FR2661740A1 - Metering pump - Google Patents

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    • G01F11/021—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the piston type

Abstract

This metering pump is of the type consisting of a cylindrical metering chamber in which there opens an intake pipe and a delivery pipe for a product to be metered under the action of a linearly controlled piston capable of moving in the said chamber over a predetermined travel. According to the invention, the metering chamber (2) consists of a jacket (7), preferably closed at one end (9), capable of being driven in rotation in a pump body (11) about an axis (XX') corresponding to that of the piston (5) and including means of opening and closing the intake (3) and delivery (4) pipes which it has, these means preferably consisting of a radial transfer pipe (15) which comes in line with the intake and delivery pipes (3, 4). Application to pharmaceutical products, foodstuffs, etc.

Description

La présente invention concerne une pompe doseuse du type constitué d'une chambre de dosage cylindrique dans laquelle débouche un conduit d'aspiration et un conduit de refoulement d'un produit, à doser sous l'action d'un piston à commande linéaire susceptible de se déplacer dans ladite chambre selon une course prédéterminée. The present invention relates to a metering pump of the type consisting of a cylindrical metering chamber into which opens a suction conduit and a product discharge conduit, to be metered by the action of a linearly controlled piston capable of move in said chamber according to a predetermined stroke.

I1 est connu des pompes doseuses de ce type comportant des moyens d'ouverture et de fermeture des conduits d'aspiration et de refoulement constitués par des éléments rapportés sur la pompe et généralement constitués soit par des clapets pilotés par des moyens de commande annexes, soit par des systèmes à boisseau rotatif à plusieurs voies. Ces dispositifs de commande présentent non seulement l'inconvénient d'être complexes, mais sont également d'une fiabilité limitée car, en effet, ces pompes étant destinées à traiter des produits très fluides ou très denses, homogènes ou non, avec ou sans morceaux, il s'est avéré que, dans le cas de produits non homogènes particulièrement, les clapets ont tendance à mal se fermer et provoquer alors des problèmes de laminage néfastes au bon traitement du produit. I1 is known dosing pumps of this type comprising means for opening and closing the suction and discharge conduits constituted by elements attached to the pump and generally constituted either by valves controlled by annexed control means, or by multi-way rotary valve systems. These control devices not only have the disadvantage of being complex, but are also of limited reliability because, in fact, these pumps being intended to treat very fluid or very dense products, homogeneous or not, with or without pieces , it has been found that, in the case of particularly non-homogeneous products, the valves tend to close poorly and then cause rolling problems which are detrimental to the proper treatment of the product.

De plus, dans ce type de pompe, la dose aspirée n'est généralement pas intégralement refoulée, ce qui nuit au nettoyage ultérieur, mais aussi à la précision des doses à effectuer, qui doivent être identiques, sans injection d'air, sans laminage du produit et en évitant au maximum les phénomènes d'émulsion. In addition, in this type of pump, the aspirated dose is generally not fully discharged, which affects the subsequent cleaning, but also the accuracy of the doses to be performed, which must be identical, without air injection, without rolling of the product and avoiding emulsion phenomena as much as possible.

La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients et concerne à cet effet une pompe doseuse de conception extrêmement simple du type constitué d'une chambre de dosage cylindrique dans laquelle débouche un conduit d'aspiration et un conduit de refoulement d'un produit à doser sous l'action d'un piston à commande linéaire susceptible de se déplacer dans ladite chambre selon une course prédéterminée. The object of the present invention is to avoid these drawbacks and to this end relates to a metering pump of extremely simple design of the type consisting of a cylindrical metering chamber into which opens a suction pipe and a product delivery pipe. to be dosed under the action of a linearly controlled piston capable of moving in said chamber according to a predetermined stroke.

Selon l'invention, la chambre de dosage est constituée d'une chemise, susceptible d'être entraînée en rotation dans un corps de pompe autour d'un axe correspondant à celui du piston et comportant au moins un moyen d'ouverture et de fermeture des conduits d'aspiration ou de refoulement, qui lui est propre. According to the invention, the metering chamber consists of a jacket, capable of being rotated in a pump body around an axis corresponding to that of the piston and comprising at least one opening and closing means its own suction or discharge pipes.

Ce moyen d'ouverture et fermeture peut être constitué par un obturateur tournant, entraîné par la chemise, l'autre moyen d'ouverture et fermeture pouvant être analogie ou du type soupape ou clapet. This opening and closing means can be constituted by a rotary shutter, driven by the jacket, the other opening and closing means can be analogous or of the valve or flap type.

