EP0255791A1 - Perfectionnement aux dispositifs d'injection d'un produit additif dosé dans un fluide principal - Google Patents

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EP0255791A1
EP0255791A1 EP87401716A EP87401716A EP0255791A1 EP 0255791 A1 EP0255791 A1 EP 0255791A1 EP 87401716 A EP87401716 A EP 87401716A EP 87401716 A EP87401716 A EP 87401716A EP 0255791 A1 EP0255791 A1 EP 0255791A1
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piston
chamber
outlet
enclosure
metering
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Jean Cloup
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
    • F04B13/02—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities of two or more fluids at the same time
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/2496—Self-proportioning or correlating systems
    • Y10T137/2514—Self-proportioning flow systems
    • Y10T137/2516—Interconnected flow displacement elements

Definitions

  • the present invention relates to a device for injecting a metered quantity of product into a main fluid flow.
  • the present invention constitutes another solution to the problem of injecting product at the device outlet to preserve the moving parts of the pump from corrosion while making it possible to avoid the formation of deposits on other sliding parts which is equally harmful for the good behavior over time of the device.
  • the improvement according to the invention is also designed so as to facilitate the maintenance of these devices by making the assembly and disassembly operations extremely simple and therefore the maintenance visits.
  • the subject of the invention is an improvement in devices for injecting a metered amount of an additive product into a liquid in proportion to its flow rate, constituted by a closed cylindrical enclosure comprising an inlet opening for the liquid, an outlet opening for this liquid and an inlet opening for the additive product, and an internal cylindrical wall concentric with the cylindrical wall of the enclosure, by a stepped piston mounted alternately sliding along the aforementioned cylindrical walls, dividing the enclosure in three chambers of variable volume, namely, a first annular chamber delimited by the two walls and the piston, a second upper chamber delimited by the cylindrical wall of large diameter and the corresponding part of piston, and a third chamber delimited by the cylindrical wall of small diameter and the part corresponding piston, by a valve device mounted on the piston to communicate the second chamber with, in turn, one and the other of the two other chambers while isolating it from the other, and by minus one metering piston coupled to the stepped piston and slidably mounted in a metering cylinder parallel to the axis of
  • this improvement resides in that the first chamber, called the inlet chamber, is in permanent communication with the fluid inlet opening, the third chamber called the outlet chamber, is in permanent communication with the fluid outlet opening and with the additive product inlet opening, while the metering piston is coupled to the stepped piston by a rod parallel to the stroke of the stepped piston and extending freely in the outlet chamber and in the inlet opening of the additive product constituted by the outlet of the metering cylinder in the bottom of the enclosure adjacent to the aforesaid third chamber.
  • the metering cylinder is provided with an inner jacket whose axial position in the metering cylinder is adjustable relative to the stroke of the metering piston so as to constitute a member for adjusting the useful stroke of the piston and the quantity dosed.
  • the metering cylinder is located partially projecting inside the third chamber, above the level of the outlet opening, a removable wall being disposed in the annular space of the third chamber, delimited by said projection and the wall said internal cylindrical to form baffle with the flow of the fluid added with product.
  • This architecture advantageously makes it possible to have a removable filter element between the two cylindrical walls of the enclosure.
  • the above-mentioned valve device consists of at least one first valve cooperating with a seat formed in the wall of the stepped piston separating the first and second chambers and opening into the first chamber parallel to the axis of the piston stroke, by at least one second valve cooperating with a seat formed in the wall of the piston separating the second from the third chamber and opening in the aforesaid second chamber, by a frame of connection of the valves located in the second chamber and coupled to the piston by a bistal transmission mechanism for the movement of an axial plunger slidingly mounted in the piston and cooperating with stops at the top and bottom dead centers of the stroke of the stepped piston.
  • the cylindrical enclosure is constituted by two separable parts assembled together at the level of the middle part of the enclosure.
  • the piston has in its areas of contact with the walls of the enclosure sealing lips extending one towards the other.
  • a pump body 1 comprising a first lower part 1 a associated with a second upper part 1 b in the shape of a bell, to form an enclosure, substantially cylindrical, sealed at a joint plane 2 substantially median.
