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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'nne demande de BREVET D'INVENTION Monsieur Charles VINCENT Demeurant : 47, Rue Montassuym à Juvisy-sur-Orge, Seine-[alpha]-Oisa,
France pour: Dosenr combiné et appareils de tons genres, notamment presse à agglomérer, comportant nn tel doseur.
Convention Internationale de 1883, eu égard à la demande de Brevet déposée en France le 6 Mars 1944.
Lors du traitement des matières premières qui doivent être mélangées en proportions déterminées en vue d'obtenir des caractéristiques particulières du produit fini, on a en général recours à des appareils doseurs, réglables indépendamment les uns des autres, de façon à pouvoir régler la proportion des éléments qui doivent entrer dans le mélange à obtenir.
Cette façon d'opérer présente des inconvénients sérieux lorsque le mélange obtenu doit être immédiatement traité par une machine dont le fonctionnement exige une modification rapide, ou des arrêts fréquents, de l'alimentation comme c'est le cas d'une presse à agglomérer, d'un mélangeur ou d'un broyeur.
On conçoit en effet qu'il est impossible au conducteur de la machine de réduire ou d'augmenter, simultanément et proportionnellement, le débit des différents doseurs qui fournissent les constituants du mélange. Aussi celui-ci se contente-t-il d'agir sur le doseur.qui débite la matière principale, faussant ainsi les proportions du mélange pendant une certaine période.
Lorsqu'on arrête la machine entre deux fabrications et que, comme c'est généralement le cas, la nature des produits ou le système des doseurs ne permettent pas l'utilisation d'un dispositif simultané de fermeture, la mise à l'arrêt successive des appareils doseurs déséquilibre le mélange, dont une partie sera de ce fait souvent impropre à l'utilisation et provoque parfois des troubles de fonctionnement de la machine lors de la remise en route ultérieure de celle-ci.
Enfin, il faut compter avec les fausses manoeuvres et les oublis. @
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Si la machine est du type continu et doit corriger elle-même l'importance de son alimentation, par exemple par un système asservi à la puissance absorbée par le mo- teur, on ne peut pas respecter la proportion relative des constituants sans asservir séparément chacun des doseurs, ce qui présente une forte complication que l'on préfère éviter en plaçant un homme en surveillance à côté de la machine .
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients. Elle concerne un doseur multiple destiné à régler la quantité de matières, solides ou liquides, qui alimentent simultanément un appareil ou un récipient, ce doseur multiple comprenant pour ces différentes matières des doseurs élémentaires soumis à l'action de deux disposi- tifs de réglage : un réglage individuel propre à chaque do- seur considéré et déterminant le débit relatif de ce doseur par rapport aux autres, et un réglage général commun à tous les doseurs et déterminant en valeur absolue le débit d'en- semble, donc du mélange total, sans pouvoir modifier les proportions imposées par les réglages individuels des doseurs.
Il va de soi que l'un des doseurs élémentaires peut être dépourvu de réglage individuel et jouer alors le rôle de doseur de référence ou de doseur principal.
Le doseur combiné conforme à l'invention est avan- tageusement utilisé, par exemple, pour alimenter une presse continue à agglomérer. Dans ce genre de presse, 1''alimenta- tion comporte généralement une vis d'Archimède ou un dis- tributeur à alvéoles réglable en marche, qui délivre les produits à traiter dans un malaxeur où ils sont mélangés à d'autres constituants du produit final tel qu'un liant dé- livré par un réservoir en charge ou une pompe, celle-ci étant parfois entraînée par la machine elle-meme et contrô- lée par un robinet ou autre organe de réglage approprié sur lequel on peut agir pour modifier son débit.
La proportion de liant joue un rôle primordial dans la cohésion des agglomérés, leur valeur, leur conser- vation,etc... Par conséquent, si l'on modifie la quantité de produits provenant du doseur principal et alimentant la machina, il faut pouvoir modifier en meme temps et propor- tionnellement la quantité de liant.
