Brevet FR2308914A1 — publié le 19761119

L'invention a pour objet un appareil permettant de distribuer de façon cyclique à vitesse variable une quantité réglable d'un fluide, ou de deux fluides qui peuvent être de la même façon distribués simultanément et séparément en quantités égales ou proportionnelles. Le dit appareil est à commande rotative ou oscillante. Le dit appareil est prévu pour être disposé entre une source de fluide et son utilisation, le dit fluide étant véhiculé par des moyens extérieures à l'appareil. Le second fluide éventuellement dosé simultanément au premier peut ne pas être véhiculé par des moyens extérieurs à l'appareil. Le domaine d'application d'un tel appareil qui peut recevoir l'appellation de doseur de fluide est extrêmement vaste, car il peut doser tout fluide liquide ou gazeux sous toutes pressions et sans réglage selon la pression. Les dispositifs connus font généralement appel à des organes tels que bielle, manivelle, piston, soupapes, gicleurs, ajutages qui perturbent la pression et la température du fluide en nuisant ainsi à la précision de son dosage. Cet inconvénient est particulièrement néfaste quand il s'agit de fluide compressible ou de gaz liquéfié dont le maintien en phase liquide est lié étroitement à la relation pression-température. L'invention a pour objet un doseur de fluide évitant les inconvénients ci-dessus et caractérisé en ce qu'il comporte un boitier fermé dont la paroi comporte une tubulure d'admission et une tubulure d'échappement pour le fluide à doser, un élément mobile formant piston définissant dans le dit boitier deux chambres à volume variable, un bloc de distribution tournant ou oscillant dans le dit boitier coopérant de façon étanche avec les parties de parois adjacentes aux dites tubulures et dans lequel sont prévus des passages de façon à relier, pour une portion de rotation ou d'oscillation, la tubulure d'admission à la première des deux chambres et la tubulure dréchappement à la seconde chambre et pour une autre portion de rotation ou d'oscillation la tubulure d'échappement à la dite première chambre et la tubulure d'admission à la seconde chambre, une telle liaison alternative entrainant des déplacements de l'élément formant piston qui refoule vers l'échappement le fluide admis dans chacune des deux chambres. La présente invention est illustrée par le dessin annexé sur lequel: - la figure 1 montre en coupe axiale partiellement schématique un doseur selon l'invention pour le dasage d'un fluide. - lssfigures 2 et 3 montrent des vues en coupe transversale du doseur de la figure I selon le plan de coupe Â-Â pour deux positions angu- laires différentes du bloc de distribution. - la figure 4 montre en coupe axiale un doseur selon l'invention pour le dosage de deux fluides en quantités égales. - les figures 5 et 6 montrent des vues en coupes transversales selon les plans de coupe 5-5 et 6-6 de la figure 4 -la figure 7 montre une vue en coupe axiale d'un doseur à piston en gradins selon l'invention pour le dosse de deux fluides en quanti tés proportionnelles. - La figure 8 montre une vue en coupe axiale d'un doseur selon l'in vention comportant des moyens élastiques associés au piston. Si on se réfère au dessin et particulièrement à la figure 1 on voit qu'on a représenté un boitier 10 alésé cylindriquement et fermé par un couvercle 12 qu'il est éventuellement possible de régler axialement, un bloc de distribution 14 tournant ou oscillant qui coopère avec une paroi cylindrique et/ou une paroi transversale du boitier 10. Ce bloc de distribution 14 délimite avec le couvercle 12 un volume éventuellement réglable. Ce volume est divisé en deux chambres 16 et 18 de part et d'autre d'un piston 20 libre en rotation et/ou axialement. Le bloc de distribution 14 est traversé par un passage 22 qui débouche d'une part dans la chambre 16 consigne au dit bloc et d'autre part dans une zone où il peut coopérer avec une tubulure d'admission 24 et une tubulure d'échappement 26 disposées dans le même plan transversal dans la paroi du boîtier. Le bloc de distribution 14 est traversé par un passage 28 qui débouche d'une part dans la chambre 18 contigde au couvercle 12 après avoir traversé le piston 16 et d'autre part dans une zone où il peut coopérer avec la tubulure d'admission 24 et la tubulure d'échappement 26 précedemment décrites. Des saignées 30 et 32 non