Brevet FR2009693A1 — publié le 19700206

L'invention est relative à un dispositif de dosage pour injecter un produit dosé dans un fluide à traiter, avec une conduite où circule ledit fluide, dans laquelle est disposé un débitmè-tre qui présente un rotor dans une boite de mesure et qui, éven-5 tuellement par l'intermédiaire d'un relais, émet des impulsions en fonction du débit, et avec une pompe doseuse qui, à chaque impulsion, injecte une quantité donnée de produit dosé dans ladite conduite par au moins un orifice. De tels dispositifs doseurs sont destinés en particulier à 1'injection,dans des conduites d' 10 eau de consommation, de phosphates destinés à empêcher les dépôts calcaires, mais ils peuvent également être utilisés n'importe où ailleurs. Le dispositif doseur de ce type a l'avantage d'ajouter le produit dosé en quantités exactement proportionnelles au débit de 15 fluide à traiter, cette proportionnalité étant respectée depuis le débit nul jusqu'au débit maximum dudit fluide. En particulier, il n'y a pas de risque de voir le fluide à l'arrêt dans la conduite s'enrichir dans une mesure inadmissible en produit dosé. Il y a toutefois ici un inconvénient dans le fait que la 20 quantité de produit délivrée à chaque impulsion n'est introduite que de temps en temps. En conséquence de ceci, la concentration du produit dosé dans le fluide traité varie à chaque fois entre une valeur élevée et une valeur faible ou même nulle et ce n'est qu'en moyenne qu'est obtenue la proportionnalité recherchée. 25 Le problème à la base de l'invention est de donner un dispo sitif doseur, du genre de ceux décrits au préambule, dans lequel la concentration du produit dosé dans le fluide ait une plus grande régularité. Ce problème est résolu, suivant l'invention, en plaçant dans 30 ladite boîte de mesure l'orifice par lequel on injecte le produit dosé dans la conduite. Avec cette disposition le rotor n'est plus utilisé seulement comme partie active de l'appareil de mesure, mais aussi comme organe auxiliaire pour répartir plus régulièrement le produit dosé 35 dans le fluide qui parcourt la conduite. Il est pratique que le compteur de débit soit un appareil à un seul filet et que l'orifice se trouve dans la partie de la boîte de mesure qui est en dehors de l'écoulement principal.Dans de tels compteurs à filet unique, le fluide est amené tangentiel-40 lement à la hauteur du rotor et évacué tangentiellement dans le 69 00312 2009693 même plan. Dans le reste de la boîte de mesure, cependant, une partie du fluide mesuré circule en circuit fermé. Quand le produit dosé est introduit dans cette partie de la boîte de mesure, il se mélange à ce fluide, de sorte qu'il lui faut un laps de 5 temps assez long pour se trouver transféré dans le courant principal . Dans un mode de réalisation préférentiel, le rotor a des ailettes dont la hauteur radiale est telle que seule une partie extérieure desdites ailettes engage la projection de la section de 10 la conduite dans la boîte de mesure. Cela signifie qu'entre cette partie extérieure et le moyeu', il reste un espace annulaire dans lequel se trouve du fluide qui peut faire plusieurs tours avec le rotor avant d'être évacué avec l'écoulement principal. Le produit dosé qui se trouve dans ce fluide se trouve de ce fait 15 délivré dans le courant principal au bout d'un temps assez long. Il n'y a ici aucune difficulté à incorporer le produit dosé juste à cette partie du fluide qui est "au repos". On peut par exemple disposer l'orifice par où sort ledit produit dosé au voisinage du moyeu du rotor. Comme le produit dosé est normalement 20 plus lourd que le fluide auquel on l'incorpore, la force centrifuge intervient en plus pour l'entraîner peu à peu vers l'extérieur. Si l'on prend soin de placer l'orifice, par où sort le produit dosé, à mi-chemin entre l'entrée de la conduite dans la boî-25 te de mesure et de sa sortie de ladite boîte, le sens de rotation du rotor, donc le sens dans lequel est monté l'appareil, n'a plus d'importance. La régularité de la distribution dû produit dosé dans le fluide peut encore être améliorée en injectant des doses relati-30 vement faibles à des intervalles de temps très courts. C'est pourquoi il est recommandé d'utiliser une pompe doseuse qui soit en mesure d'effectuer au moins 2.000 injections à l'heure et, en particulier, qui soit une pompe électromagnétique. Dans les dispositifs doseurs connus, on utilise pour l'émis-35 sion d'impulsions un circuit pilote dans lequel un contact du débitmètre est en série avec le relais de la pompe électromagnétique et avec un condensateur pour lequel est prévue une résistance de décharge. Ceci a permis d'arriver à émettre une impulsion de durée fixée à l'avance indépendamment de la durée de fer-40 meture du contact sur le débitmètre. 