FR2635829A1 - Dispositif hydraulique pour l'obtention d'un melange de liquide a debit variable et un dosage a proportion reglable - Google Patents

Abstract

L'invention est relative à un dispositif de dosage pour injecter un produit liquide à proportion réglable dans un liquide s'écoulant dans une conduite sous pression. Ce dispositif est constitué d'une ou plusieurs pompes à dosage réglable 21, disposées sur la partie périphérique du carter 24 entraînées par un moteur hydraulique à palettes 1, actionné par le liquide à traiter. La ou les pompes 21 comporte à sa partie supérieure un vernier au regard duquel une bague cylindre en tournant définie le taux d'additif. Une came 22 en rotation fait déplacer le piston de la pompe.

Description

DESCRIPTIF DE L'INVENTION
La présente invention se rapporte s un dispositif destiné â traiter un liquide s'écoulant dans une conduite sous pression par l'injection d'une faible teneur- d'un additif prélevé dans un récipient.

Ce dispositif a la particularité de fonctionner de façon autonome et de maintenir automatiquement la proportion en volume à traiter quel que soit le débit de ce dernier.

Le principe d'un tel dispositif est connu en soi. Il consiste à injecter l'additif dans les liquides à traiter au moyen d'une pompe doseuse volumétrique, entrainée par un moteur hydraulique volumétrique, lui-meae actionné par le liquide å traiter.

Un modèle classique est constitué par une pompe & piston à simple effet, couplée avec un moteur à. double effet. Dans sa forme, le piston de la pompe d'injection est directement lié au piston du moteur de telle sorte qu'il suit rigoureusetent ses déplacements qui, eux-memes, suivent rigoureusement les fluctuations du débit du liquide à traiter.

Un tel système apparamment très simple, présente plusieurs inconvénients qui découlent de son fonctionnement alternatif fatigue des pièces mécaniques, soupapes et ressorts lors de surpressions saccadées et de pertes de charge importantes.

Le dispositif, objet de l'invention, est caractérisé par le fait qu'il comporte un moteur rotatif à palettes qui entraine, par l'intermédiaire d'une came, une ou plusieurs pompes doseuses.

Pour le réglage du taux d'additif de plusieurs produits, on dispose, dans ce cas, d'unmoyen qui consiste en l'ajustement de chaque pompe doseuse.

L'intéret de ce dispositif découle de son fonctionnement rotatif. Les mouvements des pièces nfécan-iques et l'écoulement des liquides s'effectuent sans å coups. I1 en résulte de faibles pertes de charge. L'entrainement par came permet le fonctionnement périphérique de plusieurs corps de pompes doseuses. En outre, le moteur est dépourvu de soupapes et de ressorts, ce qui élimine une source de problêies.

Le fonctionnement de ce dispositif va être maintenant expliqué en référence à la figure I : elle représente le moteur volunétrique (1), inséré dans une canalisation dans laquelle circule sous pression le liquide à traiter. C'est un moteur d palettes. Il est constitué d'un rotor (2) dans lequel se déplacent quatre palettes (3) rendues solidaires deux à deux et diamétralement opposées par un axe (4),l'ensemble imbriqué dans un carter (8) dont la forme géométrique intérieure correspond à un tracé elliptique particulier, de sorte que le liquide qui traverse le moteur en pénétrant dans l'orifice (6) entraine le rotor par l'intermédiaire de la pression exercée sur les palettes, dans un mouvenent de rotation.

La forme elliptique du stator (8), permet de laisser un espace suffisant (7) au volume du liquide en méme temps que les deux palettes solidaires par l'axe (g) sont contraintes de se metre en contact avec la face du stator pour assurer l'étanchéité entre I' orifice (5) et l'orifice (6).

Pour améliorer l'étanchéité de chaque palette (se référer à la figure tel), elle reçoit à sa partie supérieure un segment (9) qui se caractérise par une lèvre (13) afin de limiter les frottements sur le stator et entre autre, assurer une bonne étanchéité. A sa partie inférieure, une saillie en forme de biseau (11), repose sur un tube en élastomère (12) logé dans un trou percé dans la palette (10) de sortie que ce segment soit maintenu en pression par l'élas ticité du tube sur le stator. En quelque sorte, d'une part on assure l'étanchéité par la lèvre et d'autre part au contact d biseau sur le tube élastomère quand la palette est au contact du stator.A sa partie évidée (14), le rotor (2) reçoit une rainure linéaire dans laquelle est inséré un joint d'étanchéité (39) s'étendant sur toute la longueur des palettes et qui a pour avantage, de maintenir l'étanchéité entre les palettes et le rotor.

Les dispositions qui sont aFpliFuées sont telles qu'il y a une étanchéité permanente entre l'entrée (5) et la sortie (6) de telle sorte que le liquide ne peut traverser le moteur qu'en entrainant les palettes à une vitesse de rotation pratiquement proportionnelle au débit du liquide. En d'autre terme, chaque rélut ion cyclique correspond à un volume de liquide constant quel que soit le débit du liquide traversant le moteur. Ce débit est conditionné par des paramètres indépendants du dispositif, par exemple, par l'ouverture plus ou moins complète d'un vanne placée sur la canalisation ou circule le fluide. Selon une utilité reconnue par les utilisateurs, il est parfois intéressant de neu traliser l'entrainement de la pompe doseuse, sans pour cela interrompre l'écoulement du liquide de l'installation.

Le moteur rotatif comporte un organe de dérivation, comme le présente la figure I, qui fonctionne lorsque le flasque (15), solidaire de la commande à vis (16), vient en appui sur le carter (17). On conçoit facilement que l'action d'entrainement des palettes est stoppé, le liquide s'écoule dans le volume formé par le flasque et le rotor vers la sortie (6).