Ceci n'est pas le cas dans les appareils actuels du fait de la commande indépendante des doseurs. Il faut se résigner, si l'on modifie l'alimentation en produits, à re- chercher pendant un certain temps le nouveau réglage de la pompe et, pendant ce temps, les produits fabriqués sont in- corrects. La présente invention permet d'éviter cet inconvé- nient.
Selon une variante, les réglages autres que le ré- glage général cuvent ne pas être des réglages individuels en parallèle, mais des réglages montés en cascade, chacun d'eux pouvant agir sur plusieurs doseurs élémentaires.
L'invention est également applicable à un doseur combiné destiné non pas a mélanger des matières, mais à distribuer une même matière ou plusieurs matières différen- tes en différents points d'un appareil ou d'une installation, ce qui est le cas en particulier pour le graissage automa- tique d'une machine.
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La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les partioularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Les figures 1 et 2 représentent schématiquement des doseurs multiples pour matières liquides et matières pâteuses ou pulvérulentes.
La figure 3 montre de la même manière un doseur multiple pour matières liquides et matières pulvérulentes ou en grains.
La figure 4 représente schématiquement un doseur multiple servant à alimenter un mélangeur de matières li- quides ou visqueuses.
La figure 5 montre en coupe verticale une presse à agglomérer munie d'un doseur multiple.
Les fig. 6 et 7 représentent schématiquement deux formes d'exécution d'un doseur multiple à réglages en cascade.
D'après la fig. l, un mélangeur 1 à vis d'Archimè- de est alimenté en quatre matières différentes, deux liquides ou visqueuses et deux pulvérulentes ou pâteuses. Les liquides sont amenés par des conduites 2, 2a à deux pompes rotatives 3,3a à pistons et à plateau oscillant 4,4a, d'un type connu. Les matières solides ou semi-solides sont placées dans des trémies 5,Sa qui alimentent deux vis d'Archimède 6,6a. Les pompes 3,3a et les transporteurs à vis 6,6a déversent leurs matières respectives dans le mélangeur 1 par des conduits figurés schématiquement en traits mixtes.
Un moteur 7 entraîne un arbre 8 par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse 9. Cet arbre 8 entraine directement, par des engrenages, des chaînes ou des courroies, les pompes 3,3a et la vis transporteuse 6 et il commande la vis 6a par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse 10, de préférence d'un variateur connu donnant les vitesses en passant par zéro.
Dans ces conditions, la vis d'Archimède 6 joue le rôle de doseur élémentaire de référence, dépourvu de réglage individuel; les autres doseurs sont réglés par rapport à lui : les pompes 3, 3a au moyen du levier 11, lla, qui commande l'inclinaison des plateaux 4, 4a, et la vis d'Ar- chimède 6a à l'aide du variateur de vitesse 10. Ces réglages individuels relatifs étant faits, on peut faire varier le débit total de matières envoyées dans le mélangeur 1, en agissant sur le variateur de vitesse 9, sans que les proportions des constituants soient modifiées.
La fig. 2 montre un doseur multiple comprenant une vis d'Archimède 6, entraînée directement par un moteur ou par la commande générale d'une machine, et une pompe rotative 3 du même type que celles de la fig. l, mais calée directement en bout d'arbre de la vis 6. Dans ce cas, le dispositif de réglage général, constitué par exemple par un variateur de vitesse agit sur cet arbre et la pompe 3 comporte, comme organe de réglage relatif, le levier 11 ; vis 6 sert de doseur élémentaire de référence.
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Dans le doseur multiple représenté fig.3, la vis d'Archimède est remplacée par un distributeur à hoisseau 12 de type usuel en meunerie pour le dosage des grains. Ce distributeur comprend un rotor à ailettes 13 placé sous une trémie 5 et qu'un obturateur cylindrique coulissant 14 occulta plus ou moins suivant sa position axiale réglée par une commande à vis sans fin 15. Une pompe volumétrique 16 est montée en bout de l'arbre 17 du distributeur 12. Le réglage général est effectué sur l'arbre 17 par le variateur de vitesse 9 ; la pompe 16 sert de doseur élémentaire de référence et le réglage relatif a lieu sur le distributeur 12 au moyen de la commande 15.
