WO2007080250A1

WO2007080250A1 - Machine hydraulique, en particulier moteur hydraulique, et doseur comportant un tel moteur.

Info

Publication number: WO2007080250A1
Application number: PCT/FR2006/002674
Authority: WO
Inventors: Matthieu Darbois; Grégory Lucas; Gilbert Barras; Dominique Berton
Original assignee: Dosatron International
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2007-07-19
Also published as: NZ569651A; FR2896279B1; PL1971776T3; JP5289059B2; CN101379293A; JP2009523213A; BRPI0620988A2; EP1971776A1; CA2637364A1; AU2006334588A1; CA2637364C; AU2006334588B2; DK1971776T3; UA92379C2; ATE460585T1; EP1971776B1; FR2896279A1; US8132497B2; ES2342564T3; MX2008009064A

Abstract

Machine hydraulique, en particulier moteur hydraulique, comprenant une enveloppe (2) avec un corps (3) et un couvercle (4); un moyen de séparation (M) propre à effectuer un mouvement alternatif et définissant deux chambres (5,6); des moyens de commutation hydraulique (C) comportant un organde de distribution (D); un compartiment (13) dans le corps de l'enveloppe relié à une arrivée (14) de liquide sous pression et des moyens de déclenchement (15) comprenant un poussoir (A) 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 (E), pour l'inversion de la course. L'organe de distribution (D) comprend un tiroir de distribution (16) appliqué contre une plaque plane (17) fixe relativement au corps de l'enveloppe, le tiroir pouvant coulisser de manière étanche, sans joint, contre la plaque (17) qui comporte des orifices reliés respectivement aux chambres (5,6) de l'enveloppe et à un orifice (18) de sortie du liquide, le tiroir (16) étant prévu pour, selon sa position, fermer certains des orifices ou les mettre en communication avec l'arrivée de fluide ou l'échappement.

Description

MACHINE HYDRAULIQUE, EN PARTICULIER MOTEUR HYDRAULIQUE, ET DOSEUR COMPORTANT UN TEL MOTEUR.

L'invention est relative à une machine hydraulique, en particulier un moteur hydraulique, du genre de celles qui comprennent :

- une enveloppe comportant un corps et un couvercle ;

- un moyen de séparation propre à effectuer un mouvement alternatif dans l'enveloppe entre corps et couvercle, ce moyen de séparation définissant deux chambres ; - des moyens de commutation hydraulique pour l'alimentation en liquide et l'évacuation des chambres, ces moyens de commutation comportant un organe de distribution pouvant prendre deux positions stables et commandé par les déplacements du moyen de séparation ;

- un compartiment dans le corps de l'enveloppe relié à une arrivée de liquide sous pression et dans lequel sont logés les moyens de commutation,

- et 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. Les machines hydrauliques de ce genre, notamment les moteurs hydrauliques pour doseurs proportionnels, fonctionnent pour la plupart avec un système de distribution du type « boîte à clapets ». La boîte à clapets est un système de distribution de fluide composé d'une soupape d'admission et d'échappement par chambre de travail, les soupapes étant munies de joints. Un tel type de distribution impose une architecture et une géométrie à la machine hydraulique, ainsi qu'au doseur proportionnel incorporant une telle machine hydraulique, créant des problèmes pour la maintenance. En effet, le montage comme le démontage d'une telle boîte à clapets est souvent difficile en raison d'un accès étroit et oblige souvent à démonter d'autres éléments du doseur. En outre, il est pratiquement inévitable d'avoir à remplacer les joints de clapets au cours de la vie du doseur.

L'invention a pour but, surtout, de fournir une machine hydraulique, notamment moteur hydraulique, dont les moyens de commutation permettent de bien séparer le mécanisme de distribution de la partie motrice, afin que le démontage de ces éléments puisse se faire indépendamment l'un de l'autre.

L'invention a également pour but de réduire le nombre de pièces composant la machine, en particulier au niveau des moyens de commutation, et de réduire les opérations de maintenance. Selon l'invention, une machine hydraulique, notamment moteur hydraulique, du genre défini précédemment est caractérisée en ce que 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 de distribution étant prévu pour, selon sa position, fermer certains des orifices ou les mettre en communication avec l'arrivée de fluide ou l'échappement. Le moyen élastique est avantageusement constitué par un ressort en forme d'arc de courbe dont une extrémité est liée à une biellette articulée sur un axe porté par le corps de l'enveloppe, une extrémité de la biellette étant liée au poussoir, tandis que l'autre extrémité du ressort est liée en translation au tiroir, cette autre extrémité passant d'une position stable à une autre position stable par déformation du ressort.

