FR2486234A1 - Dispositif de mesure et de controle de debits gazeux - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE CONTROLE D'UN DEBIT GAZEUX, DU TYPE COMPORTANT UNE PREMIERE ET UNE SECONDE ENCEINTE 1 ET 2, SEPAREES PAR AU MOINS UNE PAROI DEFORMABLE ELASTIQUEMENT 3, ET AU MOINS UNE SOURCE DE GAZ SOUS PRESSION, CONNECTEE DIRECTEMENT A LA PREMIERE ENCEINTE ET, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN RESTRICTEUR DE DEBIT 6, A LA SECONDE ENCEINTE 2, LADITE SECONDE ENCEINTE 2 COMPRENANT EN OUTRE DES MOYENS 9 PERMETTANT DE LA RACCORDER AU SYSTEME 10. CE DISPOSITIF COMPORTE DES MOYENS D'ALIMENTATION DIRECTE 7 DE LA SECONDE ENCEINTE 2 A PARTIR DE LA SOURCE DE GAZ SOUS PRESSION, LESDITS MOYENS D'ALIMENTATION ETANT EQUIPES D'UNE COMMANDE 8 PERMETTANT D'INTERROMPRE LADITE ALIMENTATION PENDANT LES OPERATIONS DE CONTROLE DU DEBIT GAZEUX DUDIT SYSTEME 10. APPLICATION AU CONTROLE OU A LA MESURE DE FAIBLES DEBITS.
Description
La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dispositifs de mesure et de contr8le de débits gazeux et, plus particulièrement, de faibles débits.
Certains dispositifs connus utilisent, pour mesurer et contrôler le débit gazeux d'un système, la déformation de deux enceintes déforiables alimentées sous une même pression de gaz supérieure à la pression atmosphérique.
Dans ces dispositifs, l'une des enceintes est alimentée sous ladite pression de gaz par l'intermédiaire d'un restricteur de débit, dont le débit est sensiblement du mme ordre de grandeur que celui que l'on souhaite mesurer ou contrbler. Cette enceinte est, de plus. susceptible autre mise en communication avec l'atmosphère ambiante et donc & la pression atmosphérique, lorsque le dispositif est en position de repos, et en communication avec le système dont on désire mesurer ou conkroler le débit, lorsque le dispositif est en position de mesure.
En position de repos, la pression existant dans la première enceinte est la pression d'alimentation et la pression dans la seconde enceinte est voisine de la pression atmosphérique.
En position de mesure, la pression existant dans la première enceinte reste égale & la pression d'alimentation et la pression dans la seconde enceinte augmente jusqu'à une valeur non égale à la pression d'alimentation, mas légèrement inférieure a celle-ci, du fait de la perte de charge subie par le flux-gazeux en traversant le système dont on désire mesurer ou contr8ler le débit.
C'est donc la différence de pression existant dans les deux enceinte. qui permet de mesurer ou de contrôler le débit du système et, à cet effet, on détecte la déformation desdites enceintes, déformation que l'on peut amplifier d'une manière connue quelconque, mécanique, électronique ou autre.
Un inconvénient de ce type de dispositif, inhérent à sa conception même, réside dans son temps de réponse relativement long, tenant au fait que c' est au travers du restricteur de débit que le gaz sous pression est envoyé dans la seconde enceinte au moment de la mesure.
Pour diminuer le temps de réponse du dispositif, il faudrait prévoir un restricteur de débit assurant un débit plus élevé que celui que l'on désire mesurer, ne qui rendrait alors la mesure moins précise.
De plus, le temps de réponse d'un tel dispositif est encore accru, lorsque le système dont on désire mesurer ou contrbler le débit possède un volume mort relativement important, puisque ce volume doit être rempli par le gaz sous pression au cours de la mesure.
Dans le but d'améliorer le temps de réponse de ce type de dispositif, la Demanderesse a précédemment proposé, dans la demande de brevet n 79 15438, du 15 Juin 1979, de disposer une vanne entre la seconde enceinte et le système dont on désire mesurer le débit, cette vanne étant fermée lorsque le dispositif est en position de repos, et ouverte lorsque le dispositif est en position de mesure.
De cette façon, la pression existant dans la seconde enceinte est égale à la pression d'alimentation, lorsque le dispositif est au repos, et est légèrement inférieure d cette pression d'alimentation, lorsque le dispositif est en position de mesure, la différence de pression correspondant a la perte de charge introduite par le système dont on désire mesurer ou contrôler le débit.
Dans ces conditions, le débit du restricteur de débit n'a pas d'influence sur le temps de réponse, puisque la pression, en position de mesure, diminue par rapport a' la pression de repos. En outre, cce la chute de pression est faible, le temps de réponse da dispositif est court.
