Brevet FR2396184A1 — publié le 19790126

La présente invention concerne une machine destinée à ef- fectuer simultanément un dosage volumétrique réglable extrmement précis de deux ou plusieurs composants liquides. Dans de nombreux domaines industriels,-on a fréquemment besoin de réaliser un dosage de plusieurs composants liquides, qui soit continu et effectué in situ, ctest-à-dire sur les lieux mmes de l'emploi des composants. Par exemple, on connaît actuellement de nombreuses applications de la chimie de-synthèse, dans lesquelles les composants mis en présence doivent tre continuellement doses selon des proportions particulièrement'preci- ses pour que les réactions puissent avoir lieu'd'une façon com- plète et efficace. C'est le cas notamment dans l'application de revtements de surface du type peinture ou mousse isolante, le réglage des débits relatifs atteignant le pistolet de projection du mélange devant rester constant indépendamment de nombreux facteurs dont, notamment, les variations de la température ambiante. Jusqu'ici, on a tenté d'obtenir ce dosage précis à l'aide de divers types de pompes. Dans le cas des pompes à engrenages, le débit reste essentiellement fonction de la viscosité du produit, ce qui implique un réchauffage préalable extrmement précis, et la pression de refoulement est relativement limitée. Les pompes du type Diesel fournissent des pressions élevées mais ne fonctionnent convenablement-que pour des viscosités faibles et nécessitent également une stabilisation parfaite de la température du produit. Par contre, les pompes alternatives à double effet ont un débit insensible aux variations de la viscosité et peuvent fournir une pression de refoulement importante. Il existe actuellement des machines de dosage de deux composants liquides qui utilisent des pompes alternatives a. double effet. Le mouvement synchrone des pompes est commandé par un moteur unique et le réglage du dosage est déterminé par déplacement de l'une des pompes sur un bras de levier afin de modifier la course du piston associe.. D'une façon genérale, la structure de commande et de réglage de ces machines consiste en un grand nombre de pièces articulées, ce qui entraîne des usures préma- turées et une multiplication des jeux. Ces jeux se répercutent de façon particulièrement nuisible sur les points morts haut et bas de la course des pistons doseurs et il en résulte non seulement des discontinuités importantes dans les débits de refoulement, mais également des variations parfois prohibitives du dosage. En outre, malgré les essais tentés jusqu'ici, les montages connus de la pompe réglable entrainent toujours une commande inadaptée de la tige du piston par le bras de levier, ce qui provoque rapidement des fuites par ovalisation au niveau du presse-étoupe, déséquilibrant encore le dosage. Ces nombreux inconvénients ont considérablement limité le succès commercial des machines de dosage à pompes alternatives au profit des machines à pompes à engrenages malgré leurs défauts inhérents. L'invention a essentiellement pour but de remédier aux inconvénients précités et d'apporter une soluti n à ces problèmes en permettant la réalisation d'une machine de dosage à pompes alternatives à double effet dont le fonctionnement reste particulièrement précis et dont le dosage se maintienne constant quel que soiT, le réglage effectué. Plus précisément, l'invention est matérialisée dans une machine de dosage volumétrique réglable d'au moins deux composants liquides, à savoir un composant principal et au moins un composant secondaire, cette machine comprenant un chassis hori- zontal, un ensemble principal associé au composant principal et comportant un réservoir, une pompe de gavage S et une pompe principale à débit constant, un ensemble secondaire associé à chaque composant secondaire et comportant un réservoir, une pompe de gavage et une pompe secondaire à débit réglable, la pompe principale et les pompes secondaires étant des pompes alternatives à double effet, un moteur à mouvement alternatif vertical dont la tige entraine directement la tige du piston de la pompe principale et entraine simultanément la tige du piston des pompes secondaires par l'intermédiaire d'un dispositif articulé, tandis que le corps de la pompe principale est monté verticalement sur le châssis et directement au-dessous du moteur et que chaque corps de pompe secondaire est monté verticalement dans un dispositif de support pouvant coulisser horizontalement