D'après la fig. 4, un mélangeur à palettes 18 est alimenté par trois pompes alternatives 19,19a, 19b dont le débit est réglable, d'une manière en soi connue, par variation de la course du piston. Ces pompes, dont le cylindre peut pivoter autour d'axes fixes 52,52a, 52b, sont actionnées, à partir d'un arbre moteur rotatif 20, par un système bielle-manivelle 21, une tige coulissante 22 portant des rampes 23,23a,23b et deux systèmes de coulisses agencés de la manière qui va être décrite ci-après pour la pompe 19 : tige 24 du piston se termine par uns glissière à fente 25 dans laquelle est engagée une noix 26 portée par une tige coulissante transversale 27 dont la position est commandée par une manette 28;
la glissière 25 porte à son extrémité un galet 29 qui est constamment maintenu par un ressort 30 en contact avec un levier 31 pivotant autour d'un axe fixe 32; ce levier est articulé à une coulisse 33 qui se termine par un galet 34 en contact avec la rampe 23 et dont la glissière est en prise avec une noix 35 portée par un levier en équerre 36 qui pivote autour d'un axe fixe 37.
Le réglage relatif individuel de la pompe 19 est effectué au moyen du levier 36 qui modifie la course angulaire du levier 31 servant de butée à la tige 24 du piston ; le réglage général lieu par la manoeuvre du levier 28 qui agit sur le point où les galets 29 attaquent les leviers 31.
Bien entendu, on peut sans inconvénient supprimer le dispositif de réglage relatif de l'un quelconque des trois doseurs élémentaires.
La presse à agglomérer représentée fig.5 comprend une vis de compression 38 qui reçoit son mouvement de rotation d'une poulie motrice 39 et qui comprime dans des filières 40 un mélange de farine et de liant préalablement brassé par un malaxeur 41 ; les boudins 42 qui sortent des filières sont ensuite cassés en fragments de longueur uniforme par un dispositif connu quelconque, constitué par exenple par un bras 43.
L'arbre 45 commun à la vis 38, au malaxeur 41 et au bras 43 entraîne en rotation continue, par un renvoi d'angle 46, l'arbre 17 d'un distributeur de farine 12 agencé comme celui de la fig.3 mais dont l'obtutareur 14 peut coulisser sous l'action d'un levier coudé 47 pivotant autour d'un axe fixe 48 et articulé à une bielle 49 ; levier en équerre 50 permet de comrnander cette bielle 49.
D'autre part, le liant d'un bac 51 est envoyé dans le malaxeur 41 par une pompe alternative 19 dont le débit est réglé d'une manière analogue à celle qui a été décrite en regard de la fig.4. Le réglage relatif de la pompe se fait par simple pivotement du corps de pompe autour de l'axe 52 au moyen d'une manette 53, le réglage général,produit à partir de la manette 50, agit sur la position du boisseau 14 et, en même temps, sur une coulisse 33 analogue à celle de la fig.4 et modifiant la course de la pompe 19; celle-ci
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reçoit son mouvement alternatif d'une rampe 54 portée par un levier coudé 55 qui pivote autour d'un axe fixe 56 et qui est articulé en 57 9 une bielle 58 terminée par un excentrique 59 monté sur l'arbre 17.
Les doseurs combinés représentés fig.2 et 3 sont également applicables à cette presse à agglomérer.
Enfin, la fig. 6 se rapporte au cas d'un doseur combiné comprenant trois doseurs individuels à vis sans fin 60,61 et 62. L'ensemble reçoit sa commande d'un moteur ou d'une poulie 63 qui entraîne la vis 60 par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse 64. Le mouvement de rotation de cette vis est transmis à la seconde vis 61 par l'intermé- diaire d'un second variateur de vitesse 65 ; son tour, la vis 61 transmet son mouvement à la troisième vis 62 par l'intermédiaire d'un troisième varistuer de vitesse 66 et l'on pourrait continuer ainsi s'il--'y avait plus de trois vis.
