FR2736429A1 - Dispositif de mesure de fluide et systeme comprenant plusieurs dispositifs de ce type - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de mesure de fluide qui comprend un corps (12) comportant au moins un carter (14) et des cylindres alignés axialement (16, 18) qui possèdent des premières et secondes extrémités opposées, les secondes extrémités étant en communication fluidique avec le carter; au moins un vilebrequin (50) monté mobile en rotation dans le carter, vilebrequin qui possède des manetons décalés radialement par rapport à lui; des pistons (80, 80') montés pour aller et venir dans les cylindres et reliés aux manetons dans une relation d'entraînement de façon que, lors de leur mouvement de va-et-vient ils se déplacent avec un déphasage de soixante degrés et provoquent une rotation du vilebrequin; et des orifices (120b, 120c) disposés pour coïncider successivement avec les premières extrémités et le carter lors d'une rotation du vilebrequin. L'invention concerne également un système comprenant plusieurs dispositifs de mesure de fluide de ce type.

Description

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DisDositif de mesure de fluide et système comprenant plusieurs dispositifs de ce tYDe La présente invention concerne, d'une manière générale, un dispositif de mesure pour mesurer le volume d'un fluide circulant à travers une conduite et, plus particulièrement, un dispositif de mesure de ce type, adapté pour mesurer le volume d'un fluide délivré à travers une conduite à partir d'un distributeur de fluide. L'invention concerne également un système comprenant plusieurs dispositifs de mesure de ce type. L'utilisation des dispositifs de mesure de fluide est très répandue. Par exemple, les pompes de distribution d'essence utilisées pour la vente au détail de carburant automobile comprennent un dispositif de mesure de fluide à travers lequel l'essence circule, pour ainsi constituer un moyen destiné à déterminer la quantité d'essence délivrée. Le dispositif de mesure proprement dit est relié à un compteur qui indique la quantité délivrée, d'une manière

caractéristique, en litres et en termes de prix.

Un dispositif de mesure couramment utilisé pour ces distributeurs d'essence est décrit dans le brevet américain No. 2 756 726 au nom de Ainsworth. Dans ce document, il est décrit un dispositif de mesure qui comprend un moteur hydraulique comportant plusieurs ensembles de pistons et cylindres, l'admission d'un liquide au niveau des extrémités des pistons provoquant un mouvement de va-et-vient de ceux-ci pour faire tourner un arbre adapté pour être relié au compteur. Une soupape rotative accouplée à l'arbre permet au liquide d'accéder aux cylindres ou de s'écouler vers le raccord de sortie, dans une relation de temps appropriée. A la différence des dispositifs de mesure, tels que les dispositifs du type cruciforme à quatre cylindres ou les dispositifs à double effet total et à deux cylindres, le dispositif de mesure d'Ainsworth comporte le principe qui consiste à limiter le nombre de cylindres réels et à maintenir la capacité souhaitée en prévoyant ce que l'on peut appeler un piston et un cylindre "invisibles" ou "hypothétiques" qui coopèrent mécaniquement et hydrauliquement avec les pistons et cylindres qui font

réellement partie de la structure.

Dans le dispositif ci-dessus, les différents orifices et la soupape rotative sont conçus pour que le liquide soit admis séquentiellement à la fois dans le carter et dans les extrémités formant têtes des cylindres, de telle façon que le volume admis dans le carter ou extrait de celui-ci soit égal à la somme algébrique des volumes extraits des extrémités formant têtes des cylindres ou admis dans celles- ci. Deux pistons actionnés par l'intermédiaire du mécanisme de la soupape et avantageusement déphasés de cent vingt degrés exécutent ainsi un travail équivalent à celui de trois pistons. L'utilisation de ce principe réduit par conséquent le nombre réel de cylindres nécessaires pour une capacité donnée, ce qui offre comme avantages une réduction du frottement et de la pulsation internes, un fonctionnement plus régulier, et également une réduction associée des coQts

de fabrication.

Cependant, le dispositif de mesure de fluide d'Ainsworth présente des inconvénients à plusieurs égards. Par exemple, en raison du fait que les cylindres sont orientés à cent vingt degrés l'un par rapport à l'autre, ils nécessitent des chemises de guidage de pistons spéciales qui, associées aux cylindres, sont volumineuses et occupent un espace important dans l'armoire encombrée d'un distributeur d'essence de qualités multiples. D'autre part, il est difficile de mouler ou de couler et d'usiner un logement pour un tel agencement de cylindres et de chemises de guidage. En outre, les cylindres nécessitent entre eux et la soupape des orifioes spéciaux qui limitent l'écoulement de fluide et diminuent l'efficacité du dispositif de mesure. De plus, un arbre extérieur doit s'étendre à travers le logement du dispositif de mesure pour entraîner le compteur, ce qui augmente les

risques de fuites du dispositif de mesure.

La présente invention a par conséquent pour but de proposer un dispositif de mesure de fluide dans lequel des

cylindres soient alignés axialement.

Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de mesure du type ci-dessus, dans lequel des pistons insérés dans les cylindres effectuent un mouvement de va-et-vient avec un déphasage de soixante degrés l'un par rapport à l'autre. Un autre but de la présente invention est encore de proposer un dispositif de mesure du type ci-dessus, qui comporte un générateur d'impulsions intégré en lui de telle façon qu'aucun arbre d'entraînement extérieur ne soit

nécessaire, pour ainsi diminuer les risques de fuites.

Un but supplémentaire de la présente invention est de proposer un dispositifs de mesure du type ci-dessus, dans lequel les orifices de la soupape et des cylindres soient profilés pour permettre une restriction moindre de l'écoulement du fluide et pour, par conséquent, augmenter le débit de celui-ci afin de rendre ainsi le dispositif de

mesure plus efficace.

