Brevet FR2595121A1 — publié le 19870904

La présente invention est du domaine des pompes doseuses destinées à débiter des liquides ou autres fluides visqueux dans des proportions déterminées. On connaît par un brevet FR 2.366.116 (GUSMER) un alimentateur destiné à éjecter un mélange de plusieurs liquides notamment composants de polyuréthane ; les pompes d'un tel alimentateur sont des pompes à plateaux oscillants modifiées à partir de pompes du commerce, ces pompes à plateau étant alimentées par des pompes d'alimentation à engrenage ; l'ensemble de ces pompes -est complexe et coûteux. On connaît aussi par un brevet FR 2.399.008 (SPUHL) une installation de dosage et de distribution de deux ou de plusieurs liquides, constituée essentiellement par deux couples de pompe du type à piston et à cylindre entrainées de façon synchrone par un ou plusieurs éléments oscillants de façon que les deux pompes d'une paire effectue alternativement une course de refoulement et une course d'aspiration.Bien que plus simple que le précédent, l'ensemble est mécaniquement assez complexe. Les dispositifs concernés par ces publications visent principalement le réglage, électronique ou manuel, de la proportion des débits des liquides pompées. Le but de la présente invention est de proposer une pompe de conception simple permettant un dosage strict dans une proportion déterminée. Selon la présente invention, un dispositif à fonction de pompe doseuse destinée à expulser simultanément et séparément deux composants fluides selon une proportion déterminée de leurs débits est caractérisé d'une manière générale en ce qutil comprend trois ensembles cylindre-piston disposés dans le prolongement les uns des autres et ayant un axe commun des tiges de piston et des axes de cylindre, l'ensemble médian pouvant recevoir sur chacune des faces de son piston un fluide hydraulique pour mouvoir les deux autres pistons, les ensembles d'extrémité ayant la fonction de pompes aspirantes-refoulantes, en ce que la section transversale de la tige de chaque ensemble d'extrémité est égale à la moitié de la section transversale du cylindre correspondant, en ce que l'un des compartiments, dit d'extrémité, de chacun des ensembles d'extrémité comporte une entrée et une sortie pourvues chacune d'un clapet à fonction correspondante (clapet d'entrée et clapet de sortie), chaque clapet débouchant dans une tubulure d'entrée et de sortie respectivement, et en ce que l'autre compartiment, dit de tige, de chacun des ensembles d'extrémité est en communication, par une tubulure à double sens de circulation, avec la tubulure de sortie de l'ensemble correspondant. Grâce à la disposition précitée, chaque ensemble cylindre-piston d'extrémité débite la moitié du volume balayé par le piston ; dès lors que les deux pistons d'extrémité sont reliés pour manoeuvrer de façon isocinétique, la proportion de leur débit est définie de façon aussi parfaite que peuvent être définis les alésages de cylindre. Suivant une forme particulière de réalisation conçue pour assurer des débits égaux de l'un et l'autre ensemble, les sections de tige et de cylindre sont égales respectivement pour les deux ensembles d'extrémité piston cylindre. De manière générale encore, l'alimentation en fluide hydraulique de l'ensemble médian est commandée par un distributeur recevant lui-même ses commandes de détecteurs de présence des pistons d'extrémité en une position extrême de leur course ; de préférence les détecteurs sont des tiges coulissant longitudinalement de façon étanche dans les bouchons d'extrémité, lesdites tiges agissant sur des microcontacts électriques pilotant une commande électromagnétique du distributeur. Suivant une disposition avantageuse les parois séparant l'ensemble piston-cylindre médian des ensembles d'extrémité comportent dans leur alésage de passage de tige, une gorge annulaire à fonction de chambre pour un solvant de nettoyage, ladite chambre étant pourvue d'au moins une conduite la mettant en relation avec un réservoir de solvant ; la chambre à solvant pourrait être encore pourvue d'une entrée et d'une sortie avec une conduite de sortie comportant une pompe pour le retour du solvant au réservoir. