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A. CHIANTELASSA, résidant à TURIN (Italie).
MELANGEUR-DOSEUR DE DEUX OU PLUSIEURS LIQUIDES.
La présente invention est relative à des appareils mélangeurs et, en même temps, doseurs de deux ou plusieurs liquides, et a pour objet un appareil de ce type qui permette un mélange de deux liquides selon des rap- ports quelconques variables, et cela continuellement et avec une précision qu'il ngest pas possible d'obtenir avec des appareils de ce type actuelle- ment dans le commerce.
On connaît déjà de nombreux appareils capables de permettre le mélange de liquides à des dosages divers avec compteurs de débit partiels et général, appareils utilisés par exemple pour la réalisation d'un mélange essence-huile du type habituellement utilisable dans les moto-scooters.
L'inconvénient principal de ces appareils est qu'ils sont su- jets à des erreurs importantes dans la mesure du débit, erreurs qui, lorsque celui-ci est relativement petit (par exemple, le cas de l'huile dans l'exem- ple précédent, à cause de son changement de viscosité) peuvent s'élever à des valeurs en % élevées, non acceptables ou amener une variation de la com- position du mélange, qui peut être préjudiciable au bon fonctionnement des moteurs qui emploient ce mélange.
Le mélangeur-doseur suivant la présente invention élimine com- plètement les inconvénients rencontrés dans les appareils de ce type déjà con- nus, la mesure de chacun des fluides intéressés étant effectuée par un appa- reil de mesure volumétrique comportant plusieurs pistons réunis à une plaque oscillante dont l'inclinaison,réglable micrométriquement, détermine la va- riation de la course de ces pistons, et les débits successifs de chaque appa- reil de mesure sont mesurés avant que les fluides n'entrent dans la chambre de mélange et sont ensuite additionnés par un comptoir adéquat.
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L'inclinaison de la plaque oscillante varie sans discontinuité, et? ce qui importe sans jeux, grâce à quoi on a la garantie absolue, non seulement de la constance du débit,mais encore de la possibilité de régla- ge micrométrique de celui-ci durant la phase de fonctionnement.
Un des systèmes de mesure du débit consiste , par exemple, à réunir la plaque oscillante à un arbre tournant de manière qu'à chaque tour de cet arbre correspond un débit absolument constant. Ou bien, la même me- sure peut être effectuée en se référant à la course des pistons commandés et qui commandent la plaque oscillante par un dispositif particulier qui sera mieux expliqué ci-après. Dans chaque cas, le nombre de tours de l'ar- bre réuni à la plaque oscillante, ou les courses des pistons sont totalisés par un compteur commun.
Les fluides à mélanger sont placés dans le mélangeur sous pres- sion constante, relativement élevée et créée par des pompes séparées.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront clairement de la description suivante d'une forme préférée de réali- sation du mélangeur-doseur suivant la présente invention, description don- née à titre purement exemplatif et non limitatif et avec référence aux des- sins annexés.
La figure 1 est une coupe verticale d'un ensemble permettant le mélange de deux fluides différents, par exemple de l'essence et de l'hui- le.
La figure 2 est une vue de l'extérieur de l'ensemble de la fi- gure 1, avec brisures partielles, et dans laquelle la zone d'extrémité in- férieure est tournée de 45 par rapport à la partie supérieure, dans le but de rendre plus facile la compréhension du dessin.
La figure 3 est une coupe transversale suivant A-A à la figu- re 1.
La figure 4 est une coupe transversale suivant B-B à la figu- re 1.
La figure 5 est une coupe transversale suivant D-D à la fi- gure 1
La figure 6 est une coupe verticale de l'appareil de mesure du débit d'huile,suivant B-B à la figure 7
La figure 7 est une coupe transversale de l'appareil de la figure 6, suivant la ligne D-D.
La figure 8 est une coupe verticale du même appareil que ci- avant, suivant la ligne A-A de la figure 7.
La figure 9 est une coupe transversale du détail relatif à la rotation unidirectionnelle de l'engrenage du dispositif de la figure 6
En se référant aux figures 1 à 5, le dispositif en cause est constitué par l'accouplement direct de deux appareils de mesure 1 et 2 (qui pourront fonctionner de manière autonome), l'appareil de mesure supérieur servant pour la mesure de l'essence et l'appareil inférieur servant à la me- sure de l'huile.
