FR2579746A1

FR2579746A1 - Fluidic flowmeter e.g. for pilot burner

Info

Publication number: FR2579746A1
Application number: FR8509803A
Authority: FR
Inventors: Makoto Okabayashi; Masao Haruta
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1985-03-28
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1986-10-03
Also published as: DE3522997A1; JPS61223517A

Abstract

The assembly comprises a combination of an upstream fluidic element and a downstream fluidic element. One of the fluidic elements includes a jet nozzle having a smaller opening area than a jet nozzle of the other. The flowmeter further comprises a bypass passage disposed parallel to the former fluidic element and including a valve, preferably a diaphragm type governor valve. The governor valve includes a main valve member and an auxiliary valve member adapted to open by a fluid pressure upstream when the main valve member is in a closed position. Each of the fluidic elements has a sensor disposed in one of return passages to detect flow rate variations. A flow rate indicating device is provided to derive flow rates from signals received from the sensors and indicate the flow rates.

Description

XI Débitmètre fluidique capable de mesurer de
grandes variations de débit."
La présente invention concerne un débitmètre fluidique comportant un élément fluidique avec un passage convergent, une buse de jet en aval du passage convergent, un passage divergent prévu en aval de la buse de jet, une paire de buses de commande étant prévues entre la buse de jet et le passage divergent, ces buses de commande étant opposées l'une à l'autre par rapport à la direction de projection du jet de fluide par la buse de det, et sensiblement perpendiculairement à cette direction, ainsi que des passages de retour qui relient un point en aval du passage divergent respectivement aux buses de commande.XI Fluid flowmeter capable of measuring
large variations in flow. "
The present invention relates to a fluid flow meter comprising a fluid element with a converging passage, a jet nozzle downstream of the converging passage, a divergent passage provided downstream of the jet nozzle, a pair of control nozzles being provided between the nozzle jet and the passage diverge, these control nozzles being opposite one another with respect to the direction of projection of the jet of fluid by the nozzle of det, and substantially perpendicular to this direction, as well as return passages which connect a point downstream of the divergent passage respectively to the control nozzles.

Ce type de débitmètre utilise l'effet
Coanda, c'est-à-dire le fait qu'un jet de fluide projeté d'une buse de jet se stabilise suivant un écoulement le long de l'une des parois inclinées du passage divergent et un phénomène selon lequel le jet de fluide projeté de la buse de jet s'écoule alternativement le long des deux parois du passage divergent sous l'effet de jets de fluide émis alternativement par deux buses de commande. Ce débitmètre mesure le débit à partir de la variation de fréquence résultant de la modification de la direction du jet de fluide projeté par la buse de jet.This type of flow meter uses the effect
Coanda, that is to say the fact that a jet of fluid projected from a jet nozzle stabilizes following a flow along one of the inclined walls of the divergent passage and a phenomenon according to which the jet of fluid sprayed from the jet nozzle flows alternately along the two walls of the divergent passage under the effect of jets of fluid emitted alternately by two control nozzles. This flowmeter measures the flow from the frequency variation resulting from the change in the direction of the jet of fluid projected by the jet nozzle.

Les débitmètres fluidiques classiques du type décrit ci-dessus comportent seulement un élément fluidique avec une buse de jet qui définit une seule ouverture de sortie. Lorsque l'ouverture de sortie a une faible surface pour avoir une grande sensibilité, on peut mesurer un faible débit avec une grande précision mais la perte de charge, importante, qui en résulte, ne permet pas de mesurer des débits importants. Inversement, lorsque l'ouverture de sortie a une surface importante pour permettre la mesure très précise d'un débit important, la sensibilité de la mesure est mauvaise pour un faible débit. Conventional fluid flow meters of the type described above only have one fluid element with a jet nozzle which defines a single outlet opening. When the outlet opening has a small surface to have a high sensitivity, it is possible to measure a low flow rate with great precision, but the large pressure drop which results therefrom does not allow large flow rates to be measured. Conversely, when the outlet opening has a large area to allow very precise measurement of a large flow, the sensitivity of the measurement is poor for a low flow.

Ainsi, les débitmètres fluidiques classiques ne permettent pas d'effectuer des mesures précises pour une plage de variations de débit, importante.Thus, conventional fluid flowmeters do not allow precise measurements to be made for a wide range of flow variations.

La présente invention a pour -but de créer un débitmètre fluidique permettant de mesurer avec une grande précision des débits quelle que soit l'importance de la variation de ces débits. The aim of the present invention is to create a fluid flowmeter making it possible to measure flow rates with great precision whatever the magnitude of the variation in these flow rates.

L'invention a également pour but de créer un débitmètre permettant de mesurer une alimentation continue en fluide, de façon satisfaisante quelles que soient les variations brusques de débit et pour éviter efficacement toute difficulté au niveau du débitmètre par exemple si la veilleuse d'une chaudière à gaz s'éteint accidentellement. The object of the invention is also to create a flow meter making it possible to measure a continuous supply of fluid, in a satisfactory manner whatever the sudden variations in flow rate and to effectively avoid any difficulty at the level of the flow meter for example if the pilot light of a boiler gas accidentally goes out.