  • the lower part 1a has a cylindrical outer wall 3 closed by a bottom 4, in the center of which rises, concentrically with the wall 3, an inner cylindrical wall 5.
  • the annular space 6 defined by the walls 3 and 5 is in communication with an opening 7 forming a connection nozzle for a supply line for the main fluid, not shown.
  • the space jntérieur 8 to the wall 5 is in turn in permanent communication with a nozzle 9 for connection of a fluid outlet pipe.
  • a third tubular wall 10 rises from the bottom 4 inside the space 8, substantially coaxial with the walls 3 and 5.
  • the tube 10 opens at its upper end directly into the space 8, while it extends by its lower end 10b beyond the bottom 4 to be connected to a supply pipe for the additive product which will be described in more detail below.
  • the bell 1 b defines a cylindrical surface, of inner diameter identical to that of the wall 3, for the part 11 a of large diameter of a stepped piston 11.
  • the piston 11 therefore has a lower part 11 b of small diameter which can slide along the wall 5.
  • This part 11 b is in the form of an inverted bell closing the space 8 inside the wall 5.
  • Part 11 has closed, with part 11 b the annular space 6 and forms with the bell 1 b an upper chamber 12.
  • the space 6, the chamber 12 and the space 8 do they form three chambers of variable volume, respectively first, second and third chambers, inside the enclosure 1.
  • the chamber 6 is in permanent communication with the inlet 7 of the main fluid, the chamber 8 is in permanent communication with the outlet 9 of the fluid and with the opening 10 a for supplying the additive product, while the chamber 12 selectively communicates sometimes with room 8, sometimes with room 6 at by means of a valve system carried by the piston 11.
  • This valve system essentially comprises a movable frame 13 carrying for example eight valves, four of which such as 14 cooperate with seats such as 14a formed in the piston wall separating the chamber 6 of the chamber 12, and four such 15 cooperating with seats 15a formed in the piston wall separating the chamber 12 of the chamber 8.
  • the valves 14 open downward, that is to say in chamber 6 while the valves 15 open upward, that is to say in chamber 12.
  • the frame 13 can debate between a first position distant from the top of the piston in which the valves 14 are supported on their seat 14 a , the chamber 6 being isolated from the chamber 12, and the valves 15 remote from their seat 15 a , making the chamber 12 communicate with the chamber 8, and a second position close to the top of the piston in which the valves 14 are open to connect the chamber 12 to the chamber 6 and the valves 15 are closed to isolate the chamber 12 from the chamber 8.
  • the passage of the armature 13 from one position to another and its maintenance in each of them is ensured by a mechanism bistable transmission extending between the armature and a central plunger 16 coaxial with the piston and slidably mounted in the latter.
  • the pusher 16 has hitch pins 17 for springs 18, the other end of which is secured to a lever 19 articulated by a free end to a support 20 secured to the piston 11.
  • the end of the lever 19 coupled to the spring 18 can debate between two stops 21 and 22 formed like the lower and upper surfaces of a window 23 of the frame 13.
  • the spring 18 tends to bring the lever 19 closer to the pusher 16 therefore to bring the frame 13 closer to the top of piston 11 by pressing lever 19 on abutment surface 21 or away from it by pressing lever 19 on abutment surface 22.
  • the pusher 16 is equipped at its lower end with a transverse bar 24 which can take support, when the piston reaches its bottom dead center on the end 10 a of the tubular end piece 10. By its other end the pusher 16 cooperates with an abutment surface 25 of the bottom of the bell 1 b , when the piston 11 arrives at top dead center.
  • the fluid admitted into the chamber 6 reaches the chamber 12 which it "inflates", pushing down the piston 11.
  • the pusher 16 is stopped while the piston 11 continues to descend.
  • the articulation of the levers 19 to the support 20 then passes under the coupling point 17 of the springs 18 to the pusher.
  • the springs 18 then cause the levers 19 to tilt, which leave the stop 21 to strike the stop 22 and lift the armature 13, until the valves 14 are closed and the valves 15 open.
  • the fluid admitted into the chamber 6 then acts on the annular bottom surface of the portion 11a of the large diameter piston 11 and the traces.
