Brevet FR2475152A1 — publié le 19810807

La présente invention concerne un dispositif doseur' à commande hydraulique, celle-ci comportant un piston animé d'un mouvement de va-etvient par la pression du liquide, la tige du piston actionnant une pompe à produit pour mé- langer celui-ci au liquide en proportion réglable, la course effective de ladite pompe étant réglable, et le liquide sor- tant de la commande hydraulique se mélangeant au produit sortant de ladite pompe. La présente invention concerne également une pompe à produit pour un dispositif doseur, notamment du genre ci- dessus. Des dispositifs doseurs de ce genre sont employés pour confectionner des dilutions utilitaires de produits désinfectants, ou pour mélanger à l'eau des produits tels que des détergents ou floculants, ou pour ajouter des pro- duits vétérinaires de croissance à des aliments pour ani- maux. Pour laepréparation de solutions utilitaires, on connaît des appareils mélangeurs fonctionnant selon le principe du tube de Venturi. La surpression créée sur l'un des côtés de ce tube agit sur un ballon de caoutchouc qui est rempli de produit désinfectant concentré. Dans ce dis- positif, la précision laisse à désirer. Elle varie dans ces appareils en fonction de la quantité de produit évacué et elle n'est bien entendu valable que pour une certaine viscosité. De petites fluctuations de viscosité entraînent des écarts de concentration dans la solution utilitaire. On connaît aussi des pompes doseuses qui mesurent le débit d'eau avec un compteur. Celui-ci produit des im- pulsions électriques proportionnellement au débit, et il commande électroniquement une pompe doseuse à piston qui dose l'apport de produit désinfectant. La fragilité du dispositif électrique est importante et la construction de telles pompes est très compliquée. Les frais d'entretien et la dépendance envers le réseau électrique de distribution 2 4 75 152 sont autant d'inconvénients. On connaît aussi des pompes doseuses actionnées électriquement. Ces pompes sont soit à membrane, soit à piston. Quand il faut faire un dosage de proportions avec ces appareils, il faut naturellement doser aussi l'eau. Sauf dispositif supplémentaire, ces pompes ne peuvent as- surer le dosage en fonction du débit d'eau. On connaît en outre une pompe doseuse qui est dis- posée à l'intérieur d'une commande-hydraulique à piston, le corps de ladite pompe étant installé à l'intérieur du cylindre rempli d'eau-de la commande hydraulique à piston. Il y a là l'inconvénient d'une pollution de l'eau si la pompe doseuse n'est pas étanche. Un autre inconvénient est qu'en cas d'interruption de l'alimentation vers la pompe doseuse, la commande hydraulique à piston continue de fonc- tionner, ce qui rend impossible le dosage en quantité. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant un dispositif do- seur qui permette un dosage précis du produit à mélanger au liquide, en empêchant toute insuffisance de la concen--- tration après réglage de celle-ci et en évitant une intru- sion du produit dans le liquide. Suivant l'invention, le dispositif doseur est carac- térisé en ce que la commande hydraulique est précédée d'une vanne d'arrêt actionnable mécaniquement pour l'amenée de liquide, ladite vanne pouvant prendre deux positions en fonction de la quantité de produit contenue dans un réser- voir de produit, et en ce que la pompe à-produit est ins- tallée à l'extérieur de la commande hydraulique sur la tige du piston de commande, et reliée au réservoir de produit. Cet agencement permet un dosage automatique du pro- duit, la concentration préalablement réglée se maintenant avec précision pendant le fonctionnement du dispositif. Etant donné que le dispositif selon l'invention s'arrête mécaniquement de lui-même lorsque le produit contenu dans. le réservoir tombe au-dessous d'une quantité déterminée, et qu'en raison de l'éloignement entre la commande hydrau- lique et la pompe à produit, un défaut d'étanchéité de cette dernière n'influe pas sur la concentration de pro- duit dans le liquide, la précision du dosage n'est pas affectée par les perturbations pouvant survenir dans