Brevet FR2228961A1 — publié le 19741206

L'invention concerne un procédé de dosage de liquides à l'aide de pompes. il existe de nombreux procédés mettant en oeuvre des pompes qui font passer des quantités d@sées de liquides dans un récipient, par exemple pour effectuer un mélange ou une réaction chimique. Cependant, la pression d'alimentation, la pression de refoulement et toute variation de ces pressions, contre lesquelles la pompe doit travailler, affectent la précision des quantités de liquide distribuées par une telle pompe Dans de nombreux precédés tels que, par exemple, la préparation d'uréthannes, il est essentiel que les composants soient dosés e-i; distribués avec précision pour que le produit présente cons amment la qualité et les caractéristiques souhaitées.Ce problèse apparat avec les pompes à engrenage et également avec d'autres types de pompes, hormis certaines pompes à piston Lorsaue les différences de pression augmentent, certaines fuites apparaissent et s'accroissent avec l'usure et l'utilisation. Dans de nombreux cas, tels que la fabrication. d'uretiiannes, il est impossible de voir les conséquences nuisibles de ces varia- tions pour la distribution. Seuls un examen approfondi du produit et/ou une estimation après vieillissement permettent de détecter ces défauts Selon l'invention, un liquide est distribué en quantités dosées à l'aide d'une pompe dans laquelle la pression de refoulement est réglée automatiquement pour être approximativement égale à la pression d'alimentation. Un procédé d'égalisation des pressions d'entrée et de sortie consiste à alimenter en liquide la pompe de dosage à l'aide d'une seconde pompe dont le débit et la pression de sortie sont supérieurs aux valeurs nécessaires. Une conduite de dérivation amène a un réservoir le liquide en excès dont la quantité dépend d'une soupape de décharge commandée par la pression de refoulement de la pompe de dosage. Un dispositif équflibre donc automatiquement les pressions de manière qu'en cas de variations de la pression de refoulement, la pompe de dosage continue de fonctionner sous une différence de pression approximativement nulle entre son entrée et sa sortie.Le dosage au liquide distribué par cette pompe reste donc précis. La soupape de décharge peut être, par exemple, une soupape à diaphragme plat/ou u à diaphragme annulaire. Lorsqu'un arbre unique de commande des deux pompes est monté convenablement, les fuites dues aux presse-étoupes disparaissent totalement. I1 en résulte une augmentation de la pré vision des dosages. Le procédé selon l'invention, qui convient à tout dispositif dans lequel un dosage précis est essentiel, est notamment avantageux pour la fabrication des uréthannes. La préparation des mousses-de polyuréthanne nécessite le mélange de deux ou plusieurs composants dosés avec précision pour donner au produit obtenu des propriétés physiques optima'es et pour déterminer avec précision la densité de ce produit. Par exemple, dans un système à trois composants, il peut être nécessaire d'effectuer un mélange de diphénylméthane-diisocyanate brut, drune composition de résine contenant un agent tensio-actlf du type polyol, d'un agent freinant la combustion, d'un catalyseur, etc., et d'un agent porogène fluorocarboné. Des variations de températures ou des modifications apportées au système peuvent affecter a viscosité des composants distribués pour la fabrication d'uréthanne. De plus, la pression résistant au refoulement de la pompe de dosage peut varier sensiblement en fonction de la longueur des conduits d'alimentation, du type de mélangeurs utilisés, de la dimension des ajutages et, notamment, du débit de sortie et des mécanismes effectuant le mélange sous la pression de refoulement et généralement mis en oeuvre pour le moussage lorsqu'une substance du type "réfrigérant 12", par exemple, est utilisée. I1 est également difficile de doser avec précision les liquides de faible viscosité tels que les agents porogènes fluorocarbonés.Te dispositif d'équili- brage des pressions convient notamment à l'élimination des pertes de liquide refoulé dues généralement à des fuites par lesquelles ce liquide revient dans la pompe. La liaison entre deux pompes, effectuée à l'aide d'un joint placé entre les bords de ces pompes, empêche toute fuite par le presse-étoupe. Ces fuites diminuent le débit de sortie de la pompe et risquent également de provoquer le blocage de cette dernière dans le cas d'un liquide réagissant à l'humidité tel que le diphénylméthane-diisocyanate. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une représentation schématique de l'appareil selon ltinvention comportant deux pompes séparées la figure 2 est une représentation schématique d'une partie d'une variante de l'appareil selon l'invention comportant deux pompes accouplées ; et la figure 3 est une représentation schématique d'un détail de la liaison entre les deux pompes re--ésentées sur la figure 2. Sur les figures, un réservoir 1 contient un composant d'uréthanne qui, par une vanne 2 et un filtre 3, peut être appliqué à une pompe 4 assumant la fonction de pompe de trans- fert et refoulant vers/une pompe 5, qui assume la fonction de pompe de dosage, une quantité de ce composant supérieure à celle nécessaire à cette pompe 5. Un conduit 6 de dérivation peut ramener la matière en excès au réservoir 1, bien que la pression régnant entre les deux pompes soit déterminée automatiquement par une sou- pape 7 à diaphragme commandée par la pression de sortie de la pompe 5 à la sortie de laquelle elle est reliée. Par conséquent, la matière en excès ne peut retourner dans le réservoir que lorsque sa pression est suffisante pour équilibrer la pression exercée sur l'autre face du diaphragme. Aucun liquide ne circule dans le conduit 8 reliant la soupape 7 à la sortie de la pompe 5. La pression d'alimentation de la pompe 5 est donc approximative- ment égale à la pression de refoulement (P1# P2). . Si P2 augmente, par suite d'une variation de température ou d'un étranglement au niveau du mélangeur 9 ou de l'ajutage 10 de sortie, une compen- sation automatique et correspondant à cette variation se produit. La différence de pression entre l'entrée et la sortie de la pompe 5 étant très faible, aucune fuite n'apparaît, même dans le cas de liquides de faible viscosité. Il peut être souhaitable de. mettre en oeuvre des pompes de mêmes dimensions. La différence entre le débit de ces pompes est alors obtenue en faisan tourner la pompe 4 plus vite que la pompe 5. Dans une autre forme de réalisation selon l'invention, il est possible de faire varier le débit d refoulement de pompes tournant à vitesse fixe (ce qui simplifie la transmission mécanique) à 11 aide d'un levier commandant le déplacement par ré voluticn. Par exemple, il est possible d'utiliser des pompes du type Savery" (pompes à piston annulaire) lorsqu'il est possible d'accoupler deux pompes de mêmes dimensions et tournant à la ême vitesse, mais dont les leviers sont disposés pour que le débit de la pompe correspondant à la pompe 4 représentée sur la figure 1 soit supérieur à celui de l'autre pompe. La figure 2 représente une forme de réalisation dans laquelle, par exemple, deux pompes à engrenage sont accouplées. La soupape à diaphragme équilibre automatiquement les pressions. La figure 3 représente le joint 11 disposé entre les deux pompes et interdisant toute fuite de la pompe 5 de dosage. Il va de soi que de nombreuses modiflcations peuvent entre apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIOvTS 1. Procédé de distribution de liquides en quantités dosées à l'aide d'une première pompe, caractérisé en ce que la pression de refoulement de cette pompe est réglée automatiquement pour être approxi:nativement égale à la pression d'alimentation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une seconde pompe alimente la première pompe en liquide sous un débit et sous une pression supérieurs au débit et à la pression nécessaires à " alimentation de ladite première pompe,le liquide en excès,refoulé par la seconde pozpe,stécoulant en dérivation vers un réservoir, une soupape de décharge,commandée par la pression finale de refoulement, déterminant la quantité de liquide s'écoulant en dérivation. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la soupape de décharge est une soupape à diaphragme plat ou à diaphragme annulaire. 4. Procédé- selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les deux pompes sont montées pour n'être commandées que par un seul arbre et pour éliminer les fuites par les presse-étoupes. 5. Appareil de distribution de liquides en quantités dosées mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qutil comporte des premiere et seconde pompes, un conduit de dérivation relié à la sortie de la seconde pompe, et une soupape de décharge commandée par la pression du liquide refoulé par la première pompe et commandant la quantité de liquide passant dans le conduit de dérivation. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé an ce que les pompes sont du type à engrenage. 7. Procédé de fabrication de mousses de polyuréthanne, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire des composants conr s dans un mélangeur en mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.