  • the fluid contained in the chamber 12 then escapes into the chamber 8 and through the outlet orifice 9 in the proportion of the volume differences swept by the large diameter part of the piston and that of small diameter.
  • the pusher 16 strikes the stop 25 and the articulation of the levers 19 on the supports 20 passes over the articulations 17, causing these levers to tilt down and the movement of the corresponding armature which returns to its position illustrated in the figure.
  • the piston 11 can then start a second cycle, the descent phase causing the liquid contained in the chamber 8 to be chased through the opening 9.
  • the stepped piston 11 is coupled by a connecting rod 26 and a lantern 27 in which the pusher 16 and its bar 24 can be debated, a metering piston 28 which slides in the tube 10 or more exactly in an internal jacket 29 of the tube 10
  • This jacket 29 is fixed to the tube 10 by means of a sealed connection device 30 which makes it possible to adjust the axial position relative to the tube.
  • This shirt is itself connected to a supply line of the additive product, not shown, and has a valve box 31 letting the product to be sucked in towards the enclosure 1.
  • the piston 28 is such that when it plunges into the jacket 29, an annular clearance is formed between it and the jacket allowing the product located below, to pass over the piston.
  • the sliding of the piston 28 is sealed and there is a suction of the product under the piston 28 through the valves 31, at the same time as a transfer of the product into the chamber 8 by the end 10a of the tube 10.
  • the stroke of the piston 28 being, by construction, of constant amplitude, the adjustment of the dose sucked then injected is carried out by moving the jacket 29 along the tube to adjust the length of the stroke of the piston during which it is in contact with the folder 29.
  • the latter may for this purpose comprise an external graduation, for displaying the volume of the adjusted dose.
  • a removable wall 32 resting on the bottom 4 of the enclosure and comprising at its base at least one opening 32 a forming an outlet.
  • This wall constitutes a part which offers the fluid being mixed the larger contact surface and which is conducive to fixing any deposit. It can be seen that, the enclosure being in two easily separable parts, it is easy to remove this partition 32 either to clean it or to replace it. This withdrawal also causes the rupture and dissociation of the deposit which can affect the neighboring walls, which also can be easily removed.
  • the invention finds an interesting application in the field of pumps and metering devices for the treatment of a main fluid with an additional product.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif pour injecter un produit dosé dans une circulation principale de liquide comportant un piston de dosage (28) attelé à un piston étagé (11) dont le mouvement résulte de la pression du fluide principal de manière connue. Le piston (28) coopère avec un cylindre de dosage(10)qui est en communication permanente avec la partie inférieure de la chambre(8)de sortie du liquide. Le mélange des produits est ainsi confiné à la sortie du dispositif, tandis qu'aucun coulissement étanche d'une pièce au contact de l'un et l'autre des liquide et produit n'est nécessaire, ce qui supprime les risques d'abrasion des joints provoquée par les dépôts sur la pièce coulissante. En outre, la chambre d'entrée (6) du liquide principal étant annulaire, se prête à une mise en place simple d'un filtre (33).

Description

  • La présente invention concerne un dispositif d' injection d'une quantité dosée de produit dans un débit de fluide principal.
  • On connaît de nombreux dispositifs formant pompes doseuses dans lesquels l'énergie fournie au mécanisme de pompage provient du débit de liquide principal sous pression. De tels dispositifs notamment décrits dans les brevets US-A-­3 937 241 et 4 060 351, comportent dans une enceinte, un piston étagé qui est monté à coulissement le long de deux parois cylindriques de diamètres différents que comporte l'en­ceinte et qui définit ainsi trois chambres de volume variable. Un mécanisme à clapets, porté par le piston, permet l'appli­cation de la pression du fluide sur l'une ou l'autre face du piston étagé qui décrit ainsi un mouvement alternatif et qui constitue l'organe d'entraînement pour un piston de dosage coopérant avec un cylindre en communication avec un réservoir de produit à injecter. Le mécanisme à clapets est quant à lui manoeuvré par une transmission qui est commandée par un pous­soir actionné par des butées fixes lors des points morts haut et bas du piston étagé. La transmission est telle que les clapets sont maintenus dans chacune de leurs positions, de manière stable.
