Brevet FR2602068A1 — publié le 19880129

Dispositif de dosage proportionné réglable de deux Liquides. La présente invention concerne le domaine technique du dosage proportionné de deux liquides devant être mélangés dans de faibles proportions déterminées l'un par rapport à l'autre. Le domaine technique concerné est plus particulièrement celui du contrôle de la qualité et de la potabilité de l'eau prélevée à partir d'une source appropriée et stockée dans un réservoir généralement en charge pour alimenter sous pression des postes d'utilisation. Dans le domaine d'application ci-dessus, il est fréquent de rencontrer des conditions de stockage temporaire pouvant être qualifiées de relativement stables, c'est-à-dire dans lesquelles l'eau prélevée pour emplir un réservoir en charge ne connaît que peu ou pas d'évolution de sa demande biologique ou chimique en oxygène. Dans de telles conditions, il est généralement admis d'incorporer à la quantité d'eau stockée une dose déterminée d'un produit liquide de traitement choisi pour garantir Le maintien des caractéristiques de qualité, de potabilité et de limpidité de l'eau. De façon très fréquente, un tel produit de traitement est à base de chlore. Dans de très nombreuses installations, le mélange à l'eau du produit de traitement est effectué périodiquement sur la base de la distribution d'une dose globale correspondant par exemple à la capacité maximale du réservoir de stockage. Une telle méthode n'est, bien entendu, pas satisfaisante, car elle ne tient pas compte du mode général d'utilisation de telles installations consistant à permettre un prélèvement ou un soutirage sensiblement permanent de l'eau à partir du réservoir qui est ainsi parallèlement réalimenté de façon également sensiblement permanente. Si La dose de produit de traitement initialement distribuée peut etre estimée assumer sa fonction pour La quantité d'eau en réserve à l'instant de distribution, on conçoit que dans le temps une dilution intervint et que Le dosage initial du produit de traitement baisse gradueLlement jusqu'à atteindre très rapidement une concentration insuffisante. Pour tenter de résoudre ce problème, on a proposé de mettre en oeuvre une installation de distribution périodique d'une dose de produit de traitement. Une telle installation comprend généralement des moyens d'analyse périodique du milieu liquide à contrôler à partir desquels est réalisé, de façon automatique ou manuelle, la distribution d'une ou plusieurs doses de produit de traitement en fonction de l'évolution du milieu liquide principal. Les installations du type ci-dessus sont lourdes, chères et délicates à conduire et requièrent dans tous les cas un personnel qualifié devant obligatoirement travailler en équipe pour éviter toute interruption de contrôle dans le temps. La présente invention vise à supprimer les inconvénients cidessus en proposant un dispositif de dosage proportionné, réglable, de deux Liquides, plus particulièrement destiné à la mise en oeuvre dans le domaine d'application préféré rappelé ci-dessus, mais pouvant aussi recevoir d'autres applications chaque fois qu'il convient d'assurer, pour un milieu liquide principal, La distribution d'un second produit liquide selon un dosage prédéterminé et constant. Pour atteindre L'objectif ci-dessus, le dispositif de dosage proportionné conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend - un bac de réception monté, sous une source de distribution d'un premier liquide, sur un axe horizontal pour occuper à vide une position stable de remplissage et pour être, une fois rempli, bas culé dans une position de vidage dessus d'un réservoir de stockage, - un mécanisme associé au bac de réception et comman dant, pour chaque cycle remplissage-vidage du bac, Le déplacement Limité d'un coulisseau le long d'une glissière plongeant dans un bac de pré Lève- ment d'un second liquide, - une cuillère-doseuse de prélèvement montée pivo tante sur un axe horizontal porté par le coulisseau, - et une butée portée par la glissière pour être placée sur la trajectoire de la cuillère doseuse et provoquer son basculement-déversement au-dessus du réservoir de stockage pour n cycles de rem pLissage-vidage du bac de réception. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessus en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une élévation latérale partie en coupe du dispositif conformeà l'invention. La fig. 2 est une vue en plan prise selon la ligne 11-11 de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe-élévation illustrant, à plus grande échelle, un détail de réalisation de l'un des éléments constitutifs du dispositif. La fig. 4 est une vue schématique analogue à La fig. 1 illustrant une phase particulière de fonctionnement du dispositif de L'invention. Le dispositif objet de l'invention est destiné à être interposé entre une source 1 de distribution d'un produit liquide Lj devant remplir un réservoir 2 de stockage et de soutirage dans lequel un mélange du premier produit liquide doit etre effectué avec un produit liquide second L2 selon une concentration déterminée. Parmi les différentes applications possibles, il convient de citer le stockage et la distribution d'eau potable L1 sous pression à partir du réservoir 2 représentant, par exemple un château d'eau et dont le remplissage constant est assuré à partir d'une source 1 appropriée dans Laquelle l'eau a subi ou non préalablement un prétraitement d'épuration, de purification, etc. Dans u --teL- exémpL---- d'application, Le second produit L2 devant être délivré à concentration déterminée dans le réservoir 2 est, par exemple, un produit Liquide chloré contenu dans un bac de prélèvement 3. Le dispositif comprend un bâti 4 supportant un bac de réception 5 monté sur un axe de basculement horizontal 6. Le bac de réception 5 est conformé pour posséder à vide un centre de gravité le sollicitant en basculement dans le sens de la flèche f1 pour L'amener dans une position stable de remplissage sensiblement horizontale contre une butée 7. La conformation du bac de réception 5 est également choisie pour lui conférer, une fois rempli, un centre de gravité le sollicitant en basculement sur l'axe 6 dans le sens de la flèche f2 jusque dans une position déterminée par une butée 8 dans laquelle un déversoir 9 qu'il comporte se trouve situé à l'aplomb du réservoir de stockage et de soutirage 2.La forme du bac 5 illustrée par la fig. 1 n'est, bien entendu, donnée qu'à titre d'exemple car d'autres réalisations peuvent également être envisagées pour répondre à la double condition énoncée ci-dessus. Le bac de réception 5 est associé à un mécanisme 10 chargé de commander, pour chaque cycle de remplissage-vidage du bac 5, le déplacement limité d'un coulisseau 11 portant une cuillère doseuse 12. Le mécanisme 10 est par exemple constitué par une roue à rochet 13 montée libre de tourner sur un axe 14 horizontal porté par exemple par un montant 15 du bâti 4 pour s'étendre latéralement à l'un des côtés du bac de réception 5. L'axe 14 est parallèle à l'axe de basculement 6 en étant par exemple situé dans un plan inférieur à ce dernier. La roue à rochet 13 est destinée à coopérer avec un cliquet 16 dit de commande, monté articulé sur une bride 17 portée par le bac de réception 5. La roue à rochet 13 coopère, par ailleurs, avec un cliquet 18 d'antidévirage s'étendant à l'opposé du cliquet 16 par rapport à un plan vertical transversal au bac 5 passant par l'axe 14. La roue à rochet 13 est associée à un bras radial 19 relié à un câble 20 passant sur une poulie de renvoi 21 portée par une glis sière 22 et audelà de laquelle le cable 20 est accroché au coulis seau 11. La glissière 22 s'étend de façon inclinée pour plonger dans le bac de prélèvement 3 rempli du liquide additionnel L2. La glis sière 22 supporte le coulisseau 11 qui peut être constitué par un simple fourreau ou au contraire, comme illustré par la fig. 3, par un chariot 11a muni de galets îîb coopérant avec les bords longitudinaux d'une barre profilée 22 formant la glissière.L'inclinaison de la glissière 22 telle qu'illustrée par la fig. 1, n'est pas critique au sens de l'invention et-peut donc etre choisie en fonction de l'implantation du dispositif. La glissière 22 présente une longueur au moins. égale au développé de la demi-crrconférence décrite par le point d'attache 23 