Dans ces conditions, le variateur 64 sert au réglage général ; le variateur 65 permet de modifier le rapport entre le débit de la vis 60 et le débit de mélange (61 + 62) dont les proportions ont été réglées à l'aide du variateur 66.
Bien entendu, les vis peuvent être remplacées dans cet exemple par des doseurs individuels de type différent.
La fig. 7 montre trois doseurs : une pompe volumétrique 67, un distributeur à boisseau coulissant 68 et une vis d'Arohimède 62. Le troisième variateur de vitesse 66 de la fig. 6 est supprimé du fait de la présence d'un réglage sur le distributeur 68 ; ce dernier et la vis 62 sont montés sur le même arbre.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, on pourra apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites et en combiner diversement les particularités.
REVENDICATIONS
1- Doseur multiple caractérisé par la combinaison de plusieurs doseurs élémentaires par l'intermédiaire desquels un appareil ou un récipient est alimenté simultanément en matières solides ou liquides, le débit de chacun de ces doseurs élémentaires dépendant de deux réglages : un réglage individuel qui lui est propre et qui détermine son débit relatif par rapport aux autres doseurs, et un réglage général commun à tous les doseurs et déterminant en valeur absolue le débit d'ensemble sans modifier les proportions imposées par les différents réglages individuels.
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of a patent application Mr. Charles VINCENT Resident: 47, Rue Montassuym in Juvisy-sur-Orge, Seine- [alpha] -Oisa,
France for: Combined dosenr and apparatus of all kinds, in particular agglomerate press, comprising such a doser.
International Convention of 1883, with regard to the patent application filed in France on March 6, 1944.
When processing the raw materials which must be mixed in determined proportions in order to obtain particular characteristics of the finished product, use is generally made of dosing devices, which can be adjusted independently of each other, so as to be able to adjust the proportion of elements which must enter into the mixture to be obtained.
This way of operating has serious drawbacks when the mixture obtained must be immediately processed by a machine whose operation requires a rapid modification, or frequent stoppages, of the feed as is the case with a chipboard press, a mixer or grinder.
It is in fact conceivable that it is impossible for the operator of the machine to reduce or increase, simultaneously and proportionally, the flow rate of the various metering units which supply the constituents of the mixture. So the latter is content to act on the doser. Which debits the main material, thus distorting the proportions of the mixture for a certain period.
When the machine is stopped between two productions and, as is generally the case, the nature of the products or the dosing system do not allow the use of a simultaneous closing device, the successive shutdown metering devices imbalance the mixture, part of which will therefore often be unsuitable for use and sometimes cause operating problems in the machine when the latter is subsequently restarted.
Finally, we must take into account false maneuvers and oversights. @
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If the machine is of the continuous type and must correct itself the importance of its power supply, for example by a system controlled by the power absorbed by the motor, we cannot respect the relative proportion of the constituents without separately controlling each one. metering devices, which presents a major complication that we prefer to avoid by placing a man in surveillance next to the machine.
The object of the present invention is to avoid these drawbacks. It relates to a multiple metering device intended to regulate the quantity of materials, solid or liquid, which simultaneously feed an apparatus or a receptacle, this multiple metering device comprising for these different materials elementary metering devices subjected to the action of two adjustment devices: an individual adjustment specific to each doser considered and determining the relative flow rate of this metering device with respect to the others, and a general adjustment common to all the metering devices and determining in absolute value the overall flow rate, and therefore of the total mixture, without being able to modify the proportions imposed by the individual settings of the dosers.
It goes without saying that one of the elementary metering devices may have no individual adjustment and then play the role of reference metering device or of main metering device.
The combined metering device according to the invention is advantageously used, for example, to feed a continuous press to agglomerate. In this type of press, the feed generally comprises an Archimedean screw or a running adjustable cell feeder, which delivers the products to be treated into a mixer where they are mixed with other components of the product. final such as a binder delivered by a charged tank or a pump, the latter sometimes being driven by the machine itself and controlled by a valve or other appropriate regulating member which can be acted upon to modify its flow.
