Brevet FR2633409A1 — publié le 19891229

APPAREIL PO La présente invention concerne un appareil pour la coulée calibrée d'un liquide à doser. Par "liquide", on entend tout fluide susceptible d'être dosé par écoulement à travers une pompe volumétrique, quelle que soit sa viscosité, et qu'il comporte ou non une charge en suspension. L'application principale de l'invention, mais non exclusive, concerne le dosage de produits chimiques liquides, susceptibles de se polymériser ou copolymériser avec d'autres composants, pour former diverses matières plastiques, telles que mousses, résines, etc... A titre d'exemple, on peut citer l'obtention de mousses polyuréthane, nécessitant le dosage précis d'un isocyanate et d'un polyol, puis le mélange de ces composants ainsi dosés. Dans ce domaine d'application, on a déjà proposé et la Demanderesse a exploité et exploite un appareil de coulée calibrée, comprenant - une pompe volumétrique - un réservoir de stockage du liquide à doser, communiquant avec l'entrée de la pompe - une chambre de réception ou coulée du liquide, communiquant à la fois avec la sortie de la pompe, et par un circuit de recyclage avec le réservoir de stockage, ladite chambre comprenant un orifice de coulée avec un siège vers une chambre de mélange, et une tige mobile ou pointeau, mobile en translation à l'intérieur et par rapport à la chambre, et agissant par rapport au siège précité - une chambre de recyclage du; liquide, formant vanne de controle du circuit de recyclage, et par conséquent disposée sur ce dernier, comprenant un orifice de recyclage avec un siège vers le réservoir de stockage, et un pointeau, mobile en translation par rapport et l'intérieur de cette chambre, et agissant par rapport au siège précité - un organe de commande du pointeau de la chambre de coulée du liquide, pour ouvrir ou fermer l'orifice de coulée, consistant en l'action d'une pression gazeuse sur une membrane dont ledit pointeau est solidaire - un organe de commande du pointeau de la chambre de recyclage, consistant en l'action d'une pression gazeuse sur une membrane dont ledit pointeau est solidaire. Chaque organe de commande est construit de la même manière, et est associé à une chambre, de coulée ou recyclage, et comporte - un corps en deux parties séparées par un premier élément flexible, du type membrane ou soufflet, sur lequel est fixé par tous moyens appropriés, mais de manière étanche, la tete du pointeau - un deuxième élément flexible, du type membrane ou soufflet, disposé parallèlement et à distance du premier élément flexible, serré entre la paroi de la chambre et la première partie du corps, au travers duquel le même pointeau est également solidarisé de manière étanche. Le deuxième élément flexible sépare donc l'intérieur de la chambre, et une capacité intercalaire délimitée par les deux éléments flexibles etsla première partie du corps. Le premier élément flexible sépare la capacité intercalaire, et une chambre de contrôle délimitée par la deuxième partie du corps et ledit premier élément flexible ; c'est cette chambre. de controle pneumatique qui communique avec une source de pression gazeuse, par exemple air comprimé, et qui controle les déplacements en translation du pointeau, par action de la pression gazeuse sur le premier élément flexible. Par commande de la pression gazeuse, à partir d'air comprimé par exemple, il est possible, d'une part de commander en ouverture et fermeture les orifices de coulée et recyclage, et d'autre part de réguler la pression du liquide à doser, lorsque chaque orifice de coulée ou recyclage est ouvert. Cette commande, pouvant être unique, permet d'obtenir deux phases de fonctionnement distinctes, la première de coulée pendant laquelle l'orifice de coulée est ouvert et l'orifice de recyclage fermé, la seconde de recyclage pendant laquelle l'orifice de coulée est fermé et l'orifice de recyclage ouvert. L'action de la pompe volumétrique, en coopération avec la pression régulée du liquide, permet d'obtenir un débit de coulée relativement précis, y compris pour des débits faibles. L'appareil défini précédemment a démontré toute son efficacité pour la coulée calibrée d'un liquide à doser, notamment en termes de précision. Il souffre néanmoins d'un inconvénient particulièrement sensible pour la coulée de débits relativement faibles, de l'ordre de quelques ml par minute par exemple. I1 existe entre la chambre de coulée et la chambre de recyclage un conduit faisant partie du circuit de recyclage, dans lequel la veine liquide passe d'une vitesse donnée, générée par la pompe volumétrique, à une vitesse nulle, lors de chaque transition du dispositif de la phase de recyclage à la phase de coulée. D'où un effet "coup de bélier", générant pendants un laps de temps relativement court une surpression à la sortie de la pompe, laquelle va modifier pendant le même laps