Un but additionnel de la présente invention est de proposer un dispositif de mesure du type ci-dessus, dans

lequel les pistons soient guidés sans chemise de guidage.

Un autre but de la présente invention est aussi de proposer un dispositif de mesure du type ci-dessus, qui soit interchangeable avec des dispositifs de mesure de conceptions antérieures pour des distributeurs à calculateur

électronique.

Un but supplémentaire de la présente invention est

également de proposer un dispositif de mesure du type ci-

dessus, qui soit relativement simple et économique à fabriquer et dont le logement soit relativement facile à

couler ou à mouler et à usiner.

Un but additionnel de la présente invention est enfin de proposer un dispositif de mesure du type ci-dessus, qui

nécessite relativement peu de place pour fonctionner.

Pour atteindre les buts ci-dessus et selon un premier aspect de la présente invention, il est proposé un dispositif de mesure de fluide qui comprend un corps comportant une partie formant carter et deux parties formant cylindres alignées axialement. Les première et seconde parties formant cylindres possèdent des extrémités intérieures respectives en communication fluidique avec la partie formant carter, et des première et seconde extrémités formant têtes respectives, opposées aux extrémités intérieures. Un vilebrequin est monté mobile en rotation dans la partie formant carter et comprend deux manetons décalés radialement par rapport au vilebrequin

et espacés angulairement de soixante degrés 1 'un de l'autre.

Des pistons sont montés pour aller et venir dans les parties formant cylindres et sont reliés aux manetons dans une relation d'entraînement afin qu'une rotation du vilebrequin soit assurée par le mouvement de va-et-vient des pistons & l'intérieur des cylindres. Il est prévu des premier, second et troisième orifices respectivement en communication fluidique avec la première extrémité formant tête, la seconde extrémité formant tête, et la partie formant carter. Il est également prévu une soupape rotative comportant des orifices d'entrée et de sortie disposés pour coïncider successivement avec les premier, second et troisième orifices lors de la

rotation du vilebrequin.

Selon un second aspect de l'invention, il est proposé un système de mesure de fluide comprenant un corps et plusieurs dispositifs de mesure de fluide intégrés dans le corps, caractérisé en ce que l'un au moins des dispositifs de mesure comprend une partie formant carter et des première et seconde parties formant cylindres alignées axialement définies dans le corps, dont chacune possède une extrémité intérieure en communication fluidique avec la partie formant carter, les première et seconde parties formant cylindres comportant des première et seconde extrémités formant têtes respectives opposées aux extrémités intérieures; un vilebrequin monté mobile en rotation dans la partie formant carter, vilebrequin qui comprend des premier et second manetons décalés radialement par rapport à lui et espacés angulairement les uns des autres de soixante degrés; un premier piston monté pour aller et venir dans la première partie formant cylindre et relié dans une relation d'entraînement au premier maneton afin qu'une rotation du vilebrequin soit provoquée par un mouvement de va-et-vient du premier piston à l'intérieur du premier cylindre; un second piston monté pour aller et venir dans la seconde partie formant cylindre est relié dans une relation d'entrainement au second maneton afin qu'une rotation du vilebrequin soit provoquée par un mouvement de va-et-vient du second piston à l'intérieur du second cylindre; des premier, second et troisième orifices en communication fluidique avec la première extrémité formant tête, la seconde extrémité formant tête et la partie formant carter, respectivement; et une soupape rotative comportant des orifices d'entrée et de sortie disposés pour coïncider successivement avec les premier, second et troisième orifices

lors d'une rotation du vilebrequin.

Les buts ci-dessus ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention seront

mieux compris à la lecture de la description détaillée

suivante d'un mode de réalisation actuellement préféré donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation réalisée en coupe transversale du mode de réalisation préféré du dispositif de mesure de fluide de la présente invention; les figures 2A et 2B sont respectivement des vues en élévation et de dessous d'un vilebrequin du dispositif de mesure de la figure 1; les figures 3A et 3B sont respectivement des vues en plan et en coupe transversale en élévation d'une soupape rotative du dispositif de mesure de la figure 1; les figures 4A et 4B sont respectivement des vues en coupe transversale en élévation et en plan d'une tige de liaison du dispositif de mesure de la figure 1; la figure 5 est une vue en plan d'un siège de soupape du dispositif de mesure de la figure 1, réalisée suivant la ligne 5-5 de la figure 1; la figure 6 est une vue en plan montrant les orifices d'une soupape rotative superposés à un siège de soupape du dispositif de mesure de la figure 1; et la figure 7 est une vue en plan d'une tige de liaison proposée à titre de variante, susceptible d'être utilisée

dans le dispositif de mesure de la figure 1.

En référence aux dessins et plus particulièrement à la figure 1, le numéro de référence 10 désigne un dispositif de mesure d'écoulement de fluide comportant les caractéristiques de la présente invention. Le dispositif de mesure 10 comprend un corps de dispositif de mesure 12 comportant une partie formant carter 14 et des première et seconde parties formant cylindres creuses, alignées axialement et opposées 16 et 18 qui s'étendent respectivement vers l'extérieur depuis la partie formant carter 14. Les extrémités formant têtes des parties formant cylindres 16 et 18 sont respectivement coiffées par des première et seconde plaques formant couvercles de têtes 20 et 22. Le fond de la partie formant carter 14 est fermé hermétiquement par un couvercle de base amovible 24 comportant une partie formant puits 24a définie par une paroi cylindrique 24b qui s'étend vers le bas et par une extrémité inférieure fermée 24c. Une ouverture 24d est définie dans la paroi 24b et s'étend horizontalement, lorsqu'on la considère sur la figure 1, de l'extérieur vers l'intérieur de la partie formant puits 24a. L'ouverture 24d est fermée hermétiquement par un tube 26 inséré dans la partie formant puits 24a et dimensionné pour s'ajuster fermement contre la paroi 24b. Le tube 26 comporte une paroi relativement mince, faite d'un matériau métallique non

magnétique, tel que de l'aluminium ou de l'acier inoxydable.