69 00312 2009693 Dans un autre perfectionnement de l'invention, on peut, avec un tel circuit pilote et sans dépense supplémentaire en contacts, doubler le nombre des impulsions du débitmètre en mettant ladite résistance de décharge en parallèle avec le circuit dudit relais 5 et dudit condensateur et lui donnant une valeur telle qu'à la coupure du contact également, il se produise une impulsion qui excite le relais. Si en outre on a soin de mettre ladite résistance de décharge en série avec une résistance court-circuitable par un inter-10 rupteur et d'une valeur telle qu'à la coupure du contact il ne se produise pas d'impulsion susceptible d'exciter le relais, on peut alors utiliser le même dispositif de dosage pour des dosages dans le rapport de 1 à 2. L'invention est expliquée plus en détail, ci-après, à partir 15 d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés, dans lesquels : La fig. 1 est un organigramme qui schématise le dispositif de dosage suivant 1'invention ; la fig. 2 est une coupe de la boîte de mesure par un plan 20 perpendiculaire à son axe ; la fig. 3 est une. coupe de ladite boîte de mesure par un plan passant par son axe ; et la fig. 4 est un schéma électrique du circuit de commande d'une pompe électromagnétique. 25 Comme on le voit sur la fig. 1, un débitmètre 2 est interca lé dans une conduite 1. Cette conduite 1 peut être une conduite principale dans laquelle passe la totalité du débit de fluide à traiter par le produit dosé, ou encore une conduite en dérivation dans laquelle ne passe qu'une partie de ce débit» Le débitmà-30 tre 1 envoie peu: un canal 3, en fonction du débit, des signaux à un appareil de commande 4 qui à son tour, par l'intermédiaire d' un canal correspondant 5, fournit des impulsions à une pompe électromagnétique 6. Celle-ci envoie à chaque impulsion, par l'intermédiaire d'une conduite d'adduction 7, une quantité déterminée 35 du produit dosé. Comme le montrent plus clairement les fig. 2 et 3, le débitmètre 2 comporte une boîte de mesure 8 dans laquelle débouche tan-gentiellement la tubulure d'entrée 9 de la conduite 1 et d'où part tangentiellement la tubulure de sortie 10 de la même conduite. 40 Dans la boîte de mesure 8 tourne un rotor 11 avec un moyeu 12 et BAD 69 00312 2009693 des ailettes radiales 13. Le rotor est porté par un pivot fixe 14 et porte un arbre 15 avec un aimant 16. Celui-ci coopère avec un autre aimant 17 à l'extrémité de la boîte de mesure 8 qui, par 1' intermédiaire de son arbre 18,actionne à chaque tour une ou plu-5 sieurs fois un mécanisme de commande électrique 19. A la boîte de mesure 8 arrive une conduite d'adduction 7 pour le produit dosé ; cette conduite se prolonge par un canal 20 foré dans une nervure 21 jusqu'à un orifice 22 qui se trouve au voisinage du moyeu, et de fait exactement à égale distance de la lumiè-10 re 23-de la tubulure 9 et de la lumière 24 de la tubulure 10, et du côté opposé auxdites lumières (par rapport à l'axe du rotor). Les ailettes 13 du rotor ont des dimensions telles que seule leur partie extérieure 25 engage la projection de la section de la lumière 2 3. Le courant principal du fluide qui traverse le dé-15 bitmètre passe donc dans la boîte de mesure 8 à l'extérieur de la ligne en pointillé 26. Une partie du fluide se trouve entraînée dans le reste 27 de la boite de mesure . La portion du fluide qui se trouve en dehors du cercle en pointillé 28 revient au bout d'un tour dans le courant principal ; la portion qui se trouve à 20 l'intérieur dudit cercle 28 peut le cas échéant faire aussi plusieurs tours avec le rotor. Quand le produit dosé sortant de l'orifice 22 pénètre dans le domaine intérieur au cercle 28, il peut faire avec le fluide qui s'y trouve plusieurs tours de rotor et ainsi ne passer que 2 5 peu à peu dans le débit principal. Si c'est une solution de phosphate qui doit être injectée dans de l'eau de consommation, cette solution de phosphate étant légèrement plus lourde se trouve lentement entraînée vers l'extérieur par la force centrifuge. Il se produit en outre un mélange avec le reste du fluide contenu dans 30 la boîte de mesure 8. Donc, au total, la quantité de produit dosée « qui n'a été injectée que pendant un laps de temps très réduit, se trouve introduite dans le débit principal dans un temps quelque peu plus long. Toutes les fois que, dans le conducteur 19 du débitmètre, un 35 contact 29 se trouve fermé, un relais 30 reçoit une excitation d' impulsion, de sorte que ses contacts intercalés dans le circuit de la pompe électromagnétique se trouvent fermés en conséquence. D'après le schéma de la fig. 4, un redresseur 32 est branché