Brevet FR2543704A1 — publié le 19841005

La présente invention concerne un dispositif permettant de doser, de façon proportionnelle, deux produits liquides devant ou non entre mélangés entre eux. te domaine technique concerne est celui de la manipulation des liquides. Dans de nombreuses applications, il est nécessaire de pouvoir disposer d'une certitude de dosage proportionnel précis et constant d'un liquide par rapport a un autre. Ceci est notamment le cas, a titre d'exemple, en agriculture où il est necessaire de pouvoir contrôler impérativement la proportion d'un produit liquide actif, ter qu'un engrais, un insecticide, un fongicide, etc ... par rapport a un liquide de dilution, tel que de l'eau. L'efficacité de tels produits de traitement dépend, en effet, dans de nombreux cas, de la proportion par rapport au liquide de dilution. Pour tenter de répondre a ce probe, on a deja propose un certain nombre de solutions techniques. Certains appareils fonctionnent sur le principe de la depression, c'est-a-dire que le liquide de dilution prélève une frac- tion du liquide additionnel par effet de succion résultant de sa circulation. Cette solution ne fournit pas un résultat acceptable, car le prelhvement de produit de traitement dépend, essentiellement, des conditions de circulation du liquide de dilution. Il en résulte des variations notables de proportions du produit de traitement en fonction des conditions d'utilisation et des variations du regime de circulation du liquide de dilution. D'autres appareils mettent en oeuvre des moyens de dosage comprenant un moteur de type volumétrique charge d'entrainer une pompa a pistons prélevant le produit de traitement qui est injecté dans la canalisation de circulation du liquide de dilution. De tels dispositifs peuvent être considères comme don nant satisfaction au plan de la fonction de dosage mais présentent certains inconvénients dûs h leur structure. En général, de tels appareils sont de conception complexe et ne permettent pas de proceder facilement à un ajustement ou un réglage de la proportion du produit de traitement. Par ailleurs, les solutions technologiques preconisees jusqu a present conduisent à des dispositifs compliqués, fragiles et relativement onereux qui doivent, de sureroit, faire l'objet de soins attentifs pour fournir un service régulier et, en particulier, de nettoyage pour éliminer les dépotes de produits de traitement. t'objet de l'invention est de proposer un nouveau dispositif, de conception particulièrement simple, permettant de réaliser un produit fiable et robuste, ne nécessitant que peu ou pas d'entretien. Un autre objet de 11 invention est de proposer un nouveau dispositif peu onéreux, offrant une possibilité de réglage de proportion sans aucune ambiguité, ni risque d'erreur, au moyen d'une manipulation rapide et simple pouvant etre menée à bien par toute personne, meme non spécialement qualifiée. Un autre objet de l'invention est de proposer un nouveau dispositif pouvant être utilisé pour fournir, de façon séparée, un produit additionnel en proportion déterminée par rapport h un liquide principal ou pour assumer une telle fonction en réalisant simulta nément un mélange des deux produits. Un autre avantage de l'invention est de proposer un dis- positif qui puisse être utilise soit avec une source d'énergie ex térieure, soit en utilisant, éventuellement, ltenergie propre du liquide de dilution délivré sous pression. Pour atteindre les buts ci-dessus, le dispositif de dosage proportionnel de deux produits liquides conforme h l'inven- tion est caractérisé en ce qu'il comprend un corps délimitant, de part et d'autre d'une cloison transversale présentant un palier excentré, deux cylindres coaxiaux, fermés par deux flasques extrêmes amovibles et contenant respectivement un rotor menant du type à palettes solidaire d'un arbre traversant la cloison par le palier dans lequel il est centré et s'étendant axialement h travers le second cylindre et un rotor mené du type a palettes enfilé de façon démontable sur l'arbre sur lequel il est calé angulairement et immo bilisé axialement, lesdits cylindres comportant chacun au moins un orifice d'admission et un orifice dséchappement. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui monturent, a titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-Elévation du dispositif conforme à l'invention. La fig. 2 est une coupe transversale prise selon la ligne II-II de la fig. 1. ta big. 3 est une coupe axiale partielle prise, plus grande échelle, selon la ligne III-III de la fig. 2. La fig. 4 est une perspective montrant, plus en détail, une réalisation particuliere de l'un des éléments constitutifs de l'objet de l'invention. La fig. 5 est une coupe-élévation montrant, h échelle diffErente, un autre exemple de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 6 est une coupe transversale prise selon la ligne VI-VI de la fig. 5. La fig. 7 est une coupe axiale partielle prise à plus grande échelle selon la ligne Vil-Vil de la fig. 6. ta fig. 8 est un schéma illustrant un dispositif de mise en oeuvre de l'objet de lvinvention. Dans l'exemple de réalisation illustré par les fig. I et 2, le dispositif de dosage proportionnel de deux produits liquides comprend un corps I réalisé en toute matibre appropriee, meme en matiere plastique, et obtenu par usinage, moulage ou coulage. Le corps 1 présente une forme générale extérieure cylindrique et délimite, a partir de ses extrémités transversales opposées, deux cylindres intérieurs 2 et 3 s'étendant å l'opposé l'un de l'autre h partir d'une cloison transversale 4. Les cylindres 2 et 3 sont de meme diamètre et s'étendent coaxialement entre eux et concentriquement au corps 1.Les cylindres 2 et 3 peuvent être fermés chacun par un chapeau ou flasque extérieur 5 et 6 pouvant être adaptés par vissage ou mise en place de vis 7, de façon a comprimer un joint d'étanchéité 8 ou 9. De préférence, les flasques 5 et 6 sont conformés pour que la liaison avec le corps 1 fasse intervenir un emboitement par épaulement 10. Le cylindre 2 contient un rotor menant 11 qui est, de préférence, du type h palettes. Le rotor 11 est réalisé sous la forme d'une masse cylindrique, de diamètre inférieur au diamètre interne du cylindre 2 et qui est prolongée par un arbre cylindrique 12 engagé et porté dans un palier lisse 13 présente, de façon excentrée, par la cloison 4. Le rotor 11 comporte, h partir de sa périphérie extérieur, deux fentes 14-15 diamétralement opposées; de direction axiale et s'étendant sur une profondeur inférieure au rayon du rotor 11. Les fentes 14 et 15 contiennent des palettes 16 et 17 libres de coulisser radialement et destinées à être maintenues en contact par leur chant extérieur avec la périphérie interne du cylindre 29 par l'action d'organes élastiques 18 et 19. La fig. 2 permet de constater que le cylindre 2 offre, en section droite transversale du fait de présence du rotor 2, une forme en croissant qui est divisée en permanence par les palettes 16 et 17. il en résulte la délimitation de deux chambres 20-21 h volume variable, dont les volumes respectifs varient de façon inverse lors de la rotation du rotor 11 h l'intérieur du cylindre 2. Le cylindre 2 est réalise pour comporter deux orifices de communication 22 et 23 prévus le plus pres possible du quasipoint de tangence entre le rotor il et le cylindre 2. Les orifices 22 et 23 sont prolongés par des raccords 24 et 25 sur lesquels peuvent être montées, respectivement, une canalisation d'admission et une canalisation de refoulement dVun liquide, dit de dilution, tel que de l'eau, dans le cas d'application l'obtention dune solution de traitement pour l'agriculture. t'étanchéité du cylindre 2 est établie, comme dit précé- gemment, par le joint 8 et par une bague 26, par exemple du type h lèvre, montée dans un logement prévu h partir du palier 13 de la cloison 4, de façon que cette garniture coopère avec l'arbre 12. Le cylindre 3 contient un rotor 27 menés également du type a palettes, par exemple d'une construction identique h celle décrite ci-dessus pour le rotor menant 11. Pour cette raison, le rotor 27 n'est pas plus décrit plus avant. Le rotor mené 27 est enfilé sur la partie de l'arbre 12 s'étendant h travers le cylindre 3 et traversant, de préfErenee, le flasque 6 par un palier 28 lisse ménagé de façon excentrée pour entre coaxial au palier 13 lorsque le flasque 6 est fixé sur le corps 1. te rotor mené 27 est rendu solidaire