FR2794856A1

FR2794856A1 - Procede de dosage a haute precision de quantites de produit pulverulent ou granulaire et dispositif pour sa mise en oeuvre

Info

Publication number: FR2794856A1
Application number: FR9907637A
Authority: FR
Inventors: Laurent Camy
Original assignee: GROUPE IND DE REALISATIONS ET
Current assignee: GROUPE IND DE REALISATIONS ET
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-12-15
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: FR2794856B1

Abstract

- L'objet de l'invention est un procédé de dosage à haute précision de quantités de produit pulvérulent ou granulaire, dans lequel le produit est stocké dans un récipient muni d'un bouchon verseur (22) à obturateur, disposé à l'aplomb d'un réceptacle (5) placé sur un dispositif de pesée, le produit s'écoulant par gravité dudit récipient dans ledit réceptacle (5) via ledit bouchon à obturateur (22), caractérisé en ce qu'il consiste à constituer l'obturateur du bouchon sous forme d'un clapet mobile (30) autour d'un axe horizontal entre deux positions, l'une, dite de repos, d'obturation du passage de déversement du bouchon, l'autre, d'ouverture dudit passage, et à commander l'ouverture dudit clapet (30) cycliquement, par déplacement en translation horizontale du récipient au-dessus du réceptacle (5) jusqu'au contact avec un poussoir d'ouverture du clapet réglable et retour à la position initiale, ce cycle étant répété, le nombre de cycles, la course du récipient et l'accélération du mouvement de déplacement de celui-ci étant déterminés en fonction de la nature du produit et de la quantité désirée.- Application au dosage de poudres ou analogues.

Description

PROCÉDÉDE DOSAGE À HAUTE PRÉCISION DE QUANTITÉS DE PRODUITPULVÉRULENT OU GRANULAIRE ET DISPOSITIF POURSA MISE EN OEUVRE La présente invention a traità la détermination de quantités dosées d'un produit pulvérulent, granulaire ou analogue et plus précisément du dosage automatique de telles quantités.

Une nécessité de plus en plus pressante se fait sentir, notamment dans l'industrie, de disposer de moyens aptesà effectuer de manière automatique et sûre des dosages répétés de produits sous forme de poudre en faibles quantités, de l'ordre de1 à quelques dizaines de milligrammes et il n'existe pas actuellement de moyens capables d'assurer de tels dosages de manière fiable et avec une grande précision.

La présente invention vise précisémentà atteindre cet objectif.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de dosageà haute précision de quantités de produit pulvérulent ou granulaire, dans lequel le produit est stocké dans un récipient muni d'un bouchon verseurà obturateur, disposéà l'aplomb d'un réceptacle placé sur un dispositif de pesée, le produit s'écoulant par gravité dudit récipient dans ledit réceptacle via ledit bouchonà obturateur, caractérisé en ce qu'il consiste: - à constituer l'obturateur du bouchon sous forme d'un clapet mobile autour d'un axe horizontal entre deux positions, l'une, dite de repos, d'obturation du passage de déversement du bouchon, l'autre, d'ouverture dudit passage, et - à commander l'ouverture dudit clapet cycliquement, par déplacement en translation horizontale du récipient au-dessus du réceptacle jusqu'au contact avec un poussoir d'ouverture du clapet réglable et retourà la position initiale, ce cycle étant répété, le nombre de cycles, la course du récipient et l'accélération du mouvement de déplacement de celui-ci étant déterminés en fonction de la nature du produit et de la quantité désirée.

L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en #uvre du procédé ci-dessus, constitué d'une station de pesée automatique comprenant un dispositifà plateau de pesée sur lequel est posé le réceptacleà remplir de la quantité dosée de produit, des moyens pour positionner tête en basà l'aplomb dudit réceptacle un récipient contenant ledit produit, muni d'un bouchon-verseur à obturateur et des moyens pour commander ledit bouchon, caractérisé en ce que: 1 - ledit bouchonà obturateur est conformé de façonà présenterà son extrémité un orifice de déversement latéral obturé par un clapet mobile autour d'un axe orthogonalà l'axe du bouchon et muni d'une saillie latérale de commande d'ouverture du clapet, celui-ci obturant au repos ledit orifice de déversement, - lesdits moyens de positionnement du récipient et de commande du bouchon sont constitués par trois chariots montés mobiles horizontalement suivant une même direction sur le bâti de la station, le premier chariot portant le récipient tête en bas, le deuxième chariot, dit de dosage, portant un poussoir placé sur la trajectoire de la saillie de commande dudit clapet et le troisième chariot, dit de réglage de course, étant interposé entre les deux autres, les premier et troisième chariots étant, par des moyens appropriés, déplacés cycliquement à va-et-vient, d'un bloc, entre deux positions dites respectivement d'éloignement maximal et d'éloignement minimal du deuxième chariot, le mouvement de déplacement vers la position d'éloignement minimal étant assuré avec une accélération constante et en sorte que dans la dernière partie du déplacement ledit poussoir actionne ledit clapet, l'éloignement maximal entre le deuxième et le troisième chariot étant réglable, la station comportant en outre des moyens d'affichage-réglage des paramètres de déplacement des chariots et du nombre de cycles d'aller-retour du récipient au-dessus du réceptacle.