De préférence, la biellette est solidaire d'au moins un bras venant en appui contre une butée du tiroir au moment de l'inversion du sens de déplacement pour assister l'effort du ressort en début du déplacement du tiroir. L'extrémité du ressort en forme d'arc de courbe liée au poussoir passe, lors du déplacement du poussoir, d'un côté à l'autre de l'axe d'articulation de la biellette. L'extrémité du ressort en arc de courbe liée au tiroir peut être reçue dans un logement allongé suivant la direction de déplacement du tiroir.

Le ressort est avantageusement réalisé en matière plastique, et des pions d'articulation prévus à chaque extrémité sont moulés d'une seule pièce avec ce ressort.

La plaque plane comporte, de préférence, cinq orifices espacés suivant la direction de coulissement du tiroir, à savoir un orifice central relié à la sortie de la machine hydraulique et, de part et d'autre de l'orifice central, deux orifices espacés reliés à une chambre de la machine, le tiroir comportant à ses extrémités longitudinales un moyen d'obturation d'un orifice de la plaque et, entre ses extrémités, un espace de communication entre au moins deux orifices de la plaque. De préférence, l'écartement entre l'orifice central et un orifice voisin de la plaque est inférieur à l'écartement entre cet orifice voisin et l'orifice extrême situé du même côté, l'espace de communication du tiroir assurant, lors de l'inversion du sens de déplacement du moyen de séparation, une mise en communication des deux chambres avec la sortie, et donc de l'entrée avec la sortie. Chaque moyen d'obturation du tiroir de distribution comprend une zone d'obturation délimitée par deux parois transversales à la direction de déplacement, propre à fermer un orifice de la plaque lorsqu'elle se trouve au droit de cet orifice, et l'espace de communication du tiroir de distribution, compris entre les zones d'obturation, est limité par une paroi écartée de la plaque.

Le tiroir de distribution et la plaque plane peuvent être disposés parallèlement à la direction de déplacement du poussoir. De préférence, la surface de la plaque plane en contact avec le tiroir est une glace. La plaque plane peut être en céramique. Le tiroir peut être en matière plastique.

Le moyen de séparation est avantageusement une membrane.

L'invention est également relative à un doseur proportionnel d'un additif dans un liquide principal, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur hydraulique tel que défini précédemment et un sous-ensemble de dosage de l'additif actionné par le moteur.

Le doseur peut comprendre un bouchon de séparation prévu dans le fond du compartiment contenant les moyens de commutation, ce bouchon étant traversé par un. piston du sous-ensemble de dosage lié au poussoir, et une canalisation débouchant sous le bouchon et reliée à la sortie. 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 une coupe verticale schématique d'un doseur proportionnel avec moteur hydraulique selon l'invention.

Fig. 2 est une vue en perspective éclatée des principales pièces du doseur et du moteur hydraulique.

Fig. 3 est un schéma illustrant une première position extrême de la glace et du tiroir rabattu sur le côté pour faciliter les explications.

Fig. 4 montre, semblablement à Fig. 3, la glace et le tiroir dans une position intermédiaire.

Fig. 5 montre, semblablement à Fig. 3, la glace et le tiroir dans une autre position extrême, opposée à celle de FIg.3. Fig. 6 est une coupe verticale schématique de la glace et du tiroir représentés à l'horizontale, dans une position extrême.

Fig. 7 est une vue en élévation du tiroir et de la biellette de Fig.6.

Fig. 8 montre, semblablement à Fig. 6, la biellette basculée. Fig. 9 est une vue en élévation de la biellette et du tiroir de Fig. 8.

Fig. 10 est une coupe schématique semblable à Fig. 8 de la biellette et du tiroir en cours de glissement.

Fig. 11 montre en élévation le tiroir et la biellette dans la position de Fig. 10.

