FR2890166A1

FR2890166A1 - Volumetric valve for dosing e.g. fertilizers, has piston with damper retardant at lower end of seat to transmit floatability forces of lower sphere to upper sphere which is maintained closed during emptying of valve

Info

Publication number: FR2890166A1
Application number: FR0508804A
Authority: FR
Inventors: Faure Stephanie Grafte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2007-03-02
Anticipated expiration: 2025-08-29
Also published as: FR2890166B1

Abstract

The valve has a valve body (1), and a lower sphere (3) with diameter lower than an upper sphere (2), where the spheres are lighter than the fluid inside the body and the valve is made up of glass, plastic or steel. Inlet and outlet fluid nozzles (4, 5) are situated in respective upper and lower parts of the body. The spheres serve as check valves at fluid inlet and outlet to isolate the valve body. A piston (7) has a damper retardant (10) at lower end of a seat (9) to transmit floatability forces of the sphere (3) to the sphere (2) which is maintained closed during emptying of the valve.

Description

La présente invention concerne une vanne qui définit un volume de fluideThe present invention relates to a valve that defines a volume of fluid

liquide (eau, gaz liquide, gasoil, etc.... ).. Elle peut être connectée à un réseau, ou être immergée dans le fluide. Elle est autonome et ne nécessite aucun fluide, moteur de mesure, de référence. Cette vanne volumétrique est compacte. Elle peut être de très liquid (water, liquid gas, gas oil, etc ....) .. It can be connected to a network, or be immersed in the fluid. It is autonomous and requires no fluid, measuring motor, reference. This volumetric valve is compact. It can be very

petite taille (apport d'encre d'un stylo) ou de très grande taille (vanne de décharge de bassin). small size (ink supply of a pen) or very large size (basin discharge valve).

Sur le marché, nous trouvons des systèmes plus ou moins complexes pour réguler un volume défini. Ces systèmes sont composés d'une vanne actionnée par un régulateur de niveau, ou de pression, des capteurs nécessaires à la mesure et d'une référence, d'une source d'énergie moteur (air, huile, électricité, ou autres). On the market, we find more or less complex systems to regulate a defined volume. These systems are composed of a valve actuated by a level regulator, or pressure, sensors necessary for measurement and a reference, a source of motor energy (air, oil, electricity, or other).

Cette vanne se compose d'un corps égal au volume défini, de deux sphères plus légères que le fluide dans lequel elles évoluent. Le corps est dimensionné pour contenir le volume défini, de quelques millilitres à plusieurs mètres cube. Les deux sphères servent de clapets pour isoler ce volume, une à l'arrivée du fluide et l'autre à la sortie de la vanne. Ces deux sphères ont une masse volumique inférieure à celle du fluide dans lequel elles évoluent. Un piston avec amortisseur retardateur, mécanique, pneumatique ou hydraulique, transmet l'énergie, due à la différence de masse volumique entre la sphère inférieure et le fluide, à la sphère supérieure pour la maintenir fermée lors de la vidange de la vanne par l'ouverture de la sphère inférieure. Un matelas gazeux est aménagé dans le haut de la vanne, entre le bas de la buse supérieure et le haut du corps de la vanne. La compression de ce matelas gazeux, lors du remplissage de la vanne par le fluide, se transformera en piston (effet piston) lors de l'ouverture de la sortie par le soulèvement de la sphère inférieure par le bras de levier. Une seule impulsion suffit. Lorsque la vanne est vide, la sphère inférieure vient se reposer sur son siège après avoir libéré de sa poussée (retardateur) la vanne supérieure. Cette dernière s'ouvre et laisse pénétrer le fluide. Le piston amortisseur retardateur a permis de limiter la perte de fluide. La sphère d'entrée ne s'ouvre que lorsque la sphère de sortie est fermée. Si l'on incorpore à l'amortisseur du piston une chambre hydropneumatique avec un matelas gazeux qui se détend par un orifice calibré, le temps du retardateur peut être défini. Dans ce cas, les deux sphères peuvent être en contact permanent avec l'amortisseur. This valve consists of a body equal to the defined volume, two spheres lighter than the fluid in which they evolve. The body is sized to contain the defined volume, from a few milliliters to several cubic meters. The two spheres serve as valves to isolate this volume, one at the arrival of the fluid and the other at the outlet of the valve. These two spheres have a lower density than the fluid in which they evolve. A piston with a retarding, mechanical, pneumatic or hydraulic damper, transmits the energy, due to the density difference between the lower sphere and the fluid, to the upper sphere to keep it closed during the emptying of the valve by the opening of the lower sphere. A gas mattress is located at the top of the valve, between the bottom of the top nozzle and the top of the valve body. Compression of this gas mattress, during the filling of the valve by the fluid, will turn into piston (piston effect) when opening the outlet by lifting the lower sphere by the lever arm. One pulse is enough. When the valve is empty, the lower sphere comes to rest on its seat after releasing its pressure (retarder) the upper valve. The latter opens and lets in the fluid. The retarding damper piston has been able to limit fluid loss. The entrance sphere opens only when the exit sphere is closed. If a hydropneumatic chamber with a gas mattress is incorporated in the piston damper and is expanded by a calibrated orifice, the time of the retarder can be set. In this case, the two spheres can be in permanent contact with the damper.