A cet effet, l'invention concerne un débitmètre fluidique comportant un élément fluidique avec un passage convergent, une buse de jet en -aval du passage convergent, un passage divergent prévu en aval de la buse de jet, une paire de buses de commande étant prévues entre la buse de Jet et le passage divergent, ces buses de commande étant opposées l'une à l'autre par rapport à la direction de projection du jet de fluide par la buse de jet, et sensiblement perpendiculairement à cette direction, ainsi que des passages de retour qui relient un point en aval du passage divergent respectivement aux buses de commande, débitmètre caractérisé par deux élé ments fluidiques à savoir un premier élément fluidique et un second élément fluidique qui diffèrent essentiellement uniquement par la surface d'ouverture de la buse de jet et par un passage de dérivation qui communique avec le premier élément fluidique, dont la buse de jet a une grande surface d'ouverture, en parallèle avec le second élément fluidique dont la buse de jet a une petite surface d'ouverture, ce passage de dérivation comportant une vanne destinée à s'ouvrir lorsque le débit dépasse une valeur prédéterminée. To this end, the invention relates to a fluid flow meter comprising a fluid element with a converging passage, a jet nozzle downstream of the converging passage, a divergent passage provided downstream of the jet nozzle, a pair of control nozzles being provided between the jet nozzle and the divergent passage, these control nozzles being opposite one another with respect to the direction of projection of the jet of fluid by the jet nozzle, and substantially perpendicular to this direction, as well as return passages which connect a point downstream of the diverging passage respectively to the control nozzles, flowmeter characterized by two fluid elements, namely a first fluid element and a second fluid element which differ essentially only in the opening surface of the nozzle jet and by a bypass passage which communicates with the first fluidic element, the jet nozzle of which has a large opening surface, in parallel with the second element f fluid, the jet nozzle of which has a small opening surface, this bypass passage comprising a valve intended to open when the flow rate exceeds a predetermined value.

Le débitmètre fluidique selon l'invention, tel que défini ci-dessus, présente les caractéristiques suivantes
Pour un débit important, la vanne est ouverte, de sorte que le fluide s'écoule en quantité importante à travers le premier élément fluidique et le passage de dérivation. Lors des faibles débits, le fluide s'écoule à travers les deux éléments fluidiques sans passer par le passage de dérivation.The fluid flow meter according to the invention, as defined above, has the following characteristics
For a large flow, the valve is open, so that the fluid flows in a large quantity through the first fluid element and the bypass passage. At low flow rates, the fluid flows through the two fluid elements without passing through the bypass passage.

Ainsi, les signaux correspondant à des débits importants du premier élément fluidique, sont utilisés pour mesurer un débit important ; cette mesure se fait avec une grande précision et sans perte significative puisque le premier élément fluidique comporte une buse de jet ayant une grande surface d'ouverture. Par contre, les signaux de débits faibles émis par le second élément fluidique sont utilisés pour mesurer les faibles débits. Thus, the signals corresponding to high flow rates of the first fluid element are used to measure a high flow rate; this measurement is made with great precision and without significant loss since the first fluid element comprises a jet nozzle having a large opening surface. On the other hand, the low flow signals emitted by the second fluid element are used to measure the low flow rates.

Le second élément fluidique comporte une buse de jet ayant une faible surface d'ouverture, ce qui permet de mesurer un faible débit avec une grande précision et une grande sensibilité. En conséquence, la présente invention donne un débitmètre fluidique utilisable pour de grandes variations
ayant lieu souvent, tout en permettant une mesure précise de tous ces débits. Le débitmètre selon l'invention s'applique avantageusement comme débitmètre installé dans une conduite de gaz ou une conduite d'eau, chez les particuliers.The second fluid element includes a jet nozzle having a small opening surface, which makes it possible to measure a low flow rate with high precision and great sensitivity. Consequently, the present invention provides a fluid flow meter usable for large variations.
often taking place, while allowing precise measurement of all these flows. The flow meter according to the invention advantageously applies as a flow meter installed in a gas pipe or a water pipe, in private homes.

Lorsque la perte de charge est inférieure à 15 mm d'eau, la mesure selon l'art antérieur peut se faire seulement pour des variations de débits de l'ordre de 50 à 3 000 11h alors que la mesure à l'aide du débitmètre de l'invention permet des variations de débits comprises entre 10 et 3 000 l/h ou plus. Ainsi, le débitmètre fluidique selon l'invention présente des caractéristiques nécessaires pour un débitmètre ou compteur à gaz destiné à mesurer la consommation de gaz d'un ménage. When the pressure drop is less than 15 mm of water, the measurement according to the prior art can be done only for variations in flow rates of the order of 50 to 3,000 11 h while the measurement using the flow meter of the invention allows variations in flow rates of between 10 and 3000 l / h or more. Thus, the fluid flow meter according to the invention has the characteristics necessary for a gas flow meter or meter intended to measure the gas consumption of a household.

