Brevet FR2065710A1 — publié le 19710806

La présente invention concerne ion dispositif de dosage automatique de liquides dans lequel le liquide est dosé à l'aide d'impulsions pneumatiquese La demande croissante dans l'industrie chi-5 mique et les industries connexes a entraîné la création de beaucoup de dispositifs de dosage de liquides à l'aide d'impulsions pneumatiques0 Ces appareillages sont simples et dosent le liquide avec une précision élevée,, De plus ces appareils ne présentent pas d'incidents de fonctionnement0 10 Le dosage de faibles quantités de liquidé à l'aide de dispositifs de dosage pneumatiques connus est d'une application limitée, car. lorsqupon remplit ces dispositifs avec de nouvelles quantités de liquides^ souvent des bulles d'air s'introduisent dans le dispositif de dosage et détruisent 15 la précision du dosage, et entraînent même souvent des erreurs de dosageo La précision d'un dosage dépend du degré de régularité du dispositif de dosage et c'est pourquoi,, pour contrôler le niveau, on a utilisé divers appareils tels que 20 des vases de ^ariottej, des réservoirs à flotteurs, des pompes^ des soupapes» La présente invention a pour but de doser de faibles quantités de liquide avec une précision très grande, de façon à augmenter la sécurité du dosage, et de mieux: régler 25 le liquide dans les dispositifs de dosage» A cet effet la présente invention concerne un dispositif caractérisé en ce qu'il comporte entre une partie inférieure et une partie supérieure du tube de dosage entre lesquelles est un récipient d'aspiration, un tube d'ali-30 mentationp relié au tube de dosage a sa partie supérieure du tube de dosage et le niveau limite supérieur du liquide dans le réservoir de réactifs, tandis que-le tube d'alimentation pénètre dans le tube de dosage entre un récipient de remplissage et le récipient de dosage, le récipient de remplissage étant 35 placé au-dessus du récipient de dosage, le tube d'alimentation étant réalisé pour former une barrière de liquide contre la surpression alors qu'un tube de liaison relié au tube de dosage est lui-même relié par sa partie supérieure à un dispositif de réglage de surpression;, un dispositif de réglage de dépression et 40 à une pompe à air qui crée successivement une surpression, une dépression et une mise à la pression atmosphérique. La présente invention sera décrite 70 32938 2 2065710 plus en détails à l'aide de divers modes de réalisation représentés à titre d'exemple dans les dessins annexés dans lesquels s La figure 1 représente 1*ensemble 5 du dispositif de dosage. La figure 2 représente une variante d'un réservoir de dosage pour le dosage par étapes» La figure 3 représente une variante de réalisation pour le dosage d'un volume plus important 10 de liquide. La figure 4 représente le dosage proportionnel d'un eertain volume d'un liquide par rapport au volume d°un autre liquide„ Dans les dessins9 la figure 1 re-15 présente un exemple d'un dispositif de dosage constitué d'un tube de dosage 1 qui est relié par son trop plein 11 à l'atmosphère libre. L'autre côté de ce tube de dosage 1 est relié à un tube de liaison 4 qui est lui-même relié à une pompe à air 7. Un tube d'alimentation 2 débouche à l'intérieur du 20 tube de dosage 1„ Ce tube d'alimentation 2 relie le tube de dosage 1 à un réservoir 3 de réactif contenant un liquide dosé. Le tube de liaison 4 comporte trois branches 42,43,44 pour relier respectivement un dispositif de contrôle de surpression 5* un dispositif de contrôle de dépres-25 sion 6 et la pompe à air 7» qui crée une surpression, une dépression et la pression atmosphérique. Le tube de dosage 1 comporte une partie inférieure 14 et une partie supérieure 12. Entre ces deux parties se trouve un des récipients d'aspiration 13» 30 Entre la partie inférieure 14 du tube de dosage 1 et sa liaison avec le tube de liaison 4 on a prévu un rééipient de dosage 15 et un récipient de remplissage 16» La quantité de liquide que l'on dose à l'aide du dispositif de dosage dépend du volume du récipient de dosage 15. 