EP1773479B1 - Dispositif de dosage pour introduire un additif dans un courant de liquide - Google Patents

Dispositif de dosage pour introduire un additif dans un courant de liquide Download PDF

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EP1773479B1
EP1773479B1 EP05783999A EP05783999A EP1773479B1 EP 1773479 B1 EP1773479 B1 EP 1773479B1 EP 05783999 A EP05783999 A EP 05783999A EP 05783999 A EP05783999 A EP 05783999A EP 1773479 B1 EP1773479 B1 EP 1773479B1
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EP
European Patent Office
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pump
venturi
flow
inlet
additive
Prior art date
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EP05783999A
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EP1773479A1 (fr
Inventor
Gilbert Barras
Matthieu Darbois
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Dosatron International SAS
Original Assignee
Dosatron International SAS
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/02—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid
    • F04F5/10—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid displacing liquids, e.g. containing solids, or liquids and elastic fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/315—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein a difference of pressure at different points of the conduit causes introduction of the additional component into the main component
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/88—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by feeding the materials batchwise
    • B01F35/882—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by feeding the materials batchwise using measuring chambers, e.g. volumetric pumps, for feeding the substances
    • B01F35/8822—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by feeding the materials batchwise using measuring chambers, e.g. volumetric pumps, for feeding the substances using measuring chambers of the piston or plunger type
    • B01F35/88222—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by feeding the materials batchwise using measuring chambers, e.g. volumetric pumps, for feeding the substances using measuring chambers of the piston or plunger type without external means for driving the piston, e.g. the piston being driven by one of the components
    • 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
    • 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
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/103—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber
    • F04B9/105—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber reciprocating movement of the pumping member being obtained by a double-acting liquid motor
    • F04B9/1053—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber reciprocating movement of the pumping member being obtained by a double-acting liquid motor one side of the double-acting liquid motor being always under the influence of the liquid under pressure

Definitions

  • the invention relates to a metering device for introducing an additive into a main liquid stream circulating in a pipe, which device comprises a reciprocating differential piston pump for withdrawing the additive from a container and dosing it, this pump having a first inlet for receiving a main liquid flow which drives the pump, a second inlet for withdrawing the additive and an outlet for the admixture of additive and main liquid.
  • EP 0 255 791 relates to a dosing device of the kind defined above wherein an adjustment of the dose drawn and then injected is provided by moving a jacket along a tube to adjust the length of the suction stroke of the piston.
  • FR 740 179 relates to a Venturi ejector according to which is sucked at the neck of the Venturi a fluid which mixes with a fluid fluid relaxing in the convergent.
  • the driving fluid may be a liquid, especially water, while the aspirated fluid may be air in the case of a water jet vacuum ejector.
  • the dosage of the fluid sucked into the mixture of fluid and aspirated fluid is not taken into consideration.
  • the range of dosages is limited especially for obtaining very small dosages, for example of the order of parts per million (ppm).
  • the volumes of additive to be injected at each cycle of the pump then become very small and can not be obtained by a simple mechanical system.
  • WO 02/02938 proposes a device that allows small dosages.
  • this device uses periodic electric control means and solenoid valves, which complicates the installation and increases the cost.
  • the object of the invention is, above all, to provide a dosing device which makes it possible in a simple and economical way to process high flow rates of main liquid with pumps of reduced dimensions and to increase the permitted range of dosages, in particular to small dosages.
  • a metering device for introducing an additive into a main liquid stream flowing in a pipe, this device comprising a reciprocating differential piston pump for withdrawing the additive into a container and dosing it, this pump comprising a first inlet for receiving a main liquid flow which drives the pump, a second inlet for withdrawing the additive and an outlet for the admixture of additive and main liquid, is characterized in that it comprises a venturi arranged in the pipe and in that the pump is connected in parallel with the venturi, the first inlet of the pump being connected to the inlet of the venturi while the outlet of the pump is connected to the neck of the venturi.