Fig. 12 est une coupe schématique semblable à Fig. 10 de la biellette et du tiroir dans l'autre position extrême pour la commande de l'inversion et du changement de sens des flux de liquide, et Fig. 13 montre en élévation le tiroir et la biellette dans la position de Fig. 12.

En se reportant aux dessins, notamment à Fig. 1 et 2, on peut voir un doseur proportionnel comportant un moteur hydraulique 1 , pour une injection dosée d'additif dans un liquide principal qui actionne le moteur. Le moteur 1 comprend une enveloppe 2 formée d'un corps 3 et d'un couvercle 4. Le corps et le couvercle sont assemblés de manière démontable, par boulons et écrous non représentés, traversant des trous prévus dans des collerettes conjuguées. Le couvercle 4 est équipé d'une purge Am pour évacuer l'air du doseur.

Un moyen de séparation M propre à effectuer un mouvement alternatif, dans un volume compris entre le corps 3 et le couvercle 2, définit deux chambres 5 et 6. Le moyen de séparation M est avantageusement constitué par une membrane déformable 7 dont la périphérie comporte un bourrelet serré de manière étanche entre le couvercle 4 et le corps 3. Cet exemple de réalisation du moyen de séparation M n'est pas limitatif, l'invention pouvant s'appliquer à une machine dont le moyen de séparation est constitué par un piston.

La chambre 5, située au-dessus de la membrane 7 lorsque le moteur est disposé avec son axe vertical comme illustré sur Fig. 1 , est limitée par une surface interne concave 8 du couvercle 4. La partie centrale de la membrane 7 comporte une ouverture circulaire dont le bord est serré de manière étanche entre un disque 9 logé essentiellement dans la chambre 6 et une couronne 10 logée dans la chambre 5. La couronne 10 peut venir en appui, en fin de course haute de la membrane 7, contre une nervure 1 1 de la surface interne 8.

La chambre 6 est délimitée, du côté opposé à la membrane 7, par une cavité cylindrique dont le fond 12 comporte un passage pour un poussoir A. Des moyens de commutation hydraulique C sont prévus pour l'alimentation en liquide et l'évacuation des chambres 5 et 6. Ces moyens de commutation C comportent un organe de distribution D pouvant prendre deux positions stables et sont commandés par les déplacements de la membrane 7. Les moyens de commutation C sont logés dans un compartiment 13 du corps 3 de l'enveloppe, relié à une arrivée 14 de liquide sous pression.

Des moyens de déclenchement 15, comprenant le poussoir A lié à la membrane 7, sont propres à provoquer en fin de course haute et basse un changement brusque de la position des moyens de commutation C sous l'action d'un moyen élastique B, pour l'inversion de la course de la membrane 7.

L'organe de distribution D comprend un tiroir de distribution 16 appliqué contre une plaque plane 17 fixe relativement au corps 3 de l'enveloppe. La plaque 17 est constituée par une glace, c'est-à-dire que la surface de la plaque 17 en contact avec le tiroir de distribution 16 présente un haut degré de planéité correspondant à un poli miroir. La surface conjuguée du tiroir 16 présente également un haut degré de planéité de sorte qu'une étanchéité de contact sans joint est établie entre la glace 17 et le tiroir 16. La plaque 17 est avantageusement réalisée en céramique tandis que le tiroir 16 est réalisé en matière plastique.

La plaque 17 comporte, pour le passage du liquide, cinq orifices espacés suivant la direction de coulissement du tiroir 16, la direction verticale selon l'exemple de Fig.1. La plaque 17 et le tiroir 16 sont disposés parallèlement à la direction de déplacement du poussoir A et orthogonalement à l'axe géométrique de l'entrée 14. Le tiroir 16 peut coulisser contre la plaque 17 parallèlement à la direction de déplacement du poussoir A.

La plaque 17 comporte un orifice central S relié à la sortie 18 de la machine hydraulique et, de part et d'autre de l'orifice central suivant la direction de déplacement du tiroir, deux orifices espacés E5, P5 et E6, P6 reliés par des canalisations prévues dans une pièce 19 fixée contre le corps 3 de la machine.

La pièce 19 est elle-même reliée par deux coudes 20 (Fig. 2) à la chambre supérieure 5. Les liaisons avec la chambre inférieure 6 ne sont représentées que partiellement.