  • L'un des problèmes rencontrés lors de l'exploita­tion de ces dispositifs réside dansle fait que le produit additif est généralement introduit dans le circuit principal, à l'entrée de la pompe et qu'il circule ainsi dans les trois chambres. Il peut alors se produire des phénomènes de corro­sion du fait de la nature souvent agressive du produit qui réduisent la durée de vie des composants de la pompe. Par ailleurs, on a constaté pour certains produits additifs, tels que l'eau de javel, des réactions chimiques avec le liquide principal (de l'eau notamment) ou les sels qu'il contient en solution, conduisent à des précipités ou des dépôts dans la zone de mélange dont il faut sinon empêcher la création, du moins la limiter et interdire le plus possible que de tels dépôts se forment sur des éléments à coulissement étanche. En effet, ces dépôts constituent des agents abrasifs extrêmement actifs qui détruisent rapidement la qualité du contact glis­sant étanche entre deux pièces ou les joints disposés à la traversée des parois par une pièce mobile.
  • De tels problèmes se rencontrent notamment avec des dispositifs du genre de ceux décrits dans le Brevet US-A-­4 558 715 qui, en tentant de créer une injection de produit à la sortie de la pompe, proposent une tige de liaison du piston étagé au piston de dosage montée à coulissement, étanché par un joint, au travers d'une paroi fixe, la tige étant alternativement au contact du liquide principal et du produit et constituant ainsi le support privilégié pour la formation de concrétions qui viennent rapidement à bout du joint d'étanchéité.
  • La présente invention constitue une autre solu­tion au problème de l'injection de produit en sortie de dispositif pour préserver de la corrosion les parties mobiles de la pompe tout en permettant d'éviter la formation de dépôts sur d'autres parties coulissantes tout aussi préjudiciable pour la bonne tenue dans le temps de l'appareil. Le perfectionne­ment selon l'invention est conçu en outre de manière à faci­liter l'entretien de ces appareils en rendant extrêmement simple les opérations de montage et de démontage et donc les visites d'entretien.
  • A cet effet donc l'invention a pour objet un per­fectionnement aux dispositifs d'injection d'une quantité dosée d'un produit additif dans un liquide proportionnellement à son débit, constitués par une enceinte cylindrique fermée comprenant une ouverture d'entrée du liquide, une ouverture de sortie de ce liquide et une ouverture d'entrée du produit additif, et une paroi cylindrique interne concentrique à la paroi cylindrique de l'enceinte, par un piston étagé monté à coulissement alternatif le long des parois cylindriques sus­dites, divisant l'enceinte en trois chambres de volume variable, à savoir, une première chambre annulaire délimitée par les deux parois et le piston, une seconde chambre supérieure délimitée par la paroi cylindrique de grand diamètre et la partie correspondante de piston, et une troisième chambre déli­mitée par la paroi cylindrique de petit diamètre et la partie correspondante de piston, par un dispositif à clapets monté sur le piston pour mettre en communication la seconde chambre avec, tour à tour, l'une et l'autre des deux autres chambres tout en l'isolant de l'autre, et par au moins un piston de dosage attelé au piston étagé et monté à coulissement dans un cylindre de dosage parallèle à l'axe de la course du piston étagé.
  • Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention, ce perfectionnement réside en ce que la première chambre, dite chambre d'entrée, est en communication per­manente avec l'ouverture d'entrée du fluide, la troisième chambre dite chambre de sortie, est en commu­nication permanente avec l'ouverture de sortie du fluide et avec l'ouverture d'entrée du produit additif, tandis que le piston de dosage est attelé au piston étagé par une tige parallèle à la course du piston étagé et s'étendant librement dans la chambre de sortie et dans l'ouverture d'entrée du produit additif constituée par le débouché du cylindre de dosage dans le fond de l'enceinte adjacent à la troisième chambre susdite.
  • Afin de pouvoir régler de manière simple la quan­tité de produit à injecter, le cylindre de dosage est pourvu d'une chemise intérieure dont la position axiale dans le cylindre de dosage est réglable par rapport à la course du piston de dosage de manière à constituer un organe de réglage de la course utile du piston et de la quantité dosée.