angulaire de l'ar- bre 12, de façon t entre entraîné en rotation par ce dernier. A titre d'exemple, illustré par la fig. 4, il peut être prévu de réaliser l'arbre 12 pour lui faire comporter une partie décolletée 12a > sur laquelle subsiste une nervure axiale 29 destinée h coopérer avec une cannelure ou gorge 30 ménagée dans la surface périphérique interne du rotor mené 27. Un résultat technique équivalent pourrait être obtenu en assurant la liaison angulaire au moyen d'une clavette, par exemple demi-lune.Le rotor mené 27 est maintenu axialement dans la position requise par l'intermédiaire du flasque 6. L'étanchéité du cylindre 3 est établie par le joint 9, ainsi que par deux bagues 31 et 32, respectivement disposées dans des logements offerts par la cloison transversale 4 et le flasque 6, dans la périphérie des paliers 13 et 28. L'arbre 12 comporteS dans le prolongement de la partie décolletée 12a et h l'extérieur du flasque 6, une prise d'entraîne- ment en rotation 33. Selon une caractéristique de ltinvention, le cylindre 3 reçoit un rotor mené 27 présentant une mesure axiale qui peut etre égale ou différente de celle du rotor menant 11. Dans le cas présent, le rotor 27 posez une masure axiale inférieure a celle du rotor menant 11 et qui est déterminée, en fonction du diamètre du cylin ae 3, de maniere que la cylindrée utile soit définie dans une pro- portion donnée par rapport h celle du cylindre 2. La fig. 3 montre que le cylindre 3 est également pourvu de deux orifices 34 et 35 établis selon des dispositions analogues à celles données ci-dessus pour ce qui concerne les orifices 22 et 23. Les orifices 34 et 35 sont associés a des raccords 36 et 37 permettant la mise en place de canalisations d'admission et de refoulement dBun liquide actif de traitement. Ainsi, pour chaque tour de rotation de l'arbre 12, le rotor menant 11 fournit, par l'orifice de refoulement 25, une quantité donnée d'un premier liquide et, simultanément, le rotor mené 27 fournit par l'orifice 35 une quantité d'un second liquide dosée proportionnellement au liquide primaire. La production de cette dose du second liquide est indépendante des variations de rotation puis- que > par construction, pour chaque tour de rotation, le rotor mené 27 fournit une dose prédéterminée de ce produit liquide. L'utilisateur est ainsi assuré de disposer toujours d'un produit secondaire délivré en proportion exactement déterminée en rapport avec le produit primaire. t'objet de l'invention peut fonctionner en utilisant l'é- nergie possédée par le produit liquide primaire lorsque par exemple, il s'agit d'eau délivrée sous pression. Dans un tel cas > le rotor Il fonctionne alors en mode moteur et l'arbre 12 entraîne le rotor mené 27 fonctionnant en mode pompe. Dans le cas où le fluide primaire ne possède pas d'eer gie propre, le dispositif peut fonctionner en étant entraîné par un organe moteur au moyen de la prise de force 33. Dans un tel cas, les rotors 11 et 27 fonctionnent alors en mode pompe. Ainsi que cela ressort de ce qui précède5 le dispositif de dosage proportionnel selon l'invention est d'une réalisation simple et robuste et permet une constructlon, 9 faible courts d'un appareil fiable, résistant, ne demandant que peu d'entretien. Il devient possible, pour une utilisation déterminée, de réaliser en grande série un appareil de dosage prédéterminé par construction en fonction de la psDportion devant etre obtenue du produit secondaire par rapport au produit primaire. Des dispositifs permettant d'obtenir des dosages proportionnés différents peuvent être aisément produits à partir de corps 1 différents possédant des relations egalement différentes entre les mesures axiales des cylindres 2 et 3. Dans certains cas, il est nécessaire de pouvoir offrir d 11 utilisateur une possibilité de régler lui-même le dosage du produit secondaire par rapport au produit primaire, notamment lors- qu'un mEme appareil est utilisé avec des produits de nature diffE- rente. L'exemple de réalisation selon les fig. 5 h 7 vise h offrir une telle possibilité. Selon cet exemple de réalisation, le corps 1 est réalisé, comme décrit ci dessus, pour ce qui concerne le cylindre 2 qui contient un rotor menant 11 de meme conception et réalisation