Un orifice (18) met en communication permanente le volume (19) et (20). Ainsi, la pression qui s'exerce sur le flasque est pratiquement annulée, ce qui a pour effet de faciliter le déplacement du flasque par la commande à vis (i).

L'entrainement de la pompe doseuse (21) est réalisé à l'aide d'une came (22) sensiblement cylindrique, disposée sur l'axe (23) de Sortie moteur. La position du trou de la came étant exentrée, e]le fait exécuter au piston de la pompe doseuse un déplacement alternatif qui détermine une action de pompage. La ou les pompes doseuses (21) sont disposées autour du carter (24), de manière à ce que leurs axes géométriques passent par le centre de l'axe de sortie (23). Le pourtour de la came se caractérise par un épaulement circulaire t27) qui a pour fonction de guider la chappe (26) au moment de l'abaissement de la came.

La pompe doseuse est une pompe à pistons à simple effet, le dispositif est connu en Soi. Pour faire varier le débit de cette pompe, un joint torique (28) se déplace dans un cylindre (29) pris entre le piston (30) et le guide (31).

Si l'on augmente l'espace entre le piston et le guide (31), la course du joint varie alors que la course du piston (30) reste invariable. En d'autres termes, si la course du joint varie, le débit de la pompe doseuse varie.

L'intéret de la variante qui va etre décrite, est la possibilité d'obtenir un réglage de la course du joint par l'intermédiaire d'un boitier cylindrique extérieur (36) se déplaçant face à une graduation (37). L'ajustement du débit de la pompe s'obtient sans démontage du corps, c'est là l'essentiel de son avantage par rapport au système couramment utilisé.

Le fonctionnement de cette variante va etre expliqué en référence sur la figure tr Le guide (31) est prolongé par la tige
(32) qui comporte une rainure (33). Le boitier cylindrique (36) se déplace sur le cylindre (29) à I'aide:d'un filetage (38) qui a le méme pas que le guide (31}. Un fourreau (35) présente un ergot, coulissant dans la rainure (33), entraine le guide (31) en rotation. Ce dernier, selon le sens de rotation, va réduire ou augmenter la course du joint torique. Simultanément, le boitier cylindrique va se déplacer de la même course du joint. Alors apparaitra plus ou moins de graduations et par la même elle indiquera plus ou moins de debit.

Une des caractéristiques intéressantes de ce doseur, consiste à réduire le débit de la pompe doseuse (21) dans des proportions très faibles (VPH), sans la remplacer par un autre modèle. Pour cela, il suffit d'intercaler entre l'axe (29) et la came (22), un jeu de pignons planétaires (42) qui aura pour effet de diminuer le temps de pompage en réduisant la vitesse de rotation de la came.

Claims (6)

REUENDIC4TIQNS

1) Dispositif autonome d'injection d'un additif liquide en proportion réglable dans un liquide å traiter, s'écoulant dans une conduite sous pression. Caractérisé en ce qu'il est constitué d'un moteur å palettes, entrainant mécaniquement au moins une pompe doseuse (21) du type a piston a simple effet å débit variable en cours de fonctionnement. Le moteur étant constitué d'un stator (2i dans lequel se déplacent

quatre palettes (3) coulissant dans le rotor (2); ces palettes étant rendues solidaires deux a deux par un axe (4). Ces palettes génèrent une chambre uolumétrique (7) car elles sont contraintes de suivre le tracé elliptique du stator (8). En meme temps, elles reçoivent la pression du cylindre par l'orifice (5) et tournent.

2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'étanchéité entre la palette (3) et le stator (8) est constituée par un segment (P) qui s'appuie sur un tube élastique (12) loge dans un évidement circulaire. L'étanchéité entre le rotor et la palette étant réalisée par un joint d'étanchéité ? dispose dans une rainure linéaire, s'étendant sensiblement sur toute la longueur des palettes du rotor.

3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 par le fait que les pompes doseuses sont entrainées sous l'action d'une came (22) solidaire de l'axe du rotor (23), cette came de forme sensiblement cylindrique est pourvue d'un épaulement (27) qui coopère avec une chappe (40), munie d'un ergot (41), elle-meme solidaire du piston de dosage (30) au déplacement alternatif de ce dernier.

4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moteur rotatif comporte un organe de dérivation du fluide, constitué d'un flasque (15) situé dans la chambre < 19) et dans le prolongement axial du rotor; le flasque est mobile en translation sous l'action d'une commande à vis (16) qui neutralise la rotation du stator quand il est déplacé vers le carter (17). Le flasque (15) est muni d'un orifice < 18) de communication de fluide et équilibre la pression de part et d'autre du flasque.

5) Le dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4 est caractérisé par le fait que la pompe doseuse (21) comporte un système de réglage extérieur de débit, constitué d'une bague cylindrique (36) mobile en rotation sur le corps de pompe t) entrainant un guide (31) par l'intermédiaire d'un ergot (42) coulissant dans la rainure (33) s'étendant axialement le long du guide (31).

6) Dispositif selon l'une des revendictions précédentes, caractérisé par le fait que le débit de la pompe doseuse (21),est réduit dans des proportions très faibles (MMP), sans pour cela modifier la dite pompe: en plaçant un jeu de pignons planétaires de prefErence. Le pignon (42) est rendu solidaire avec la came (22) et le pignon (44) avec l'axe (23); cela aura pour effet de réduire ia vitesse de rotation de la came et par conséquent de réduire le débit de la pompe doseuse a une valeur désirée.