La vanne est de préférence constituée par une vanne de commande à diaphragme. Pour un débit important, il y a une grande différence de pression de fluide en amont du second élément fluidique et en aval de celui-ci. Ainsi, la vanne de commande s'ouvre et maintient la différence entre les deux pressions dans une plage prédéterminée et le fluide s'écoule en quantité importante à travers le premier élément fluidique et le passage de dérivation. Pour les faibles débits, il y a seulement une faible différence entre la pression du fluide en amont et en aval du second élément fluidique ; cette différence de pression reste dans la plage prédéterminée et la vanne de commande reste complètement fermée. Le fluide s'écoule ainsi en faibles débits à travers les deux éléments fluidiques sans passer par le passage de dérivation. Comme le passage de dérivation s'ouvre et se ferme automatiquement grâce au diaphragme, on conserve la précision de la mesure à un niveau élevé, efficacement et à tout instant malgré les variations importantes du débit. The valve is preferably constituted by a diaphragm control valve. For a large flow rate, there is a large difference in fluid pressure upstream of the second fluidic element and downstream of it. Thus, the control valve opens and maintains the difference between the two pressures within a predetermined range and the fluid flows in significant quantity through the first fluid element and the bypass passage. For low flow rates, there is only a slight difference between the pressure of the fluid upstream and downstream of the second fluid element; this pressure difference remains within the predetermined range and the control valve remains completely closed. The fluid thus flows at low flow rates through the two fluid elements without passing through the bypass passage. As the bypass passage opens and closes automatically thanks to the diaphragm, the measurement accuracy is maintained at a high level, efficiently and at all times despite significant variations in flow.

De plus comme la vanne de commande maintient dans une plage prédéterminée la différence entre la pression amont et la pression aval, le passage de dérivation s'ouvre et se ferme de façon fiable et stable sans incident tel qu'une succession d'ouvertures et de ferme tures ; cela permet une mesure fiable du débit lorsque le débit est à une valeur critique de commutation d'un mode de mesure à l'autre. De façon plus particulière, la vanne de commande peut s'ouvrir et se fermer automatiquement en fonction de la variation de pression pour une position mais la pression qui ouvre et ferme la vanne de commande doit varier de façon importante en fonction de l'ouverture et de la fermeture de la vanne de commande en soi. Cela entrarnerait l'ouverture et la fermeture répétées de la vanne de commande réduisant sérieusement la précision de mesure.Or, la présente invention n'est pas entachée d'un tel inconvénient. In addition, since the control valve maintains the difference between the upstream pressure and the downstream pressure within a predetermined range, the bypass passage opens and closes reliably and steadily without incident such as a succession of openings and firm tures; this allows a reliable measurement of the flow rate when the flow rate is at a critical value for switching from one measurement mode to another. More particularly, the control valve can open and close automatically according to the pressure variation for a position but the pressure which opens and closes the control valve must vary significantly depending on the opening and closing the control valve per se. This would cause repeated opening and closing of the control valve, seriously reducing the measurement accuracy. However, the present invention is not marred by such a drawback.

Suivant une autre caractéristique, la vanne de commande se compose d'un élément principal de vanne et d'un élément auxiliaire poussé par un ressort dans une position de fermeture par rapport à l'élément principal, l'élément auxiliaire étant susceptible d'être ouvert par la pression du fluide amont lorsque l'élément principal de vanne est ferme. According to another characteristic, the control valve consists of a main valve element and an auxiliary element pushed by a spring in a closed position relative to the main element, the auxiliary element being capable of being opened by upstream fluid pressure when the main valve member is closed.

A titre d'exemple, lorsque le brûleur principal est allumé par la veilleuse d'une chaudière à gaz, comme le gaz passant suivant un faible débit, l'élément principal de vanne étant complétement fermé, le débit en aval du débitmètre augmente brusquement. La différence de pression sur l'élément principal de vanne augmente et ouvre cet élément principal. Même si à ce moment il y a un retard à l'ouverture de l'élément principal, ce qui est possible puisque la force d'ouverture de la vanne est appliquée par le diaphragme, l'élément auxiliaire s'ouvre sans retard sous l'effet de la différence de pression agissant directement sur cet élément. Ainsi, ce montage permet non seulement de mesurer de façon précise un débit malgré les variations importantes du début mais conserve également de façon efficace une alimentation suffisante en fluide lorsque se produit une augmentation brusque du débit.Cette réalisation évite l'inconvénient tel que l'extinction du feu d'une chaudière à gaz par suite d'une chute de pression de gaz lors de l'allumage du brûleur principal par la veilleuse. For example, when the main burner is ignited by the pilot of a gas boiler, like the gas passing at a low flow rate, the main valve element being completely closed, the flow downstream of the flow meter suddenly increases. The pressure difference on the main valve element increases and opens this main element. Even if at this time there is a delay in the opening of the main element, which is possible since the opening force of the valve is applied by the diaphragm, the auxiliary element opens without delay under the effect of the pressure difference acting directly on this element. Thus, this arrangement not only makes it possible to precisely measure a flow rate despite the significant variations at the start but also effectively conserves a sufficient supply of fluid when a sudden increase in flow rate occurs. This embodiment avoids the disadvantage such as extinguishing the fire of a gas boiler due to a drop in gas pressure when the main burner is ignited by the pilot.