L'intérêt majeur de cette invention est que cette vanne est autonome. Le schéma de principe 1 illustre la vanne. The major advantage of this invention is that this valve is autonomous. Block diagram 1 illustrates the valve.

Le schéma 2 illustre le fonctionnement de la vanne. Figure 2 illustrates the operation of the valve.

Le schéma 3 illustre une variante possible de la vanne. Figure 3 illustrates a possible variant of the valve.

En référence au schéma de principe 1, cette vanne se compose d'un corps de vanne (1) qui définit le volume à délivrer de quelques cm3 à plusieurs m3, de deux sphères (2 et 3) plus légères que le fluide à mesurer. Ces deux sphères sont situées l'une au dessus de l'autre. La sphère inférieure (3) a un diamètre supérieur à la sphère supérieure (2). L'arrivée du fluide s'effectue au travers d'une buse (4) par le haut de la vanne. L'échappement se fait par le bas de la vanne, au travers de la buse de sortie (5). Un amortisseur retardateur (10) transmet les forces de flottabilité de la sphère inférieure (3) à la sphère supérieure (2) pour la maintenir fermée durant la vidange. Referring to the block diagram 1, this valve consists of a valve body (1) which defines the volume to be delivered from a few cm3 to several m3, two spheres (2 and 3) lighter than the fluid to be measured. These two spheres are located one above the other. The lower sphere (3) has a diameter greater than the upper sphere (2). The fluid is fed through a nozzle (4) from the top of the valve. The exhaust is at the bottom of the valve, through the outlet nozzle (5). A retarding damper (10) transmits the buoyancy forces of the lower sphere (3) to the upper sphere (2) to keep it closed during emptying.

Fonctionnement de la vanne: En référence au schéma 2, au repos, la sphère supérieure (2) repose sur le plateau supérieur (6) du piston (7).et laisse entrer le fluide dans le corps de la vanne, par la buse (4). La sphère inférieure (3) repose sur la buse de sortie (5) et isole la vanne (1) de l'extérieur. Par la résultante des forces, la sphère inférieure (3) reste sur le siège de la buse (5) malgré la montée du fluide dans le corps de la vanne. La vanne (1) se remplit et le fluide vient appliquer la sphère supérieure sur la buse d'entrée (4). A ce moment, les pressions de chaque côté de la sphère supérieure (2) sont égales et la flottabilité de la sphère (2) suffit à isoler le corps de la vanne (1) de l'arrivée du fluide. Une impulsion sur le levier (8) d'ouverture soulève la sphère inférieure. Cette dernière est libérée des forces qui la maintenaient sur le siège de la buse (5). Sa flottabilité due à sa masse volumique, la pousse vers le haut de la vanne. Le siège (9) du piston (7) vient amortir sa course. Le piston (7) poussé par la sphère inférieure (3) vient par le plateau (6) maintenir la sphère supérieure (2) sur sa buse (4). Cette action réduit les entrées de fluide durant la vidange de la vanne. L'amortisseur (10) intégré au piston (7) peut être articulé par des bras de levier permettant des poussées supérieures ou inférieures à celle engendrée par la flottabilité de la sphère inférieure. Les deux sphères peuvent ne pas être sur le même axe. Le piston qui les relie est articulé par des bras de levier (schéma 3). La liaison entre les bras peut être mécanique (ressort), pneumatique (gaz), ou hydraulique. Lorsque le corps de la vanne (1) est vide, la sphère inférieure (3) après avoir libéré sa poussée sur la sphère supérieure (2), vient se reposer sur le siège de la buse (5). Operation of the valve: Referring to diagram 2, at rest, the upper sphere (2) rests on the upper plate (6) of the piston (7) and allows the fluid to enter the body of the valve, through the nozzle ( 4). The lower sphere (3) rests on the outlet nozzle (5) and isolates the valve (1) from the outside. By the resultant forces, the lower sphere (3) remains on the seat of the nozzle (5) despite the rise of the fluid in the body of the valve. The valve (1) fills and the fluid comes to apply the upper sphere on the inlet nozzle (4). At this moment, the pressures on each side of the upper sphere (2) are equal and the buoyancy of the sphere (2) is sufficient to isolate the body of the valve (1) from the arrival of the fluid. A pulse on the opening lever (8) lifts the lower sphere. The latter is released from the forces that held it on the seat of the nozzle (5). Its buoyancy due to its density, pushes it towards the top of the valve. The seat (9) of the piston (7) dampens its stroke. The piston (7) pushed by the lower sphere (3) comes through the plate (6) keep the upper sphere (2) on its nozzle (4). This action reduces fluid inputs during valve emptying. The damper (10) integrated in the piston (7) can be articulated by lever arms allowing thrusts greater or less than that caused by the buoyancy of the lower sphere. The two spheres may not be on the same axis. The piston connecting them is articulated by lever arms (diagram 3). The connection between the arms can be mechanical (spring), pneumatic (gas), or hydraulic. When the body of the valve (1) is empty, the lower sphere (3) after having released its thrust on the upper sphere (2), comes to rest on the seat of the nozzle (5).

