CH505643A - Dispositif de préparation d'une solution - Google Patents

Description

  
 



  Dispositif de préparation d'une solution
 La présente invention a pour objet un dispositif de préparation d'une solution permettant de mélanger les constituants de cette solution selon une proportion fixe et de chauffer la solution à une température déterminée, maintenue constante.



   Pour cela, le dispositif selon l'invention est oaractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation pour introduire les constituants de ladite solution, selon une proportion fixe, dans une cuve de chauffage pourvue de moyens d'agitation de ladite solution et d'un trop-plein de déversement de ladite solution dans une cuve de stockage, des moyens de chauffage et de réglage de la température de ladite solution dans la cuve de chauffage pour porter la solution à une température fixe, des moyens de chauffage et de réglage de la température des parois de la cuve de stockage pour maintenir lesdites paroi s à ladite température fixe, et des moyens de prélèvement de ladite solution dans ladite cuve de stockage.



   Lesdits moyens d'alimentation peuvent comporter au moins une première et une seconde chambre de dimensions adaptées aux quantités relatives des constituants à mélanger et des chambres comportant chacune un piston mobile la divisant en deux volumes variables, des moyens d'entraînement simultané des deux pistons alternativement de l'une à l'autre des extrémités de leurs chambres respectives, et des moyens distributeurs permettant de relier alternativement chacun desdits volumes de la première chambre à une conduite d'alimentation sous pression dudit premier constituant et l'autre à une conduite d'alimentation de la cuve de chauffage et chacun desdits volumes de la seconde chambre à un réservoir dudit second constituant et l'autre à une conduite d'alimentation de la cuve de chauffage.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention.



   La fig. 1 est une vue schématique d'ensemble du dispositif.



   La fig. 2 est une coupe du dispositif de la fig. 1 selon A-A.



   La fig. 3 est une coupe selon B-B de la fig. 2, et
 la fig. 4 est une variation de réalisation du distributeur de la fig. 2.



   Le dispositif qui va être décrit est destiné à préparer une solution   alimentant    des reins artificiels.   I1    doit permettre la préparation d'une solution de composition et de température bien déterminées, dont la valeur doit être maintenue constante avec une très grande   précision,    malgré de brusques variations du débit de solution utilisé lorsque le nombre de reins artificiels branchés sur le dispositif est modifié. La solution utilisée est préparée à partir d'une solution concentrée qui est diluée par mélange avec de l'eau déminéralisée, ce qui permet un fonctionnement de longue durée, sans exiger de disposer de quantités prohibitives de solutions préparées dès l'entrée en service du dispositif. Celui-ci est, en outre, conçu pour être parfaitement étanche afin d'éviter toute contamination de la solution.



   Dans le distributeur représenté à la fig. 1, les deux cuves 1 et 2, de forme cylindrique, sont remplies en fonctionnement normal de la solution diluée qui doit alimenter une série de reins artificiels. Ceux-ci ne sont pas représentés sur la figure. Les cuves 1 et 2 communiquent entre elles vers leur partie supérieure par une conduite de trop-plein 3 par laquelle la solution de la cuve 1 se déverse dans la cuve 2 au fur et à mesure que celle-ci se vide. La solution préparée est prélevée dans la cuve 2 par la pompe 4 et dirigée vers les reins artificiels par la conduite 6.



   La cuve 1 est alimentée à partir d'une canalisation 7 dans laquelle la pompe doseuse 8 délivre la solution concentrée du réservoir 10 et de l'eau déminéralisée sous pression (conduite 12) en proportions déterminées.  



   La cuve 1, constituant la cuve de chauffage, est munie intérieurement d'un écran cylindrique 13 qui s'étend depuis un niveau supérieur au fond de la cuve jusqu'à un niveau inférieur à la conduite de trop-plein 3, de sorte que la solution peut circuler librement entre l'intérieur et l'extérieur de l'écran. Une hélice 14, située au voisinage de l'extrémité inférieure de l'écran et entraînée par un moteur 15 extérieur à la cuve, provoque une circulation de la solution, ascendante à l'intérieur de l'écran et descendante à   Fextérieur.   



   Autour de l'écran 13, à sa partie inférieure, est disposée une résistance électrique 16 qui assure le chauffage de la solution. La puissance fournie à cette résistance est automatiquement réglée en fonction de la température mesurée à l'intérieur de l'écran 13, par une sonde non représentée, de manière à maintenir cette température à une valeur constante. La conduite d'alimentation 7 débouche tangentiellement dans la cuve cylindrique 1, de manière à faciliter le mélange de la solution froide introduite avec la solution déjà chaude qui descend dans l'espace annulaire compris entre les parois de la cuve et l'écran 13.



