Brevet FR2350299A1 — publié le 19771202

La présente invention concerne un dispositif pour doser, mélanger et distribuer des fluides. Le secteur technique de 1 t invention est celui de la robinetterie industrielle. Actuellement, pour doser, mélanger ou distribuer des fluides, on fait appel à des appareils dont la commande est soit manuelle, soit à télécommande électrique, pneumatique ou hydraulique. La présente invention vise à apporter des perfectionnements aux dispositifs doseurs, mélangeurs et distributeurs trouvant leur application notamment dans les appareils distributeurs-nf-b~oissons. L'objectif à atteindre est la réalisation d'un dispositif pour le dosage, le mélange et la distribution automatiques de plusieurs fluides. Notamment dans le cas de la mise en présence dans une chambre de mélange de deux fluides, on utilise la pression d'un desdits fluides pour créer une force agissar.t sur un elapet d'obturation de l'autre fluide. Cet-objectif est atteint grâce au dispositif selon l'invention pour doser, mélanger et distribuer au moins deux fluides, lesquels sont admis dans une chambre de mélange,comportant un orifice pour l'écoulement desdits fluides mélangés, -caractérisé en ce qu'il se compose d'un organe de poussée soumis à l'action d'au moins un desdits fluides et comportant un orifice calibré pour admettre ce fluide dans ladite chambre de mélange, lequel organe coopère avec un clapet pour provoquer l'introduction d'au moins un autre fluide dans ladite chambre de mélange. Ledit organe de poussée sedéplacedans une chambre de poussée, laquelle est en communication avec la chambre de mélange et ladite chambre de poussée comporte à son extrémité opposée audit clapet, un orifice pour y admettre un desdits fluides. Ainsi, ce dispositif comporte un logement disposé dans le prolongement de ladite chambre de mélange, lequel logement est séparé de cette dernière par une cloison transversale qui est percée en son centre pour laisser le passage audit clapet, lequel est en appui d'une part à l'une de ses extrémités sur ledit organe de poussée et d'autre part à l'autre sur un ressort antagoniste qui s'appuie lui-meme sur le fond dudit logement. Le logement sur le fond duquel s'appuie le clapet comporte un orifice calibré pour y admettre un fluide. Selon un mode de réalisation, ledit organe de poussée est un piston, lequel comporte des aménagements pour se déplacer dans ladite chambre de poussée. Les chambres de poussée et de mélange sont dans le prolongement l'une de l'autre et se confondent dans une même chambre. Ces chambres sont d'un volume variable et la chambre de mélange est délimitée d'une part par la paroi au travers de laquelle passe le clapet et d'autre part par le piston qui est au contact dudit clapet. Selon un autre mode de réalisation, l'organe de poussée est une membrane déformable disposée transversalement auxdites chambres de poussée et de mélange et délimitant ces dernières, laquelle membrane est au contact dudit clapet. La partie du clapet qui est au contact dudit organe de poussée comporte une rainure transversale débouchant de part et d'autre de ladite partie de clapet, laquelle rainure se situe au droit dudit orifice calibré afin d'autoriser l'admission du fluide dans ladite chambre de mélange. Selon un mode de réalisation, la membrane est en élastomère et 1 'ori- fice calibré est un matériau rigide, par exemple en métal et est rapporté au centre de ladite membrane. Le résultat de l'invention est un dispositif doseur,mélangeur et distributeur à fonctionnement entièrement automatique par la mise en pression adéquate des fluides mis en présence et par la détermination de la section de l'o- rifice d'arrivée du fluide moteur dans la chambre de mélange. On obtient ainsi d'une part le réglage du dosage desdits fluides et d'autre part le débit final du produit mélangé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif doseur, mélangeur et distributeur selon l'invention, fonctionnant au moyen d'un