Deux joints d'étanchéité toriques 28 sont disposés entre le tube 26 et la paroi 24b dans des gorges annulaires 24e formées dans les parties intérieures supérieure et inférieure de la paroi 24b pour compléter la fermeture étanche de

l'ouverture 24d.

Un ensemble formant roue magnétique 30 comportant une structure de support 32 est assujetti au couvercle de base 24 par l'intermédiaire de plusieurs vis dont deux sont visibles et identifiées par les références 34a et 34b, et qui s'étendent à travers la structure 32 jusque dans le couvercle de base 24. La structure de support 32 est constituée d'une matière plastique, telle qu'une matière désignée par la marque commerciale Delrin ou Kevlar, et comprend un perçage 32a formé en son centre et à travers lequel un arbre 36 est monté mobile en rotation. Une roue à fente 38 est reliée à l'extrémité supérieure de l'arbre 36 et comprend, définie en elle, une fente 38a qui s'étend radialement et s'ouvre vers l'extérieur. La roue à fente 38 comprend également un moyeu 38b dont le diamètre représente approximativement deux fois celui de l'arbre 36 et qui est destiné à monter la roue à fente 38 pour qu'elle puisse tourner sur la structure 32. Une roue magnétique 40 est accouplée avec l'extrémité inférieure

de l'arbre 36 et est ainsi disposée à l'intérieur du tube 26.

La roue magnétique 40 est réalisée à partir d'une matière plastique moulée par injection et comporte une série de vingt pôles magnétiques (non représentés) espacés angulairement autour de la circonférence extérieure de la roue 40. Le diamètre de la roue magnétique 40 est dimensionné pour qu'il existe un faible espace entre la roue 40 et le tube 26. Une rondelle de butée 42 est disposée entre la roue magnétique 40 et la structure 32 afin de limiter un contact de surface entre celles-ci ainsi qu'une usure consécutive des matériaux et une résistance exercée sur le dispositif de mesure de

fluide 10.

Un transducteur à effet Hall 44 comportant deux détecteurs, bien connu dans la technique, est monté dans l'ouverture 24d de telle façon que les détecteurs soient contigus au tube 26 et se trouvent ainsi placés tout près de la roue magnétique 40. L'ouverture 24d est ensuite fermée hermétiquement à l'aide d'un composé d'enrobage, tel qu'un matériau époxy, destiné à compléter la fermeture hermétique de l'ouverture 24d. En raison de la proximité des détecteurs par rapport à la roue 40, ceux- ci peuvent détecter des fluctuations de l'influence magnétique des pôles magnétiques de la roue 40 lorsque cette dernière tourne. En réponse à cette détection, le transducteur 44 génère un signal impulsionnel proportionnel à la vitesse de rotation de la roue 40. Les deux détecteurs sont, en outre, espacés horizontalement afin que le sens de rotation de la roue magnétique 40 puisse être déterminé par l'identification de celui des deux détecteurs qui détecte le premier l'influence

magnétique d'un pôle particulier.

Un perçage 46 est formé dans la partie centrale supérieure du corps 12 du dispositif de mesure d'écoulement et un ensemble formant roulement à billes 48 est logé à l'intérieur de ce perçage. Un vilebrequin 50 est monté mobile en rotation dans l'ensemble formant roulement 48 et, comme cela est représenté plus clairement sur les figures 2A et 2B, comprend une partie d'arbre supérieure droite, orientée verticalement 52 qui s'appuie latéralement contre le roulement 48. Un tiers supérieur 52a de la partie d'arbre supérieure 52 s'étend au-dessus de l'ensemble formant roulement 48 et est conformé pour recevoir une soupape rotative qui sera décrite plus loin en référence aux figures 3A et 3B. Une gorge circonférentielle 52b est formée près de l'extrémité supérieure de la partie d'arbre supérieure 52a pour recevoir un anneau de retenue décrit plus loin et destiné à assujettir le vilebrequin 50 dans l'ensemble formant roulement 48. Une partie annulaire 52c est définie au niveau de l'extrémité inférieure de la partie d'arbre 52 et s'appuie vers le haut contre la partie inférieure de l'ensemble formant roulement 48. Une première pièce de liaison 54 est reliée à l'extrémité inférieure de la partie supérieure 52, sous la partie annulaire 52c, et s'étend radialement vers l'extérieur depuis celle-ci. Un premier maneton 56 s'étend vers le bas depuis la première pièce de liaison 54 à travers un premier roulement à rouleaux 58 et jusque dans une seconde pièce de liaison 60. Comme cela est mieux visible sur la figure 2B, par rapport à la partie supérieure 52 du vilebrequin, la seconde pièce de liaison 60 est décalée angulairement de 60 vis-à-vis de la première pièce de liaison 54. Un second maneton 62 s'étend vers le bas depuis la seconde pièce de liaison 60 à travers un second roulement à rouleaux 64 assujetti à celle- ci par un anneau de retenue 66 qui se loge d'une manière élastique dans une gorge circonférentielle formée d'une manière appropriée dans l'extrémité inférieure du second maneton 62. Une poche 68 s'étend vers le bas depuis le second maneton 62 jusque dans la fente 38a afin de venir en prise avec la roue fendue 38 et d'impartir un mouvement de rotation à la roue fendue 38 et à la roue magnétique 40, respectivement, lors d'une rotation du

vilebrequin 50.