  • the geometry of the venturi is adjusted to the pressure drop of the pump between first inlet and outlet, to allow a substantially constant dosage to be obtained despite flow variations, and independent of the inlet pressure.
  • the geometry of the venturi can be adjusted to establish in operation a pressure difference of about 1.5 bar and less than 2 bar between the inlet pressure and the pressure at the neck.
  • the geometry of the venturi can be adjusted so that the pressure drop created by the venturi is less than 0.5 bar.
  • An additional pressure drop can be created in the bypass circuit of the pump, in particular by a nozzle, in particular adjustable, preferably disposed at the outlet of the pump.
  • the venturi can be set so that the ratio R is at least ten, or close to ten. Large flows can therefore be treated by smaller pumps.
  • the ratio R may be greater than one hundred.
  • the pump may be provided to allow a volume ratio between injected additive flow and engine liquid flow through the pump less than or equal to one thousandth (1/1000) while the volume dilution of the mixture exiting the pump in the main flow
  • the venturi crossing is less than one percent (1%) so that the volume dosage in the main flow is less than or equal to 10 -5 or 10 ppm (10 parts per million).
  • venturi and the pump form a together, and connection means are provided at the inlet and the outlet of the venturi for insertion and connection to two sections of the pipe.
  • a dosing device D for introducing a liquid additive A in a main liquid stream L, water in the example in question.
  • the liquid additive A is contained in a container 1.
  • Device D comprises a metering pump 2 arranged with its vertical axis.
  • the pump 2 is of a known type, in particular manufactured and marketed by the applicant company DOSATRON INTERNATIONAL. An example of such pumps is described in EP 1 151 196 or US 6,684,753 .
  • the pump 2 comprises a reciprocating differential piston 3 which drives a piston 4 of smaller diameter, ensuring the pumping and injection of the additive A.
  • the piston 4 slides in a chamber cylindrical auxiliary pump 5 connected by a sampling tube 6 to the container 1.
  • the tube 6 immersed in the additive to be taken.
  • the pump 2 comprises a first inlet 7 for receiving a flow of main liquid, generally water, which drives the differential piston 3.
  • the pump 2 comprises a second inlet 8 located at the bottom of the auxiliary pump body 5 for the removal of the additive A, and an outlet 9 for the mixture of additive A and main liquid L.
  • Device D comprises a venturi 10 which has an inlet section 11, a neck 12 of reduced section and an outlet section 13.
  • the pump 2 is connected in parallel with the venturi 10, the first inlet 7 of the pump being connected by a pipe 14 to the inlet 11 of the venturi while the outlet 9 of the pump is connected by a pipe 15 to the neck 12 of the venturi .
  • the cross sections of the different parts of the venturi are preferably circular, but could have a different shape, for example rectangular.
  • the pressure difference (Pe -Pc) between the inlet and the neck of the venturi is related to the geometry (section variation) and the flow rate Qe of liquid.
  • a variation of the inlet pressure shifts the operating range of the venturi, the range of which decreases as the inlet pressure increases.
  • the pressure difference between the inlet 11 and the neck 12 of the venturi is adjusted to the pressure drop between the inlet 7 and the outlet 9 specific to the pump in normal operation.
  • this pressure drop can be of the order of 1.5 bar and remains less than 2 bar.
  • venturi The geometry of the venturi is designed to create a reduced pressure drop, less than 0.5 bar, between inlet and outlet of the venturi.
  • the venturi 10 and the pump 2 may form an assembly, and connection means Re and Rs are provided at the inlet and the outlet of the venturi for insertion and connection to two sections of the pipe Te, Ts.
  • the derivative flow which passes through the pipe 14 and into the pump 2 allows the operation of the metering pump between the inlet pressure Pe of the venturi 10 and the pressure Pc at the neck.
  • the venturi 10 is set so that the ratio R of the flow rate Qe passing through the venturi 10 to the flow rate Qd passing through the metering pump 2 is at least equal to 10 (ten).
