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"Perfectionnements aux doseura de liquides" @
La présente invention a pour objet des perfectionne- cents aux dispositifs doseurs de liquides, c'est-à-dire aux dispositifs destinés à introduire des quantités ou un débit détermines d'un liquide dans une enceinte, notamment une enceinte de réaction de l'industrie chimique, d'un. installa- tion nucléaire, etc*** D'une façon générale, les dispositifs doseurs de ce genre sont constitués par un piston entraîné par une
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commande quelconque, notamment du type bielle-manivalle ou came. Pour faire varier le débit du liquide dosé, on peut modifier la vitesse du moteur entraînant la commande du piston.
Mais le plus souvent on préfère,, au moyen d'organes mécaniques appropriés, faire varier la course du piston,% On obtient ainai à volonté le réglage des volumes dosés.
Le piston peut agir directement aur le liquide à doser. Mais souvent, notamment/lorsque le liquide dosé est un produit corrosif, radioactif ou dangereux;, on évite qu'il soit en contact avec le piston et l'on transmet les mouvements du piston à une membrane déformable, laquelle est seule en contact avec le liquide à doser,
celui-ci se trouvant véhiculé en dehors de la partie mécanique du dispo- sitif doseur*
L'invention concerne les dispositifs de ce type à piston plongeur avec ou sans membrane intermédiaire et vise des perfectionnements à leur commande*
Ces perfectionnements consistent essentiellement à assurer lesmouvements du piston plongeur au moyen d'une commande hydraulique asservie à un dispositif électronique déterminant la course et la fréquence des battements du piéton*
Suivant un mode de mise en oeuvre particulier, la commande du piston plongeur est assurée par un vérin, lui-même commandé par un distributeur actionné par un relais hydraulique soumis à l'action d'un dispositif électronique du type "base de temps".
Ce dispositif électronique est conjugué avec un contact actionné par les mouvements du piston-plongeur*
Un tel agencement permet un réglage très précis du dosage à la fois par la course du piston et la fréquence des battements de celui-ci* Un tel réglage peut être asservi
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à une valeur quelconque dès l'instant que celle-ci peut être traduite électriquement, telle que pression, température, pH, etc..., ce qui permet de rendre le dosage automatique. Il se prête aussi à la réalisation d'un programme prédéterminé transmis par le dispositif électronique.
L'invention, ses particularités et avantagea seront plus amplement décrits en référence aux dessins annexés qui montrent un mode de réalisation d'un dispositif de dosage.
La figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif on coupe longitudinale.
La figure 2 représente le schéma de la partie hydraulique.
La figure 3 est le schéma de la partie électro- nique.
Le dispositif doseur représenté comprend essen- tiellement un piston-plongeur 1 coulissant dans le corps 2. Le piston 1 pourrait agir directement sur de liquide à doser. Mais dans de nombreuses réalisations, il est plus avantageux de relier le corps 2 à une capacité 3 à membrane souple constituant la paroi commune de la capacité 3 et de la capacité doseuse proprement dite 5 pourvue de clapets 6 et 7 d'aspiration et de refoulement du liquide à doser.
La liaison du corps 2 et de la capacité 3 est assurée par une tuyauterie 8, le volume compris dans 2, 3 et 8 étant garni de liquide. La tuyauterie 8 peut être aussi longue qu'on le désire. On peut ainsi séparer l'organe doseur 5 des dispositifs de commande, en reportant ceux-ci à tella distance voulue de l'organe de dosage. C'est ainsi not8.IM.1ent que ceux-ci et la commande peuvent être séparés par une ou plusieurs parois de protection, disposition trouvant son appli. cation en particulier dans les installations qui mettent en
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oeuvre des liquides dangereux, dans les installation nucléaires en particulier.
La commande du piston plongeur est assurée par un ensemble hydraulique. Les mouvements du piston sont commandés par un ,vérin 10, recevant le liquide sous pression par 1' intermédiaire d'un distributeur 11. Celui-ci est commandé car un relais hydraulique 12,, lui-même commandé par un dispositif électronique 13, lui imposant une base de temps déterminant la fréquence des battements. Ce dispositif 13 est conjuré avec le contact 14 réglable. actionné par le vérin 10.
