Brevet FR2614983A1 — publié le 19881110

PROCEDE DE DOSAGE DE SUBSTANCES LIQUIDES OU PATEUSES ET INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention concerne un procédé de dosage de substances liquides ou pâteuses. Elle concerne égaleient une installation pour le dosage de substances liquides ou pâteuses permettant de mettre en oeuvre le procédé ci-dessus et comportant une cuve d'alimention contenant les substances à doser, des moyens pour prélever des masses ou des volumes prédéterminés de ces substances et des moyens pour évacuer de manière contrôlée lesdites masses ou volumes prédéterminés. Traditionnellement on a recours à des pompes pour contrôler le débit des liquides que l'on veut doser. L'utilisation d'un réservoir porté par un dispositif de pesage permet de contrôler le poids des liquides à doser et par conséquent d'asservir le débit de la pompe à la perte de poids que l'on souhaite atteindre par unité de temps. De tels dispositifs sont connus sous lé nom dé trémies à vidange régulée ou de doseurs gravimétriques diffé- rentiels. Dans ces installations, les pompes constituent les éléments faibles qui peuvent fuir, qui spnt susceptibles de polluer le liquide dosé et qui nécessitent dans tous les cas une maintenance importante. En outre, les substances visqueuses ou pâteuses ne peuvent en général pas être dosées dans les installations de ce type. La présehte invention se propose de pallier les inconvénients ci-dessus en développant un procédé et en mettant au point une installation de dosage. de substances liquides ou pâteuses ne comportant aucune pompe. Dans ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on prélève séquentiellement des masses' ou des volumes prédéterminés de substances à doser, en ce que l'on stocke momentanément ces masses ou volumes prédéterminés dans au moins un réservoir-de stockage intermédiaire dont on connaît le poids et/ou le volume, en ce que l'on soumet ces masses ou volumes prédéterminés à la pression d'un gaz et en ce que l'on règle 2 6 1 4 9 8 3 - 2 - l'ouverture d'une vanne de décharge et/ou la pression dudit gaz dans ledit réservoir de telle manière que J'écoulement desdites masses ou volumes prédétermines s'effectue en un temps donné. Selon un mode de réalisation préféré, l'on utilise deux réservoirs de stockage intermédiaire disposés en parallèle et l'on procède au remplissage de l'un de ces réservoirs de stockage intermédiaire pendant au plus une partie du temps nécessaire à vider l'autre. De préférence, les moyens de remplissage et de vidange des réservoirs de stockage intermédiaire sont agencés de telle manière que le remplissage d'un de ces réservoirs puisse être effectué dans un délai inférieur au temps minimal nécessaire pour vider l'autre. Le poids des masses prédéterminées de substances contenues dans les réservoirs de stockage intermédiaire est de préférence déterminé par pesage de ces réservoirs. Au cours de la vidange du réservoir, on contrôle de préférence de façon continue la variation du poids du réservoir contenant les substances à doser et l'on règle le débit d'évacuation de ces substances en régulant la pression du gaz injecté dans le réservoir et/ou l'ouverture de la vanne de décharge. Selon un mode de réalisation avantageux, on procède de la manière suivante pour effectuer un dosage - on ferme la vanne d'alimentation du réservoir intermédiaire préala- blement rempli, - on ouvre la vanne de mise à l'air de ce réservoir, - on met le réservoir sous la pression d'un gaz, - on active une chaîne de mesure du poids des deux réservoirs, - on ouvre progressivement la vanne de décharge du réservoir rempli et on ferme progressivement la vanne de décharge du réservoir vidé, - on active la chaîne de mesure du poids du réservoir rempli, - on ferme l'arrivée du gaz sous pression dans le réservoir vide, - on ouvre la vanne d'alimentation du réservoir vide,- - on contrôle le poids de ce réservoir au cours dle son remplissage pour détecter le moment o il est considéré comme plein, - 3 - - et on ferme la vanne d'alimentation correspondante. L'installation selon l'invention est caractérisée en ce que les moyens pour prélever lesdites masses ou volumes prédéterminés et les moyens pour les évacuer comportent au moins un reservoir de stockage intermédiaire, un dispositif générateur de gaz sous pression pour soumettre les substances contenues dans ce réservoir à la pression de ce gaz, au moins une vanne de décharge et/ou de régulation montée sur un conduit de vidange de ce réservoir et des organes de contrôle et de commande du dispositif générateur de