En référence à la figure 1, le dispositif de mesure d'écoulement 10 comprend également des premier et second pistons 80, 80' disposes pour aller et venir dans les cylindres 16, 18. Des première et seconde tiges de liaison 82, 82' relient dans une relation d'entraînement les pistons 80, 80' respectifs aux premier et second roulements à rouleaux 58, 64 respectifs et, par conséquent, au vilebrequin 50. Le premier piston 80 et la tige de liaison 82 sont représentés plus clairement sur les figures 4A et 4B. On comprendra que les numéros de référence indiqués sur les figures 4A et 4B concernent, lorsqu'ils portent des symboles primes, des aspects ou des organes sensiblement identiques du second piston 80' et de la seconde tige de liaison 82'. Par conséquent, les première et seconde tiges de liaison 82, 82' sont réalisées à partir d'une pièce-mère plane comportant des parties arquées 82a, 82a' matricées pour définir des ouvertures de coulissement oblongues 82b, 82b' destinées à venir en prise d'une manière coulissante avec les premier et second roulements à rouleaux 58, 64 respectifs. Des prolongements de guidage 82c, 82c' s'étendent longitudinalement depuis les parties arquées 82a, 82a' et comprennent des parties d'extrémité de forme sphérique 82d, 82d'. En référence à la figure 4A, les pistons 80, 80' comprennent des parois de chambres de guidage cylindriques a, 80a' qui définissent des chambres de guidage 80b, 80b' dont chacune possède une seule extrémité ouverte et un diamètre intérieur dimensionné pour recevoir la partie d'extrémité sphérique 82d', 82d correspondante. Les pistons , 80' comprennent également des gorges 80c, 80c' formées tout autour d'eux pour recevoir des joints toriques 86, 86' faits d'une matière élastique, telle que du Delrin. Les tiges de liaison 82, 82' comprennent, à l'opposé des parties d'extrémité 82d, 82d', des parties annulaires de liaison 82e, 82e' qui coulissent sur les parois de chambres de guidage a, 80a' des pistons et sont assujetties à celles-ci par l'intermédiaire d'anneaux de retenue 84, 84'. On comprendra que les tiges 82, 82' peuvent être assujetties aux pistons

80, 80' à l'aide de nombreuses techniques connues dans l'art.

Les tiges de liaison 82, 82' peuvent, par exemple, être soudées ou vissées sur les pistons 80, 80' ou bien être assujetties à ceux-ci par une fixation à l'aide de boulons à une colerette formée sur elles. On comprendra également que, lorsqu'elles sont montées dans le dispositif de mesure d'écoulement 10, les chambres de guidage 80b, 80b' reçoivent et, en fonctionnement, guident les parties d'extrémité opposées 82d', 82d des seconde et première tiges de liaison

82', 82 respectives pour ainsi faciliter un mouvement de va-

et-vient des pistons 80', 80 dans les cylindres 18, 16.

En se référant à la figure 1, on peut se rendre compte que les pistons 80, 80' délimitent dans les cylindres 16, 18 des première et seconde extrémités intérieures 88, 90 respectives en communication ouverte avec la partie formant carter 14, et des première et seconde chambres d'extrémités formant têtes 92, 94 respectives opposées aux extrémités intérieures 88, 90. On peut également se rendre compte qu'une chambre de carter 96 est définie par la partie formant carter 14 en combinaison avec les extrémités intérieures 88, 90. Les Joints toriques 86, 86' qui entourent les pistons 80, 80' viennent en contact avec les cylindres 16, 18 et ferment hermétiquement les chambres d'extrémités formant têtes 92, 94

vis-à-vis de la chambre de carter 96.

Comme cela est représenté sur la vue en coupe de la figure 5, réalisée suivant la ligne 5-5 de la figure 1, un siège de soupape 100 est défini dans la partie centrale supérieure du dispositif de mesure d'écoulement 10. Ce siège de soupape 100 comprend des premier, second et troisième orifices arqués 102, 104, 106, respectivement. Les orifices 102, 104, 106 sous-tendent respectivement un arc d'approximativement 80 autour du perçage 46 et sont espacés les uns des autres d'un angle approximativement égal à 40 . En référence aux deux figures 1 et 5, le premier orifice 102 est en communication fluidique avec la première chambre d'extrémité formant tête 92 par l'intermédiaire d'un premier passage 108 défini dans le corps 12 du dispositif de mesure de fluide. Le second orifice 104 est en communication fluidique avec la seconde chambre d'extrémité formant tête 94 par l'intermédiaire d'un second passage 110 défini dans le corps 12 du dispositif de mesure. Le troisième orifice 106 est en communication fluidique avec la chambre de carter 96 par l'intermédiaire d'un troisième passage (non représenté)

défini dans le corps 12.

En référence à la figure 1, une soupape rotative 120 est placée au- dessus du siège de soupape 100 pour commander l'admission et l'évacuation d'un fluide dans et hors des premier, second et troisième orifices 102, 104, 106. La soupape 120 est constituée d'une matière plastique, telle que du Delrin. En référence aux figures 3A et 3B, la soupape 120 comprend, formé en son centre, un trou 120a à travers lequel la partie supérieure 52a du vilebrequin s'étend pour accoupler d'une manière mobile en rotation la soupape 120 avec le vilebrequin 50. Comme cela est visible sur la figure 1, un manchon 122 et un ressort à boudin 124 sont emboités sur la partie supérieure 52a du vilebrequin jusqu'à un point au niveau duquel ils sont en appui sur la soupape rotative 120, et sont assujettis à celle-ci par un anneau de retenue 126 placé dans la gorge 52b. La soupape 120 et le vilebrequin sont par conséquent assujettis l'un à l'autre d'une manière élastique longitudinalement par le ressort 124, la course descendante du ressort 124 étant toutefois limitée par le manchon 122 qui empêche la compression du ressort 124 d'excéder une valeur prédéterminée. En référence aux figures 3A et 3B, la soupape 120 comprend, en outre, un orifice d'entrée arqué 120b et un orifice de sortie arqué 120c alignés axialement et radialement pour coïncider alternativement avec les premier, second et troisième orifices arqués 102, 104, 106 du siège 100 de la soupape 120 lorsque cette dernière est entraînée en rotation par le vilebrequin 50. Les orifices 120b, 120c sous-tendent respectivement un arc d'approximativement 1000 autour du trou a et sont espacés l'un de l'autre d'un angle

approximativement égal à 800.

