FR3120402A1 - Procede et pompe de dosage proportionnel a faible debit - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un procédé de dosage proportionnel, et sa pompe associée, laquelle comprend :- une machine hydraulique (1) renfermant un organe (16) propre à effectuer un mouvement alternatif, l’alimentation de la machine en entrée déclenchant un mouvement alternatif de translation de l’organe (16) ,- une pompe volumétrique (4), dotée d’un axe (42) de rotation, d’une entrée (40) destinée à être mise en communication de fluide avec un réservoir d’additif et d’une sortie (41) en communication de fluide (51) avec la sortie (11) de la machine, - un convertisseur de mouvement (2) prévu pour transformer le mouvement alternatif de translation de l’organe (16) en un mouvement de rotation, ledit mouvement de rotation étant transmis à l’axe de rotation de la pompe volumétrique (4), de sorte que l’alimentation de la machine actionne la pompe volumétrique qui alimente ainsi en additif la sortie de la machine hydraulique. Figure 2
Description
La présente invention concerne un procédé et une pompe à dosage proportionnel pour introduire un additif liquide dans un courant de liquide principal, circulant dans une conduite, la pompe étant du type 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.
Habituellement et tel que décrit dans le document EP 3440353 B1, le piston différentiel effectue un mouvement alternatif et entraîne un piston plongeur pour prélever l'additif à doser lors d'une course de montée et pour injecter cet additif dans le liquide principal ou liquide moteur lors d'une course de descente.
Cependant, lorsque l’objectif est d’obtenir des dosages faibles, c’est-à-dire inférieurs à 300 ppm, voire de l’ordre de quelques dizaines de ppm, la pompe à dosage proportionnel ne peut plus fournir un tel dosage.
En effet, les dispositifs d’aspiration classique ne permettent pas un dimensionnement qui puisse prélever une quantité d’additif suffisamment faible à chaque cycle.
La pompe à dosage proportionnel fournit alors un dosage très supérieur à ce qui est requis.
C’est pourquoi, l'invention a pour but, surtout, de proposer un procédé et une pompe à dosage proportionnel qui ne présentent plus ou à un degré moindre les inconvénients évoqués précédemment et qui permettent d'optimiser le fonctionnement des pompes à dosage proportionnel, en particulier dans le cas où les dosages ciblés sont faibles.
L’invention se fonde notamment sur le remplacement des mécanismes de dosage antérieurs par des pompes du type volumétrique, c’est-à-dire des pompes dans lesquelles le transfert du fluide se fait au moyen d'un déplacement de volume à chaque cycle. Le débit d'une pompe volumétrique est alors proportionnel à la vitesse d'actionnement de ses éléments mobiles et dépend très peu de la pression de refoulement.
L’invention se fonde selon un mode de réalisation préféré sur le remplacement des mécanismes de dosage antérieurs par des pompes du type péristaltique, c’est-à-dire des pompes capables d'aspirer et de refouler un liquide lorsqu’elles fonctionnent à faible vitesse, soit à des vitesses inférieures à quelques tours par heure.
L’invention a en particulier pour objet une pompe à dosage proportionnel comprenant une machine hydraulique dotée d’une entrée et d’une sortie, la machine hydraulique s’étendant suivant un axe longitudinal (x) et renfermant un organe propre à effectuer un mouvement alternatif suivant cet axe, l’alimentation de la machine hydraulique en liquide principal en entrée déclenchant un mouvement alternatif en translation de l’organe suivant l’axe longitudinal (x), caractérisé en ce que la pompe à dosage proportionnel comporte :
- une pompe volumétrique, dotée d’un axe de rotation, d’une entrée destinée à être mise en communication de fluide avec un réservoir d’additif et d’une sortie en communication de fluide avec la sortie de la machine hydraulique,
- un convertisseur de mouvement prévu pour transformer le mouvement alternatif de translation de l’organe en un mouvement de rotation, ledit mouvement de rotation étant transmis directement ou indirectement à l’axe de rotation de la pompe volumétrique,
de sorte que l’alimentation de la machine hydraulique actionne la pompe volumétrique qui alimente ainsi en additif la sortie de la machine hydraulique, l’additif se mélangeant au liquide principal en sortie de la machine hydraulique.
Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution sont énoncées ci-après
Selon un mode de réalisation préféré, la pompe volumétrique peut être une pompe péristaltique.