La présente invention a pour but de proposer un autre moyen pour améliorer le temps de réponse de ce type de dispositif et ceci sans nuire a sa sensibilité.
A cet effet, l'invention a pour objet an dispositif de contrôle et de mesure d'un débit gazeux, du type comportant une première et une seconde enceintes séparées par au moins une paroi déformable élastiquement et au moins une source de gaz sous pression, connectée, d'une part, directement à la première enceinte et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un restricteur de débit, dont le débit est proche de celui dit système,à la seconde enceinte, ladite seconde enceinte comprenant en outre des moyens permettant de la raccorder au système dont on désire mesurer le débit, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation directe de ladite seconde enceinte à partir de ladite source de gaz sous pression, lesdits moyens d'alimentation étant équipés d'une commande permettant d'interrompre ladite alimentation pendant les opérations de contrle ou de mesure du débit gazeux dudit système.
Le temps de réponse d'un tel dispositif est considérablement réduit, puisqu'il permet de procéder à la mise en pression de la seconde enceinte en l'alimentant directement, à l'aide desdits moyens d'alimentation, à partir de la source de gaz sous pression, sans que le flux gazeux d'alimentation traverse le restricteur de débit.
Un tel dispositif est particulièrement intéressant dans le cas où le système dont on désire mesurer ou contr8ler le débit possède un volume important. C'est par exemple le cas des briquets ou autres récipients à gaz liquéfié, notamment des bombes aérosols.
Bien entendu, le dispositif conforme a l'invention peut comporter une seule source de gaz sous pression connectée aux deux enceintes et au restricteur de débit, ou plusieurs sources distinctes, à condition que les différentes sources soient à la même pression.
Les dessins annexés illustrent l'invention dans son principe et dans ses formes de mise en oeuvre. Sur ces dessins s
Les figures 1, 2 et 3 représentent schématiquement un premier dispositif conforme à l'invention, respectivement avant que la seconde enceinte du dispositif ne soit connectée au système dont on désire mesurer ou contrbler le débit, pendant la phase de mise sous pression de cette enceinte, après qu'elle ait été connectée audit système, et pendant la phase de mesure du débit de ce système.
Les figures 1, 2 et 3 représentent schématiquement un premier dispositif conforme à l'invention, respectivement avant que la seconde enceinte du dispositif ne soit connectée au système dont on désire mesurer ou contrbler le débit, pendant la phase de mise sous pression de cette enceinte, après qu'elle ait été connectée audit système, et pendant la phase de mesure du débit de ce système.
Les figures 4, 5 et 6, sont des vues schématiques d'un second dispositif conforme à l'invention, correspondant respectivement aux figures 1 à 3.
Les figures 7 et 8 sont des coupes transversales partielles, en deux positions de fonctionnement,d'une double vanne utilisable en combinaison avec le dispositif des figures 4 à 6 et remplissant simultanément les fonctions des deux vannes de ce dispositif.
On se réfèrera, d'abord, aux figures 1 à 3.
Le dispositif représenté sur ces figures comprend deux enceintes 1 et 2 séparées par une membrane déformable 3.
L'enceinte 1 èst reliée directement par un conduit 4 à une source de pression P, non représentée, supérieure à la pression atmosphérique.
L'enceinte 2 est reliée a la même source de pression
P, d'une part, par l'intermédiaire d'une premiers dérivation 5 et d'un restricteur de débit 6, d'autre part, par une seconde dérivation 7 munie d'une vanne 8, permettant d'alimenter directement l'enceinte 2 à partir de la source P.
P, d'une part, par l'intermédiaire d'une premiers dérivation 5 et d'un restricteur de débit 6, d'autre part, par une seconde dérivation 7 munie d'une vanne 8, permettant d'alimenter directement l'enceinte 2 à partir de la source P.
L'enceinte 2 est également équipée d'une eanalisation de sortie 9, à laquelle peut eAtre raccordé le système 10 dont on veut mesurer ou contraler le débit.
Dans la position représentée sur la figure 1, la vanne 8 est fermée et la canalisation 9 débouche librement dans l'atmosphère. La pression dans l'enceinte 2 est égale à la pression atmosphérique, tandis que la pression dans l'enceinte 1 est égale à la pression P et supérieure à la pression atmosphérique, ce qui se traduit par une déformation de la membrane souple 3.
Dans la position représentée sur la figure 2, le système 10 dont on désire mesurer le débit a été connecté à la canalisation 9. La vanne 8 est ouverte et la pression dans les enceintes 1 et 2 est donc égale à la pression Pt la membrane 3 revient à sa position de repos.