entre le câble 20 e le bras de levier 19. La glissière 22 porte à sa partie supérieure une butée 24 dont la position peut être ajustée parallèlement à la trajectoire que définit la glissière 22 pour la cuillère doseuse 12. La butée 24 est dans tous les cas placée sur la trajectoire de cette cuillère-doseuse qui est montée pivotante sur un axe horizontal 25 porté par le coulisseau 11. La cuillère 12 est de préférence, mais non exclusivement, constituée oar un segment de tore tubulaire 26 muni d'un bras interne radial 27 pa l'intermédiaire duquel il est suspendu et monté pivotant sur L'axe 25, de telle manière que le plan du segment de tore soit perpendiculai re audit axe. Bien que cela ne soit pas représenté, il convient de considérer que la glissière 22 comporte également une butée basse limitant la course du coulisseau 11 sur la glissière 22, selon un cycle de fonctionnement tel que décrit ci-après. Dans la position illustrée par la fig. 1, le bac de réception 5 occupe un état stable de remplissage sous la source 1 qui délivre - le liquide L1 de façon continue ou discontinue. Lorsque ce liquide atteint le niveau de remplissage maximal tel qu'illustré par la fig. 1, le bac de réception 5 bascule dans le sens de la flèche f2 sur L'axe 6 et déverse son contenu dans le réservoir de stockage et de soutirage 2. Dans cette phase du cycle de fonctionnement correspondant à une étape de remplissage-vidage du bac 5, le coulisseau 11 garde la position de référence par exemple basse sur la glissière 22 et conférée par La position du bras 19. Lorsque Le liquide L1 a été entièrement déversé dans le réservoir 2, Le bac 5 bascule dans Le sens de la flèche f1 sur l'axe 6, de sorte que le cliquet 16 en prise avec une des dents de la roue à rochet entraine celle-ci en rotation dans le sens de la flèche f3. Il y a lieu de noter que la roue à rochet 13 est restée immobilisée dans sa position initiale lors de la phase de basculement du bac de réception 5 dans le sens de la flèche f2, malgré le frottement du cliquet 16 sur les rampes inclinées des dents de La roue à rochet 13, en raison de la prise du cliquet d'antidévirage 18. Lors du basculement en retour du bac de réception 5, le cliquet 16 entraîne la roue à rochet 13 dans le sens de la flèche f3, de sorte que le bras de levier radial 19 est déplacé dans le sens correspondant et exerce une traction sur le câble 20 dans le sens de la flèche f4. Le coulisseau 11 est ainsi élevé sur la glissière 22 d'une mesure Linéaire correspondant au pas angulaire de rotation -partielle de La rou 13 déterminée par Les caractéristiques structurelles e La roue à rochet 13 et du cliquet 16. Lorsque Le bac de réception 5 a été ramené dans sa position d'origine, un cycle complet remplissage-vidage a été effectué. Le bac 5 est de nouveau placé dans la position originelle pour le dé roulement d'un cycle remplissage-vidage identique. Chaque cycle remplissage-vidage du bac 5 commande, par Le mécanisme 10, Le déplacement partiel du coulisseau 11 depuis par exemple la position basse sur La glissière 22 correspondant à un état de pré lève ment par la cuillère 12 d'une dose de produit additionnel L2. Le coulisseau 11 est ainsi progressivement élevé sur la glissière 22 pour être tout d'abord extrait du bac de prélèvement 3 et être amené à proximité de La butée 24 lorsque la roue à rochet 13 a été entraînée sur un demi tour de rotation moins Le pas angulaire d'un cycle remplissage-vidage. Un nombre n de cycles remplissage-vidage du bac de réception est donc nécessaire pour amener la cuillère de prélèvement 12, de la position basse de prélèvement à la position haute à proximité de la butée 24. Le nombre n est déterminé en fonction de la concentration du produit L2 devant être ajouté à un volume donné de produit L1. Lorsque sensiblement un demi tour de rotation de la roue à rochet 13 a été produit par les basculements successifs du bac 5, le dernier cycle remplissage-vidage de ce dernier entrain la roue 13 en rotation sur la plage angulaire restante, ce qui produit le déplacement de la cuillère 12 contre la butée 24. La présence de la butée 24 impose le pivotement de la cuillère 12 dans le sens de la