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va être faite d'une forme particulière de réalisation en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles - la fig.1 est un schéma d'ensemble illustrant les caractéristiques fonctionnelles d'un dispositif de l'invention, et - la fig.2 est une coupe longitudinale partielle d'une forme d'exécution d'un corps de pompe de la fiv.1. Sur la fig.l, un dispositif à fonction de pompe doseuse comprend essentiellement un corps de pompe à trois ensembles respectivement médian 1 et d'extrémité 2 et 3, un distributeur de fluide hydraulique 4, un groupe hydraulique 5 et un couple de conduites 6 et 7 d'expulsion des composants fluides. Dans un cas d'application qui est celui de la production de mousse de polyuréthane les conduites 6 et 7 sont reliées à un pistolet mélangeur 8 permettant la projection des composants mélangés. On notera cependant que le pistolet 8 pourrait être remplacé par une tête d'injection s'il s'agissait d'injecter les composés mélangés dans un moule ; les composants sont pompés dans des réservoirs 12 et 13 par des conduites d'entrée 14 et 15 respectivement. On va maintenant décrire l'un des ensembles d'extrémité par exemple l'ensemble 3, étant entendu que l'ensemble 2 lui est analogue. Cet ensemble d'extrémité 3 comprend un cylindre 3 et un piston 31 divisant le volume intérieur du cylindre en deux compartiments, l'un dit de tige 32, l'autre dit d'extrémité 33 ; le compartiment d'extrémité 33 comporte une entrée 34 et une sortie 35 pourvues chacune d'un clapet d'entrée et de sortie respectivement 36 et 37 ; le clapet d'entrée 36 débouche dans la conduite d'entrée 15 tandis que le clapet 37 débouche -dans la conduite de sortie 7 formant tubulure d'expulsion ; le compartiment de tige est refermé du côté de la tige par une paroi 38 le séparant du compartiment médian. Le piston 31 est mû par une tige 39 passant de façon étanche à travers la paroi 38 ; près de la paroi 38 débouche dans le compartiment de tige une tubulure 22 à double sens de circulation qui débouche aussi dans la tubulure 7. La section transversale de la tige 21 est égale à la moitié de la section transversale, ou alésage du cylindre 3. Lorsque le piston manoeuvre en direction de la paroi 38 (flèche 40), le composant 13 est admis dans le compartiment 33 par le clapet 36 en position d'ouverture tandis que le clapet 37 est fermé par l'aspiration ; en même temps que le composant remplit le compartiment d'extrémité 33, le composant présent dans le compartiment de tige 32 est expulsé à travers la tubulure à double sens 22 vers la conduite de sortie 7 et de là vers le mélangeur 8 sans pouvoir pénétrer dans le compartiment 33 puisque le clapet 37 est fermé. Le volume de composant expulsé du compartiment 32 est donc égal à la moitié du volume balayé par le piston 31. Lorsque le piston manoeuvre-dans la direction opposée (flèche 41) le clapet 36 passe en position de fermeture tandis que le clapet 37 passe en position d'ouverture, en raison de la pression créée dans le compartiment d'extrémité 33, le composant présent dans ce dernier compartiment est expulsé à travers le clapet 37 dans la conduite 7 ; le volume de composant passant à travers le clapet 37 est égal au volume balayé par le piston 31; cependant, la dépression créée dans le compartiment 32 amène une partie du composant présent dans la conduite 7 à pénétrer, en empruntant la tubulure 22, dans le compartiment 32 ; le volume de composant pénétrant dans le compartiment 32 est égal à la moitié du volume balayé par le piston 31 ainsi le volume finalement expulsé par la conduite 7 est égale à la moitié du volume balayé par le piston 31.Grâce à la tubulure 22 à double sens de circulation le volume de composant finalement expulsé est toujours égal à la moitié du volume balayé par le piston. Un phénomène analogue de circulation du composant 12 a lieu de façon simultanée dans l'ensemble piston-cylindre d'extrémité 2, de part et d'autre du piston 21 mû par la tige 39. Dans l'exemple illustré sur le schéma de la fig.l, les cylindres 2 et 3 ont les mêmes alésages et les tiges 39 et 29 même section ; les débits dans les conduites 6 et 7 sont donc à tout moment strictement égaux. Les tiges 29 et 39 sont solidaires du piston 50 manoeuvrant dans le cylindre médian 1 ; la manoeuvre du piston 50 est opérée par la pression hydraulique, s'exerçant alternativement sur chacune des faces du piston 50, d'un fluide hydraulique entrant ou sortant aux extrémités du cylindre médian au voisinage des parois 28 et 38 qui