De préférence, la chemise est fermée à une extrémité, et les moyens d'ouverture et de fermeture des conduits d'aspiration et de refoulement sont constitués par un conduit de transfert ménagé radialement à proximité du fond de ladite chambre, dont la commande en rotation, suivant un angle prédéterminé, met en coïncidence ledit conduit de transfert, successivement avec le conduit d'aspiration et le conduit de refoulement, traversant le corps de pompe par des trous de passage. Preferably, the jacket is closed at one end, and the means for opening and closing the suction and discharge pipes consist of a transfer pipe arranged radially near the bottom of said chamber, the control of which is in rotation , at a predetermined angle, coincides said transfer duct, successively with the suction duct and the discharge duct, passing through the pump body through through holes.

Selon une modalité de l'invention, la chemise constituant la chambre de dosage est guidée en rotation dans un alésage du corps de pompe par l'intermédiaire de joints toriques interposés entre ledit alésage et la paroi extérieure cylindrique de la chemise, d'une part, et, d'autre part, entre le fond du corps de pompe et l'extrémité fermée de ladite chemise. According to one embodiment of the invention, the jacket constituting the metering chamber is guided in rotation in a bore of the pump body by means of O-rings interposed between said bore and the cylindrical outer wall of the jacket, on the one hand , and, on the other hand, between the bottom of the pump body and the closed end of said jacket.

Selon une autre modalité de l'invention, la paroi externe de la chemise constituant la chambre de dosage, ou l'alésage du corps de pompe, comporte un revêtement apte à assurer l'étanchéité entre la chemise et le corps de pompe. According to another embodiment of the invention, the external wall of the jacket constituting the metering chamber, or the bore of the pump body, comprises a coating capable of sealing between the jacket and the pump body.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. The description which follows with reference to the appended drawings will make it easier to understand how the invention can be implemented.

La figure 1 représente, en coupe schématique longitudinale, une pompe doseuse selon l'invention en cours d'aspiration. Figure 1 shows, in longitudinal schematic section, a metering pump according to the invention during aspiration.

La figure 2 représente en coupe schématique longitudinale une pompe doseuse selon la figure 1, en cours de refoulement. FIG. 2 represents in longitudinal schematic section a metering pump according to FIG. 1, during delivery.

La pompe doseuse 1 désignée dans son ensemble sur les figures comporte une chambre de dosage 2 cylindrique dans laquelle est susceptible de déboucher un conduit d'aspiration 3 et un conduit de refoulement 4 d'un produit à doser sous l'action d'une tête de piston 5 à commande linéaire, susceptible lui-même de se déplacer dans ladite chambre 2 selon une course C prédéterminée. Un tel piston 5 est actionné par un arbre 6, en liaison avec un dispositif de commande (non représenté), mais pouvant être constitué par exemple par un vérin pneumatique apte à déplacer ledit piston d'un point mort bas (PMB) ou position de repos correspondant à une phase d'aspiration du produit, à un point mort haut (PMH) ou position de travail correspondant à une phase de refoulement.Les deux positions étant séparées d'une distance égale à la course
C définissant avec la section de la chambre 2 le volume de celle-ci, d'où du produit à doser.The metering pump 1 designated as a whole in the figures comprises a cylindrical metering chamber 2 into which is capable of opening a suction pipe 3 and a delivery pipe 4 of a product to be metered under the action of a head piston 5 with linear control, itself capable of moving in said chamber 2 according to a predetermined stroke C. Such a piston 5 is actuated by a shaft 6, in connection with a control device (not shown), but which can be constituted, for example, by a pneumatic cylinder capable of moving said piston from a bottom dead center (PMB) or position of rest corresponding to a product suction phase, to a top dead center (TDC) or working position corresponding to a discharge phase, the two positions being separated by a distance equal to the stroke
C defining with the section of the chamber 2 the volume thereof, hence the product to be dosed.

La chambre de dosage 2 est constituée d'une chemise 7 fermée à une extrémité 9 par une masse pleine 8 et ouverte à l'autre pour constituer une extrémité libre 10 apte à permettre le passage du piston 5 lors de son montage, puis de l'arbre 6 en cours de fonctionnement. The metering chamber 2 consists of a jacket 7 closed at one end 9 by a solid mass 8 and open to the other to form a free end 10 capable of allowing the passage of the piston 5 during its assembly, then of the 'shaft 6 in operation.

