FR2881825A1 - Dispositif de turbine pour compteur volumique de fluide - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de turbine notamment pour compteur volumique de fluide, comportant un carter (1) délimitant une chambre (2) sensiblement cylindrique dans laquelle une roue à palettes (7) est montée libre en rotation autour d'un axe, un canal amont (3) qui débouche dans la chambre (2) par un débouché (4) et un canal aval (5) qui en est issu par un débouché (6). Le dispositif est remarquable en ce qu'une paroi cylindrique (9) s'étend le long de la paroi cylindrique (2a) de la chambre (2) pour délimiter avec elle dans la chambre d'une part une partie centrale (16) et d'autre part au moins un canal périphérique (13) entourant au moins partiellement la roue à palettes (7) et pourvu d'une série d'ouvertures (17) traversantes ménagées sur au moins une des portions de paroi (9) s'étendant entre les deux débouchés (4, 6) et formant un aubage fixe de guidage des veines de fluide vers la partie centrale (16) de la chambre (2), le canal aval (5) étant relié à la chambre (2) par au moins un orifice (15) traversant la paroi intercalaire et étant isolé du canal périphérique (13).

Description

La présente invention concerne les dispositifs par lesquels un volume de

fluide est comptabilisé par son passage dans une chambre pour faire tourner une roue de comptage.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Tous les compteurs d'eau ou tous les comp:eurs à gaz sont construits sur ce modèle. Leur sensibi=_ité et leur précision dépendent en premier lieu de la qualité de la réponse en rotation de la roue dans tous les régimes de fonctionnement du dispositif.

Il existe principalement deux architectures pour ce type d'appareil.

Dans un premier cas la roue tournante est en forme de turbine qui est traversée par le flux à mesurer dans le sens de son axe de rotation. L'entrée et la sortie du liquide sont situées à des endroits différents le long de cet axe. Le montage est par exemple illustré par les documents DE 269 61 2154.0 et CH 684 027.

Dans le deuxième cas, la turbine est une roue à palettes montée de manière à interférer avec un flux à direction tangentielle normale à l'axe de rotation de la roue. Un exemple de cette structure est illustré par le document CH 432 191.

L'inconvénient de ces dispositifs connus réside d'une part, dans une sensibilité relativement faible notamment dans la gamme des faibles débits, et d'autre part, dans une forme assez complexe du corps même de l'appareil qui est d'une fabrication chère et qui confère à cet appareil un encombrement important nuisant à son intégration avec par exemple les afficheurs ou les composants électriques ou électroniques du compteur dans une unité compacte et d'installation aisée.

OBJET DE L'INVENTION Par l'invention on parvient à simplifier considérablement la fabrication des compteurs volumiques de fluide et à augmenter leur sensibilité à tous les régi-mes.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION

A cet effet, l'invention a pour objet un disposi- tif de turbine notamment pour compteur volumique de fluide, comportant un carter délimitant une chambre sensiblement cylindrique dans laquelle une roue à palettes est montée libre en rotation autour d'un axe, un canal amont qui débouche dans la chambre et un canal aval qui en est issu, ce dispositif étant remarquable en ce qu'une paroi cylindrique s'étend le long de la paroi cylindrique de la chambre pour délimiter avec elle dans la chambre d'une part une partie centrale et d'autre part au moins un canal périphérique entourant au moins partiellement la roue à palettes et pourvu d'une série d'ouvertures traversantes ménagées sur une des portions de paroi s'étendant entre les deux débouchés et formant un auba3e fixe de guidage des veines de fluide vers la partie centrale de la chambre, le canal aval étant relié à la chambre par au moins un orifice traversant la paroi intercalaire et étant isolé du canal périphérique.

Cette disposition présente les avantages d'un cubage fixe, qui optimise l'incidence du flux d'en:rée du liquide dans la turbine par rapport aux palettes mobiles de cette turbine. Il en résulte une très grande sensibilité de la turbine et ce à tous les régimes de fonctionnement.

Dans un premier mode de réalisation de l'invention, la paroi intercalaire est portée par une bague cy- lindrique pourvue d'une collerette extérieure à chacune de ses extrémités axiales et rapportée dans la chambre. Cette bague cylindrique comporte un moyen d'indexation de sa position angulaire dans cette chambre. Ainsi, le canal périphérique est- il défini par les deux collerettes supé- rieure et inférieure, la surface intérieure de la paroi cylindrique de la chambre et la surface extérieure de la bague. Cette bague est de préférence fabriquée en matière plastique par injection, ce qui permet une simplification du dessin du corps de turbine (carter) réalisé à partir de formes géométriques de base.