limitent les compartiments de manoeuvre du piston. Le fluide hydraulique est distribué de façon classique alternativement sur chacune des faces du piston 50 par un distributeur 4 alimenté en puissance hydraulique par un groupe hydraulique classique 5. La commande du distributeur est effectuée par des détecteurs 52 et 53 de présence des pistons respectivement 29 et 39 au voisinage des extrémités des cylindres d'extrémité 2 et 3.Dans une forme d'exécution décrite plus loin, cette détection est mécanique puis transformée en commande électrique agissant de façon électro-magnétique sur le distributeur 4. Pour éviter que les composants présents dans les compartiments de tige tels que 32 ne se mélangent avec le fluide hydraulique situé de l'autre côté de la paroi 38, il est prévu que ces parois comportent une gorge annulaire 60, formant chambre de solvant, relié par un conduit 61 à un réservoir de solvant 62. On a représenté avec les mêmes références que celles de la fig.l divers organes du corps de pompe, conformément à une forme d'exécution. On remarquera plus particulièrement sur cette figure la réalisation d'un détecteur tel que 53 de la figure précédente, constitué par une tige 71 pouvant coulisser longitudinalement dans un bouchon d'extrémité 76, la tige étant sollicitée vers l'intérieur du cylindre par un ressort 72 ; un pied de tige de détecteur 73 peut actionner le palpeur d'un micro-contact électrique 75 destiné à établir ou à couper le courant d'alimentation d'un électro-aimant de commande du distributeur 4. Bien que l'on ait décrit et représenté des formes particulières de réalisation et d'exécution d'un dispositif conforme à l'invention, il doit être compris que la portée de cette dernière n'est pas limitée à ces formes mais qu'elle s'étent à tout dispositif comportant les caractéristiques générales définies plus haut. REVENDICATIONS 1.- Dispositif à fonction de pompe doseuse destinée à expulser simultanément et séparément deux composants fluides selon une proportion déterminée de leurs débits, caractérisé : en ce qu'il comprend trois en sembles (1,2,3) cylindre-piston disposés dans le prolon gement les uns des autres et ayant un axe commun (20) des tiges de piston, l'ensemble médian pouvant recevoir sur chacune des faces de son piston un fluide hydrauli que pour mouvoir les deux autres pistons, les ensembles d'extrémité ayant la fonction de pompes aspi rantes-refoulantes, en ce que la section transversa le de la tige de chaque ensemble d'extrémité (2,3) est égale à la moitié de la section transversale du cylindre correspondant, en ce que l'un des comparti ments, dit d'extrémité (33), de chacun des ensembles d'extrémité comporte une entrée et une sortie pourvues chacune d'un clapet à fonction correspondante (clapet d'entrée et clapet de sortie), chaque clapet débouchant dans une conduite d'entrée (14,15) ou dans une conduite de sortie (6,7) respectivement, et en ce que l'autre compartiment, dit de tige (32), de chacun des ensembles d'extrémité est en communication par une tubulure à double sens de circulation avec la conduite de sortie de l'ensemble correspondant 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sections de tige de piston et de cylindre sont égales, respectivement, pour les deux ensembles d'extrémité piston-cylindre, d'où il résulte que la propor tion des débits est égale à l'unité (débits égaux) 3.- Dispositif selon la revendication 1, -caractérisé en ce que l'alimentation en fluide hydraulique de l'ensemble médian (1) est comman dée par un distributeur (4) recevant lui-même ses commandes de détecteurs (53) de présence des pistons (21,31) d'extrémité en une position extrême de leur course 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits détecteurs sont des tiges (71) coulissant longitudinalement de façon étanche dans des bouchons d'extrémité (76) des cylindres d'extrémité, lesdites tiges agissant sur des microcontacts électriques (75) pilotant une commande électromagnétique du distributeur 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des parois (28,38) séparant l'ensemble piston-cylindre médian des ensembles d'extrémité comportent dans leur alésage de passage de tige, une gorge annulaire (60) à fonction de chambre pour un solvant de nettoyage, ladite chambre étant pourvue d'au moins un conduit (61) la mettant en relation avec un réservoir de solvant (62).