COMPTEUR DE GAZ A MEMBRANES A ENTRAINEMENT DE DISTRIBUTION ROTATIF

La présente invention concerne le domaine des compteurs de gaz à membranes déformables comprenant plusieurs chambres de mesure, et un élément ou tiroir de distribution monté rotatif autour d'un axe de rotation sur une surface de distribution dans laquelle sont ménagés plusieurs ouvertures qui sont reliées chacune à une chambre de mesure, l'élément de distribution permettant au gaz d'entrer et de sortir alternativement des chambres de mesure au cours de son mouvement de rotation autour de l'axe de rotation.

L'entraînement en rotation de l'élément de distribution est réalisé en synchronisme avec le mouvement des membranes grâce à un système de transmission comprenant un certains nombre de leviers, ainsi qu'une pièce appelée manivelle. Lors des mouvements de translation alternés des membranes, les leviers transforment ces mouvements de translation en un mouvement de rotation imprimé à la manivelle. La manivelle transmet alors son mouvement de rotation d'une part, à l'élément de distribution, et d'autre part, à une série d'engrenages qui actionnent eux-mêmes un totalisateur de volume.

On s'intéresse dans la suite uniquement à la coopération de la manivelle et de l'élément ou tiroir de distribution.

Les solutions actuellement utilisées pour guider la manivelle sont basées sur le principe d'un axe vertical de paliers. Une première solution, décrite dans le document EP 0128 838, est représentée sur la figure 1 annexée, qui illustre une coupe partielle verticale montrant le montage et l'entraînement d'un élément de distribution 1 par une manivelle 2. Comme on le voit sur cette figure, l'élément de distribution 1 repose sur une surface de distribution 3 comportant plusieurs ouvertures 30 et 31. Lors de l'entraînement en rotation, la face inférieure 10 du tiroir 1 glisse sur deux couronnes périphériques 32 et 33 de la surface de distribution assurant l'étanchéité. La manivelle 2 comporte un moyeu 20 muni d'un trou borgne monté à pivotement sur un axe fixe 34 engagé dans un alésage axial de la surface de distribution 3. La manivelle peut ainsi tourner autour de l'axe 34 et est entraînée en rotation en synchronisation avec

le mouvement des membranes (non visibles), par l'intermédiaire notamment d'un système de leviers partiellement représenté sous la référence 4. Le moyeu 20 de la manivelle est également engagé dans un fourreau 11 solidaire de l'élément de distribution 1 , avec un très léger jeu e, par exemple de 1 /10 ^eme de millimètre. La manivelle 2 et l'élément de distribution 1 sont solidarisés en rotation par la coopération d'un ergot 21 ménagé dans la manivelle et d'une rainure radiale 12 ménagée dans l'élément de distribution 1. Dans cette première solution, c'est donc la manivelle 2 qui positionne l'élément de distribution 1. L'inconvénient majeur de cette solution réside dans le fait que l'axe 34 traverse l'élément de distribution 1 , ce qui impose de prévoir une couronne d'étanchéité additionnelle 35 circulaire, ménagée dans la surface de distribution 3 en regard de l'extrémité inférieure du fourreau 11. Or, cette couronne additionnelle peut générer des fuites internes au compteur, qui affectent ses performances métrologiques, notamment à faible débit. Une deuxième solution connue, décrite notamment dans le document FR

2 778 981 , est représentée sur la figure 2 annexée. Ici, la manivelle 2 est montée sur une structure porteuse 5 présentant une forme générale de LJ, l'intérieur du LJ étant tourné en direction de I 'élément de distribution (non représenté), de façon à encadrer ce dernier. Plus précisément, la manivelle 2 comporte un plateau circulaire 23, une partie centrale 24 en forme de tube creux s'étendant le long de l'axe de rotation, et un doigt 25 s'étendant parallèlement à l'axe de rotation. Le doigt 25 est destiné à coopérer avec une ouverture pratiquée dans l'élément de distribution (non visible). Pour comprendre le rôle des différents éléments, on pourra se reporter à la description du document FR 2 778 981.

