FR2862381A1 - Liquid e.g. water, quantity measuring process for use by liquid meter, involves making floating body to act on measuring unit and magnets to allow or prevent rotating movement and metering of liquid - Google Patents
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Abstract
Description
COMPTAGE DE FLUIDE EN PRESENCE DE GAZFLUID COUNTING IN THE PRESENCE OF GAS
L'invention se rapporte à un procédé et à compteur pour la mesure de la quantité d'un liquide, tel que de l'eau, s'écoulant dans une canalisation, laquelle peut contenir un gaz, tel que de l'air. The invention relates to a method and meter for measuring the amount of a liquid, such as water, flowing in a pipe, which may contain a gas, such as air.
Il arrive en effet que de l'air soit présent dans les canalisations de distribution d'eau. Ceci peut se produire de façon accidentelle ou de façon régulière due à un réseau de distribution de mauvaise qualité. It happens that air is present in the water distribution pipes. This may happen accidentally or on a regular basis due to a poor quality distribution network.
Ainsi, dans certains pays, il est d'usage de remplir les réservoirs d'eau pendant la nuit, pendant que la consommation est faible. Cependant, si le réservoir n'est pas parfaitement étanche, ce qui se produit régulièrement, il se vide en partie. L'eau manquante est alors remplacée par de l'air. Les consommateurs ont alors la désagréable surprise de constater que leurs robinets d'eau délivrent également de l'air, lequel en traversant le compteur d'eau actionne l'élément mesurant, une turbine par exemple. Le compteur enregistre non seulement la quantité d'eau consommée, ce qui est normal, mais également une quantité d'air, laquelle est facturée aux consommateurs, ce qui est anormal. For example, in some countries it is customary to fill the water tanks overnight, while the consumption is low. However, if the tank is not perfectly sealed, which occurs regularly, it is partially emptied. The missing water is then replaced by air. Consumers then have the unpleasant surprise that their water faucets also deliver air, which through the water meter actuates the measuring element, a turbine for example. The meter records not only the amount of water consumed, which is normal, but also a quantity of air, which is charged to consumers, which is abnormal.
D'autres raisons existent pour lesquelles de l'air peut se trouver présent dans les canalisations d'eau. Par exemple, en cas de coupure de la distribution d'eau pour cause de travaux sur le réseau, on constate que de l'air s'écoule des robinets pendant quelques instants lorsqu'on ouvre ces robinets. Other reasons exist for which air may be present in the water pipes. For example, in the event of a cut in the water supply due to work on the network, it is found that air flows from the taps for a few moments when these taps are opened.
Une solution pour pallier à cet inconvénient consiste à utiliser des compteurs de liquide qui ne sont pas sensible à b présence d'un gaz. C'est le cas des compteurs de type statique, comme les compteurs à ultrasons ou les compteurs électromagnétiques. Cependant ces compteurs sont chers et ne conviennent donc pas lorsque le système de comptage doit être bon marché. One solution to overcome this disadvantage is to use liquid meters that are not sensitive to the presence of a gas. This is the case for static type meters, such as ultrasonic meters or electromagnetic meters. However these meters are expensive and therefore are not suitable when the counting system must be cheap.
F:\Salle\FP000929\PREMDEP\FI \projetbr définitif.doc 2862381 2 Une autre solution consiste à détecter la présence de gaz par des moyens électroniques associés au compteur de liquide, ces moyens électroniques délivrant un signal qui agit sur le comptage. Ainsi le brevet DE19725977 concerne un dispositif pour détecter la présence d'air dans de l'eau laquelle est chauffée par une résistance électrique. L'eau circule dans un compteur à turbine avant d'être chauffée. Le compteur est équipé d'un capteur qui détecte le passage des pales de la turbine et qui délivre un signal caractéristique de la présence d'air dans l'eau. La fréquence du signal augmente et son amplitude diminue lorsque la quantité d'air augmente. Le signal est utilisé pour moduler l'intensité du courant électrique traversant la résistance électrique en fonction de la quantité d'air présent dans l'eau. A further solution is to detect the presence of gas by electronic means associated with the liquid meter, these electronic means delivering a signal that acts on the counting. Thus the patent DE19725977 relates to a device for detecting the presence of air in water which is heated by an electrical resistance. Water circulates in a turbine meter before being heated. The meter is equipped with a sensor that detects the passage of the blades of the turbine and delivers a signal characteristic of the presence of air in the water. The frequency of the signal increases and its amplitude decreases as the amount of air increases. The signal is used to modulate the intensity of the electrical current flowing through the electrical resistance as a function of the amount of air in the water.
On remarque que ce dispositif ne résout pas le problème posé puisque le compteur n'enregistre pas que la quantité d'eau et ne s'affranchit pas de la quantité d'air qui a traversé le compteur. De plus, il est fait appel à un circuit électronique extérieur au compteur lui-même ce qui est une solution chère et qui nécessite une source d'alimentation électrique tel que le secteur électrique ou une pile électrique. Note that this device does not solve the problem because the meter does not record the amount of water and does not overcome the amount of air that has passed through the meter. In addition, it uses an electronic circuit outside the meter itself which is an expensive solution and requires a power source such as the electrical sector or an electric battery.