piston. - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention fonctionnant au moyen d'une membrane déformable. - la figure 3 est une vue en élévation d'un clapet équipant les dispositifs selon les figures 1 et 2. - la figure 4 est une vue en coupe selon IV IV de la figure 3. - la figure 5 est une vue en coupe selon V V de la figure 3. - La figure 6 est une vue schématique dudit dispositif dont l'organe de poussée est un piston. On se reporte d'abord à la figure 1 qui illustre un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention pour le dosage, le mélange et la distribution de deux fluides, par exemple deux boissons. Ce dispositif se compose d'un corps 1 généralement cylindrique comportant un logement également cylindrique la. Ledit logement la est partiellement obturé du côté d'une des extrémités dudit corps 1, à gauche sur le dessin, par une cloison lb, laquelle est transversale audit corps et perpendiculaire aux génératrices dudit logement la. Le corps 1 est taraudé à ses extrémités en Ic/ld, de manière à permettre l'assemblage d'un bouchon 2 comportant une partie filetée 2a pour coopérer avec le taraudage Id, et une partie 2b adoptant la forme d'un six pans pour permettre le serrage du bouchon au moyen d'une clé par exemple. Ledit bouchon 2 comporte une concavité cylindrique 2c, réservée du côté du logement la dudit corps, ainsi qui'un embout de raccordement 2d s'étendant perpendiculairement audit bouchon.Ce dernier est percé en son centre de part en part en 2e, de telle sorte que l'orifice 2e , l'embout 2d etla concavité 2c sont coaxiaux. Un joint 3 disposé dans une gorge le réservée dans ledit corps 1 assure l'étanchéité du dispositif au droit de la jonction du corps 1 et du bouchon 2. A son autre extrémité, le dispositif comporte une pièce complémentaire 4, laquelle est filetée en 4a pour coopérer avec la partie taraudée Ic dudit corps 1 et comporte à sa partie centrale une concavité cylindrique 4b. Cette concavité sert délogement à un clapet et a son ressort dont il sera question plus. loin . Cette pièce 4 comporte en outre un bossage 4c adoptant la forme d'un six pans pour permettre son serrage surlecorps 1 ainsi qu'un embout de raccordement 4d. Comme le bouchon 2, elle est percée de part en part en son centre en 4e de telle sorte que l'orifice 4e, l'embout 4d et la concavité cylindrique 4b sont coaxiaux. L'orifice 4e comporte, du coté de la concavité 4b, un rétreint 4f, lequel forme un orifice calibré pour régler l'admission du fluide dans le logement 4b. Un joint 5 inséré entre la paroi lb et la pièce complémentaire 4 assure l'étanchéité du dispositif au droit de la jonction du corps 1 et de ladite pièce 4. Le corps I comporte un orifice taraudé If, destiné à recevoir un ajutage (non représenté) pour permettre l'écoulement du mélange des boissons. Cet orifice If est pratiqué dans la paroi du corps 1 de telle sorte qu1une fois en place, l'ajutage s'étende orthogonalement à partir dudit corps. Ledit dispositif comporte également un piston 6 adoptant la forme d'un cylindre, lequel comporte une gorge périphérique 6a dans laquelle est disposée un joint torique 7 et est percé en son centre en 6b. Il comporte du coté de sa face qui coopère avec ledit clapet un orifice calibré 6c pour régler l'admission du fluide dans la chambre de mélange. Cette dernière lg est dans le prolongement de la chambre de poussée Ih dans laquelle se déplace le piston 6. Comme on peut le voir sur le dessin, et selon le mode de réalisation décrit, lesdites chambres Ig/lh se confondent dans un meme logement la, elles sont délimitées d'une part en ce qui concerne la chambre Ig par la paroi lb et le joint torique 7, et en ce qui concerne la chambre Ih par la concavité 2c et ledit joint 7.Ces deux chambres sont à volume variable. L'admission de la boisson dans la chambre de mélange Ig s'effectue par l'intermédiaire d'un clapet 8, lequel se compose d'une tête 8a et d'une tige 8b qui vient au contact du piston 6 et est maintenue appliquée contre la paroi