Selon un autre mode de réalisation préféré, la pompe peut comporter en outre un variateur prévu pour ajuster la vitesse de la rotation issue du convertisseur de mouvement.
Selon un mode de réalisation qui concerne le convertisseur de mouvement, le convertisseur de mouvement peut comporter un rotor doté d’au moins un rail hélicoïdal et un actionneur qui s’étendent chacun longitudinalement suivant l’axe longitudinal (x), l’actionneur étant lié en l’une de ses extrémités avec l’organe de la machine hydraulique et coopérant avec le rail hélicoïdal du rotor, ainsi qu’une sortie liée en rotation avec le rotor et se présentant préférentiellement sous la forme d’un pignon, la montée puis la descente de l’organe induisant la rotation du rotor selon un même sens.
Selon une certaine particularité du mode de réalisation précité, l’actionneur peut comprendre un arbre connecté à l’organe de la machine hydraulique, un premier axe monté de manière perpendiculaire sur l’arbre de l’actionneur, le premier axe étant prévu pour coulisser en une première extrémité dans un premier rail rectiligne aménagé dans le corps du convertisseur de mouvement, tandis que le second axe est prévu pour coulisser en une première extrémité dans un premier rail hélicoïdal aménagé sur le rotor.
Selon une autre particularité du mode de réalisation précité, l’actionneur peut comprendre un arbre connecté à l’organe de la machine hydraulique, un premier axe et un second axe montés de manière perpendiculaire sur l’arbre de l’actionneur, le premier axe étant prévu pour coulisser en une première extrémité et en une seconde extrémité respectivement dans un premier rail rectiligne et dans un second rail rectiligne aménagés dans le corps du convertisseur de mouvement, tandis que le second axe est prévu pour coulisser en une première extrémité et en une seconde extrémité respectivement dans un premier rail hélicoïdal et dans un second rail hélicoïdal aménagés sur le rotor.
De manière avantageuse, l’arbre peut être connecté à l’organe de la machine hydraulique au moyen d’une liaison pivot.
Selon un mode de réalisation qui concerne le variateur, le variateur peut comprendre un axe de sortie, un cône denté, dont l’axe de révolution est incliné par rapport à l’axe de sortie, de telle sorte qu’une de ses arêtes de profil s’étende parallèlement à l’axe de sortie, un galet solidaire en rotation de l’axe de sortie et apte à translater le long de l’axe de sortie, le pignon de sortie du convertisseur engrenant la roue dentée du cône, le cône denté entraînant le galet en rotation par adhérence ainsi que l’axe de sortie, lui-même entraînant l’axe de la pompe volumétrique.
Selon une certaine particularité du mode de réalisation précité, le variateur peut comprendre en outre des moyens pour régler la position du galet sur l’axe de sortie du variateur, ces moyens comportant un support de fixation du galet, en outre solidaire d’un presse-étoupe monté sur le corps du rotor et dont le serrage / desserrage sur le corps du rotor permet le déplacement du galet le long de l’axe de sortie du variateur.
Selon une autre particularité du mode de réalisation précité, le variateur peut comporter des moyens de débrayage permettant d’éloigner la surface du cône du galet, de manière à interdire l’entraînement du galet par adhérence.
De manière avantageuse, les moyens de débrayage peuvent consister en une tirette traversant un support solidaire du corps du convertisseur de mouvement et ancrée dans le cône denté, et en un ressort monté comprimé sur ladite tirette pour plaquer le cône contre le galet, une traction sur ladite tirette comprimant davantage le ressort et permettant d’éloigner le cône du galet.
De manière avantageuse, la pompe à dosage proportionnel peut comporter un T d’injection alimenté par la sortie de la machine hydraulique et par la sortie de pompe volumétrique.
Dans ce cas, de manière préférentielle, le T d’injection peut être doté d’un premier clapet anti-retour et d’un second clapet anti-retour prévus respectivement pour empêcher le reflux vers la machine hydraulique et vers la pompe volumétrique.
