FR3096132A1 - Dispositif de mesure pour compteur de liquide à piston oscillant et compteur associé - Google Patents

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Abstract

Dispositif de mesure pour compteur de liquide à piston oscillant et compteur associé La présente invention concerne un dispositif de mesure (1) pour compteur de liquide à piston oscillant comportant : une chambre creuse (2) percée d’au moins une lumière d’entrée (3) et d’au moins une lumière de sortie et limitée par une paroi latérale cylindrique (4), un fond (5), et un couvercle (6) ; un piston enfermé dans ladite chambre et maintenu mobile, le long d’une cloison, autour d’un puits ; et caractérisé en ce que ledit couvercle (6) est recouvert par une membrane filtrante (7) ayant au moins deux zones surfaciques (7a, 7b) réalisées avec des portions de membranes filtrantes avec des filtres de degrés ou niveaux de filtration différents. Elle concerne également le compteur associé équipé. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif de mesure pour compteur de liquide à piston oscillant et compteur associé
L’invention a trait au domaine des compteurs volumétriques de liquide et, en particulier, au domaine des compteurs volumétriques d’eau qui mettent en œuvre une technique bien connue de l’homme du métier, reconnue pour sa précision et sa fiabilité : la technique du piston oscillant.
Les compteurs volumétriques d’eau à piston oscillant comportent un dispositif de mesure formé d’une chambre renfermant un piston maintenu mobile sur un fond plan, le long d’une cloison radiale, et entre une paroi cylindrique intérieure de ladite chambre et une paroi extérieure d’un petit cylindre de guidage formant un puits disposé au centre de son fond.
Le principe de fonctionnement de ces compteurs est détaillé dans le brevet EP 0 681 163 B1. Un volume donné d’eau est conduit dans deux alvéoles d’échappement, en direction d’une lumière d’échappement disposée de l’autre côté de la cloison. Ces alvéoles sont situées en regard de ladite lumière d’échappement et sont formées, l’une par l’espace compris entre la paroi extérieure du piston et la paroi intérieure de la chambre, et l’autre par l’espace compris entre la paroi extérieure du puits et la paroi intérieure du piston. On a donc un mouvement en trois temps : l’admission, la translation d’un volume d’eau, et l’échappement. Ce mouvement est en trois temps doubles puisqu’il s’effectue simultanément, avec un déphasage de π à l’intérieur et à l’extérieur du piston.
L’eau en circulation dans ces canalisations véhicule des particules solides en suspension. Ces particules proviennent parfois de dépôts calcaires qui se forment avec le temps dans les canalisations elles-mêmes, et qui se détachent de temps à autre, emportés par les eaux circulantes. D’autres fois, ces particules proviennent de dépôts d’oxyde de fer formés dans des canalisations métalliques. En outre, l’eau à compter transporte bien souvent d’autres particules encore, telles que des particules de sable ou, plus généralement, de matières siliceuses.
Lors d’un puisage, c’est-à-dire lorsqu’un abonné du service des eaux ouvre un robinet pour puiser la quantité d’eau qui lui est nécessaire à un moment donné, les particules en suspension dans l’eau s’introduisent dans le dispositif de comptage. Là, elles sont entraînées en rotation par le piston et suivent plus ou moins le parcours de l’eau jusqu’à la lumière d’échappement. Lorsque le puisage est terminé, le piston s’immobilise et les particules encore en suspension dans l’eau contenue dans le dispositif de mesure se déposent lentement au fond de la chambre car elles ont généralement un poids spécifique supérieur à celui de l’eau. Elles forment alors un dépôt concentré. Les particules s’accumulent et sont tassées en formant ainsi un coin qui est sans cesse entraîné par le piston, dans le sens d’avancement de celui-ci.
Or, les particules, et en particulier les particules de matière siliceuse qui sont très abrasives, rayent et détériorent définitivement les parois latérales internes de la chambre, les parois internes et externes du piston, et les parois externes du puits. Les frottements entre les différents éléments du dispositif sont alors plus intenses et les jeux existant entre le piston et la chambre sont accentués, ce qui accroît les fuites d’eau entre les alvéoles. La précision et la fiabilité du dispositif de mesure sont ainsi diminuées.