Dans l'enveloppe de l'appareil de mesure 1, est prévue une grande ouverture 3 à laquelle arrive l'essence sous pression par un conduit normal.
La référence 4 désigne un distributeur tournant sur une glace présentant des ouvertures 5 à travers lesquelles l'essence passe pour aller dans quatre cylindres prévus à l'intérieur de l'appareil de mesure, cylin- dres dans lesquels peuvent se déplacer, de manière étanche, une série de pistons 6, 7, 8, 9 dont les tiges sont pourvues, à leur extrémité, de shè-
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res qui agissent contre une plaque oscillante 1
Cette plaque oscillante porte un arbre central 11, par rap- port auquel la plaque peut tourner grâce aux roulements 12, et l'arbre Il est monté à pivotement à l'une de ses extrémités, en 13, à l'arbre central de commande 14, et à son autre extrémité, en 15, à un balancier 16.
Le ba- lancier 16 est monté à pivotement en 17 sur un axe 18 déplaçable axiale- ment, qui peut tourner dans un roulement 19 dont la voie de roulement exté- rieure est solidaire d'un élément 20 qui, par rapport au couvercle supérieur 21, peut être fixe ou non, grâce à des moyens convenables.
Les cylindres dans lesquels se déplacent les pistons 6, 7, 8,
9 peuvent être alternativement mis en communication, par les ouvertures du distributeur tournant 4, avec une ouverture de décharge 22, prévue dans le corps du dispositif.
L'arbre central de commande 14 est rigidement fixé à une cou- ronne dentée 23 qui s'engrène avec une couronne dentée conique analogue 24 fixée sur un arbre 25, et ce avec un rapport de transmission déterminé.
Le fonctionnement de ce groupe est le suivant.- l'essence qui arrive sous pression à l'ouverture 3 entre, par une ouverture 5 du distri- buteur rotatif 4, dans le cylindre dans lequel le piston est dans la posi- tion la plus basse (par exemple, dans le cylindre dans lequel se trouve le piston 6, à la figure 1).
Sous l'effet de l'essence sous pression, le piston 6 se soulè- ve et, de ce fait, la plaque oscillante, qui est dans une position inclinée opportune, est obligée de tourner autour de son point de pivotement 13 en déterminant, en conséquence, la rotation de l'arbre principal 14.
Pendant ce temps, les autres pistons, par exemple le piston 9, s'abaissent sous l'impulsion de la plaque oscillante 10 dont l'inclinaison varie; de ce fait, le fluide sera forcé de passer à travers les ouvertures correspondantes du distributeur rotatif 4, qui se présentent à ce moment ou- vertes sous les fonds des cylindres, pour être ensuite expulsé par l'ouver- ture 22.
Le nombre des cylindres étant supérieur à trois, à chaque vo- lume de fluide expulsé correspondra une rotation de l'arbre 14 suivant une constante proportionnelle, qui se maintient telle pour chaque position an- gulaire de l'arbre. La rotation de l'arbre 14 déterminera, par l' accouple- ment des engrenages coniques 23-24, la rotation de l'arbre 25, qui sera to- talisée par un dispositif normal.
Suivant cette réalisation, les pistons fonctionneront seulement et uniquement avec des éléments obturateurs, tandis que le guidage est obte- nu par les tiges; en conséquence, il n'y a pas lieu de prévoir une utilisa- tion quelconque d'éléments d'étanchéité (joints élastiques ou autres).
L'ensemble 2 inférieur, qui sert à mesurer l'huile, est la re- production cinématique exacte de l'ensemble 1 avec quelques variantes con- structives dues aux petites dimensions.En effet, l'autre fluide à mélan - ger # de l'huile dans le cas en question - entre par l'ouverture 26, par- vient au distributeur rotatif 27 qui, par des ouvertures adéquates 28, fait passer ce fluide dans quatre cylindres dans lesquels se déplacent des pis- tons 29, 30, 31, 32 rigidement réunis à des tiges dont l'extrémité est dotée d'une sphère 33 qui agit contre une plaque oscillante 34. Cette plaque os- cillante 34 porte un arbre 35 qui peut tourner, grâce à un roulement à bil- les 36, par rapport à ladite plaque oscillante.