Cette seconde solution présente l'intérêt de ne pas nécessiter de couronne d'étanchéité additionnelle puisqu'ici, il n'y a pas d'axe traversant l'élément de distribution. Néanmoins, elle requiert l'utilisation d'un axe de centrage supplémentaire (non visible sur la figure 2) pour positionner l'élément de distribution. Par ailleurs, la manivelle 2 se retrouve dans cette solution placée entre la structure porteuse 5 et l'élément de distribution. Il en résulte

que l'assemblage des différentes pièces est relativement compliqué à réaliser puisqu'il nécessite un pré assemblage d'un sous-ensemble comportant notamment la manivelle et le système de leviers précités (non représenté), ce qui rend difficile son automatisation. En outre, l'encombrement en hauteur de ce type de guidage est assez important, ce qui limite la possibilité de rajouter des fonctionnalités telles qu'un dispositif de correction en température.

La présente invention a pour but de pallier aux limitations et inconvénients des deux solutions connues précédemment décrites, en proposant une solution dans laquelle la géométrie de la manivelle et de l'élément de distribution est simplifiée, de façon à améliorer le montage et les performances métrologiques du compteur, et à obtenir un ensemble plus compact par rapport aux solutions de l'art antérieur.

Ce but est atteint selon l'invention qui a pour objet un compteur de gaz à membranes à entraînement de distribution rotatif comprenant plusieurs chambres de mesure, un élément de distribution monté rotatif autour d'un axe de rotation sur la surface supérieure d'une surface de distribution dans laquelle sont ménagés plusieurs ouvertures qui sont reliées chacune à une chambre de mesure, l'élément de distribution permettant au gaz d'entrer et de sortir alternativement des chambres de mesure au cours de son mouvement de rotation autour de l'axe de rotation, un système de transmission permettant l'entraînement en rotation de l'élément de distribution en synchronisme avec les mouvements des membranes comprenant une manivelle d'entraînement en rotation de l'élément de distribution, et une structure porteuse présentant une partie centrée sur l'axe de rotation dont l'intérieur est tourné en direction de l'élément de distribution de façon à encadrer ce dernier et supportant ladite manivelle d'entraînement, ladite manivelle d'entraînement comprenant un plateau concentrique avec l'axe de rotation, caractérisé en ce que le plateau est posé concentriquement sur une surface plane de ladite partie et coopère avec une partie supérieure de l'élément de distribution au travers d'une ouverture traversante dans ladite surface plane, et en ce que le compteur comporte en outre d'une part, des moyens de guidage en rotation de la

manivelle d'entraînement répartis sur la face inférieure du plateau et sur ladite surface plane, et d'autre part des moyens d'entraînement en rotation répartis sur la face inférieure du plateau et sur la partie supérieure de l'élément de distribution. Lesdits moyens de guidage en rotation de la manivelle d'entraînement comportent de préférence une couronne annulaire sur la surface plane, concentrique avec l'axe de rotation, et une rainure annulaire correspondante formée sur la face inférieure du plateau.

Avantageusement, ladite couronne annulaire borde l'ouverture traversante.

La rainure annulaire peut être formée par un rebord périphérique du plateau s'étendant axialement vers le bas sur tout le pourtour du plateau, et par une pluralité d'ergots s'étendant axialement depuis la face inférieure du plateau, lesdits ergots étant uniformément répartis selon un cercle intérieur adit rebord périphérique.

Dans ce cas, certains desdits ergots sont de préférence munis d'une butée permettant d'empêcher le retrait de la manivelle.

Dans un mode de réalisation possible, lesdits moyens d'entraînement comportent, sur la face inférieure du plateau, une nervure s'étendant longitudinalement symétriquement par rapport à l'axe de rotation selon un plan orthogonal à cet axe de rotation, et sur la partie supérieure de l'élément de distribution, une rainure, de forme complémentaire pour recevoir ladite nervure.

Le plateau peut en outre porter, sur sa surface supérieure, une roue dentée concentrique avec l'axe de rotation, apte à coopérer avec une série d'engrenages actionnant un totalisateur de volume.

Le plateau peut également avantageusement porter, sur sa surface supérieure, un levier excentré s'étendant parallèlement à l'axe de rotation, ledit levier étant apte à coopérer avec différents leviers d'un système de transmission relié aux membranes.

La manivelle d'entraînement en rotation, et/ou l'élément de distribution, et/ou la surface de distribution, sont de préférence des pièces intégralement moulées en un matériau plastique.