  • the main flow does not pass into the metering pump 2.
  • This allows the use of a small pump 2 for dosing an additive product A in a large flow of main liquid.
  • a standard pump of maximum flow 2.5 m 3 / h ensuring a dosage of 10%.
  • the invention thus makes it possible to treat large flows of main liquid with relatively small dosing pumps.
  • the ratio R to ensure small dosages can be at least 100 (one hundred).
  • a metering pump 2 allowing a volume ratio between flow rate of additive A injected and flow rate Qd of engine liquid passing through the pump equal to one thousandth (1/1000), combined with a dilution of at least one percent (1%) allows a volume dosage of additive A in the main flow rate Qe less than 10 -5 , ie 10 ppm (10 parts per million).
  • FIG. 3 illustrates an additional possibility of adjusting the flow rate of the pump by creating an additional pressure drop in the circuit derived from the pump.
  • this pressure drop is created by a nozzle 16 installed at the outlet 9 of the pump.
  • the nozzle 16 has a calibrated through hole.
  • the pump 2, in the absence of any nozzle 16 generally allows a flow rate adjustment between a maximum value M and a minimum value M / p, with p close to three, for example.
  • the adjustment range is increased towards the lower values, according to the diameter of the calibrated orifice of the nozzle.
  • the nozzle 16 may be adjustable, in particular by means of a needle, which makes it possible to vary the dosage, in particular particularly in the case of a dosing pump which has no adjustment.
  • At least two different nozzles can be provided, mounted in parallel on one or more by-passes, with one or more selection valves, which makes it possible to obtain at least two dosing ranges.
  • venturi and metering pump allows a pressure independent operating range. This combination also makes it possible to obtain a substantially constant dosage and not simply an injection that would vary as a function of pressure and flow rate variations.
  • the invention makes it possible to overcome the pressure limitation of the venturi.

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Description

  • L'invention est relative à un dispositif de dosage pour introduire un additif dans un courant de liquide principal circulant dans une conduite, lequel dispositif comprend une pompe à piston différentiel à mouvement alternatif pour prélever l'additif dans un récipient et le doser, cette pompe comportant une première entrée pour recevoir un débit de liquide principal qui assure l'entraînement de la pompe, une seconde entrée pour prélever l'additif et une sortie pour le mélange d'additif et de liquide principal.
  • EP 0 255 791 concerne un dispositif de dosage du genre défini ci-dessus dans lequel un réglage de la dose aspirée puis injectée est prévu par déplacement d'une chemise le long d'un tube pour régler la longueur de la course d'aspiration du piston. Bien que cette possibilité de réglage soit intéressante, elle ne permet pas d'obtenir de manière satisfaisante de très petits dosages, par exemple de l'ordre de parties par million (ppm).
  • FR 740 179 concerne un éjecteur à Venturi selon lequel on aspire au col du Venturi un fluide qui se mélange à un fluide moteur se détendant dans le convergent. Le fluide moteur peut être un liquide, notamment de l'eau, alors que le fluide aspiré peut être de l'air dans le cas d'un éjecteur à vide à jet d'eau. Le dosage du fluide aspiré dans le mélange fluide moteur/fluide aspiré n'est pas pris en considération.
  • On connaît, par exemple d'après EP 1 151 196 ou US 6 684 753 des pompes doseuses à piston différentiel qui fonctionnent avec une technologie de moteur à piston alternatif. Le liquide moteur, généralement de l'eau, passe à travers la pompe et entraîne le piston. Le mouvement alternatif du piston permet de faire fonctionner une seconde pompe alternative, intégrée dans la première, pour prélever l'additif à doser et l'injecter dans le liquide moteur ou liquide principal. Ce type de pompe doseuse présente de nombreux avantages :
    • le rapport de dosage en volume ne varie pas avec le débit ou la pression du liquide moteur ;
    • la pompe doseuse présente une grande plage de fonctionnement en débit, la limitation supérieure étant liée à la fréquence maximale permise ;
    • le dosage reste constant en dépit des variations de débit ;
    • le fonctionnement est peu sensible à la pression du liquide moteur ;
    • un réglage du dosage est possible.