Pour réaliser l'isolement entre le canal aval issu de la turbine et le canal périphérique, la paroi cylindrique de la bague comporte autour de l'orifice de communication de la chambre et du canal aval une surépaisseur sensiblement égale à la dimension radiale du canal périphérique, qui forme ainsi le moyen d'isolement de ce dernier avec le canal aval. Cet isolement n'est bien entendu pas d'une étanchéité à toute épreuve, ce qui n'est pas nécessaire pour que la bague assure correcte-ment ses fonctions.

Dans un deuxième mode de réalisation, la bague comporte une collerette intermédiaire extérieure entre les deux collerettes d'extrémité, délimitant entre cette bague et la paroi cylindrique de la chambre deux canaux périphériques superposés, l'un formant le canal périphérique de distribution susdit, l'autre formant un canal périphérique de collecte des veines de fluide issues de la partie centrale de la chambre.

Enfin, de manière préférée, et ce grâce à cet au- bage fixe mis en place dans le dispositif, les débouchés des canaux amont et aval dans la chambre sont diamétrale-ment opposés. C'est là encore une mesure de simplification des formes et donc de la fabrication du dispcsitif.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description donnée ci-après de deux exemples de réalisation de l'invention.

Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe perpendiculaire à l'axe de rotation de la turbine du disposi=if selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe axiale de ce dispositif selon le plan II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique extêrieure de la bague de l'invention, -les figures 4 et 5 illustrent par deux vies extérieures un second mode de réalisation de l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Aux figures 1 à 3, on a représenté un boî=ier ou carter 1 pour un compteur d'eau ou de gaz, qui délimite une chambre sensiblement cylindrique 2 dans laquelle aboutit un canal amont 3 par un débouché 4 et de laquelle est issu un canal aval 5 par un débouché 6. Cette chambre contient une roue à palettes 7. Elle est fermée par un couvercle 8 représenté très schématiquement à la figure 2 au travers duquel la roue à palette peut être connectée à tout dispositif de comptage électrique, électronique, électromagnétique... et tout dispositif d'affichage: ou de transmission de signaux.

On a représenté en 9 la paroi cylindrique d'une bague 10 qui est rapportée à l'intérieur de la chambre 2. Cette bague 10 possède à ses extrémités axiales deux col- lerettes 11 et 12 annulaires qui centrent la paroi 9 par rapport à la surface cylindrique intérieure 2a du boîtier 1. Entre la paroi 9 et cette surface 2a, la bague 10 dé-finit dans la chambre 2 d'une part, un canal périphérique 13 dont la hauteur est délimitée par les collerettes 11 et 12 et dans lequel débouche le canal amont 3 et d'autre part une partie centrale ou espace intérieur 16.

Ce canal 13 est ici interrompu par une surépaisseur 14 de la paroi 9, égale à l'épaisseur radiale du canal périphérique 13 et pourvue d'un orifice 15 traver- sant, cet orifice étant disposé au droit du débouché 6 du canal aval 5. L'espace intérieur 16 de la bague:_0 dans lequel est logée la roue à palettes 7 communique donc avec le canal aval 5 par cet orifice 15. Il communique également avec le canal périphérique 13 par unE série d'orifices traversant la paroi 9 et référencés 17 sur les figures 1 et 3. Ces orifices ne sont présents que sur l'une des deux portions angulaires de la paroi 9 qui s'étendent entre le débouché 4 et le débouché 6 des canaux 3 et 5. L'autre portion de cette paroi 9 est pleine.

Les orifices 17 forment ainsi un aubage fixe de guidage des veines du fluide qui provient du canal 3 et qui pénètre dans l'espace intérieur 16 sous une incidence imposée par l'orientation des orifices 17 afin d'attaquer les pa, lettes de la roue 7 de manière la plus efficace pcssible.

Le nombre et les dimensions de ces orifices dépendront de la nature du fluide (liquide et gaz) et parmi d'autres paramètres, de la plage de variation de son débit.

La bague 10 est réalisée en matière plastique injecté. Elle est rapportée à l'intérieur de la chambre 2 en y étant simplement déposée et indexée angulE.irement grâce par exemple à un pion 18 d'indexation coopérant avec un logement 19 ménagé dans le boîtier 1. Aucun dis-positif d'étanchéité n'est utile à son bon fonctionne-ment.