Comme cela est également visible sur la figure 1, une bride de montage (ou un dôme de dispositif de mesure) 132 est assujettie à la partie supérieure du corps 12 du dispositif de mesure d'écoulement et à la soupape rotative 120. Une chambre d'alimentation 134 est formée dans la bride 132 pour délivrer un fluide à l'orifice d'entrée 120b de la soupape rotative 120. Un orifice d'alimentation 136 défini dans la bride 132 établit une communication fluidique entre la chambre d'alimentation 134 et des lignes d'alimentation en fluide (non représentées). De même, une chambre d'évacuation annulaire 138 est formée dans la bride 132 autour de la chambre d'alimentation 134 pour recevoir du fluide évacué de l'orifice de sortie 120c de la bride rotative 120. Un orifice d'évacuation 140 établit une communication fluidique entre la chambre d'évacuation 138 et des lignes d'évacuation de fluide

(non représentées).

La figure 6 est une vue en plan représentant l'une des positions instantanées des orifices 120b, 120c (représentés en traits discontinus) de la soupape rotative, superposés aux premier, second et troisième orifices 102, 104, 106 du siège de soupape 100. En fonctionnement, la soupape rotative 120 est entraînée en rotation par le vilebrequin 50 dans un sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, indiqué par les flèches 142. Par conséquent, les orifices d'entrée et de sortie 120b, 120c coïncident successivement avec chacun des orifices 102, 104, 106. Sur la figure 6, on peut voir que l'orifice d'entrée 120b coïncide avec le troisième orifice 106, que l'orifice de sortie 120c coïncide avec le second orifice 104 et qu'une coïncidence de l'orifice d'entrée 120b avec le premier orifice 102 est imminente. Etant donné que chacun des orifices 102, 104, 106 sous-tend un angle approximativement égal à 80 et que chacun des orifices 120b, 120c de la soupape rotative sous-tend un angle approximativement égal à 1000, les orifices 102, 104, 106 coïncident chacun alternativement avec l'orifice d'entrée b sur 1800 de rotation du vilebrequin 50, puis avec l'orifice de sortie 120c sur 180 de rotation dudit vilebrequin 50. On se rend compte que l'orifice d'entrée 120b ou l'orifice de sortie 120c peut coïncider avec un ou deux des orifices 102, 104, 106, mais pas avec les trois simultanément. Toutefois, les orifices 102, 104, 106 ne peuvent coïncider qu'avec un seul des orifices 120b, 120c à

la fois.

Pour illustrer d'une manière plus complète le fonctionnement du dispositif de mesure d'écoulement 10 et en référence à la figure 1, on va supposer qu'au départ le corps 12 du dispositif de mesure d'écoulement est rempli de fluide, que le vilebrequin 50 est entraîné en rotation pour placer le premier piston 80 aussi près que possible du couvercle de tête 20 (c'est-à-dire dans une position de "point mort supérieur"), que le second piston 80' est en avance sur le premier piston 80 d'un angle de phase de 600, et que les orifices 120b, 120c de la soupape rotative sont, vis-à-vis des premier, second et troisième orifices 102, 104, 106, dans la relation représentée sur la figure 6. Un fluide, tel que de l'essence, provenant d'une source extérieure (non représentée) est alors délivré par l'intermédiaire de l'orifice d'alimentation 136 et amené à circuler à travers la chambre d'alimentation 134, l'orifice d'entrée 120b de la soupape rotative 120 et, conformément à la figure 6, à travers le troisième orifice 106. Le fluide passe ensuite à travers le troisième passage (non représenté) et pénètre dans la chambre de carter 96 o il applique une pression pour déplacer le second piston 80' vers l'extérieur (à distance du vilebrequin 50)(le premier piston 80 résistant à un déplacement vers l'extérieur puisqu'il occupe une position de point mort supérieur). Le déplacement vers l'extérieur du second piston 80' expulse le fluide de la seconde chambre 94 pour ainsi l'obliger à passer à travers le second passage 110, le second orifice 104, la chambre d'évacuation 138,et l'orifice d'évacuation 140 pour pénétrer dans une ligne d'évacuation (non représentée). Le déplacement du second piston 80' entraîne également le vilebrequin 50 par l'intermédiaire de la seconde tige de liaison 82'. Par conséquent, le vilebrequin 50 impartit un mouvement de rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre à la soupape rotative 120, et l'orifice d'entrée 120b commence à coïncider avec le premier orifice 102. Le fluide présent dans la chambre d'alimentation 134 commence alors à circuler à travers l'orifice d'entrée 120b de la soupape rotative 120 et à travers le premier orifice 102. Il circule ensuite à travers le premier passage 108 pour pénétrer dans la première chambre 92 et applique une pression qui déplace le premier piston 80 vers l'intérieur (en direction du vilebrequin 50), pour ainsi continuer à faire tourner le vilebrequin 50 et la soupape rotative 120. Le processus se poursuit conformément aux principes décrits ici. En conséquence, les pistons 80, ' vont et viennent respectivement dans les cylindres 16, 18, ce qui fait tourner le vilebrequin 50, la soupape rotative 120 reliée à celui-ci, et la roue magnétique 40. Les détecteurs du transducteur à effet Hall 44 détectent la fluctuation résultante de l'influence magnétique des pôles magnétiques sur la roue 40 et génèrent un signal impulsionnel proportionnel au débit du fluide qui traverse le dispositif de mesure d'écoulement 10. Bien que cela ne soit pas représenté clairement sur les dessins, on comprendra que le signal impulsionnel peut servir à exciter un compteur électronique et un indicateur pour enregistrer le volume et la valeur totale du fluide, tel que de l'essence, délivré par l'intermédiaire du dispositif de mesure d'écoulement de

fluide 10.