lb du corps 1 au moyen d'un ressort hélicoïdal 9 enroulé en spirale. Afin d'autoriser le passage de la boisson, le clapet 8 adopte les différentes formes illustrées aux figures 3 à 5 du dessin. La tête 8a (figures 3 et 4) est d'une section droite généralement carrée. Elle est amincie en 8c pour coopérer avec le minimum de frottement avec la paroi du logement 4b de la pièce 4 et est ainsi guidée par quatre portées 8d. La tige 8b est cylindrique à son extrémité et comporte une partie d'une section droite triangulaire (figures 3 et 5) formant trois portées 8e du côté de la tête 8a. Les portées 8e coopèrent avec l'orifice circulaire réservé dans la paroi lb. Ces portées 8d/8e assurent le guidage du clapet 8. La boisson s'écoule ainsi par le passage P laissé en 7 tre le clapet et lesdites parois de guidage.La partie extrême de la tige 8b, qui est au contact du piston 6, est d'une forme tronconique et comporte ne rainure diamétrale 8f qui est d'une section rectangulaire. Cette rainure débouche de part et d'autre de ladite tige 8b. Comme on peut le voir sur la figure 1, cette rainure 8f se situe au droit de l'orifice calibré 6c du piston 6 et permet l'écoulement de la boisson introduite dans la chambre de mélange par ledit orifice 6c. Un autre mode de réalisation de l'invention est illustre à la figure 2 du dessin. Dans ce mode de réalisation, le dispositif se compose d'un corps 1, d'un bouchon 2 obturant ledit corps à l'une de ses extrémités et d'une pièce complémentaire 4 fixée à son autre extrémité dans laquelle est disposé un clapet 8 en appui sur la paroi lb du corps 1 sous la sollicitation d'un ressort hélicoïdal 9. A l'exception du corps 1, tous ces éléments sont sensiblement identiques à ceux qui ont été cités dans la description du mode de réalisation précédent. Ainsi, le corps 1 comporte un épaulement Ij pratiqué à l'intérieur de celui-ci et du côté du taraudage Id, de telle sorte que ledit épaulement et le logement-cylindrique la sont coaxiaux. Dans ce mode de réalisation, l'organe pousseur est une membrane déformable 10, réalisée par exemple en élastomère, laquelle est maintenue en place dans ledit logement sous l'action du bouchon 2,après que celui-ci ait été serré. Le rebord 10a de la membrane joue le rôle d'un joint d'étanchéité à cet endroit. Ladite membrane 10 adopte la forme générale d'une coupelle dont la partie lOb généralement sphérique s'étend dans la concavité cylindrique 2c du bouchon 2. Elle comporte également un bossage lOc dans sa partie concave,dans lequel bossage est réservé un logement cylindrique dans lequel est rapporté un orifice calibré métallique 11, par exemple un gicleur. Ainsi, le gicleur 11, le bossage 10c et le rebord périphérique lOa de la membrane sont coaxiaux. Comme l'illustre la figure 2, le gicleur 11 est au contact de la ti ge cylindrique 8b du clapet 8. La chambre de mélange Ig est délimitée par la paroi lb, la face interne du logement la et la partie concave de la membrane 10. La chambre de poussée Ih est délimitée par la concavité cylindrique 2c du bouchon 2 et par la partie sphérique de la mambrane 10. Ces deux chambres Ig/lh sont à volumes variables. On se reporte à la figure 6 qui est une vue schématique d'un dispositif selon l'invention dont l'organe de poussée est un piston et qui est donnée pour illustrer le fonctionnement dudit dispositif. On a déjà indiqué que le principe de base de ce dispositif consiste en l'utilisation de la pression d'un liquide A pour créer une force, qui appliquée sur un clapet d'obturation d'un autre liquide B, provoque l'ouverture de ce clapet et donc l'admission du liquide B dans la chambre de mélange. Soit Pa la pression du liquide A avant l'ouverture de la vanne V, et Pb la pression du liquide B, la vanne V étant ouverte.autorise le passage du liquide A. Du fait de la dimension réduite de l'orifice calibré 6c, la nouvelle pression P'a du liquide A dans la chambre de poussée Ih est peu différente de Pa. Sous l'action de cette pression, le piston 6 est