Les deux sphères peuvent ne pas être alignées. Un piston articulé avec différents types d'amortisseurs retardateurs (11-12-13) peuvent être incorporés (le schéma 3 n'est qu'un exemple). Les bras de levier (14-15) peuvent être variables en longueur, ce qui modifie la réponse des amortisseurs et des retardateurs. Le clapet d'ouverture peut avoir différentes formes pour répondre au problème posé (proportionnel, dérivée. ..). Both spheres may not be aligned. An articulated piston with different types of retarding dampers (11-12-13) can be incorporated (Figure 3 is only an example). The lever arms (14-15) can be variable in length, which modifies the response of the dampers and retarders. The opening flap can have different forms to answer the problem posed (proportional, derivative ...).

L'homogénéité, sa forme compacte, sa simplicité, font que cette vanne volumétrique peut être de très petite taille, quelques millimètres, ou de très grande taille, plusieurs mètres. Elle peut donc être implantée dans un stylo, une seringue, doser une alimentation liquide pour malade, faire un appoint d'eau dans un aquarium, doser des engrais, insecticides, pesticides liquides, faire des appoints chimiques dans l'industrie (antimousse, phosphate, hydrazine,...). Cette vanne peut servir de chasse d'eau et être incorporée à cette chasse d'eau pour délivrer des doses d'anticalcaire, de bactéricide, de parfum. Elle peut être incorporée dans les machines à laver le linge ou la vaisselle, évitant ainsi la manipulation quotidienne des produits de lavage, de rinçage et autres. Dans une région de parfumeur, elle peut servir comme doseur à parfum, individuel ou collectif ou de maison, ou même entrer dans la chaîne de fabrication. Cette vanne peut être déclenchée par un automate qui envoie l'impulsion d'ouverture. Elle délivre des doses. The homogeneity, compact shape, simplicity, make this volumetric valve can be very small, a few millimeters, or very large, several meters. It can therefore be implanted in a pen, a syringe, dose a liquid diet for the sick, make a make-up of water in an aquarium, dose fertilizers, insecticides, liquid pesticides, make chemical additions in the industry (antifoam, phosphate , hydrazine, ...). This valve can serve as a flush and be incorporated in this flush to deliver doses of anti-scale, bactericide, perfume. It can be incorporated in washing machines or dishes, thus avoiding the daily handling of washing, rinsing and other products. In a perfumer's area, it can be used as a perfume dispenser, individual or collective or home, or even enter the production line. This valve can be triggered by a PLC that sends the opening pulse. She delivers doses.

Cette vanne peut être fabriquée dans des matières très diverses, verre, matière plastique, acier, etc..., même très coûteux vu sa petite taille. Son coût peut être très faible, vu sa simplicité. Cette vanne peut être fabriquée avec des matériels industriels courants, par une main d'oeuvre sans formation particulière. This valve can be manufactured in very diverse materials, glass, plastic, steel, etc ..., even very expensive given its small size. Its cost can be very low, given its simplicity. This valve can be manufactured with common industrial equipment, by a workforce without special training.

Claims

1) Self-contained volumetric valve defining a volume of liquid fluid, connected to a network or immersed in the fluid, characterized in that it consists of a valve body (1), two lighter spheres (2, 3) that the fluid located inside the valve body (1), one of the so-called lower sphere spheres (3) has a diameter greater than the other so-called upper sphere sphere (2), of two nozzles (4, 5 ) of fluid, one of the nozzles said inlet nozzle (4) is located on the upper part of the valve body (1) and the other nozzle called outlet nozzle (5) is located on the lower part of the body valve (1), the two spheres (2, 3) serving as flaps for isolating this volume, one at the fluid inlet and the other at the fluid outlet, a piston (7) comprising at its end upper upper plate (6) on which can rest the upper sphere (2) and at its lower end a seat (9), at least one integral retarding damper (10) to the piston (7) which transmits the buoyancy forces of the lower sphere (3) to the upper sphere (2) and an opening lever (8) which releases under a pulse the lower sphere (3) forces which held it on the seat of the outlet nozzle (5).

2) Valve according to claim 1 characterized in that the spheres (2, 3) are located on one or the other.

3) Valve according to claim 1 characterized in that the retarding damper (10) integrated in the piston (7) is articulated by lever arms for thrusts greater or less than those generated by the buoyancy of the lower sphere (3) .

4) Valve according to claim 1 characterized in that the piston (7) which connects the two spheres (2, 3) is articulated by lever arms (14, 15) in the case where the two spheres are not aligned.

5) Valve according to claim 3 or 4 characterized in that the connection between the lever arms (14, 15) is mechanical (spring), pneumatic (gas) or hydraulic.

6) Valve according to any one of the preceding claims characterized in that the material of the valve is glass, plastic or steel.