Le Tableau 1 ci-dessous indique la quantité relative de fluide délivrée à chacune des trois chambres 92, 94, 96 du dispositif de mesure 10 et évacuée hors de celles-ci lorsque le vilebrequin 50 tourne par incréments de 30 . Un angle de référence initial de 0 est défini par la position instantanée de la soupape rotative, représentée sur la figure 6. Les valeurs positives indiquent le fluide fourni, tandis

que les valeurs négatives indiquent le fluide évacué.

Angle de Première Seconde Chambre Total Total rotation chambre chambre de fluide fluide carter Entrant Sortant

0-3 _,292 94 96

0-300 0,27 -1,00 0,73 1,00 -1,00

-60" 0,73 -1,00 0,27 1,00 -1,00

-90 1,00 -0,73 -0,27 1,00 -1,00

-120 1,00 -0,27 -0,73 1,00 -1,00

120-150 0,73 0,27 -1,00 1,00 -1,00

-180 0,27 0,73 -1,00 1,00 -1,00

-210 -0,27 1,00 -0,73 1,00 -1,00

210-240 -0,73 1,00 -0,27 1,00 -1,00

240-270 -1,00 0,73 0,27 1,00 -1,00

270-3000 -1,00 0,27 0,73 1,00 -1,00

300-330 -0,73 -0,27 1,00 1,00 -1,00

330-360 -0,27 -0,73 1,00 1,00 -1,00

Comme cela ressort d'une manière évidente du tableau, les orifices d'entrée et de sortie 120b, 120c et les orifices 102, 104, 106 coopèrent de telle façon que le volume de fluide admis dans la chambre de carter 96 ou extrait de celle-ci est égal à la somme algébrique des volumes respectivement extraits des chambres d'extrémités formant têtes 92, 94 ou admis dans celle-ci. Ainsi, la chambre de carter 96 définit ce que l'on peut appeler un piston et un cylindre "invisibles" ou "hypothétiques" coopérant mécaniquement et hydrauliquement avec les pistons 80, 80' qui font réellement partie de la structure. Le dispositif de mesure fonctionne par conséquent hydrauliquement et mécaniquement comme un dispositif de mesure ou un moteur hydraulique à trois pistons, bien qu'il ne comporte que les organes physiques d'un dispositif de mesure ou d'un moteur à deux pistons. On notera que l'écoulement entrant et sortant du dispositif de mesure d'écoulement de fluide 10 est sensiblement constant. Cet écoulement constant résulte du mouvement de va-et-vient des pistons 80, 80' alignés axialement, avec un déphasage de soixante degrés, et de l'utilisation des ouvertures de coulissement 82b, 82b' qui

sont sensiblement harmoniques.

La figure 7 représente une autre tige de liaison 82 pouvant être utilisée et comportant des bords de guidage

droits 82f qui se déplacent suivant un mouvement de va-et-

vient le long de rails de guidage 144 prévus dans le carter 14 pendant que le piston 80 effectue un mouvement de va-et-vient dans le cylindre 16, ce qui rend inutiles la partie d'extrémité de guidage 82d et la chambre de guidage b correspondante. On comprendra qu'il est également possible d'utiliser des tiges de liaison conventionnelles moins harmoniques comportant des ouvertures de coulissement 82b, 82b' circulaires et non oblongues, et ne nécessitant

donc pas de moyens de guidage supplémentaires.

L'homme de l'art comprendra qu'il est possible d'intégrer plusieurs dispositifs de mesure d'écoulement de fluide 10 dans un même ensemble pour obtenir plusieurs avantages par rapport au dispositif de mesure d'écoulement simple décrit précédemment. Par exemple, un dispositif de mesure de fluide double dans lequel deux dispositifs de mesure 10 sont intégrés conjointement facilite la construction de stations de pompes de distribution d'essence à deux, quatre, six, ou huit distributeurs d'essence. En outre, un dispositif de mesure d'écoulement double ne nécessite qu'un seul corps de dispositif de mesure, qu'un seul dôme de dispositif de mesure et qu'un seul couvercle d'extrémité, ce qui permet de réaliser des économies sur les coûts de fabrication. L'installation de dispositifs de mesure d'écoulement doubles est plus facile du fait d'un montage et d'un réseau de conduites simplifiés et de la diminution de la taille de l'armoire requise pour loger un dispositif de mesure de fluide double. Ceci offre aussi une plus grande souplesse, car un dispositif de mesure double peut également alimenter une sortie de tuyau unique à une vitesse deux fois supérieure à la vitesse de distribution d'un dispositif de

mesure simple.

On comprendra par ailleurs que les orifices 102, 104, 106, 120b, 120c peuvent sous-tendre des arcs ayant un grand nombre d'angles différents et présenter, en outre, des

configurations non arquées.

On comprendra aussi que l'orifice d'alimentation 136 et l'orifice d'évacuation 140 peuvent être respectivement utilisés comme orifice d'évacuation et d'alimentation. En outre, les lignes d'alimentation et d'évacuation reliées à ceux-ci peuvent être conçues pour mesurer le volume de n'importe quel fluide circulant à travers n'importe quelle ligne. Par exemple, en plus de mesurer un fluide, tel que de l'essence, qui s'écoule à partir d'un distributeur, le dispositif de mesure peut servir à mesurer le volume d'eau s'écoulant à partir d'un tuyau dans une structure, telle

qu'une maison d'habitation ou un autre bâtiment.