La chambre de dosage 2 ainsi constituée est susceptible d'être entraînée en rotation par un arbre 14 selon les sens R1 ou R2, dans un corps de pompe 11 également constitué par une chemise cylindrique dans l'alésage 12 de laquelle est guidée en rotation la chemise 7 de la chambre 2 par l'intermédiaire de joints toriques 13, interposés entre ledit alésage 12 et la paroi extérieure cylindrique 7a de la chemise 7, et de la masse 8 la prolongeant, d'une part et d'autre part, entre le fond lla du corps de pompe 11 et l'extrémité fermée de la chemise 7 constituée par la masse pleine 8. The metering chamber 2 thus formed is capable of being rotated by a shaft 14 in the directions R1 or R2, in a pump body 11 also constituted by a cylindrical jacket in the bore 12 of which the rotation is guided. jacket 7 of chamber 2 by means of O-rings 13, interposed between said bore 12 and the cylindrical outer wall 7a of the jacket 7, and of the mass 8 extending it, on the one hand and on the other hand, between the bottom 11a of the pump body 11 and the closed end of the jacket 7 constituted by the solid mass 8.

La rotation R1 et R2 précitée s'effectue autour d'un axe XX' correspondant à celui du piston 5 par des moyens d'entraînement non représentés, et commande des moyens d'ouverture et de fermeture des conduits d'aspiration 3 et de refoulement 4 qui sont propres à ladite chambre 2. The aforementioned rotation R1 and R2 takes place around an axis XX 'corresponding to that of the piston 5 by drive means not shown, and controls means for opening and closing the suction and discharge pipes 3 4 which are specific to said chamber 2.

Selon une autre caractéristique de l'invention, ces moyens d'ouverture et de fermeture des conduits 3 et 4, sous l'action rotative de l'arbre 14, sont constitués par un conduit de transfert 15 ménagé radialement au fond de la chambre 2 à proximité de son extrémité fermée 9. La commande en rotation de ladite chambre 2 entraîne conséquemment celle du conduit de transfert 15 qui s'effectue selon un angle prédéterminé et défini par les positions relatives des conduits 3 et 4, de manière à mettre successivement ces derniers en coïncidence avec ledit conduit de transfert 15, par l'intermédiaire respectivement de trous de passage 16 et 17 pratiqués dans la paroi latérale du corps de pompe il au droit desdits conduits 3 et 4. Dans la pompe décrite, les trous de passage 16 et 17 sont diamétralement opposés. According to another characteristic of the invention, these means for opening and closing the conduits 3 and 4, under the rotary action of the shaft 14, consist of a transfer conduit 15 formed radially at the bottom of the chamber 2 near its closed end 9. The rotation control of said chamber 2 consequently results in that of the transfer duct 15 which takes place at a predetermined angle and defined by the relative positions of the ducts 3 and 4, so as to successively put these the latter in coincidence with said transfer duct 15, respectively through passage holes 16 and 17 made in the side wall of the pump body il in line with said pipes 3 and 4. In the pump described, the passage holes 16 and 17 are diametrically opposite.

Le fonctionnement de la pompe doseuse est le suivant
- Mise en appui du piston 5 sur l'axtrémité fermée 9 de la chambre 2.The operation of the dosing pump is as follows
- Placement of the piston 5 on the closed end 9 of the chamber 2.

- Mise en coïncidence des conduits d'aspiration 3 et de transfert 15 par rotation selon R1 de la chemise 7. - Coincidence of the suction 3 and transfer 15 conduits by rotation along R1 of the jacket 7.

- Déplacement axial du piston 5 selon le sens F1 pour aspirer le produit à doser dans la chambre 2 suivant une course C (figure 1). - Axial displacement of the piston 5 in the direction F1 to aspirate the product to be dosed in the chamber 2 along a stroke C (Figure 1).

- Rotation à 1800 de la chemise 7, selon R2, et donc du conduit de transfert 15, mettant celui-ci en coïncidence avec le conduit d'évacuation 4, tout en obturant le conduit d'aspiration 3. - Rotation at 1800 of the jacket 7, along R2, and therefore of the transfer duct 15, putting the latter in coincidence with the exhaust duct 4, while closing the suction duct 3.

- Déplacement axial du piston 5 selon le sens F2 pour refouler le produit dosé vers le conduit d'évacuation 4 (figure 2). - Axial displacement of the piston 5 in the direction F2 to deliver the metered product to the discharge conduit 4 (Figure 2).