La partie inférieure du compartiment 13 est ouverte et reçoit un sous- ensemble de dosage 21 avec clapet d'aspiration muni d'un embout 23 auquel peut être raccordé un conduit plongeant dans un récipient (non représenté) d'additif aspiré en quantité dosée. Le sous-ensemble de dosage 21 comprend un piston d'aspiration 24 accroché au poussoir A.

Selon l'exemple représenté sur Fig. 1 , le piston 24 traverse un bouchon 25 de séparation prévu dans le fond du compartiment 13. Le liquide additif pompé par le piston 24 est refoulé vers la sortie 18 à travers une canalisation 26 qui débouche au-dessous du bouchon 25. Le mélange de l'additif, pompé par le sous-ensemble 21 , avec le liquide principal arrivant par l'entrée 14 s'effectue au niveau de la sortie 18.

En variante, le mélange de l'additif et du liquide principal pourrait avoir lieu dans le compartiment 13 en supprimant le bouchon 25 et en fermant la canalisation 26.

Comme visible sur Fig. 6, la plaque 17 est logée dans un évidement 27 prévu dans un bloc 28 en matière plastique comportant des trous 29 pour fixation sur la pièce 19, et des butées 30, 31 de fin de course du tiroir 16. L'écartement entre l'orifice central S de la plaque 17 et un orifice voisin E5 ou E6 est inférieur à l'écartement entre cet orifice E5 ou E6 et l'orifice extrême P5 ou P6 situé du même côté. Le pas entre les orifices est donc décalé, ce qui présente un intérêt expliqué plus loin.

Le tiroir 16 comporte à chacune de ses extrémités longitudinales un moyen d'obturation comprenant une zone d'obturation 32, 33 d'un orifice de la plaque 17 et, entre les zones d'obturation, un espace 34 de communication entre au moins deux orifices de la plaque 17.

Chaque zone d'obturation 32, 33 du tiroir 16 est délimitée par deux parois transversales à la direction de déplacement, assurant un contact quasiment linéaire avec la plaque 17, favorable à l'établissement d'une bonne étanchéité. Entre les parois transversales d'appui contre la plaque 17, la paroi des zones d'obturation 32,33 est parallèle à la plaque 17 et écartée de sa surface. L'espace de communication 34 situé entre les zones d'obturation 32, 33 est limité par une paroi 35 en forme de dôme. Le moyen élastique B est constitué par un ressort 36 à lame en forme d'arc de courbe dont la convexité est tournée vers la partie supérieure du corps 3. Une extrémité 36a du ressort est liée au poussoir A tandis que l'autre extrémité 36b est liée en translation au tiroir 16. Chaque extrémité 36a, 36b est avantageusement formée par un pion cylindrique dont les génératrices sont orthogonales au plan moyen du ressort à lame 36, et à la direction de déplacement du poussoir A, ces pions cylindriques formant axe d'articulation. Le ressort 36 est réalisé de préférence en matière plastique d'une seule pièce avec les pions 36a, 36b. Les pions des extrémités 36a, 36b font saillie transversalement de part et d'autre de la lame ressort 36 suivant sa largeur. Les saillies latérales de l'extrémité 36a , comme visible sur Fig. 2, sont reçues dans des logements respectifs prévus à une extrémité de deux branches parallèles d'une biellette 37, ces branches encadrant le ressort 36. Chaque logement recevant l'extrémité 36a est ouvert de sorte que l'extrémité 36a peut être engagée et dégagée aisément des logements de la biellette 37 par simple déformation du ressort 36.

La biellette 37 est articulée, à son extrémité éloignée de 36a, sur un axe 38 supporté, à chacune de ses extrémités, par un élément 39 (Fig.2) sensiblement en forme de triangle isocèle, avec ouverture intérieure, dont la base est solidaire de la pièce 19 et du corps 3, et dont la zone du sommet comporte un palier pour l'extrémité de l'axe 38. Les deux supports 39 encadrent le tiroir 16 et la biellette 37.