Le piston et le vérin peuvent être coupés en un seul organe, le piston 1 étant constitué par la tige 17 du vérin, les deux corps 2 et 10 étant réunis en un seul ou accolés.
Le vérin 10 est du type différentiel; par exemple, dans la disposition représentée, le piston 15 est pourvu de deux tiges 16 et 17 de diamètres différents. La tige 17 est solidaire du piston plongeur 1 par la tige 9. C'est l'extrémité 18 de la tige 17 qui a ctionne le contact 14. Celui-ci est porté par un support 19 mobile longitudinalement au moyen d'une vis 20 manoeuvrée par une manivelle 21.
L'admission et le refoulement du liquide dans le vérin sont assurés par le distributeur 11 qui lui, est relié par les tuyauteries 22-23.
Le liquide sous pression est fourni par la pompe 24, de préférence du type à débit constant, qui refoule dans la tuyauterie 25. La bâche 26 est reliée au distributeur par la tuyauterie 27.
Le relais hydraulique 12 est relié, d'une part, au refoulement de la pompe 24 par la tuyauterie 28, d'autre part à la bâche 26 par la tuyauterie 29. Ce relaie commande
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le distributeur 11 par déclenchement d'un dispositif électrique, électro...aimant par exemple, actionné par le dispositif électro- nique 13.
Lorsque, par le jeu du distributeur 11, le piston 15 du vérin 10 est poussé vers la droite, il entraîne le piston plongeur 1, lequel comprime le liquide des capacités 2 et 3, repoussant la membrane souple 4 et provoquant le refoulement par le clapet 7, du liquide contenu dans 5. lorsque la tige 17 atteint le contact 14, celui-ci se ferme, ce qui ferme le circuit du relais 12, lequel agit sur le distributeur 11 de façon à mettre le vérin en communication avec,la bâche par 23 et 27. Le vérin se déplace vers la gauche, entraînant le piston 1: c'est la phase d'aspiration dans 5, par le clapet 6, d'une nouvelle quantité de liquide.
Ceci jusqu'à ce que le piston 15 soit parvenu à l'extrémité de sa course;
C'est alors qu'intervient le dispositif électronique 13 pour fixer une base de temps réglable, après lequel le relais 12 sera actionné à nouveau pour entraîner le distributeur 11 et produire.un nouveau cycle de refoulement-aspiration du liquide dosé,
Le débit de liquide dosé est ainsi réglable à la fois par la course du piston-plongeur 1, déterminée par la position du contact 14, et par la fréquence des battements, résultant du temps imposé par le dispositif électronique 13.Ces deux variables sont aisément réglables* Ce réglage se fait par des mécanismes indépendants des puissances mises en oeuvre ou des volumes dosés.
Le circuit hydraulique est représenté avec plus de détails sur la figure 2. Dans ce schéma le distributeur 11 et le relais 12 ont été associés en un même ensemble compact.
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Sur le refoulement 23 de la pompe est prévue une croix 30 d'où partent trois dérivations;l'une 28 alimentant le relais 12 avec étrangleur 31; l'autre 32 vers le distributeur 11 avec limiteur 33 réglant la vitesse de retour du vérin 10 et sur laquelle est branchée la tuyauterie 22 d'alimentation du vérin; la troisième 34 raccordée au retour à la bâche avec limiteur de sécurité 35. La tuyauterie 22 porte en 36 un étrangleur réglant la vitesse d'aspiration du vérin 10. La tuyauterie 23 assurant le refoulement du vérin 10 vers le distributeur 11, est également pourvue d'un étrangleur 37 réglant la vitesse de refoulement.
L'ensemble il-12 apparaît ainsi connue la combinaison du distributeur et de sa commande. Le distributeur est pratique- ment un robinet à trais voies de type quelconque, à tiroir, boisseau ou autre. La manoeuvre de ce robinet est assurée par le relais pilote hydraulique 12, temporisé par le dispositif 13.
