Brevet FR2487444A1 — publié le 19820129

L'invention concerne un système et un appareil de pompage de liquides suivant un rapport volumétrique prédéterminé, et elle a trait en particulier à un système de pompage de liquides visqueux dans des prOportions d'écoulement prédéterminées. Dans tout système de dosage et de pompage de liquides dans lequel des composants pompés, réagissant entre eux, sont mélangés et utilisés, il est souhaitable de main- tenir ces composants séparés physiquement les uns des autres avant leur mélange. En outre, dans tout système o de tels composants sont utilisés par intermittence, par exemple un pistolet de pulvérisation de peinture, il est nécessaire que le système supporte la condition à "pression bloquée"dans laquelle le pistolet de pulvérisation ou l'applicateur est fermé. Dans une telle condition, une contre-pression apparatt à l'intérieur du système et doit être éliminée ou compensée afin que le dispositif produisant la force d'entraînement ne se détériore pas en "calant". Il est évident que lorsque des moteurs électriques ou d'autres dispositifs moteurs d'entraînement sont utilisés, des circuits assurant la coupure de l'alimentation électri- que doivent être prévus pour arrêter le moteur une fois qu'il est "calé". Etant donné que les moteurs pneumatiques peuvent, de par leur nature, fonctionner alors qu'ils sont "calés", il est souhaitable d'utiliser de tels moteurs dans des applications de ce type, lorsque cela est possible. Le système selon l'invention comporte au moins deux pompes à mouvement alternatif destinées à pomper respectivement des composants liquides, ces pompes étant entraînées mécaniquement par des moteurs hydrauliques à mouvement alternatif, eux-mêmes actionnés par une huile sous pression provenant de cylindres respectifs de dosage qui sont entraînés par une liaison commune réalisée avec un moteur pneumatique à mouvement alternatif. L'air comprimé fourni au moteur pneumatique provoque le développement, par les cylindres hydrauliques de dosage, d'un débit d'écoule- ment prédéterminé de l'huile vers les moteurs hydrauliques, le débit d'écoulement étant déterminé par les proportions de dimensions relatives des cylindres de dosage et la ca- dence des mouvements alternatifs des moteurs hydrauliques étant déterminée par le débit d'écoulement de l'huile qu'ils reçoivent. Les composants liquides respectifs pompés par le système sont donc distribués dans la même proportion que celle selon laquelle les cylindres de dosage sont utili- sés pour entraîner les moteurs hydrauliques. L'invention a donc pour objet principal un système de régulation du débit de pompage d'au moins deux pompes par régulation des proportions des débits d'écoulement de liquide entraînant les pompes respectives. L'invention a également pour objet un système de pompage de liquide à commande proportionnelle, capable de par sa nature, de fonctionner à l'état "calé". L'invention a également pour objet un système de dosage dans lequel les composants liquides dosés peuvent être maintenus séparés physiquement les uns des autres. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique représente schématiquement le système de pompage selon l'invention. La figure représente sous forme symbolique et schématique un système 10 de pompage présentant les caracté- ristiques de l'invention. Un premier récipient 12 contient une matière visqueuse, par exemple un premier composant d'une peinture, et un second récipient 14 contient une seconde ma- tière telle qu'un second composant de peinture. Une pompe 13 à mouvement alternatif est plongée dans le liquide con- tenu dans le récipient 12 et peut être mise en marche pour faire circuler le liquide dans un conduit 16 de sortie, dans le sens indiqué par les flèches.De même, une pompe 15 à mouvement alternatif est plongée dans le liquide placé dans le récipient 14 et elle peut mise en marche pour faire circuler le liquide dans un conduit 18 de sortie, dans le sens indiqué par les flèches. Le liquide parcourant le conduit 16 est amené par une vanne 20 à une tubulure 25 et le liquide parcourant le conduit 18 est amené par une vanne 22 à la tubulure 25. Les vannes 20 et 22 peuvent être com- mandées simultanément au moyen d'un levier 21 afin de rem- plir simultanément la tubulure 25 avec les composants li- quides provenant des conduits 16 et 18 de sortie. Un mé- langeur 24 est monté en aval de la tubulure 25 et est réa- lisé de manière à mélanger complètement les composants liquides le parcourant. Un tuyau 26 est relié à la sortie du mélangeur 24 pour diriger les liquides mélangés vers un dispositif de distribution ou un applicateur tel qu'un pistolet de pulvérisation (non représenté). La pompe 13 est entraînée par un moteur hydraulique 27 à mouvement alterna- tif qui est alimenté en huile sous pression par un conduit 32 d'admission et duquel l'huile