Brevet FR2443422A1 — publié le 19800704

L'invention concerne un distributeur-doseur de fluides perfectionné permettant de distribuer un débit toujours constant lorsqu'il se produit une variation des caractéristiques physiques, par exemple de la densité, de la vis cosité, de la pression et de la température du fluide à distribuer et cela même en cas de variations très importantes. Plus particulièrement, l'invention concerne un distributeur-doseur capable de distribuer un débit constant de fluides denses ou semi-denses pour la formation, par mélange, de boissons telles que celles qui sont à base de sirops et liquides similaires. En général, les distributeurs de fluides destinés à la préparation de boissons, ou encore à la distribution dosée de différents fluides, ne comportent pas de moyens particuliers permettant de distribuer un débit constant indépendamment de la viscosité et de la densité du fluide Certains types de doseurs connus pour fluides denses ou semi-denses utilisent une valve avec commande d'écoulement mais, en pratique, celle-ci nécessite un réglage approprié pour chaque type de fluides.D'autres types connus comportent une valve volumétrique à cylindres et à plongeur et à volume défini tandis que d'autres types également connus comportent un groupe distributeur comprenant une vis d'Archimède ou similaire pouvant tourner à l'intérieur d'une chambre cylindrique avec un jeu radial préétabli de manière à appliquer au fluide à distribuer une pression pratiquement indépendante de la viscosité et de la densité du fluide et, par conséquent, à distribuer un débit pratiquement constant. L'invention a pour but de réaliser un distributeurdoseur de fluides perfectionné permettant de.distribuer de manière sûre un débit constant indépendamment du degré de viscosité et de la densité et aussi de la pression et de la température du fluide distribué. Un autre but est de réaliser un distribueur-doseur du type défini qui convienne particulièrement à la formation de boissons ou produits similaires à base de sirops denses ou semi-denses mélangés à de l'eau gazeuse ou naturelle. Conformément à l'invention, le distributeur-doseur et mélangeur de fluides denses ou semi-denses et d'autres fluides, conçu pour distribuer un débit constant du fluide dense indépendamment de ses caractéristiques physiques, est caractérisé en ce qu'il comporte un groupe distribeur comprenant unep- > mpe à engrenages pouvant tourner de façon étanche à l'intérieur d'un corps en forme de boite et plongeant dans le fluide dense à distribuer, un moteur actionnant la pompe et un piston mélangeur auquel s'oppose un ressort préchargé et pouvant de préférence être taré, le piston étant actionné directement par l'autre fluide à mélanger et amené séparément sous pression, le piston mélangeur étant muni d'un canal axial conçu pour être relié hydrauliquement aux lumières de refoulement de la pompe à chaque déplacement du piston, des canaux longitudinaux supplémentaires étant prévus pour amener le deuxième fluide sous pression de manière à former le mélange avec le fluide dense à l'intérieur d'un corps mélangeur et distributeur du mélange désiré. Plus particulièrement, le corps en forme de boite de la pompe à engrenages est muni d'au moins une lumière de retour du fluide en amont de la pompe, conçue pour maintenir la pompe en communication constante avec le réservoir à fluide dense d'alimentation et pour permettre, grâce au retour de ce fluide en amont, de maintenir le débit constant en équilibrant la pression et le débit compte tenu des caractéristiques physiques du fluide à distribuer et sans différence appréciable de pression lorsque le niveau du liquide varie dans le réservoir d'alimentation. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 montre en coupe axiale le dispositif distributeur-doseur selon l'invention, le piston doseur étant en position de fermeture, donc à la fin de course supérieure. La fig. 2 montre le distribueur de la fig. 1, le piston étant toutefois en position d'ouverture, c1est-à- dïre à la phase .de distribution. La fig. 3 est une vue latérale de la pompe à engrenages montrant sa position relativement au récipient à fluide dense à distribuer. Comme le montre le dessin, le distri = eur-doseur mélangeur selon l'invention est constitué par un corps de support 1 en forme de boite au sommet duquel est disposée une cuvette 2 contenant un fluide dense 3 à distribuer à des débits constants. A la base de la cuvette 2, pratiquement dans l'axe de la lumière de sortie du fluide 3, est disposée une pompe à engrenages 4 dont les engrenages 5, 6 (fig. 3), à axes horizontaux, sont montés de manière à pouvoir tourner de façon étanche à l'intérieur d'une chambre 7 qui communique à sa partie supérieure avec la cuvette 2 contenant le fluide 3 et est munie à sa partie inférieure de deux trous ou canaux de refoulement 8, 9 et d'un conduit 10 conçu pour maintenir la zone intérieure- inférieure de la chambre 7 en communication constante avec la cuvette supérieure 2.Le conduit 10 constitue un canal servant à ramener à la cuvette 2 le fluide distribué en excès pour une cause quelconque et jouant ainsi un roule d'équilibrage de la pression et du débit du fluide 1 dis tribué par la pompe à engrenages. A la base de la chambre 7 qui contient la pompe à engrenages est prévu un piston distributeur 11 monté de façon mobile contre l'action d'un ressort à boudin 12 enfermé entre un élargissement annulaire 12a du piston et la base d'un corps cylindrique 13 relié par vissage au corps en forme de boite 1.Le piston 11 présente intérieurement un conduit axial 14 qui, dans le haut, est mis en communication avec les lumières 8 et 9 du corps de la pompe quand le piston s'éloigne de la pompe (comme