Brevet FR2370877A1 — publié le 19780609

L'invention concerne une pompe doseuse munie d'un piston doseur sous forme de plongeur situé en dessous du niveau du liquide à doser. Les pompes doseuses de ce genre, prévues pour de très petites doses, ne peuvent généralement pas être autoamorçantes étant donné leur cylindrée qui est petite en conséquence. Par suite, il faut que le liquide ou l'agent chimique à doser occupe toujours un niveau plus élevé que la pompe doseuse elle-même. En outre, pour assurer la purge automatique de celle-ci, on lui donne, en général, la forme d'une pompe à piston plongeur. Ainsi, à chaque course de èsa- ge, le piston doseur quitte sa cavité de corps ainsi que son joint de sorte que de l'air peut s'échapper de la cavité de corps.Cela est important surtout dans le cas où il s'agit de doser des agents chimiques qui ont tendance à dégager du gaz, par exemple l'hypochlorite de sodium, autrement dit, une pompe doseuse pour petite quantité qui ne serait pas sous forme de pompe à piston plongeur et devrait surmonter une hauteur ou résistance d'aspiration déterminée cesserait de fonctionner contre la pression, par suite du dégagenient de gaz donné par l agent chimique dans la cavité de piston, et devrait être purgée. En outre, les po?ffpes doseuses décrites doivent, normalement, être protégées contre le fonctionnement à sec.Enfin, il faut qu'un rinçage automatique soit prévu pour rincer continu ellement à l'eau en cas de manque de liquide à doser. Un rinçage automatique est surtout important lorsqu'il s'agit de doser des agents chimiques ayant tendance à cristalliser. L'invention a pour but de fournir une disposition comportant une pompe doseuse du genre indiqué plus haut, dans laquelle les conditions susdites en ce qui concerne la hauteur du niveau du liquide à doser amené à la pompe, le caractère de pompe à piston plongeur et la protection contre le fonctionnement à sec, ainsi que le rinçage automatique, soient combinées de façon telle que l'on obtienne un groupe de pompe doseuse pour petites doses qui fonctionne avec des moyens réduits, qui soit autoamorçante, à purge automatique, protégée contre le fonctionnement à sec et à rinçage automatique. La solution réside dans le fait qu'au piston doseur est accouplée rigidement la tige de piston d'une pompe d'amont qui refoule le liquide à doser dans une chambre à flotteur et qui a un plus grand volume de déplacement que le piston doseur. En principe, dans la pompe doseuse selon l'invention, entre un réservoir destiné au liquide ou agent chimique à doser et la cavité de pompage de la pompe d'amont peut être prévu un tuyau d'aspiration muni d'un clapet d'aspiration qui est ouvert par la course d'aspiration de la pompe d'amont. En même temps, entre la cavité de pompage de la pompe d'amont et la chambre à flotteur peut se trouver un tuyau-montant, muni d'un clapet de refoulement, qui est ouvert par la course de refoulement de la pompe d'amont! Enfin, entre la chambre à flotteur et une chambre intelm,édiaire ouverte vers la cavité de corps de la pompe doseuse lors de la course d'aspiration, peut être placé un tuyau descendant. Grâce à l'invention, tout d'abord, le liquide à doser occupe toujours dans la chambre à flotteur un niveau plus élevé que la pompe doseuse proprement dise conçue sous forme de pompe à piston ploneur. Etar donné o e, r-- lon I'il-ivention, la pompe d'amont a un plus grand vollo!le de déplacement que la pompe doseuse, une arrivée de liquide est assurée dans tous les cas à la chambre intermédiaire placée en amont de la cavité de corps de la pompe doseuse. A ce dernier point de vlje, un mode d'exécution avantageux pour une amenée sûre de liquide est caractérisé par le fait que la chambre à flotteur présente un trop plein destiné au liquide à doser refoulé en excès 5uns cette chambre et que la chambre à flotteur présente, en outre, une valve d'amenée d' eau fraîche, ouverte par le flotteur lorsqutil s'abaisse et assurant la protecw tion de la pompe doseuse contre le fonctionnement à sec, le plus bas niveau du flotteur étant situé plus haut que la chambre internédiaire placée en amont de la cavité de cylindre de la pompe doseuse et que la cavité de pompage de la pompe d'amont.Ainsi, à chaque course, la pompe doseuse proprement dite prélève la dose pour