gaz sous pression et de l'ouverture de la vanne de décharge et/ou de régulation. Selon un premier mode de réalisation préféré de cette installation, elle comporte deux réservoirs de stockage intermédiaire connectés en parallèle à la cuve d'alimentation et un circuit de vidange comportant deux vannes de - décharge et de régulation respectivement associées à chacun des deux réservoirs. Selon un second mode de réalisation préféré, elle comporte deux réservoirs de stockage intermédiaire connectés en parallèle à la cuve d'alimentation et un circuit de vidange comportant deux vannes de décharge respectivement associées à chacun des deux réservoirs et une vanne de régulation unique. Chaque réservoir de stockage intermédiaire est avantageusement associé à un dispositif -de pesage agencé pour mesurer le poids de ce réservoir contenant une masse prédéterminée de substance à doser. La vanne de régulation est de préférence du type à joint torique pneumatique. La'présente invention et ses différents avantages seront mieux compris en - 30 référence à la description d'un exemple de réalisation préféré et du dessin annexé dans lequel la figure unique représente sous une forme schématique l'installation selon l'invention. En référence à la figure, l'installation décrite comporte une cuve d'alimentation 10 contenant une substance liquide ou pâteuse Il que l'on souhaite doser, deux réservoirs de stockage intermédiaire 12 et 13 connectés en parallèle au moyen de conduits 14 et 15 à la cuve d'alimentation 10 et deux conduits d'évacuation 16 et 17 reliés entre eux et 26 1 4 983 -4 - connectés à un conduit de sortie 18. Des vannes d'alimentation 20 et 21 sont respectivement montées sur les conduits d'alimentation 14 et 15 et des vannes de décharge et/ou de régulation 22 et 23 sont respectivement montées sur les conduits d'évacuation 16 et 17. Un compresseur d'air 24 qui pourrait être remplacé par diverses autres sources de- gaz sous pression est connecté à un dispositif répartiteur de pression 25 lui-même couplé aux deux réservoirs de stockage intermédiaire 12 et 13. Chacun de ces réservbirs est associé à un dispositif de pesage respectivement 26 et 27. Par ailleurs, le réservoir de stockage intermédiaire 12 est équipé d'une vanne 28 de mise à l'air ou d'évacuation du gaz sous pression. De façon similaire, le réservoir de stockage intermédiaire 13 est également équipé d'une vanne 29 ayant les mêmes fonctions. Le principe de fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant les deux réservoirs de stockage intermédiaire 12 et 13 sont alternativement remplis et vidés. Pepd'ant que l'un des réservoirs est vidé à travers le conduit d'évacuation, par la vanne de décharge correspondante, l'autre réservoir de stockage intermédiaire se remplit. La vidange du premier réservoir est contrôlée en fonction de la perte de poids mesurée au moyen du dispositif de pesage correspondant au réservoir concerné. La régulation de l'éva- cuation des substances liquides ou pâteuses contenues dans le réservoir est assurée par un contrôle de la pression du gaz injecté dans ce réservoir. Ce gaz peut être un gaz neutre, un mélange de gaz, de l'air, de la vapeur ou tout autre gaz ne réagissant pas avec les substances contenues dans le réservoir. La régulation peut également être assurée par un contrôle de la vanne de décharge qui est avantageusement constituée par un joint torique pneumatique. Lorsque les substances à doser sont constituées par des liquides s'écoulant facilement, la cuve d'alimentation est mise en liaison avec le réservoir de stockage intermédiaire et le liquide s'écoule par grayité dans ce réservoir, la section du conduit d'alimentation étant choisie de telle manière que le remplissage du réservoir s'effectue au cours d'un intervalle de temps qui est sensiblement égal à 80% du temps minimum nécessaire pour assurer la vidange de l'autre réservoir. En revanche, si la substance contenue dans la cuve d'alimentation est visqueuse ou pâteuse, cette cuve sera mise sous pression pour assurer un remplissage forcé des réservoirs de stockage 2 6 1 4 9 8 3 - 5 - intermédiaire. Le remplissage de ces reservoirs de stockage intermédiaire 12 et 13 est facilité grâce aux deux vannes de mise à l'air 28 et 29 assurant l'évacuation de l'air initialement contenu dans le réservoir, au moment de ce remplissage. On effectue le pesage du réservoir contenant un volume prédéterminé de substance à doser; lorsque le niveau supérieur est atteint, on ferme la vanne d'alimentation. Pendant ce temps l'autre réservoir de stockage intermédiaire a été mis préalablement