sur le châssis sous 1'effet d'un dispositif de réglage associée la pompe principale et les pompes secondaires alimentant un dispositif de distribution relié à un dispositif de pulvérisation sous pression, cette machine étant caractérisée par le fait que le dispositif articulé comprend, en premier lieu, un simple levier formant un balancier longitudinal, dont une extrémité est articulée autour d'un axe transversal fixe et dont l'autre extrémité comporte un secteur denté en prise avec une crémaillère portée par la tige verticale du moteur et, en second lieu, associé à chaque pompe secondaire, un ensemble formant un coulisseau et comportant essentiellement un axe transversal, dont la partie centrale sert à la fois d'axe d'articulation pour l'extrémité haute de la tige du piston considéré et d'organe coulissant librement sur le levier formant balancier et dont les extrémités coulissent librement dans des lumières verticales ménagées dans les flancs longitudinaux d'un étrier constituant le dispositif de support considéré. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple uniquement, et en se référant aux dessins annexés, donnés à titre non limitatif et sur lesquels :- la fig. 1 est une représentation schématique simplifiée de 1'ensemble d'une machine de dosage volumétrique selon l'invention ; la fig. 2 est une vue en élévation de la structure de commande et de réglage de la machine selon l'invention ; la fig. 3 est une représentation en perspective, à échelle agrandie, du dispositif de commande de la pompe principale fixe et du levier ; et la fig. 4 est une représentation en perspective, à échelle très agrandie, du dispositif de commande de la pompe secondaire réglable. Sur ces dessins, les mmes références désignent les mmes éléments. Si lton se réfère maintenant à la fig. 1, celle-ci montra schématiquement les liaisons fonctionnelles existant entre les éléments fondamentaux d'une machine de dosage volumétrique selon invention,, qui est destinée à deux composants liquides, mais est clair que le principe général expliqué ci-après s'applique également à un plus grand nombre de composants. Dans le cas d'une machine de dosage de deux composants, on considère un composant principal, par exemple une résine, et un composant secondaire, par exemple un catalyseur. Du fait que la machine selon l'invention utilise des pompes alternatives à double effet, dont le débit est insensible aux variations de la viscosité, il n'est pas nécessaire de prévoir les dispositifs de régulation thermique qui sont habitellement associés aux réservoirs de stockage des composants. En pratique, il est mme possible d'utiliser directement les récipients du conditionnement d'origine en tant que réservoirs d'ali- mentation de la machine. Sur la fig. 1, on a représenté deux récipients ou réservoirs 1 et 2 qui contiennent respectivement le composant principal et le composant secondaire. Des dispositifs de prélèvement 3 et 4 sont respectivement introduits dans les récipients 1 et 2 et se présentent de préférence sous la forme de conduits reliés à des pompes alternatives'a double effet qui sont des pompes de gavage fournissant un débit important sous une pression faible. Par l'intermédiaire de conduits 5 et 6, les pompes de gavage 3 et 4 alimentent respectivement des pompes de dosage 7 et 8, à savoir une pompe principale fixe et une pompe secondaire réglable. De préférence, le fonctionnement des pompes de gavage est asservi à celui des pompes de dosage, ces dernières fournissant un débit faible sous une pression élevée. Selon l'invention, les pompes de dosage 7 et 8 sont des pompes alternatives à double effet qui sont disposées verticalement et qui sont commandées par un moteur 9 à mouvement alternatif vertical, comme cela sera expliqué plus en détail en se référant aux fig. 2 à 4. D'une façon générale, ce moteur 9 commande directement la pompe de dosage principale 7, qui est située exactement au-dessous de lai et csrmande simultanement la pompe de dosage secondaire 8, mais par l'intermédiaire dtun levier ou balancier qui n'est pas matérialisa sur la fig. 1. Sur cette fig. ona cependant représenté en traits mixtes les positionsextrmesque peut prendrelelevierdan:?sonmouvementoscillantselonla double flèche en arc de cercle L. L'unedesextrémitésdule'iesr est entraînée directement par la tige du moteur 9, tandisque son autre extrémité est articulée sur un point fixe 0. La course du moteur à mouvement alternatif 9, qui peut. tre un moteur