Le but de la présente invention est d'éviter ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif de comptage de liquide, en présence de gaz, qui soit relativement bon marché, qui ne fasse appel qu'au compteur lui-même et qui soit uniquement mécanique et donc qui ne nécessite pas d'appareillage supplémentaire, ni de source d'alimentation électrique. The object of the present invention is to avoid these disadvantages by providing a method and a device for counting liquid, in the presence of gas, which is relatively inexpensive, which uses only the meter itself and which is only mechanical and therefore does not require additional equipment or power supply.
Ce but est atteint par le procédé de mesure de la quantité de liquide s'écoulant dans une canalisation pouvant contenir un gaz, selon lequel l'écoulement du liquide met en mouvement de rotation un élément mesurant tournant autour d'un axe et des moyens de couplage transmettent ledit mouvement de rotation à un totalisateur qui enregistre une donnée proportionnelle au nombre de tours de rotation dudit F:\Salle\FP000929\PREMDEP\IT\projetbr définitif.doc 2862381 3 élément mesurant, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'un corps flottant se déplace en fonction de la quantité de gaz présent et, en se déplaçant, agit sur ledit élément mesurant ou lesdits moyens de couplage pour embrayer ou débrayer ledit mouvement de rotation et donc le comptage dudit liquide. This object is achieved by the method of measuring the amount of liquid flowing in a pipeline that can contain a gas, wherein the flow of the liquid rotates a measuring element rotating about an axis and means of coupling transmit said rotational movement to a totalizer which records a data proportional to the number of revolutions of said F: \ Room \ FP000929 \ PREMDEP \ IT \ projectbr definitive.doc 2862381 3 measuring element, said method being characterized in that a floating body moves according to the amount of gas present and, moving, acts on said measuring element or said coupling means for engaging or disengaging said rotational movement and thus the counting of said liquid.
Selon une caractéristique avantageuse, les moyens de couplage comportent une partie menante et une partie menée et la vitesse de rotation de la partie menée est ralentie par rapport à la vitesse de rotation de la partie menante en fonction de b quantité de gaz présent dans la canalisation. According to an advantageous characteristic, the coupling means comprise a driving part and a driven part and the speed of rotation of the driven part is slowed with respect to the speed of rotation of the driving part as a function of b amount of gas present in the pipe. .
Ces moyens de couplage peuvent être avantageusement du type à entraînement magnétique. Dans ce cas, les parties menante et menée sont constituées d'aimants qui s'attirent ou qui se repoussent et c'est l'entrefer constitué par l'espace entre les aimants que l'on fait varier en fonction de la quantité de gaz. These coupling means may advantageously be magnetic drive type. In this case, the driving and led parts are made of magnets which attract or repel each other and it is the air gap constituted by the space between the magnets which is varied according to the quantity of gas .
Selon une autre caractéristique de l'invention, c'est la vitesse de rotation de l'élément mesurant qui est freinée ou arrêtée en fonction de la quantité de gaz présent dans la canalisation. According to another characteristic of the invention, it is the speed of rotation of the measuring element which is braked or stopped depending on the amount of gas present in the pipe.
L'invention concerne également un compteur de liquide apte à être placé dans une canalisation pouvant contenir un gaz et dans laquelle s'écoule ledit liquide, le compteur étant du type comprenant un corps de compteur, un élément mesurant placé dans ledit corps de compteur et effectuant un mouvement de rotation autour d'un axe sous l'effet de l'écoulement dudit fluide, un totalisateur enregistrant une donnée proportionnelle au nombre de tours de rotation effectués par ledit élément mesurant et des moyens de couplage transmettant ledit mouvement de rotation de l'élément mesurant audit totalisateur, le compteur étant caractérisé en ce qu'il comporte un corps flottant sur ledit liquide placé dans ledit corps de compteur et qui se déplace en fonction du niveau dudit liquide dans le corps de compteur, ledit F:\Salle\FP000929\PREMDEP\Frr\projetbr définitif. doc 2862381 4 déplacement provoquant l'embrayage ou le débrayage desdits moyens de couplage ou dudit élément mesurant. The invention also relates to a liquid counter adapted to be placed in a duct capable of containing a gas and in which said liquid flows, the counter being of the type comprising a counter body, a measuring element placed in said counter body and performing a rotational movement about an axis under the effect of the flow of said fluid, a totalizer registering a data proportional to the number of rotational revolutions made by said measuring element and coupling means transmitting said rotational movement of the element measuring said totalizer counter, the counter being characterized in that it comprises a body floating on said liquid placed in said counter body and which moves according to the level of said liquid in the meter body, said F: \ Room \ FP000929 \ PREMDEP \ Frr \ final projectbr. movement causing clutching or disengagement of said coupling means or said measuring element.
Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de couplage sont du type à entraînement magnétique comprenant une partie menante et une partie menée et le corps flottant est solidaire de la partie menante, la partie menante effectuant un mouvement de translation, parallèlement audit axe de rotation, provoqué par le déplacement du corps flottant, ce qui a pour effet de diminuer le couplage entre la partie menante et la partie menée lorsque du gaz est présent dans ledit corps de compteur. According to a preferred embodiment, the coupling means are of the magnetic drive type comprising a driving part and a driven part and the floating body is integral with the driving part, the driving part performing a translation movement, parallel to said axis of rotation. caused by the displacement of the floating body, which has the effect of reducing the coupling between the driving part and the driven part when gas is present in said meter body.
Selon une caractéristique avantageuse, le corps flottant est fixe en rotation et comporte une surface de friction qui vient en contact avec l'élément mesurant ou les moyens de couplage lorsque du gaz est présent dans ledit corps de compteur. L'axe de rotation de l'élément mesurant peut comporter une collerette mise en contact avec la surface de friction lorsque du gaz est présent dans le corps de compteur. According to an advantageous characteristic, the floating body is fixed in rotation and has a friction surface which comes into contact with the measuring element or the coupling means when gas is present in said meter body. The axis of rotation of the measuring element may comprise a collar brought into contact with the friction surface when gas is present in the meter body.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps flottant est fixe en rotation et muni de moyens pour bloquer la rotation de l'élément mesurant lorsque la quantité de gaz dans ledit corps de compteur atteint un seuil prédéterminé. According to another characteristic of the invention, the floating body is fixed in rotation and provided with means for blocking the rotation of the measuring element when the quantity of gas in said meter body reaches a predetermined threshold.
Le corps flottant peut avantageusement avoir la forme d'un anneau qui entoure l'axe de rotation de l'élément mesurant et être constitué d'un corps caverneux, lequel peut être formé d'une mousse dont la paroi externe est de préférence lisse ou encore d'une enveloppe rigide qui entoure un matériau à base de mousse. The floating body may advantageously be in the form of a ring which surrounds the axis of rotation of the measuring element and consist of a cavernous body, which may be formed of a foam whose outer wall is preferably smooth or still a rigid envelope that surrounds a foam material.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de divers modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés et sur lesquels: F: \Salle\FP000929\PREMDEP\FIT\projetbr définitif.doc 2862381 5 -la figure 1 représente de façon schématique un compteur volumétrique à piston muni d'un corps flottant selon la présente invention; -les figures 2a et 2b représentent schématiquement la partie du compteur concernée par l'invention, suivant un premier mode de réalisation selon lequel la partie menante d'un entraînement du type magnétique est déplacée à l'aide d'un corps flottant, la figure 2a représentant la position du corps flottant en l'absence de gaz et la figure 2b en présence de gaz; -les figures 3a et 3b représentent schématiquement la partie du compteur concernée par l'invention, suivant un deuxième mode de réalisation selon lequel le corps flottant n'agit pas sur l'élément mesurant en l'absence de gaz (figure 3a) et selon lequel le corps flottant vient bloquer la rotation de l'élément de mesure en présence d'une quantité déterminée de gaz (figure 3b). Other advantages and features of the invention will become apparent from the following description of various embodiments, given by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings and in which: F: \ Room \ FP000929 \ FIG. 1 schematically represents a piston volumetric meter provided with a floating body according to the present invention; FIGS. 2a and 2b schematically represent the part of the counter concerned by the invention, according to a first embodiment in which the driving part of a drive of the magnetic type is displaced by means of a floating body, FIG. 2a showing the position of the floating body in the absence of gas and Figure 2b in the presence of gas; FIGS. 3a and 3b schematically represent the part of the counter concerned by the invention, according to a second embodiment in which the floating body does not act on the element measuring in the absence of gas (FIG. 3a) and according to which the floating body is blocking the rotation of the measuring element in the presence of a specific amount of gas (Figure 3b).
L'invention s'applique tout particulièrement aux compteurs volumétriques à piston et aux compteurs de vitesse à turbine. Ces compteurs sont bien connus de l'homme du métier et trouvent une application importante dans le domaine du comptage résidentiel pour mesurer la quantité d'eau consommée. The invention is particularly applicable to piston volumetric meters and turbine speed meters. These meters are well known to those skilled in the art and find an important application in the field of residential metering to measure the amount of water consumed.
Dans un compteur volumétrique, un piston rotatif permet de remplir et de vider une chambre de volume défiri sous l'effet de la circulation du liquide dans le compteur. Le nombre de tours effectués par le piston permet de déterminer directement le volume de liquide ayant traversé le compteur. Le fonctionnement de ce type de compteur est par exemple décrit dans la demande de brevet FR 00 09276. In a volumetric meter, a rotary piston makes it possible to fill and empty a chamber of deflected volume under the effect of the circulation of the liquid in the meter. The number of revolutions made by the piston makes it possible to directly determine the volume of liquid having passed through the counter. The operation of this type of meter is for example described in the patent application FR 00 09276.