Bien que la description précédente ait porté sur un mode

de réalisation préféré de la présente invention, celle-ci n'est bien entendu pas limitée à l'exemple particulier décrit et illustré ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de

l'invention.

Claims (32)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (12) comportant au moins une partie formant carter (14) et des parties formant cylindres alignées axialement (16, 18) qui possèdent des premières et secondes extrémités opposées, les secondes extrémités étant en communication fluidique avec la partie formant carter (14); au moins un vilebrequin (50) monté mobile en rotation dans la partie formant carter (14), vilebrequin (50) qui possède des manetons (56, 62) décalés radialement par rapport à lui; des pistons (80, 80') montés pour aller et venir dans les parties formant cylindres (16, 18) et reliés aux manetons (56, 62) dans une relation d'entraînement de façon que, lors de leur mouvement de va-et-vient à l'intérieur des cylindres, les pistons se déplacent avec un déphasage de sensiblement soixante degrés et provoquent une rotation du vilebrequin (50); et des orifices (120b, 120c) disposés pour coïncider successivement avec les premières extrémités et la partie

formant carter (14) lors d'une rotation du vilebrequin (50).

2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les manetons (56, 62) prévus sur le vilebrequin (50) sont espacés angulairement l'un de l'autre

de soixante degrés.

3. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices (120b, 120c) sont formés sur une soupape rotative (120) accouplée avec le vilebrequin (50).

4. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices (120b, 120c) comprennent

des orifices d'entrée et de sortie de fluide.

5. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pistons (80, 80') sont reliés aux manetons (56, 62) dans une relation d'entraînement par l'intermédiaire de tiges de liaison (82, 82') comportant des parties arquées à fentes (82a, 82a') destinées à recevoir les manetons.

6. Dispositif de mesure selon la revendication 5, caractérisé en ce que les manetons (56, 62) coulissent dans les parties arquées (82a, 82a') transversalement par rapport

au sens du mouvement de va-et-vient des pistons.

7. Dispositif de mesure selon la revendication 5, caractérisé en ce que les pistons comprennent des organes de réception et de guidage (80b, 80b') destinés à recevoir et à guider des extrémités (82d', 82d) des parties arquées (82a',

82a) reliées aux pistons opposés.

8. Dispositif de mesure selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie formant carter (14) comprend également des rails de guidage (144), et en ce que les tiges de liaison (82, 82') comprennent également des bords de guidage (82f) qui coopèrent avec les rails de guidage pour guider le déplacement des tiges (82, 82') lors du mouvement

de va-et-vient des pistons (80, 80').

9. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également au moins une roue (40) accouplée avec le vilebrequin (50), roue (40) qui possède au moins un pôle magnétique; et au moins un détecteur positionné pour détecter l'influence du pole

magnétique et pour générer un signal lors de cette détection.

10. Dispositif de mesure selon la revendication 9, caractérisé en ce que le détecteur consiste en au moins un

transducteur à effet Hall (44).

11. Dispositif de mesure selon la revendication 10, caractérisé en ce que le transducteur (44) comprend des détecteurs positionnés pour déterminer le sens de la rotation

de la roue (40).

12. Dispositif de mesure selon la revendication 9, caractérisé en ce que la roue (40) est disposée à l'intérieur

du corps (12).

13. Dispositif de mesure pour mesurer le volume d'un fluide circulant à travers lui, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (12) comportant une partie formant carter (14) et des première et seconde parties formant cylindres alignées axialement (16, 18) dont chacune possède une extrémité intérieure en communication fluidique avec la partie formant carter (14), les première et seconde parties formant cylindres (16, 18) possédant respectivement des première et seconde extrémités formant têtes opposées aux extrémités intérieures; un vilebrequin (50) monté mobile en rotation dans la partie formant carter (14), vilebrequin (50) qui comprend des premier et second manetons (56, 62) décalés radialement par rapport à lui et espacés angulairement l'un de l'autre de soixante degrés; un premier piston (80) monté pour aller et venir dans la première partie formant cylindre (16) et relié au premier maneton (56) dans une relation d'entraînement afin qu'une rotation du vilebrequin soit provoquée par un mouvement de va-et-vient du premier piston à l'intérieur du premier cylindre; un second piston (80') monté pour aller et venir dans la seconde partie formant cylindre (18) et relié au second maneton (62) dans une relation d'entraînement afin qu'une rotation du vilebrequin soit provoquée par un mouvement de va-et- vient du second piston à l'intérieur du second cylindre; un premier orifice (102) en communication fluidique avec la première extrémité formant tête; un second orifice (104) en communication fluidique avec la seconde extrémité formant tête; un troisième orifice (106) en communication fluidique avec la partie formant carter (14); et une soupape rotative (120) comportant des orifices d'entrée et de sortie (120b, 120c) disposés pour coïncider successivement avec les premier, second et troisième orifices (102, 104, 106) lors d'une

rotation du vilebrequin.

14. Dispositif de mesure selon la revendication 13, caractérisé en ce que les orifices d'entrée et de sortie (120b, 120c) ainsi que les premier, second et troisième

orifices (102, 104, 106) sont arqués.

15. Dispositif de mesure selon la revendication 14, caractérisé en ce que les premier et second pistons (80, 80') sont respectivement reliés dans une relation d'entraînement aux premier et second manetons (56, 62) par l'intermédiaire de première et seconde tiges de liaison (82, 82') respectives dont chacune possède une partie arquée (82a, 82a') et des première et seconde extrémités (82e, 82e', 82d, 82d'), la première extrémité de chacune des première et seconde tiges de liaison étant fixée solidement aux premier et second pistons respectifs, les parties arquées comportant en outre des fentes (82b, 82b') interposées entre les première et seconde extrémités pour recevoir les premier et second

manetons (52, 62) respectifs.