L'invention et les avantages qu'elle procure seront mieux compris au vu de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles :

- la figure 1 illustre partiellement, en coupe, un premier agencement connu d'une manivelle et d'un élément de distribution ;

- la figure 2 illustre, en perspective, un deuxième agencement connu d'une manivelle pour l'entraînement d'un élément de distribution ;

- la figure 3a est une perspective coupée vue de dessous d'un agencement de manivelle et d'élément de distribution conforme à la présente invention ;

- la figure 3b est une perspective complète de dessus de l'agencement de la figure 3a ; - la figure 3c est une perspective complète de dessous de l'agencement de la figure 3a ;

- les figures 4a et 4b sont des coupes en élévation de l'agencement de la figure 3a, l'une dans le plan contenant l'axe de rotation, l'autre dans un plan vertical ne contenant pas l'axe de rotation ; - la figure 5 est une perspective vue de dessus de l'élément de distribution seul conforme au mode de réalisation non limitatif de l'invention ;

- les figures 6a et 6b sont des perspectives respectivement de dessus et de dessous de la manivelle seule, conforme au mode de réalisation non limitatif de l'invention. Les figures 1 et 2 ont déjà été décrites précédemment. Pour simplifier, les éléments communs entre l'état de la technique et l'invention portent les mêmes références.

Un mode de réalisation non limitatif conforme à la présente invention va à présent être décrit en référence à l'ensemble des figures 3a à 6b. Comme particulièrement visible sur les figures 3a-3c et 4a, 4b, un agencement selon l'invention comporte, comme dans le cas de l'art antérieur de

la figure 2, un élément ou tiroir 1 de distribution, une surface de distribution 3, et une manivelle 2 d'entraînement en rotation de l'élément 1 de distribution faisant partie d'un système de transmission plus complet (non visible) permettant l'entraînement en rotation de l'élément de distribution en synchronisme avec les mouvements des membranes.

Comme expliqué précédemment, l'élément de distribution 1 repose classiquement sur la surface supérieure de la surface de distribution 3, et est entraîné en rotation par la manivelle 2 de façon à ce que sa surface inférieure puisse glisser sur deux couronnes 32, 33 (figures 3a et 3c) à bords supérieurs plans de la surface de distribution 3.

La couronne circulaire externe 32 de la surface de distribution délimite extérieurement quatre ouvertures 30 ayant chacune la forme d'un quart de secteur de cercle, réparties concentriquement et séparées par des barrettes radiales 36 d'étanchéité. Chaque ouverture 30 est apte à communiquer avec une chambre de mesure correspondante du compteur pour permettre l'admission du gaz dans ladite chambre de mesure. La couronne circulaire 33, concentrique avec la première couronne 32, mais de diamètre inférieur, définit une ouverture 31 centrée sur l'axe de rotation destinée à être mise en communication avec un canal de communication du compteur permettant l'évacuation du gaz. L'élément 1 de distribution permet au gaz d'entrer et de sortir alternativement des chambres de mesure (non visibles) au cours de son mouvement de rotation autour de l'axe de rotation. Pour ce faire, l'élément 1 de distribution comporte, comme plus particulièrement visible sur la figure 5, des secteurs de cercle aménagés de manière à former un orifice 13 et une zone bombée 14 séparés par deux zones planes 15, 16, chaque zone couvrant un angle d'environ 90° . L'élément 1 de distribution comporte également une zone centrale évidée 17 (voir figures 4b et 5) destinée à être placée concentriquement au-dessus et en regard de l'ouverture centrale 31 de la surface de distribution 3. L'orifice 13 défini par le tiroir 1 a pour but de mettre successivement chaque ouverture 30 en communication avec une chambre de mesure pour faire pénétrer le gaz. La zone bombée 14 délimitant un espace

intérieur et la zone centrale évidée 17 ont pour but de mettre en communication successivement les chambres de mesure avec la sortie au travers de l'ouverture centrale 31. Les deux zones planes 15, 16 du tiroir 1 obturent successivement les ouvertures restantes. Comme dans le cas de l'art antérieur de la figure 2, l'agencement comporte en outre une structure porteuse 5 présentant une partie 50 centrée sur l'axe de rotation, dont l'intérieur est tourné en direction de l'élément 1 de distribution de façon à encadrer ce dernier. La structure porteuse 5 supporte la manivelle 2 d'entraînement et est apte à être fixée sur la partie supérieure du bloc central (non représenté) du compteur comportant les chambres de mesure, au moyen de pattes de fixation 51 , 52.

