**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.
REVENDICATIONS
1. Procédé de dosage rapide et précis pour la fabrication industrielle d'un mélange composé de plusieurs composants liquides ou pâteux versés l'un après l'autre dans un récipient de réception selon un dosage requis, caractérisé par le fait que l'on commence par verser le premier composant à une quantité inférieure au dosage requis, que l'on mesure par pesage ladite quantité, que l'on compléte la quantité manquante de la dose par un dosage volumétrique dont la valeur est obtenue par transformation de la valeur pondérale de la quantité manquante en valeur volumétrique et que l'on répète le même cycle pour chacun des composants.
2. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend un récipient (1) de réception posé sur une balance (3), au moins un cylindre volumétrique (8) comprenant un cylindre (13), un piston (15), une vanne à trois voies (14) réglant l'arrivée du composant dans le cylindre (13) et par la suite son expulsion sous l'action du piston (15), un conduit d'amenée (4, 5) pour chaque composant muni d'une vanne (6) et un dispositif électronique (10) contrôlant le fonctionnement de chaque vanne (6) et du cylindre volumétrique (8) selon une programmation et les indications pondérales transmises par la balance (3).
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la vanne (6) du conduit d'amenée (4, 5) est la vanne à trois voies (14) du cylindre volumétrique (8).
L'objet de la présente invention est un procédé de dosage rapide et précis pour la fabrication industrielle d'un mélange composé de plusieurs composants liquides ou pâteux versés l'un après l'autre dans un récipient de réception.
Il est connu d'effectuer le dosage d'un mélange par pesage des différents composants après que le spécialiste chargé de l'élaboration de la formule a mis au point les proportions des composants sur un échantillon. Un récipient est placé sur une balance et les différents composants sont pesés l'un après l'autre suivant le poids requis. La balance, par l'intermédiaire d'un système d'asservissement, actionne les vannes d'arrivée dans la cuve.
De grandes quantités d'un produit peuvent être obtenues par ce procédé en un temps relativement court. Pour les industries concernées par ce domaine telles que les industries des cosmétiques, des encres, des couleurs liquides ou autres, la rentabilité n'est pas la seule préoccupation; la qualité du produit est très importante. Il est absolument essentiel que le produit livré en grandes quantités soit le plus proche possible de l'échantillon testé. Il est donc nécessaire que le dosage mis au point par le spécialiste sur un petit échantillon soit reproduit le plus fidèlement possible lors de la fabrication de grandes quantités.
Lors de la fabrication d'un mélange selon le procédé décrit précédemment les erreurs de dosage qui se répètent pour chaque composant sont dues, d'un côté, aux erreurs propres à la balance telles que l'imprécision de la balance ou la mauvaise annulation de la tare et, de l'autre côté, à une erreur due à la queue de chute. La queue de chute est la quantité du composant qui s'écoule à partir du moment où le système d'asservissement actionne la fermeture de la vanne d'arrivée du composant dans la cuve. Cette quantité est difficilement contrôlable, car elle dépend du débit et de la viscosité du composant ainsi que de la vitesse de fermeture de la vanne.
On a pu améliorer d'une façon satisfaisante la précision du dosage d'un mélange par le procédé du dosage volumétrique. Les composants sous pression sont amenés par une vanne à trois voies dans le cylindre de dosage. Selon une programmation, le remplissage du cylindre se fait à 100% ou partiellement, le cylindre étant étalonné préalablement. Le dosage n'est plus pondéral mais volumêtri- que. Il existe des cylindres de volume utile différent. En utilisant le cylindre approprié que l'on peut remplir totalement ou partiellement selon l'étalonnage effectué, on obtient un dosage dont la précision est de l'ordre de 2,50% tandis que, en utilisant le dosage pondéral, on a une erreur de l'ordre de 3,80% à laquelle il faudra ajouter encore l'erreur due à la queue de chute.
Le dosage volumétrique présente l'inconvénient de ne pas permettre la fabrication rapide d'une grande quantité de mélange car, pour conserver la précision, on ne peut pas utiliser de grands cylindres et, de ce fait, pour de grandes quantités de chaque composant, il faut remplir plusieurs fois chaque cylindre.