16. Dispositif de mesure selon la revendication 15, caractérisé en ce que les premier et second manetons (56, 62) coulissent dans les première et seconde parties arquées (82a, 82a') respectives transversalement par rapport au sens du

mouvement de va-et-vient des pistons (80, 80').

17. Dispositif de mesure selon la revendication 15, caractérisé en ce que les premier et second pistons (80, 80') comprennent des organes de réception et de guidage (80b, b') pour recevoir et guider les secondes extrémités (82d',

82d) des seconde et première parties arquées (82a', 82a).

18. Dispositif de mesure selon la revendication 15, caractérisé en ce que la partie formant carter (14) comprend également des rails de guidage (144), et en ce que les tiges de liaison (82, 82') comprennent également des bords de guidage (82f) qui coopèrent avec les rails de guidage pour guider le déplacement des première et seconde tiges (82, 82')

lors du mouvement de va-et-vient des pistons (80, 80').

19. Dispositif de mesure selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une roue (40) accouplée avec le vilebrequin (50), roue (40) qui possède au moins un pôle magnétique; et un détecteur qui détecte la vitesse de rotation du vilebrequin par l'intermédiaire du pôle magnétique et qui, en réponse à la vitesse détectée,

génère un signal impulsionnel proportionnel à la vitesse.

20. Dispositif de mesure selon la revendication 19, caractérisé en ce que le détecteur est un transducteur à

effet Hall (44).

21. Dispositif de mesure selon la revendication 20, caractérisé en ce que le transducteur (44) comprend deux détecteurs positionnés pour déterminer le sens de rotation de

la roue (40).

22. Dispositif de mesure selon la revendication 19, caractérisé en ce que la roue (40) est disposée à l'intérieur

du corps (12).

23. Système de mesure de fluide comprenant un corps (12) et plusieurs dispositifs de mesure de fluide intégrés dans le corps, caractérisé en ce que l'un au moins des dispositifs de mesure comprend une partie formant carter (14) et des première et seconde parties formant cylindres alignées axialement (16, 18) définies dans le corps, dont chacune possède une extrémité intérieure en communication fluidique avec la partie formant carter (14), les première et seconde parties formant cylindres comportant des première et seconde extrémités formant têtes respectives opposées aux extrémités intérieures; un vilebrequin (50) monté mobile en rotation dans la partie formant carter (14), vilebrequin (50) qui comprend des premier et second manetons (56, 62) décalés radialement par rapport à lui et espacés angulairement les uns des autres de soixante degrés; un premier piston (80) monté pour aller et venir dans la première partie formant cylindre (16) et relié dans une relation d'entraînement au premier maneton (56) afin qu'une rotation du vilebrequin soit provoquée par un mouvement de va-et-vient du premier piston à l'intérieur du premier cylindre; un second piston (80') monté pour aller et venir dans la seconde partie formant cylindre (18) est relié dans une relation d'entraînement au second maneton (62) afin qu'une rotation du vilebrequin soit provoquée par un mouvement de va-et-vient du second piston à l'intérieur du second cylindre; des premier, second et troisième orifices (102, 104, 106) en communication fluidique avec la première extrémité formant tête, la seconde extrémité formant tête et la partie formant carter (14), respectivement et une soupape rotative (120) comportant des orifices d'entrée et de sortie (120b, 120c) disposés pour coïncider successivement avec les premier, second et troisième orifices

(102, 104, 106) lors d'une rotation du vilebrequin.

24. Système selon la revendication 23, caractérisé en ce que les orifices d'entrée et de sortie (120b, 120c) ainsi que les premier, second et troisième orifices (102, 104, 106)

sont arqués.

25. Système selon la revendication 24, caractérisé en ce que les premier et second pistons (80, 80') sont reliés dans une relation d'entraînement aux premier et second manetons (56, 62) respectifs par l'intermédiaire de première et seconde tiges de liaison (82, 82') respectives dont chacune possède une partie arquée (82a, 82a') et des première et seconde extrémités (82e, 82e', 82d, 82d'), la première extrémité de chacune des première et seconde tiges de liaison étant fixée solidement aux premier et second pistons respectifs, les parties arquées comportant en outre des fentes (82b, 82b') interposées entre les première et seconde extrémités pour recevoir les premier et second manetons (56,

62) respectifs.

26. Système selon la revendication 25, caractérisé en ce que les premier et second manetons (56, 62) coulissent dans les première et seconde parties arquées (82a, 82a') respectives transversalement par rapport au sens du mouvement

de va-et-vient des pistons (80, 80').

27. Système selon la revendication 25, caractérisé en ce que les premier et second pistons (80, 80') comprennent des organes de réception et de guidage (80b, 80b') pour recevoir et guider les secondes extrémités (82d', 82d) des seconde et

première parties arquées (82a', 82a) respectives.

28. Système selon la revendication 25, caractérisé en ce que la partie formant carter (14) comprend également des rails de guidage (144), et en ce que les tiges de liaison (82, 82') comprennent également des bords de guidage (82f) qui coopèrent avec les rails de guidage pour guider le déplacement des première et seconde tiges lors du mouvement

de va-et-vient des pistons (80, 80').

29. Système selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une roue (40) accouplée avec le vilebrequin (50), roue (40) qui possède au moins un pôle magnétique; et un détecteur qui détecte la vitesse de rotation du vilebrequin par l'intermédiaire du pôle magnétique et qui, en réponse à la vitesse détectée, génère

un signal impulsionnel proportionnel à la vitesse.

30. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce que le détecteur est un transducteur à effet Hall (44).

31. Système selon la revendication 30, caractérisé en ce que le transducteur (44) comprend deux détecteurs positionnés

pour déterminer le sens de rotation de la roue (40).

32. Système selon la revendication 29, caractérisé en ce

que la roue (40) est disposée à l'intérieur du corps (12).