   La cuve 2 n'a aucune fonction de chauffage de la solution   elle-meme,    déjà portée à la température désirée dans la cuve 1. Elle constitue la cuve de stockage. Son volume relativement grand permet d'une part, d'assurer la sécurité de l'alimentation, lors d'un accident sur la commande de la pompe par exemple, et d'autre part, d'annuler les effets de brusques variations du débit soutiré sur la température de la solution. La cuve 2 est munie d'un agitateur 18 qui est entraîné par le moteur 19 et dont les pales, en tournant passent des orifices ménagés à cet effet dans des écrans verticaux 20 destinés à favoriser le brassage.



   La cuve 2 est pourvue de moyens externes pour maintenir ses parois à la température fixée pour la solution.



  Celle-ci ne peut donc ni s'échauffer, ni se refroidir au contact des parois de cette cuve.



   Dans le cas représenté, ces moyens sont constitués par une jaquette 22 entourant la cuve 2 et parcourue par un fluide chaud. En variante, les deux cuves 1 et 2 peuvent être placées dans une même enceinte dont l'atmosphère est maintenue constamment à une température égale à celle de la solution.



   La pompe 4 est équipée d'un clapet de décharge 23 qui permet de limiter la surpression de la canalisation 6 d'alimentation des reins. La solution en excédent est retournée par ce clapet à l'une ou l'autre des cuves et, dans le cas particulier représenté, à la cuve 2.



   Des sondes conductimétriques permettent de vérifier la qualité de l'eau déminéralisée sur la conduite 12 d'une part et de la solution envoyée vers les reins par la pompe 4 d'autre part.



   L'alimentation de la cuve 1 en solution concentrée et en eau déminéralisée, dans les proportions convenables, a lieu par l'intermédiaire de la pompe doseuse 8, représentée sur la fig. 1 à une échelle plus grande que les cuves.



   La pompe choisie est du type alternatif car ces pompes présentent moins de risque de fuite que les pompes rotatives. Elle est constituée   d'un    corps 24 dans lequel sont ménagées deux chambres cylindriques 25 et 26 dont les dimensions sont adaptées aux proportions relatives des constituants à mélanger. Chacune de ces chambres comporte un piston mobile, respectivement 27 et 28. Ces deux pistons sont accouplés   l'un    à l'autre par la tige 29.



   Un distributeur 30, décrit en détail par la suite, permet de relier alternativement chacun des deux volumes définis dans la chambre 25 par le piston 27 à la conduite 12 d'alimentation en eau déminéralisée. Lorsque   l'une    des chambres est reliée à cette conduite 12, le même distributeur 30 met l'autre chambre en communication avec la conduite 7, dans laquelle elle se vide. De même le distributeur 30 permet de relier alternativement chacun des volumes définis par le piston 28 dans la chambre 26 au réservoir de solution concentrée 10, tandis que l'autre desdits volumes se vide dans la conduite 7.



   Dans le cas particulier décrit, les pistons sont mus par l'eau déminéralisée qui est introduite sous pression.



   Une pièce cylindrique 32, vissée dans un chapeau 33 soudé aux extrémités de la chambre, permet pour chacune des chambres 25 et 26, de limiter la course des pistons et de régler celle-ci de manière à régler le débit de la pompe. Pour éviter toute pollution, un faible débit du constituant correspondant à la chambre équipée de ce dispositif de limitation, est introduit dans l'espace 34 intérieur au chapeau 33.



   Le distributeur 30 représenté sur les fig. 1 et 2 est du type à boisseau et tournant. Il comporte un corps 36 dans lequel sont ménagées deux cavités 37 et 38 de forme tronconique, d'axe parallèle à celui des chambres de la pompe 8 et symétriques l'une de l'autre. Dans ces cavités sont montés rotatifs deux boisseaux 40 et 41 respectivement, de même forme tronconique que les cavités correspondantes. Ces boisseaux sont liés   l'un    à l'autre à l'aide d'un joint de Oldham 21 et entraînés par un système à croix de Malte par l'intermédiaire de l'arbre 42.



   Du côté opposé à l'arbre 42, le distributeur comporte des moyens élastiques pour appuyer les boisseaux sur les parois des cavités correspondantes. Ces moyens sont constitués par un ressolt 44 qui tend à appuyer une bille 45 sur le boisseau 40. Un canal 46 permet d'introduire de l'eau déminéralisée dans le logement où est situé le ressort. Ces moyens élastiques permettent d'éviter des coups de bélier qui pourraient se produire quand les pistons de la pompe s'immobilisent en fin de course.



   Les boisseaux 40 et 41 comportent au total quatre paires d'entailles telles que celle que montre la fig. 3.



  Les entailles d'une même paire sont symétriques par rapport à un plan diamétral des boisseaux et le fond des entailles du premier couple 48 est parallèle au fond des entailles du troisième couple 49 et perpendiculaire au fond des entailles du deuxième couple 50 et du quatrième couple 52.



