid viscous fluids setting and comprising grains in suspension. Its cleaning is easy by injecting water at a flow rate possibly higher than the operating flow rate.
Bien entendu, des modifications peuvent être apportées au dispositif ci-dessus sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Of course, modifications can be made to the above device without departing from the scope of the invention.
C'est ainsi, en particulier que d'autres moyens de mesure de la pression dans la chambre 8 que le tube 16 pourraient être envisagés. De même, la forme conique de la chambre de circulation de fluide 7 n'est évidemment pas rigoureusement indispensable. Thus, in particular that other means of measuring the pressure in the chamber 8 than the tube 16 could be envisaged. Likewise, the conical shape of the fluid circulation chamber 7 is obviously not strictly necessary.
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| Publication number | Publication date |
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| FR2482302B1 (en) | 1984-01-27 |
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