pneumatique est limitée par deux organes de fin de course 10 et 11 faisant partie d'un dispositif de commande du moteur, qui est représenté par le bloc en traits interrompus 12. Egalement selon l'invention, la pompe de dosage secondaire réglable 8 est montée sur un support dont la position est régla- ble selon la double flèche horizontale R. Etant donné que les deux pompes restent rigoureusement verticales et que le levier détermina une proportionnalité entre les courses des deux pistons, tout déplacement de la pompe secondaire 8 le long de ce levieret selon la flèche R correspond à un réglage volumétrique du dosage des deux composants. Par l'intermédiaire de conduits 13 et 14, les pompes 7 et 8 alimentent respectivement un dispositif de distribution, qui est désigné dans son ensemble par 15 et qui permet de commander, soit l'alimentation normale d'un dispositif d'utilisation, soit le recyclage des composants par l'intermédiaire de conduits de retour respectifs 16 et 17, soit encore le contrôle du dosage par l'intermédiaire de conduits de prélèvement 18 et 19. Sur la fig. 1, on a représenté à titre d'exemple un dispositif d'utili- sation se présentant sous la forme d'un pistolet de pulvérisation 20 qui est alimenté en composant principal par l'intermédiaire d'un conduit 21, en composant secondaire par l'intermédiaire d'un conduit 22, en air sous pression par un conduit 23 en solvant de rinçage par un conduit 24. Il est à noter que la réaction de mélange qui s'effectue. au niveau du pistolet 20 peut tre améliorée d'une façon très simple lorsque la température ambiante nécessite de réchauffer l'un et/ou l'autre des composants en amont du pistolet. Il suffit de prévoir un gainage chauffant ou d'alimenter en basse tension la tresse métallique faisant partie des conduits 21 et 22. Si l'on se réfère maintenant aux fig. 2 4, celles-ci montrent un mode de réalisation préféré de la machine selon l'in- vention, la fig. 2 montrant ensemble de la structure de commande et de réglage, tandis que les fig. 3 et 4 montrent des détails de réalisation. Sur la fig. 2 on a représenté schématiquement le châssis horizontal 25 de la machine selon l'invention. Ce châssis 25 supporte directement le moteur 9 à mouvement alternatif vertical, la pompe de dosage principale 7, l'extrémité articulée du levier formant balancier et un dispositif de support réglable destiné à la pompe de dosage secondaire 8. Plus précisément, le moteur 9 est monté sur le châssis horizontal 25 de manière que sa tige 26 entraine directement la tige 27 du piston de la pompe principale fixe 7 selon un mouvement alternatif vertical représenté par les flèches M visibles sur la fig. 3. En outre, la tige 26 porte et entraîne une crémaillère 28 relativement courte dans le sens vertical mais large dans le sens transversal. Cette crémaillère 28 est en prise avec un secteur denté 29 qui constitue l'extrémité libre du levier formant balancier, dont l'autre extrémité est articulée sur un axe fixe 30 correspondant au point 0 visible sur la fig. 1. Le levier formant balancier est constitué par quatre barres rectangulaires identiques 31 formant un paralllépipède rigide. On obtient ainsi un levier relativement léger mais dont la rigi- dite'et la largeur transversale importantes permettent de réduire à une valeur minimale les possibilités d'usure et de jeu, tant au niveau de l'axe d'articulation fixe 30 qu'au niveau des dents du secteur denté 29 et de la crémaillère 28. En outre, il est prévu d'associer à cette crémaillère un galet de guidage 32 (. 3). D'après ce qui précède, la course alternative M du moteur 9 se traduit par une course rectiligne absolument identique et sans aucun jeu pour le piston de la pompe principale fixe 7 et par une course curviligne L affectée d'un jeu réduit à sa valeur minimale pour le levier formant balancier. Comme le montre le mieux la fig. 4, les quatre barres 31 supportent un ensemble formant coulisseau qui est constitué par deux sabots 33. La face extérieure de chaque sabot 33 comporte deux rainures qui coulissent librement et pratiquement sans aucun jeu sur une paire de barres superposées 31. En outre, ces sabots coulissants 33 enserrent à pivotement l'extrémité haute 34 de la tige 35 du piston de la pompe secondaire réglable ou mobile 8. Cette extrémité haute 34 ainsi que les sabots 33 sont traversés par un axe de coulisseau ou axe d'articulation transversal 36 dont l'ajustement est conçu de manière à réduire à une valeur minimale