en vidanrge, cette -vidange étant réglée en fonction de la perte de poids du réservoir, que l'on mesure au rmoyen du dispositif de pesage correspondant. Cette régulation est effectuée par un contrôle de la pression du gaz injecté dans le réservoir de stockage intermédiaire pendant l'opération de vidange, pression destinée à forcer plus ou moins de substance vers la vanne de décharge. Compte tenu de l'élasticité des gaz, cette méthode peut avoir une tendance à osciller ern terme de débit si les- variations sont rapides. Elle présente cependant l'intérêt de ne comporter aucune partie en mouvement en contact avec le liquide ce qui supprime tous risques *de pollution. Par ailleurs, les vannes de décharge et/ou de régulation 22 et 23 comportent de préférence une ouverture circulaire fermée par un joint torique creux en matière élastique et alimenté par un fluide pouvant être injecté sous pression. L'ouverture de la vanne de décharge est directement liée à la pression du fluide injecté dans ce joint. Il est bien entendu que ces vannes de décharge à joint pneumatique pourraient être remplacées par une vanne à pointeau ou tout autre dispositif équivalent. Il est également possible de placer sur le conduit d'évacuation 18 une vanne unique de régulation 19, les vannes 22 et 23 n'ayant plus dans ce cas qu'une fonction de vannes de fermeture par tout ou rien. Comme précédemment, aucun organe en mouvement ne perturbe le liquide lors de son évacuation hors du réservoir en vidange. Il est intéressant de constater que la mise en pression du réservoir de stockage intermédiaire en vidange n'influe pas sur le poids de celui-ci de façon significative. En effet, le poids du volume d'air ou de gaz sous pression injecté dans le réservoir est pratiquement négligeable par rapport au-poids de substance liquide ou pâteuse contenue dans ce réservoir. De ce fait il est possible de contrôler la perte de poids du réservoir au cours de la 2 6 1 4 9 8 3 - 6 - vidange. Lorsque le réservoir en vidange atteint le niveau inférieur, un dispositif de contrôle et de commande automatique 30 assure la commutation des vannes d'alimentation et de décharge de sorte qu'un nouveau cycle de remplissage et de vidange puisse être mis en route. Pour efffectuer un dosage, on procède de la manière suivante - on ferme la vanne d'alimentation du réservoir intermédiaire préala- blement rempli, - on ouvre la vanne de mise à l'air de ce réservqir, - on met le réservoir sous la pression d'un gaz, - on active une chaîne de mesure du poids des deux réservoirs, - on ouvre progressivement la vanne de décharge du réservoir rempli et on ferme progressivement la vanne de décharge du réservoir vidé, - on active la chaîne de mesure du poids du réservoir rempli, - on ferme l'arrivée du gaz sous pression dans le réservoir vide, - on ouvre la vanne d'alimentation du réservoir vide, - on contrôle le poids de ce réservoir au cours de son remplissage pour détecter le moment o il est considéré comme plein, - et on ferme la vanne d'alimentation correspondante. Il est bien. évident que si l'installation ne comporte qu'un seul réservoir de stockage intermédiaire, il n'est guère possible d'assurer un dosage en continu des substances initialement contenues dans la cuve d'alimen- tation 10. La variante préférée comporte deux réservoirs de stockage intermédiaire dont l'un est en phase de remplissage pendant que l'autre est en phase de vidange et permet d'assurer un dosage continu des substances il. Comme mentionné précédemment, cette installation et le procédé dont elle assure la mise en oeuvre permettent d'assurer un dosage de substances liquides ou pâteuses sans recourir à l'utilisation d'une pompe. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus mais peut subir différentes modifications et se présenter sous la forme de diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art. Entre autres, le dispositif de pesage peut être remplacé par une mesure de débit en ligne 2 6 1 4 9 8 3 -7 - avec la vanne de régulation, par un débitmètre à ultrasons ou à effet Corriolis ou par tout autre dispositif. Par ailleurs, on notera que si les substances traitées l'exigent, il est également possible de thermostater l'installation. Ceci est particulièrement intéressant lorsqu'il s'agit de traiter des substances visqueuses à la température ambiante. Cette installation permet de "'pomper" des liquides en hauteur. Elle permet également de traiter des liquides dangereux, des substances explosives, riioyennant un dimensionnement approprié de la cuve et des réservoirs intermédiaires. 