La présente invention permet de remédier à une partie de ces inconvénients en supprimant l'erreur due à la queue de chute, et d'améliorer ainsi la précision du dosage, tout en conservant la possibilité d'obtenir rapidement de grandes quantités d'un mélange.
Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on commence par verser le premier composant à une quantité inférieure au dosage requis, que l'on mesure par pesage ladite quantité, que l'on complète la quantité manquante de la dose par un dosage volumétrique dont la valeur est obtenue par transformation de la valeur pondérale de la quantité manquante en valeur volumétrique et que l'on répète le même cycle pour chacun des composants.
En pesant la quantité exacte se trouvant dans la cuve après la fermeture de la vanne d'arrivée et en complétant par le dosage volumétrique la quantité manquante, on supprime la queue de chute qui introduisait pour chaque composant une erreur importante. D'autre part, la plus grande partie du composant, environ 95%, étant amenée dans le récipient par le procédé traditionnel, la vitesse de fabrication n'est que très peu diminuée au profit de la précision.
La présente invention concerne également une installation de mise en oeuvre de ce procédé.
La fig. 1 est une vue schématique d'une installation conforme à la présente invention.
Les fig. 2a à 2c donnent une illustration schématique du fonctionnement d'un cylindre volumétrique et de sa structure.
Un récipient de réception 1 monté sur un dispositif de roulement 2 est placé sur une balance 3. Les différents composants du mélange se trouvent dans des containers non représentés et sont amenés sur le poste de pesage par des conduits 4 munis chacun d'un conduit de dérivation 5 contrôlé par une vanne 6. Il est évident qu'il existe autant de conduits de dérivation 4 munis d'une vanne de contrôle 5 que les composants constituant le mélange. Pour simplifier le schéma de l'installation, nous n'avons représenté qu'une seule dérivation.
Un deuxième conduit de dérivation 7 permet l'alimentation du cylindre volumétrique 8, lequel est actionné par un dispositif de commande 9 lui-même contrôlé par un dispositif électronique programmable de commande 10, qui peut être un ordinateur.
Le fonctionnement de l'ordinateur est réglé par un programme contenant les paramètres nécessaires à la réalisation d'un mélange selon un dosage prescrit.
Au début, I'ordinateur actionne par la ligne 1 1 I'ouverture de la vanne 6 permettant l'arrivée du premier composant dans le récipient. Le poids accusé par la balance 3 est transmis par la ligne 12 à l'ordinateur 10, qui ferme la vanne 6 quand la quantité du composé sant indiquée par la balance 3 est légèrement inférieure à la quantité requise par la recette. Après une temporisation permettant la stabilisation de la balance, la valeur pondérale de la quantité du composant se trouvant dans la cuve est comparée à la valeur requise, et la différence est transformée en quantité volumétrique, laquelle est transmise à la commande 9 du cylindre volumétrique 8. Le cylindre volumétrique 8 alimenté par la dérivation 7 complète le dosage du composant. Ensuite, on recommence le même cycle avec un autre composant.
On peut utiliser un seul cylindre 8 pour le dosage volumétrique de tous les composants en prévoyant aussi un système de dérivation adéquat muni de plusieurs vannes permettant l'alimentation du cylindre par un seul composant à la fois. Il est possible également de prévoir un cylindre pour chaque composant.
De même, il est possible de supprimer la vanne 6 et d'alimenter la cuve en pesage au moyen de la vanne 14 du cylindre volumétrique comme représenté à la fig. 2c.
Le cylindre volumétrique (fig. 2a, 2b) 8 est composé d'un corps
cylindrique 13 fermé à sa partie inférieure par une vanne 14 à trois voies. Un piston 15 muni d'une tige 16 se déplace de façon étanche à l'intérieur du cylindre 8. Un conduit 17 à la partie supérieure permet l'amenée de l'air sous pression à l'intérieur du cylindre 8. Une des butées 18 est actionnée par la commande 9 pour limiter la course du piston 15 et, par conséquent, le volume utile du cylindre 8. Quand l'ordre de remplissage du cylindre 8 est donné par l'ordinateur, la butée 18, correspondant au dosage prescrit par l'ordinateur 10, est mise en place et la vanne à trois voies 14 laisse le passage au composant qui entre selon la flèche Fl (fig. 2a) et remplit le cylindre en repoussant le piston selon la flèche F2 jusqu'au moment où sa tige est arrêtée par la butée 18 mise en place précédemment.