les jeux pouvant exister, d'une part, entre cet axe d'articulation et l'extrémité haute 34 et, d'autre part, entre cet axe 36 et les sabots 33. Chacune des extrémités de l'axe d'articulation transversal 36 du coulisseau porte un galet 37 coulissant librement et pra- tiquement sans jeu dans une lumière verticale 38. Ces lumières de guidage 38 sont respectivement ménagées dans les flancs verticaux et longitudinaux 39 d'un étrier 40 dont le fond horizontal est destiné à supporter rigidement le corps de la pompe 8 selon la verticale. En outre, la réalisation des lumières de guidage 38 est étudiée de manière que leur axe vertical et l'axe du corps de la pompe secondaire 8 soient situés dans un mme plan transversal. Il en résulte que 1taxe de la tige 35 du piston de cette pompe est également situé dans le mme plan vertical transversal que le corps de cette dernière. Comme cela sera explique en detail ci-apres, ltétrier 40 est maintenu parfaitement parallèle à lui-mme au cours d'un déplacement longitudinal quelconque qui lui est communiqué pour modifier le réglage de la pompe secondaire mobile 8, c'est-àdire la course de son piston. La réalisation et le montage de l'extrémité haute 34 et des sabots 33 sont destinés à maintenir l'axe de la tige 35 du piston dans le plan vertical longitudinal du corps de la pompe secondaire 8. Par conséquent, les axes de la tige 35 et du corps de pompe 8 sont à la fois dans un mme plan vertical transversal et dans un mme plan vertical bngitu- dinal. Il en résulte que ces deux axes sont parfaitement alignés quelle que soit la position de réglage de l'étrier portant le corps de la pompe 8 et guidant l'extrémité haute 34 de la tige 35 de son piston. D'après ce qui précède, une course verticale M du moteur du piston de la pompe principale fixe 7 se traduit par une course curviligne L du secteur denté 29 et par une course curviligne homothétique L'de la zone du levier qui correspond à la posi- tion de réglage de la pompe secondaire mobile 8. La course curviligne L'se traduit à son tour par une course rectiligne G des galets 37 dans les lumières verticales 38, par une course de translation très faible S des sabots 33 par rapport aux barres 31, par un léger pivotement de l'extrémité haute 34 par rapport aux sabots 33 et enfin par une course verticale P du piston de la pompe 8. Il en résulte que les courses verticales M et P des pistons des deux pompes sont simultanées et proportionnelles dans la mesure où les jeux ont tous été réduits à leur valeur minimale. Selon une autre particularité de l'invention, les flancs 39 de l'étrier 40 sont rendus solidaires de deux sabots de reglage 41 qui enserrent cet étrier. La face extérieure de chaque sabot 41 comporte deux rainures coulissant librement et sans jeu sur une paire de barres horizontales superposées 42. Ces quatre barres horizontales 42 formant un parallélépipède rectangle rigide faisant partie du châssis 25 de la machine. Une vis micrométrique 43 commandée par un volant 44 (Fig. 2) entraine soit T'un des sabots de réglage 41, soit un écrou 45 (Fig. 2) solidaire de ce sabot. Il en résulte que tout l'ensemble comprenant les sabots de réglage 41 ainsi que l'étrier portant la pompe secondaire 8, les sabots coulissants 33 et l'axe de coulisseau 36 effectue une course de réglage R sous la commande de la vis micrométrique 43. Du fait que la course de réglage R modifie la course P du piston de la pompe secondaire 8 à la fois proportionnellement et en fonction d'un nouveau rapport d'homothétie, il est souhai- table de fixer une règle 46 graduée directement en volumes sur l'une des barres 42 et de monter sur le sabot de réglage afférent 41, au voisinage de cette règle, un index 47 placé exac- tement dans l'axe de la lumière verticale associée. Il est à noter également que la suppression des jeux mécaniques doit tre accompagnée d'une élimination de toutes les contrepressions et pertes de charges susceptibles d'apparaître dans la machine selon l'invention. A cet effet, on prévoit de raccourcir tous les circuits destinés aux composants et d'utili- ser des pompes de gavage à très gros débit, de telle sorte que les pompes de dosage restent toujours aussi remplies que possible. En outre, on préfère employer un moteur de très grande puissance afin que les temps morts qui-sont associés aux points morts haut et bas de sa course soient aussi courts que possible. Cependant, il y a lieu de se rendre compte que la simula- néité et la proportionalité