The proportion of binder plays a primordial role in the cohesion of the agglomerates, their value, their conservation, etc ... Consequently, if one modifies the quantity of products coming from the main dosing unit and feeding the machine, it is necessary to be able to at the same time and proportionally modify the quantity of binder.
This is not the case in current devices due to the independent control of the metering units. It is necessary to resign oneself, if one modifies the supply of products, to seek for a certain time the new adjustment of the pump and, during this time, the manufactured products are incorrect. The present invention makes it possible to avoid this drawback.
According to one variant, the settings other than the general setting may not be individual settings in parallel, but settings mounted in cascade, each of them being able to act on several elementary metering units.
The invention is also applicable to a combined metering device intended not to mix materials, but to dispense the same material or several different materials at different points of an apparatus or an installation, which is the case in particular. for the automatic lubrication of a machine.
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The description which will follow, with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting examples, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawings and from the text being, of course, part of said invention.
Figures 1 and 2 schematically show multiple metering devices for liquids and pasty or pulverulent materials.
FIG. 3 shows in the same way a multiple metering device for liquids and powdery or granular materials.
Figure 4 shows schematically a multiple metering device for supplying a mixer with liquid or viscous materials.
FIG. 5 shows a vertical section of an agglomerate press fitted with a multiple metering device.
Figs. 6 and 7 schematically show two embodiments of a multiple metering device with cascade settings.
According to fig. 1, an Archimedes screw mixer 1 is supplied with four different materials, two liquids or viscous and two pulverulent or pasty. The liquids are brought by pipes 2, 2a to two rotary piston pumps 3.3a and swash plate 4.4a, of a known type. The solids or semi-solids are placed in hoppers 5, Sa which feed two Archimedean screws 6,6a. The pumps 3,3a and the screw conveyors 6,6a discharge their respective materials into the mixer 1 through ducts shown schematically in phantom.
A motor 7 drives a shaft 8 by means of a speed variator 9. This shaft 8 drives directly, by gears, chains or belts, the pumps 3, 3 a and the conveyor screw 6 and it controls the screw 6a by means of a speed variator 10, preferably a known variator giving the speeds passing through zero.
Under these conditions, the Archimedes screw 6 plays the role of basic reference metering device, devoid of individual adjustment; the other dosers are adjusted in relation to it: the pumps 3, 3a by means of the lever 11, 11a, which controls the inclination of the plates 4, 4a, and the Archimedes screw 6a using the variator of speed 10. These relative individual adjustments having been made, it is possible to vary the total flow rate of materials sent into the mixer 1, by acting on the speed variator 9, without the proportions of the constituents being modified.
Fig. 2 shows a multiple metering device comprising an Archimedean screw 6, driven directly by a motor or by the general control of a machine, and a rotary pump 3 of the same type as those of FIG. l, but wedged directly at the end of the shaft of screw 6. In this case, the general adjustment device, consisting for example of a speed variator acts on this shaft and the pump 3 comprises, as a relative adjustment member, the lever 11; screw 6 serves as a basic reference metering device.
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In the multiple metering device shown in fig.3, the Archimedean screw is replaced by a hoist distributor 12 of the usual type in flour milling for metering grains. This distributor comprises a finned rotor 13 placed under a hopper 5 and that a sliding cylindrical shutter 14 conceals more or less according to its axial position regulated by a worm control 15. A positive displacement pump 16 is mounted at the end of the shaft 17 of distributor 12. The general adjustment is carried out on shaft 17 by speed variator 9; the pump 16 serves as an elementary reference metering device and the relative adjustment takes place on the distributor 12 by means of the control 15.