le, fonctionnement du dispositif. Selon une autre particularité de l'invention, le corps de la pompe à produit peut coulisser sur la tige du piston de commande o il est installé, le piston de la pompe à produit étant formé par l'extrémité de la tige qui sort de la commande hydraulique, ladite pompe pouvant cou- lisser jusqu'à une butée dont la position est réglable par rapport à la commande hydraulique. Cette configuration per- met une construction très simple de la pompe à produit, la course de ladite pompe étant définie par la butée. En rai- son du mouvement du corps de cette pompe, le nombre d!en- droits o l'étanchéité doit être assurée est réduit au mi- nimum. L'invention prévoit en outre que la vanne d'arrêt est constituée par une vanne électromagnétique accolée au carter de là commande hydraulique, sur lequel est articulé un'levier destiné à commander ladite vanne, le poids du-ré- servoir de produit, au la poussée d'un flotteur prévu dans ce réservoir, agissant sur-ledit levier en opposition à la force exercée par un ressort de rappel. Il est ainsi possi- ble d'obtenir l'arrêt complet du dispositif avant que le réservoir de produit ne soit complètement vide. Selon un autre objet, l'invention vise une pompe à produit pour un dispositif doseur, caractérisée en ce que, dans un corps, est disposé un piston animé d'un mouvement de va-et-vient dans une chambre, porté par une tige de pis- ton destinée à être reliée à une commande, et qui partage la-chambre en cylindrées antérieure et postérieure, la cy- lindrée antérieure étant raccordée à une conduite d'admission dotée d'une valve d'aspiration et, par un orifice d'évacua- tion, à une conduite de produit dotée d'une valve d'évacua- tion, tandis que la cylindrée postérieure est reliée à la cylindrée antérieure par un canal de transfert débouchant dans la conduite de produit en aval de la valve d'évacua- tion. On bénéficie ainsi de l'avantage que le dosage du- produit ne s'accomplit pas seulement pendant l'aller de la course du piston, mais aussi pendant son retour. Le dosage s'effectue donc des deux côtés du piston. On obtient ainsi un dosage beaucoup plus régulier, l'apport en produit n'é- tant pas interrompu durant le retour du piston. Selon une particularité de l'invention, le volume effectif de la cylindrée antérieure est le double du volume effectif de la cylindrée postérieure. On parvient ainsi à un apport quasi-continu du produit au dispositif doseur. De préférence, la section du canal de transfert est d'au moins 50% et de préférence 66% de la section de l'ori- fice d'évacuation. - Selon une autre particularité de l'invention, le corps de la pompe à produit est disposé sur la tige de pis- ton de façon à pouvoir coulisser jusqu'à une butée dont la position est ajustable pour permettre le réglage du volume- de cylindrée. Cette configuration permet une construction très simple de la pompe à produit, la course de ladite pompe étant définie par la butée. En raison du mouvement du corps de cette pompe, le nombre d'endroits o l'étanchéité doit être assurée est réduit au minimum. D'autres particularités et avantages de l'invention vont ressortir de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: la fig. 1 est un schéma du dispositif 'selon l'in- vention; la fig. 2 est une vue en perspective d'un mode de réalisation del'invention; - la fig. 3 est une vue en perspective par l'arrière du dispositif de la figure 2; la fig. 4 est une vue semblable à la figure 2, d'un autre mode de réalisation; 5. la fig. 5 est une vue en coupe d'un mode de réa- lisation de l'invention; la fig. 6 est une coupe selon les lignes B-B et C-C de la figure 5; la fig. 7 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 5; la fig. 8 est une vue en-coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention; et la fig. 9 est une vue en coupe selon les lignes B-B et C-C de la figure 8. A la figure 1 est représenté un dispositif doseur, qui comporte une commande hydraulique 1, une pompe à pro- duit 2, et un réservoir de produit 22. La commande hydraulique 1 comprend un piston de commande 4 disposé dans un carter et qui est animé d'un mouvement de va-et-vient dans un cylindre 5 (figure 5) par la pression du liquide. De part et d'autre du piston de commande 4, le cylindre 5 communique par des. canaux 6 avec une vanne d'inversion 7, qui est reliée par des canaux 8 (figure 7) avec les orifices d'admission 9 et d'évacuation 10 du carter. Le cylindre 5 est fermé vers l'extérieur par un couvercle 11 qui n'est traversé que par la tige 12 du pis- ton de commande 4. Un bras de commutation 13 est fixé sur la tige de commande 12 pour actionner la vanne d'inversion. 