sort-par un conduit 34 d'échappement, dans les sens indiqués par les flèches, comme représenté. De même, la pompe 15 est actionnée par un is moteur hydraulique 29 à mouvement alternatif qui reçoit de l'huile sous pression par un conduit 36 d'admission et duquel l'huile sort par un conduit 38 d'échappement, dans les sens indiqués par les flèches. Les ensembles constitués chacun d'un moteur et d'une pompe hydrauliques sont des éléments disponibles dans le commerce; par exemple, les moteur hy- drauliques 27 et 29 peuvent être du type "Viscount" produit par la firme GRACO INC. sous la référence "N'208-270". De même, les pompes 13 et 15 peuvent être d'un type produit par la même firme sous la référence "N0946203", une telle pompe, combinée au moteur hydraulique précité, développant une amplification de pression d'huile entre le refoulement et l'admission de 1,79:1. Un réservoir d'huile 30 reçoit l'huile des conduits 34 et 38 d'échappement et dirige de l'huile vers un conduit 40 d'alimentation. Ce conduit 40 est relié à une tubulure 42 qui comporte des branchements d'entrée sur des cylindres 44 et 46 de dosage. Un piston, pouvant exécuter un mouvement alternatif dans le cylindre 44, est relié à une tige 45 et un piston, pouvant exécuter un mouvement alternatif dans le cylindre 46, est relié à une tige 47. Les tiges 45 et 47 sont reliées à un axe 48 au moyen d'un bras 49. L'axe 48 fait partie d'un moteur pneumatique 50 qui peut exécuter un mouvement alternatif sous l'application d'une pression d'air transmise par un conduit 52 d'arrivée d'air. Un régulateur 54 peut être utilisé pour régler la pression d'arrivée d'air. Le moteur pneumatique 50 présente un échappement d'air (non représenté) et un dispositif interne de distribution qui permet à la pression de l'air de faire exécuter un mouvement alternatif à l'axe 48. Le moteur pneumatique 50 est un dispositif disponible dans le commerce, par exemple du type "Hydra-Cat", fabriqué par la firme GRACO INC.sous la référence"N'208-851'Les cylindres 44 et 46 de dosage sont également disponibles dans le commerce et peuvent être choi- sis pour produire les rapports de pompage souhaitésà partir des pompes 13 et 15. Par exemple, si le rapport des refoule- ments des liquides des pompes 13 et 15 est de 1:2, le cylin- dre 44 est choisi de manière que l'aire de sa section inter- ne soit égale à la moitié de celle du cylindre 46. Il est évidemment possible de commander et de faire varier autrement les rapports des refoulements des pompes 13 et 15 en modifiant les dimensions respectives de ces pompes 13 et 15 en plus de modifier les dimensions des cylindres 44 et 46 de dosage. Par exemple, si la pompe 13 est choisie de manière à avoir un débit nominal de pompage égal au tiers de celui de la pompe , et que les cylindre 44 et 46 de dosage sont en outre choisis dans le rapport de 1:2, les débits s'écoulant par les conduits 16 et 18 de sortie sont dans le rapport 1:6. Le récipient 12, ainsi que la pompe et le moteur de commande qui lui sont associés, peuvent être placés à une certaine distance du récipient 14, avec sa pompe et son moteur de commande, ainsi que du moteur pneumatique 50 et de l'équipement associé. Ceci est rendu possible par le fait que les seuls conduits reliant entre eux les éléments respec- tifs sont des conduits parcourus par de l'huile sous pression et qui peuvent être prolongés sur de grandes distances. De même, le moteur pneumatique 50 et son équipement peuvent être séparés physiquement soit de l'une ou l'autre des pompes 13 et 15, soit des deux pompes, ainsi que du matériel d'applica- tion constitué par les vannes 20 et 22, la tubulure 25 et le mélangeur 24. Lors du fonctionnement, l'air comprimé est appliqué au moteur pneumatique 50 afin qu'il commence son mouvement alternatif pour faire également exécuter un mouvement alter- natif aux tiges 45 et 47 des cylindres 44 et 46 de dosage. Pendant la course de montée des tiges 45 et 47, l'huile est aspirée à l'intérieur des cylindres 44 et 46 de dosage en passant par la tubulure 42 d'admission, et elle est également refoulée vers l'extérieur en passant par les conduits 32 et 36. Pendant la course de descente des tiges 45 et 47, l'huile précédemment admise dans les cylindres 44 et 46 est refoulée vers l'extérieur en passant par les conduits 32 et 36. Ainsi, on obtient dans les conduits 32 et 36 une alimentation conti- nue en huile sous pression, à un débit volumétrique qui dépend deg capacités de pompage volumétrique des cylindres respectifs de dosage. L'huile sous pression refoulée vers les moteurs hydrauliques respectifs 27 et 29 provoque leur mouvement alternatif, et les liaisons mécaniques réalisées avec les pompes 13 et 15 provoquent un mouvement alternatif correspon- dant de ces dernières. Les pompes 13 et 15 sont conçues pour refouler un liquide dans les conduits 16 et 18 à la fois pendant