Dans un compteur à turbine, le fluide actionne la turbine en traversant le compteur. La vitesse de rotation de la turbine est proportionnelle à la vitesse du liquide, donc proportionnelle au débit du liquide. La mesure du nombre de tours de rotation effectués par la turbine permet de connaître la quantité de liquide consommée. Le F: \Salle \FP000929\PREMDEP \FIT \projetbr définitif.doc fonctionnement de ce type de compteur est par exemple décrit dans la demande de brevet FR 2 737 563. In a turbine meter, the fluid drives the turbine through the meter. The speed of rotation of the turbine is proportional to the speed of the liquid, therefore proportional to the flow of the liquid. Measuring the number of revolutions made by the turbine makes it possible to know the quantity of liquid consumed. The F: \ Salle \ FP000929 \ PREMDEP \ FIT \ projectbr definitive.doc operation of this type of meter is for example described in the patent application FR 2 737 563.
Sur la figure 1, le compteur volumétrique ou à turbine se compose d'un corps de compteur 10, appelé bâche, muni d'une tubulure d'admission 12 et d'une tubulure de sortie 14 pour respectivement l'entrée et la sortie de l'eau traversant le compteur. Ces tubulures sont aptes à être connectées à une canalisation d'eau (non représentée). Un élément mesurant 16 est placé à l'intérieur de la bâche 10. Cet élément mesurant 16 est constitué principalement d'un piston dans le cas d'un compteur volumétrique et d'une turbine dans le cas d'un compteur à turbine. L'élément mesurant 16 est mis en rotation autour d'un axe 18 sous l'effet de la circulation de l'eau traversant le compteur. Cet axe 18 est solidaire en rotation de l'élément mesurant 16. In FIG. 1, the volumetric or turbine counter consists of a counter body 10, called a tarpaulin, provided with an intake manifold 12 and an outlet manifold 14 for the inlet and the outlet respectively. water running through the meter. These pipes are able to be connected to a water pipe (not shown). A measuring element 16 is placed inside the tank 10. This measuring element 16 consists mainly of a piston in the case of a volumetric meter and a turbine in the case of a turbine meter. The measuring element 16 is rotated about an axis 18 under the effect of the flow of water passing through the meter. This axis 18 is integral in rotation with the measuring element 16.
Des moyens de couplage 20 transmettent le mouvement de rotation de l'élément mesurant et de l'axe 18 à un totalisateur 22. Ces moyens de couplage comprennent une partie menante et une partie menée. Ils sont de préférence à entraînement magnétique. Ils sont constitués de deux aimants 24 et 26 se faisant face. L'aimant 24, qui constitue la partie menante du couplage, est fixé à l'extrémité supérieure de l'axe 18 et l'aimant 26, qui constitue la partie menée du couplage, est fixé à un arbre d'engrenage (non représenté) du totalisateur 22. Le système à entraînement magnétique peut prendre diverses formes connues: il est généralement constitué de deux ou de quatre aimants qui, soit s'attirent (généralement dans les compteurs volumétriques), soit se repoussent (généralement dans les compteurs à turbine). Coupling means 20 transmit the rotational movement of the measuring element and the axis 18 to a totalizer 22. These coupling means comprise a driving portion and a driven portion. They are preferably magnetic drive. They consist of two magnets 24 and 26 facing each other. The magnet 24, which constitutes the driving part of the coupling, is fixed to the upper end of the axis 18 and the magnet 26, which constitutes the driven part of the coupling, is fixed to a gear shaft (not shown ) The magnetic drive system can take various known forms: it usually consists of two or four magnets that either attract (usually in the volumetric meters) or repel (usually in turbine meters ).
Le totalisateur est principalement constitué de rouleaux, munis de chiffres de 0 à 9, et d'engrenages, les rouleaux indiquant la quantité d'eau consommée. Le totalisateur peut aussi contenir des moyens de transmission à distance de la consommation d'eau mesurée. The totalizer consists mainly of rollers, with numbers from 0 to 9, and gears, the rollers indicating the amount of water consumed. The totalizer may also contain remote transmission means of the measured water consumption.
F:\Salle\FP000929\PREMDEP'IT\projetbr définitif.doc 2862381 7 La paroi supérieure 28 de la bâche 10 sépare de façon étanche l'intérieur de la bâche, qui contient de l'eau, du totalisateur 22 dont l'intérieur est rempli d'air. F: \ Room \ FP000929 \ PREMDEP'IT \ final draft.doc 2862381 7 The upper wall 28 of the tank 10 separates the inside of the tank, which contains water, from the totalizer 22, the inside of which is filled with air.
Selon la présente invention, un corps 30 est placé dans la bâche 10 au dessus de l'élément mesurant 16. Ce corps 30 a une densité inférieure à celle de l'eau. According to the present invention, a body 30 is placed in the sheet 10 above the measuring element 16. This body 30 has a density lower than that of water.
En présence de gaz dans le compteur, ce corps flotte sur l'eau et donc se déplace en fonction du niveau d'eau atteint dans la bâche 10 et donc en fonction de la quantité d'air présent à l'intérieur de la bâche 10. En se déplaçant, le corps flottant 30 ralentit la rotation de l'aimant 26 du totalisateur en éloignant l'aimant 24 et /ou freine la rotation de l'axe 18 et de l'élément mesurant 16 par friction sur cet axe 18 et/ou sur l'élément mesurant 16. Le corps flottant 30 diminue le couple transmissible jusqu'à éventuellement stopper le totalisateur. Le freinage peut en effet ralentir la rotation ou la bloquer entièrement. In the presence of gas in the meter, this body floats on the water and therefore moves according to the level of water reached in the tank 10 and therefore according to the amount of air present inside the tank 10 By moving, the floating body 30 slows the rotation of the magnet 26 of the totalizer by moving the magnet 24 away and / or brakes the rotation of the axis 18 and the element 16 by friction on this axis 18 and / or on the measuring element 16. The floating body 30 decreases the transmittable torque until possibly stop the totalizer. Braking can slow down the rotation or block it completely.