D’autre part, l’accumulation de particules freine la rotation du piston et fausse le comptage, en particulier quand ce piston oscille à bas régime et qu’il devient alors très sensible aux forces qui s’opposent à sa rotation. Les résultats erronés alors obtenus sont bien souvent situés hors des limites admissibles définies par les textes législatifs en vigueur dans la plupart des pays.
Par ailleurs, le coin précité peut stopper la rotation du piston et le bloquer. Dans ce cas, il faudra attendre un puisage à fort débit pour que l’eau introduite crée, dans dispositif, suffisamment de turbulences pour disperser ce coin. Les particules solides sont alors à nouveau mises en suspension dans l’eau par le piston qui reprend sa course. Toutefois, elles restent en grande partie piégées dans le dispositif. Ce n’est qu’avec le temps et à la condition et à la condition que l’eau introduite dans la chambre soit totalement claire, c’est-à-dire totalement exempte de particules, que toutes les particules seront éliminées. Dans le cas contraire, le blocage se reproduira probablement ultérieurement.
Afin de contrer tous ces phénomènes, une solution simple consiste à protéger le dispositif de comptage d’eau avec un simple filtre qui ne laisse pas passer lesdites particules. On recouvre alors ledit dispositif d’une membrane au niveau des arrivés d’eau, membranes qui retiennent toutes les particules et substances solides indésirables précitées.
Cette solution a toutefois un inconvénient. En effet, selon la taille des pores ou le degré (niveau) de filtration, il se peut que le filtre se bouche de façon prématurée empêchant le bon fonctionnement du compteur. Il est alors nécessaire de procéder à un nettoyage, voire un remplacement dudit filtre ce qui nécessite une intervention sur site et une période pendant laquelle le compteur est inutilisable qui peut être assez longue. De plus, selon la nature et l’efficacité du filtre à remplacer, ces interventions peuvent revenir chères et nécessitent, pour le technicien, d’avoir sous la main tout un lot de filtres de différentes catégories, selon le filtre à remplacer, ce qui peut être désavantageux, notamment en cas de rupture d’approvisionnement pour le filtre souhaité. Dans certains cas plus critiques encore, le filtre n’est pas nettoyable et/ou remplaçable.
La présente invention a pour but de proposer un dispositif de mesure qui pallie à moindre coût les inconvénients précités et qui permette notamment d’éviter d’une part, la détérioration dudit dispositif par les particules solides introduites par le liquide à compter et, d’autre part le freinage et le blocage du piston, tout en offrant de bonnes performances métrologiques même à petit régime. De plus, elle vise à s’affranchir du problème consistant à remplacer fréquemment des filtres bouchés et de celui consistant, pour le technicien, la contrainte d’avoir constamment à sa portée un jeu plus ou moins important de différents types de filtres.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de mesure pour compteur de liquide à piston oscillant comportant :
une chambre creuse percée d’au moins une lumière d’entrée et d’au moins une lumière de sortie et limitée par une paroi latérale cylindrique, un fond et un couvercle ;
un piston enfermé dans ladite chambre creuse et maintenu mobile, le long d’une cloison, autour d’un puits ;
et caractérisé en ce que ledit couvercle (et/ou ladite chambre creuse) est recouvert par une membrane filtrante ayant au moins deux zones surfaciques avec des filtres de degrés ou niveaux de filtration différents.
Elle a également pour objet un dispositif selon l’invention caractérisé en ce qu’il s’agit d’un compteur volumétrique de liquide et, en particulier, un compteur volumétrique d’eau mettant en œuvre la technique du piston oscillant.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
représente une vue tridimensionnelle en perspective d’un dispositif de mesure selon l’invention ;
représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1 dans un premier stade ;
représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1 dans un deuxième stade d’obstruction ;
représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1 dans un troisième stade ;
représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1 dans un quatrième stade ;
représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1 dans un cinquième stade ;
représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1 dans un sixième et dernier stade d’obstruction.
Comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif selon l’invention est un dispositif de mesure pour compteur de liquide à piston oscillant comportant :
une chambre creuse 2 percée d’au moins une lumière d’entrée et d’au moins une lumière de sortie (non visible) isolées l’une de l’autre par un système d’étanchéité et limitée par une paroi latérale cylindrique 4, un fond et un couvercle 6;
un piston enfermé dans ladite chambre creuse 2 et maintenu mobile, le long d’une cloison, autour d’un puits ;
et caractérisé en ce que ledit couvercle 6 (et la ou les lumières d’entrée) est recouvert par une membrane filtrante 7 ayant au moins deux zones surfaciques 7a, 7b réalisées avec des portions de membranes filtrantes avec des filtres de degrés ou niveaux de filtration différents. Ainsi, la totalité du liquide entrant dans la chambre creuse 2 passe par ladite membrane filtrante 7.
Avantageusement, le dispositif selon l’invention est caractérisé en ce que l’intégralité du couvercle 6 est recouvert par ladite membrane filtrante. C’est ce qui ressort clairement de la figure 1.
Selon une autre caractéristique, au moins une portion de ladite paroi latérale cylindrique 4 qui comporte une lumière d’entrée, notamment une seconde entrée supplémentaire est recouverte à ce niveau par une membrane filtrante 7. Ceci n’est pas visible sur la figure 1.
Selon une caractéristique importante, ladite membrane filtrante 7 possède une zone surfacique 7a au niveau de la lumière ou des lumières d’entrée 3 dont le degré ou niveau de filtration est supérieur à celui des portions ou zones surfaciques 7b de la chambre ne présentant pas de lumière. Le liquide, par exemple l’eau, circule entre la lumière d’entrée 3 et le couvercle 6 et la membrane filtrante 7 et le front obstruction se propage alors comme cela est illustré schématiquement aux figures 2 à 7.
Le dispositif selon l’invention est en outre caractérisé en ce que en ce que ladite membrane filtrante 7 présente au moins une première zone surfacique 7a de filtration fine avec un diamètre moyen de passage compris entre 0,05 mm et 0,80 mm (bornes incluses) et, en même temps, une seconde zone surfacique 7b de filtration plus grossière avec un diamètre moyen de passage compris entre 0,20 mm et 2,00 mm, bornes incluses également.
Avantageusement et comme représenté sur les figures annexées, le dispositif selon l’invention est caractérisé en ce que la seconde zone surfacique 7b de filtration plus grossière se situe, sur le couvercle 6, à une distance choisie la plus loin possible de la lumière d’entrée 3. On peut alors observer les différentes phases de propagation des particules solides indésirables qui migrent, dans le sens de la flèche, comme cela est représenté sur les figures 2 à 7 et en particulier sur la figure 7.
Selon une autre caractéristique avantageuse, mais non indispensable dans tous les cas, le dispositif selon l’invention est caractérisé en ce qu’un joint d’étanchéité, notamment un joint torique, est disposé et monté entre le couvercle 6 et la membrane filtrante 7.
Pour ce faire l’homme du métier peut, par exemple, prévoir une gorge annulaire formée dans ledit couvercle 6 qui peut notamment être formée par moulage lors de la réalisation du dispositif qui est généralement réalisé en une matière plastique adaptée, tel que du polystyrène (PS).
Avantageusement, le dispositif selon l’invention est encore caractérisé en ce que la membrane filtrante 7 est réalisée sous la forme d’une seule pièce en matière plastique moulée ou injectée épousant la forme du couvercle 6 et, le cas échéant présentant une portion de jupe latérale épousant la paroi cylindrique latérale de la chambre 2 et destinée à recouvrir une lumière située sur ladite paroi cylindrique latérale 4.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, le dispositif selon l’invention est également caractérisé en ce que la pièce en matière plastique présente une ou plusieurs nervures radiales de renfort au niveau du couvercle 6 et/ou une ou plusieurs nervures de renforts verticales latérales au niveau de ladite portion de jupe. Ces nervures n’ont pas été représentées pour plus de clarté sur les figures mais présentent typiquement une épaisseur de quelques mm, par exemple 1 mm à 6 mm.
Le dispositif selon l’invention est encore caractérisé en ce que la zone de filtration grossière est réalisée sous la forme d’une portion annulaire s’étendant, par exemple sur une quart de cercle d’un couvercle 6 qui serait réalisé sous la forme d’un disque circulaire.
