Brevet FR2070743A1 — publié le 19710917

L'invention concerne un dispositif de dosage permettant de délivrer, sans fluctuations et en régime continu, de très petites quantités de fluide par unité de temps. Des dispositifs de ce genre sont utilisés entre autres dans 5 la technique d'analyse chimique où des quantités de l'ordre de grandeur de quelques mm3/sec ou même inférieures doivent être dosées eiï régime continu, et sans fluctuations. De plus, il est souvent nécessaire que l'espace disponible dans le dispositif, c'est-à-dire la quantité de fluide contenu dans le dispositif, 10 soit petit. Des dispositifs de dosage connus du genre mentionné ci-dessus sont les pompes dites à tuyaux, qui présentent différents inconvénients : dimensions importantes; à l'intérieur de la pompe grand espace entièrement rempli de liquide; diminution avec le 1b temps de la quantité fournie par unité de temps, du fait que le diamètre du tuyau subit des variations. L'invention vise à fournir un dispositif de dosage qui ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus. Le dispositif de dosage conforme à l'invention est caracté-20 risé en ce qu'il contient un rotor cylindrique à accoupler à un mécanisme d'entraînement et pouvant tourner, avec un très petit jeu, à l'intérieur d'un cylindre enveloppant le rotor ou le cylindre étant muni d'une ou de plusieurs rainures de pompage situées chacune dans un plan perpendiculaire à l'axe et interrompue 25 à au moins un endroit par un barrage, dont la surface extérieure cylindrique coïncide avec le plan cylindrique du rotor ou du cylindre, et d'un côté de chaque "barrage, un canal d'amenée de fluide débouche dans la rainure alors que de l'autre côté, un canal d'évacuation de fluide est raccordé à ladite rainure. 50 Lors de la rotation du rotor dans le cylindre, le fluide est entraîné dans les rainures de pompage peu profondes, par des forces visqueuses et amené, par pompage, de l'endroit où les canaux d'amenée sont raccordés aux rainures de pompage à l'endroit où sont raccordés les canaux d'évacuation. A partir de ce 55 point là, le fluide peut être conduit davantage. Ainsi, on a obtenu un dispositif de dosage ne présentent que très peu de volume perdu et, du fait que tant la fuite interne que la circulation ri ans les canaux d'évacuation sont inversement proportionnelles à la viscosité du fluide, la quantité fournie par unité de temps 40 est proportionnelle au nombre de tours du rotor et tributaire de BAD ORIGNAL 70 43485 2 2070743 la viscosité. La pression sous laquelle le dispositif fournit le fluide peut, au besoin, être de quelques dizaines d'atmosphères; en outre après une longue période de fonctionnement, il ne se produit pas de réduction dans le débit. Ainsi, on a obtenu un 5 dispositif de dosage extrêmement simple, peu volumineux et très sûr. Afin d'obtenir sur le rotor, un jeu de forces équilibré aussi convenablement que possible une autre forme de réalisation du dispositif de dosage conforme à l'invention est caractérisé en ce 10 que chacune des rainures de pompage comporte au moins trois barr~ -ges uniformément répartis, alors que de part et d'aws de ciiaq— barrage est disposé un canal d'amenée et un canal d'évacuation. Dans une autre forme de réalisation avantageuse, les rainures de pompage se trouvent dans la surface du rotor, alors que les 15 canaux d'amenée de liquide et d'évacuation de liquide sont réalisés sous forme de rainures axiales assez profondes, reliant d'un côté la rainure de pompage à une amenée de fluide, et, de l'autre côté, la rainure de pompage à un premier canal d'évacuation de fluide assez profond, qui s'étend sur toute la périphérie du ro-20 tor dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor, tandis que le cylindre est muni d'un second canal d'évacuation de fluide raccordé audit premier canal d'évacuation. De plus, selon une autre forme de réalisation, on a disposé autour du cylindre un autre boîtier comportant un canal qui est 25 raccordé au canal d'évacuation dans le cylindre, cet autre boîtier pouvant être tourné par rapport au cylindre afin de modifiai'* la résistance à 1'évacuation. La description ci-après, en se référant au dessin annexé, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 50 Les figures 1, 2 et 3 représentent trois exemp1 - = e ^a14 sation du dispositif de dosage conforme à 1'inventi Sur la fig. 1, le chiffre de référence 1 désigne un rotor muni d'un axe 2, qui peut être accouplé à un dispositif d'entraînement non représenté sur le dessin. Il est également possible 55 d'utiliser un accouplement magnétique, de sorte que le dispositif peut être fermé hermétiquement, ce qui peut être avantageux par exemple pour le dosage de substances radioactives. Le rotor es c-muni de deux rainures de pompage peu.profondes 5 et 4» La pro^c^-deur de ces rainures est de 40^u par exemple. De plus, le rotor 4-0 comporte un canal d'évacuation notablement plus profond 59 dont BAD ORIGINAL 70 43485 3 2070743 la profondeur est de 0,5 mm par exemple. Les rainures 3 et 4 sont munies chacune d'un "barrage 6, respectivement alors que d'un côté de cçs barrages, le rotor est muni d'une rainure d'amenée axiale 8, respectivement 9, qui peut relier