WO2007045733A2 - Equipement pour doser et injecter au moins deux produits dans un courant de liquide - Google Patents

Equipement pour doser et injecter au moins deux produits dans un courant de liquide Download PDF

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WO2007045733A2
WO2007045733A2 PCT/FR2006/002095 FR2006002095W WO2007045733A2 WO 2007045733 A2 WO2007045733 A2 WO 2007045733A2 FR 2006002095 W FR2006002095 W FR 2006002095W WO 2007045733 A2 WO2007045733 A2 WO 2007045733A2
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flow
dosing
metering
pressure drop
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PCT/FR2006/002095
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WO2007045733A3 (fr
Inventor
Matthieu Darbois
David Vacher
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Dosatron International
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00—Control of flow ratio
    • G05D11/008—Control of flow ratio involving a fluid operating a pump motor

Definitions

  • the invention relates to equipment for dosing and injecting at least two products, in a main liquid flow, equipment of the kind comprising at least two metering devices connected in parallel, each metering device comprising a hydraulic motor actuated by the main liquid and a pumping and injection means driven by the hydraulic motor.
  • each metering device comprises a dosage adjustment means, which dosage may be different from one device to another depending on the nature of the product to be injected.
  • the parallel operation of at least two metering devices causes sensitive dosing errors, in particular because of the different variations in the pressure drop as a function of the flow rate for each metering device, even if they are deemed to be identical. Indeed, the inevitable manufacturing tolerances necessarily lead, for two identical metering devices, slightly different behaviors especially for the friction resistance of parts in relative movement.
  • different dosage settings of the additives or products to be injected for example 1% for one of the devices and 2% for the other device, involve different forces of the hydraulic motor, so that the mechanical strength opposite to the hydraulic motor will be less for the 1% setting than for the 2% setting.
  • the maximum flow rate is that of a metering device whereas with metering in parallel the maximum flow rate is equal to the sum of the flow rates of the metering units.
  • the downstream dispenser is traversed by the product injected by the upstream feeder, which can cause drawbacks, including faster wear of the downstream feeder.
  • the object of the invention is, above all, to provide equipment for metering and injecting at least two products into a main liquid stream, with parallel-mounted metering devices, in which the dosing error is significantly reduced, in a simple, economical and robust way.
  • the equipment of the kind defined above is characterized in that a variable throttling means, whose passage section may increase with the flow of liquid passing through it, against a return means, is provided on the liquid flow of each metering device, to create an additional pressure drop in addition to that generated by the metering device itself.
  • variable throttling means preferably comprises a flap mounted rotatably about a transverse axis in a pipe connected to the inlet or outlet of the metering device in question.
  • the return means of the flap is advantageously constituted by a resilient means biasing the flap to the maximum throttling position of the pipe.
  • the flap may be constituted by a butterfly or disc whose diameter is equal to that of the pipe.
  • the transverse axis of articulation of the butterfly can be shifted radially with respect to a diameter of the cross section of the pipe.
  • the elastic return means is advantageously constituted by a spiral spring.
  • the characteristics of the elastic means, in particular of the spiral spring, are chosen so as to create an additional pressure drop sufficient for the reduction of the dosing errors, and which remains as low as possible in order to avoid a fall in the too sensitive yield.
  • variable throttling means is generally provided to intervene essentially over a range of flow from the maximum flow to one quarter of this maximum flow rate.
  • the characteristics of the elastic means are chosen such that the additional pressure drop makes it possible to obtain a metering error of less than 10% for a flow rate equal to one quarter of the maximum flow rate of the metering device, and less than 5% at maximum flow.
  • the resilient biasing means may be preloaded to maintain the variable throttling means in the maximum closed position at rest (zero flow of liquid).
  • Fig. 1 is a diagram of an equipment according to the invention, with two metering devices mounted in parallel.
  • Fig. 2 is an elevational view of the equipment according to the invention.
  • Fig. 3 is an elevational view with part torn off, on a larger scale, of a dosing device according to a simplified representation.
  • Fig. 4 is an axial section, on a larger scale, at a throttle.
  • Fig. 5 is a perspective view, on a larger scale, with cut parts of the mounting of the throttle flap.