En l'absence de gaz, le corps flottant 30 ne flotte pas sur l'eau mais est complètement immergé dans l'eau comme illustré sur les figures 2a et 3a. Dans la description qui suit, le corps 30 sera appelé "corps flottant" bien qu'il soit parfois complètement immergé. In the absence of gas, the floating body 30 does not float on the water but is completely immersed in the water as shown in Figures 2a and 3a. In the following description, the body 30 will be called "floating body" although it is sometimes completely immersed.
Les figures 2a et 2b représentent un mode de réalisation particulièrement adapté à un compteur volumétrique. La figure 2a représente la position haute du corps flottant 30 ce qui correspond à l'absence d'air dans la bâche, laquelle est remplie d'eau. Une collerette 32 est fixée à l'axe 18, en dessous de l'aimant 24. Le corps flottant 30 à la forme d'un anneau placé autour de l'axe 18, la partie interne de l'anneau formant une protubérance annulaire 34 insérée dans l'espace compris entre la collerette 32 et la paroi inférieure 36 de l'aimant 24. Le déplacement vertical du corps flottant 30 fait donc subir à l'axe 18 et à l'aimant 24 un même déplacement vertical. Le déplacement de l'axe 18 est limité en position haute par une butée 38 fixée au dessus de l'aimant 24 et qui vient en contact avec la partie supérieure 28 de la bâche 10. Figures 2a and 2b show an embodiment particularly suitable for a volumetric meter. Figure 2a shows the high position of the floating body 30 which corresponds to the absence of air in the tank, which is filled with water. A flange 32 is fixed to the axis 18, below the magnet 24. The floating body 30 has the shape of a ring placed around the axis 18, the inner part of the ring forming an annular protuberance 34 inserted in the space between the flange 32 and the bottom wall 36 of the magnet 24. The vertical displacement of the floating body 30 thus causes the axis 18 and the magnet 24 to have the same vertical displacement. The displacement of the axis 18 is limited in the high position by a stop 38 fixed above the magnet 24 and which comes into contact with the upper part 28 of the sheet 10.
F:\Salle\FP000929\PREMDEP\FIT\projetbr définitif.doc Le déplacement du corps flottant est limité en position haute par une butée 40 fixée à la partie supérieure 28 à l'intérieur de la bâche 10. Les butées 40 et 38 sont agencées de telle sorte que lorsque la bâche 10 est remplie d'eau, comme représenté sur la figure 2a, le haut de la protubérance 34 ne soit pas en contact avec la paroi inférieure 36 de l'aimant. Dans ce cas, le compteur fonctionne comme si le corps flottant 30 n'existait pas. F: \ Room \ FP000929 \ PREMDEP \ FIT \ final projectbr.doc The displacement of the floating body is limited in the upper position by a stop 40 fixed to the upper part 28 inside the sheet 10. The stops 40 and 38 are arranged so that when the cover 10 is filled with water, as shown in Figure 2a, the top of the protrusion 34 is not in contact with the bottom wall 36 of the magnet. In this case, the counter operates as if the floating body 30 did not exist.
Sur la figure 2b, en absence d'eau dans le compteur, le corps flottant 30 s'est déplacé vers le bas d'une distance D dans le sens de la flèche 42, entraînant avec lui l'axe 18 et l'aimant 24. Le mouvement vers le bas du corps flottant est arrêté par un plateau 44 fixé à la bâche 10 ou par une butée (non représentée). In FIG. 2b, in the absence of water in the meter, the floating body 30 has moved downwards by a distance D in the direction of the arrow 42, driving with it the axis 18 and the magnet 24 The downward movement of the floating body is stopped by a plate 44 fixed to the sheet 10 or by a stop (not shown).
Sur les figures 2 et 3, l'élément mesurant 16 n'est pas représenté; il est situé sous le plateau 44, fixé de façon classique et habituelle à l'axe de rotation 18 comme indiqué sur la figure 1, ledit axe traversant le plateau 44. In Figures 2 and 3, the measuring element 16 is not shown; it is located under the plate 44, fixed in a conventional manner and usual to the axis of rotation 18 as shown in FIG. 1, said axis passing through the plate 44.