L'invention diffère cependant de l'art antérieur précité par la géométrie particulière des différents éléments ainsi que par leur positionnement relatif, comme cela va être à présent expliqué. La manivelle 2 comporte un plateau circulaire 23 portant sur sa surface supérieure, une roue dentée 26 concentrique avec l'axe de rotation, permettant à la manivelle de transmettre son mouvement de rotation à une série d'engrenages qui actionnent eux-mêmes un totalisateur de volume (non représentés). Du même côté que la roue dentée 26, le plateau circulaire 23 porte également un levier 27 excentré s'étendant parallèlement à l'axe de rotation, et destiné à coopérer avec différents leviers du système de transmission (non visible) relié aux membranes.

Selon une caractéristique importante de l'invention, le plateau circulaire 23 est posé concentriquement sur une surface plane de la partie 50 de la structure porteuse 5, et coopère avec la partie supérieure de l'élément 1 de distribution au travers d'une ouverture traversante 53 (figure 3a) de cette surface plane. En outre des moyens de guidage en rotation, répartis sur la face inférieure du plateau 23, et sur la surface plane de la partie 50, coopèrent ensembles pour guider en rotation la manivelle autour de l'axe. Ces moyens de guidage comportent, dans l'exemple non limitatif représenté sur les figures, une couronne annulaire 54 sur la surface plane, concentrique avec l'axe de rotation,

bordant par exemple l'ouverture traversante 53, et une rainure annulaire 28 correspondante sur la face inférieure du plateau 23 (voir figure 6b). Dans l'exemple représenté, cette rainure annulaire 28 est formée par un rebord périphérique 29a du plateau 23 s'étendant axialement vers le bas sur tout le pourtour du plateau et par une pluralité d'ergots 29b, 29c (voir figure 6b) s'étendant axialement depuis la face inférieure du plateau, uniformément répartis selon un cercle intérieur à ce rebord périphérique. A noter que certains de ces ergots, référencés 29b sont en outre avantageusement munis d'une butée 29d. Ainsi, la manivelle est encliquetée sur la structure porteuse, et les butées permettent d'éviter le retrait de la manivelle.

Les moyens d'entraînement comportent d'une part, sur la face inférieure du plateau 23, une nervure 22 qui s'étend longitudinalement symétriquement par rapport à l'axe de rotation selon un plan orthogonal à cet axe de rotation, et d'autre part, sur la partie supérieure de l'élément 1 de distribution, une rainure 18, de forme complémentaire pour recevoir la nervure 22 (voir figure 5). La rainure est par exemple formée par l'espace délimité entre deux parois 18a et 18b venues de moulage avec l'élément 1 de distribution, s'étendant verticalement, les deux parois étant sensiblement planes, avec une portion centrale 18c semi-circulaire, de façon à recevoir une portion correspondante cylindrique 22a de la rainure.

De manière avantageuse, comme visible notamment sur la figure 6b, la nervure est délimitée à ses deux extrémités par deux des ergots 29c servant au guidage en rotation de la manivelle sur la structure porteuse. Ces deux ergots servent donc ici également de butée pour éviter tout déplacement de la manivelle parallèlement à l'axe longitudinal de la rainure.

A noter que la manivelle 2 avec les différents éléments qui la composent, tout comme l'élément 1 de distribution et la surface 2 de distribution sont de préférence chacun réalisé sous la forme d'une pièce unique obtenue par moulage d'un matériau plastique.

Grâce à l'invention, et plus particulièrement à la géométrie et au positionnement relatif des différentes pièces, l'assemblage des différents éléments entre eux est très simple à effectuer, et facilement automatisable. Il suffit en effet de superposer les différents éléments au-dessus des chambres de mesure, en commençant par positionner la surface de distribution, puis l'élément 1 de distribution qui est simplement posé sur la surface 2, puis la structure porteuse, et la manivelle de telle sorte que la nervure 22 de la manivelle vienne s'insérer dans la rainure 18 correspondante au travers de l'ouverture 53 de la structure porteuse 5, et que la couronne annulaire 54 de la structure porteuse vienne s'insérer dans la rainure annulaire 28 correspondante sous la manivelle. Le levier 27 peut ensuite être relié au reste des leviers du système de transmission connecté aux membranes.

Les différents éléments sont en outre superposés de façon à réaliser un encombrement minimum en hauteur. Ceci permet d'incorporer d'autres dispositifs à l'intérieur du compteur, tel qu'un dispositif de compensation de température.

Enfin, on remarque que dans la solution présentée, aucun axe ne traverse l'élément 1 de distribution. Ceci permet de s'affranchir de la nécessité d'une couronne centrale d'étanchéité au niveau de la surface de distribution.