  • Fig. 6 is a graph illustrating pressure loss versus flow rate variations for two similar metering devices with or without variable throttling means.
  • Fig. 7 is a graph illustrating the variation of the dosing error carried on the ordinate as a function of the flow carried on the abscissa, and
  • Fig. 8 is a graph for comparing the dosages obtained with proportioners mounted in parallel according to whether or not the invention is applied.
  • Figs. 1 one can see equipment E for dosing and injecting at least two different products A, B in a stream L of main liquid, usually water.
  • the products to be injected A, B are liquid or in the form of solution contained in respective containers 1a, 1b.
  • the equipment E comprises two metering devices Da, Db connected in parallel.
  • the inlet ports of Da and Db are respectively connected to the same pipe 2 of liquid inlet, while the outlet ports are connected in parallel to a same pipe 3 for discharging liquid.
  • the dosing devices Da, Db belong to the same category and are theoretically identical.
  • the connections are made with pipes of the same diameter to ensure a behavior as similar as possible to each metering device.
  • we will sometimes consider a single dosing device whose elements will be designated by numerical references followed by the letter a. The description applies to the other dosing device by substituting the letter b for the letter a.
  • Each metering device such as Da comprises a hydraulic motor Ma (Fig. 3) with a differential piston 4a, and non-represented switching valves.
  • a metering device of this type is known, in particular manufactured and marketed by the applicant company DOSATRON
  • the metering device Da is placed with its vertical axis and the differential piston 4a, under the effect of the main liquid stream, performs a vertical reciprocating motion.
  • the differential piston 4a drives a pumping and injection means comprising a piston 5a, of smaller diameter than 4a, sliding in a cylindrical chamber of an auxiliary pump 6a connected by a sampling tube 7a to the corresponding container 1a.
  • the tube 7a is immersed in the additive A to be sampled.
  • the metering device Da comprises a first inlet 8a for receiving the main liquid flow which drives the differential piston 4a, a second inlet 9a is located in the lower part of the auxiliary pump body 6a for the removal of the additive A An outlet 10a is provided for mixing the main liquid and additive A.
  • the dosage provided by the device Da determines the proportion, by volume, of additive A in the mixture that comes out at 10a.
  • An adjustment means 11a of the metering is generally provided, making it possible to vary the proportion of additive injected into the main liquid within certain limits.
  • the Da and Db devices in parallel are D8R pumps from DOSATRON INTERNATIONAL that can each operate at a maximum flow rate of 8 m 3 / h, giving a maximum overall flow of 16 m 3 / h for both.
  • the different curves CDa and CDb substantially parallel, have a relatively low slope.
  • the pressure drop will be lower for the pump operating at a lower dosage, resulting in different operating speeds for the pumps and changing the actual dosage. compared to the set dosage.
  • the dosing error is defined as the ratio: (actual dosage - displayed dosage) / displayed dosage. This dosage error expressed in% is plotted on the ordinate on the graph of FIG. 7 while the overall flow rate in m 3 / h is plotted on the abscissa. Curve G illustrates the variation of the dosing error as a function of the flow rate with a parallel connection of the devices Da and Db without the invention being implemented.
  • the metering error exceeds 40% for flow rates of 4 m 3 / h corresponding to about a quarter of the maximum overall flow and remains above 20% for flow rates of 12 m 3 / h.
  • the equipment E comprises, for each dosing device, a variable throttling means Sa, Sb whose passage section can increase with the flow of liquid through it, against a return means Ra, Rb which solicits the throttling means to the maximum closed position.
  • the variable throttling means Sa, Sb is provided to create an additional pressure drop which is added to that generated by the metering device Da, Db itself.
  • the assembly is such that the curve JDa, JDb (FIG 6) giving the resulting pressure drop as a function of the flow, for the device in question, has a sufficient slope in order to limit the dosing errors.
  • the variable throttling means Sa, Sb can be arranged upstream of the metering device as illustrated in FIG. 3, or downstream.
  • the flow difference ⁇ Qr between the two dosing devices Da, Db is substantially reduced, and the dosing error is considerably reduced.