L’invention a également pour objet un procédé de dosage proportionnel mettant en œuvre une pompe à dosage proportionnel conforme à l’invention, et dans lequel on procède aux étapes suivantes :
- On raccorde l’entrée de la pompe volumétrique à un récipient rempli de l’additif à doser,
- On raccorde l’entrée de la machine hydraulique à une source de liquide principal,
- On effectue un réglage du variateur prévu pour ajuster la vitesse de la rotation résultant du convertisseur de mouvement, en fonction du dosage attendu,
- On procède à l’alimentation de l’entrée de la machine hydraulique en liquide principal suivant un débit prédéterminé, de sorte que l’alimentation de la machine hydraulique actionne la pompe volumétrique qui alimente ainsi en additif la sortie de la machine hydraulique, ou bien le T d’injection si la sortie de la pompe est dotée d’un T d’injection, l’additif se mélangeant au liquide principal.
D’autres avantages et particularités de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
En se reportant à la , on peut voir une machine hydraulique 1 du type de celle qui est utilisée dans la pompe à dosage proportionnel selon l’invention.
La machine hydraulique 1 comprend un piston hydraulique différentiel 16 à mouvement alternatif contenu dans une enveloppe 190 constituée d'un corps cylindrique s’étendant suivant un axe (x) et surmonté d'un couvercle 191 assemblé au corps de manière démontable, notamment par vissage. L’organe appelé aussi piston différentiel 16 est disposé dans l'enveloppe 190 pour coulisser en mouvement alternatif suivant l’axe (x). L’organe 16 comporte, en partie haute, une couronne supérieure 160 de grande section, dont la périphérie est en appui de manière étanche contre la paroi interne de l'enveloppe. Le fût du piston différentiel, coaxial à l'enveloppe et de plus petit diamètre que la couronne supérieure 160 est solidaire de cette couronne et s'étend vers le bas. La partie inférieure du fût du piston coulisse de manière étanche dans un logement cylindrique 17 coaxial à l'enveloppe. Le fût est fermé en partie basse par une base inférieure 161. Le piston différentiel 16 et le logement cylindrique 17 compartimentent l’intérieur de l’enveloppe suivant une chambres dite « de mélange » 14 délimitée par le logement cylindrique 17 et la base inférieure du piston différentiel 161, une chambre dite «supérieure» 13 délimitée par la couronne supérieure 160 et le couvercle 191 de l’enveloppe, et une chambre dite «inférieure» 12, de forme sensiblement annulaire, délimitée par la partie en deçà de la couronne supérieure 160, par l’enveloppe et par le logement cylindrique 17.
La machine hydraulique comprend une première tubulure 10 reliant la chambre inférieure 12 à l’extérieur, et une seconde tubulure 11 reliant la chambre de mélange 14 à l’extérieur. Un manchon cylindrique 15 coaxial à l'enveloppe s'étend depuis la chambre de mélange vers le bas pour permettre le raccordement de la chambre de mélange à un dispositif d'injection 2. Ce dispositif d'injection est actionné par la machine hydraulique au moyen d’une tige 162 du piston, elle-même reliée à un moyen de pompage de l'additif (non représenté sur les figures). Pour plus de détails concernant ce type de dispositif, on pourra se reporter aux documents EP0255791 et EP1151196.
Des moyens de commutation hydraulique sont prévus pour l'alimentation et l'évacuation des chambres 12, 13, 14 séparées par le piston. Ces moyens de commutation sont commandés par les déplacements du piston et comportent une bielle 180 agissant sur un organe de distribution pouvant prendre deux positions stables. Plus précisément, l'organe de distribution comprend au moins un porte-clapets 181 comprenant au moins un premier clapet dit « supérieur » 182 coopérant avec un siège 163 pratiqué dans la couronne supérieure du piston, et au moins un second clapet dit « inférieur » 183 coopérant avec un siège 164 pratiqué dans la base inférieure du piston.
La machine hydraulique comporte en outre des moyens de déclenchement comprenant un poussoir 185 propres à provoquer, en fin de course du piston, par venue en appui contre une butée, un changement brusque de la position des moyens de commutation sous l'action d'un moyen élastique 18, pour l'inversion de la course du piston. La venue en appui contre une butée (non représentée sur les figures) s’effectue au voisinage du couvercle 191 pour permettre au piston de changer sa course ascendante en course descendante. La venue en appui contre une butée 184 s’effectue également au voisinage de la partie inférieure de l’enveloppe pour permettre au piston de changer sa course descendante en course ascendante.