  • Toutefois, les valeurs supérieures des débits qu'une pompe peut traiter sont relativement limitées car la cylindrée de la pompe et ses dimensions augmentent avec le débit maximum à traiter. De gros débits nécessitent de grosses pompes dont les dimensions sont nécessairement limitées par des considérations d'encombrement maximum et de coût.
  • En outre, la plage de dosages est limitée notamment pour l'obtention de très petits dosages, par exemple de l'ordre de parties par million (ppm). Les volumes d'additif à injecter à chaque cycle de la pompe deviennent alors très faibles et ne peuvent pas être obtenus par un système mécanique simple.
  • WO 02/02938 propose un dispositif qui permet de petits dosages. Toutefois, ce dispositif fait appel à des moyens de commande périodique électriques et à des électrovannes, ce qui complique l'installation et augmente le prix de revient.
  • L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif de dosage qui permet d'une manière simple et économique, de traiter des débits élevés de liquide principal avec des pompes de dimensions réduites et d'augmenter la plage de dosages permise, notamment vers les petits dosages.
  • Selon l'invention, un dispositif de dosage pour introduire un additif dans un courant de liquide principal circulant dans une conduite, ce dispositif comprenant une pompe à piston différentiel à mouvement alternatif pour prélever l'additif dans un récipient et le doser, cette pompe comprenant une première entrée pour recevoir un débit de liquide principal qui assure l'entraînement de la pompe, une seconde entrée pour prélever l'additif et une sortie pour le mélange d'additif et de liquide principal, est caractérisé en ce qu'il comprend un venturi disposé dans la conduite et en ce que la pompe est branchée en parallèle du venturi, la première entrée de la pompe étant reliée à l'entrée du venturi tandis que la sortie de la pompe est reliée au col du venturi.
  • Ainsi, seule une fraction du débit de liquide principal traverse la pompe qui peut conserver des dimensions réduites pour assurer un dosage sur un débit dérivé réduit qui est ensuite mélangé au courant principal.
  • Avantageusement, la géométrie du venturi est ajustée à la perte de charge de la pompe entre première entrée et sortie, pour permettre d'obtenir un dosage sensiblement constant malgré les variations de débit, et indépendant de la pression d'entrée.
  • La géométrie du venturi peut être ajustée pour établir en fonctionnement une différence de pression d'environ 1.5 bar et inférieure à 2 bars entre la pression d'entrée et la pression au col. De plus, la géométrie du venturi peut être ajustée pour que la perte de charge créée par le venturi soit inférieure à 0.5 bar.
  • Une perte de charge supplémentaire peut être créée dans le circuit dérivé de la pompe, en particulier par un gicleur,notamment réglable, de préférence disposé en sortie de la pompe.
  • Le venturi peut être réglé pour que le rapport du débit traversant le venturi Qe au débit dérivé Qd traversant la pompe soit égal à R, de sorte qu'avec une pompe permettant de traiter un débit Qd selon un dosage x%, le dispositif permet de traiter un débit Qe = Qd.R , selon un dosage voisin de x/R%. Le venturi peut être réglé pour que le rapport R soit au moins égal à dix ,ou voisin de dix. Des débits importants peuvent donc être traités par des pompes de dimensions réduites.
  • Pour de petits dosages, le rapport R peut être supérieur à cent. La pompe peut être prévue pour permettre un rapport volumique entre débit d'additif injecté et débit de liquide moteur traversant la pompe inférieur ou égal à un millième (1/1000) tandis que la dilution volumique du mélange sortant de la pompe dans le débit principal traversant le venturi est inférieure à un pour cent (1 %) de sorte que le dosage volumique dans le débit principal est inférieur ou égal à 10-5 ou 10 ppm (10 parties par million).