De préférence, ledit éloignement minimal correspondà un contact en butée desdits premier et troisième chariots contre ledit deuxième chariot, ce contact en butée se produisant concomitammentà l'actionnement dudit clapet.

Un tel dispositif est capable de délivrer de manière automatique et répétitive des doses de poudre par exemple de1 à quelques dizaines de milligrammes avec une précision-L0, 1 mg.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif mettant en #uvre le procédé de l'invention, description donnéeà titre d'exemp!e uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels: - figurel est une vue en coupe verticale axiale d'un bouchon-verseur selon l'invention, sans son clapet d'obturation, - figure 2 est une vue en élévation latérale du bouchon, - figure3 est une vue en coupe suivant la ligne111 - 111 du bouchon de la figure 2, - figures 4 et5 sont des vues respectivement en élévation latérale et de face du clapet du bouchon, - figure6 est une coupe verticale axiale d'un ensemble récipient- bouchon en position tête en bas, - figure7 illustre le clapet du bouchon de la figure6 en position d'ouverture, - figure8 est une vue de dessus schématique d'un dispositif de pesée automatique selon l'invention, - figure9 est une vue en élévation latérale avec coupe verticale du récipient de stockage du produit et du réceptacle, - figure10 est une vue partielle plus précise du dispositif de la figure9, - figure11 est une vue de dessus des trois chariots du dispositif en position de chargement du récipient sur son chariot, - figure12 est une vue de dessus des trois chariots en position d'indexation du récipient sur son chariot, - figure13 est une vue de dessus des trois chariots en position de déversement du produit dans le réceptacle, et - figure 14 est une vue arrière en élévation des moyens de support- montage des chariots.

Les figures8 et9 représentent schématiquement une station de pesée automatique selon l'invention comprenant, montés sur un plateau support1, un dispositif de pesée 2 avec son plateau de pesée3 sur lequel est fixé un porte-réceptacle 4 recevant de manière amovible et en position verticale un réceptacle constitué ici par un tube5 ouvertà sa partie supérieure.

A côté du dispositif de pesée 2 est monté sur le plateau support1 , un boîtier parallélépipédique 6 dans lequel sont groupés les moyens de commande-contrôle de l'appareil.

Dans un plan horizontal sont susceptibles de se déplacer suivant une même direction, trois chariots, respectivement un chariot7 portant le récipient8 contenant le produità doser, un chariot9 dit de réglage de la course du chariot7 et un chariot10 dit de réglage du dosage, le chariot9 étant interposé entre les deux autres.

Les trois chariots7, 9 et10 sont montés coulissants sur deux coulisses horizontales, parallèles11 etl 2, portées par un boîtier13 lui-même rapporté sur le boîtier6. A cet effet, chaque chariot est solidaire d'un coulisseau14 porté par les coulisses par l'intermédiaire de paliersà billes.

Le chariot10 est mû le long des coulisses11, 12 par l'intermédiaire d'une noix15, solidaire du chariot10, se déplacant le long d'une vis sans fin16 entraînée par un moteur électrique17, la vis16 et le moteur17 étant logés dans le boîtier6.

Le chariot9 est entraîné uniquement par l'intermédiaire du chariot10, via une liaisonà boutonnière18 (figures11 à 13), le chariot9 n'étant poussé, ou tiré, par le chariot10 qu'après une certaine course morte de ce dernier.

Le chariot7 ne se déplace que sous l'action du chariot9 dans le sens de l'éloignement vis-à-vis du chariot10, comme on l'explique plus en détail plus loin, tandis que le retour du chariot7 est assuré par un ressort19, comprimé lorsque le chariot7 est poussé par le chariot9. Le ressort19 est interposé entre le coulisseau 14 du chariot7 et une butée 20 solidaire du boîtier13 (figures13 et 14), en étant enfilé sur une tige 21 solidairedu chariot10 et coulissant librement dans les coulisseaux 14 des chariots7 et9.