  • De manière préférée, le cylindre de dosage est situé partiellement en saillie à l'intérieur de la troisième chambre, au-dessus du niveau de l'ouverture de sortie, une paroi amovible étant disposée dans l'espace annulaire de la troisième chambre, délimitée par ladite saillie et la paroi cylindrique interne susdite pour former chicane à l'écou­lement du fluide additionné de produit.
  • Cette architecture permet avantageusement de disposer un élément filtrant amovible éntre les deux parois cylindriques de l'enceinte.
  • On notera enfin, pour ce qui concerne ce mode de réalisation, que le dispositif de soupapes susdit est consti­tué par au moins un premier clapet coopérant avec un siège ménagé dans la paroi du piston étagé séparant les première et seconde chambres et s'ouvrant dans la première chambre paral­lèlement à l'axe de la course du piston, par au moins un se­cond clapet coopérant avec un siège ménagé dans la paroi du piston séparant la seconde de la troisième chambre et s'ouvrant dans la seconde chambre susdite, par une armature de liaison des clapets située dans la seconde chambre et attelée au pis­ton par un mécanisme de transmission bistale du mouvement d'un poussoir axial monté à coulissement dans le piston et coopé­rant avec des butées aux points morts haut et bas de la course du piston étagé.
  • L'enceinte cylindrique est constituée par deux parties séparables assemblées entre elles au niveau de la partie médiane de l'enceinte. Le piston possède dans ses zones de contact avec les parois de l'enceinte des lèvres d'étanchéité s'étendant l'une en direction de l'autre.
  • L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indi­catif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires.
  • Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention,
    • -la figure 2 est une coupe partielle suivant la ligne II-II de la figure 1.
  • En se reportant tout d'abord à la figure 1 on voit un corps de pompe 1 comprenant une première partie infé­rieure 1a associée à une seconde partie supérieure 1b en forme de cloche, pour former une enceinte, sensiblement cylin­drique, fermée de manière étanche au niveau d'un plan de joint 2 sensiblement médian. La partie inférieure 1a comporte une paroi exté­rieure cylindrique 3 fermée par un fond 4, au centre duquel s'élève, concentriquement à la paroi 3, une paroi cylindri­que interne 5. L'espace annulaire 6 défini par les parois 3 et 5 est en communication avec une ouverture 7 formant ajutage de raccordement pour une conduite d'amenée du fluide principal non représentée. L'espace jntérieur 8 à la paroi 5 est quant à lui en communication permanente avec un ajutage 9 de raccordement d'une conduite de sortie du fluide. Une troisième paroi tubulaire 10 s'élève du fond 4 à l'intérieur de l'espace 8, sensiblement coaxiale aux parois 3 et 5. Le tube 10 débouche par son extrémité supérieure directement dans l'espace 8, tandis qu'il se prolonge par son extrémité infé­rieure 10b au delà du fond 4 pour être raccordé à une conduite d'amenée du produit additif qui sera décrite plus en détail ci-après.
  • La cloche 1b définit une portée cylindrique, de diamètre intérieur identique à celui de la paroi 3, pour la partie 11a de grand diamètre d'un piston étagé 11. Le piston 11 possède donc une partie inférieure 11b de petit diamètre qui peut coulisser le long de la paroi 5. Cette partie 11b se présente sous la forme d'une cloche renversée venant fermer l'espace 8 intérieur à la paroi 5. La partie 11a ferme, avec la partie 11b l'espace annulaire 6 et forme avec la cloche 1b une chambre supérieure 12. Ainsi l'espace 6, la chambre 12 et l'espace 8 forment-ils trois chambres de volume variable, respectivement première, deuxième et troisième chambres, à l'intérieur de l'enceinte 1. La chambre 6 est en communication permanente avec l'entrée 7 du fluide principal, la chambre 8 est en communication permanente avec la sortie 9 du fluide et avec l'ouverture 10a d'amenée du produit additif, tandis que la chambre 12 communique sélectivement tantôt avec la chambre 8, tantôt avec la chambre 6 au moyen d'un système de clapets por­té par le piston 11.