L'arbre 35 est monté à pivotement, à une de ses extrémités, en 37, sur un arbre 38 et, à son autre extrémité, en 39, sur un balancier 40 qui est, à son tour, monté à pivotement en 41 sur un axe 42 que supporte une tête 43, par rapport à laquelle l'axe peut tourner mais non se déplacer axia- lement,grâce à un roulement 44 prévu dans la tête 43.
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La tête 43 peut se déplacer mais non tourner par rapport au couvercle 45,grâce à des moyens qui seront décrits par après.
L'arbre 38 est rigidement réuni à l'arbre 14 par lequel il est entraîné
L'unique variante par rapport à l'ensemble consiste en ce que, dans la seconde solution, les débits dus au mouvement des divers pistons ne sont plus totalisés par l'intermédiaire d'un accouplement à engrenages, mais grâce à un dispositif distinct qui sera décrit ci-après.
En outre, les pistons exercent la double fonction d'éléments interrupteurs et de patins de guidage.
L'expulsion de l'huile qui est aspirée dans les cylindres s'ef- fectue par l'ouverture 46, par suite des mouvements des pistons 29, 30, 31, 32, après que cette huile est passée par les ouvertures correspondantes 28 prévues dans l'obturateur rotatif 27 mis en rotation par l'arbre 38 auquel il est rigidement fixé.
Il est évident que les débits du premier fluide se mélangeront avec ceux du second, en proportions dépendant, si on ne change pas d'incli- naison de la plaque, des volumes engendrés par le déplacement des pistons, qui dépend évidemment de l'inclinaison donnée à l'avance aux plaques 10 et 34.
Dans le cas en cause, les choses sont prévues de manière que l'élément 20 soit bloqué par rapport au couvercle 31, grâce à quoi le dé- bit du premier fluide, à savoir ici l'essence, est constant dans le temps.
Au contraire, le débit du second fluide, à savoir ici l'huile, peut être varié continuellement.
A cet effet, l'inclinaison de la plaque oscillante 34 pourra varier suffisamment. Pour ce faire, la tête 43 porte un tourillon 47 sur lequel est monté à pivotement un balancier 48 qui, à son tour, est monté à pivotement, en 49, sur un levier 50 pivotant en 51. L'autre extrémité du levier 50 est pourvue d'un secteur denté 52 qui est en prise avec une vis sans fin 53 fixée rigidement sur un arbre 54 auquel peut être imprimée, de l'extérieur , une rotation déterminée.
Il est évident qu'une rotation de cet arbre 54 détermine le soulèvement ou l'abaissement du tourillon 47 grâce auquel on obtient un dé- placement de l'élément 43 et, de ce fait, en faisant varier le point fixe constitué par l'axe 42, on varie l'inclinaison de la' plaque oscillante 34 par laquelle sont variés les débits dépendant des pistons 29, 30, 31, 32.
Le complexe totalisateur du débit de l'huile est constitué comme suit. La plaque oscillante 34 est réunie, par son bord, à un poin- teau 55 à l'intervention d'un élément 56 en forme de C, comportant des sphè- res 57, dans sa zone de contact avec la plaque 34. En cons mouve- ment continu de la plaque oscillante 34 engendre un mouvement de va-et-vient axial du pointeau 55, proportionnel à l'inclinaison de la plaque oscillante.
Ce pointeau, convenablement supporté par une couple de guides 58, porte une crémaillère 59 qui peut se déplacer pour engrener un tambour fou 60 pourvu d'une denture périphérique sur laquelle viennent à leur tour s'engrener deux roues dentées coniques 61 et 62.
De telles roues sont fixées sur un arbre 63 auquel est apporté un mouvement de rotation dans les deux sens, ledit arbre 63 n'étant toute- fois entraîné que dans un seul des sens susdits grâce à un mécanisme à roue libre du type représenté à la figure 8 et qui n'est pas décrit du fait qu'il peut être compris immédiatement. Durant le sens voulu de rotation, l'arbre 63 est entraînée à cet arbre, est relié rigidement un engrenage de réduc- tion 64 qui commande une roue de direction 65 dont l'axe central 66 est con- necté à un compteur courant.