  • the curve Gr illustrates the variations of the dosing error with the equipment according to the invention. The error is greatly reduced; it is less than 10% over the range of 4 m 3 / h to 16 m 3 / h with different doser settings namely 1% for one and 0.1% for the other.
  • the throttling means Sa preferably comprises a shutter 12a
  • FIG. 4 rotatably mounted about a transverse axis 13a in a pipe 14a, in particular constituted by a tubular section provided at each end with a coupling facilitating its insertion between two pipes.
  • the return means Ra is constituted by an elastic means 15a urging the flap to the maximum throttling position.
  • the elastic means 15a may be constituted by a spiral spring working in torsion, one end 16a is connected to the flap 12a or anchored on the axis 13a rotatably connected to the flap 12a.
  • the other end 16c (Fig.5) is anchored at a fixed point relative to the section 14a. A possibility of angular adjustment of the relative positions of the ends of the spring is provided.
  • the flap 12a is advantageously constituted by a butterfly or disk 17a whose diameter is equal to the internal diameter H of the pipe section in which the disc 17a is located.
  • the flow of liquid flows from the left to the right and causes the opening of the throttle valve 17a by rotation in the clockwise direction about the axis 13a, as illustrated by the dashed position, against the return torque created by the spring 15a.
  • the transverse hinge axis 13a of the butterfly is radially offset with respect to a diameter of the pipe section in which the butterfly is located.
  • the characteristics of the return spring 15a are chosen so as to create an additional pressure drop sufficient to substantially reduce the dosing errors. However, this pressure drop must remain as low as possible to avoid a too significant drop in yield.
  • the characteristics of the spring 15a are chosen so that the additional pressure drop makes it possible to obtain a metering error of less than 10% for a flow rate equal to one quarter of the maximum flow rate of the metering device, and a metering error. less than 5% at maximum flow.
  • the shaft 13a passes through the wall of the pipe and the spring 15a is disposed around the portion of the axis 13a which protrudes outside.
  • the end (not visible) of the spring is anchored in a drum T rotatably mounted on the outer portion of the shaft 13a and can be locked in rotation on 13a in different angular positions for adjusting the preload.
  • the faces of the butterfly 17a can be profiled as visible in FIG. 5.
  • the throttle means 17a is provided to intervene essentially over a range of flow from the maximum flow to one quarter of this maximum flow.
  • the throttles 17a, 17b perform a kind of active regulation allowing to have a sufficient pressure drop at low flow and low at high speed so as not to penalize the overall pressure drop of the equipment.
  • the graph of FIG. 7 indicates the dosing error observed without the throttle flaps of the invention (curve G) and with these flaps (curve Gr). With two dispensers set at 1%, a 50% dispensing error means that one dispenser injects at 1.5% and the other at 0.5%.
  • the measurement results are given below.
  • the results of the measurements are summarized by the graph of FIG. 8.
  • the dosage obtained with each dosing device is plotted on the ordinate, expressed in%.
  • the flow is plotted on the abscissa.
  • the curves C1Da and C1Db give the assays obtained without the presence in the pipes of the variable throttling means according to the invention.
  • the metering error is greater than 40% since the metering device Da gives a dosage of approximately 1.42% instead of 1 %, while the dosing device Db gives a dosage of about 0.42% instead of 1%.
  • the curves J1Da for the metering device Da and J1Db are obtained for the metering device Db.
  • the error becomes less than 5% for an overall flow rate of 4.1 m 3 / h, the dosage being 1.03% instead of 1 for the Da metering device and 0.97% instead of 1 for the metering device. db.
  • the values of the measurements are given below.
  • variable throttling means of the invention Without the variable throttling means of the invention

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Abstract

Equipement pour doser et injecter au moins deux produits, dans un courant de liquide principal, comprenant au moins deux dispositifs de dosage (Da, Db) montés en parallèle, chaque dispositif de dosage comprenant un moteur hydraulique actionné par le liquide principal et un moyen de pompage et d'injection entraîné par le moteur hydraulique. Un moyen d'étranglement variable (Sa, Sb), dont la section de passage peut augmenter avec le débit de liquide qui le traverse, à l'encontre d'un moyen de rappel (Ra, Rb), est prévu sur le courant de liquide de chaque dispositif de dosage (Da, Db), pour créer une perte de charge additionnelle s'ajoutant à celle générée par le dispositif de dosage lui-même.