  • Ce système de clapets, représenté partiellement aux figures 1 et 2 comporte essentiellement une armature mobile 13 porteuse par exemple de huit clapets dont quatre tels que 14 coopèrent avec des sièges tels que 14a ménagés dans la paroi de piston séparant la chambre 6 de la chambre 12, et quatre tels que 15 coopérant avec des sièges 15a ménagés dans la paroi de piston séparant la chambre 12 de la chambre 8. Les clapets 14 s'ouvrent vers le bas, c'est-à-dire dans la chambre 6 alors que les clapets 15 s'ouvrent vers le haut, c'est-à-dire dans la chambre 12. L'armature 13 peut débattre entre une première position éloignée du sommet de piston dans laquelle les cla­pets 14 sont en appui sur leur siège 14a, la chambre 6 étant isolée de la chambre 12, et les clapets 15 éloignés de leur siège 15a, faisant communiquer la chambre 12 et la chambre 8, et une seconde position rapprochée du sommet de piston dans laquelle les clapets 14 sont ouverts pour relier la chambre 12 à la chambre 6 et les clapets 15 sont fermés pour isoler la chambre 12 de la chambre 8. Le passage de l'armature 13 d'une position à l'autre et son maintien dans chacune d'elles est assuré par un mécanisme de transmission bistable s'éten­dant entre l'armature et un poussoir 16 central coaxial au piston et monté coulissant dans ce dernier. A cet effet, le poussoir 16 comporte des axes d'attelage 17 pour des ressorts 18 dont l'autre extrémité est solidaire d'un levier 19 arti­culé par une extrémité libre à un support 20 solidaire du piston 11. L'extrémité du levier 19 attelée au ressort 18 peut débattre entre deux butées 21 et 22 ménagées comme les surfaces inférieure et supérieure d'une fenêtre 23 de l'arma­ture 13. Le ressort 18 tend à rapprocher le levier 19 du pous­soir 16 donc à rapprocher l'armature 13 du sommet de piston 11 par appui du levier 19 sur la surface de butée 21 ou à l'éloi­gner par appui du levier 19 sur la surface de butée 22. Le poussoir 16 est équipé à son extrémité inférieure d'une bar­rette transversale 24 qui peut prendre appui, quand le piston atteint son point mort bas sur l'extrémité 10a de l'embout tubulaire 10. Par son autre extrémité le poussoir 16 coopère avec une surface de butée 25 du fond de la cloche 1b, lorsque le piston 11 arrive au point mort haut.
  • Ainsi, quand le piston descend les clapets 14 sont ouverts et les clapets 15 sont fermés, comme le montre la fi­gure 1.
  • Le fluide admis dans la chambre 6 atteint la cham­bre 12 qu'il "gonfle", repoussant vers le bas le piston 11. Lorsque la barrette 24 est arrêtée par l'extrémité 10a du tube 10, le poussoir 16 est arrêté alors que le piston 11 pour­suit sa descente. L'articulation des leviers 19 au support 20 passe alors sous le point d'attelage 17 des ressorts 18 au poussoir. Les ressorts 18 entraînent alors le basculement des leviers 19 qui quittent la butée 21 pour heurter la butée 22 et soulever l'armature 13, jusqu'à obtenir la fermeture des clapets 14 et l'ouverture des clapets 15. Le fluide admis dans la chambre 6 agit alors sur la surface inférieure annu­laire de la partie 11a de grand diamètre du piston 11 et le fait remonter. Le fluide contenu dans la chambre 12 s'échappe alors dans la chambre 8 et par l'orifice 9 de sortie dans la proportion des différences de volume balayés par la partie de grand diamètre du piston et celle de petit diamètre. Au voisi­nage du point mort haut, le poussoir 16 heurte la butée 25 et l'articulation des leviers 19 sur les supports 20 repasse au-dessus des articulations 17, entraînant un basculement vers le bas de ces leviers et le mouvement de l'armature cor­respondant qui revient dans sa position illustrée par la figu­re. Le piston 11 peut alors entamer un second cycle, la phase de descente provoquant la chasse du liquide contenu dans la chambre 8 au travers de l'ouverture 9.