  • Avantageusement, le venturi et la pompe forment un ensemble, et des moyens de raccordement sont prévus à l'entrée et à la sortie du venturi pour son insertion et son raccordement à deux tronçons de la conduite.
  • L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence au dessin annexé, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ce dessin :
    • Fig. 1 est un schéma, partie en extérieur, partie en coupe, d'une installation avec un dispositif de dosage selon l'invention.
    • Fig. 2 est une vue schématique simplifiée avec partie arrachée de la pompe du dispositif, et
    • Fig.3 montre en coupe à plus grande échelle un détail d'une variante.
  • En se reportant à Fig. 1, on peut voir un dispositif de dosage D pour introduire un additif liquide A dans un courant de liquide principal L, de l'eau dans l'exemple considéré. L'additif liquide A est contenu dans un récipient 1.
  • Le dispositif D comprend une pompe doseuse 2 disposée avec son axe vertical. La pompe 2 est d'un type connu, notamment fabriqué et commercialisé par la société déposante DOSATRON INTERNATIONAL. Un exemple de telles pompes est décrit dans EP 1 151 196 ou US 6 684 753 . Comme illustré schématiquement sur Fig. 2, d'une manière générale, la pompe 2 comporte un piston différentiel 3 à mouvement alternatif qui entraîne un piston 4, de plus petit diamètre, assurant le pompage et l'injection de l'additif A. Le piston 4 coulisse dans une chambre cylindrique d'une pompe auxiliaire 5 reliée par un tube de prélèvement 6 au récipient 1. Le tube 6 plonge dans l'additif A à prélever.
  • La pompe 2 comprend une première entrée 7 pour recevoir un débit de liquide principal, généralement de l'eau, qui assure l'entraînement du piston différentiel 3. La pompe 2 comporte une seconde entrée 8 située en partie basse du corps de pompe auxiliaire 5 pour le prélèvement de l'additif A, et une sortie 9 pour le mélange d'additif A et de liquide principal L.
  • Des moyens classiques à clapets ou analogues sont prévus pour commander les mouvements alternatifs du piston 3. Ces moyens connus ne sont pas représentés ni décrits.
  • Le dispositif D comprend un venturi 10 qui comporte une section d'entrée 11, un col 12 de section réduite et une section de sortie 13.
  • La pompe 2 est branchée en parallèle du venturi 10, la première entrée 7 de la pompe étant reliée par une canalisation 14 à l'entrée 11 du venturi tandis que la sortie 9 de la pompe est reliée par une canalisation 15 au col 12 du venturi.
  • Les sections transversales des différentes parties du venturi sont de préférence circulaires, mais pourraient avoir une forme différente, par exemple rectangulaire.
  • On rappelle qu'un venturi permet d'abaisser la pression d'un écoulement de fluide dans le col, notamment pour la rendre inférieure à la pression atmosphérique. L'écoulement d'un liquide dans une canalisation ne faisant pas intervenir de variation d'altitude est régi par l'équation de Bernoulli : P + ρV 2 / 2 = constante .
    Figure imgb0001
    Avec
    • P = pression statique du liquide,
    • V = vitesse du liquide et
    • ρ = masse volumique du liquide.
  • La différence de pression (Pe -Pc) entre l'entrée et le col du venturi est liée à la géométrie (variation de section) et au débit Qe de liquide. En désignant par Se la section transversale de l'entrée 11 et par Sc la section transversale au col 12 du venturi, on obtient :
    Vitesse d'entrée: Ve = Qe/Se
    Vitesse au col : Vc = Qe/Sc.
    d'où Pc - Pe = - 1 / 2 ⁢ ρ . Qe 2 . 1 / Sc 2 - 1 / Se 2 .
    Figure imgb0002
  • Une variation de la pression d'entrée décale le domaine de fonctionnement du venturi dont la plage se réduit lorsque la pression d'entrée augmente.