- Retour à la position initiale par rotation R1 de 1800 de la chemise 7. - Return to the initial position by rotation R1 of 1800 of the jacket 7.

Selon une variante préférée, les joints toriques 13 sont supprimés, et, pour obtenir l'étanchéité entre le corps de pompe (11) et la chemise 7, la paroi externe 7a de la chemise 7 ou l'alésage 12 reçoit un revêtement souple tel que du "TEFLON" par exemple. Le nettoyage complet de la pompe est facilité par le fait que les surfaces de la paroi 7a et de l'alésage 12 sont lisses, sans gorges destinées à recevoir les joints toriques. According to a preferred variant, the O-rings 13 are eliminated, and, to obtain the seal between the pump body (11) and the jacket 7, the external wall 7a of the jacket 7 or the bore 12 receives a flexible coating such than "TEFLON" for example. The complete cleaning of the pump is facilitated by the fact that the surfaces of the wall 7a and of the bore 12 are smooth, without grooves intended to receive the O-rings.

Cette réalisation convient au pompage de produits de haute pureté, par exemple bactériologique. This embodiment is suitable for pumping products of high purity, for example bacteriological.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Pompe doseuse du type constitué d'une chambre de dosage (2) cylindrique dans laquelle débouche un conduit d'aspiration et un conduit de refoulement d'un produit, à doser sous l'action d'un piston (5) à commande linéaire susceptible de se déplacer dans ladite chambre selon une course prédéterminée, caractérisée en ce que la chambre de dosage (2) est constituée d'une chemise (7) susceptible d'être entraînée en rotation (R1, R2) dans un corps de pompe (11) autour d'un axe (XX') correspondant à celui du piston (5) et comportant des moyens d'ouverture et de fermeture des conduits d'aspiration (3) et de refoulement (4), qui lui sont propres. 1. Metering pump of the type consisting of a cylindrical metering chamber (2) into which opens a suction duct and a product discharge duct, to be metered by the action of a piston (5) with control linear capable of moving in said chamber according to a predetermined stroke, characterized in that the metering chamber (2) consists of a jacket (7) capable of being driven in rotation (R1, R2) in a pump body (11) around an axis (XX ') corresponding to that of the piston (5) and comprising means for opening and closing the suction (3) and discharge (4) conduits, which are specific to it. 2. Pompe doseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chemise (7) est fermée à une extrémité (9) et les moyens d'ouverture et de fermeture des conduits d'aspiration (3) et de refoulement (4) sont constitués par un conduit de transfert (15) ménagé radialement à proximité du fond (9) de ladite chambre (2), dont la commande en rotation (Rl, R2), suivant un angle prédéterminé, met en coïncidence ledit conduit de transfert (15), successivement avec le conduit d'aspiration (3) et le conduit de refoulement (4), traversant le corps de pompe (11) par des trous de passage (16, 17). 2. Metering pump according to claim 1, characterized in that the jacket (7) is closed at one end (9) and the means for opening and closing the suction (3) and discharge (4) conduits are constituted by a transfer duct (15) arranged radially near the bottom (9) of said chamber (2), the rotation control of which (Rl, R2), at a predetermined angle, places said transfer duct (15) in coincidence ), successively with the suction pipe (3) and the delivery pipe (4), passing through the pump body (11) through through holes (16, 17). 3. Pompe doseuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la chemise (7) constituant la chambre de dosage (2) est guidée en rotation dans un alésage (12) du corps de pompe (11) par l'intermédiaire de joints toriques (13) interposés entre ledit alésage (12) et la paroi extérieure cylindrique (7a) de la chemise (7), d'une part, et, d'autre part, entre le fond (lla) du corps de pompe (11) et l'extrémité fermée (8) de ladite chemise (7). 3. Metering pump according to claim 1 or 2, characterized in that the jacket (7) constituting the metering chamber (2) is guided in rotation in a bore (12) of the pump body (11) by means of O-rings (13) interposed between said bore (12) and the cylindrical outer wall (7a) of the jacket (7), on the one hand, and, on the other hand, between the bottom (lla) of the pump body ( 11) and the closed end (8) of said jacket (7). 4. Pompe doseuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la paroi externe (7a) de la chemise (7) ou l'alésage (12) du corps de pompe (11) comporte un revêtement apte à assurer l'étanchéité entre la chemise et le corps de pompe.  4. Metering pump according to claim 1 or 2, characterized in that the external wall (7a) of the jacket (7) or the bore (12) of the pump body (11) comprises a coating capable of ensuring sealing between the jacket and the pump body.
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