La bielle 180 est articulée à une extrémité sur un point fixe par rapport au piston 16, tandis que l'autre extrémité de la bielle peut se déplacer dans une fenêtre verticale du porte-clapets 181 et venir en butée contre l'une des deux extrémités de cette fenêtre, dans l'une des deux positions stables de l'organe de distribution. Le moyen élastique 18 est solidaire, à chacune de ses extrémités, d'un organe d'articulation reçu respectivement dans un logement prévu sur la bielle et sur le poussoir 185. Chaque logement est ouvert suivant une direction sensiblement opposée au sens de l'effort exercé par le moyen élastique 18 dans la paroi du logement considéré. Ce moyen élastique 18 peut être avantageusement constitué par une lame ressort convexe.
L’entrée de la machine hydraulique pour le liquide principal se situe au niveau de la première tubulure 10, et la sortie pour le mélange se situe au niveau de la seconde tubulure 11.
Suivant le cycle associé à cette configuration, le liquide principal sous pression, généralement de l'eau, entre dans la chambre inférieure 12 par la tubulure 10. Les clapets supérieurs sont fermés alors que les clapets inférieurs sont ouverts, permettant le refoulement du liquide de la chambre supérieure 13 vers la chambre de mélange 14 puis l’évacuation du mélange vers la sortie via la tubulure 11. En effet, sous l’action de la pression du liquide principal sur la face inférieure de la couronne supérieure du piston, ce dernier entame une course ascendante, qui tend à diminuer le volume de la chambre supérieure et donc à en chasser le contenu vers la chambre de mélange, puisque la communication est ouverte.
En fin de course ascendante, le poussoir 185 vient en appui contre une butée liée au couvercle 191, ce qui provoque sous l'effet de la lame ressort le basculement de la bielle 180 vers l'autre position stable basse, avec déplacement du porte-clapets vers la base du piston. Les clapets inférieurs se ferment tandis que les clapets supérieurs s'ouvrent. Le liquide sous pression peut passer depuis la chambre inférieure 12 vers la chambre supérieure 13, dont la communication avec la chambre de mélange 14 est maintenant coupée, et le mouvement du piston est inversé. Ce mouvement est inversé du fait de la pression que le liquide principal admis dans la chambre supérieure exerce sur la face supérieure de la couronne supérieure. En fin de course descendante, le poussoir 185 par son extrémité inférieure rencontre une butée 184 solidaire de l'enveloppe 190, ce qui provoque un nouveau basculement de la bielle vers la position relevée et un déplacement du porte-clapets 181 entraînant la fermeture des clapets supérieurs et l'ouverture des clapets inférieurs. Le mouvement du piston 16 est de nouveau inversé et le piston repart suivant une course ascendante.
Parallèlement, le mouvement alternatif du piston lors de l’alimentation de la machine hydraulique en liquide, permet de générer alternativement une aspiration jusqu’à la sortie 11, cette dernière étant raccordée à un dispositif d’injection 2, appelé aussi mécanisme de dosage 2.
La machine hydraulique peut aussi être du type de celui décrit dans le document EP1971776 A1 et sur la .
Cette machine hydraulique comprend une enveloppe comportant un corps et un couvercle, un moyen de séparation propre à effectuer un mouvement alternatif dans l'enveloppe entre le corps et le couvercle, ce moyen de séparation définissant deux chambres. La machine hydraulique comprend aussi des moyens de commutation hydraulique pour l'alimentation en liquide et l'évacuation des chambres précitées. Ces moyens de commutation comprennent un organe de distribution pouvant prendre deux positions stables et commandé par les déplacements du moyen de séparation. Le corps de l'enveloppe renferme par ailleurs un compartiment relié à une arrivée de liquide sous pression et dans lequel sont logés les moyens de commutation, ainsi que des moyens de déclenchement comprenant un poussoir lié au moyen de séparation, propres à provoquer, en fin de course, un changement brusque de la position des moyens de commutation, sous l'action d'un moyen élastique, pour l'inversion de la course. L'organe de distribution comprend un tiroir de distribution appliqué contre une plaque plane fixe relativement au corps de l'enveloppe, le tiroir de distribution pouvant coulisser de manière étanche, sans joint, contre la plaque qui comporte des orifices reliés respectivement aux chambres de l'enveloppe et à un orifice de sortie du liquide. Le tiroir est alors prévu pour, selon sa position, fermer certains des orifices ou les mettre en communication avec l'arrivée de fluide ou avec l'échappement.