Lorsque l'aimant 24 se déplace vers le bas, l'entrefer constitué par l'espace situé entre les aimants 24 et 26 augmente. L'intensité du couplage magnétique diminue, de façon inversement proportionnelle au carré de la distance séparant les deux aimants 24 et 26, ce qui freine la vitesse de rotation de l'aimant 26 (la partie menée) par rapport à la vitesse de rotation de l'aimant 24 (la partie menante). Lorsque le corps flottant atteint sa position basse illustrée sur la figure 2b, l'intensité du couplage magnétique devient insuffisante pour que l'aimant 26 soit entraîné en rotation. Il s'arrête donc de tourner. Au fur et à mesure que l'air disparaît, le niveau d'eau monte à l'intérieur de la bâche 10, entraînant le corps flottant vers le haut dans le sens de la flèche 46. L'intensité du couplage magnétique entre les aimants 24 et 26 augmente alors progressivement ce qui augmente également progressivement la vitesse de rotation de l'aimant 26 jusqu'à ce qu'elle F:\Salle\FP000929\PREMDEP\FIT\projetbr définitif.doc 2862381 9 atteigne la vitesse de rotation de l'aimant 24. On a donc ainsi un système d'embrayage et de débrayage de l'entraînement magnétique. When the magnet 24 moves downwards, the gap formed by the space between the magnets 24 and 26 increases. The intensity of the magnetic coupling decreases, inversely proportional to the square of the distance separating the two magnets 24 and 26, which slows the speed of rotation of the magnet 26 (the driven part) with respect to the rotational speed of the magnet. the magnet 24 (the driving part). When the floating body reaches its low position illustrated in Figure 2b, the intensity of the magnetic coupling becomes insufficient for the magnet 26 to be rotated. He stops to turn. As the air disappears, the water level rises inside the tarpaulin 10, causing the floating body upwardly in the direction of the arrow 46. The intensity of the magnetic coupling between the magnets 24 and 26 then increases gradually which also progressively increases the speed of rotation of the magnet 26 until it reaches the rotation speed of the magnet 26 until it reaches the rotation speed of the magnet 26. the magnet 24. There is thus a clutch system and disengagement of the magnetic drive.
Le corps flottant 30 a une densité inférieure à celui du liquide. Cette densité doit être choisie de telle sorte que le corps 30 soit suffisamment léger pour bien flotter, mais suffisamment lourd pour pouvoir entraîner l'axe 18 vers le bas lorsque de l'air est présent dans la bâche 10. On obtient ainsi un mouvement franc d'embrayage et de débrayage du couplage magnétique. The floating body 30 has a lower density than the liquid. This density must be chosen so that the body 30 is light enough to float well, but heavy enough to be able to drive the axis 18 down when air is present in the tarpaulin 10. This gives a free movement clutch and disengage magnetic coupling.
En jouant sur le volume et la densité du corps flottant 30, on peut déterminer un seuil minimum de niveau d'eau dans la bâche 10 (ou ce qui revient au même une quantité d'air), seuil à partir duquel l'entraînement magnétique de l'aimant 26 s'arrête. By adjusting the volume and the density of the floating body 30, it is possible to determine a minimum threshold of water level in the tank 10 (or which amounts to the same amount of air), the threshold from which the magnetic entrainment of the magnet 26 stops.
Le corps flottant 30 peut être constitué d'une coque rigide entourant un matériau à base de mousse. II peut aussi être constitué uniquement d'une mousse dont la paroi externe est avantageusement lisse. Cette mousse est, de façon connue, fabriquée à partir d'un agent gonflant mélangé à un matériau plastique de base, l'agent gonflant libérant un gaz lors de la fabrication de la mousse. Le gaz ainsi libéré forme un corps caverneux dont la paroi est généralement lisse. The floating body 30 may be made of a rigid shell surrounding a foam material. It may also consist solely of a foam whose outer wall is advantageously smooth. This foam is, in known manner, manufactured from a blowing agent mixed with a plastic base material, the blowing agent releasing a gas during the manufacture of the foam. The gas thus liberated forms a cavernous body whose wall is generally smooth.
De tels corps sont par exemple utilisés dans l'industrie automobile comme flotteurs pour contrôler le niveau de liquides dans les réservoirs, tel que le réservoir de liquide de freins ou le radiateur contenant le liquide de refroidissement. Such bodies are for example used in the automotive industry as floats to control the level of liquids in the tanks, such as the brake fluid reservoir or the radiator containing the coolant.
Le corps flottant 30 est avantageusement fixé en rotation par des moyens non représentés sur les figures 2, mais qui peuvent être analogues à ceux montrés sur les figures 3 par les références 52 et 54. Dans ce cas le corps flottant n'effectue que des mouvements de translation de bas en haut et de haut en bas parallèlement à l'axe 18. The floating body 30 is advantageously fixed in rotation by means not shown in FIG. 2, but which may be similar to those shown in FIG. 3 by references 52 and 54. In this case, the floating body only makes movements translation from bottom to top and from top to bottom parallel to the axis 18.
Selon une variante de réalisation, la surface inférieure 48 de la protubérance annulaire 34 vient en friction avec b surface supérieure de la collerette 32 lorsque le corps flottant est en position basse F:\Salle\FP000929\PREMDEP\F1T\projetbr définitif.doc 2862381 10 (figure 2b). On combine ainsi l'effet de débrayage du couplage magnétique avec un effet de friction qui freine la rotation de l'axe 18. According to an alternative embodiment, the lower surface 48 of the annular protuberance 34 comes into friction with b upper surface of the flange 32 when the floating body is in the lower position F: \ Room \ FP000929 \ PREMDEP \ F1T \ final draft.doc 2862381 10 (Figure 2b). This combines the disengagement effect of the magnetic coupling with a friction effect which slows the rotation of the axis 18.
