Brevet FR2649198A1 — publié le 19910104

APPAREIL DE POMPAGE ET DE MESURE DE LIQUIDE La présente invention concerne un appareil pour le pompage intermittent ou la mesure d'un liquide d'une vis- cosité faible à élevée, par exemple une résine liquide, qui est raccordé par l'intermédiaire d'un conduit de distribu- tion à un récipient de stockage. Un tel récipient peut con- venir pour le dégazage du liquide par l'application d'un vide au sein du récipient et pour faciliter ce procédé, une forme d'agitateur peut être actionné au sein du récipient. En outre, lorsqu'un système de résine liquide contient une charge, dont beaucoup sont abrasives, l'agitateur peut avoir une autre fonction qui est de maintenir la suspension de cette charge dans la résine. De plus, un tel récipient de stockage peut être chauffé et pressurisé avec du gaz ou de l'air. Un tel système est illustré sur la figure 3 o le ré- cipient de stockage 41 est raccordé à la pompe de mesure 47. Le récipient de stockage 41 comprend un récipient à vi- de 43 et une pale agitatrice 44 qui bouge dans le liquide 42. En outre, une pompe à vide 45 est raccordée au réci- pient 43, et produit un vide dans celui-ci. La pompe de mesure 47 comprend un cylindre disposé verticalement 48. Au sein de l'extrémité supérieure dudit cylindre 48 est embotté un piston mobile verticalement 49 comportant une tige de piston 50 se projetant vers le haut à partir de celui-ci, ladite tige de piston 50 étant reliée à un mécanisme d'entraînement alternatif 51. Un organe d'étanchéité 52 est interposé entre l'extrémité supérieure dudit cylindre 48 et ladite tige de piston 50. Une vanne d'arrêt 53 est installée à la base dudit récipient 43, dont l'orifice de décharge est relié à l'ex- trémité supérieure dudit cylindre 48 par un tube de com- munication incliné 54. En outre, une vanne de non-retour est prévue pour que le liquide 42 ne puisse s'écouler que dans une seule direction à partir dudit cylindre 48. Lorsque l'on souhaite mesurer le liquide 42, le méca- nisme d'entratnement 51 est actionné pour faire aller et venir le piston 49. Lorsque le piston 49 se déplace de la position la plus basse à la position la plus haute, comme représenté en traits pleins, une dépression est créée dans la région inférieure du cylindre 48. Cette dépression aspi- re le liquide 42 du récipient 43 via la vanne d'arrêt 53 et le tube 54 dans la région inférieure du cylindre 48. Ainsi, lorsque le piston 49 est de nouveau déplacé jusqu'à la po- sition la plus basse comme représenté en traits fant8mes, le liquide 42, se trouvant à présent dans la région du cy- lindre 48, est déchargé par la vanne de non-retour 55. Le degré de décharge peut être modifié par le déplacement re- latif du piston 49, afin de mesurer le liquide étant dé- chargé. L'agencement classique décrit ci-dessus présente l'in- convénient suivant: Dans le cas o des liquides contiennent une charge so- lide, et en particulier d'un poids spécifique élevé, les- dites charges ont tendance à se séparer et à se déposer à la base du récipient de stockage 41, entratnant un éventuel blocage partiel ou total du tube 54, de la vanne 53, du cy- lindre de mesure 48, et de la vanne de non-retour 55. Ainsi l'écoulement du liquide peut être gêné et, en outre, le li- quide peut varier dans le contenu de la charge avec en con- séquence une variation de la densité d'un échantillon à l'autre. Dans la présente invention, un cylindre de pompage ou de mesure disposé verticalement est fixé dans la base d'un récipient pouvant être rendu étanche. L'extrémité supérieu- re du cylindre comporte des orifices ouverts au-dessus de la zone de base du récipient. L'extrémité inférieure du cy- lindre de mesure comporte un système de vanne de non-retour qui ne laisse s'écouler le liquide que par l'extrémité in- férieure du cylindre. Un piston est prévu qui est animé