L'extrémité de chaque branche de la biellette 37 opposée à l'axe 38 et à laquelle est liée l'extrémité 36a du ressort 36, comprend une joue 40 dans laquelle est prévu le logement pour l'extrémité 36a. Chaque joue 40 a une forme sensiblement circulaire et est logée, avec possibilité de rotation, dans une rainure 41 horizontale. Chaque rainure 41 est prévue dans une paroi verticale interne d'une fenêtre rectangulaire 42 ménagée dans la partie du poussoir A se trouvant dans le compartiment 13. Chaque rainure 41 s'ouvre, du côté de la plaque 17, par une partie évasée permettant une inclinaison de la biellette comme illustré sur Fig.1.

Cette disposition permet, lors de l'entraînement en translation par le poussoir A des joues 40, une rotation de la biellette 37 autour de l'axe 38. L'autre extrémité 36b du ressort 36 est reçue dans un logement 43 rectangulaire, allongé suivant la direction de déplacement du tiroir 16. Un tel logement 43 est prévu dans chacune de deux parois latérales 44 du tiroir 16, qui encadrent le ressort 36. Le logement 43 est ouvert dans la direction opposée à la plaque 17 et l'effort du ressort 36 applique l'extrémité 36b contre le fond du logement 43. La mise en place du pion constituant l'extrémité 36b dans le logement 43 est simple et rapide, de même que le démontage.

L'extrémité 36b peut occuper une position stable illustrée sur Fig.1 et Fig.12 où elle est en butée contre la paroi transversale du logement 43 la plus éloignée de la chambre 6. Le tiroir 16 occupe alors la position basse illustrée sur Fig.1. Dans une autre position stable représentée sur Fig.6, l'extrémité 36b du ressort est en appui contre la paroi transversale du logement 43 la plus proche de la chambre 6, et le tiroir 16 occupe la position haute opposée à celle de Fig.1.

L'extrémité 36a du ressort liée au poussoir A par la biellette 37 passe, lors du déplacement vertical du poussoir, d'un côté à l'autre de l'axe d'articulation 38 de la biellette 37. Ce passage provoque le déclenchement de la commutation et le changement de position du tiroir La biellette 37 est solidaire d'au moins un bras 45 sensiblement orthogonal à la biellette et s'étendant de part et d'autre de cette biellette comme visible sur Fig.6 à 13. Le bras 45 a la forme d'un balancier dont les extrémités 45a, 45b sont coudées et arrondies pour entrer en contact, au moment de l'inversion du mouvement de la membrane, avec une butée 46, par exemple en forme de prisme, prévue en saillie sur la face extérieure de la paroi latérale 44 du tiroir, à mi-longueur, au-dessous du logement rectangulaire 43.

De préférence deux bras 45 parallèles sont prévus et encadrent le tiroir 16, pour venir simultanément en appui contre les butées 46. Les phases de commutation obtenues avec le tiroir 16 et la plaque 17 sont illustrées sur Fig. 3,4 et 5. Pour faciliter la lecture des dessins, le tiroir 16 a été représenté rabattu alors, qu'en réalité, il coulisse contre la plaque 17 dans une position orthogonale à celle représentée sur ces figures. La largeur du tiroir 16 est supérieure à celle des orifices de la plaque 17 de sorte que lorsqu'un orifice est recouvert par l'un des zone d'obturations d'extrémité 32 ou 33 du tiroir, cet orifice est entièrement fermé.

Fig. 3 représente une première position extrême stable du tiroir 16 dans laquelle le zone d'obturation 32 ferme l'orifice E5 relié à la chambre 5, tandis que le zone d'obturation 33 ferme l'orifice P6 relié à la chambre 6. L'espace intermédiaire 34 met en communication l'orifice E6, et donc la chambre 6, avec la sortie S de fluide . L'orifice P5 de la plaque 17 est ouvert et reçoit le liquide sous pression qui arrive dans le compartiment 13 et est dirigé vers la chambre 5.

Fig. 4 représente une position intermédiaire du tiroir 16 dans laquelle les zone d'obturations 32, 33 se trouvent au droit des zones de séparation entre les deux orifices situés de part et d'autre de l'orifice central S de la plaque 17. Les orifices P5 et P6 communiquent avec le compartiment 13 de sorte que la pression est admise à la fois dans la chambre 5 et dans la chambre 6. L'espace 34 fait communiquer les deux orifices d'échappement E5, E6 avec l'orifice de sortie S. Dans cette position intermédiaire les cinq orifices sont en communication totale et sont ouverts tous à pleine section. Le débit de liquide passe à travers les chambres 5 et 6 et les pressions s'équilibrent de part et d'autre de la membrane 7.