Lors du remplissage, le déplacement du piston 15 provoque l'évacuation de l'air selon la flèche F3 par le conduit 17.
La butée la plus éloignée du cylindre est fixe, les butées intermédiaires décrites se déplacent selon la flèche F6 pour passer de la position de repos à la position active. Après l'arrêt du piston 15, la vanne 14 occupe la position représentée à la fig. 2b, laissant le passage au liquide, selon la flèche F5, qui arrive dans le récipient de réception. L'expulsion du liquide est facilitée par l'action du piston qui est poussé par l'air comprimé entrant dans le cylindre selon la flèche F4.
** ATTENTION ** start of the DESC field may contain end of CLMS **.
CLAIMS
1. Method of rapid and precise dosing for the industrial manufacture of a mixture composed of several liquid or pasty components poured one after the other into a receiving container according to a required dosage, characterized in that one begins by pouring the first component at a quantity lower than the required dosage, which is measured by weighing said quantity, that the missing quantity of the dose is supplemented by a volumetric dosage, the value of which is obtained by transformation of the weight value of the quantity missing in volumetric value and that the same cycle is repeated for each of the components.
2. Installation for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises a receptacle (1) placed on a balance (3), at least one volumetric cylinder (8) comprising a cylinder ( 13), a piston (15), a three-way valve (14) regulating the arrival of the component in the cylinder (13) and subsequently its expulsion under the action of the piston (15), a supply pipe (4, 5) for each component provided with a valve (6) and an electronic device (10) controlling the operation of each valve (6) and of the volumetric cylinder (8) according to a programming and the weight indications transmitted by the balance (3).
3. Installation according to claim 2, characterized in that the valve (6) of the supply duct (4, 5) is the three-way valve (14) of the displacement cylinder (8).
The object of the present invention is a rapid and precise dosing process for the industrial manufacture of a mixture composed of several liquid or pasty components poured one after the other into a receiving container.
It is known to carry out the metering of a mixture by weighing the various components after the specialist responsible for developing the formula has developed the proportions of the components on a sample. A container is placed on a scale and the various components are weighed one after the other according to the required weight. The balance, via a servo system, actuates the inlet valves in the tank.
Large quantities of a product can be obtained by this process in a relatively short time. For industries involved in this field such as the cosmetics, ink, liquid color or other industries, profitability is not the only concern; product quality is very important. It is absolutely essential that the product delivered in large quantities be as close as possible to the sample tested. It is therefore necessary that the dosage developed by the specialist on a small sample be reproduced as faithfully as possible when manufacturing large quantities.
When manufacturing a mixture according to the method described above, the repeated dosing errors for each component are due, on the one hand, to errors specific to the balance such as imprecision of the balance or bad cancellation of the tare weight and, on the other hand, an error due to the drop tail. The drop tail is the quantity of the component that flows from the moment the servo system activates the closing of the component inlet valve in the tank. This quantity is difficult to control, because it depends on the flow rate and the viscosity of the component as well as on the closing speed of the valve.
The precision of the metering of a mixture has been satisfactorily improved by the volumetric metering method. The pressurized components are fed through a three-way valve into the metering cylinder. According to a schedule, the cylinder is filled 100% or partially, the cylinder being calibrated beforehand. The dosage is no longer weighted but volumetric. There are cylinders of different useful volume. By using the appropriate cylinder which can be completely or partially filled according to the calibration carried out, one obtains a dosage with an accuracy of the order of 2.50% while, by using the weight dosage, one has an error of the order of 3.80% to which must be added the error due to the drop tail.