Description

EQUIPEMENT POUR DOSER ET INJECTER AU MOINS DEUX PRODUITS DANS UN COURANT DE LIQUIDE.
L'invention est relative à un équipement pour doser et injecter au moins deux produits, dans un courant de liquide principal, équipement du genre de ceux qui comprennent au moins deux dispositifs de dosage montés en parallèle, chaque dispositif de dosage comprenant un moteur hydraulique actionné par le liquide principal et un moyen de pompage et d'injection entraîné par le moteur hydraulique.
Généralement, chaque dispositif de dosage comporte un moyen de réglage du dosage, lequel dosage peut être différent d'un dispositif à l'autre selon la nature du produit à injecter.
Le fonctionnement en parallèle d'au moins deux dispositifs de dosage entraîne des erreurs de dosage sensibles, notamment en raison des variations différentes de la perte de charge en fonction du débit pour chaque dispositif de dosage, même s'ils sont réputés identiques. En effet, les tolérances inévitables de fabrication entraînent nécessairement, pour deux dispositifs de dosage identiques, des comportements légèrement différents en particulier pour la résistance au frottement des pièces en mouvement relatif. En outre, des réglages de dosage différents des additifs ou produits à injecter, par exemple à 1 % pour l'un des dispositifs et à 2 % pour l'autre dispositif, impliquent des efforts différents du moteur hydraulique, de sorte que la résistance mécanique opposée au moteur hydraulique sera moindre pour le réglage à 1 % que pour le réglage à 2 %.
Il en résulte des erreurs de dosage sensibles, c'est-à-dire des écarts relativement importants entre la valeur réelle du dosage effectué par chaque dispositif et la valeur souhaitée affichée.
Ces difficultés conduisent la plupart du temps à installer les dispositifs de dosage non pas en parallèle mais en série. Dans ce cas, le débit maximum est celui d'un dispositif de dosage alors qu'avec des doseurs en parallèle le débit maximum est égal à la somme des débits des doseurs. En outre, dans le montage en série, le doseur aval est traversé par le produit injecté par le doseur amont, ce qui peut entraîner des inconvénients, notamment une usure plus rapide du doseur aval.
L'invention a pour but, surtout, de proposer un équipement pour doser et injecter au moins deux produits dans un courant de liquide principal, avec dispositifs de dosage montés en parallèle, dans lequel l'erreur de dosage soit sensiblement réduite, d'une manière simple, économique et robuste.
Selon l'invention, l'équipement du genre défini précédemment est caractérisé en ce qu'un moyen d'étranglement variable, dont la section de passage peut augmenter avec le débit de liquide qui le traverse, à rencontre d'un moyen de rappel, est prévu sur le courant de liquide de chaque dispositif de dosage, pour créer une perte de charge additionnelle s'ajoutant à celle générée par le dispositif de dosage lui-même.
Le moyen d'étranglement variable comprend, de préférence, un volet monté rotatif autour d'un axe transversal dans une conduite reliée à l'entrée ou à la sortie du dispositif de dosage considéré. Le moyen de rappel du volet est avantageusement constitué par un moyen élastique sollicitant le volet vers la position d'étranglement maximale de la conduite.
Le volet peut être constitué par un papillon ou disque dont le diamètre est égal à celui de la conduite. L'axe transversal d'articulation du papillon peut être décalé radialement par rapport à un diamètre de la section transversale de la conduite.
Le moyen élastique de rappel est avantageusement constitué par un ressort spiral.
Les caractéristiques du moyen élastique, notamment du ressort spiral, sont choisies de manière à créer une perte de charge additionnelle suffisante pour la réduction des erreurs de dosage, et qui reste la plus faible possible pour éviter une baisse du rendement trop sensible.
Le moyen d'étranglement variable est en général prévu pour intervenir essentiellement sur une plage de débit allant du débit maximal au quart de ce débit maximal.