Le chariot7 porte le récipient8 avec son bouchon-verseur 22 (figures1 à 6) vissé sur le goulot fileté du récipient8.

Conformémentà l'invention, ce bouchon 22 a une structure particulière. Il comprend un corps cylindrique23 muni intérieurement d'un taraudage pour la fixation par vissage du bouchon sur le récipient8. La chambre cylindrique du corps23 se prolonge par une chambre tronconique 24 elle-même débouchant par un orifice circulaire25 (figure3) dans un petit canal26 d'évacuation latéralement au bouchon. Le canal26 présente une section carrée, un fond27 très légèrement incliné en direction de l'orifice de sortie28 situé dans un plan oblique formant un angle de l'ordre de 450 par rapportà l'axe29 du bouchon.

L'orifice28 est obturable à l'axiale d'un clapet30 représenté sur les figures 4 et5.

Le clapet30 est composé d'un volet31 d'obturation prolongé latéralement par une saillie32 d'actionnement et flanqué de deux ergots33 formant pivots, engagésà force dans deux encoches circulaires 34 réalisées dans deux voiles en regard35 du bouchon 22.

En position montée (figures6 et7) le clapet30 obture au repos (figure6) l'orifice de déversement28 sous l'action d'un effet ressort procuré par une languette élastique36 solidaire du clapet30 et prenant appui contre la paroi supérieure du canal26.

Avantageusement, le bouchon 22 est en polyéthylène ou polypropylène et le clapet30 en polyacétal.

Extérieurement et en partie supérieure, le bouchon est muni d'une collerette en saillie37 pourvue d'une encoche d'indexation angulaire38.

Le chariot7 recoit l'ensemble8-22 tête en bas dans un logement39 prévuà cet effet et sur le flanc duquel sont disposés deux galets fous 40 en contact avec le flanc du bouchon 22 (figure10) en dessous de la collerette37.

Le chariot7 porte également un indexeur 41 monté pivotant autour d'un axe vertical 42 sous l'action d'un ressort de rappel (42a, figure10) pressant en permanence l'indexeur 41 contre la collerette37. Un détecteur de position magnétique 43 est chargé d'envoyer un signal lorsque l'indexeur 41 pénètre dans l'encoche38 qui se présente devant lui lors de la rotation de l'ensemble 8-22.

Cette rotation est assurée par un galet moteur 44 porté par le chariot9 et entraîné en rotation par un moteur électrique 45 (figure8) embarqué sur le chariot9.

Le galet 44 fait saillie sur le flanc du chariot9 tourné vers le chariot7. Le chariot9 porte également un second moteur électrique 46 (figure8) entraînant par une courroie crantée 47 une cameà excentrique 48 coopérant avec un doigt 49 porté par le chariot10.

Enfin, le chariot9 comporte un passage50 dans lequel peut librement se déplacer une tige-butée 51 horizontale portée par le chariot10 et dirigée vers le bouchon 22.

Le chariot10 porte la tige-butée 51 qui est réglable axialement à l'aide d'un écrou de blocage52 vissé sur une partie filetée53 de la tige51, elle-même vissée dans un trou taraudé du chariot10. Ce dernier porte enfin un moteur électrique 54 (figure8) d'actionnement d'une cameà excentrique55 chargée de déplacer axialement le doigt 49 pointé sur la came 48.A cet effet, la came55 est en contact avec un galet56 portéà l'extrémité du doigt 49 qui est rappelé en permanence élastiquement vers la came55.

Le fonctionnement du dispositif représenté et décrit ci-dessus est le suivant.

Le récipient8 contient une certaine quantité de poudre (non représentée)à distribuer selon des quantités dosées de manière très précise, chaque dose, ou plusieurs, étant déversée dans le réceptacle5 où elle est pesée par le dispositif de pesée 2, par exemple une balance telle que celle commercialisée par la société SARTORIUS sous la dénomination BP 211 D, offrant une précision de plus ou moins 0,01 mg.

En position de repos de la station de pesée automatique selon l'invention, les chariots7, 9 et10 sont disposés comme illustré par la figure11 . La zone du réceptacle5 sur le dispositif de pesée 2 est dégagée et les chariots sont éloignés les uns des autres au maximum.

La première étape consisteà placer (figure11) l'ensemble récipient8 - bouchon 22 tête en bas dans le logement39 du chariot7, peu importe la position de l'encoche d'indexation38.