que l'exemple précédent. Le corps 1 délimite un cylindre 3a présentant une dimen- sion axiale qui est, par exemple, égale a celle du cylindre 2. Le cylindre 3a contient un rotor mené 27a dont la mesure axiale est inférieure h celle du cylindre 3a. te volume excédentaire est occupé par un bouchon 38 qui est monté dans le cylindre, en étant enfilé sur la partie 12a de l'arbre 12, au moyen d'un palier lisse excen- tré 39. Le bouchon 38 est appliqué contre le-rotor mené 27a, luimême appliqué contre la face correspondante de la cloison 4, par un moyen élastique 40 pressé par le flasque 6.L'étanchéité est établie par deux joints, par exemple de type torique 41 et 42, respectivement prévus dans des gorges pratiquées dans les périphéries extérieure et intérieure du bouchon 38. Selon une caractéristique de l'invention, le cylindre 27a et le bouchon 38 sont constitués en paire, de manière qu'il devienne possible de mettre en place, h l'intérieur du cylindre 3a, un rotor mené 27a dont la mesure axiale dépend du dosage proportionnel du produit secondaire devant entre obtenu par rapport au produit primaire. Ainsi > la partie terminale 12a de l'arbre 12 peut recevoir des ensembles rotor mené-bouchon de caractéristiques difÈren- tes en dimensions respectives axiales, tout en établissant, dans tous les cas, une liaison angulaire certaine entre elle-mEme et le rotor 27a et une possibilité de rotation libre par rapport au bouchon 38 correspondant. A cette fin, comme cela apparait aux fig. 5 et 6, la partie 12a comporte, selon un plan perpendiculaire a celui des fentes de coulissement des palettes du rotor 27a, une gorge axiale 43 qui s'étend sur une masure, au maximum égale b celle du rotor mené 27 de plus grande mesure axiale susceptible d'entre monté dans le cylindre 3e. Ainsi, quelle que soit la mesure du rotor mené 27a disposé dans le cylindre 3a, une liaison par clavette 44 peut intervenir- en prévoyant de conférer une rainure complémentaire dans la surface périphérique intérieure du rotor. Dans tous les cas, lesbouchons complémentaires mis en place comportent un joint 42 qui est situé pour coopérer avec la partie cylindrique 12a faisant suite à la rainure 43. Le cylindre 3e est également réalisé de façon h comporter deux séries de lumibres 34a-35a qui débouchent dans deux collecteurs 36a-37a forment les raccords Les lumières 34e et 35a sont espacées axialement, de telle manière qu'elles offrent une section de passage qui est toujours en rapport avec la cylindrée utile dE- terminée dans le cylindre 3a par la mesure axiale du rotor mené 27e mis en place. La fig. 7 montre, D titre d'exewple, une possibilité de réalisation consistant h prEvoirS pour chaque série, quatre lunibres 34a-35a, espacées de façon réguliere pour permettre un écoulement du liquide secondaire délivré par l'un quelconque de sept rotors menés 27e susceptibles d'etre montés dans le cylindre et schématisés d la fig. 7 par des lignes de référence de tracés différents désignées par les références I VII. Il devient ainsi possible, en changeant le couple rotorbouchon équipant le cylindre 3, de modifier le dosage proportionnel délivré, h partir de caractéristiques prédéterminées correspondant, par exemple, à une fraction décimale unitaire donnée L'utilisateur peut ainsi, h partir dun jeu complet de couples rotor menant 27a-bouchon 38 qui possède, modifier l'appareil en vue d'adapter le dosage proportionnel prédéterminé du pros duit secondaire par rapport au produit primaire. Bien que cela ne soit pas représenté, il y a lieu de considérer que le dispositif pourrait être réalisé de manière 6 comporter des cylindres 2 et 3 ou 3a de diamètres différents, choisis en fonction du dosage proportionnel devant être obtenu. Dans certaines applications, l'un des produits liquides peut être de nature agressive ou polluante. il importe donc de pouvoir contrôler le débit fourni par le dispositif selon l'invention. Ceci est en particulier le cas, lorsque le produit secondaire doit impérativement être dilué précisément afin d'éviter tout accident, dégradation, pollution, etc. On conçoit, en effet, dans le cas de mélange en vue de l'obtention d'un produit résultant devant être immédiatement utilisé, qu'il importe d'éviter la