Le mode de réalisation de la bague représenté aux figures 4 et 5 diffère du précédent en ce que:_'espace intérieur 16 de la bague l0a ne communique pas directe-ment avec le débouché 6 au travers d'un seul orifice 15 mais par l'intermédiaire d'un canal de collecte 20 péri- phérique qui s'évase en 21 devant le débouché 6 du canal aval 5, lorsque la bague est en place dans l'appareil. Ce canal de collecte est délimité par la paroi 9 de bague 10a, par la surface 2a de la chambre 2, par l'une des collerettes (ici 12) de la bague et par une collerette intermédiaire 22. Cette collerette intermédiaire 22 déli- mite également avec la bague l0a le canal périphérique 13 de distribution du fluide depuis le débouché 5 jusqu'au centre 16 de la chambre 2 au travers des orifice; orientés 17. On constate à la figure 4 que le canal de distri- bution 13 s'évase en 23 au droit du débouché 4 du canal amont 3 lorsque la bague est installée dans la chambre 2. On notera que les deux évasements 21, 23 sont représentés aux figures 4 et 5 diamétralement opposés mais ce n'est pas sortir du cadre de l'invention que de les placer an- gulairement décalés différemment autour de la bague 10a.

La communication de l'espace intérieur 16 de la bague (ou de la chambre) avec le canal de collecte 20 est assurée par des ouvertures 24 traversantes et orientées selon une direction qui est à l'inverse de celle des ou- vertures 17. La hauteur des ouvertures 17 et 24 est bien entendu limitée à la hauteur du canal 13 ou 20 correspondant, définie par la distance d'ecartement de la collerette intermédiaire 22 d'avec les collerettes d'extrémité 11 et 12. Elle est donc plus importante qu'ailleurs dans les évasements 21 et 23.

Il faut enfin remarquer que les ouvertures traversantes de communication des canaux périphériques avec le centre de la bague sont présentes et régulièrement ré-parties sur la quasi-totalité de la circonférence de la bague 10a, contrairement à l'exemple des figures 1 à 3, sauf à l'endroit des évasements. Dans cette réalisation, la collerette 12 porte comme précédemment un pion 18 d'indexation de la partie angulaire de la bague dans la chambre 2.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de turbine notamment pour compteur volumique de fluide, comportant un carter (1) délimitant une chambre (2) sensiblement cylindrique dans laquelle une roue à palettes (7) est montée libre en rotat__on au-tour d'un axe, un canal amont (3) qui débouche clans la chambre (2) par un débouché (4) et un canal aval 5) qui en est issu par un débouché (6), caractérisé en ce qu'une paroi cylindrique (9) s'étend le long de la paroi cylindrique (2a) de la chambre (2) pour délimiter avec elle dans la chambre d'une part une partie centrale (16) et d'autre part au moins un canal périphérique (13) entourant au moins partiellement la roue à palettes (7) et pourvu d'une série d'ouvertures (17) traversantes ménagées sur au moins une des portions de paroi (9) 3'étendant entre les deux débouchés (4, 6) et formant un aubage fixe de guidage des veines de fluide vers la part__e centrale (16) de la chambre (2), le canal aval (5) étant re- lié à la chambre (2) par au moins un orifice (15) =raversant la paroi intercalaire et étant isolé du canal périphérique (13).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi intercalaire (9) est portée par une bague cylindrique (10) pourvue d'une collerette extérieure (11, 12) à chacune de ses extrémités axiE.les et rapportée dans la chambre (2).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague cylindrique (10) comperte un moyen d'indexation (18) de sa position angulaire dans la chambre du carter (1).

4. Dispositif selon la revendication 2 ou la re- vendication 3, caractérisé en ce que la paroi cylindrique (9) de la chambre comporte autour de l'orifice de commu- nication (15) de la chambre et du canal aval, une suré- paisseur (14) sensiblement égale à la dimension radiale du canal périphérique (13) formant moyen d'isolement de ce dernier avec le canal aval (5).

5. Dispositif selon l'une des revendications 2 et

3, caractérisé en ce que la bague cylindrique (lJa) comporte une collerette intermédiaire (22) extérieure entre les deux collerettes d'extrémité (11, 12), délimi:ant entre cette bague (l0a) et la paroi cylindrique (2a) de la chambre (2) deux canaux périphériques (13, 20) superposés l'un (13) formant le canal périphérique de distribution susdit, l'autre (20) formant un canal périphérique de collecte des veines du fluide conduites vers ou issues de la partie centrale (16) de la chambre (2).

6. Dispositif selon la revendication 5, :aracté- risé en ce que le canal de collecte (20) est relié à la partie centrale (16) de la chambre (2) par une pluralité d'ouvertures (24) traversantes ménagées dans la paroi (9) de la bague cylindrique (l0a) de manière orientée pour former un aubage de sortie du fluide issu de la partie centrale (16) de la chambre (2).

7. Dispositif selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que la collerette extérieure intermédiaire (22) constitue le moyen d'isolation entre le canal périphérique (13) de distribution et le débouché aval (6) d'une part et le canal périphérique (20) de collecte et le débouché (4) amont d'autre part.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les d=_bouchés (4, 6) des canaux amont (3) et aval (5) dans la chambre sont diamétralement opposés.