les courses montante et descendante de leurs cycles respectifs, et la tubulure 25 est donc alimentée en liquide de façon continue lorsque les vannes 20 et 22 sont ouvertes. Les liquides passant dans la tubulure 25 sont dirigés vers le mélangeur 24 et ils se mélangent complètement, puis sont conduits par le tuyau 26 vers le dispositif d'application, qui peut être un pistolet de pulvérisation. Dans le cas o les vannes 20 et 22 sont fermées, ou bien dans le cas o l'applicateur est lui-même fermé, une contre-pression apparatt immédiatement à l'intérieur des conduits 16 et 18. Cette contre-pression est détectée par les moteurs hydrauliques respectifs qui développent des contre- pressions correspondantes dans leurs conduits 32 et 36 d'admission. L'élévation de la pression dans les conduits 32 et 36 est répercutée dans les cylindres 44 et 46 de dosage, ce qui provoque l'apparition d'une contre-pression qui résiste à la force alternative d'entraînement des tiges et 47. Lorsque cette contre-pression s'élève à une valeur suffisante pour équilibrer la pression de l'air appliquée à l'entrée 52, le moteur pneumatique 50 cale et cesse donc son action alternative. Il reste dans cet état jusqu'à ce que la pression régnant à la sortie soit de nouveau relâchée. A ce moment, le moteur pneumatique recommence son mouvement alternatif. L'état calé du moteur pneumatique 50 indique simplement un équilibre entre les pressions exercées sur le piston du moteur pneumatique et cet état n'exige aucune mesure spéciale pour protéger le moteur pneumatique contre les détériorations. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au système décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Appareil de pompage de liquides dans des pro- portions prédéterminées, d'au moins deux réservoirs (12,14) de liquide vers un-point commun de distribution, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe (13,15) à mouvement alternatif placée dans chacun des réservoirs de liquide, un moteur hydraulique (27,29) à mouvement alternatif relié à chaque pompe et présentant des orifices d'admission et d'échappe- ment d'huile, un réservoir (30) relié à tous les orifices d'échappement d'huile afin de collecter l'huile, plusieurs cylindres (44,46) de dosage et de pompage associés chacun à un moteur hydraulique à mouvement alternatif et présentant des capacités prédéterminées respectives de pompage et ayant une entrée de liquide et une sortie de liquide, toutes les entrées de liquide étant reliées en commun au réservoir collectant l'huile et chacune des sorties de liquide étant reliée à un orifice d'admission d'un moteur hydraulique, un moteur pneumatique (50) à mouvement alternatif étant relié à tous les cylindres de dosage et de pompage afin de les entraîner de façon commune, et des moyens distribuant les liquides des pompes respectives, placés dans les réservoirs de liquide, vers un point commun de distribution. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de distribution du liquide comprennent plusieurs tuyaux (16,18) reliés chacun par une extrémité à une pompe correspondante à mouvement alternatif et, par une seconde extrémité, à une tubulure commune (25). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un mélangeur (24) relié à la tubulure commune (25). 4. Système de pompage et de dosage de liquides destiné à distribuer plusieurs composants liquides dans des proportions volumétriques prédéterminées, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe (13,15) à mouvement alternatif communiquant avec chacun des composants liquides, un moteur hydraulique (27,29) de commande relié à chaque pompe à mouvement alternatif, un cylindre hydraulique (44,46) de pompage et de distribution d'huile relié à chaque moteur hydraulique, un réservoir (30) d'huile relié à tous les cylindres hydrauliques, et un moteur pneumatique (50) de commande relié à tous les cylindres de pompage et de dis- tribution afin de les commander. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à distribuer le liquide de chacune des pompes à mouvement alternatif vers un point commun de destination. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moteur pneumatique de commande comprend un élément (48) de commande à mouvement alternatif, relié mécaniquement à chacun des cylindres de pompage et de dis- tribution. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des conduits (34,38) d'échappement de l'huile, montésentre le réservoir d'huile et chacun des moteurs hydrauliques. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que les cylindres de pompage et de distribution de l'huile sont dimensionnés respectivement selon des propor- tions volumétriques prédéterminées. 9. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le point commun de destination comprend un ensemble à tubulure (25) d'écoulement de liquideset mélangeur (24) de liquides.