7 par l'intermédiaire d'une tige 14 de commutation. Cette dernière tige 14 est reliée par un ressort 15 avec un bras distributeur 16 fixé à la vanne d'inversion 7 de sorte que celle-ci, par le mouvement du piston de commande 4, saute de l'une à l'autre de deux positions extrêmes. L'extrémité externe de la tige creuse 12 du piston de commande 4 est fermée et elle porte le corps 17 de la pompe à produit 2. Il est formé dans le corps 17 un espace cylindrique 18 fermé d'un côté, qui coiffe avec un certain jeu la tige de piston 12, celle-ci agissant comme piston de la pompe à produit 2. A son extrémité ouverte, l'étan- chéité de l'espace cylindrique 18 est assurée par une ba- gue 19. Le corps 17 porte latéralement des valves 20 - (figure 6) raccordées par des canaux à l'espace cylindri- que 18. Du côté de l'admission, la pompe à produit 2 est reliée par une conduite 21 avec le fond d'un réservoir de produit 22. Ce dernier repose sur une extrémité d'un le- vier 23 (figure 3) articulé sur le carter de la commande hydraulique, tandis qu'un ressort 25 est accroché à l'autre extrémité 24 de ce levier. De cette dernière extrémité part une tringle de commande 26 reliée à une vanne électromagné- tique 27, cette dernière étant aménagée sur la conduite d'amenée de la commande hydraulique 1. Le corps 17 de la pompe à produit 2 présente un filetage 28, sur lequel se visse un écrou de réglage 29. Entre le corps 17 de la pompe à produit et l'écrou de ré- glage est montée une butée 30 qui entoure avec jeu le file- tage 28 et qui est fixée par des tiges 31 au carter de la commande hydraulique 1. La butée 30 porte une échelle de dosage qui permet de lire la concentration qui a été réglée. Le dispositif doseur fonctionne comme suit: en ou- vrant une vanne d'arrêt dans une conduite de liquide, par exemple dans un réseau de distribution d'eau, le dispositif est prêt à fonctionner. Mais il ne-travaille que lorsqu'une quantité suffisante de la substance à mélanger (produit désinfectant,- détergent, floculant, produits vétérinaires de croissance à ajouter à des aliments pour animaux) se- trouve dans le réservoir de produit 22.. Dans ce cas, l'ac- tion mécanique du levier 23 ouvre la vanne électromagnéti- que et l'eau pénètre par la valve d'inversion 7 dans la commande hydraulique 1. Sous la pression de l'eau, le pis- ton de commande 4 se déplace, et le bras de commutation 13 qui est monté sur la tige 12 du piston se déplace aussi dans la même direction. Par la tige de commutation 14, le bras de commuta- tion 13 est relié à la valve d'inversion 7 par l'intermé- diaire du ressort de commutation 15 et du bras distribu- teur 16. Si maintenant, par le mouvement du piston entraî- nant les pièces ci-dessus décrites, le ressort 15 dépasse l'axe central de la valve d'inversion 7, ce ressort 15 tire le bras distributeur 16 à environ 600 sur l'autre côté, la valve d'inversion 7 libère ainsi pour l'évacua- tion le côté du piston précédemment raccordé à l'amenée d'eau, et libère simultanément le côté opposé du piston pour l'amenée d'eau en provenance du réseau de distribution. La tige 12 du piston, laquelle est en même temps le piston de la pompe à produit 2, se déplace dans l'axe longitudinal avec le piston de commande 4. Ainsi, selon le sens du mouvement du piston, le produit est alternativement refoulé et.aspiré dans la pompe à prioduit 2. Le long de la tige du piston, le produit aspiré est, soit pressé contre les valves 20, soit aspiré à partir de ces valves dans la chambre de pompe. Le piston de la pompe à produit 2 a assez de jeu dans le corps de pompe 17 pour que le produit