35 Le volume du récipient de remplis sage 16 est supérieur à celui du récipient d'aspiration 13. Le volume du récipient de remplissage 16 doit être suffisamment grand pour que le liquide contenu dans ce récipient remplisse le tube de dosage 1 jusqu'au niveau de la partie d'as- 40 piration 21 du tube d'alimentation 2„ 70 32938 3 2065710 La partie supérieure du récipient de remplissage 16 se trouve sous le niveau de la partie supérieure 12 du tube de dosage la Le tube d'alimentation 2 débouche 5 par sa partie d'aspiration 21 à l'intérieur du tube de dosage 1 entre le récipient de dosage 15 et le récipient de remplissage 16c Le tube d'alimentation 2 comporte une partie inférieure 24 et une partie supérieure 22» Ce tube 10 débouche par sa liaison 25 dans le réservoir de réactif 3. Dans certaines variantes de réalisation de tubes d'alimenta-tton 2,on a prévu un récipient retardateur 23. Le réservoir de réactif 3 est rempli de liquide dosé dont le niveau se déplace entre le niveau 15 31 et le niveau supérieur 32. Le niveau supérieur 32 de liquide contenu dans le réservoir de réactif 3 est situé en-dessous de la partie d'aspiration 21 du tube d°alimentation 2» Le réservoir dcaspiration 13 du 20 tube de dosage 1 est situé en-dessous de la partie dcaspiration 21. du tube d5alimentation 2» Le niveau du trop plein 11 du tube de dosage 1 est disposé au-dessus du niveau de la partie d5aspiration 21 du tube d'alimentation 2„ En^dessous du ni-25 veau inférieur 31 du liquide contenu dans le réservoir de réactif 3,se trouve la partie inférieure 14 du tube de dosage 1» La distance entre le niveau de la partie d'aspiration 21 du tube d'alimentation 2 et le niveau de la partie inférieure 14 du tube de dosage 1 doit être suffisamment grande 30 pour que le liquide contenu dans le tube d'alimentation 2 produise une protection contre la dépression produite par la pompe à air 7 dont la valeur est réglée par 1s dispositif de réglage de dépression 6» L:écart entre le niveau du fond 35 du récipient de dosage 15 du tube de dosage 1 et le niveau du trop plein 11 du tube de dosage l^doit être suffisamment important pour que le liquide eontena dans le tube de dosage produise un "barrage ds liquide contre la surpression produite par la pompe à air 7- la valeur de cette surpression étant 40 réglée par le dispositif de réglage de surpression 5* 70 32938 4 2065710 L'écart entre le niveau de la partie inférieure 24 du tube d'alimentation 2 et la limite inférieure 31 du liquide contenu dans le réservoir de réactif 3 doit être suffisamment important pour que le liquide contenu dans le 5 tube d'alimentation 2 produise une "barrière dé liquide pour la protection contre une surpression produite par la pompe à air 7* Le tube de liaison 4 est relié à la partie supérieure du récipient de remplissage 16 du tube 10 de dosage 1 et comporte un récipient de sécurité 41 situé au-dessus du récipient de remplissage 16. L'écart entre le fond du récipient de sécurité 41 et la partie supérieure du récipient dei remplissage 16 doit être suffisamment grand pour que le liquide ne 15 pénètre pas dans le récipient de sécurité 41 lorsque là pompe à air 7 crée une dépression,, et cela5même lorsque le récipient dans le réservoir de réactif 3 atteint son niveau supérieur 32. Le dispositif de réglage de.sur-20 pression 5? qui peut présenter des constructions très diverses comporte un récipient 52 ouvert à 1'atmosphère libre. Ce récipient est rempli de liquide. Le dispositif comporte en outre un tube 51 qui plonge dans le liquide. L'amplitude de la surpression est réglée par le tube 51 dont l'immersion est pro-25 portxonnelle à la surpression,, La surpression est réglée par l'air du tube qui s'écoule par le tube 51» Lorsque la surpression atteint l'amplitude de réglage, les bulles d'air passent dans le liquide pour aller dans l'atmosphère libre. Le tube 51 du 30 dispositif de réglage de surpression 5 est relié à la branche 42 du tube de liaison 4. Ce tube 51 est suffisamment grand pour éviter que le liquide du récipient 52 ne pénètre dans le tube de liaison même lorsqu'il se produit une dépression dans le dispositif de dosage. 