laquelle eile est réglée et qui est alors débitée au point de dosage La quantité de liquide ou agent chimique à doser qui est refoule en excès it- te par contre la chambre à flotteur, par exemple par un trop plein relié au ré- servoir à liquide à doser. D'autre part, en cas de manque de liquide à doser, le niveau s'abaisse dans la chambre à flotteur jusqu'à ce que le flotteur ouvre une valve par laquelle de l'eau douce entre dans la chambre. Le fonctionnement à sec de la pompe doseuse est ainsi exclu. Un mode d'exécution très avantageux pour la protection contre le fonctionnement à sec et pour le rinçage automiatique est caractérisé par le fait qu'entre la chambre intermédiaire placée en amont de la cavité de corps de la pompe doseuse et la cavité de pompage de la pompe d'amont est prévue une liaison transversale ouverte pendant une partie de la course d'aspiration (en particulier à la fin de cellc-ci) et servant à purger la chambre intermédiaire et à protéger la pompe d'amont contre le fonctionnement à sec. En effet, la liaison transversale entre les deux pompes a pour effet qu'il se produit une ciraWlation de sor- te que la pompe d'amont aussi est rincée, éventuellement à l'eau douce. En outre, à chaque ouverture de la liaison transversale, l'air éventuellement présent peut être aspiré de la chambre intermédiaire placée en amont de la cavité de corps de la pompe doseuse. Cette aspiration est rendue possible par le fait que la cavité de pompage de la pompe d'amont présente des clapets aussi bien dans son tuyau d'aspiration que dans son tuyau de refoulement ou tuyau montant. La force d'aspiration peut être accrue si le clapet d'aspiration situé entre le réservoir à liquide à doser et la cavité de pompage de la pompe d'amont est sollicité par ressort de telle sorte que, lors de la course d'aspiration, il s'établit dans la cavité de pompage une basse pression correspondante, qui est donc nettement inférieure à la pression régnaiït dans la chambre à flotteur ou dans la chambre intermédiaire susdite. La liaison transversale mentionnée entre la chambre intermédiaire placée en amont de la cavité de corps de la pompe doseuse et la cavité de pompage de la pompe d'amont ne doit être ouverte, comme on l'a dit, que pendant une partie de la course d'aspiration. Un mode d'exécution avantageux à cet effet est caractérisé par le fait que la liaison transversale est formée d'au moins un conduit interrompu en un point, prévu dans une douille de guidage qui entoure de fa çon étanche le piston doseur et que, simultanément, le piston doseur présente un évidement qui vient coïncider, pendant une partie de la course d'aspiration, avec le point d'interruption du conduit.Quand la tige de piston et le piston doseur se meuvent, la liaison transversale s 'ouvre alors toujours sur une partie de la course totale, de sorte qu'il stétablit une liaison entre la chambre intermédiaire de la pompe dseuse proprement dite et la cavité de pompage de la pompe d' amont et qu'ainsi il est assuré que la pompe doseuse proprement dite, aussi bien que la pompe d'amont soient protégées contre le fonctionnement à sec, et que la première soit purgée automatiquement. Dans la disposition de pompe doseuse selon l'invention, la tige de piston, et donc le piston doseur, exécutent en général une course toujours constante. Aussi, un mode d'exécution est caractérisé par le fait que le corps de la pompe doseuse est conçu pour pouvoir coulisser suivant la direction du mouvement du piston doseur, de façon réglable de telle sorte qutavec une course constante, on peut choisir à l'avance la dose en réglant la profondeur de pénétration du piston doseur dans le corps. Il est apparu avantageux, en outre, qu' un clapet de refoulement sollicité par ressort soit prévu également à la sortie dR corps de la pompe doseuse, du côté du point de dosage.Grâce à cela, lors de la course d'aspiration, du liquide à doser déjà expulsé en direction du point de dosage ne peut être réaspiré ni par le recul du piston doseur, ni en passant par la liaison transversale ouverte temporairement, lors de la course d'aspiration, du côté de la cavité de pompage de la pompe d'amont. La description suivante expliquera, à propos d'un exemple d'exécution représenté schématiquement au dessin annexé, d'autres détails de l'invention