d'un mouvement alternatif verticalement entre une position dans le cylindre et à l'extérieur et au-dessus du cylindre. L'importance de la course du piston dans le cylindre peut être modifiée pour la mesure de divers volumes de liquides. Une tige d'entraînement de piston est fixée au piston et celui-ci est animé d'un mouvement alternatif par un méca- nisme d'entrainement à l'extérieur du récipient. Lorsque le piston est sorti au sommet du cylindre, la dépression qui en résulte dans le cylindre amène le li- quide à être aspiré dans les orifices du cylindre à partir du récipient. Lorsque le piston est abaissé sous les orifi- ces et dans le cylindre, le piston fait sortir le liquide par l'extrémité inférieure du cylindre et par la vanne de non-retour. Ainsi, lorsque cette opération est répétée, le liquide est par intermittence rechargé dans le cylindre et déchargé du cylindre. Une ou plusieurs pales tournent autour du cylindre de mesure dans la base du récipient avec une distance minimale entre la pale et le récipient permettant cependant au pis- ton de sortir partiellement du cylindre. La rotation de la pale est obtenue au moyen d'un mécanisme d'entraînement ro- tatif placé à l'extérieur du récipient qui se raccorde à la pale par l'intermédiaire d'un arbre tubulaire entourant l'arbre moteur du piston de la pompe de mesure. L'arbre mo- teur du piston alternatif et les arbres tubulaires rotatifs peuvent être rendus étanches pour empêcher une fuite d'air, de gaz ou de vide entre le récipient et l'atmosphère à l'extérieur du récipient. La présente invention a pour objet de maintenir la suspension des charges d'une manière uniforme dans un li- quide et d'éviter ainsi la sédimentation des charges vers et à la base du récipient, évitant donc l'engorgement de la zone de base du récipient et de la pompe de mesure et de la vanne de non-retour. La présente invention a encore pour objet de disposer la pompe et le mécanisme d'entraînement de la pompe dans une position verticale avec l'arbre de la tige de piston au-dessus de la surface du liquide et avec un jeu suffisant entre la surface du liquide et l'organe d'étanchéité afin de ne pas avoir de contact entre le liquide et l'organe d'étanchéité et entre le liquide adhérant à la tige de pis- ton et l'organe d'étanchéité, éliminant ainsi les problèmes d'usure et de fuite à partir d'un organe d'étanchéité qui autrement serait en contact avec le liquide. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront à la lecture de la description dé- taillée suivante du mode de réalisation préférée de la pré- sente invention, référence étant faite aux dessins annexés sur lesquels: -Les figures 1 et 2 illustrent un mode de réalisation préférée de la présente invention; La figure 1 est une vue de côté complète en coupe; La figure 2 est une vue en coupe partielle à plus grande échelle du mode de réalisation illustré sur la fi- gure 1; et La figure 3 est une vue de côté complète, en coupe, correspondant à la figure 1, illustrant un exemple clas- sique. Les figures 1 et 2 montrent un appareil pour chauffer, mélanger, dégazer et mesurer un liquide rempli. Sur les fi- gures, la référence 1 désigne le corps dudit appareil com- portant un récipient 2 de tôle qui comprend une trémie 3 et une plaque supérieure de récipient 4 adaptée à fermer l'ou- verture dans la trémie. Un arbre agitateur tubulaire disposé verticalement 6, s'étendant au travers de ladite plaque supérieure 4, est supporté dans un palier 7 et comporte une pluralité de pa- les agitatrices 8 qui lui sont fixées. Au-dessus de la pla- que supérieure 4 est disposé un moteur électrique d'agita- tion 9, auquel ledit arbre de mélange 6 est relié via un dispositif de commande à courroie.10. En outre, un premier organe d'étanchéité 11 est interposé entre l'arbre agita- teur et le palier 7. Un liquide 12 est contenu dans