La présente invention sera décrite de façon plus détaillee à l'aide des dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe d'un débitmètre fluidique selon la présente invention.The present invention will be described in more detail with the aid of the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a sectional view of a fluid flow meter according to the present invention.

- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. - Figure 2 is a sectional view along line II-II of Figure 1.

- la figure 3 est un graphique représentant la variation de pression en fonction de la variation de débit. - Figure 3 is a graph showing the pressure variation as a function of the flow variation.

- la figure 4 est une vue en coupe d'une variante d'éléments fluidiques. - Figure 4 is a sectional view of a variant of fluidic elements.

Description des différents modes de réalisation préférentiels
Les figures 1 et 2 montrent un exemple de réalisation d'un débitmètre fluidique selon l'invention ce débitmètre se compose d'une partie amont et d'une partie aval dans une conduite 1. La partie amont est subdivisée par une cloison 9 en un passage étroit 13 et un passage de dérivation large 15. Le passage étroit 13 comprend un élément fluidique amont A qui sera décrit ultérieurement. Le passage de dérivation 15. comporte une vanne de commande
C à diaphragme pour ouvrir et fermer le passage de dérivation 15. La partie aval de la conduite 1 qui communique avec le passage étroit 13 et avec le passage de dérivation 15 comporte un élément fluidique aval B qui sera décrit ci-après.Description of the various preferred embodiments
Figures 1 and 2 show an embodiment of a fluid flow meter according to the invention this flow meter consists of an upstream part and a downstream part in a pipe 1. The upstream part is subdivided by a partition 9 into a narrow passage 13 and a wide bypass passage 15. The narrow passage 13 comprises an upstream fluid element A which will be described later. The bypass passage 15. has a control valve
C with diaphragm for opening and closing the bypass passage 15. The downstream part of the pipe 1 which communicates with the narrow passage 13 and with the bypass passage 15 comprises a downstream fluid element B which will be described below.

Les éléments fluidiques amont et aval
A et B ont la même réalisation. Chaque élément fluidique se compose d'une paire d'éléments 4a et 4b définissant un premier passage ; ces éléments sont disposés symétrique ment par rapport à l'axe longitudinal P de la conduite 1 pour former un passage convergent 2 et une buse de jet 3.Upstream and downstream fluid elements
A and B have the same realization. Each fluid element consists of a pair of elements 4a and 4b defining a first passage; these elements are arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis P of the pipe 1 to form a converging passage 2 and a jet nozzle 3.

Le passage convergent 2 dirige le fluide en douceur vers la buse de Jet 3 qui projette le fluide suivant un jet essentiellement parallèle à l'axe longitudinal P. Chaque élément fluidique comporte en outre une paire de cloisons 8a et 8b disposées symétriquement par rapport à l'axe longitudinal P pour former un passage divergent 5 ; il comporte également une paire de buses de commande Ga et 6b et deux passages de retour 7a et 7b qui relient un point en aval du passage divergent 5 respectivement aux buses de commande a et 6b.Les buses de commande 6a et 6b sont placées entre la buse de jet 3 et le passage divergent 5 ces buses de commande sont opposées l'une à l'autre de part et d'autre de la direction de-projection du jet de fluide par la buse de Jet 3 et sensiblement perpendiculairement à cette direction. En outre une paire d'éléments 12a-et 12b définissant un second passage est disposée symétriquement par rapport à l'axe longitudinal P pour former un passage d'étranglement en aval du passage divergent 5.The convergent passage 2 directs the fluid gently towards the jet nozzle 3 which projects the fluid in a jet essentially parallel to the longitudinal axis P. Each fluid element further comprises a pair of partitions 8a and 8b arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis P to form a divergent passage 5; it also comprises a pair of control nozzles Ga and 6b and two return passages 7a and 7b which connect a point downstream of the divergent passage 5 respectively to the control nozzles a and 6b. The control nozzles 6a and 6b are placed between the jet nozzle 3 and the diverging passage 5 these control nozzles are opposite to each other on either side of the direction of projection of the fluid jet by the jet nozzle 3 and substantially perpendicular to this direction . In addition, a pair of elements 12a and 12b defining a second passage is arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis P to form a throttling passage downstream of the divergent passage 5.

Lorsque le jet de fluide commence à être éjecté de la buse de jet 3, le fluide s'écoule le long de l'une des cloisons Sa par effet Coanda. Il en résulte l'application d'une énergie de fluide, importante du passage de retour 7a à la buse de commande a définie par la cloison 8a, de sorte que le jet de fluide s'écoule le long de la cloison opposée 8b. Puis, l'énergie du fluide provenant de la buse de commande 6b, opposée, fait de nouveau couler le jet de fluide le long de la première cloison 8a.De cette manière, le fluide projeté par la buse 3- s'écoule en alternance le long des deux cloisons 8a et Sb et ainsi la direction de l'écoulement du jet de fluide change suivant un cycle d'autant plus court que la quantité de fluide du jet est importante, et cela suivant une fonction quantitative. When the fluid jet begins to be ejected from the jet nozzle 3, the fluid flows along one of the partitions Sa by Coanda effect. This results in the application of a fluid energy, significant from the return passage 7a to the control nozzle a defined by the partition 8a, so that the jet of fluid flows along the opposite partition 8b. Then, the energy of the fluid coming from the control nozzle 6b, opposite, causes the fluid jet to flow again along the first partition 8a. In this way, the fluid projected by the nozzle 3-flows alternately along the two partitions 8a and Sb and thus the direction of the flow of the fluid jet changes according to a cycle which is all the shorter the greater the quantity of fluid in the jet, and this according to a quantitative function.