Tel que décrit dans la , la pompe à dosage proportionnel selon l’invention comprend une machine hydraulique 1 telle que celles décrites précédemment. Cette machine est donc dotée d’une entrée 10 et d’une sortie 11, la machine hydraulique s’étendant suivant un axe longitudinal x et renfermant un organe 16 propre à effectuer un mouvement alternatif, l’alimentation de la pompe en liquide en entrée déclenchant un mouvement alternatif de translation suivant l’axe longitudinal x de l’organe 16.
La pompe à dosage proportionnel comporte une pompe du type volumétrique 4, dotée d’un axe 42, d’une entrée 40 destinée à être mise en communication de fluide avec un réservoir, et d’une sortie 41 en communication de fluide 51 avec la sortie 11 de la machine hydraulique.
On entend par pompe volumétrique une pompe dans laquelle une certaine quantité de fluide « emprisonnée » est forcée à se déplacer jusqu’à l’orifice de sortie.
Le débit d’une pompe volumétrique est proportionnel à la vitesse d’actionnement de ses éléments mobiles et dépend très peu de la pression de refoulement, par contre, l’énergie consommée par la pompe est proportionnelle à la différence de pression entre la sortie et l’entrée de la pompe.
Avantageusement, la pompe volumétrique est une pompe péristaltique.
On entend par pompe péristaltique une pompe utilisée pour produire un débit de fluides, soit de liquides ou de gaz. Le fluide, liquide ou gazeux, est contenu dans un tube flexible, et est entraîné par un système pressant le tube à l'intérieur de la pompe. La pompe péristaltique est généralement constituée d’une tête, le plus souvent de forme circulaire, à l'intérieur de laquelle se trouve un tube flexible où progresse le fluide à pomper.
Ce tube est déformé par un rotor doté de rouleaux ou galets, qui le compriment contre la tête circulaire. Les galets qui obturent des portions du tuyau durant leur rotation vont déplacer le fluide retenu dans le même sens. L’aspiration du fluide à l'entrée de la pompe est possible du fait de l’élasticité du tuyau.
A aucun moment le fluide n'est en contact avec le rotor. Il est uniquement en contact avec l'intérieur du tube, ce qui évite tout risque de contamination avec le mouvement de la pompe, voire de corrosion ou d'abrasion de celui-ci par les fluides agressifs ou chargés. L'évacuation du fluide est soumise à pulsations du fait du passage des galets.
Bien entendu, tout autre pompe pouvant fonctionner à de faible vitesse (c’est-à-dire à des vitesses inférieures à quelques tours par heure) pourrait également être utilisées.
La pompe à dosage proportionnel comporte également un convertisseur de mouvement 2 prévu pour transformer le mouvement alternatif de translation de l’organe 16 de la machine hydraulique en un mouvement de rotation. Ce mouvement de rotation est destiné à être transmis à l’axe de rotation 42 de la pompe volumétrique 4, préférentiellement péristaltique, de manière à entraîner ladite pompe.
Concernant maintenant le convertisseur de mouvement et selon un mode de réalisation particulier représenté en , le convertisseur de mouvement 2 comporte un corps 22, un rotor 23 lui-même logé dans un autre corps et doté d’au moins un rail hélicoïdal et un actionneur 21 qui s’étend longitudinalement suivant l’axe longitudinal x de la machine hydraulique. Le corps 22 est fixe par rapport à la machine hydraulique tandis que le rotor 23 est en rotation par rapport à la machine hydraulique et tandis que l’actionneur 21 est en translation par rapport à la machine hydraulique.
L’actionneur 21 est lié en l’une de ses extrémités avec l’organe 16 de la machine hydraulique et coopère avec le rail hélicoïdal du rotor 23.
Avantageusement, il est en outre prévu un pignon 24 lié en rotation avec le rotor 23, qui constitue une sortie du convertisseur selon un mouvement de rotation, qui est donc initialement induit par la translation de l’actionneur 21.
Selon un premier mode de réalisation, l’actionneur 21 comprend un arbre 29 connecté à l’organe 16 de la machine hydraulique, un premier axe 25 et un second axe 26 montés chacun de manière perpendiculaires sur l’arbre 29 de l’actionneur.