distribution; en tant que produit résultant d'un produit qui ne correspondrait pas au mélange initial recherché par exemple par absence du produit de dilution. La fig. 8 montre que le dispositif 1 comporte alors avanta- geusement sur chaque canalisation de refoulement 45 ou 46 des deux produits, un manostat ou pressostat 47 ou 48 place an amont d'un clapet anti-retour 49 ou 50 dans le cas où ces canalisations aboutissent h un mélangeur 51.Les manostats 47 ou 48 sont branchés de manière a commander l'un ou l'autre le fonctionnement d'un exemple,un relais 52 dont la palette mobile 53 contrôla l'énergie motrice de fonctionnement du dispositif. il peut donc s'agir d'une électrovanne dans le cas où le liquide primaire est lui-même moteur ou d'un contacteur contrôlant l'alimentation d'un moteur électrique 54 d'entraînement de l'arbre 12. Il doit entre considéré an ce sens que tout moyen technique peut entre mis en oeuvre pour interrompre le fonctionnement du dispo- sitif en cas de réduction ou absence de circulation de l'un des produits. L'invention 'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y entre apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de dosage proportionnel de deux produits liquides, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (1) délimitant, de part et d'autre d'une cloison transversale (4) présentant un palier excentré (13), deux cylindres (2-3) coaxiaux, fermés par deux flasques (5-6) extrêmes amovibles et contenant respectivement un rotor menant (11) du type a palettes solidaire d'un arbre (12) traversant la cloison par le palier dans lequel il est centré et s'étendant axialement h travers le second cylindre et un rotor mené (27) du type a palettes enfilé de façon démontable sur l'arbre sur lequel il est calé angulairement et immobilisé asialement, lesdits cylindres comportant chacun au moins un orifice d'admission (22 34) et un orifice d'échappement (23-35). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé an ce que l'arbre (12) traverse l'un au moins des flasques (6) d l'ex- térieur duquel il présente une prise (33) d'entraînement en rotation. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre (3a) correspondant au rotor mené (27) comporte une série d'orifices d'admission (34a) et une série dworiìces d'échap- pement (35a) qui sont réunis entre eux pour chaque série par un collecteur (36a-37a). 4 - Dispositif selon la revendication 1 ou 3, caracté- risé en ce que le cylindre (3) correspondant au rotor mené (27) contient un rotor (27a) détendue axiale inférieure h celle du cylindre qui contient par ailleurs un bouchon complémentaire (38) amovible, présentant un palier excentré (28) par lequel il est enflé sur l'arbre (12). 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bouchon (38) est appliqué contre le rotor mené (27a) par un moyen élastique (40) interposé entre lui-même et le flasque de fermeture (6) du cylindre. 6 - Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caracte- risé en ce que la partie (i2a) de lk.arbrc traversant le cylindre (3a) du rotor mené (27a) présenté une rainure axiale (43) s'étendant sur une longueur inférieure A celle du cylindre et réservée h l'engagement d'une nervure ou d'une clavette (44) de liaison angulaire avec le rotor mené et en ce que le cylindre (3a) contient un bouchon (38? comportant en périphérie extérieure un joint d'étanchéité (41) coopérant avec le cylindre et en périphérie intérieure un joint d'étanchéité (42) coopérant avec la partie cylindrique de l'arbre faisant suite a ia partie rainurée. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 a 6, caractérisé en ce que la cloison (4) comporte deux garnitures d'é- tanchéité (26-31) coopérant avec l'arbre et chargées d'isoler les volumes des deux cylindres. 8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 h 7, caractérisé en ce que le cylindre et le rotor mené présentent des diamètres différents de ceux du cylindre et du rotor menant. 9 - Dispositif selon l'une des revendications 1 a 8, caractérisé en ce que les canalisations de refoulement des produits sont équipés de moyens de détection de la circulation de ces produits, ces moyens contrôlant l'énergie motrice responsable du fone- tionnement du dispositif.