De préférence, les caractéristiques du moyen élastique sont choisies de telle sorte que la perte de charge additionnelle permet d'obtenir une erreur de dosage inférieure à 10% pour un débit égal au quart du débit maximal du dispositif de dosage, et inférieure à 5% au débit maximal. Le moyen élastique de rappel peut être soumis à une précontrainte pour maintenir le moyen d'étranglement variable en position de fermeture maximale au repos (débit nul de liquide).
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins annexés, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ces dessins :
Fig. 1 est un schéma d'un équipement selon l'invention, avec deux dispositifs de dosage montés en parallèle.
Fig. 2 est une vue en élévation de l'équipement selon l'invention.
Fig. 3 est une vue en élévation avec partie arrachée, à plus grande échelle, d'un dispositif de dosage selon une représentation simplifiée. Fig. 4 est une coupe axiale, à plus grande échelle, au niveau d'un papillon d'étranglement.
Fig. 5 est une vue en perspective, à plus grande échelle, avec parties coupées du montage du volet d'étranglement.
Fig. 6 est un graphe illustrant les variations de perte de charge en fonction du débit pour deux dispositifs de dosage semblables avec ou sans moyen d'étranglement variable.
Fig. 7 est un graphe illustrant la variation de l'erreur de dosage portée en ordonnée en fonction du débit porté en abscisse, et
Fig. 8 est un graphe permettant de comparer les dosages obtenus avec des doseurs montés en parallèle selon que l'invention est mise ou non en application.
En se reportant aux dessins, notamment à Fig. 1, on peut voir un équipement E pour doser et injecter au moins deux produits différents A, B dans un courant L de liquide principal, généralement de l'eau. Les produits à injecter A, B sont liquides ou sous forme de solution contenue dans des récipients respectifs 1a, 1b.
L'équipement E comprend deux dispositifs de dosage Da, Db montés en parallèle. Les orifices d'entrée de Da et Db sont reliés respectivement à une même conduite 2 d'arrivée de liquide, tandis que les orifices de sortie sont reliés en parallèle à une même conduite 3 d'évacuation de liquide.
Généralement, les dispositifs de dosage Da, Db appartiennent à une même catégorie et sont théoriquement identiques. Les branchements sont réalisés avec des conduites de même diamètre pour assurer un comportement aussi semblable que possible de chaque dispositif de dosage. Dans la description qui suit, on considérera parfois un seul dispositif de dosage dont les éléments seront désignés par des références numériques suivies de la lettre a. La description s'applique à l'autre dispositif de dosage en substituant la lettre b à la lettre a.
Chaque dispositif de dosage tel que Da comprend un moteur hydraulique Ma (Fig. 3) avec piston différentiel 4a, et clapets de commutation non représentés. Un dispositif de dosage de ce type est connu, notamment fabriqué et commercialisé par la société déposante DOSATRON
INTERNATIONAL. Un exemple de tels dispositifs est décrit dans EP 1 151 196 ou US 6 684 753.
Le dispositif de dosage Da est placé avec son axe vertical et le piston différentiel 4a, sous l'effet du courant de liquide principal, exécute un mouvement alternatif vertical. Le piston différentiel 4a entraîne un moyen de pompage et d'injection comprenant un piston 5a, de plus petit diamètre que 4a, coulissant dans une chambre cylindrique d'une pompe auxiliaire 6a reliée par un tube de prélèvement 7a au récipient correspondant 1a. Le tube 7a plonge dans l'additif A à prélever.
Le dispositif de dosage Da comprend une première entrée 8a pour recevoir le débit de liquide principal qui assure l'entraînement du piston différentiel 4a, une seconde entrée 9a est située en partie basse du corps de pompe auxiliaire 6a pour le prélèvement de l'additif A. Une sortie 10a est prévue pour le mélange de liquide principal et d'additif A.
Le dosage assuré par le dispositif Da détermine la proportion, en volume, d'additif A dans le mélange qui sort en 10a. Un moyen de réglage 11a du dosage est généralement prévu, permettant de faire varier la proportion d'additif injecté dans le liquide principal dans des limites déterminées.