ainsi que le mode de fonctionnement de la pompe doseuse. -Sur la figure, la pompe d'amont est désignée de façon générale par 1, la chambre à flotteur par 2 et la pompe doseuse par 3. A un piston doseur 4 est accouplée rigidement une tige de piston 5 de la pompe d'amont 1, qui refoule le liquide à doser dans la chambre de flotteur 2 et a un plus grand volume de déplacement que le piston doseur. La tige de piston 5 de la pompe d'amont 1, qui peut aller et venir axialement sous l'action d'un entraînement non représenté, est reliée à un diaphragme 6 et, en service, elle aspire d'un réservoir 7 du liquide à doser, par exemple des agents chimiques, qui arrivent par un tuyau d'aspiration 8 et un clapet d'aspiration, à la cavité de pompage 10 Le clapet d'aspiration 9 est sollicité par un ressort 11.Lors de la course de refoulement qui suit la course dtaspiration, le diaphragme 6 refoule le liquide aspiré vers la chambre à flotteur 2, dans le sens de la flèche, par un clapet de refoulement 12 et un tuyau montant 13. Dans la chambre à flotteur 2, le liquide à doser monte jusqu'au niveau I. Le liquide refoulé en excès reflue au réservoir 7 par un trop-plein 14 et un tuyau de liaison 15. Pendant ce processus, un flotteur 16 subit une poussée ascensionnelle et ferme, par l'intermédiaire d'un levier de commande 17,'une valve 18 ainsi qu'une liaison avec une arrivée d'eau douce 19, non représentée. Si, par contre, le niveau s'abaisse dans la chambre à flotteur 2 par suite d'un manque de liquide à doser et arrive en II, le flotteur 16 ne subit plus de poussée ascensionnelle et la valve 18 s' ouvre automatiquement, ou est ouverte par le levier de commande 17. De l'eau peut alors affluer de l'arrivée d'eau douce 19-. Par suite, on obtient la protection désirée contre le fonctionnement à sec ainsi que le rinçage automatique car l'eau douce amenée est également dosée constamment et circule, lors du mouvement du piston, à travers la pompe doseuse proprement dite et la pompe d'amont. En mème temps, dans le sens de a flèche 20, une chambre intermédiaire 22, placée en amont d'une cavité de corps 21 de la pompe doseuse 3, et la cavité 21, elle même se remplissant de liquide à doser (éventuellement d'eau de rinçage) par un tuyau descendant 23. Lors de la course de dosage, le piston doseur 4 s'introduit dans le corps 25 de la pompe doseuse 3, rendu étanche par un anneau torique 24. Par suite, la quantité d'agent à doser qui se trouve dans le corps 25 est introduite, en passant par un clapet de refoulement à ressort 26, au point de dosage non représenté 27. Le corps 25 peut coulisser longitudinalement de façon réglable dans un manchon de guidage 28, suivant la direction de mouvement du piston doseur 4, donc suivant la direction de la double flèche 29. Par suite, la course du piston doseur 4 étant constante, on peut régler la dose puisque a position longitudinale du corps 25 prédétermine la profondeur d'enfoncement du piston doseur 4 et donc la cylindrée. Dans l'exemple d'exécution, une liaison transversale entre la chambre intermédiaire 22, placée en amont de la cavité de corps 21 de la pompe doseuse proprement dite, d'une part, la cavité de pompage 10 de la pompe d'amont 1 d'autre part, est représentée par des conduits de liaison 30 prévus à l'intérieur d'une douille de guidage 31 entourant de façon étanche le piston doseur 4 et interrompus par un anneau torique 32. La liaison transversale est formée à une phase delta course d'aspiration de la pompe d'amont 1, de préférence à la fin de cette course, par un évidement 33 prévu dans le piston doseur 4 et franchissant l'anneau torique 32.En particulier, lorsque plusieurs conduits de liaison 30 sont prévus àla circonférence intérieure de la douille de guidage 31, il est avantageux que l'évidement 33 soit sous la forme d'un rétrécissement du piston doseur 4. Dansa position représentée de la tige de piston 5, et donc du piston doseur 4 (à la fin de la course d'aspiration de la pompe d'amont 1), la li- aison transversale est ouverte, par les conduits de liaison 30 et l'evidement 3 entre la chambre intermédiaire 22 placée en amont de la cavité de corps 21 de la pompe doseuse 3 et la cavité de pompage 1G de la pompe d'atout 1. Dans la demi ère partie de la course d'aspiration du diaphragme 6, du liquide venant de