La temporisation peut être assurée de multiples manières: contacts tournante entraînés par moteur synchrone, dispositif thermique, etc.* L'une des difficultés rencontrées dans l'utilisation de ces moyens réside dans la réalisation des contacts électriques capables d'assurer les plusieurs mil- lions de manoeuvres que ce matériel doit assurer. On remédie à cette difficulté en assurant la mise sous tension du solénoide du relais 12 par un dispositif électronique. De la sorte le @ ' contact 14 ne commande plus directement le relaie 12, mais simple- ment le micro-courant de grille d'un tube électronique du type usuel dit "thyratron". De ce fait, le contact 14 ne subit aucune fatigue.
Le dispositif électronique 13 comporte une "base de temps" électronique de type classique, par exemple un intégra- teur Miller, dans lequel la variation de fréquence est obtenue par variation de la tension grille-anode.
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La figura 3 est un exemple de schéma électrique permettant de réaliser la temporisation ci-dessus décrite.
Il comprend! en A une alimentation électrique stabilisée; en B la base de temps; en C un redresseur à thyratron.
La partie A assure une tension de 250 volts stabilisée à + 0,4% pour des variations de tension de ¯ 10% du secteur 39, sous une intensité de 20 milliampères.
C'est cette tension stabilisée qui alimente la base de temps B, laquelle est déclenchée par le contact 14.
Dans celle-ci, la fréquence est déterminée en faisant varier la tension de charge de la capacité grille-anode* L' amplificateur différentiel 40 assure le basculement de la base de temps pour une amplitude préréglée de la dent de scie anodique* Ainsi l'influence du vieillissement du tube 40 se trouve pratiquement éliminée. Le signal produit par la déchar. ge brusque de la capacité grille-anode est envoyé sur la grille d'une bascule bistable 41.
Le redresseur C est à thyratrons, recevant les impulsions de la base de temps B. Sous ces imputons, le redresseur 0 actionne 1'électrovanne du relais 12, ce qui met en mouvement le distributeur et ferme le contact 14 qui produit l'extinction des thyratrons et, par suite, le retour du piston à sa position de départ* Il y reste en attendant la signal suivant qui ouvre un nouveau cycle de commande.
Il est à remarquer que l'on a déjà proposé de régler par un dispositif électronique la fréquence de mouve- ment des pistons doseursMaia dans les solutions antérieures le réglage est assuré électroniquement par variation de la vitesse du moteur actionnant le piston.
Un tel agencement néces- site un équipement électronique de puissance proportionnelle à celle du moteur, celui-ci étant alimenté par le dispositif
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électronique, Selon l'invention, au contraire, la puissance des thyratrons est limitée à l'excitation d'un électro- aimant et reste dans la gamme des petits tubes de faible puissance et peu onéreux, quelle que soit la puissance de l'installation*
Avec les perfectionnements suivant l'invention, l'installation de dosage peut être réalisée à l'aide d' éléments courants de transmissions hydrauliques (pompes, vérins, tiroirs) avec les avantages de robustesse, de fonc. tionnement silencieux et de puissance massique élevée de celle-ci.
Elle comporte un équipement électronique du type standard de faible puissance, indépendant des pressions et débit mis en jeu.
L'équipement décrit permet d'asservir le dosage à une variable quelconque pouvant se traduire électriquement.
Il se prêtre à la réalisation du dosage suivant un programme prédéterminé.
Si dans la description qui précède, on a prévu la commande hydraulique et électronique d'un seul piston plongeur, cet agencement n'est pas limitatif. Une commande unique, telle que celle définie ci-dessus, peut commander plusieurs pistons doseurs d'une même installation plus ou moins complexe*
Bien entendu, la description qui précède n'a aucun caractère limitatif, étant entendu que toute commande à la fois hydraulique et à déclenchement électronique rentre dans le cadre du présent brevet.