Même si l'équipement est réalisé avec des dispositifs Da, Db et des montages théoriquement identiques, les variations de la perte de charge en fonction du débit pour chaque dispositif ne sont pas identiques. Ces variations sont représentées sur Fig. 6 par les courbes CDa pour Da et CDb pour Db. Sur cette Fig. 6, la perte de charge exprimée en bars est portée en ordonnée tandis que le débit total en m3/h des deux dispositifs Da, Db, est porté en abscisse.
Les dispositifs Da et Db montés en parallèle correspondent à des pompes D8R de DOSATRON INTERNATIONAL pouvant fonctionner chacune avec un débit maximum de 8 m3/h, soit un débit global maximal de 16 m3/h pour les deux.
Les courbes CDa et CDb différentes, sensiblement parallèles, ont une pente relativement faible. En outre, si deux pompes travaillent en parallèle avec des réglages de dosage différents, la perte de charge sera plus faible pour la pompe travaillant avec un dosage plus faible, ce qui entraîne des différences de vitesse de fonctionnement pour les pompes et modifie le dosage réel par rapport au dosage réglé.
En considérant les courbes CDa et CDb de Fig. 6 il apparaît, par exemple, que pour une perte de charge d'environ 0,5 bar entre les entrées et sorties branchées en parallèle, l'écart de débit ΔQ sera important d'où une erreur de dosage élevée.
L'erreur de dosage est définie comme étant le rapport : (dosage réel - dosage affiché)/dosage affiché. Cette erreur de dosage exprimée en % est portée en ordonnée sur le graphe de Fig. 7 alors que le débit global en m3/h est porté en abscisse. La courbe G illustre la variation de l'erreur de dosage en fonction du débit avec un montage en parallèle des dispositifs Da et Db sans que l'invention soit mise en œuvre.
L'erreur de dosage dépasse 40 % pour les débits de 4 m3/h correspondant environ au quart du débit global maximal et reste supérieure à 20 % pour des débits de 12 m3/h.
Selon l'invention, pour réduire considérablement ces erreurs de dosage, sans pour autant provoquer une baisse importante du rendement énergétique, l'équipement E comprend, pour chaque dispositif de dosage, un moyen d'étranglement variable Sa, Sb dont la section de passage peut augmenter avec le débit de liquide qui le traverse, à rencontre d'un moyen de rappel Ra, Rb qui sollicite le moyen d'étranglement vers la position de fermeture maximale. Le moyen d'étranglement variable Sa, Sb est prévu pour créer une perte de charge additionnelle qui s'ajoute à celle générée par le dispositif de dosage Da, Db lui-même. L'ensemble est tel que la courbe JDa, JDb (Fig. 6) donnant la perte de charge résultante en fonction du débit, pour le dispositif considéré, présente une pente suffisante afin de limiter les erreurs de dosage. II est à noter que le moyen d'étranglement variable Sa, Sb peut être disposé en amont du dispositif de dosage comme illustré sur Fig. 3, ou en aval.
Comme visible sur Fig. 6, pour une même perte de charge par exemple environ 0,5 bar, la différence de débit ΔQr entre les deux dispositifs de dosage Da, Db se trouve sensiblement réduite, et l'erreur de dosage est considérablement diminuée. Sur Fig. 7, la courbe Gr illustre les variations de l'erreur de dosage avec l'équipement selon l'invention. L'erreur est considérablement réduite ; elle est inférieure à 10 % sur la plage de 4 m3/h à 16 m3/h avec des réglages différents des doseurs à savoir 1 % pour l'un et 0,1 % pour l'autre. Le moyen d'étranglement Sa comprend de préférence un volet 12a
(Fig. 4) monté rotatif autour d'un axe transversal 13a dans une conduite 14a, notamment constituée par un tronçon tubulaire muni à chaque extrémité d'un raccord facilitant son insertion entre deux conduites. Le moyen de rappel Ra est constitué par un moyen élastique 15a sollicitant le volet vers la position d'étranglement maximale. Le moyen élastique 15a peut être constitué par un ressort spiral travaillant en torsion dont une extrémité 16a est liée au volet 12a ou ancrée sur l'axe 13a lié en rotation au volet 12a. L'autre extrémité 16c (Fig.5) est ancrée en un point fixe par rapport au tronçon 14a. Une possibilité de réglage angulaire des positions relatives des extrémités du ressort est prévue.