Puis, le chariot10 est déplacé en direction du chariot9. Au contact du doigt 49 avec la came 48 (représentée figure12 en position initiale de repos), le chariot9 est poussé jusqu'à l'accostage du chariot7, c'est-à-dire la mise en contact du galet moteur 44 avec le bouchon 22.

Le galet 44 est mis en rotation, le bouchon 22 tourne jusqu'à ce que l'encoche38 arrive en regard de l'indexeur 41.

Dans cette position, le clapet du bouchon (symbolisé en30 sur les figures11 à 13) est en position correcte de déversement.

L'indexeur 41 en pénétrant au fond de l'encoche38 déclenche via le détecteur 43 l'arrêt du moteur d'entraînement du galet 44 et la poursuite du déplacement du chariot10 en sorte que l'ensemble des trois chariots se positionne comme illustré par la figure13. Le clapet30 se trouveà l'aplomb du réceptacle5 et plus précisément encore sur la partie gauche du réceptacle5 en considérant la figure13, l'extrémité51 a de la tige-butée 51 se trouvant alignée avec le clapet30 suivant un axe coupant l'axe vertical du réceptacle et sur la partie droite dudit réceptacle. La figure13 illustre la position initiale du clapet30 décalé au maximum par rapportà l'axe du tube5 et correspondantà la course maximale dudit clapet.

La position correcte du train des chariots est détectée par un codeur sur le moteur17 commandant l'arrêt du déplacement du chariot9 et la mise en route du moteur d'entraînement de la came 48.

Dans cette position correcte, également, le ressort19 est bandé. La came 48 est placée dans une position dite de réglage de la course du clapet30, la position illustrée par la figure13 correspondant, comme il vient d'être dit plus haut,à la course maximale des chariots7, 9 et donc du clapet. Une fois ce réglage fait, la came 48 demeure immobile et c'est la rotation de la came55 qui va entraînerà chaque tour un cycle d'aller et retour de l'ensemble chariot 7-chariot 9.

La came55 en tournant dans le sens horaire va s'escamoter devant le doigt 49 et libérer les chariots7 et9 qui, sous la poussée du ressort19, vont être déplacés vers le chariot10 immobile. Ce déplacement s'effectue avec une accélération constante jusqu'à ce que le chariot9 vienne en contact avec une butée1 Oa du chariot10 en sorte qu'une secousse est impriméeà l'ensemble récipient 8-bouchon 22.

Dans la dernière partie de ce déplacement, le clapet30, et plus précisément la saillie32, vient heurter la butée51 a, ce qui ouvre le clapet concomitammentà l'application de ladite secousse au récipient8. La came55 continuant sa rotation repousse les chariots7-9 vis-à-vis du chariot10 en sorte que le clapet, en s'éloignant de la butée51 a, se referme.

Pendant le laps de temps d'ouverture du clapet30 une certaine quantité de poudre se déverse du canal26 dans le réceptacle5 sous-jacent.

Au bout d'un tour de la came55, le clapet30 revient dans la position de la figure13.

Un nouveau cycle de rotation de la came55 entraîne un nouveau cycle d'ouverture-fermeture dans les mêmes conditions de course jusqu'à l'impact et de vitesse du récipient8 en regard de la butée immobile 51a.

Un nombre de cycles fonction de la valeur de la dose recherchée permet ainsi de déverser dans le réceptacle5 une quantité déterminée de poudre et cette même quantité peut être répétée, avec la même précision, autant de fois qu'on le veut.

La course jusqu'à l'impact du clapet30 est déterminée par la came 48. La vitesse du clapet30 au moment de l'impact sur la butée 10a est déterminée par la course. Sur la figure13, la came 48 est représentée en position maximale. En réglant la came 48 différemment, on donnera au clapet30 une course différente fonction de la position angulaire de la came 48.

Le procédé de l'invention s'applique au dosage de quantités faibles, de l'ordre de1 à quelques dizaines de milligrammes.