Il est prévu une cible 14 en aval du passage divergent 5 pour favoriser la stabilisation de l'écoulement du jet de fluide dans l'une ou l'autre direction. A target 14 is provided downstream of the divergent passage 5 to promote stabilization of the flow of the fluid jet in one or the other direction.

L'élément fluidique amont A présente par exemple une hauteur de 5 mm, une largeur de buse de 0,5 mm et une surface d'ouverture de buse de 2,5 mm2; l'élément fluidique aval B a par exemple une hauteur de 35 mm ; une largeur de buse de 2 mm et une surface d'ouverture de buse 70 mm2. La buse de jet 3 de l'élément fluidique amont A présente une surface d'ouverture plus faible que celle de la buse de Jet 3 de l'élément fluidique aval B ; la surface d'ouverture de la première buse correspond à 1/28émue de la surface d'ouverture de la seconde buse. Ainsi, la corrélation entre le débit et la fréquence suivant laquelle la direction d'écoulement du jet de fluide change, donne une précision élevée pour l'élément fluidique amont A pour les faibles débits et pour l'élément fluidique aval B lorsque le débit est important. The upstream fluid element A has for example a height of 5 mm, a nozzle width of 0.5 mm and a nozzle opening surface of 2.5 mm2; the downstream fluid element B has for example a height of 35 mm; a nozzle width of 2 mm and a nozzle opening surface of 70 mm2. The jet nozzle 3 of the upstream fluid element A has a smaller opening surface than that of the Jet nozzle 3 of the downstream fluid element B; the opening surface of the first nozzle corresponds to 1/28 of the opening surface of the second nozzle. Thus, the correlation between the flow rate and the frequency according to which the direction of flow of the fluid jet changes, gives a high precision for the upstream fluid element A for low flows and for the downstream fluid element B when the flow is important.

Le débitmètre fluidique selon l'invention comporte en outre des capteurs 10 prévus chacun dans les passages de retour 7a de chacun des deux éléments fluidiques A et B pour détecter la variation de pression ou de débitiainsi qu'un dispositif-indicateur de débit 11 recevant les signaux de fréquence des détecteurs 10 indiquant la variation de pression ou de débit ; les signaux de fréquence donnent les débits qui sont alors indiqués. The fluid flow meter according to the invention further comprises sensors 10 each provided in the return passages 7a of each of the two fluid elements A and B for detecting the variation in pressure or flow as well as a flow indicator device 11 receiving the frequency signals from detectors 10 indicating the variation in pressure or flow rate; the frequency signals give the flow rates which are then indicated.

La vanne de commande C peut être mise en oeuvre lorsque le débit dépasse une valeur prédéterminée de façon à maintenir la différence de pression (P1-P2) entre la pression du fluide en amont (P1) de la vanne et la pression du fluide (PA) en aval de la vanne, pour que cette différence reste dans une plage prédéterminée. Cette vanne
de commande C se compose d'un organe principal 16 pour ouvrir et fermer le passage de dérivation 15 et un diaphragme 17 coopérant avec l'élément principal 16. Le diaphragme
17 se trouve entre une chambre de pression 18a communiquant
avec le passage de dérivation 15 en amont de l'élément
principal 16 de la vanne et une chambre de pression 18b
communiquant par un passage 19 avec l'entrée de l'élément
fluidique aval B.Le diaphragme 17 est muni d'un ressort
20 qui pousse le diaphragme 17 vers la position de fermeture de la vanne ; un aimant 22 coopère avec l'aimant 21 pour maintenir le diaphragme 17 en position de fermeture. Un dis
positif d'accrochage D est prévu entre la tige 23 partant
de l'élément principal 16 de la vanne et un organe d'accro
chage 24 fixé au diaphragme 17. Ce dispositif d'accrochage
D permet au diaphragme de se rapprocher dans une certaine mesure de sa position d'ouverture de la vanne tout en lais
sant l'élément principal 16 de la vanne dans une position complétement fermée. Un ressort 35 est prévu entre l'élé
ment principal 16 et l'organe d'accrochage 24 ; ce ressort
25 pousse l'élément principal 16 de sa position d'ouverture vers sa position de fermeture, en synchronisme avec le diaphragme 17 vers la position de fermeture de la vanne.The control valve C can be implemented when the flow exceeds a predetermined value so as to maintain the pressure difference (P1-P2) between the fluid pressure upstream (P1) of the valve and the fluid pressure (PA ) downstream of the valve, so that this difference remains within a predetermined range. This valve
control C consists of a main member 16 for opening and closing the bypass passage 15 and a diaphragm 17 cooperating with the main element 16. The diaphragm
17 is located between a pressure chamber 18a communicating
with bypass passage 15 upstream of the element
main valve 16 and a pressure chamber 18b
communicating through a passage 19 with the entry of the element
downstream fluidics B. The diaphragm 17 is provided with a spring
20 which pushes the diaphragm 17 towards the closed position of the valve; a magnet 22 cooperates with the magnet 21 to maintain the diaphragm 17 in the closed position. A say
positive attachment D is provided between the rod 23 leaving
of the main element 16 of the valve and a hooking member
chage 24 fixed to the diaphragm 17. This attachment device
D allows the diaphragm to approach to a certain extent its valve opening position while leaving
the main element 16 of the valve in a completely closed position. A spring 35 is provided between the element
main ment 16 and the attachment member 24; this spring
25 pushes the main element 16 from its open position to its closed position, in synchronism with the diaphragm 17 towards the closed position of the valve.