flèche f5 (fig. 4), de sorte que le contenu de produit additionnel L2 est déversé dans le réservoir 2.Le réglage de la butée 24 permet de provoquer une rotation totale ou partielle de la cuillère 12 et, par conséquent, d'ajuster exactement la dose de produit déversée, en laissant éventuellement subsister à l'intérieur de cette dernière une fraction de la dose initialement prélevée à partir du bac 3. Le fonctionnement du dispositif se poursuit ensuite par la succession d'autant de cycles remplissage-vidage du bac 5 entrainant la roue à rochet 13 ens une cemi-rotation complémentaire. Cette demi-rotation provor e, par L'intermédiaire de la liaison bras 19 câble 20, le déplaci.;ent progressif descendant du coulisseau 11 ramenant la cuillère 12 dans une position basse de prélèvement à l'intérieur du bac 3. Cette position illustrée par la fig. 1 est atteinte lorsque La roue à rochet 13 a effectué une rotation d'un tour complet dans le sens de la flèche f3 Le dispositif selon ltinvention permet, ainsi que cela ressort de ce qui précède, d'assurer le maintien de la concentration du produit additionnel L2 par rapport au produit L1 dans le cas particulier où le mélange L1 + L2 stocké dans le réservoir 2 fait l'objet d'un soutirage périodique ou permanent entraînant la fourniture d'un apport campLérentaire par l'intermédiaire de la source 1 alimentant le bac de réception 5. Le dispositif selon l'invention est d'une structure robuste et peu coûteuse et permet d'assumer un tel servi te avec une grande fiabilité étant donné la mi se en oeuvre de moyens techniques simples et de fonctionnement sûr dans Le temps. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de dosage proportionné, régbble de deux liquides, caractérisé en ce qu'il comprend - un bac de réception (5) monté, sous une source (1) de distribution d'un premier liquide (L1), sur un axe horizontal (6) pour occuper à vide une posi tion stable de remplissage et pour être, une fois rempli, basculé dans une position de vidage au dessus d'un réservoir de stockage (2), - un mécanisme (1Cii associé au bac de réception et commandant, pour chaque cycle remplissage-vidage du bac, le déplacement limité d'un coulisseau (11) le long d'une glissière (22) plongeant dans un bac (3) de prélèvement d'un second liquide (L2), - une cuillère-doseuse (12) de prélèvement montée pivotante sur un axe horizontal (25) portéepar le coulisseau, - et une butér (24) portée par la glissière pour être placée sur : ajectoire de La cuillère-doseuse et provoquer son basculement-déversement au-dessus du réservoir de stockage pour- n cycles de remplis sage-vidage du bac de réception. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un bac de réception (5) conformé et monté sur l'axe horizontal (6) de manière à comporter à vide un centre de gravité le maintenant dans une position stable de remplissage et,plein un centre de gravité provoquant automatiquement son basculement sur ledit axe (6) jusque dans une position de réglage. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme (10) de commande du coulisseau (11) est constitué par une roue à rochet (13) actionnée par au moins un cliquet (16) porté par le bac de réception et portant un bras radial (19) agissant sur un câble (20) passant sur une poulie de renvoi (21) avant d'être accroché au coulisseau (11). 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la roue à rochet (13) est associée à un cliquet anti-dévirage (18). 5 - Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la roue à rochet (13) et les cliquets (16, 18) sont réalisés pour définir le nombre n de cycles remplissage-vidage du bac de réception nécessaire au déroulement d'un cycle prélèvement- déversement de la cuillère-doseuse (12). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cuillère-doseuse (12) est constituée par un secteur de tore tubulaire monté suspendu et pivotant par un bras interne radial (26) sur un axe horizontal (25) perpendiculaire au plan du tore. 7 - Dispositif selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que La butée (24) portée par la glissière est à position rég lable pour l'ajustement de i'argle de pivotement de la cuillêre-doseuse.