on le voit mieux ci-après) et qui, dans le bas, se ramifie en deux canaux radiaux 15, 16 débouchant à l'intérieur du corps mélangeur.l3. Toujours dans le piston 11 sont prévus deux autres conduits latéraux 17, 18 (parallèles au conduit central 14) et qui débouchent dans le bas à proximité de la section de sortie des canaux radiaux 15, 16. Les canaux la téraux 17, 18Z-1sont en communication avec un conduit 19 par lequel est amené le fluide sous pression (indiqué par la flèche A aux fig. 1 et 2) qu'il s'agit de mélanger au fluide dense distribué par les canaux radiaux 17, 18. Le corps mélangeur 13 est monté de préférence par vissage de son embouchure filetée 20 sur le corps en forme de boite, de manière à permettre le réglage de la force du ressort 12 et donc la course du piston en fonction à la fois de la poussée exercée par le fluide sous pression A et du débit du fluide dense 3. La pompe étant au repos, la force de. précharge du ressort 12 est telle qu'elle maintienne le piston à la fin de sa course supérieure- en l'absence du fluide A sous pression, même si la pompe est en action en pareil cas, la pression exercée sur le fluide 3 par la pompe force ce fluide à retourner à la cuvette 2 par le conduit de retour 10. Donc, le piston 11 se déplace seulement sous la poussée du fluide A sous pression, fluide qui agit seulement sur l'élargissement 12a du piston 11.La pompe à engrenages 4 (fig. 3) est du type à roues dentées toujours en prise, et à dents aussi bien droites qu'hélicoidales et elle est entraînée par un moteur 21 qui actionne l'une des roues dentées 5, 6. Le distributeur-doseur est également muni d'un dispositif temporisé (non représenté) conçu pour alimenter le moteur pendant un temps correspondant à la distribution d'un débit préétabli ou commandé par d'autres moyens temporisés différents ou manuels, et aussi de moyens de liaison entre le conduit 19 et une source séparée de fluide sous pression qu'il s'agit de mélanger au fluide dense distribué par la pompe à engrenages. Le fonctionnement du distributeur conforme à l'invention peut être récapitulé comme suit. Après avoir réglé, en faisant tourner le mélangeur 13, la course du piston 11 compte tenu des caractéristiques moyennes (viscosité, densité, etc.) du fluide à distribuer contenu dans la cuvette 2, on met en marche le moteur 21 ; celui-ci met donc en rotation la pompe à engrenages qui distribue un débit constant pendant tout le temps de distribution du fluide dense, en soumettant celui-ci à une pression insuffisante pour dépla cer le piston 11 ; donc, si l'on ne provoque pas l'arrivée du fluide A à mélanger, le fluide dense distribué par la pompe retourne à la cuvette 2 par le conduit de retour 10. Si par contre on provoque (manuellement ou par des dispositifs d'asservissement de type connu) l'arrivée du fluide A sous pression dans les conduits latéraux 17, 18, le piston 11 se déplace, découvrant les lumières 8 et 9 de sorte que le fluide dense peut s'écouler dans le conduit axial 14 et se mélanger, en sortant des canaux radiaux 15, 16, au fluide A provenant des conduits latéraux 17, 18 ; le mélange peut ainsi être évacué par le corps mélangeur 13. Evidemment, en pratique, on peut apporter des modifications et variantes à ce qui précède sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Ainsi, par exemple, la pompe à engrenages peut être à axes verticaux ou encore inclinés, les conduits latéraux 17 et 18 destinés au fluide A peuvent être horizontaux ou inclinés différemment et le corps mélangeur 13 peut être appliqué au moyen d'un verrouillage à balonnette ou similaire. REVEND-ICATIONS 1 - Distributeur-doseur et mélangeur de fluides denses ou semi-denses et d'autres fluides, conçu pour distribuer un débit constant du fluide dense indépendamment de ses caractéristiques physiques, caractérisé en ce qu'il comporte un groupe distributeur comprenant une pompe à engrenages pouvant tourner de façon étanche à l'intérieur d'un corps en forme de boite et plongeant dans le fluide dense à distribuer, un moteur actionnant la pompe et un piston mélangeur auquel s'oppose un ressort préchargé et pouvant de préférence être taré, le piston étant actionné directement par l'autre fluide à mélanger et amené séparément sous pression, le piston mélangeur étant muni d'un canal axial conçu pour être relié hydrauliquement aux lu mières de refoulement de la pompe à chaque déplacement du piston, des canaux longitudinaux supplémentaires étant prévus pour amener le deuxième fluide sous pression de manière à former le mélange avec le fluide dense à l'intérieur d'un corps mélangeur et distributeur du mélange désiré. 2 - Distribureur-doseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps mélangeur est monté de façon réglable axialement relativement au piston, de préférence par un filetage ou à un verrouillage à balonnette, de maniere à permettre un réglage rapide de la course du piston. 3 - Distributeur-doseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de la pompe à engrenages présente au moins une lumière pour le retour du fluide en amont de la pompe, cette lumière étant conçue pour permettre, par le retour du fluide dense en amont, de maintenir le débit constant en équilibrant la pression et le débit. 4 - Distributeur-doseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ressort de rappel du piston est préchargé de manière à maintenir le piston en position de fermeture à la fin de sa course supérieure, en l'absence de fluide sous pression amené séparément, même si la pompe est en action. 5 - Distributeur-doseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les canaux d'amenée du fluide sous pression sont prévus dans le piston avec une course axiale ou transversale à ce dernier.