aux bornes 31 d'un secteur alternatif et alimente en série une résis-40 tance d'entrée 33 et une diode de Zener 34, aux bornes de laquelle BAD OR/qiMAl 69 00312 2009693 on peut prélever une tension approximativement constante. En parallèle avec la diode de Zener sont branchés en série le Contact 29, le relais 30 et un condensateur 35. Quand le contact 29 se ferme, le condensateur 35 se charge et il passe d'abord un cou-5 rant assez intense pour que le relais 30 soit excité, après quoi le courant de charge diminue. A l'ouverture du contact 29, le condensateur 35 se décharge par 11 intermédiaire du relais 30 dans un circuit comportant une résistance d'étranglement 36, dont les extrémités sont reliées aux bornes d'un interrupteur 37, et une 10 résistance de décharge 38. Les deux résistances ont des valeurs telles que le courant de décharge qui les traverse toutes deux ait une intensité insuffisante pour exciter à nouveau le relais 30. Mais quand la résistance d'étranglement 36 est court-circuitée par la fermeture de l'interrupteur 37, on obtient un courant de dé-15 charge assez intense pour faire fonctionner encore une fois le relais 30, si bien qu'à chaque fois que le contacteur 29 est actionné, la pompe électromagnétique reçoit deux impulsions. Bien entendu, l'idée de l'invention peut également être mise en application pratique sur d'autres débitmètres à rotor parce que 20 dans chaque cas il se produit un mélange plus intime du produit dosé et du fluide. Pour la pompe, on n'est pas limité à l'utilisation d'une pompe électromagnétique, mais au contraire on peut envisager n'importe quel groupe de pompage capable d'injecter du produit dosé en obéissant à des impulsions, par exemple une pom-25 pe à commande hydraulique ou pneumatique dont le fluide moteur est contrôlé par une valve à plusieurs voies commandée par impulsions. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses 30 modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes . 69 00312 2009693 REVENDICATIONS 1. Dispositif doseur, pour injecter un produit dosé.dans un fluide à traiter, avec une conduite où circule, ledit fluide et dans laquelle est disposé un débitmètre qui comporte un rotor dans une 5 boîte de mesure et qui, éventuellement par 1 ' intermédiaire ,d* un _ relais, émet des impulsions en fonction du débit qui le traverse, et avec une pompe doseuse qui, à chaque impulsion, injecte dans ladite conduite, par au moins un orifice, une quantité donnée du produit dosé, ledit dispositif étant caractérisé par le fait que 10 ledit orifice (22) se trouve dans ladite boîte de mesure (8). 2. Dispositif doseur suivant revendication 1, caractérisé par le fait que ledit débitmètre est un appareil à un seul filet et que ledit orifice (22) se trouve dans la partie (2 7) de ladite boîte de mesure (8) qui est extérieure au débit principal. 15 3. Dispositif doseur suivant revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit rotor (11) a des ailettes (13) dont la hauteur radiale est telle que seule une partie extérieure desdites ailettes engage la projection de la section d'entrée (23) de ladite conduite dans ladite boîte de mesure . 20 4. Dispositif doseur suivant une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ledit orifice de passage (22) du produit dosé est disposé au voisinage du moyeu (12) dudit rotor (11). 5. Dispositif doseur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit orifice de passage (22) du pro- 25 duit dosé est disposé à égales distances de l'entrée (23) de ladite conduite dans ladite boîte de mesure et de sa sortie (24) de ladite boîte de mesure. 6. Dispositif doseur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ladite pompe doseuse (6) est capable 30 d'effectuer au moins 2.000 injections à l'heure et en particulier que c'est une pompe électromagnétique. 7. Dispositif doseur suivant l'une des revendications 1 à 6, dans lequel un contact du débitmètre est en série avec ledit relais de ladite pompe électromagnétique et avec un condensateur 35 pour lequel est prévue une résistance de décharge, ledit dispositif doseur étant caractérisé par le fait que ladite résistance de décharge (38) est en parallèle avec le circuit dudit relais (30) et dudit condensateur (35) et a une valeur telle que la coupure dudit contact (29) du débitmètre donne lieu à une impulsion 40 qui excite ledit relais. 69 00312 2009693 8. Dispositif doseur suivant revendication 8, caractérisé par le fait que ladite résistance de décharge (38) est en série avec une résistance d'étranglement (36) court-circuitable par la fermeture d'un interrupteur (37) et d'une valeur telle qu'à la cou-5 pure dudit contact il ne se produise pas d'impulsion qui excite ledit relais.