26 1 4983 Revendications 1. Procédé de dosage de substances liquides ou pâteuses, caractérisé en ce que l'on prélève séquentiellement des masses ou des volumes prédéterminés de ces substances, en ce que l'on stocke momentanément ces masses ou volumes prédéterminés dans au moins un réservoir de stockage intermédiaire dont on connaît le poids et/ou le volume, en ce que l'on soumet ces masses ou volumes prédéterminés à la pression d'un gaz et en ce que l'on règle l'ouverture d'une vanne de décharge et/ou la pression dudit gaz dans ledit réservoir, de telle manière que l'écoulement desdites masses ou volumes prédétermines s'effectue en un temps donné. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise deux réservoirs de stockage intermédiaire disposés en parallèle et en ce que l'on procède au remplissage de l'un de ces réservoirs de stockage intermédiaire pendant au plus une partie du temps nécessaire a vider l'autre. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on agence les moyens de remplissage et de vidange des réservoirs de stockage intermé- diaire de telle manière que le remplissage d'un de ces réservoirs puisse être effectué dans un délai inférieur au temps minimal nécessaire pour vider l'autre. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on détermine le poids desdites masses prédéterminées de substances en pesant le réservoir. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours de la vidange du réservoir, on contrôle de façon continue la variation du poids du réservoir contenant les substances à doser et en ce que l'on règle le débit d'évacuation de ces substances en' régulant la pression du' gaz injecté dans le réservoir et/ou l'ouverture de la vanne de décharge. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on procède de la manière suivante pour' effectuer un dosage 26 1 4983 -9- - on ferme la vanne d'alimentation du réservoir intermédiaire préalablement rempli, - on ouvre la vanne de mise à l'air de ce réservoir, - on met le réservoir sous la pression d'un gaz, - on active une chaîne de mesure du poids des deux réservoirs, - on ouvre progressivement la vanne de décharge du réservoir rempli et on ferme progressivement la vanne de décharge du réservoir vidé, - on active la chaîne de mesure du poids du réservoir rempli, - on ferme l'arrivée du gaz sous pression dans le réservoir vide, - on ouvre la vanne d'alimentation du réservoir vide, - on contrôle le poids de ce réservoir au cours de son remplissage pour détecter le moment o il est considéré comme- plein, -et on ferme la vanne d'alimentation correspondante. 7. Installation pour le dosage de substances liquides ou pâteuses, permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une cuve d'alimentation (10) contenant les substances (11) à doser, des moyens pour prélever des masses ou des volumes prédéterminés de ces substances, et des moyens pour évacuer de manière contrôlée lesdites masses ou volumes prédéterminés, caractérisée en ce que les moyens pour prélever lesdites masses ou volumes prédéterminés et les moyens pour les évacuer comportent au moins un réservoir de stockage intermédiaire (12 ou 13), un dispositif générateur de gaz sous pression (24) pour soumettre. les substances contenues dans ce réservoir à la pression de ce gaz, au moins une vanne de décharge et/ou de régulation (22 ou 23) montée sur un conduit de vidange (16 ou 17) de ce réservoir et des organes de contrôle et de commande (30) du dispositif générateur de gaz sous pression et de l'ouverture de la vanne de décharge et/ou de régulation (22 ou 23). 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte deux réservoirs de stockage intermédiaire (12 et 13) connectés en parallèle à la cuve d'alimentation (10) et un circuit de vidange comportant deux vannes de décharge et de régulation (22, 23) respectivement associées à chacun des deux réservoirs. 9. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte deux réservoirs de stockage intermédiaire (12 et 13) connectés en parallèle Z6 1 4983 - 10 - à la cuve d'alimentation (10) et un circuit de vidange comportant deux vannes de décharge (22, 23) respectivement associées à chacun des deux réservoirs et une vanne de régulation unique (19).. 10. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque réservoir de stockage intermédiaire est associé à un dispositif de pesage (26, 27) pour mesurer. le poids de ce réservoir contenant une masse prédéterminée de substance à doser. 11. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les vannes de régulation (22, 23, 19) sont du type à joint torique pneumatique.