Fig.5 représente l'autre position stable extrême du tiroir 16 selon laquelle l'orifice P6 est ouvert et reçoit le fluide sous pression qui est dirigé vers la chambre 6. Les orifices E6 et P5 sont fermés par le tiroir 16, tandis que l'orifice E5 est mis en communication avec la sortie S. Le pas décalé d'une part entre l'orifice de sortie S et les orifices E5, E6 et, d'autre part, entre ces orifices E5, E6 et les orifices P5, P6 permet de ne jamais mettre en communication, en position extrême stable du tiroir 16, la pression d'entrée avec la chambre de sortie, tandis que dans la position intermédiaire de Fig. 4 tous les orifices sont en communication sans restriction pour faire chuter la pression de part et d'autre de la membrane 7.

Le fonctionnement du moteur hydraulique et du doseur selon l'invention est expliqué en se reportant, aux Fig. 1 et 6 à 13.

Selon Fig.6, la membrane 7 est arrivée en fin de course basse et la biellette 37 a basculé, sous l'action du ressort 36, qui a déplacé le tiroir de distribution 16 dans la position haute stable en appui contre la butée 30. Dans cette position du tiroir 16, l'eau sous pression arrivant par l'entrée 14 est admise par l'orifice P6 ouvert dans la chambre inférieure 6. L'autre orifice E6 communiquant avec cette chambre 6 est fermé, tandis que l'orifice E5 est relié à la sortie 18. La pression qui s'exerce dans la chambre 6 sur la membrane 7 provoque la déformation de cette membrane vers la chambre 5 et le déplacement du poussoir A vers le haut selon Fig.1. Le liquide de la chambre 5 est évacué par l'orifice E5.

L'extrémité 36b du ressort 36 reste en appui contre la paroi transversale supérieure du logement 43 et maintient le tiroir 16 dans cette position.

La montée du poussoir A entraîne la montée de l'extrémité 36a du ressort 36. Lorsque l'extrémité 36a franchit en montant, selon Fig.1 , le plan horizontal passant par l'axe 38 d'articulation de la biellette 37, cette dernière bascule relativement au poussoir A de telle sorte que l'extrémité 36a passe au- dessus de l'axe 38 lorsque l'on regarde Fig.1.

Cette étape est représentée schématiquement sur Fig.8, ramenée à l'horizontale. L'extrémité 36b du ressort se déplace dans le logement 43 pour venir en appui contre l'autre paroi transversale du logement 43 et exercer une poussée sur le tiroir 16 pour le déplacer vers l'autre position stable. Grâce à la géométrie prévue pour la biellette 37 et les bras 45, l'extrémité 45b de ces bras vient simultanément en appui contre la butée 46 (Fig.9). Cette attaque synchrone du tiroir 16 assiste l'effort du ressort 36 pour vaincre la résistance au glissement du tiroir 16. Fig. 10 et 11 représentent la position relative de la biellette 37 et du tiroir 16 en fin de l'assistance assurée par les bras 45. Le tiroir 16 ayant débuté sa course, les efforts à développer pour qu'il poursuive sa course sont moindres. Le ressort 36 peut ainsi finir de déplacer le tiroir 16 vers l'autre position stable et la butée 46 s'écarte de l'extrémité 45b comme illustré sur Fig.12 et 13 qui correspondent à la fin de course haute du poussoir A, représentée sur Fig.l

Dans cette autre position stable la pression est admise dans la chambre 5 alors que la chambre 6 est reliée à la sortie. La membrane 7 peut se déformer vers le bas et le poussoir A peut descendre, et un nouveau cycle se produit.

Le mouvement vertical alternatif de la membrane 7 et du poussoir A permet le pompage et le dosage de l'additif grâce au sous-ensemble de dosage 21 dont le piston de pompage 24 est entraîné par la membrane 7.

Le tiroir 16 est maintenu en place contre la glace 17 par le ressort 36. En outre, le tiroir est plaqué contre la glace 17 par la différence de pression et le débit d'entrée du liquide lorsqu'il y a écoulement de liquide. La planéité et la finition de surface du tiroir 16 et de la glace 17 assurent une bonne étanchéité entre les deux éléments.