communicantes associées respectivement aux.passages 22 et 28 augmentent au cours d'une révolution du bloc de distribution 14 la portion du cycle au cours de laquelle les passages 22 et 28 coopèrent alternativement avec les tubulures 24 et 26. Les figures 2 et 3 montrent en coupe selon le plan Â-Â de la figure 1 deux positions angulaires différentes du bloc de distribution 14 par rapport au boîtier. Dans la figure 2, la chambre 16 contigEe au bloc de distribution est en admission par l'intermédiaire du canal 22 et de sa saignée 30 qui coopèrent avec la tubulure d'admission 24 alors que la chambre 18 contigüe au couvercle est en échappement par l'intermédiaire du canal 28 et de sa saignée 32 qui coopèrent avec la tubulure d'échappement 26. Dans la figure 3, la chambre 16 oontigtle au bloc de distribution est au contraire en échappement par l'intermédiaire du canal 22 et de sa saignée 30 qui coopèrent avec la tubulure d'échappement 26 alors que la chambre 18 consigne au couvercle est en admission par l'intermédiaire du canal 28 et de sa saignée 32 qui coopèrent avec la tubulure d'admission 24. On conçoit que la répétition cyclique de ces deux positions angulaires peut & re réalisée par rotation continue, ou intermittente, ou par oscillation du bloc de distribution. Le piston 20 alternativement sollicité sur chacune de ses faces par le fluide en admission refoule sur l'autre le fluide vers l'échappement. Â condition que la quantité de fluide à distribuer pendant un cycle ou une alternance d'oscillation soit inférieureau débit possible à la tubulure d'admission, le piston 20 se déplace de toute la course disponible entre les faces en vis/du 5 oc de distribution 14 et du couvercle 12. il admet et refoule simultanément un volume de fluide constant et réglable correspondant aux volumes maxima que peuvent avoir alternativement les chambres 16 et 18. Sur la figure 4 on a montré un doseur pour le dosage simultané de deux fluides différents en quantités égales. il comporte, d'une part les éléments précedemment décrits, un boitier 10, un couvercle 12, un bloc de distribution 14, un piston 20, deux chambres 16 et 18, une tubulure d'admission 24 et une tubulure d'échappement 26. du premier fluide, un passage 28 et sa saignée associée 32 et d'autre part une seconde tubulure d'admission 34 et une seconde tubulure d'échappement 36 du second fluide qui coopèrent ,en variante dans un plan transversal avec un passage 22 précedemment décrit et sa saignée associée 30. Lestubulurs 34 et 36 débouchent parallèlement à l'axe du bloc de distribution à la même distance pour pouvoir coopérer de façon cyclique avec la rainure en arc 30 associée au passage 22. L'orientation des éléments 24, 26, 28, 32 d'une part, par rapport à l'orientation des éléments 22, 30, 34, 36 d'autre part,peut autre établie de multiples façons pour réaliser au cours d'une rotation ou d'une portion de rotation, ou d'une oscillation du bloc de distribution, l'alternance admission - échappement d'un fluide dans une chambre simultanément avec l'alternance échappement - admission de l'autre fluide dans l'autre chambre. les figures 5 et 6 montrent un exemple non limitatif de l'orien- tation relative des deux groupes d'éléments cités ci-dessus. La figure 5 montre une coupe transversale selon le plan 5 - 5 de la figure 4 au niveau de la tubulure d'admission 24 et de la tubulure d'échappement 26 du premier fluide. La chambre 18 y est représentée en échappement du premier fluide par la tubulure 26 par l'intermédiaire du canal 28 et de sa saignée 32, alors que l'admission de ce premier fluide par la tubulure 24 est fermée. La figure 6 montre une coupe transversale selon le plan 6 - 6 de la figure 4 au niveau de la saignée 30. La chambre 16 y est représentée en admission du second fluide par la tubulure 34 par l'intermédiaire du passage 22 et de sa saignée 30, alors que l'échappement de ce second fluide par la tubulure 36 est fermé. On conçoit que si le bloc de distribution 14 effectue à partir de la situation illustrée par les figures 4, 5 et 6 une portion de rotation de l'ordre de 100 degrés, on réalise inversement l'admission du premier fluide dans la chambre 18 et simultanément l'échappement du second fluide de la chambre 16, cette inversion ayant entrainé le déplacement du piston sur toute sa course disponible entre les faces en vis à vis du bloc de distribution