de temps le débit délivré par la pompe, et donc par l'orifice de coulée vers la chambre de mélange. De tels coups de bélier ne peuvent être corrigés par les dispositifs traditionnels, du type accumulateur ou soupape de décharge. En effet, de tels dispositifs exercent leur action, en prélevant une partie du débit liquide au moment du coup de bélier, puis en la restituant au circuit. De tels prélèvements puis restitutions sont incompatibles avec un dosage volumétrique précis. La présente invention a donc pour objet de modifier le dispositif défini précédemment, de manière à éviter tout coup de bélier altérant la précision du dosage, lors du passage de la phase de recyclage à la phase de coulée. Selon l'invention, d'une part l'orifice de recyclage avec son siège sont agencés dans la chambre de réception, ou coulée, et d'autre part le pointeau de la vanne de recyclage est disposé à l'intérieur de, et de manière mobile en translation par rapport à la même chambre de réception. Autrement dit, selon l'invention, la même chambre de réception sert à la fois de chambre de coulée et de chambre de recyclage, par une disposition appropriée dans cette dernière des orifices de coulée et recyclage, et des pointeaux correspondants, les organes de commande de ces derniers restant par ailleurs les mêmes, et associés à une chambre unique. La mise en oeuvre de cette modification a montré toute son efficacité vis-à-vis des coups de bélier discutés précédemment. L'énergie correspondante se trouve en effet directement dissipée dans la chambre de réception formant capacité tampon, et contrecarrée par les membranes des deux organes de commande associés à cette même chambre. L'invention apporte par ailleurs les avantages déterminants suivants. A la différence du dispositif antérieur, où le liquide présent dans la chambre de coulée stagnait pendant la phase de recyclage, la chambre de réception est soumise à une circulation permanente du liquide, quelle que soit la phase de fonctionnement considérée, soit par l'orifice de coulée, soit par l'orifice de recyclage. Cet avantage est très important lorsqu'on traite un liquide chargé de particules en suspension, susceptibles de décanter, et de se déposer, et en conséquence d'altérer et le fonctionnement et la précision du dispositif. En intégrant la chambre de coulée et la chambre de recyclage en une seule et même chambre, on simplifie la construction et la commande pneumatique du dispositif, ce qui en particulier diminue les risques de panne. La présente invention est maintenant décrite par référence au dessin annexé (figure 1), lequel représente de manière schématique, avec arrachements partiels, un appareil conforme à la présente invention. Un appareil selon l'invention comprend - une pompe volumétrique (1) - un réservoir de stockage (2) du liquide à doser, communiquant par une sortie (2a), avec l'entrée (la) de la pompe (1) - une chambre de réception (3) du liquide à doser, servant à la fois de chambre de coulée et de chambre de recyclage, communiquant, d'une part par l'entrée (3a) avec la sortie (lb) de la pompe (1), et d'autre part par un orifice de recyclage (3b), au travers d'un circuit de recyclage (5), avec une entrée (2b) du réservoir de stockage (2) ; la même chambre est pourvue d'un orifice de coulée (3c) vers une chambre de mélange (6) - un organe de commande (4), permettant comme décrit ci-après, d'ouvrir ou fermer l'orifice de coulée (3c) - un organe de commande (7), permettant comme décrit ci-après, d'ouvrir ou fermer l'orifice de recyclage (3b) ; comme on le verra ci-après, les organes (4) et (7) sont agencés exactement de la même manière. La chambre (3) présente essentiellement deux perçages cylindriques (3d) et (3e), perpendiculaires l'un à l'autre. En correspondance, elle présente donc deux parois (3f) et (3g) intersécantes, et plus précisément perpendiculaires l'une à l'autre, la première dans laquelle est disposé l'orifice (3b) de recyclage, et la seconde dans laquelle est disposé l'orifice de coulée (3c). La jonction de l'orifice de recyclage (3b) avec le trou cylindrique (3d) forme un épaulement pour un siège (8) de recyclage, fixé par tous moyens appropriés, par exemple une bague élastique (10). La jonction entre l'orifice de coulée (3c) et le trou cylindrique (3e) forme un épaulement pour un siège (9) de coulée, fixé par une bague élastique (11). Comme indiqué précédemment, chaque organe de commande (4) ou (7) est agencé de manière identique, de telle sorte qu'un seul sera décrit par référence à des lettres, lesquelles correspondront sur l'autre organe, aux mêmes composants ou éléments. L'organe de commande (7) comporte - un corps substantiellement cylindrique en deux parties (7a) et (7b), adjacent et fixé sur la paroi de la chambre (3), de manière coaxiale au trou cylindrique (3d) ; ces deux parties sont fixées l'une à l'autre et à la