De plus, le premier axe 25 est prévu pour coulisser en une première extrémité 25a dans un premier rail rectiligne 27a aménagé dans le corps 22 du convertisseur de mouvement 2 pour empêcher l’arbre 29 de tourner et pour le guider ainsi uniquement en translation.
Le second axe 26 est quant à lui prévu pour coulisser en une première extrémité 26a dans un premier rail hélicoïdal 28a aménagé sur le rotor 23, de façon à entraîner le rotor en rotation, sans que l’arbre 29 ne tourne.
Selon un second mode de réalisation qui présente cette fois un double guidage, le premier axe est prévu pour coulisser en une première extrémité 25a et en une seconde extrémité 25b respectivement dans un premier rail rectiligne 27a et dans un second rail rectiligne 27b aménagés dans le corps 22 du convertisseur de mouvement 2.
De même, le second axe 26 est quant à lui prévu pour coulisser en une première extrémité 26a et en une seconde extrémité 26b respectivement dans un premier rail hélicoïdal 28a et dans un second rail hélicoïdal 28b aménagés sur le rotor 23, de façon à entraîner le rotor en rotation sans que l’arbre 29 ne tourne.
En doublant les rails, le guidage en translation et le blocage en rotation de l’arbre 29 sont ainsi améliorés.
De plus, la montée puis la descente de l’organe 16 induit la rotation du rotor 23 dans le même sens.
Selon une variante, l’arbre 29 de l’actionneur 21 peut être pourvu d’une ou plusieurs rainures longitudinales aptes à accueillir chacune une nervure ménagée sur le corps 22 du convertisseur de mouvement 2.
De cette manière, la coopération des rainures de l’arbre 29 avec les nervures correspondantes du corps 22 du convertisseur de mouvement 2, permettent d’empêcher l’arbre 29 de tourner et permettent de le guider ainsi uniquement en translation.
De manière préférentielle, l’arbre 29 est connecté à l’organe 16 de la machine hydraulique au moyen d’une liaison pivot 20. En effet, l’organe 16 a une tendance naturelle à tourner sur lui-même en fonctionnement. La liaison pivot permet de laisser ce mouvement libre, et ainsi d’éviter un dévissage de l’arbre 29 et/ou une usure irrégulière de l’organe 16.
Selon un mode préférentiel, la pompe à dosage proportionnel comporte un variateur 3 prévu pour ajuster la vitesse de la rotation issue du convertisseur de mouvement 2.
Selon un mode de réalisation particulier représenté en , le variateur 3 comprend un axe de sortie 32 sensiblement parallèle à l’axe (x) de la machine hydraulique, un cône denté 30, dont l’axe de révolution est incliné de telle sorte qu’une de ses arêtes longitudinales s’étende parallèlement à l’axe de sortie 32.
Un galet 33 est monté sur l’axe de sortie 32 de manière à être solidaire en rotation de l’axe de sortie 32. Le galet reste en contact avec le cône denté sur son arête longitudinale.
Le pignon 24 de sortie du convertisseur entraîne la roue dentée du cône 30, tandis que le cône denté 30 entraîne le galet 33 en rotation par adhérence.
Ainsi, le galet 33 entraîne l’axe de sortie 32, qui lui-même entraîne l’axe 42 de la pompe volumétrique.
Ce variateur comprend des moyens 34, 340 pour régler la position du galet 33 le long de l’axe de sortie 32 du variateur.
Ces moyens comportent un support 340 de fixation du galet, lequel support est solidaire d’un presse-étoupe 34 monté sur le corps du rotor 23 et dont le serrage / desserrage sur le corps du rotor 23 permet le déplacement du galet le long de l’axe de sortie 32.
De manière avantageuse, le variateur comporte des moyens de débrayage 31 permettant d’éloigner le cône 30 du galet 33, de manière à ce que le cône n’entraîne plus le galet par adhérence.
La roue dentée du cône 30 reste en revanche en contact avec la sortie du convertisseur (qui est préférentiellement le pignon 24).
Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens de débrayage 31 consistent en une tirette traversant un support 35 solidaire du corps 22 du convertisseur de mouvement 2 et ancrée dans le cône denté, et en un ressort monté comprimé sur ladite tirette pour plaquer le cône contre le galet, une traction sur ladite tirette comprimant davantage le ressort et permettant d’éloigner le cône du galet.
Lorsque l’effort de traction sur la tirette cesse, le ressort revient à sa position d’origine et plaque de nouveau le cône contre le galet.