Claims

RE VE N D 1 C A T1 0 N S 1 . Procédé de dosageà haute précision de quantités de produit pulvérulent ou granulaire, dans lequel le produit est stocké dans un récipient(8) muni d'un bouchon verseur (22)à obturateur, disposéà l'aplomb d'un réceptacle(5) placé sur un dispositif de pesée (2), le produit s'écoulant par gravité dudit récipient(8) dans ledit réceptacle(5) via ledit bouchonà obturateur (22), caractérisé en ce qu'il consiste: - à constituer l'obturateur du bouchon sous forme d'un clapet mobile(30) autour d'un axe horizontal entre deux positions, l'une, dite de repos, d'obturation du passage de déversement(26) du bouchon, l'autre, d'ouverture dudit passage, et1 - à commander l'ouverture dudit clapet(30) cycliquement, par déplacement en translation horizontale du récipient(8) au-dessus du réceptacle(5) jusqu'au contact avec un poussoir(51 a) d'ouverture du clapet réglable et retourà la position initiale, ce cycle étant répété, le nombre de cycles, la course du récipient et l'accélération du mouvement de déplacement de celui-ci étant déterminés en fonction de la nature du produit et de la quantité désirée. 2. Dispositif pour la mise en #uvre du procédé ci-dessus, constitué d'une station de pesée automatique comprenant un dispositifà plateau de pesée(3) sur lequel est posé le réceptacle(5) à remplir de la quantité dosée de produit, des moyens pour positionner tête en basà l'aplomb dudit réceptacle(5) un récipient(8) contenant ledit produit, muni d'un bouchon- verseur à obturateur(30) et des moyens pour commander ledit bouchon, caractérisé en ce que: - ledit bouchonà obturateur est conformé de façonà présenterà son extrémité un orifice de déversement latéral(28) obturé par un clapet(30) mobile autour d'un axe orthogonalà l'axe(29) du bouchon et muni d'une saillie latérale(32) de commande d'ouverture du clapet, celui-ci obturant au repos ledit orifice de déversement(28), - lesdits moyens de positionnement du récipient et de commande du bouchon (22) sont constitués par trois chariots montés mobiles horizontalement suivant une même direction sur le bâti de la station, le premier chariot(7) portant le récipient(8) tête en bas, le deuxième chariot(10), dit de dosage, portant un poussoir (51a) placé sur la trajectoire de la saillie de commande(32) dudit clapet(30) et le troisième chariot(9), dit de réglage de course, étant interposé entre les deux autres, les premier et troisième chariots étant, par des moyens appropriés, déplacés cycliquement à va-et-vient, d'un bloc, entre deux positions dites respectivement d'éloignement maximal et d'éloignement minimal du deuxième chariot(10), le mouvement de déplacement vers la position d'éloignement minimal étant assuré avec une accélération constante et en sorte que dans la dernière partie du déplacement ledit poussoir (51a) actionne ledit clapet(30), l'éloignement maximal entre le deuxième et le troisième chariot étant réglable, la station comportant en outre des moyens d'affichage-réglage des paramètres de déplacement des chariots et du nombre de cycles d'aller-retour du récipient(8) au-dessus du réceptacle(5). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit éloignement minimal correspondà un contact en butée desdits premier et troisième chariots(7, 9) contre ledit deuxième chariot(10), ledit contact en butée se produisant concomitammentà l'actionnement dudit clapet(30). 4. Dispositif suivant la revendication 2 ou3, caractérisé en ce que le bouchon (22) comprend un corps cylindrique(23) prolongé par une chambre tronconique (24) débouchant dans un canal(26) d'évacuation latéralement au bouchon via un orifice de déversement(28) incliné par rapportà l'axe(29) du bouchon et sur lequel prend appui ledit clapet(30). 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le clapet(30) est pressé contre ledit orifice(28) sous l'action d'un moyen ressort élastique(36). 6. Dispositif suivant l'une des revendications 2à 5, caractérisé en ce que le bouchon (22) comporte des moyens d'indexation angulaire constitués d'une encoche(38) ménagéeà la périphérie dudit bouchon, ce dernier étant susceptible d'être entraîné en rotation sur le chariot porte-récipient (7), des moyens (41à 43) étant prévus pour détecter ladite encoche(38). 7. Dispositif suivant la revendication6, caractérisé en ce que le troisième chariot(9), dit de réglage de course, comporte des moyens (44, 45) pour entraîner en rotation l'ensemble récipient(8) - bouchon (22) en position accolée des chariots porte-récipient (7) et de réglage de course(9). 8. Dispositif suivant l'une des revendications 2à 7, caractérisé en ce que ledit deuxième chariot(10), dit de dosage, est mû par des moyens moteurs(16, 17) et est lié cinématiquement au troisième chariot(9), dit de réglage de course, par une liaisonà boutonnière(18). 9. Dispositif suivant la revendication8, caractérisé en ce que le premier chariot(7) est poussé par le troisième chariot(9) au-dessus du réceptacle(5) en comprimant un ressort(19) de rappel du premier chariot(7), ledit troisième chariot(9) se déplacant à va-et-vient sous la commande d'une came(55) et d'un doigt (49) portés par le deuxième chariot(10) et prenant appui contre une came (48) solidaire du troisième chariot(9), ladite came (48) servantà régler la course dudit troisième chariot.