paroi de chambre (3) par des moyens non représentés - une première membrane (7e), serrée entre la paroi de la chambre (3) et la première partie (7a) du corps de l'organe de commande ; - une deuxième membrane (7d), disposée parallèlement et à distance de la première membrane (7e), serrée entre les deux parties (7a) et (7b) du corps ; - un pointeau (7f) comportant, du côté de l'orifice de recyclage (3b) une partie conique, et du côté de l'organe de commande (7) une tête, séparée du reste du pointeau par une saillie (7g) ;; un boulon (7j) vissé dans la tête du pointeau serre entre ce dernier et la saillie (7g), successivement une rondelle (7i), la deuxième membrane (7d), une entretoise (7h), et enfin la première membrane (7e) ; - un ressort (7k), sous forme de boudin disposé dans la chambre de controle pneumatique délimitée par la deuxième membrane (7d) et la deuxième partie (7b) du corps ; ce ressort est comprimé entre la bague (7i) et un embout (71), calé en rotation mais mobile en translation ; - une vis (7m) tournant de manière étanche dans la deuxième partie (7b) du corps, montée dans un taraudage de l'embout (71). Il résulte de la description précédente que la première membrane (7e) sépare la chambre (3) d'une chambre intercalaire comprise entre les membranes (7e) et (7d) ; quant à la membrane (7d), elle sépare la chambre intercalaire précitée, et la chambre de controle pneumatique, dans laquelle est disposé le ressort (7k), dont la force d'appui est réglable par l'extérieur de l'organe (7). Chacun des pointeaux (7f) et (4f) se déplace donc de manière coaxiale dans un trou cylindrique déjà décrit, (3d) ou (3e) respectivement. Ces deux pointeaux, l'un de coulée (4f), et l'autre de recyclage (7f) sont disposés de manière inclinée l'un par rapport à lau- tre, et plus précisément de manière perpendiculaire. Selon la représentation du dessin annexé, bien entendu les pointeaux (4f) et (7f) ne sont pas disposés dans le même plan, et il en est en correspondance de même pour les orifices de coulée (3c) et de recyclage (3b). Les chambres de controle pneumatique des deux organes (4) et (7) sont commandées par un distributeur (12) unicue, la position de ce dernier représentée au dessin annexé correspondant à la phase de recyclage du dispositif, la position représentée à droite du distributeur (12) correspondant à la phase de coulée. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention se déduit de la description précédente. Grâce au dis tributeur (12), il est possible alternativement, de fermer l'orifice de coulée (3c) et ouvrir l'orifice de recyclage (3b), et fermer l'orifice de recyclage (3b) et ouvrir l'orifice de coulée (3c). REVENDICATIONS 1/ Appareil pour la coulée calibrée d'un liquide à doser, comprenant - une pompe volumétrique (1) - un réservoir (2) de stockage du liquide à doser, communiquant avec l'entrée (la) de la pompe - une chambre (3) de réception du liquide communiquant à la fois avec la sortie (lb) de la pompe, et par un circuit (5) de recyclage avec le réservoir de stockage, ladite chambre comprenant un orifice de coulée (3c) avec un siège (19), et un pointeau (4f), mobile en translation par rapport et à l'intérieur de la chambre, et agissant par rapport au siège précité - un organe (4) de commande du pointeau de la chambre de coulée du liquide, pour ouvrir ou fermer l'orifice de coulée, consistant en l'action d'une pression gazeuse sur un élément flexible (4d) dont ledit pointeau est solidaire - une vanne de controle du circuit de recyclage du liquide, comprenant un orifice (3b) de recyclage avec un siège (8) vers le réservoir de stockage, et un pointeau (7f) mobile en translation par rapport audit siège - un organe de commande (7) du pointeau de la vanne de recyclage, pour ouvrir ou fermer l'orifice de recyclage, consistant en l'action d'une pression gazeuse sur un élément flexible (7d) dont le pointeau est solidaire caractérisé en ce que, en combinaison - l'orifice de recyclages (7b) avec son siège (8) sont agencés dans la chambre de réception (3) ; - le pointeau (7f) de la vanne de recyclage est disposé à l'intérieur de, et de manière mobile en translation par rapport à la chambre de réception. 2/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la. chambre de réception ;(3) présente deux parois (3f, 3g) intersécantes, l'une (3g) dans laquelle est disposé l'orifice de coulée (3c), et l'autre (3f) dans laquelle est disposé l'orifice de recyclage (3b), et de manière correspondante, le pointeau de coulée (4f) et le pointeau (7f) de recyclage sont disposés de manière inclinée l'un par rapport à l'autre. 3/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parois (3f, 3g) intersécantes sont perpendiculaires l'une par rapport à l'autre, et de manière correspondante les deux pointeaux (4f), (7f) sont disposés l'un par rapport à l'autre de manière perpendiculaire.