ledit récipient 2. Ce liquide 12 est un composé consistant en des substances de poids spécifique différent, par exemple une résine silicone liquide thermodurcissable et une charge d'oxyde d'aluminium hautement abrasive avec une viscosité élevée qui en résul- te. Lorsque le moteur électrique 9 est actionné, les pales agitatrices sont tournées comme représenté par la flèche A par l'intermédiaire du dispositif de commande à courroie 10 et de l'arbre agitateur 6, agitant et mélangeant ainsi le liquide 12. La référence 13 désigne un conduit de distribution de liquide pour distribuer ledit liquide dans le récipient 2. Un tuyau à vide et une vanne d'arrêt 14 sont raccordés à une pompe à vide 15 et au récipient 2 dans le but de déga- zer le liquide 12. La surface extérieure 3 dudit récipient 2 est recouverte d'un dispositif de chauffage 16 qui chauf- fe le liquide 12. La référence 17 désigne un indicateur de pression pour détecter un vide dans le récipient 2. La région inférieure du récipient 2 est conique, avec un cylindre disposé verticalement 18 fixé à l'extrémité in- férieure dudit récipient. Le cylindre 18 comprend un corps de cylindre 19 fixé à l'extrémité inférieure dudit réci- pient 2 et une douille de cylindre 20 co-axiale avec ledit corps de cylindre 19 et pouvant être extraite de ce der- nier. Une plaque de recouvrement 21 pour empêcher la douil- le de cylindre 20 de sortir du corps de cylindre 19 est amovible et fixée à l'extrémité inférieure du corps de cy- lindre 19 par des boulons 22. Se projetant à partir du corps de cylindre 19 et co-axiale avec ce dernier est pré- vue une extension de corps 23, tandis que l'extrémité supé- rieure de la douille de cylindre 20 est dotée d'une exten- sion de douille de cylindre 24 co-axiale avec la douille de cylindre 20. L'extension de corps 23 et l'extension de douille 24 sont placées respectivement avec les ouvertures 25 ali- gnées les unes avec les autres. Les ouvertures 25 sont cir- culaires et la base desdites ouvertures sont au niveau de la surface intérieure de la base du récipient 3. L'extrémi- té supérieure de la douille de cylindre 20 s'ouvre sur la base du récipient 3 par l'intermédiaire desdites ouvertures 25. En outre, lorsque le liquide 12 contient une charge abrasive, ladite douille de cylindre 20 est faite d'un ma- tériau en céramique résistant à l'abrasion plut8t qu'en acier ou en plastique. Un piston 28 est embotté à la fois pour étancher et pour aller et venir verticalement dans la douille de cy- lindre 20 et l'extension de douille de cylindre 24. Ledit piston 28 est raccordé à une tige de piston 33 qui est co- axiale avec ledit arbre agitateur 6 et dans ce dernier. La- dite tige de piston 33 est raccordée à son extrémité supé- rieure à un mécanisme d'entraînement alternatif 29 compre- nant un moteur électrique 30 et un réducteur de vitesse 31. Ainsi, lorsque le moteur électrique est actionné, le piston 28 est animé d'un mouvement alternatif via la tige de pis- ton 33 selon une course et une vitesse variables à l'inté- rieur du cylindre 20 et dans l'extension de douille de cy- lindre 24. Un second organe d'étanchéité 34 est placé entre l'ar- bre agitateur 6 et la tige de piston 33. Le second organe d'étanchéité 34 et le premier organe d'étanchéité 11 sont adjacents à la plaque supérieure 4 et servent à garder le récipient 2 étanche à l'air. Le niveau de liquide 12 dans le récipient 2 est maintenu bien en dessous du niveau des organes d'étanchéité 11 et 34 et à un point tel qu'aucun liquide 12 pouvant adhérer à la tige de piston 33 ne puisse contacter et endommager lesdits organes d'étanchéité 11 et 34 lorsque la tige de piston 33 se trouve dans la position la plus haute. Une vanne de non-retour 35 ne laisse s'écouler le li- quide 12 que vers le bas et loin de la douille de cylindre 20. Dans ce cas, ladite vanne de non-retour peut être