Le tiroir 16 est soumis à un effort normal à la glace 17 égal à la surface d'appui multipliée par la différence de pression. L'effort pour déplacer le tiroir 16 est un effort transversal qui est égal à l'effort normal sur le tiroir 16 multiplié par le coefficient de frottement entre tiroir 16 et glace 17. Le mouvement de la membrane 7 se trouve mécaniquement relié et synchronisé avec le déclenchement de la commutation. Le mouvement du tiroir de distribution 16 sur la glace 17 est généré par le mouvement de rotation du ressort de compression 36 qui « balance » les efforts tantôt vers la première position stable, tantôt vers la deuxième position stable, générant ainsi le déplacement du tiroir 16 par glissement.

Le sous-ensemble de dosage 21 , relié à la membrane 7 via le poussoir A, aspire puis injecte directement le produit additif en sortie du doseur.

La biellette 37, entraînée par le poussoir A, assure la compression du ressort 36 et la synchronisation du tiroir 16. En effet, dans certaines conditions limites (pression, débit) le ressort 36 peut ne pas être suffisant pour faire glisser le tiroir 16 sur lequel s'exerce une différence de pression (pression à l'entrée 14 du doseur moins pression à la sortie 18). L'assistance assurée par la biellette et les bras 45 constitue une synchronisation qui permet d'assurer la commutation dans ces conditions : le tiroir 16 est suffisamment poussé par les bras 45 vers la position intermédiaire, illustrée sur Fig. 10 et 11 et sur Fig. 4, mettant en communication toutes les chambres de la membrane avec la sortie et faisant chuter la différence de pression. Les efforts sur le tiroir 16 chutent et le ressort 36 fait poursuivre la course du tiroir 16 vers l'autre position stable entraînant la commutation.

En cas de différence de pression et/ou débit trop élevé entre l'entrée et la sortie du doseur, ou en cas de rupture du ressort 36, le tiroir 16 est placé par les bras 45 dans la position intermédiaire illustrée sur Fig.4 avec mise en communication des deux chambres 5,6 avec la sortie, et donc de l'entrée 14 avec la sortie 18. Le débit de liquide principal n'est pas interrompu.

Un doseur à membrane selon l'invention peut avoir un débit très réduit, par exemple de 2 à 3 litres / heure. Il peut fonctionner sous une faible pression d'eau correspondant par exemple à 1 à 2 mètres de dénivellation entre la source d'eau et le doseur, soit environ de 0.1 à 0.2 bar.

Un tel doseur permet de passer des eaux chargées en particules, notamment grâce au fonctionnement avec membrane.

La plage de débit est très large pouvant aller de 2 - 3 l/h à 2000 l/h par exemple. La plage de pression de fonctionnement est également large, par exemple de 0.1 bar à 4 ou 5 bars.

Le dosage d'additif dans le liquide principal peut être de l'ordre de 2% et même de 5%.

A titre indicatif la cylindrée (débit par cycle de montée ou de descente) peut être d'environ 0,4 litre. Le diamètre de la membrane peut être de l'ordre de 110 mm et la course de 25 à 30 mm. Les orifices dans la plaque 17 peuvent avoir une section d'environ 1.3 cm².

Le doseur à membrane avec commutation à tiroir de distribution permet de bien séparer le mécanisme de distribution de la partie motrice piston ou membrane. De ce fait, le démontage de ces éléments peut se faire indépendamment l'un de l'autre.

Claims

REVENDICATIONS

1. Machine hydraulique, en particulier moteur hydraulique, comprenant :

- une enveloppe (2) comportant un corps (3) et un couvercle (4) ; - un moyen de séparation (M) propre à effectuer un mouvement alternatif dans l'enveloppe entre corps et couvercle, ce moyen de séparation définissant deux chambres (5,6) ;

- des moyens de commutation hydraulique (C) pour l'alimentation en liquide et l'évacuation des chambres, ces moyens de commutation comportant un organe de distribution (D) pouvant prendre deux positions stables et commandé par les déplacements du moyen de séparation ;

- un compartiment (13) dans le corps de l'enveloppe relié à une arrivée de liquide sous pression et dans lequel sont logés les moyens de commutation (C),