Dans le mode de réalisation non limitatif donné à titre d’exemple et illustré aux figures 1 à 7 la zone de filtration grossière présente une géométrie constituée d’un segment de droite non radial reliant un segment courbe d’arc de cercle d’un cercle concentrique à celui du couvercle 6 mais de rayon inférieur. Avantageusement, les deux bords opposés formant cette portion de surface de filtre 7b aux capacités de filtration plus grossières (moins performantes car laissant passer des particules de dimensions plus élevées que celles pouvant passer à travers les mailles ou pores du filtre de la portion de filtration fine 7a) sont arrondis vers l’extérieur (cf. par ex. figure 1).
Enfin, le dispositif selon l’invention est finalement caractérisé en ce qu’il s’agit d’un compteur volumétrique de liquide et, en particulier, compteur volumétrique d’eau mettant en œuvre la technique du piston oscillant.
Les figures 2 à 7 montrent comment évolue le flux d’eau au fur et à mesure que les pores du premier filtre fin (zone surfacique 7a) s’obstruent. Le second filtre présente des pores de diamètre moyen relativement plus grand que celui du premier filtre et dans l’absolu le second filtre laisse passer des particules beaucoup plus grosses que celles retenues par ledit premier filtre. En d’autres termes, le second filtre est plus grossier que le premier filtre fin. Comme on peut le voir sur lesdites figures, le second filtre est avantageusement disposé de façon à être le plus éloigné du premier filtre fin. Ainsi, le mouvement et la progression de l’obstruction ou du front d’obstruction se fait de façon la plus lente et progressive possible à travers toute la surface du couvercle.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (11)

  1. Dispositif de mesure (1) pour compteur de liquide à piston oscillant comportant :
    • une chambre creuse (2) percée d’au moins une lumière d’entrée (3) et d’au moins une lumière de sortie et limitée par une paroi latérale cylindrique (4), un fond (5), et un couvercle (6) ;
    • un piston enfermé dans ladite chambre et maintenu mobile, le long d’une cloison, autour d’un puits ;
    et caractérisé en ce que ledit couvercle (6) est recouvert par une membrane filtrante (7) ayant au moins deux zones surfaciques (7a, 7b) réalisées avec des portions de membranes filtrantes avec des filtres de degrés ou niveaux de filtration différents.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’intégralité du couvercle (6) est recouvert par ladite membrane filtrante (7).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’au moins une portion de ladite paroi latérale cylindrique (4) qui comporte une lumière d’entrée, notamment une seconde lumière d’entrée supplémentaire, est recouverte par une membrane filtrante (7).
  4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite membrane filtrante possède une zone surfacique au niveau de la lumière ou des lumières d’entrée (3) dont le degré ou niveau de filtration est supérieur à celui des portions de la chambre ne présentant pas de lumière.
  5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que en ce que ladite membrane filtrante présente au moins une première zone surfacique de filtration fine avec un diamètre moyen de passage compris entre 0,05 mm et 0,80 mm (bornes incluses) et, en même temps, une seconde zone surfacique de filtration plus grossière avec un diamètre moyen de passage compris entre 0,20 mm et 2,00 mm, bornes incluses.
  6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde zone surfacique de filtration plus grossière se situe, sur le couvercle (6), à une distance choisie la plus loin possible de la lumière d’entrée (3).
  7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un joint d’étanchéité, notamment un joint torique, est disposé et monté entre le couvercle (6) et la membrane filtrante (7).
  8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la membrane filtrante (7) est réalisée sous la forme d’une seule pièce en matière plastique moulée ou injectée épousant la forme du couvercle (6) et, le cas échéant présentant une portion de jupe latérale épousant la paroi cylindrique latérale de la chambre (2) et destinée à recouvrir une lumière située sur ladite paroi cylindrique latérale (4).
  9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la pièce en matière plastique présente une ou plusieurs nervures radiales de renfort au niveau du couvercle (6) et/ou une ou plusieurs nervures de renforts verticales latérales au niveau de ladite portion de jupe.
  10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédente, caractérisé en ce que la zone de filtration grossière est réalisée sous la forme d’une portion annulaire, par exemple s’étendant sur un quart de cercle d’un couvercle (6) qui serait réalisé sous la forme d’un disque circulaire.
  11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il s’agit d’un compteur volumétrique de liquide et, en particulier, compteur volumétrique d’eau mettant en œuvre la technique du piston oscillant.
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