puisse s'écouler par cet interstice vers les valves 20 ou en pro- venir. On règle le dosage en ajustant la longueur de course de la pompe à produit 2 par un écrou de réglage. La pompe à produit 2 accompagne le piston de commande dans son mouve- ment, dans la mesure du jeu laissé par l'écrou de réglage. L'arrêt automatique du dispositif, quand le poids du réservoir devient insuffisant, s'obtient par l'intermé- diaire de la vanne électromagnétique qui est actionnée mé- caniquement. L'enclenchement ou le déclenchement sont pro- voqués par le poids du réservoir de produit. - Les figures 8 et -9 représentent une variante d'une r - pompe à produit selon l'invention. A l'extrémité externe de la tige creuse 12 du pis- ton de commande 4 est raccordée une tige de piston 40 qui porte le corps 17 de la pompe à produit 2. Dans ce corps 17 est form&eune chambre cylindrique 18 fermée d'un côté, dans laquelle est disposé un piston 41 de la pompe a pro- duit 2, porté par la tige de piston 40. L'étanchéité de la chambre 18 est assurée à son extrémité ouverte par une ba- gue 19. Le corps 17 porte latéralement des valves qui se raccordent par des canaux à la chambre cylindrique 18. Du côté de l'admission, la pompe à produit 2 est reliée à une conduite 36 par l'intermédiaire d'une valve d'aspiration 38. Sur le corps 17 de la pompe à produit 2 est réalisé un filetage 28 sur lequel se visse un écrou de réglage 29. Entre le corps 17 de la pompe à produit et l'écrou de ré- glage est montée une butée 30 qui entoure avec jeu le file- tage 28 et qui est fixée par des tiges 31 au carter de la commande hydraulique. La butée 30 porte une échelle de do- sage qui permet de lire la concentration qui a été réglée. La chambre cylindrique 18 est partagée par le pis- ton 41 en une cylindrée antérieure 18' et une cylindrée pos- térieure 18". La cylindrée antérieure 18' est adjacente à la paroi frontale du piston 41, et la cylindrée postérieure 18" est adjacente à la tige de piston 40. Le volume de la cylindrée antérieure 18' est le double de celui de la cy- lindrée postérieure 18". Lors de l'avance du piston 41, la moitié du produit est refoulée de la cylindrée antérieure 18' vers la cylindrée postérieure 18" par l'intermédiaire d'un canal de transfert 42, l'autre moitié étant refoulée à travers la conduite de produit 37. Lors du retour en arrière du piston 41, la quantité de produit qui avait été aspirée, pendant l'avance du piston, par la cylindrée pos- térieure 18" est également refoulée à l'extérieur à travers le canal de transfert 42. En même temps, du produit renouvelé est aspiré dans la cylindrée antérieure 18' à travers la valve d'admission ou d'aspiration 38. Il y a donc par course une aspiration, et la quantité aspirée est divisée en deux moitiés qui sont refoulées à l'extérieur à partir des cylindrées an- térieure et postérieure. Si le piston 4 àvec la tige 12 de la commande hy- draulique 1, et le piston 41 de la pompe à produit qui. est fixé à la tige, se déplacent vers l'avant (la tige de pis- ton sort de la commande hydraulique), le produit qui se trouvé devant le piston 41 est expulsé à travers la valve d'évacuation 39 (la valve d'aspiration 38 est fermée). A travers le canal de transfert 42, qui mène à la cylindrée postérieure 18" sur la face arrière du piston, 50% du pro- duit refoulé devant le piston 41 est accueilli par le vo- lume croissant de la cylindrée postérieure 18" sur la face arrière du piston. Après inversion de la commande hydrau- lique qui provoque le mouvement de retour, il y a d'une part refoulement du produit se trouvant derrière le piston 41 vers la conduite d'évacuation de produit 37 (la valve d'évacuation 39 adjacente à la châthrée aeitieure18' et fer- mée). D'autre part, du produit frais est aspiré dans la cylindrée antérieure 18' à travers la valve d'aspiration 38. Après une nouvelle inversion de la commande hydrauli- que, le processus ci-dessus décrit recommence. Le réglage du dosage se fait en ajustant la longueur de la course à la pompe à produit 2 par un écrou de réglage. La pompe à produit 2 se déplace avec le piston de commande dans la mesure du jeu laissé par l'écrou de réglage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples représentés, et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'in- vention. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les dessins (figures 8 et 9) la tige 40 du piston de la pompe à produit 2 selon l'invention est reliée de façon amovible 2 4 7 5 152 par une goupille 43 à la tige 12 du piston de la commande hydraulique 1. Les deux tiges de piston peuvent aussi être vissées ensemble ou être formées d'une seule pièce. -On peut en outre prévoir aussi un autre système pour la commande de la pompe à produit que le couplage di- rect à une commande hydraulique. On peut ainsi, par exemple, entraîner la pompe à produit selon l'invention par un mo- - teur commandé proportionnellement au débit du liquide auquel la dose de produit doit être ajoutée. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif doseur à commande hydraulique, celle- ci comportant un piston (4) animé d'un mouvement de va-et- vient par la pression du liquide, la tige (12) du piston (4) actionnant une pompe à produit (2) pour mélanger celui- ci au liquide en proportion réglable, la course effective de ladite pompe (2) étant réglable, et le liquide sortant de la commande hydraulique (1) se mélangeant au produit sortant de ladite pompe (2), caractérisé en ce que la com- mande hydraulique (1) est précédée d'une vanne d'arrêt (27) actionnable mécaniquement pour l'amenée de liquide, ladite vanne pouvant prendre deux positions en fonction de la quan- tité de produit contenue dans un résérvoir de produit (22), et en ce que la pompe à produit (2) est installée à l'ex- térieur de la commande hydraulique (1) sur la tige (12) du piston de commande (4), et reliée au réservoir de produit (22). 2. Dispositif doseur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le corps de la pompe à produit (2) peut coulisser sur la tige (12) du piston de commande (4) o il est installé, le piston de la pompe à produit (2) étant formé par l'extrémité de la tige (12) qui sort de la com- mande hydraulique (1), ladite pompe (2) pouvant coulisser jusqu'à une butée (30) dont la position est réglable par rapport à la commande hydraulique. 3. Dispositif doseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la vanne d'arrêt (27) est constituée par une vanne électromagnétique accolée au car-. ter de la commande hydraulique (1), sur lequel est articulé- un levier (23) destiné à commander ladite vanne, le poids du réservoir de produit (22), ou la poussée d'un flotteur prévu dans ce réservoir, agissant sur ledit levier en oppo- sition à la force exercée par un ressort de rappel (25). 4. Pompe à produit pour un dispositif doseur, no- tamment pour un dispositif doseur à commande hydraulique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce - que, dans un corps (17), est monté un piston (41) animé d'un mouvement de va-et-vient dans une chambre (18), porté par une tige de piston (40) destinée à être reliée à des moyens de commande, et qui partage la chambre (18)Y-en cy- lindrées antérieure et postérieure (18', 18"), la cylin- drée antérieure étant raccordée à une conduite d'admission (36) dotée d'une valve d'aspiration (38) et, par un ori- fice d'évacuation, à une conduite de produit (37) dotée d'une valve d'évacuation (39), tandis que la cylindrée postérieure (18") est reliée à la cylindrée antérieure (18') par un canal de transfert (42) débouchant dans la conduite de produit (37) en aval de la valve d'évacuation (39). 5. Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que le volume effectif de la cylindrée antérieure (18') est le double du volume effectif de la cylindrée posté- rieure (18"). 6. Pompe selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que la section du canal de transfert (42) est d'au moins 50% et de préférence 66% de la section de l'orifice d'évacuation. 7. Pompe selon l'une des revendications 4 à 6, ca- ractérisée en ce que le corps (17) est disposé sur la tige de piston (40) de façon à pouvoir coulisser jusqu'à une butée (30) dont la position est ajustable pour permettre le réglage du volume de cylindrée.