de valeurs exceptionnelles des courses des pistons de dosage selon ltinvention entraînent nécessairement le maintien du dosage choisi malgré les légères fluctuations de débit provoquées par les courses alternatives. Dtautres modifications peuvent tre apportées aux modes de réalisation decrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de ltinvention. REVENDICATIONS -Machine de dosage volumétrique réglable d'au moins deux composants liquides, à savoir un composant principal et au moins un composant secondaire, cette machine comprenant un châssis horizontal, un ensemble principal associé au composant principal et comportant un réservoir, une pompe de gavage et une pompe principale à débit constant, un ensemble secondaire associé à chaque composant secondaire et comportant un réservoir, une pompe de gavage et une pompe secondaire à débit réglable, la pompe principale et les pompes secondaires étant des pompes alternatives à double effet, un moteur à mouvement alternatif vertical dont la tige entraine directement la tige du piston de la pompe principale et entraîne simultanément la tige du piston des pompes secondaires par l'intermédiaire d'un dispositif articulé, tandis que le corps de la pompe principale est monté ver ticalement sur le châssis et directement au-dessous du moteur et que chaque corps de pompe secondaire est monté verticalement dans un dispositif de support pouvant coulisser horizontalement sur le châssis sous lteffet d'un dispositif de réglage associé, la pompe principale et les pompes secondaires alimentant un dispositif de distribution relié à un dispositif de pulvérisation sous pression, cette machine étant caractérisée par le fait que le dispositif articulé comprend, en premier lieu, un simple levier formant un balancier longitudinal, dont une extrémité est articulée autour d'un axe transversal fixe et dont l'autre extrémité comporte un secteur denté en prise avec une crémaillère portée par la tige verticale du moteur et, en second lieu, associé à chaque pompe secondaire, un ensemble formant un coulisseau et comportant essentiellement un axe transversal, dont la partie centrale sert à la fois d'axe d'articulation pour l'extrémité haute de la tige du piston considéré et d'organe coulissant librement sur le levier formant balancier et dont les extrémités coulissent librement dans des lumières verticales ménagées dans les flancs longitudinaux d'un étrier constituant le dispositif de support considéré. 2.-Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque dispositif de réglage comprend une vis micromé- trique disposée horizontalement et entraînent, en regard d'une règle horizontale graduée en volumes, un organe porteur d'un index, coulissant horizonta. sur le châssis et supportant l'étrier à lumières verticales. 3.-Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le levier formant balancier est constitué par quatre barres rectangulaires identiques formant un parallélépipède rigide et par le fait que l'ensemble formant coulisseau est constitué par deux sabots dont chaque face extérieure comporte deux rainures coulissant librement sur une paire de barres superposées et qui enserrent l'extrémité haute de la tige du piston, cette extrémité ainsi que les deux sabots étant traversés par l'axe du coulisseau dont les deux extrémités portent des galets coulissant respectivement dans les lumières verticales de l'étrier. 4.-Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'étrier est enserré à poste fixe entre deux sabots de réglage dont chaque face extérieure comporte deux rainures coulissant librement sur une paire de barres horizontales faisant partie d'un parallélépipède rigide a. quatre barres formant une partie du châssis, l'un de ces sabots portant l'index, qui est disposé an regard de la règle horizontale fixée sur l'une des barres, et formant un écrou associé à la vis micrométrique. 5.-Machine selon l'une quelconque des revendications 1 4, caractérisée par le fait que les réservoirs destinés aux composants sont constitués par les récipients du conditionnement d'origine de ces composants, dans chacun desquels est introduit un conduit relié à la pompe de gavage et un conduit de retour, à ltexclusion de tout dispositif de régulation thermique. 6.-Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif de distribution et le dispositif de pulvérisation sont reliés par des conduits qui sont nunis d'un dispositif de régulation thermique sous la forme d'un gainage chauffant.