- et des moyens de déclenchement (15) comprenant un poussoir (A) 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 (E), pour l'inversion de la course, caractérisée en ce que l'organe de distribution (D) comprend un tiroir de distribution (16) appliqué contre une plaque plane (17) fixe relativement au corps de l'enveloppe, le tiroir de distribution (16) pouvant coulisser de manière étanche, sans joint, contre la plaque (17) qui comporte des orifices reliés respectivement aux chambres (5,6) de l'enveloppe et à un orifice (18) de sortie du liquide, le tiroir (16) étant prévu pour, selon sa position, fermer certains des orifices ou les mettre en communication avec l'arrivée de fluide ou l'échappement.

2. Machine selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le moyen élastique (E) est constitué par un ressort (36) en forme d'arc de courbe dont une extrémité (36a) est liée à une biellette (37) articulée sur un axe (38) porté par le corps (3) de l'enveloppe, une extrémité (40) de la biellette étant liée au poussoir (A), tandis que l'autre extrémité (36b) du ressort est liée en translation au tiroir (36), cette autre extrémité (36b) passant d'une position stable à une autre position stable par déformation du ressort (36).

3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la biellette (37) est solidaire d'au moins un bras (45) venant en appui contre une butée (46) du tiroir (16) au moment de l'inversion du sens de déplacement pour assister l'effort du ressort en début du déplacement du tiroir.

4. Machine selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que I' extrémité (36a) du ressort en forme d'arc de courbe liée au poussoir (A) passe, lors du déplacement du poussoir (A), d'un côté à l'autre de l'axe (38) d'articulation de la biellette.

5. Machine selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l'extrémité (36b) du ressort en arc de courbe liée au tiroir (16) est reçue dans un logement (43) allongé suivant la direction de déplacement du tiroir.

6. Machine selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que le ressort (36) est réalisé en matière plastique, et des pions d'articulation prévus à chaque extrémité (36a, 36b) sont moulés d'une seule pièce avec ce ressort.

7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque plane (17) comporte cinq orifices espacés suivant la direction de coulissement du tiroir (17), à savoir un orifice central (S) relié à la sortie (18) de la machine hydraulique et, de part et d'autre de l'orifice central, deux orifices (E5,P5 ;E6,P6) espacés reliés à une chambre (5,6) de la machine, le tiroir (16) comportant à ses extrémités longitudinales un moyen d'obturation (32,33) d'un orifice de la plaque et, entre ses extrémités, un espace (34) de communication entre au moins deux orifices de la plaque.

8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'écartement entre l'orifice central (S) et un orifice voisin (E5.E6) de la plaque est inférieur à l'écartement entre cet orifice voisin (E5.E6) et l'orifice extrême (P5,P6) situé du même côté, l'espace (34) de communication du tiroir assurant, lors de l'inversion du sens de déplacement du moyen de séparation (M), une mise en communication des deux chambres (5,6) avec la sortie (18), et donc de l'entrée (14) avec la sortie (18).

9. Machine selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que chaque moyen d'obturation du tiroir (16) est constitué par un zone d'obturation (32,33), délimité par deux parois transversales à la direction de déplacement, propre à fermer un orifice de la plaque lorsqu'il se trouve au droit de cet orifice, et l'espace (34) de communication du tiroir, compris entre les zone d'obturations, est limité par une paroi (35) écartée de la plaque.

10. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tiroir (16) et la plaque plane (17) sont disposés parallèlement à la direction de déplacement du poussoir (A).

11. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface de la plaque plane (17) en contact avec le tiroir (16) est une glace.

12. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque plane (17) est en céramique.

13. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tiroir de distribution (16) est en matière plastique.

14. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen de séparation est une membrane (7).

15. Doseur proportionnel de liquide caractérisé en ce qu'il comporte un moteur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, et un sous-ensemble de dosage (21) de l'additif actionné par le moteur.

16. Doseur selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend un bouchon (25) de séparation prévu dans le fond du compartiment (13) contenant les moyens de commutation (C), ce bouchon (25) étant traversé par un piston (24) du sous-ensemble de dosage (21) lié au poussoir (A), et une canalisation (26) débouchant sous le bouchon (25) et reliée à la sortie (18).