Brevet FR2522772A1 — publié le 19830909

Dispositif de contrôle d'injection réglable d'un fluide additif dans un liquide. La présente invention a pour objet un dispositif de contrôlé d'injection réglable d'un fluide additif dans un liquide, notamment de l'eau, s'écoulant dans un conduit principal qui est relié à un conduit secondaire véhiculant le fluide additif. On connaît des appareils volumétriques destinés à effectuer cette opération;toutefois, il faut noter que ceux-ci sont généralement limités en débit. Par ailleurs, les dispositifs de contrôle de débit généralement utilisés font appel à des organes déprimogènes, tels qu'un venturi ou un diaphragme, dont la gamme de travail est obliga- toirement limitée du fait que ces moyens sont régis par des lois quadratiques. Le dispositif de contrôle d'injection réglable d'un fluide additif dans un liquide, suivant l'invention, permet de remé- dier aux inconvénients que l'oh rencontre avec les dispositifs connus. Dans le dispositif suivant l'invention, on utilise un moyen connu de régulation de pression qui alimente le dispositif de contrôle de débit à une pression exactement égale à celle régnant dans le conduit principal de liquide. Conformément à la présente invention, dans le conduit principal est disposé un organe d'étranglement soumis à l'action d'un organe élastique et s'opposant à l'écoulement du liquide dans ledit conduit principal, ledit organe d'étranglement assurant l'entraîne- ment d'un organe d'étranglement homothétique disposé dans le conduit secondaire d'alimentation en fluide additif. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'organe d'étranglement disposé dans le conduit principal est cons- titué par une palette soumise à l'action d'un organe élastique agis- sant à l'encontre du flux de liquide, ladite palette étant montée rotative autour d'une tige présentant une partie tubulaire reiiée au conduit de fluide additif et comportant un orifice d'ouverture réglable en fonction d'une part de la position angulaire d'un organe obturateur solidaire en rotation de la palette et d'autre part de la position axiale dudit orifice de la partie tubulaire de la tige par rapport & l'organe obturateur. Cette disposition suivant l'invention permet de faire varier la consigne de proportionnalité en faisant varier la largeur de l'orifice de sortie du fluide additif. En l'absence de débit, la palette referme rigoureuse- ment l'orifice placé sur la tige autour de laquelle tourne la palette et même si le débit est nul, on obtient une fermeture parfaite du dispositif se présentant comme un clapet. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de contrôle d'injection réglable suivant l'invention; la figure 2 est une vue en élévation et en coupe sui- vant la ligne II-II de la figure 3 du dispositif de contrôle d'injec- tion réglable suivant l'invention; la figure 3 est une vue en coupe du dispositif suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue de détail montrant la liaison entre le conduit principal et l'une des chambres du régulateur de pression; la figure 5 est une vue en coupe du dispositif suivant la ligne V-V de la figure 3; et la figure 6 est une vue latérale du dispositif de contrôle d'injection suivant l'invention. A la figure 1, on a représenté une installation de contrôle d'injection d'un fluide additif dans un liquide qui com- prend un conduit principal 1 dans lequel circule le liquide auquel on doit ajouter un fluide additif 2 qui se trouve dans un réservoir 3 d'o il est refoulé dans un conduit-5 par une pompe 4 Le conduit 5 est relié à un régulateur de pression 6 comportant une membrane déformable 7 divisant celui-ci en deux chambres dont l'une 6 a est reliée au conduit principal par un conduit 8 et dont l'autre 6 b est reliée par un conduit 9 à un orifice 10 débouchant dans le conduit principal 1 Dans la chambre 6 b débouche également le conduit 5 dont l'orifice de sortie est contrôlé par un clapet actionné par la membrane 7 De cette manière, le fluide additif refoulé par la pompe 4 à une pression Pl supérieure à la pression P régnant dans le conduit principal 1 est ramené à cette même pression P dans le conduit 9 débouchant par l'orifice 10 dans le conduit principal grâce à l'action du régulateur de pression dont la membrane 7 est soumise à l'action du liquide se trouvant dans le conduit principal à la pres- sion P. Dans le conduit 1 est montée pivotante autour d'un axe 12 une palette llou organe d'étranglement,soumise à l'action d'un ressort 13 et s'opposant ainsi à l'écoulement du liquide dans le conduit principal, ladite palette ou organe d'étranglement Il assurant l'entratnement d'un organe d'étranglement homothétique 14 disposé dans le conduit secondaire 9 d'alimentation en fluide addi- tir De