La figure 3 montre à titre d'exemple la variation de la différence de pression (P1-P2) en fonction de la variation de débit. FIG. 3 shows by way of example the variation of the pressure difference (P1-P2) as a function of the variation in flow rate.

On suppose que le débit augmente progressivement à partir de zéro ; la différence de pression
(P1-P2) est faible au début et le fluide s'écoule de l'élément fluidique amont A vers l'élément fluidique aval
B, la vanne de commande C restant dans sa position complé
tement fermée. Puis, la différence de pression augmente
du point D1 jusqu'au point D2, ce qui correspond à une
première différence de pression A P1 et du point D2 jus
qu'au point D3, la vanne de commande C restant dans la
position fermée du fait de l'aimant 22.Lorsque la diffé rence de pression (P1-P2) atteint une seconde valeur de différence de pression prédéterminée A P2, le diaphragme 17 se déplace vers une position séparant l'aimant 21 de l'aimant 22 ; l'élément principal 16 de la vanne s'ouvre et la différence de pression (P1-P2) chute du point D3 au point D4 ; la différence de pression revient alors à la première valeur de la différence de pression lu P1. Puis, la différence de pression (P1-P2) reste constante pendant un certain temps par changement du degré d'ouverture de la vanne de commande C correspondant à l'augmentation du débit. Lorsque la vanne de commande C est dans sa position complètement ouverte, la différence de pression augmente légèrement à partir du point D4 pour atteindre en définitive le point D5 correspondant au débit maximum.It is assumed that the flow increases gradually from zero; pressure difference
(P1-P2) is weak at the start and the fluid flows from the upstream fluid element A to the downstream fluid element
B, the control valve C remaining in its completed position
closed. Then the pressure difference increases
from point D1 to point D2, which corresponds to a
first pressure difference A P1 and point D2 juice
that at point D3, the control valve C remaining in the
closed position due to the magnet 22. When the pressure difference (P1-P2) reaches a second predetermined pressure difference value A P2, the diaphragm 17 moves to a position separating the magnet 21 from the magnet 22; the main element 16 of the valve opens and the pressure difference (P1-P2) drops from point D3 to point D4; the pressure difference then returns to the first value of the pressure difference read P1. Then, the pressure difference (P1-P2) remains constant for a certain time by changing the degree of opening of the control valve C corresponding to the increase in the flow rate. When the control valve C is in its fully open position, the pressure difference increases slightly from point D4 to ultimately reach point D5 corresponding to the maximum flow rate.

La vanne de commande C comporte un élément de vanne 26 auxiliaire poussé par un ressort 27 en position de fermeture par rapport à l'élément principal de vanne 16. Cet élément auxiliaire 26 est susceptible de s'ouvrir sous l'effet-de la pression du fluide amont P1 lorsque l'élément principal 16 de vanne est complétement fermé. Lorsque l'élément principal 16 est complétement fermé èt que la pression aval P2 chute fortement et rapidement, l'élément auxiliaire 26 de vanne s'ouvre provisoirement Jusqu'à ce que l'élément principal 16 de la vanne s'ouvre de façon à contrôler ainsi la chute de pression aval P2. The control valve C comprises an auxiliary valve element 26 pushed by a spring 27 in the closed position relative to the main valve element 16. This auxiliary element 26 is capable of opening under the effect of the pressure upstream fluid P1 when the main valve element 16 is completely closed. When the main element 16 is completely closed and that the downstream pressure P2 drops sharply and rapidly, the auxiliary valve element 26 opens temporarily Until the main element 16 of the valve opens so as to thus control the downstream pressure drop P2.