De façon à optimiser le mélange entre le liquide principal (généralement de l’eau qui arrive à la sortie 11 de la machine hydraulique, et l’additif qui arrive depuis la pompe volumétrique, préférentiellement péristaltique, la pompe à dosage proportionnel comporte un T d’injection 5 qui est par conséquent alimenté par la sortie 11 de la machine hydraulique et par la sortie 41 de pompe péristaltique.
Avantageusement, le T d’injection est doté d’un premier clapet anti-retour et d’un second clapet anti-retour prévus respectivement en aval de la sortie 11 de la machine hydraulique et en aval de la sortie 41 de la pompe péristaltique pour empêcher le reflux du mélange respectivement vers la machine hydraulique et vers la pompe péristaltique.
Pour ce qui est du procédé de dosage proportionnel, on procède aux étapes suivantes :
- On raccorde l’entrée 40 de la pompe volumétrique 4, préférentiellement péristaltique, à un récipient rempli de l’additif à doser,
- On raccorde l’entrée 10 de la machine hydraulique 1 à une source de liquide principal,
- On procède à l’alimentation de l’entrée de la machine hydraulique en liquide principal selon un débit prédéterminé.
Lorsque la pompe à dosage proportionnel est dotée d’un variateur 3, on effectue un réglage du variateur 3 (par exemple en ajustant la position du galet sur l’axe de sortie 32), en fonction du dosage attendu, avant de procéder à l’alimentation de l’entrée de la machine hydraulique en liquide principal selon un débit prédéterminé.
Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
A noter, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associés les uns avec les autres, selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.
Claims (14)
- Pompe à dosage proportionnel comprenant une machine hydraulique (1) dotée d’une entrée (10) et d’une sortie (11), la machine hydraulique s’étendant suivant un axe longitudinal (x) et renfermant un organe (16) propre à effectuer un mouvement alternatif suivant cet axe, l’alimentation de la machine hydraulique en liquide principal en entrée déclenchant un mouvement alternatif en translation de l’organe (16) suivant l’axe longitudinal (x), caractérisé en ce que la pompe à dosage proportionnel comporte :
- une pompe volumétrique (4), dotée d’un axe (42) de rotation, d’une entrée (40) destinée à être mise en communication de fluide avec un réservoir d’additif et d’une sortie (41) en communication de fluide (51) avec la sortie (11) de la machine hydraulique,
- un convertisseur de mouvement (2) prévu pour transformer le mouvement alternatif de translation de l’organe (16) de la machine hydraulique en un mouvement de rotation, ledit mouvement de rotation étant transmis directement ou indirectement à l’axe de rotation de la pompe volumétrique (4),
de sorte que l’alimentation de la machine hydraulique actionne la pompe volumétrique qui alimente ainsi en additif la sortie (11) de la machine hydraulique, l’additif se mélangeant au liquide principal en sortie de la machine hydraulique. - Pompe à dosage proportionnel selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pompe volumétrique (4) est une pompe péristaltique.
- Pompe à dosage proportionnel selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu’elle comporte en outre un variateur (3) prévu pour ajuster la vitesse de la rotation issue du convertisseur de mouvement (2).
- Pompe à dosage proportionnel selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le convertisseur de mouvement (2) comporte un rotor (23) doté d’au moins un rail hélicoïdal (28a, 28b) et un actionneur (21) qui s’étendent chacun longitudinalement suivant l’axe longitudinal (x) de la machine hydraulique, l’actionneur étant lié en l’une de ses extrémités avec l’organe (16) de la machine hydraulique et coopérant avec le rail hélicoïdal du rotor (23), ainsi qu’une sortie liée en rotation avec le rotor (23) et se présentant préférentiellement sous la forme d’un pignon (24), la montée puis la descente de l’organe (16) de la machine hydraulique induisant la rotation du rotor (23) selon un même sens.
- Pompe à dosage proportionnel selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’actionneur (21) comprend un arbre (29) connecté à l’organe (16) de la machine hydraulique, un premier axe (25) et un second axe (26) montés de manière perpendiculaires sur l’arbre (29) de l’actionneur, le premier axe étant prévu pour coulisser en une première extrémité (25a, 25b) dans un premier rail rectiligne (27a, 27b) aménagé dans le corps (22) du convertisseur de mouvement (2), tandis que le second axe est prévu pour coulisser en une première extrémité (26a, 26b) dans le rail hélicoïdal (28a, 28b) aménagé sur le rotor (23).