  • Au piston étagé 11 est attelé par une tige de liaison 26 et une lanterne 27 dans laquelle peut débattre le poussoir 16 et sa barrette 24, un piston de dosage 28 qui coulisse dans le tube 10 ou plus exactement dans une chemise interne 29 du tube 10. Cette chemise 29 est fixée au tube 10 par l'intermédiaire d'un dispositif 30 de raccordement étanche qui permet d'en régler la position axiale par rapport au tube. Cette chemise est elle-même raccordée à une conduite d'amenée du produit additif, non représentée, et possède une boîte à clapets 31 laissant passer le produit à aspirer en direc­tion de l'enceinte 1. Le piston 28 est tel que lorsqu'il plonge dans la chemise 29, un jeu annulaire se forme entre lui et la chemise permettant au produit situé en-dessous, de passer au-dessus du piston. En revanche, lors de la course inverse, le coulissement du piston 28 est étanche et il se crée une aspiration du produit sous le piston 28 au travers des clapets 31, en même temps qu'un transfert du produit dans la chambre 8 par l'extrémité 10a du tube 10.
  • La course du piston 28 étant, par construction, d'amplitude constante, le réglage de la dose aspirée puis injectée est réalisé en déplaçant la chemise 29 le long du tube pour régler la longueur de la course du piston pendant laquelle il est en contact avec la chemise 29. Cette dernière peut à cet effet comporter une graduation extérieure, d'af­fichage du volume de la dose réglée.
  • Comme on l'a vu plus haut, à chaque course du piston 11, une quantité de liquide principal est refoulée en direction de l'ouverture de sortie 9. Il existe donc dans la chambre 8 un courant de liquide dirigé vers le bas. Lors de la montée du piston 11 vers son point mort haut, le piston de dosage 28 injecte dans la chambre 8 la dose de produit additif qui est directement dirigée vers la partie inférieure de cette chambre, autour du tube 10 et entraînée vers la sor­tie 9. C'est donc dans cette zone que se produit le mélange du fluide principal et du produit additif et par voie de conséquence, c'est dans cette zone que sont confinés les risques de dépôts ou concrétions résultant de la réaction de deux produits.
  • Il est avantageux alors de prévoir, dans ce volu­me cylindrique, la mise en place d'une paroi amovible 32 reposant sur le fond 4 de l'enceinte et comportant à sa base au moins une ouverture 32a formant sortie. Cette paroi cons­titue une pièce qui offre au fluide en cours de mélange la plus grande surface de contact et qui est propice à une fixa­tion de l'éventuel dépôt. On voit que, l'enceinte étant en deux parties facilement séparables, il est aisé de retirer cette cloison 32 soit pour la nettoyer soit pour la remplacer. Ce retrait provoque également la rupture et la dissociation du dépôt pouvant affecter les parois voisines, qui lui aussi peut être facilement enlevé.
  • On notera également sur cette figure la présence d'un élément filtrant 33 installé de manière amovible dans la chambre annulaire 6 permettant de retenir, avant traversée du dispositif, les impuretés charriées par le fluide prin­cipal, ce filtre 33 est également très accessible.
  • On notera enfin une disposition avantageuse découlant de la disposition des chambres selon l'invention et du sens de circulation du fluide, concernant le piston 11. On voit en effet sur la figure que le piston 11 possède à son extré­mité de grand diamètre 11a un lèvre 40 et à son extrémité 11b de petit diamètre une lèvre 41. Du fait que le fluide est admis dans la chambre 6 c'est à dire entre les lèvres 40 et 41, celles-ci ne peuvent jouer leur rôle que si elles s'étendent l'une vers l'autre. Cette disposition permet une grande sécurité en ce qui concerne les opérations de montage ou de démontage de l'appareil, supprimant les risques de détérioration des lèvres si elles étaient trouvées de l'autre côté, par les bords libres des parois 1 et 5.
  • L'invention trouve une application intéressante dans le domaine des pompes et dispositifs de dosage pour le traitement d'un fluide principal par un produit additionnel.