cette manière on peut obtenir un dosage du fluide additif qui soit toujours constant quelle que soit la position de la palette 11 et par conséquent du débit de liquide dans le conduit 1. Pour faire varier la consigne de proportionnalité, il faut faire varier la dimension de l'orifice 10 et c'est l'objet du dispositif représenté aux figures 1 à 5 qui comprend un élément de conduit 15 présentant des brides 16, 17 par lesquelles ledit élément de conduit est raccordé au conduit principal 1 véhiculant le liquide, A l'intérieur de l'élémentdeconduit principal 15 est disposée une palette 18 montée pivotante autour d'un axe XX 1 constitue par une tige 19 fixe en rotation, ladite palette 18 étant solidaire en rota- tion d'un demi-manchon 20 lui-même monté pivotant autour de la tige 19 qui est solidaire des parois de l'élément tubulaire 15. La palette 18 comme la palette 11 est soumise à l'action d'un ressort hélicoïdal 21 fixé e l'une de ses extrémités en 22 sur la paroi intérieure de l'élément de conduit 15 et à l'autre extrémité en 23 sur la palette 18 dont la course est limitéu d'un c 8 té par un organe de butde 24, de telle sorte que la palette 18 soumise à l'action du flux de liquide s'écoulant suivant la flèche F contre l'action du ressort 21 joue le rôle d'un organe d'étranglement du flux de liquide. La tige 19 est guidée à l'une de ses extrémités dans un alésage 25 ménagé dans la paroi de l'élément de conduit 15 et à son autre extrémité elle présente une tête 26 qui est mantée rotative dans un logement 27 d'un bouchon fileté 28 engagé dans un trou taraudé 29 d'une partie tubulaire 30 ménagée sur l'un des c 6 tés de l'élément de conduit 15 Le bouchon fileté 28 est muni à l'une de ses extrémités d'un bouton de manoeuvre 31 s'étendant à l'extérieur de la partie tubulaire 30 et le bouchon est muni dans sa partie médiane d'un joint d'étanchéité 32 disposé dans une gorge dudit bouchon. Dans sa partie médiane la tige 19 comporte une goupille 33 qui est montée coulissante dans une rainure 34 de la paroi de l'élément de conduit 15, cette disposition permet d'immobiliser en rotation la tige 19 et de permettre son déplacement axial en agissant sur le bouton de manoeuvre 31 qui entraîne en rotation et en trans- lation le bouchon 28. A son extrémité opposée au bouchon 28, la tige 19 présente une partie tubulaire 19 a débouchant d'un c 6 té dans une chambre 35 d'un régulateur de pression 36 qui sera décrit ultérieure- ment, ladite chambre étant alimentée en fluide additif par le conduit 37 (figures 3 et 5). A son autre extrémité, la partie tubulaire 19 a présente un orifice latéral 38 dont l'ouverture est contrôlée par le demi- manchon 20 solidaire de la palette 18 et qui joue le rôle d'obtura- teur de l'orifice de sortie 38 qui est en communication avec le conduit principal lorsque la palette se soulève et occupe une posi- tion 18 a, de telle sorte que le demi-manchon 20 découvre progressi- vement l'orifice 38, celui-ci déversant dans l'élément de conduit principal 15 une quantité de fluide additif proportionnelle à la quantité de liquide que laisse passer la palette 18 Par ailleurs, la largeur de l'orifice 38 est variable du fait que le demi-manchon 20 présente une ouverture 39 délimitée par un bord 39 a qui permet le passage du fluide additif en provenance de l'élément tubulaire 19 a à travers les orifices 38 et 39. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 2, 3, 4 et 5, le régulateur de pression 36 est constitué d'un boîtier intégré à l'élément de conduit principal 15 et fermé par un couvercle fixé sur le bottier au moyen de vis 41 Entre le boîtier et le couvercle 40 est disposée une membrane déformable 42 séparant l'inté- rieur du régulateur un deux chambres 35 et 35 a La chambre 35 a est reliée à l'intérieur du conduit principal 1 par des conduits 43, 43 a (figure 4) qui transmettent la pression P du liquide à l'intérieur de la chambre 35 a ainsi qu'il a été représenté à la figure 1 et décrit ci- dessus D'autre part, le conduit 37 d'entrée de fluide additif dans la chambre 35 présente un orifice dans lequel est dis- posé un clapet 44 maintenu en position de fermeture par un ressort 45 et actionné par un bec 46 d'un levier 47 articulé autour d'un axe 48 et présentant à son extrémité libre un galet 49 en contact avec la membrane 42. De cette manière, les déplacements de la membrane 42 entraînent le déplacement du galet 49 et du levier 47 qui agit par son bec 46 sur le clapet 44 assurant ainsi l'entrée du fluide addi tif dans la chambre 35 à une pression P égale à la pression dans le conduit principal 1 et de là dans la partie tubulaire 19 a de la tige 19. Le dispositif suivant l'invention fonctionne de la manière suivante: Pour faire varier la consigne de proportionnalité entre le