une vanne mécanique, commandée électriquement, pour s'ouvrir lorsque le piston 28 descend et se fermer lorsque le piston 28 remonte. Lorsque l'on souhaite décharger le liquide 12 qui est en train d'être agité par les pales 8 dans le récipient 2, le piston 28 est déplacé de sa position A dans la douille de cylindre 20 à sa position la plus haute dans l'extension de douille de cylindre 24 entraînant une dépression par les orifices ouverts 25 qui ne sont plus fermés par le piston 28. Cette dépression amène le liquide 12 à être aspiré par les ouvertures 25 et dans la douille de cylindre 20. Lors- que le piston est abaissé et dépasse les ouvertures 25 dans la douille de cylindre 20, le piston fait sortir le liquide 12 de la douille de cylindre 20 et par la vanne de non- retour 35. Lorsque le piston 28 est de nouveau animé d'un va-et-vient, le cycle de rechargement et de déplacement est répété. Dans le cas ci-dessus, le cylindre 18 est fixé à la base du récipient 2 et le déplacement a lieu à ce point de contenu de charge uniforme plutôt que plus tardivement dans un système de distribution o la sédimentation pourrait se produire par manque d'agitation. En outre, comme la douille de cylindre 20 et l'exten- sion de douille de cylindre 24 sont sur le même axe et les surfaces périphériques internes alignées les unes avec les autres, le mouvement du piston de l'alésage de déplacement à l'alésage de rechargement est effectué sans à-coups. Cet agencement présente l'avantage suivant. Dans l'art antérieur, comme représenté sur la figure 3, Lorsque le piston 49 est déplacé jusqu'à sa position la plus haute, il sort de l'extrémité supérieure du cylindre 48. Lorsque le piston 49 est abaissé pour entrer dans le cylindre 48, tout défaut d'alignement de la tige de piston peut entratner une détérioration ou usure entre le pis- ton 49 et le cylindre 48 ou des agglomérations et concen- trations de charges à l'entrée du cylindre 48 peuvent éga- lement avoir cette conséquence. Dans ce mode de réalisation, en revanche, même lorsque le piston 28 se trouve à sa position la plus haute, il se trouve toujours dans l'extension de la douille de cylindre 24 et ne peut être mal aligné avec la douille de cylindre 20. En outre, comme la base des ouvertures 25 se trouve au même niveau que la base du récipient 2, absolument tout le liquide peut être aspiré hors du récipient 2 ou les ouver- tures 25 peuvent être placées légèrement au-dessus ou par- tiellement en dessous de la base du récipient 2. En outre, à la différence de l'organe d'étanchéité de la tige de piston 52 sur la figure 3, l'organe d'étanchéité de la tige de piston 34 sur la figure 1 ne se trouve pas sous ou dans la surface du liquide, aussi ses conditions de fonctionnement sont meilleures pour l'efficacité de l'orga- ne d'étanchéité et la durée de vie de l'organe d'étanché- ité. Une défaillance de cet organe n'autorise pas l'admis- sion d'air dans le liquide sous forme de bulles avec un éventuelle évacuation par pompage au sein de ce liquide comme sur la figure 3, mais plut8t dans la zone au-dessus du liquide pour l'évacuation hors du récipient comme sur la figure 1. Sur la figure 2, lorsque le piston 28 est remonté au- delà des ouvertures 25, le liquide 12 s écoule dans la douille de cylindre sous son propre poids quelle que soit la dépression entraînée par un effet de recharge par le mouvement ascendant dudit piston. Ainsi, même lorsque le liquide 12 dans le récipient est en train d'être dégazé, le liquide 12 se recharge dans le-cylindre 28 comme souhaité. Alors que ce qui précède est basé sur l'exemple il- lustré, un procédé pour un liquide 12 dans le récipient 2 peut ne pas nécessiter une évacuation et un dégazage du li- quide, auquel cas le premier et le second organe d'étanché- ité 11 et 34 peuvent être omis. 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