Une précontrainte réglable peut ainsi être appliquée au ressort 15a. Cette précontrainte permet de maintenir le volet 12a dans la position d'étranglement maximale au repos. Le volet 12a est avantageusement constitué par un papillon ou disque 17a dont le diamètre est égal au diamètre interne H de la section de conduite dans laquelle se trouve le disque 17a.
Selon la représentation de Fig. 4, le courant de liquide s'écoule de la gauche vers la droite et provoque l'ouverture du papillon 17a par rotation dans le sens horaire autour de l'axe 13a, comme illustré par la position en tirets, à rencontre du couple de rappel créé par le ressort 15a.
L'axe transversal d'articulation 13a du papillon est décalé radialement par rapport à un diamètre de la section de conduite dans laquelle se trouve le papillon. Les caractéristiques du ressort de rappel 15a sont choisies de manière à créer une perte de charge additionnelle suffisante pour réduire sensiblement les erreurs de dosage. Toutefois, cette perte de charge doit rester la plus faible possible pour éviter une baisse trop sensible du rendement.
De préférence, les caractéristiques du ressort 15a sont choisies de telle sorte que la perte de charge additionnelle permet d'obtenir une erreur de dosage inférieure à 10% pour un débit égal au quart du débit maximal du dispositif de dosage, et une erreur de dosage inférieure à 5% au débit maximal. Selon la réalisation de Fig. 5, l'arbre 13a traverse la paroi de la conduite et le ressort 15a est disposé autour de la partie de l'axe 13a qui fait saillie à l'extérieur. L'extrémité (non visible) du ressort est ancrée dans un tambour T monté rotatif sur la partie extérieure de l'arbre 13a et pouvant être bloqué en rotation sur 13a en différentes positions angulaires pour le réglage de la précontrainte.
Les faces du papillon 17a peuvent être profilées comme visible sur Fig. 5. Le moyen d'étranglement constitué par le papillon 17a est prévu pour intervenir essentiellement sur une plage de débit allant du débit maximal au quart de ce débit maximal.
Ceci étant, le fonctionnement de l'équipement est le suivant. Avec le branchement en parallèle des deux dispositifs de dosage Da, Db, la même perte de charge ou différence de pression règne entre l'entrée et la sortie. La variation de perte de charge globale pour chaque dispositif Da , Db équipé du papillon d'étranglement, en fonction du débit est donnée par la courbe respective Jda, JDb sur Fig.6 Les courbes JDa, JDb sont suffisamment inclinées pour limiter les écarts de débit entre les doseurs. La différence des débits entre les deux dispositifs de dosage pour obtenir exactement la même perte de charge devient faible, et l'erreur de dosage est considérablement réduite.
Les papillons d'étranglement 17a, 17b réalisent une sorte de régulation active permettant d'avoir une perte de charge suffisante à petit débit et faible à haut débit pour ne pas pénaliser la perte de charge globale de l'équipement.
Le graphe de Fig. 7 indique l'erreur de dosage constatée sans les volets d'étranglement de l'invention (courbe G) et avec ces volets (courbe Gr). Avec deux doseurs réglés à 1 %, une erreur de dosage de 50 % signifie qu'un doseur injecte à 1 ,5 % et l'autre à 0,5 %.
Le graphe de Fig. 7, qui correspond à deux doseurs 8 m3 /h D8R de DOSATRON INTERNATIONAL montés en parallèle, montre une erreur inférieure à 10 % sur la plage 4 m3/h-16 m3/h avec des réglages de dosages différents : 1 % et 0,1 % pour Da et Db. Les résultats de mesure sont donnés ci- après.
Montage en parallèle de deux D8R, sans papillon d'étranglement :
Figure imgf000009_0001
Après mise en place des moyens d'étranglement réglables de l'invention sur les conduites des dispositifs de dosage, les résultats de mesure sont les suivants :
Figure imgf000009_0002
D'autres essais ont été effectués avec deux dispositifs de dosage Da, Db théoriquement identiques, tous deux réglés pour un dosage à 1 %.