   Dans le plan transversal correspondant à chaque paire d'entailles, le corps 36 est percé de canaux débouchant dans les cavités 37 ou 38.

 

   Comme canaux débouchant dans la cavité 37, on trouve les canaux 54 et 55 reliés à la conduite 12 d'alimentation en eau déminéralisée sous pression, les canaux 56 et 57 reliés à la conduite 7 d'évacuation vers la cuve 1 et les canaux 59 et 60 (fig. 1), perpendiculaires aux précédents, qui débouchent respectivement de part et d'autre du piston 27 dans la chambre 25 de la pompe. Dans la cavité 38 débouchent une série de canaux similaires aux précédents, reliés, soit au réservoir de la solution concentrée 10, soit à la canalisation 7, soit à la chambre 26 de la pompe.



   Le fonctionnement du distributeur 30 ressort suffisamment de la description qui précède pour qu'il soit inutile d'y insister. On voit notamment sur la fig. 3 qu'au cours de la rotation des boisseaux, la conduite 60 reliée à la pompe est mise alternativement en communication:     avec    le canal 55, permettant ainsi la circulation de
   l'eau    déminéralisée de la conduite 12 vers la pompe;   avec    le canal 57, permettant alors le refoulement de
 cette eau depuis la pompe vens la cuve de chauf
 fage 1.



   En variante, on peut utiliser un distributeur à soupapes tel que celui qui est représenté sur la fig. 4. Ce distributeur comporte, à l'intérieur du corps 58, un arbre à cames 61 qui permet, au cours de ses révolutions, d'actionner quatre couples de soupapes situées dans quatre plans différents. Par exemple les soupapes 63 et 64 de la fig. 4 sont alternativement soulevées de leur siège par l'intermédiaire des poussoirs 65 et 66 pour mettre le canal 59 (relié à la pompe) en communication soit avec la conduite 12 d'eau déminéralisée, soit avec la conduite 7 d'évacuation vers la cuve 1 par le canal 67.



   Ces soupapes permettent de mettre en communication la conduite 12 et le réservoir 10 avec les cavités de la pompe 8.

 

   Le dispositif décrit ci-dessus est équipé en outre de tous les appareils de régulation nécessaires à la sécurité du fonctionnement. Il est prévu en particulier un dispositif de réglage de température dans chacune des cuves.



  La cuve 1 comporte d'autre part plusieurs sondes de niveau: une sonde de régulation du niveau commandant la mise en. marche de la pompe doseuse, une sonde de niveau maximal, une sonde de niveau minimal et une sonde d'alarme située à proximité de l'extrémité inférieure de la cuve.



   Naturellement les applications du dispositif décrit ne sont nullement limitées à l'utilisation particulière mentionnée. Elles s'étendent au contraire à tous les cas où il importe de pouvoir faire varier le débit de solution soutirée tout en maintenant rigoureusement constante la composition et la température de la solution. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Dispositif de préparation d'une solution, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation pour introduire les constituants de ladite solution, selon une proportion fixe, dans une cuve de chauffage pourvue de moyens d'agitation de ladite solution et d'un trop-plein de déversement de ladite solution dans une cuve de stockage, des moyens de chauffage et de réglage de la température de ladite solution dans la cuve de chauffage pour porter la solution à une température fixe, des moyens de chauffage et de réglage de la température des parois de la cuve de stockage pour maintenir lesdites parois à ladite température fixe, et des moyens de prélèvement de ladite solution dans ladite cuve de stockage.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que la cuve de chauffage et ladite cuve de stockage sont contenues dans une enceinte dont l'atmosphère est maintenue à ladite température.

   2. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure de la conductivité de la solution préparée.

   3. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation comportent au moins une première et une seconde chambre de dimensions adaptées aux quantités relatives des constituants à mélanger et comportent chacune un piston mobile la divisant en deux volumes variables, des moyens d'entraînement simultané des deux pistons alternativement de l'une à l'autre des extrémités de leurs chambres respectives, et des moyens distributeurs permettant de relier alternativement chacun desdits volumes de la première chambre à une conduite d'alimentation sous pression dudit premier constituant et l'autre à une conduite d'alimentation de la cuve de chauffage et chacun desdits volumes de la seconde chambre à un réservoir dudit second constituant et l'autre à une conduite d'alimenta- tion de la cuve de chauffage.

   4. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que lesdites chambres comportent des moyens réglables de limitation de la course des pistons.

   5. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que ledit distributeur est à boisseaux et tournant.

   6. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que ledit distributeur est à soupapes commandées par un arbre à cames.

   7. Dispositif selon la sous-revendication 5, caractérisé en ce que ledit distributeur est entraîné par l'intermé- diaire d'une croix de Malte.