Le dispositif-indicateur de débit 11 comporte une unité d'évaluation lla pour déterminer si la fréquence d'un premier signal provenant du capteur 10 de l'élément fluidique aval B est en-dessous d'une valeur déterminée ; ce dispositif comporte également une unité de traitement llb qui travaille en fonction des instructions de l'unité d'évaluation lla pour déterminer les débits à partir d'un second signal provenant du capteur 10 de l'élément fluidique amont A lorsque la fréquence du premier signal est en-dessous de la valeur réglée et pour donner les débits à partir du premier signal lorsque la fréquence du premier signal dépasse la valeur réglée ; le dispositif comporte également une unité d'affichage llc pour indiquer les débits.Le débitmètre selon l'invention comportant le dispositif-indicateur de débit 11 permet une mesure précise dans une plage étendue de débits allant de 10 à 3 000 l/h, par exemple, tout en maintenant la différence de pression du fluide en-dessous de 15 mm d'eau. The flow indicator device 11 includes an evaluation unit 11a for determining whether the frequency of a first signal from the sensor 10 of the downstream fluid element B is below a determined value; this device also includes a processing unit 11b which works according to the instructions of the evaluation unit 11a to determine the flow rates from a second signal from the sensor 10 of the upstream fluid element A when the frequency of the first signal is below the set value and to give the flow rates from the first signal when the frequency of the first signal exceeds the set value; the device also includes a display unit llc for indicating the flow rates. The flow meter according to the invention comprising the flow indicator device 11 allows precise measurement over a wide range of flow rates from 10 to 3000 l / h, by example, while keeping the fluid pressure difference below 15 mm of water.

La valeur réglée, mentionnée ci-dessus se trouve sensiblement au milieu entre une fréquence minimale dans le premier signal et une fréquence qui se trouve directement avant l'instant de l'ouverture de la vanne de commande C. En d'autres termes, lorsque le débit augmente, l'unité d'évaluation lia commence à mesurer la fréquence du premier signal avant que l'élément principal 16 de la vanne ne s'ouvre. Inversement, lorsque le débit diminue, l'unité d'évaluation lia continue à mesurer la fréquence du premier signal après la fermeture de l'élé- ment principal 16 de la vanne.En conséquence, la mesure de débit faite à partir du premier signal est exécutée sans erreur ou avec une erreur réduite au minimum du fait de l'abaissement de la linéarité dans la corrélation entre le débit et la fréquence et sans qu'il n'y ait d'erreur engendrée par l'ouverture de l'élément principal 16 de la vanne. The set value, mentioned above, lies approximately in the middle between a minimum frequency in the first signal and a frequency which is directly before the opening of the control valve C. In other words, when the flow rate increases, the evaluation unit 11a begins to measure the frequency of the first signal before the main element 16 of the valve opens. Conversely, when the flow rate decreases, the evaluation unit 11a continues to measure the frequency of the first signal after the main element 16 of the valve has closed. Consequently, the measurement of flow rate made from the first signal is executed without error or with an error reduced to a minimum due to the lowering of the linearity in the correlation between the flow rate and the frequency and without there being any error generated by the opening of the element main valve 16.

La figure 4 montre une variante d'éléments fluidiques. Dans cette réalisation, les éléments 12as et 12b' qui définissent le second passage s'étendent dans un intervalle entre deux cloisons Sa et 8b jusqu'à des endroits se trouvant à faible distance ss 2 de la cible 14 et en chevauchant les cloisons 8a' et 8b' sur une longueur appropriée Q 3. Cette réalisation offre l'avantage d'aug- menter la variation de fréquence du signal du capteur 10 se produisant pour des variations de quantités unitaires du débit à mesurer.En outre en réglant la longueur de chevauchement Q 3, appropriée pour permettre aux cloisons 8a', 8b' d'avoir une longueur importante Q 1, on adapte les passages de retour 7a et 7b pour effectuer une fonction de redressement pour contrôler les impulsions irrégulières du signal du capteur 10. Les éléments 12a' et 12b' qui définissent le second passage ont une longueur suffisante pour avoir un passage d'étranglement entre ces éléments et ayant une longueur suffisante ffi 4 pour atténuer la variation de largeur d. Ainsi, les éléments 12a' et 12b' qui définissent le second passage ont des parois latérales internes courbes pour venir en saillie vers l'intérieur. Cette réalisation des éléments définissant le second passage favorise en outre la suppression des impulsions irrégulières. Figure 4 shows a variant of fluidic elements. In this embodiment, the elements 12as and 12b 'which define the second passage extend in an interval between two partitions Sa and 8b to places located at a short distance ss 2 from the target 14 and overlapping the partitions 8a' and 8b ′ over an appropriate length Q 3. This embodiment offers the advantage of increasing the frequency variation of the signal from the sensor 10 occurring for variations in unit quantities of the flow rate to be measured. Furthermore by adjusting the length of overlap Q 3, suitable for allowing the partitions 8a ', 8b' to have a significant length Q 1, the return passages 7a and 7b are adapted to perform a rectification function to control the irregular pulses of the signal from the sensor 10. The elements 12a 'and 12b' which define the second passage have a length sufficient to have a throttling passage between these elements and having a sufficient length ffi 4 to attenuate the variation in width d. Thus, the elements 12a 'and 12b' which define the second passage have curved internal side walls to project inwardly. This realization of the elements defining the second passage further promotes the elimination of irregular pulses.