Claims (8)

1. Perfectionnement aux dispositifs d'injection d'une quantité dosée d'un produit additif dans un liquide proportionnellement à son débit, constitués par une enceinte cylindrique (1) fermée comprenant une ouverture d'entrée (7) du liquide, une ouverture de sortie (9) de ce liquide et une ouverture d'entrée (10a) du produit additif, et une paroi cylindrique (5) interne concentrique à la paroi cylindrique de l'enceinte (1), par un piston étagé (11) monté à coulis­sement alternatif le long des parois cylindriques susdites, divisant l'enceinte en trois chambres de volume variable, à savoir, une première chambre annulaire (6) délimitée par les deux parois (3, 5) et le piston (11), une seconde chambre supérieure (12) délimitée par la paroi cylindrique (3) de grand diamètre et la partie correspondante (11a) du piston (11), et une troisième chambre (8) délimitée par la paroi cylindrique de petit diamètre (5) et la partie correspondan­te (11b) du piston (11), par un dispositif à clapets (14,15) monté sur le piston (11) pour mettre en communication la seconde chambre (12) avec, tour à tour, l'une (6) et l'autre (8) des deux autres chambres tout en l'isolant de l'autre (8, 6) par au moins un piston (28) de dosage attelé au pis­ton étagé (11) et monté à coulissement dans un cylindre de dosage (10,29) parallèle à l'axe de la course du piston étagé (11), perfectionnement caractérisé en ce que la première chambre (6) dite chambre d'entrée est en communica­tion permanente avec l'ouverture d'entrée (7) du fluide, la troisième chambre (8), dite chambre de sortie, est en commu­nication permanente avec l'ouverture de sortie (9) du fluide et avec l'ouverture d'entrée (10a) du produit additif, tandis que le piston de dosage (28) est attelé au piston étagé (11) par une tige parallèle (26) à la course du piston étagé et s'étendant librement dans la chambre de sortie (8) et dans l'ouverture d'entrée (10a) du produit additif constitué par le débouché du cylindre de dosage (10) dans le fond (4) de l'enceinte adjacent à la troisième chambre susdite (8).
2. Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre de dosage (10) est pourvu d'une chemise intérieure (29) dont la position axiale dans le cylindre (10) de dosage est réglable par rapport à la course du piston (28) de dosage de manière à constituer un organe de réglage de la course utile du piston (28) et de la quantité dosée.
3. Perfectionnement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le cylindre (10) de dosage est sensiblement coaxial aux parois cylindriques (3,5) de l'enceinte (1).
4. Perfectionnement selon la revendication 3 carac­térisé en ce que le cylindre de dosage (10) est situé par­tiellement en saillie à l'intérieur de la troisième chambre (8) au-dessus du niveau de l'ouverture (9) de sortie, une paroi amovible (32) étant disposée dans l'espace annulaire de la troisième chambre (8), délimitée par ladite saillie (10) et la paroi cylindrique (5) interne susdite pour former chicane à l'écoulement du fluide additionné de produit.
5. Perfectionnement selon la revendication 3 caractérisé en ce que la première chambre (6) susdite com­porte un élément filtrant (33) amovible disposé entre les deux parois cylindriques (5, 3).
6. Perfectionnement selon la revendication 3 caractérisé en ce que le dispositif de soupapes susdit est constitué par au moins un premier clapet (14) coopérant avec un siège (14a) ménagé dans la paroi du piston étagé séparant les premières (6) et seconde (12) chambres et s'ouvrant dans la première chambre (6) parallèlement à l'axe de la course du piston (11), par au moins un second clapet (15) coopérant avec un siège (15a) ménagé dans la paroi du piston (11) séparant la seconde (12) de la troisième (8) chambre et s'ouvrant dans la seconde chambre (12) susdite, par une arma­ture (13) de liaison des clapets située dans la seconde chambre (12) et attelée au piston (11) par un mécanisme de transmission (17, 18, 19, 20, 21, 22) bistable du mouvement d'un poussoir axial (16) monté à coulissement dans le piston et coopérant avec des butées (10a, 25) aux points morts haut et bas de la course du piston étagé (11).
7. Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (1) est en deux parties (1a, 1b) séparables axialement sensiblement au niveau de la partie médiane de la paroi cylindrique extérieure.
8. Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le piston (11) étagé susdit comporte des lèvres d'étanchéité en regard des parois cylindriques (1, 5) de coulissement qui s'étendent l'une en direction de l'autre.
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