les rainures en 5 question 5 et 4 aux canaux d'amenée de liquide 8' et 9'. De l'autre côté de ces barrages, le rotor est muni de rainures d'évacuation axiales 10, respectivement 11, qui relient les rainures 3 et 4 au canal d'évacuation 5» Le rotor s'adapte avec un très faible jeu (quelques yii) dans le cylindre 12, qui est en outre 10 muni d'un canal d'évacuation 13 relié au canal 5 et des canaux d'évacuation 20 et 21; raccordés aux canaux 8' et 9'« Lorsque le rotor 'I tourne dans le sens indiqué par la flèche, le liquide contenu dans les rainures 3 et 4 est refoulé par des forces visqueuses agissant dans la direction des rainures 15 d'évacuation axiales 10 et 11, ce qui s'accompagne de l'aspiration de liquide à partir des canaux 8' et 9' par l'intermédiaire des rainures d'amenée axiales 8 et 9« Ainsi, le liquide est amené par pompage par les rainures 3 et 4 à partir des rainures d'amenée 8 et 9 au canal 5 et ensuite évacué par le canal d'évacua-20 tion 13* Au niveau du canal 5, il se produit une légère fuite vers les rainures 3 et 4, fuite qui, évidemment, est tributaire de la viscosité du liquide. De plus, tout comme la fuite, la résistance à la circulation dans l'évacuation 13 est tributaire de la viscosité. Cela implique que la quantité totale de liquide 25 fournie n'est pas tributaire de la viscosité et proportionnelle au nombre de tours. Bien que, dans ce qui précède, on ne mentionne que des liquides à doser, le dispositif en question convient également aux fluides gazeux, avec les mêmes avantages. 30 Dans le dispositif représenté sur le dessin, chaque rainure de pompage ne comporte qu'un seul barrage. Afin d'obtenir un équilibre entre les forces exercées sur le rotor, il est avantageux de munir chaque rainure d'au moins trois barrages répartis uniformément sur la périphérie. 35 Les figures 2a et 2b représentent schématiquement en coupes, la façon dont les rainures peuvent être ménagées dans la paroi du cylindre au lieu d'être disposées sur le rotor. Sur ces figures, les rainures sont désignées par les mêmes chiffres de référence que sur la fig. 1. La seule différence réside dans le fait 40 que chaque rainur.e 3, 4 comporte trois barrages 6, respectivement 70 4348b Z U / U/'HJ 7, répartis uniformément, comme le montre la fig. 2b. Les canaux d'amenée de liquide 8 et 9 et les canaux d'évacuation de liquide 10 et 11 sont appliqués sous forme de canaux radiaux dans le cylindre. Sur la surface extérieure du cylindre, ces canaux peuvent 5 être raccordés à d'autres canaux d'air.enée et d'évacuation de liquide» La fig. 3 représente schématiquement un dispositif de dosage, qui correspond pratiquement à celui représenté sur la fig. 1, mais dans lequel est appliqué, autour du cylindre 12, un boîtier 10 rotatif 14- muni d'un autre-canal d'évacuation 15 raccordé, par l'intermédiaire d'une fente 16, à l'évacuation 13. Une rotation du boîtier 14 permet de régler la résistance à l'écoulement entre les canaux 13 et 15- Afin d'assurer que du liquide se trouve également au-dessous du rotor, on a relié le dessus au dessous, 15 par l'intermédiaire d'un canal 17» i BAD ORIGINAL 70 43485 5 2070743 KEVEHDICATIOKS : 1. Dispositif de dosage permettant de délivrer, sans fluctuations et en régime continu, de très petites quantités de fluide par unité de temps, caractérisé en ce qu'il contient un rotor 5 cylindrique pouvant être accouplé à un mécanisme d'entraînement et pouvant tourner, avec un très faible jeu, dans un cylindre, le rotor ou le cylindre étant muni d'au moins une rainure de pompage peu profonde située dans un plan perpendiculaire à l'axe, alors que chaque rainure est interrompue à au moins un endroit de la 10 périphérie par un barrage dont la surface extérieure cylindrique coïncide avec la face cylindrique du rotor ou du cylindre et d'un côté de chaque barrage, un canal d'amenée de fluide débouche dans la rainure en question, alors que de l'autre côté, un canal d'évacuation de fluide débouche dans la rainure en question. 15 2. Dispositif de dosage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des rainures de pompage est munie d'au moins trois barrages uniformément répartis, barrages de part et d'autre desquels sont disposés un canal d'amenée et un canal d ' évacuation. 20 3. Dispositif de dosage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les rainures de pompage sont ménagées dans la surface du rotor et les canaux d'amenée et d'évacuation de fluide sont réalisés sous forme de rainures axiales assez profondes reliant d'un côté la rainure de pompage en question à une 25 amenée de fluide et, de l'autre côté, les rainures de pompage à un canal d'évacuation de fluide assez profond s'étendant sur toute la périphérie du rotor dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor tandis que le cylindre est muni d'un second canal d'évacuation de fluide raccordé au premier canal d'évacuation de 30 fluide. 4-. Dispositif de dosage selon la revendication 3 « caractérisé en ce qu'autour du cylindre est appliqué un autre boîtier comportant un canal qui est raccordé au canal d'évacuation dans le cylindre et qui peut tourner par rapport au cylindre afin de 35 régler la.résistance à l'évacuation. BAD ORIGINAL 4