The volumetric dosing has the disadvantage of not allowing the rapid manufacture of a large quantity of mixture because, to maintain precision, large cylinders cannot be used and, therefore, for large quantities of each component, each cylinder must be filled several times.
The present invention makes it possible to remedy part of these drawbacks by eliminating the error due to the drop tail, and thus to improve the dosing precision, while retaining the possibility of quickly obtaining large quantities of a mixture. .
The method according to the invention is characterized in that one begins by pouring the first component at a quantity lower than the required dosage, that one measures by weighing said quantity, that one completes the missing quantity of the dose by a volumetric dosage, the value of which is obtained by transforming the weight value of the missing quantity into a volumetric value and that the same cycle is repeated for each of the components.
By weighing the exact quantity in the tank after closing the inlet valve and completing the missing quantity by volumetric dosing, the drop tail is removed, which introduced a significant error for each component. On the other hand, most of the component, about 95%, being brought into the container by the traditional method, the manufacturing speed is only very slightly reduced in favor of precision.
The present invention also relates to an installation for implementing this method.
Fig. 1 is a schematic view of an installation according to the present invention.
Figs. 2a to 2c give a schematic illustration of the operation of a volumetric cylinder and of its structure.
A receiving container 1 mounted on a rolling device 2 is placed on a balance 3. The various components of the mixture are in containers not shown and are brought to the weighing station by conduits 4 each provided with a bypass 5 controlled by a valve 6. It is obvious that there are as many bypass conduits 4 provided with a control valve 5 as the components constituting the mixture. To simplify the diagram of the installation, we have represented only one derivation.
A second bypass conduit 7 allows the supply of the volumetric cylinder 8, which is actuated by a control device 9 itself controlled by a programmable electronic control device 10, which can be a computer.
The functioning of the computer is regulated by a program containing the parameters necessary for producing a mixture according to a prescribed dosage.
At the start, the computer activates via line 1 1 the opening of valve 6 allowing the arrival of the first component in the container. The weight recorded by the balance 3 is transmitted by line 12 to the computer 10, which closes the valve 6 when the quantity of the health compound indicated by the balance 3 is slightly less than the quantity required by the recipe. After a time delay allowing the balance to stabilize, the weight value of the quantity of the component in the tank is compared with the required value, and the difference is transformed into a volumetric quantity, which is transmitted to the control 9 of the volumetric cylinder 8 The volumetric cylinder 8 supplied by the bypass 7 completes the metering of the component. Then, we repeat the same cycle with another component.
A single cylinder 8 can be used for the volumetric metering of all the components while also providing an adequate bypass system provided with several valves allowing the cylinder to be supplied by one component at a time. It is also possible to provide a cylinder for each component.
Likewise, it is possible to eliminate the valve 6 and to supply the weighing tank by means of the valve 14 of the volumetric cylinder as shown in FIG. 2c.
The volumetric cylinder (fig. 2a, 2b) 8 is composed of a body
cylindrical 13 closed at its lower part by a three-way valve 14. A piston 15 provided with a rod 16 moves in leaktight manner inside the cylinder 8. A duct 17 at the top allows the supply of pressurized air inside the cylinder 8. One of the stops 18 is actuated by the control 9 to limit the stroke of the piston 15 and, consequently, the useful volume of the cylinder 8. When the filling order of the cylinder 8 is given by the computer, the stop 18, corresponding to the prescribed dosage by the computer 10, is put in place and the three-way valve 14 allows passage to the component which enters according to the arrow F1 (fig. 2a) and fills the cylinder by pushing the piston according to the arrow F2 until the moment when its rod is stopped by the stop 18 previously put in place.
During filling, the displacement of the piston 15 causes the evacuation of the air along the arrow F3 through the conduit 17.
The stop furthest from the cylinder is fixed, the intermediate stops described move according to arrow F6 to pass from the rest position to the active position. After the piston 15 has stopped, the valve 14 occupies the position shown in FIG. 2b, leaving the passage to the liquid, according to arrow F5, which arrives in the receiving container. The expulsion of the liquid is facilitated by the action of the piston which is pushed by the compressed air entering the cylinder according to arrow F4.