fluide additif et le liquide circulant dans le conduit prin- cipal, on agit sur le bouton de manoeuvre 31 qui porte des graduations se déplaçant en regard d'un index fixe 51 La rotation du bouton 31 entratne le bouchon 28 qui se déplace en rotation et en translation assurant le déplacement axial de la tige 19 et par suite le déplace- ment de l'orifice 38 par rapport au bord 39 a de l'orifice 39, de telle sorte que la largeur de l'orifice 38 varie en fonction du dépla- cement axial de la tige 19 et de la rotation du bouton de manoeuvre. Lorsque le liquide circule dans le conduit principal 1 il soulève la palette 18 contre l'action du ressort 21 et lu demi- manchon 20 se déplace en découvrant plus ou moins l'orifice 38, de telle sorte que l'injection de fluide additif soit proportionnelle à la quantité de liquide traversant le conduit principal, la consigne de proportionnalité pouvant varier en fonction de la largeur de l'orifice 38 à section variable. Lorsqu'aucun débit de liquide n'existe dans le conduit principal 1, la palette 18 referme rigoureusement l'orifice 38 prévu dans la partie tubulaire de la tige 19, on obtient alors une ferme- ture parfaite, le dispositif se présentant comme un clapet. Dans le cas o le dispositif fontionne notamment sur l'aspiration d'une pompe d'irrigation, la pompe auxiliaire qui sert à établir une pression d'injection supérieure à la pression amont de l'appareil, n'est évidemment plus nécessaire. Bien entendu, l'invention n'est pas limitative et l'homme de l'art pourra y apporter des modifications, sans sortir pour cela du domaine de l'invention. RE V E N D I C A T IO N S 1 Dispositif de contrôle d'injection réglable d'un fluide additif dans un liquide s'écoulant dans un conduit princi- pal qui est relié à un conduit secondaire véhiculant le fluide addi- tif et dans lequel la pression est égale à celle régnant dans le conduit principal, caractérisé en ce que, dans le conduit princi- pal ( 1 est disposé un organe d'étranglement ( 11, 18) soumis à l'ac- tion d'un organe élastique ( 13, 21) et s'opposant à l'écoulement du liquide dans ledit conduit principal ( 1), ledit organe d'étrangle- ment ( 11, 18) assurant l'entraînement d'un organe d'dcralnglnment homothétique ( 14, 19, 20) disposé dans le conduit secondaire ( 9, 19 a) d'alimentation en fluide additif. 2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'étranglement disposé dans le conduit principal est constitué par une palette ( 18) soumise a l'action d'un organe élas- tique ( 21) agissant à l'encontre du flux de liquide, ladite palette ( 18) étant montée rotative autour d'une tige ( 19) présentant une partie tubulaire ( 19 a) reliée au conduit de fluide additif et compor- tant un orifice ( 38) d'ouverture réglable en fonction d'une part de la position angulaire d'un organe obturateur ( 20) solidaire en rotation de la palette ( 18) et d'autre part de la position axiale dudit orifice ( 38) de la partie tubulaire de la tige ( 19) par rapport à l'organe obturateur ( 20). 3 Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la tige ( 19) comportant la partie tubulaire ( 19 a) présentant 2 S l'orifice d'injection ( 38) du fluide additif est montée coulissante axialement dans au moins un organe de guidage solidaire du conduit principal ( 1, 15) et dans l'organe obturateur ( 20) solidaire de la palette ( 18), ladite tige ( 19) étant reliée à l'une de ses extré- mités à un moyen de commande ( 28, 31) pour l'entraînement axial de la tige ( 19). 4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérise en ce que la tige ( 19) autour de laquelle est montée rotative la palette ( 18) est guidée axialement par une goupille ( 33) disposée dans une fente ( 34) de la paroi du conduit principal ( 1, 15), ladite tige ( 19) étant reliée de façon rotative à un bouchon ( 28) fileté engagé dans un trou taraudé ( 29) d'un élément tubulaire ( 30) solidaire de la paroi du conduit principal ( 15), ledit bouchon fileté ( 28) étant solidaire d'un bouton de manoeuvre ( 31) portant des graduations ( 50) relatives au dosage du fluide additif. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le conduit principal ( 1, 15) est sa i- daire d'un bottier renfermant un régulateur de pression ( 36) compor- tant deux chambres ( 35, 35 a) séparées par une membrane déformable ( 42), l'une des chambres ( 35 a) étant en communication avec le conduit prin- cipal ( 1, 15) et l'autre chambre ( 35) étant en communication d'une part avec un conduit de refoulement ( 37) d'une pompe d'alimentation en fluide additif dont l'orifice comporte un clapet ( 44) commandé par les déplacements de la membrane déformable ( 42) et d'autre part avec la partie tubulaire ( 19 a) de la tige ( 19) autour de laquelle est montée pivotante la palette ( 18).