Le mouvement vertical de l'axe 18 ne pose pas de problème particulier de métrologie de comptage dans le cas d'un compteur volumétrique à piston. Dans le cas d'un compteur à turbine, il est nécessaire de tenir compte de l'effet de lévitation qui se produit dans ce type de compteur. On sait en effet que dans ce type de compteur, la turbine est montée en rotation sur un pivot. Afin de diminuer les forces de frottement sur le pivot, d'une part pour éviter son usure pour les débits élevés et, d'autre part, pour augmenter la sensibilité du compteur pour les faibles débits, la turbine en rotation se soulève légèrement du pivot pour se trouver en état de lévitation. Cette caractéristique des compteurs à turbine est bien connue de l'homme du métier et est par exemple mentionnée dans le brevet FR 2 737 563 ou US 5 372 048. II est alors nécessaire que le mouvement vertical de l'axe 18 sous l'action du corps flottant 30 ne perturbe pas la métrologie du compteur. The vertical movement of the axis 18 does not pose any particular problem of metrology metering in the case of a piston volumetric meter. In the case of a turbine meter, it is necessary to take into account the levitation effect that occurs in this type of meter. It is known that in this type of meter, the turbine is rotatably mounted on a pivot. In order to reduce the friction forces on the pivot, on the one hand to avoid its wear for high flow rates and, on the other hand, to increase the sensitivity of the meter for low flow rates, the rotating turbine slightly raises the pivot to be in a state of levitation. This characteristic of turbine meters is well known to those skilled in the art and is for example mentioned in patent FR 2 737 563 or US 5 372 048. It is then necessary that the vertical movement of the axis 18 under the action floating body 30 does not disturb the metrology of the meter.
Les figures 3a et 3b représentent un deuxième mode de réalisation, particulièrement adapté aux compteurs de vitesse selon lequel le corps flottant 30 est bloqué en rotation et bloque lui-même la rotation de l'axe 18 lorsque le niveau d'eau dans la bâche atteint un seuil minimum prédéterminé. Un logement 52 traverse verticalement et de part en part le corps flottant 30. Un doigt 54, fixé sur le plateau 44 et parallèle à l'axe 18, coulisse dans le logement 52. Ce doigt 54 guide le mouvement vertical du corps flottant 30 et l'empêche de tourner autour de l'axe 18. Le corps flottant 30, fixe en rotation, ne peut donc se déplacer que selon un mouvement de translation parallèle à l'axe 18. FIGS. 3a and 3b show a second embodiment, particularly adapted to speed meters in which the floating body 30 is locked in rotation and itself blocks the rotation of the pin 18 when the water level in the tarpaulin reaches a predetermined minimum threshold. A housing 52 traverses vertically and from one side to the floating body 30. A finger 54, fixed on the plate 44 and parallel to the axis 18, slides in the housing 52. This finger 54 guides the vertical movement of the floating body 30 and prevents it from rotating about the axis 18. The floating body 30, fixed in rotation, can therefore move only in a translation movement parallel to the axis 18.
Un ou plusieurs ergot(s) 56 monté(s) sur la paroi inférieure du corps flottant s'enfonce(nt) dans un ou plusieurs logement(s) 58 réalisé(s) dans une collerette 60 entourant l'axe 18 lorsque le niveau d'eau dans la bâche 10 atteint un seuil minimum prédéterminé ou, ce qui est équivalent, lorsque la quantité d'air présent dans la bâche atteint F: \Salle \FP000929\PREMDEP\FIT\ projetbr définitif.doc 2862381 li un seuil prédéterminé. C'est la situation représentée sur la figure 3b, le corps flottant 30 s'étant déplacé verticalement dans le sens de la flèche 62, bloquant ainsi la rotation de l'axe 18 et de l'aimant 24. One or more lugs 56 mounted on the bottom wall of the floating body sinks in one or more housings 58 formed in a flange 60 surrounding the axis 18 when the level water in the tank 10 reaches a predetermined minimum threshold or, which is equivalent, when the amount of air present in the tank reaches a predetermined threshold. . This is the situation shown in FIG. 3b, the floating body 30 having moved vertically in the direction of the arrow 62, thus blocking the rotation of the axis 18 and the magnet 24.
Lorsque la quantité d'air diminue, donc lorsque le niveau d'eau remonte, le corps flottant 30 se déplace verticalement dans le sens de la flèche 64 (figure 3a) libérant ainsi la rotation de l'axe 18. Le fonctionnement du mode de réalisation représenté sur les figures 3a et 3b est donc un fonctionnement par tout ou rien: soit la rotation de l'axe 18 est libre (figure 3a), soit elle est empêchée (figure 3b). Le seuil de niveau d'eau à partir duquel la rotation est bloquée se règle en agissant sur la position en hauteur de la collerette 60 et/ou par la longueur de l'ergot 56. When the amount of air decreases, so when the water level rises, the floating body 30 moves vertically in the direction of the arrow 64 (Figure 3a) thus releasing the rotation of the axis 18. The operation of the mode of embodiment shown in Figures 3a and 3b is an all-or-nothing operation: either the rotation of the axis 18 is free (Figure 3a) or is prevented (Figure 3b). The water level threshold from which the rotation is blocked is adjusted by acting on the height position of the flange 60 and / or by the length of the lug 56.