According to fig. 4, a paddle mixer 18 is supplied by three reciprocating pumps 19, 19a, 19b, the flow rate of which is adjustable, in a manner known per se, by varying the stroke of the piston. These pumps, the cylinder of which can pivot around fixed axes 52, 52a, 52b, are actuated, from a rotary motor shaft 20, by a connecting rod-crank system 21, a sliding rod 22 carrying ramps 23, 23a , 23b and two slide systems arranged in the manner which will be described below for the pump 19: piston rod 24 ends in a slotted slide 25 in which is engaged a nut 26 carried by a transverse sliding rod 27 of which the position is controlled by a lever 28;
the slide 25 carries at its end a roller 29 which is constantly maintained by a spring 30 in contact with a lever 31 pivoting about a fixed axis 32; this lever is articulated to a slide 33 which ends with a roller 34 in contact with the ramp 23 and the slide of which is engaged with a nut 35 carried by an angled lever 36 which pivots about a fixed axis 37.
The individual relative adjustment of the pump 19 is effected by means of the lever 36 which modifies the angular stroke of the lever 31 serving as a stop for the rod 24 of the piston; the general adjustment takes place by the operation of the lever 28 which acts on the point where the rollers 29 attack the levers 31.
Of course, it is possible without inconvenience to do away with the relative adjustment device of any one of the three elementary metering units.
The agglomerate press shown in fig.5 comprises a compression screw 38 which receives its rotational movement from a driving pulley 39 and which compresses in dies 40 a mixture of flour and binder previously stirred by a mixer 41; the strands 42 which come out of the dies are then broken into fragments of uniform length by any known device, consisting for example of an arm 43.
The shaft 45 common to the screw 38, to the mixer 41 and to the arm 43 drives in continuous rotation, by an angle transmission 46, the shaft 17 of a flour distributor 12 arranged like that of FIG. 3 but the shutter 14 of which can slide under the action of an elbow lever 47 pivoting about a fixed axis 48 and articulated to a connecting rod 49; angled lever 50 is used to control this connecting rod 49.
On the other hand, the binder from a tank 51 is sent into the mixer 41 by a reciprocating pump 19, the flow rate of which is regulated in a manner similar to that which has been described with reference to FIG. 4. The relative adjustment of the pump is effected by simple pivoting of the pump body around the axis 52 by means of a handle 53, the general adjustment, produced from the handle 50, acts on the position of the valve 14 and, at the same time, on a slide 33 similar to that of FIG. 4 and modifying the stroke of the pump 19; this one
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receives its reciprocating movement from a ramp 54 carried by an elbow lever 55 which pivots about a fixed axis 56 and which is articulated at 57 9 a connecting rod 58 terminated by an eccentric 59 mounted on the shaft 17.
The combined metering units shown in fig. 2 and 3 are also applicable to this agglomerate press.
Finally, fig. 6 relates to the case of a combined metering device comprising three individual worm metering devices 60, 61 and 62. The assembly receives its control from a motor or from a pulley 63 which drives the screw 60 by means of a speed variator 64. The rotational movement of this screw is transmitted to the second screw 61 through the intermediary of a second speed variator 65; in turn, the screw 61 transmits its movement to the third screw 62 via a third speed varistuer 66 and one could continue in this way if there were more than three screws.
Under these conditions, the variator 64 is used for general adjustment; the variator 65 makes it possible to modify the ratio between the flow rate of the screw 60 and the mixing flow rate (61 + 62), the proportions of which have been set using the variator 66.
Of course, the screws can be replaced in this example by individual metering units of a different type.
Fig. 7 shows three metering units: a positive displacement pump 67, a sliding valve distributor 68 and an Arohimedes screw 62. The third speed variator 66 of FIG. 6 is deleted due to the presence of an adjustment on the distributor 68; the latter and the screw 62 are mounted on the same shaft.
It goes without saying that, without departing from the scope of the invention, it is possible to make modifications to the embodiments which have just been described and to combine their particularities in various ways.
CLAIMS
1- Multiple metering device characterized by the combination of several elementary metering devices through which a device or a container is supplied simultaneously with solid or liquid materials, the flow rate of each of these elementary metering agents depending on two settings: an individual adjustment which is for it clean and which determines its relative flow rate with respect to the other metering units, and a general setting common to all the metering units and determining in absolute value the overall flow rate without modifying the proportions imposed by the various individual settings.