Dans le mode de réalisation précédent, l'élément fluidique ayant la petite ouverture de buse et le passage de dérivation se trouve en amont de l'élément fluidique à grande ouverture de buse ; toutefois, l'invention peut également se mettre en oeuvre en inversant cette disposition amont/aval. In the previous embodiment, the fluid element having the small nozzle opening and the bypass passage is located upstream of the fluid element with large nozzle opening; however, the invention can also be implemented by reversing this upstream / downstream arrangement.

De plus, le débitmètre fluidique décrit ci-dessus peut-se modifier de nombreuses manières sans sortir du cadre de l'invention. In addition, the fluid flowmeter described above can be modified in many ways without departing from the scope of the invention.

A titre d'exemple l'élément auxiliaire 26 peut être modifié quant à sa structure spécifique et à sa position de montage. By way of example, the auxiliary element 26 can be modified as regards its specific structure and its mounting position.

La vanne de commande C à diaphragme peut être modifiée le cas échéant dans sa réalisation. I1 est clair que la vanne de commande peut être remplacée par n'importe quelle autre vanne qui s'ouvre et se ferme en fonction de la variation de débit. The diaphragm control valve C can be modified if necessary in its construction. It is clear that the control valve can be replaced by any other valve which opens and closes according to the variation in flow.

Le mode de détection et la construction des détecteurs 10 ainsi que leur nombre peuvent être modi fiés le cas échéant. Par exemple, on peut avoir des détecteurs 10 dans les deux passages de retour 7a et 7b de chaque élément fluidique. Le dispositif-indicateur de débit 11 peut également être modifié de différentes manieres. The detection mode and the construction of the detectors 10 as well as their number can be modified if necessary. For example, one can have detectors 10 in the two return passages 7a and 7b of each fluid element. The flow indicator device 11 can also be modified in different ways.

Le débitmètre décrit ci-dessus est destiné principalement pour mesurer la consommation ménagère de gaz combustibles ou d'eau sans être limité à de telles applications. The flowmeter described above is intended mainly for measuring household consumption of combustible gases or water without being limited to such applications.

Claims

10) Fluid flowmeter comprising a fluid element with a converging passage, a jet nozzle downstream of the converging passage, a divergent passage provided downstream of the jet nozzle, a pair of control nozzles being provided between the jet nozzle and the divergent passage, these control nozzles being opposite to each other with respect to the direction of projection of the jet of fluid by the jet nozzle, and substantially perpendicular to this direction, as well as return passages which connect a point downstream of the passage diverge respectively to the control nozzles, flowmeter characterized by two fluidic elements, namely a first fluidic element (B) and a second fluidic element (A) which differ essentially only in the opening surface of the jet nozzle ( 3) and by a bypass passage (15) which communicates with the first fluidic element (B), the jet nozzle (3) of which has a large opening surface, in parallel with the second fluidic element ( A) whose jet nozzle has a small opening surface, this bypass passage (15) comprising a valve (C) intended to open when the flow rate exceeds a predetermined value.

20) Fluid flow meter according to claim 1, characterized in that the second fluid element (A) and the bypass passage (15) are provided upstream of the first fluid element (B).

30) Fluid flow meter according to claim 1, characterized in that the valve (C) is a diaphragm control valve (7).

40) Fluid flow meter according to claim 3, characterized in that the control valve (C) comprises a main valve element (16) and an auxiliary valve element (26, 27) pushed by a spring in a closed position by relative to the main valve element (16), this auxiliary element being intended to open under the effect of the pressure of the upstream fluid when the main valve element is in the closed position.

50) Fluidic flow meter according to claim 1, characterized in that it further comprises detectors (10) each placed in one of the return passages (7a, 7b) of the first and second pluidic element (A, B) for detecting the variation therein and a flow indicator device (11) receiving the frequency signals from the detectors (10) indicating the variation in flow in order to deduce the flow rate from the frequency signal and indicate this flow rate .

6) Fluid flowmeter according to claim 5, characterized in that the flow indicator device comprises an evaluation means (lla) for determining whether the frequency of the first signal supplied from the detector (10) of the first fluid element (B) is less than a predetermined value, a processing means (llb) working on the instructions of the evaluation means (lla) to deduce the flow rate of the second signal supplied by the detector (10) of the second fluid element (A) when the frequency of the second signal is less than the predetermined value and to reduce the rate of the first signal when the frequency of the first signal exceeds the set value, as well as display means indicating the rates.

70) Fluidic flowmeter according to claim 6, characterized in that the evaluation means (1a) measures the frequency of the first signal even when the valve (C) is closed, the predetermined value being less than the frequency of the first signal at when the valve (C) opens and closes.

8) Fluidic flow meter according to claim 7, characterized in that the evaluation means (11a) has a predetermined value lying substantially in the middle between a minimum frequency of the first signal and a frequency which is located immediately before the opening of the valve (C).

90) Fluidic flow meter according to claim 1, characterized in that each of the first and second fluidic elements (A and B) has a throttling passage downstream of the divergent passage and partially overlapping the return passages (7a, 7b).

100) Fluidic flowmeter according to claim 9, characterized in that the throttle passage has a length sufficient to average the variations in width and the curved interior sides to come in. Protruding inward.