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De par ce qui est dit ci-avant, il est facile de comprendre comment le mouvement de la plaque oscillante 34 engendre un mouvement de va- et-vient de la crémaillère 59 qui., lors de sa descente, commande une roue
61, tandis que, lors de sa montée, celle-ci est folle et c'est la roue 62 qui fait tourner 1' arbre 63
En vue d'éviter les inconvénients qui se présentent aux points morts9 un autre complexe analogue à celui décrit, est combiné à 90 avec le premier (voir figure 7). Les éléments similaires à ceux déjà décrits sont pourvus des mêmes références mais primes.
De second complexe fait à nouveau appel à un engrenage de ré- duction 64' qui s'engrène dans l'unique roue de direction 65.
Il est évident que, grâce à cette prévoyance, ce sont toujours les deux roues coniques qui font tourner la roue de direction 65, mais en fait le mouvement à celle-ci est imprimé par celle des deux roues coniques, qui tourne la plus vite. En effet, les déplacements étant proportionnels à la rotation, il en résulte que seul est actif l'engrenage qui tourne à la vitesse angulaire la plus élevée. De cette manière , le mouvement de rotation de l'arbre 66 est sensiblement constant, en mesurant ainsi exactement les dé- bits fournis par la pompe.
Grâce à un dispositif de ce type, une grande tolérance de tra- vail est admise car la zone initiale de course de chaque crémaillère (envi- ron 20 %) est inactive.
En vue de contrôler l'appareil, c'est-à-dire, de faire corres- pondre les débits volumétriques aux tours de rotation de l'arbre totalisa- teur, la crémaillère 59 est montée à rotation sur le pointeau 55. La rota- tion de cette crémaillère est obtenue en agissant sur un élément de calibra- ge 67, en obtenant de cette manière la variation de l'excentricité des pri- ses de mouvement des sphères et, en conséquence, de l'amplitude de rota- tion du tambour fou 60, alors que l'inclinaison du disque reste constante.
Il est donc évident qu'avec un dispositif de ce type, il est possible d'obtenir un titre quelconque de mélange, variable micrométrique- ment à volonté, même en cours de fonctionnement du dispositif.
Puisqu'il ne peut exister aucun jeu entre la plaque et les sphères avec lesquelles elle est en contact, à cause des accouplements bi- latéraux décrits (ce qui peut même être obtenu grâce à des ressorts), com- me montré dans le complexe 2), la mesure est extrêmement précise d'une ma- nière qu'il n'était pas possible d'atteindre avec les autres mélangeurs- doseurs actuellement connus.
En outre,si on le veut, dans le but d'éliminer les laminages d'admission et de refoulement même aux régimes élevés de rotation, les courses des pistons d'un ou des deux groupes peuvent être interrompues, en prévoyant des temps morts opportuns à fin de course motrice, de manière à créer une phase de repos.
Naturellement, si on le veut, le dispositif de débit 1 du pre- mier fluide peut être rendu variable par un dispositif similaire ou diffé- rent de celui qui a été décrit et représenté pour le corps 2. De morne, il est possible de relier le corps 2 à un autre dispositif quelconque qui, par une mesure volumétrique de débit, donne la précision maximum que l'on puis- se obtenir mécaniquement.
Naturellement,on pourrait apporter, à l'invention, de nom- breuses variantes de détails sans sortir pour cela du cadre de ladite in- vention, variantes qui peuvent être, soit constructives, soit fonctionnel- les;il est évident, par exemple, que le débit d'un des appareils de mesure pourra être diminué jusqu'à être annulé (il suffit, à cet effet, d'amener la plaque oscillante dans une position horizontale), et, dans ce cas, l'ap- pareil ne fonctionnera plus comme un mélangeur mais uniquement comme doseur
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d'un seul fluide à la fois.
REVENDICATIONS.
1. Mélangeur-doseur de deux ou plusieurs liquides, caractérisé par le fait que la mesure de chacun des fluides intéressés est réalisée par un appareil de mesure volumétrique comportant plusieurs pistons réunis à une plaque oscillante dont l'inclinaison, réglable micrométriquement, détermine la variation de la course des pistons, et les débits successifs de chaque appareil de mesure sont mesurés avant que les fluides n'entrent dans la cham- bre de mélange, et sont ensuite additionnés par un compteur convenable.