35 Le dispositif de réglage de dé pression 6 dont la construction peut présenter diverses variantes est constitué d'un récipient fermé 62 qui est rempli de liquide et qui est relié par le tube 63 au tube de liaison 4c Le tube 63 est relié à la partie supérieure du réci-40 pient 62. Le tube 61 plonge dans le liquide contenu dans le 70 32938 5 2065710 récipient 62. l'air provenant de l'atmosphère libre est pompé par le dispositif de réglage de dépression 6 et passe par le tube 61. Lorsque la dépression atteint la valeur de réglagé, l'air passe à travers le liquide pour arriver dans le réci-5 pient 62. Le tube 61 du dispositif de réglage de dépression 6 doit être suffisamment grand pour éviter que le liquide provenant du récipient 62 ne déborde à 15 extérieury dans le cas où il se produit une surpression dans le dispositif de dosage. 10 On peut utiliser d'autres dis positifs de réglage de surpression et de dépression tels que des dispositifs de réglage à diaphragme ou des dispositifs de réglage à flotteur. La pompe à air décrite dans le 15 présent exemple est constituée d'un cylindre 71? d'un piston 72 et d'une tige 74. Le cylindre 71 comporte un orifice 73 sur le côté. Le cylindre 71 est relié par l'intermédiaire de la branche 44 au tube de liaison 4. Lorsque le piston 72 se déplace dans le cylindre 71 dans la direction de la bran-20 che 44 du tube de liaison 4 il se produit une surpression, lorsque le piston se déplace dans le sens opposé, il se produit une dépression. Lorsque le piston 71 passe au-delà de l'orifice 73,1'intérieur de la pompe à air 7 est relié à l'atmosphère libre. 25 II est également possible d'uti liser d'autres types de pompes à air 7. Toutefois il faut que ces pompes satisfassent à la condition que les pompes doivent permettre l'obtention d'une surpression^ d'une dépression et la pression atmosphérique. 30 L5 exemple?tel que décritpd'un dis positif de dosage ne fonctionne qu'à condition que le tube de dosage 1 soit rempli de liquide de dosage comme décrit ci-après s Lorsque le piston 72 se déplace 35 dans le cylindre 71 en direction de la branche 44 du tube de liaison 4 relié au cylindre 719 on produit une surpression à l'aide de cette pompe à air. Cette surpression est réglée automatiquement à une valeur constante à l'aide du dispositif de réglage de surpression 5c 40 La valeur de cette surpression est 70 32938 6 2065710 réglée par l'immersion du tube 51 dans le liquide contenu dans le récipient 52 du dispositif de réglage de surpression 5» Cette surpression agit sur le liquide contenu dans le récipient de dosage 15 du tube de dosa-5 ge 1» Le liquide est poussé hors du tube de dosage 1 et une certaine partie du liquide du tube d:alimentation 2 est repoussée dans le réservoir de réactif 3 = La surpression doit être suffisamment importante pour que la quantité nécessaire de liquide de 10 dosage soit poussée hors du récipient de dosage 15 du tube de dosage 10 Lorsque le piston 72 se déplace dans le sens opposé dans le cylindre 7t qui est relié par la branche 44 du tube de liaison 4? on produit une dépression par l'inter-15 médiaire de cette pompe à air 7» Cette dépression est réglée automatiquement à une valeur constante» La valeur de la dépression est réglée par Ie immersion du tube 61 dans le liquide contenu dans le récipient 62 du dispositif de réglage de dépression 60 20 Cette dépression agit par Ie inter médiaire du tube de liaison 4„ Elle extrait le liquide du récipient/! caspiration 13 pour l'envoyer dans le récipient de dosage vide 15c Cette dépression extrait également une partie du liquide pour l'envoyer dans le récipient de remplissage 16» 25 Avec un certain regard le liquide s'écoule à travers le tube d'alimentation 2 du réservoir de réactif 3 dans le réservoir de remplissage 16 et remplit celui-ci complètement» Le retard de remplissage du réser-30 voir de remplissage 16s par le liquide extrait du réservoir de réactif 3 est dû au fait que le diamètre du tube d'alimentation 2 est plus faible que le diamètre du tube de dosage 1„ Une autre construction du dispositif de dosage utilisé pour produire un. retard pourrait utiliser-35 le récipient 23 monté dans le tube d'alimentation 2»" „ L'amplitude de la dépression doit être suffisamment importante pour que le réservoir de remplissage 16 soit rempli de liquide provenant du réservoir de réactif 3 même lorsque le niveau du liquide dans le réservoir 40 de réactif arrive à la limite inférieure 310 70 32938 7 2065710 lorsqu'on