animé d'un mouvement de translation et ainsi agit sur le clapet 8 suivant une force Fa peu différente de P'a x Sp (aux frottements près, Sp étant la surface du piston en contact avec le liquide A). Le clapet réagit suivant une force Fb peu différente de Pb x Sc + Fr (aux frottements près, Sc étant la surface du clapet en contact avec le liquide B, Fr étant la force d'action du ressort 9). Ainsi, lorsque Fa > Fb (+ les frottements), le clapet 8 est ouvert sous l'action du piston 6 et le liquide B est admis dans la chambre de mélange Ig, le liquide A étant admis dans cette dernière par l'orifice calibré 6c. Les deux liquides se mélangent donc dans ladite chambre Ig et s'écoulent par l'aju- tage If. A la fermeture de la vanne V, qui stoppe l'écoulement du liquide A, l'action du ressort 9 devient prépondérante et le clapet 8 ramène le piston 6 à sa position d'origine, tout en obturant l'orifice d'admission du liquide B dans la chambre Ig. On comprend que du règlage précis des pression Pa/Pb et de la détermination de la section de l'orifice 6c, dépendent le réglage du dosage ainsi que le débit final du mélange des boissons. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour doser, mélanger et distribuer au moins deux fluides, les- quels sont admis dans une chambre de mélange comportant un orifice pour l'écoulement desdits fluides mélangés, caractérisé en ce qu'il se compose d'un organe de poussée soumis à l'action d'au moins un desdits fluides et comportant un orifice calibré pour admettre ce fluide dans ladite chambre de mélange, lequel organe coopere avec un clapet pour provoquer l'introduc tion d'au moins un autre fluide dans ladite chambre de mélange. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de poussée se déplace dans une chambre de poussée, laquelle est en communica tion avec la chambre de mélange et en ce que ladite chambre de poussée com porte à son extrémité opposée audit clapet, un orifice pour y admettre un desdits fluides. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un logement disposé dans le prolongement de ladioecham- bre de mélange, lequel logement est séparé de cette dernière par une cloison transversale qui est percée en son centre pour laisser le passage audit clapet, lequel est en appui d'une part à l'une de ses extrémités sur ledit organe de poussée et d'autre part à l'autre sur un ressort antagoniste qui s' appuie lui-même sur le fond dudit logement. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caracterise en ce que ledit logement sur le fond duquel s'appuie le clapet comporte un orifice calibré pour y admettre un fluide. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit organe de poussée est un piston, lequel comporte des aménage ments pour se déplacer dans ladite chambre de poussée. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que lesdites chambres de poussée et de mélange sont dans le prolongement l'une de l'autre et se confondent dans une même chambre. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que ladite chambre de mélange est à volume variable et est délimitée d'une part par la paroi au travers de laquelle passe le clapet et d'autre part par le piston qui est au contact dudit clapet. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de poussée est une membrane déformable disposée transversa lement auxdites chambres de poussée et de mélange et délimitant ces der nièrqlaquelle membrane est au contact dudit clapet. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5, 7 et 8, caractéri sé en ce que la partie du clapet qui est au contact dudit organe de poussée comporte une rainure transversale débouchant de part et d'autre de ladite partie du clapet, laquelle rainure se situe au droit dudit orifice calibré afin d'autoriser l'admission du fluide dans ladite chambre de mélange. 10- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la membrane est en élastomère et en ce que l'orifice calibré est en matériau rigide at rapporté au centre de ladite membrane.