Selon une variante de réalisation (non représentée), l'ergot 56 et le logement 58 sont remplacés par deux surfaces de freinage située en regard l'une de l'autre, l'une portée par la paroi inférieure du corps flottant 30 et l'autre par la paroi supérieure de la collerette 60. Lorsque ces deux surfaces de freinage viennent en contact l'une avec l'autre, la rotation de l'axe 18 est freinée jusqu'à son arrêt total. According to an alternative embodiment (not shown), the lug 56 and the housing 58 are replaced by two braking surfaces located opposite one another, one carried by the bottom wall of the floating body 30 and the The other by the upper wall of the flange 60. When these two braking surfaces come into contact with each other, the rotation of the shaft 18 is braked until it stops completely.
Selon une autre variante de réalisation (non représentée), le doigt 54 de guidage en translation et d'arrêt en rotation du corps flottant 30 peut être fixé à la partie supérieure 28 de la bâche 10. Ce guidage en translation peut aussi être réalisé par tout autre moyen approprié connu de l'homme du métier, par exemple un guidage extérieur fait par la bâche elle-même. According to another alternative embodiment (not shown), the guide pin 54 in translation and rotational stop of the floating body 30 can be fixed to the upper portion 28 of the sheet 10. This translational guidance can also be achieved by any other suitable means known to those skilled in the art, for example an external guidance made by the tarpaulin itself.
On notera également qu'un doigt d'arrêt, analogue au doigt 54, peut être incorporé au mode de réalisation des figures 2a et 2b, de façon à empêcher la rotation du corps flottant 30. Note also that a stop finger, similar to the finger 54, can be incorporated in the embodiment of Figures 2a and 2b, so as to prevent rotation of the floating body 30.
Le mode de réalisation des figures 3a et 3b s'applique aussi bien aux compteurs de volume à piston qu'aux compteurs de vitesse à turbine. En effet, dans le cas des compteurs à turbine il suffit de prévoir un espace 66 entre la paroi inférieure de l'aimant 24 et le corps flottant 30 légèrement supérieur au déplacement vertical de la turbine dû à F: \Salle \FP000929\PREMDEP\FIT\projetbr définitif.doc 2862381 12 l'effet de lévitation mentionné précédemment. On évite ainsi le frottement entre l'aimant 24 et le corps flottant 30. The embodiment of Figures 3a and 3b applies to both piston volume meters and turbine speed meters. Indeed, in the case of turbine meters it is sufficient to provide a space 66 between the bottom wall of the magnet 24 and the floating body 30 slightly greater than the vertical displacement of the turbine due to F: \ Room \ FP000929 \ PREMDEP \ FIT \ projetbr final.doc 2862381 12 levitation effect mentioned above. This avoids the friction between the magnet 24 and the floating body 30.
Le fonctionnement de ce type de compteur utilise la poussée d'Archimède exercée par le liquide sur le corps flottant 30. Le fonctionnement optimal correspond donc à la position horizontale du compteur lorsque l'axe de rotation 18 est vertical. Cependant, une certaine inclinaison du compteur est possible. Ce qui importe c'est que la composante de la poussée d'Archimède selon l'axe de tanslation du corps flottant soit suffisante pour déplacer ce corps et que la métrologie du compteur ne soit pas affectée par son inclinaison. L'angle maximum d'inclinaison (angle formé par l'axe de rotation 18 par rapport à la verticale) dépend bien évidemment de l'architecture du compteur, cet angle pouvant aller jusqu'à 60 degrés. The operation of this type of meter uses the buoyancy force exerted by the liquid on the floating body 30. The optimal operation therefore corresponds to the horizontal position of the meter when the axis of rotation 18 is vertical. However, a certain inclination of the counter is possible. What is important is that the component of the buoyancy thrust along the tanslation axis of the floating body is sufficient to move this body and that the counter metrology is not affected by its inclination. The maximum angle of inclination (angle formed by the axis of rotation 18 relative to the vertical) obviously depends on the architecture of the counter, this angle can be up to 60 degrees.
F: \Salle\FP000929\PREMDEP\FIT\projetbr définitif.doc F: \ Room \ FP000929 \ PREMDEP \ FIT \ final projectbr.doc
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| GB892540A (en) * | 1959-09-14 | 1962-03-28 | Integral Ltd | Improvements in and relating to flow meters |
| US3678257A (en) * | 1970-06-17 | 1972-07-18 | Shell Oil Co | Method and apparatus for determining the volumetric average of a parameter |
| US4343192A (en) * | 1979-03-02 | 1982-08-10 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Flow rate measuring instrument |
-
2003
- 2003-11-17 FR FR0350838A patent/FR2862381A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
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