Si l'on ferme alors la vanne 8 (figure 3), le enceinte 2 n'est plus en communication avec la source de pression
P qu'au travers du restricteur 6, et le débit du gaz au travers du système 10 fait descendre la pression de l'enceinte 2 à une valeur inférieure à la pression P qui règne dans l'enceinte 1. La différence de pression #p régnant entre les deux enceintes provoque une déformation de la membrane 3, qui dépend naturellement du débit gazeux du système 10 et qui peut etre amplifiée et convertie en une mesure de ce débit par des moyens connus en soi.
P qu'au travers du restricteur 6, et le débit du gaz au travers du système 10 fait descendre la pression de l'enceinte 2 à une valeur inférieure à la pression P qui règne dans l'enceinte 1. La différence de pression #p régnant entre les deux enceintes provoque une déformation de la membrane 3, qui dépend naturellement du débit gazeux du système 10 et qui peut etre amplifiée et convertie en une mesure de ce débit par des moyens connus en soi.
Du fait que le remplissage de l'enceinte 2 se fait par la dérivation 7 sans interposition de restricteurs de débit, le temps de réponse est évidemment considErable- ment réduit par rapport aux dispositifs connus fonctionnant suivant un principe analogue.
Le dispositif représenté sur les figures 4 à 6 est une variante de celui qui vient autre décrit en référence aux figures 1 à 3 Les organes dé décrits conservent les mêmes chiffres de référence affectés de l'indice '.
La dérivation 7' équipée de la vanne 8' et permettant d'alimenter directement la chambre 2' à partir de la source de pression P ne débouche plus dans la chambre 2', mais dans la canalisation de sortie 9'. En outre, cette canalisation est équipée d'une vanne 12 à l'extrémité libre de laquelle est branché le système 10' - une bombe aérosols dans le cas du dessin - dont on désire contrSler l'étan chéité.
Le fonctionnement de ce dispositif est en tout point semblable à celui qui a été décrit précédemment, avec cette différence que, lorsque la canalisation de sortie 9' n'est pas raccordée au système 10' dont on désire contrôler l'étanchéité (figure 4), il est possible de laisser la chambre 2' en communication directe avec la source de pression, par l'intermédiaire de la dérivation 79, à condition de fermer la vanne 12' de la canalisation de sortie 9'.
Pour accroître encore la rapidité de réponse du dispositif représente sur les figures 4 à 6, la Demwideresse a conçu une vanne remplissant simultanément les fonctions des vannes 8' et 128 de ce dispositif. Une telle vanne va maintenant être décrite en référence aux figures 7 et 8.
Cette vanne comprend essentiellement un corps 20, fermé par un couvercle 21.
Le corps 20 comporte un alésage 22 dont le fond est creusé d'un puits 23. Ce puits 23 communique avec un premier trou fileté 24 destine à être mis en communication avec la source de pression P.
L'alésage 22 communique également par un canal 37 avec un second trou fileté 25, destiné à être mis en communication avec la seconde enceinte du dispositif de mesure.
Dans l'alésage 22 est logé un clapet 27 comprenant une tige guide 26 logée dans le puits 23. Le clapet 27 est pourvu sur sa face aval d'un premier joint d'étanchéité 28 pouvant prendre appui contre le couvercle 21 et, sur sa face amont, d'un second joint d'étanchéité 29 pouvant prendre appui contre le fond de l'alésage 22. Le clapit 27 est surmonté d'un palpeur 3t.
Un ressort de compression 32 sollicite le clapet 27 en direction de la base du couvercle 21, lorsque aucun effort ne s'exerce sur le palpeur 30.
Le couvercle 21 comporte un alésage 33 muni d'un joint 34 destiné à assurer l'étanchéité avec le système à contrôler. Le fond de cet alésage 33 est percé d'un canal 35 le faisant communiquer avec l'alésage 22 du corps 20.
Le fonctionnement de l'ensemble formé par le dispositif des figures 4 à 6 et la vanne des figures 7 et 8 est le suivant :
Initialement (figure 7), le joint d'étanchéité 28 du clapet 27 est appliqué contre la face inférieure du couvercle 21 par le ressort 32, de sorte que la seconde enceinte se trouve 80U8 pression et que, simultanément, le canal 35 est obturé. Cette position correspond à celle illustrée par la figure 4.
Initialement (figure 7), le joint d'étanchéité 28 du clapet 27 est appliqué contre la face inférieure du couvercle 21 par le ressort 32, de sorte que la seconde enceinte se trouve 80U8 pression et que, simultanément, le canal 35 est obturé. Cette position correspond à celle illustrée par la figure 4.