  • Avantageusement, la différence de pression entre l'entrée 11 et le col 12 du venturi est ajustée à la perte de charge entre l'entrée 7 et la sortie 9 propre à la pompe en fonctionnement normal. A titre d'exemple non limitatif, cette perte de charge peut être de l'ordre de 1,5 bar et reste inférieure à 2 bars.
  • La géométrie du venturi est prévue pour créer une perte de charge réduite, inférieure à 0.5 bar, entre entrée et sortie du venturi.
  • Le venturi 10 et la pompe 2 peuvent former un ensemble, et des moyens de raccordement Re et Rs sont prévus à l'entrée et à la sortie du venturi pour son insertion et son raccordement à deux tronçons de la conduite Te, Ts.
  • Le fonctionnement du dispositif résulte immédiatement des explications qui précèdent.
  • Le débit dérivé qui passe par la conduite 14 et dans la pompe 2 permet le fonctionnement de la pompe doseuse entre la pression d'entrée Pe du venturi 10 et la pression Pc au col.
  • Le venturi 10 est réglé pour que le rapport R du débit Qe traversant le venturi 10 au débit Qd traversant la pompe doseuse 2 soit au moins égal à 10 (dix). Ainsi, le flux principal ne passe pas dans la pompe doseuse 2. Ceci permet d'utiliser une pompe 2 de petite taille pour doser un produit additif A dans un flux important de liquide principal. Par exemple, pour assurer un dosage à 1% dans un débit de 20 m3/h, avec un rapport R égal à dix on peut utiliser une pompe standard de débit maximum 2.5 m3/h, assurant un dosage à 10%. L'invention permet donc de traiter de gros débits de liquide principal avec des pompes doseuses relativement petites.
  • De plus, l'effet de dilution entre le flux qui traverse la pompe 2 et le flux principal qui passe dans le venturi 10 permet d'obtenir de très petits dosages avec une précision importante. Le rapport R pour assurer les petits dosages peut être au moins égal à 100 (cent).
  • Une pompe doseuse 2 permettant un rapport volumique entre débit d'additif A injecté et débit Qd de liquide moteur traversant la pompe égal à un millième (1/1000), combinée avec une dilution d'au moins un pour cent (1%) permet un dosage volumique d'additif A dans le débit principal Qe inférieur à 10-5, soit 10 ppm (10 parties par million).
  • Par exemple une pompe 2 permettant un ratio volumique de 1/1500 (0.07 %) entre le débit d'additif A prélevé et le débit Qd correspond, dans la pratique, sensiblement au plus faible dosage obtenu avec précision mécaniquement avec une telle pompe. En réglant le venturi 10 pour avoir un rapport Qe/Qd égal à 133 (Qe = 20 m3/h alors que Qd = 150 1/h), le rapport volumique du dosage d'additif A dans le débit principal devient égal à :
    • (0,07 % /133),soit un ratio de 5.10-6 ou 5 ppm.
  • Fig.3 illustre une possibilité supplémentaire de réglage du débit de la pompe par création d'une perte de charge supplémentaire dans le circuit dérivé de la pompe. De préférence, cette perte de charge est créée par un gicleur 16 installé en sortie 9 de la pompe. Le gicleur 16 comporte un trou de passage calibré. Pour une différence de pression donnée entre col et entrée du venturi, la fréquence de la pompe 2 et donc le débit dérivé dans la pompe 2 sera d'autant plus faible que l'orifice du gicleur 16 est réduit. La pompe 2, en l'absence de tout gicleur 16, permet généralement un réglage de débit entre une valeur maximale M et une valeur minimale M/p, avec p voisin de trois par exemple. En disposant un gicleur 16 on augmente la plage de réglage vers les valeurs inférieures, selon le diamètre de l'orifice calibré du gicleur.