déplace le piston 72 dans le cylindre 71 dans le même sens que ci-dessus9 il passe devant l'orifide 73» A ce moment de l'air extérieur pénètre dans le cylindre 71. Cela entraîne que le liquide qui se trouve dans 5 le récipient de remplissage 16 du tube de dosage 1 remplit tout le tube de dosage 1 ainsi que le récipient d'aspiration 13 jusque sous le niveau de la partie supérieure 12 du tube de dosage 1 et au-dessus du niveau de la partie d'aspiration 21 du tube d'alimentation 20 Une partie du liquide s'écoule à tra-10 vers le tube d'alimentation 2 pour revenir au réservoir de réactif 3 jusqu'à ce que le niveau du liquide dans le tube de dosage atteigne le niveau de la partie d'aspiration 21 du tube d'alimentation 2. le niveau de liquide dans le tube de dosage 1 est alors constant même si le niveau du liquide dans le ré- v 15 servoir de réactif 3 oscille entre le niveau supérieur 32 et le niveau inférieur 31. Si le piston se déplace en sens inverse il se produit un nouveau cycle de dosage. Dans la figure 2 on a représenté une 20 variante de réalisation d'un récipient de dosage 15 pour le dosage en une opération Ce récipient de dosage 15 est constitué de plusieurs parties sphériques„ Dans la figure 3 on a représenté une variante de réalisation d'un dispositif de dosage qui do-2^ se plusieurs quantités d'un même liquide. Dans cette variante on a relié plusieurs tubes de dosage 1 à un récipient de dosage 16. lorsque le récipient de remplissage est vide, le niveau du liquide dans les tubes de dosage 1 est déterminé par des trop plein au niveau de l'embouchure de chacun des tubes 2Q de dosage qui rencontrent le récipient de dosage 16. Si le récipient 52 du dispositif de réglage de surpression 5 est rempli par un autre liquide et l'orsque le tube 51 du dispositif 5 est relié au fond du récipient 52 et que le tube de -dosage 1 débouche dans le ré-cipient 52 au-dessus du niveau du liquide dans ce récipient, il est possible de doser proportionnellement certaines quantités d'un liquide par rapport à une quantité d'un autre liquide. Cette variante sst représentée dans la figure 4« le dispositif tel que décrit per-40 met de remplir le récipient de dosage à l'aide de liquide 70 32938 8 2065710 provenant de la partie inférieure du tube de dosage ce qui supprime l'introduction de bulles d'air dans le liquide dosé et permet la réalisation du dispositif de dosage dosant la plus petite quantité de liquide, 5 Le contrôle très simple de niveau du liquide dans le tube de dosage permet la réalisation d'un dispositif de dosage dans lequel l'oscillation du niveau du liquide du réservoir de réactif ne se répercute pas sur la précision du dosage. L'utilisation du dispositif tel que dé-10 crit ci-dessus concerne l'industrie chimique et les "branches voisines. L'invention permet la réalisation d1appareillages divers tels que des analyseurs automatiquess des machines de remplissage„ Bien entendup l'invention n'est 15 pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté5 à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation*, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 70 32938 9 2065710 KSVEEDICATION Dispositif de dosage dcua liquide dans lequel le liquide est dosé par des impulsions pneumatiques„ dispositif caractérisé en ce qu'il comporte entre une partie infé~ rieure et une partie supérieure du tube de dosage entre les~ 5 quelles est un récipient d3aspiration,, un tube d'alimentation;, relié au tube de dosage a sa partie d°aspiration située entre le niveau de la partie supérieure du tube de dosage et le niveau limite supérieur du liquide dans le réservoir de réactif;, tandis que le tube d5alimentation pénètre dans le tube de 10 dosage entre un récipient de remplissage et le récipient de dosageP le récipient de remplissage étant placé au-dessus du récipient de dosage9 le tube dcalimentation étant réalisé pour former une barrière de liquide contre la surpression alors qu'un tube de liaison relié au tube de dosage est lui-même relié par 15 sa partie supérieure à un dispositif de réglage de surpression un dispositif de réglage de dépression et à une pompe à air qui crée successivement une supression-, une dépression et une mise à la pression atmosphérique°