et du couvercle0 La figure 7 montre un doseur de fluide selon l'invention où le piston libre 38 est établi en gradins qui déterminent sur chacune de ses faces extrêmes deux chambres 16 et 18 de sections différentes d'une part avec le bloc de distribution 14 et d'autre part avec le couvercle 12. Si on se reporte à la description relative à la figure 4, on con çoit qu'au cours de son déplacement le piston engendre de part et d'autre de ses faces extrêmes deux volumes proportionnels aux sections en gradins du dit piston. Le dosage des deux fluides se trouve ainsi réalisé proportionnellement aux deux sections en gradins du piston. la figure 8 montre un doseur de fluide selon l'invention où il est prévu des moyensélastiques 40, tels des ressorts helicoIdaux de compression, disposés entre les faces en vis à vis du piston libre et du couvercle où ils sont respectivement positionnés dans des logements 42 et 44. Ces moyens élastiques permettent de réaliser l'admission dans la chambre 18 d'un fluide non véhiculé par des moyens extérieurs au doseur, ce fluide étant ensuite refoulé au cours d'une autre portion du cycle par l'admission dans la chambre 16 du second fluide véhiculé par des moyens extérieurs au doseur. RhVENDICATIONS 1- Doseur de fluide caractérisé en ce qu'il comporte un boitier fermé dont la paroi comporte une tubulure d'admission et une tubulure d'échappement pour le fluide à doser, un élément mobile formant piston définissant dans le dit boitier deux chambres à volume variable, un bloc de distribution tournant ou oscillant dans le dit boitier coopérant de façon étanche avec les parties de parois adjacentes aux dites tubulures et dans lequel sont prévus des passages de façon à relier, pour une portion de rotation ou d'oscillation, la tubulure d'admission à la première des deux chambres et la tubulure d'échappement à la seconde chambre et, pour une autre portion de rotation ou d'oscillation la tubulure d'échappement à la dite première chambre et la tubulure d'admission à la seconde chambre, une telle liaison alternative entrainant des déplacements de l'élément formant piston qui refoule vers l'échappement le fluide admis dans chacune des deux chambres. 2 - Doseur de fluide selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bloc de distribution présente un premier passage débouchant directement dans la première chambre et un second passage prolongé par une portion tubulaire qui traverse l'élément formant piston par une ouverture permettant le coulissement étanche de l'élément formant piston sur la dite portion tubulaire et qui débouche dans la seconde chambre. 3 - Doseur de fluide selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le boitier étant cylindrique de révolution, le bloc de distribution est monté tournant ou oscillant pour coopérer de façon étanche avec la paroi interne du dit boitier en face de laquelle débouchent les deux passages précités prévus dans le bloc de distribution, des saignées étant éventuellement prévues dans au moins l'une des deux surfaces en vis à vis de la paroi du boitier et du bloc de distribution. 4 - Doseur de fluide selon la revendication 3 caractérisé en ce que les tubulures d'admission et d'échappement situées dans la paroi du boitier sont sensiblement diamétralement opposées. 5 - Doseur de fluide selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'élément formant pistion consiste en un piston monté libre dans le boitier et dont la course est réglable par déplacement du fond du boitier opposé à celui qui est adjacent au bloc de distribution. 6 - Doseur de fluide selon la revendication 5 caractérisé en ce que le piston libre est à deux étages de sections différentes et qu'il engendre ainsi au cours de son déplacement deux volumes proportionnels àses deux sections. 7 - Doseur de fluide selon l'une des revendications 1 à 6 prévu pour le dosage simultané de deux fluides et caractérisé en ce que les deux passages qui traversent le bloc de distribution coopèrent chacun séparément avec les tubulures d'admission et d'échappement respectives des deux fluides. 8 - Doseur de fluide selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que des moyens élastiques, tels que des ressorts de compression, sont disposés entre une des faces de l'élément formant piston et toute face en vis à vis appartenant au couvercle ou au boitier ou au bloc de distribution.