  • Le gicleur 16, peut être réglable, notamment à l'aide d'un pointeau, ce qui permet de faire varier le dosage, en particulier dans lé cas d'une pompe doseuse qui ne comporte pas de réglage.
  • En variante on peut prévoir au moins deux gicleurs différents, montés en parallèle sur un ou plusieurs by-pass, avec une ou plusieurs vannes de sélection, ce qui permet d'obtenir au moins deux plages de dosage.
  • La combinaison du venturi et de la pompe doseuse permet une plage de fonctionnement indépendante de la pression. Cette combinaison permet aussi d'obtenir un dosage sensiblement constant et non simplement une injection qui varierait en fonction des variations de pression et de débit.
  • Des essais réalisés dans des débits de 25 m3/h à 40 m3/h sous une pression de 8 bars à 10 bars, notamment pour des arrosages dans le domaine agricole, ont donné satisfaction avec utilisation d'un doseur DOSATRON INTERNATIONAL DI 1500 fonctionnant avec 1,1 m3 par heure, avec obtention d'un dosage d'additif de 50 ppm dans le débit principal, puis de 4 ppm avec un gicleur 16 différent.
  • L'invention permet de s'affranchir de la limitation en pression du venturi.

Claims (12)

  1. Dispositif de dosage pour introduire un additif (A) dans un courant de liquide principal (L) circulant dans une conduite, comprenant une pompe (2) à piston différentiel à mouvement alternatif pour prélever l'additif (A) dans un récipient (1) et le doser, cette pompe comportant une première entrée (7) pour recevoir un débit de liquide principal qui assure l'entraînement de la pompe, une seconde entrée (8) pour prélever l'additif et une sortie (9) pour le mélange d'additif et de liquide principal, caractérisé en ce qu'il comprend un venturi (10) disposé dans la conduite et en ce que la pompe (2) est branchée en parallèle du venturi (10), la première entrée (7) de la pompe étant reliée à l'entrée (11) du venturi tandis que la sortie (9) de la pompe est reliée au col (12) du venturi.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la géométrie du venturi (10) est ajustée à la perte de charge de la pompe (2) entre première entrée (7) et sortie (9).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la géométrie du venturi (10) est ajustée pour établir en fonctionnement une différence de pression d'environ 1.5 bar et inférieure à 2 bars entre la pression d'entrée et la pression au col.
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la géométrie du venturi (10) est ajustée pour que la perte de charge créée par le venturi soit inférieure à 0.5 bar.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une perte de charge supplémentaire (16) est créée dans le circuit dérivé de la pompe.
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la perte de charge supplémentaire est créée par un gicleur (16)
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le gicleur (16) est disposé en sortie (9) de la pompe.
  8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le gicleur est réglable.
  9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le venturi (10) est réglé pour que le rapport du débit (Qe) traversant le venturi au débit dérivé (Qd) traversant la pompe (2) soit égal à (R), de sorte qu'avec une pompe permettant de traiter un débit (Qd) selon un dosage x%, le dispositif permet de traiter un débit Qe = Qd.R , selon un dosage voisin de x/R%.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le venturi (10) est réglé pour que le rapport (R) du débit (Qe) traversant le venturi au débit dérivé (Qd) traversant la pompe (2) soit égal à dix ,ou voisin de dix.
  11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pompe (2) est prévue pour permettre un rapport volumique entre débit d'additif injecté et débit de liquide moteur traversant la pompe inférieur ou égal à un millième (1/1000), tandis que la dilution volumique du mélange sortant de la pompe dans le débit principal traversant le venturi est inférieure à un pour cent (1 %) de sorte que le dosage volumique dans le débit principal est inférieur ou égal à 10-5 ou 10 ppm (10 parties par million).
  12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le venturi (10) et la pompe (2) forment un ensemble, et des moyens de raccordement (Re, Rs) sont prévus à l'entrée et à la sortie du venturi pour son insertion et son raccordement à deux tronçons (Te,Ts) de la conduite.
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