Lorsque l'on introduit dans l'alésage 33 le système dont on désire mesurer ou contr8ler le débit (ici un briquet 36 dont on désire contrôler l'étanchéité), le palpeur 30 est repoussé vers le fond de l'alésage 22o
Dans un premier temps, le joint 28 n'est plus en contact avec son siège et le gaz sous pression pénètre à l'intérieur du briquet par un orifice 38 prévu dans le fond de celui-ci. La pression d'alimentation s'établit dès lors très rapidement dans le briquet, puisqu'aucun organe restricteur de débit n'est interposé entre la source de pression et le corps du briquet. Cette position, non illustrée par les dessins, correspond à la figure 5.
Dans un premier temps, le joint 28 n'est plus en contact avec son siège et le gaz sous pression pénètre à l'intérieur du briquet par un orifice 38 prévu dans le fond de celui-ci. La pression d'alimentation s'établit dès lors très rapidement dans le briquet, puisqu'aucun organe restricteur de débit n'est interposé entre la source de pression et le corps du briquet. Cette position, non illustrée par les dessins, correspond à la figure 5.
Dans un second temps (figure 8), le joint d'étanchéité 29 vient en contact avec le fond de l'alésage 22, de sorte que le gaz sous pression n'alimente plus le dispositif et que l'intérieur du briquet est en communication avec la seconde enceinte via l'orifice 38, le canal 35, l'alésage 22 et le canal 37. Dans ces conditions, toute quantité de gaz sortant du briquet se traduit par une perte de charge mise en évidence par une déformation de la membrane du dispositif de contrôle. Cette position correspond à celle de la figure 6.
On peut ainsi contrôler l'étanchéité du corps du briquet, puis, Si on le désire, en ouvrant le clapet de celui-ci, contrôler son débits tout ceci sans avoir à le déplacer.
L'invention fournit donc un moyen simple, permettant de contrôler ou de mesurer avec une grande rapidité et avec précision,sans opérations compliquées, le débit gazeux d'un dispositif.
Claims (5)
1.- Dispositif de contrôle et de mesure d'un débit gazeux, du type comportant une première et une seconde enceintes (respectivement 1 et 2 t 1' et 2'), séparées par au moins une paroi déformable élastiquement (3, 3'), et au moins une source de gae sous pression, connectée, d'une part, directement à la première enceinte et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un restricteur de débit (6, 6'), dont le débit est proche de celui dudit système, à la seconde enceinte (2, 2'), ladite seconde enceinte (2.
2') comprenant en outre des moyens (9, 9') permettant de la raccorder au système (10, 10') dont on désire mesurer ou contrôler le débit ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation directe (7, 7') de ladite seconde enceinte (2, 2') à partir de ladite source de gaz sous pression, lesdits moyens d'alimentation étant équipés d'une commande (8, 8') permettant d'interrompre ladite alimentation pendant les opérations de contrôle ou de mesure du débit gazeux dudit système (10.
10').
a.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation directe (7) sont connectés à ladite seconde enceinte (2).
3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation directe (7) sont connectés aux moyens (9') permettant de raccorder ladite seconde enceinte (2') audit système (10') et en ce que lesdits moyens de raccordement (9') comprennent une commande (12') permettant d'interrompre la communication entre ladite seconde enceinte (2') et ledit système (10'), ladite crmnande (12') étant disposée en aval de la commande (8').
4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites commandes (8' et 12') constituent une seule et même vanne (20, 21) remplissant leurs fonctions respectives.
5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite vanne (20 21) comporte un corps (20) à trois voies (35, 24, 25) communiquant respectivement avec un système (36) dont on désire mesurer ou contrôler le débit, avec ladite source de pression et avec ladite seconde chambre, un clapet (27) etant dispose entre ces trois voies en vue d'amener sélectivement en communication, en fonction de la position qu'il occupe, deux quelconques desdites voies ou l'ensemble d'entre elles
Priority Applications (3)
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| FR8014734A FR2486234A1 (fr) | 1980-07-02 | 1980-07-02 | Dispositif de mesure et de controle de debits gazeux |
| PCT/FR1981/000088 WO1982000197A1 (fr) | 1980-07-02 | 1981-07-02 | Dispositif de mesure et de controle de debits gazeux |
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|---|---|---|---|---|
| US3224020A (en) * | 1962-01-05 | 1965-12-21 | Hitachi Ltd | Differental pressure transducers |
-
1980
- 1980-07-02 FR FR8014734A patent/FR2486234A1/fr active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3224020A (en) * | 1962-01-05 | 1965-12-21 | Hitachi Ltd | Differental pressure transducers |
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