- Pompe à dosage proportionnel selon la revendication 4, caractérisée en ce que l’actionneur (21) comprend un arbre (29) connecté à l’organe (16), un premier axe (25) et un second axe (26) montés de manière perpendiculaires sur l’arbre (29) de l’actionneur, le premier axe étant prévu pour coulisser en une première extrémité et en une seconde extrémité (25a, 25b) respectivement dans un premier rail rectiligne et dans un second rail rectiligne (27a, 27b) aménagés dans le corps (22) du convertisseur de mouvement (2), tandis que le second axe est prévu pour coulisser en une première extrémité et en une seconde extrémité (26a, 26b) respectivement dans un premier rail hélicoïdal et dans un second rail hélicoïdal (28a, 28b) aménagés sur le rotor (23).
- Pompe à dosage proportionnel selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que l’arbre (29) est connecté à l’organe (16) de la machine hydraulique au moyen d’une liaison pivot (20).
- Pompe à dosage proportionnel selon l’une quelconque des revendications 3 à 7 ensemble la revendication 3, caractérisée en ce que le variateur (3) comprend un axe de sortie (32), un cône denté (30), dont l’axe de révolution est incliné par rapport à l’axe de sortie (32), de telle sorte qu’une de ses arêtes de profil s’étende parallèlement à l’axe de sortie (32), un galet (33) solidaire en rotation de l’axe de sortie (32) et apte à translater le long de l’axe de sortie (32), le pignon (24) de sortie du convertisseur engrenant la roue dentée du cône (30), le cône denté (30) entraînant le galet (33) en rotation par adhérence ainsi que l’axe de sortie (32), lui-même entraînant l’axe (42) de la pompe volumétrique.
- Pompe à dosage proportionnel selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le variateur (3) comprend des moyens (34, 340) pour régler la position du galet (33) sur l’axe de sortie (32) du variateur, ces moyens comportant un support (340) de fixation du galet, en outre solidaire d’un presse-étoupe (34) monté sur le corps du rotor et dont le serrage / desserrage sur le corps du rotor (23) permet le déplacement du galet le long de l’axe de sortie (32) du variateur.
- Pompe à dosage proportionnel selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le variateur comporte des moyens de débrayage (31) permettant d’éloigner la surface du cône (30) du galet (33), de manière à interdire l’entraînement du galet par adhérence.
- Pompe à dosage proportionnel selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de débrayage (31) consistent en une tirette traversant un support (35) solidaire du corps (22) du convertisseur de mouvement (2) et ancrée dans le cône denté, et en un ressort monté comprimé sur ladite tirette pour plaquer le cône contre le galet, une traction sur ladite tirette comprimant davantage le ressort et permettant d’éloigner le cône du galet.
- Pompe à dosage proportionnel selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un T d’injection (5) alimenté par la sortie (11) de la machine hydraulique et par la sortie (41) de la pompe volumétrique.
- Pompe à dosage proportionnel selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le T d’injection est doté d’un premier clapet anti-retour et d’un second clapet anti-retour prévus respectivement pour empêcher le reflux vers la machine hydraulique et vers la pompe volumétrique.
- Procédé de dosage proportionnel mettant en œuvre une pompe à dosage proportionnel conforme à l’une quelconque des revendications 3 à 13 ensemble la revendication 3 et la revendication 12, caractérisé en ce qu’on procède aux étapes suivantes :
- On raccorde l’entrée (40) de la pompe volumétrique (4) à un récipient rempli de l’additif à doser ,
- On raccorde l’entrée (10) de la machine hydraulique (1) à une source de liquide principal ,
- On effectue un réglage du variateur (3) prévu pour ajuster la vitesse de la rotation résultant du convertisseur de mouvement (2), en fonction du dosage attendu,
- On procède à l’alimentation de l’entrée de la machine hydraulique en liquide principal suivant un débit prédéterminé, de sorte que l’alimentation de la machine hydraulique actionne la pompe volumétrique qui alimente ainsi en additif la sortie (11) de la machine hydraulique, ou bien le T d’injection si la sortie de la pompe est dotée d’un T d’injection, l’additif se mélangeant au liquide principal.
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