la chambre intermédiaire 22 et Itair éventuellement présent dans la chambre intermédiaire sont donc aspirés vers la cavité de pompage 10 de la potfpe d' amont 1, parce que, à cette phase, il règne dans la cavité de pompage 10 une moindre pression que dans la chambre de flotteur 2 et la chambre inte-rmiédiaire 22. Ainsi, à la phase indiquée, il se produit une circulation continuelle par la liz;-son transversale formee du conduit 30 et de l'évidement 33. La pression differentiel- le entre la cavité de pompage 10 de la pompe d'amont 1 d'une part, la chambre de flotteur 2 et la chambre intermédiaire 22, d'autre part, est encore accrue lors de la course d'aspiration, à laide du ressort il adjoint au clapet d'aspiration 9. REVENDICATIONS 1.- Ponçe doseuse, munie d'un piston doseur sous foill.e de plongeur situé en dessous du niveau du Liquide à doser, caracté-riséc par le fait qu'au piston doseur est accouplée rigidelilent la tige de piston d'une pompe d'amont qui refoule le le liquide à doser dans ure chambre à flotteur et qui a un plus grand volume de déplacement que le piston doseur. 2.- Pompe selon la revendication l, caractrIsée par le fait qu entre 'ai réservoir destiné au liquide à doser et la cavité de pompage de la pompe d'amont est prévu un tuyau d'aspiration muni d'un clapet d'aspiration qui est- ouvert par la course d'aspiration, qu'entre la cavité de pompage de la pompe d'amont et la chambre à flotteur est prévu un tuyau montant muni d'un clapet de refoulement qui est ouvert par la course de refoulement, et qu'entre la chambre C flotteur et une chambre intermédiaire communiquant avec la cavité de corps de la pompe doseuse lors de la course d'aspiration est prévu un tuyau descendant. 3.- Pompe selon la revendication 2, caractérisée pa-t le fait que le clapet d'aspiration situé entre le réservoir à liquide à doser et la cavité de pompage de la pompe d'amont est sollicité par un ressort de telle sorte que, lors de la course d'aspiration, il s'établît dans la cavité de pompage de la pompe d'amont une pression plus basse que dans la chambre à flotteur ou dans la chambre inter médiaire. 4.- Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'entre la chambre intermédiaire placée en amont de la cavité de corps de la pompe doseuse et la cavité de pompage de la pompe d'amont est prévue une liaison transversale ouverte pendant une partie de la course d'aspiration (en particulier à la fin de celle-ci) et servant à purger la chambre intermédiaire et à protéger la pompe d'amont contre le fonctionnement à sec. 5.- Pompe selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la liaison transversale est formée d'au moins un conduit interrompu en un point, prévu dans une douille de guidage qui entoure de façon étanche le piston doseur et que, simultanément, le piston doseur présente un évidement qui vient coïncider, pendant une partie de la course d'aspiration, avec le point d'interruption du conduit. 6.- Pompe selon la revendication 5, caractérisée par le fait que l'interruption du canal est assurée par un anneau torique placé dans la paroi de la douce ille de guidage et qui, sauf dans la région de l'évidement, entoure de façon étanche la circonférence du piston doseur. 7.- Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la cham bre à flotteur présente un trop-plein destiné au liquide à doser refoulé en excès dans cette chambre et que la chambre à flotteur présente, en outre, une valve d' amenée d'eau douce, ouverte par le flotteur lorsqu'il s'abaisse et assurant la protection de la pompe doseuse contre le fonctionnement à sec, le plus bas niveau du flotteur étant situé plus haut que la chambre intermédiaire placée en amont de la cavité de cylindre de la pompe doseuse et que la cavité de pompage de la pompe d'amont. 8.- Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le corps de la pompe doseuse est conçu pour pouvoir coulisser suivant la direction du mouvement du piston doseur, de façon réglable de telle sorte qu'avec une course constante, on peut choisir à l'avance la dose en réglant la profondeur de pénétration du piston doseur dans le corps 9.- Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un clapet de refoulement, sollicité par un ressort, est prévu à la sortie du corps de la pompe doseuse, du côté du point de dosage.