Les résultats des mesures sont résumés par le graphe de Fig. 8. Le dosage obtenu avec chaque dispositif de dosage est porté en ordonnée, exprimé en %. Le débit est porté en abscisse. Les courbes C1Da et C1Db donnent les dosages obtenus sans la présence dans les conduites des moyens d'étranglement variable conformes à l'invention. Pour un débit total de 5 m3/h soit environ 2,5 m3/h par doseur, l'erreur de dosage est supérieure à 40 % puisque le doseur Da donne un dosage d'environ 1 ,42 % au lieu de 1 %, tandis que le doseur Db donne un dosage d'environ 0,42 % au lieu de 1 %.
Après mise en place des moyens d'étranglement variable conformes à l'invention, on obtient les courbes J1Da pour le doseur Da et J1Db pour le doseur Db. L'erreur devient inférieure à 5 % pour un débit global de 4,1 m3/h, le dosage étant le 1 ,03 % au lieu de 1 pour le doseur Da et de 0,97 % au lieu de 1 pour le doseur Db. Les valeurs des mesures sont fournies ci-après.
Sans les moyens d'étranglement variable de l'invention
Figure imgf000010_0001
Les explications qui précèdent ont été données à propos d'un montage en parallèle de deux doseurs ; bien entendu, il serait possible de brancher en parallèle plus de deux doseurs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Equipement pour doser et injecter au moins deux produits (A1B), dans un courant de liquide principal, comprenant au moins deux dispositifs de dosage (Da, Db) montés en parallèle, chaque dispositif de dosage comprenant un moteur hydraulique actionné par le liquide principal et un moyen de pompage et d'injection entraîné par le moteur hydraulique, caractérisé en ce qu'un moyen d'étranglement variable (Sa,Sb), dont la section de passage peut augmenter avec le débit de liquide qui le traverse, à rencontre d'un moyen de rappel (Ra, Rb), est prévu sur le courant de liquide de chaque dispositif de dosage (Da1Db), pour créer une perte de charge additionnelle s'ajoutant à celle générée par le dispositif de dosage lui-même.
2. Equipement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le moyen d'étranglement variable (Sa, Sb) comprend un volet (12a) monté rotatif autour d'un axe transversal dans une conduite reliée à l'entrée ou à la sortie du dispositif de dosage considéré (Da, Db).
3. Equipement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de rappel (Ra, Rb) du volet est constitué par un moyen élastique
(15a) sollicitant le volet (12a) vers la position d'étranglement maximale de la conduite.
4. Equipement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volet (12a) est constitué par un papillon (17a) dont le diamètre est égal à celui de la conduite.
5. Equipement selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe transversal d'articulation (13a) du papillon est décalé radialement par rapport à un diamètre de la section transversale de la conduite.
6. Equipement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen élastique de rappel (15a) est constitué par un ressort spiral.
7. Equipement selon la revendication 3 ou 6, caractérisé en ce que les caractéristiques du moyen élastique (15a) sont choisies de manière à créer une perte de charge additionnelle suffisante pour la réduction des erreurs de dosage, et qui reste la plus faible possible pour éviter une baisse du rendement trop sensible.
8. Equipement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen d'étranglement variable (Sa, Sb) est prévu pour intervenir essentiellement sur une plage de débit allant du débit maximal au quart de ce débit maximal.
9. Equipement selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les caractéristiques du moyen élastique (15a) sont choisies de telle sorte que la perte de charge additionnelle permet d'obtenir une erreur de dosage inférieure à 10% pour un débit égal au quart du débit maximal du dispositif de dosage, et une erreur de dosage inférieure à 5% au débit maximal.
10. Equipement selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le moyen élastique de rappel (15a) est soumis à une précontrainte pour maintenir le moyen d'étranglement variable en position de fermeture maximale au repos (débit nul de liquide).
PCT/FR2006/002095 2005-10-17 2006-09-13 Equipement pour doser et injecter au moins deux produits dans un courant de liquide WO2007045733A2 (fr)

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