Brevet FR2655728A1 — publié le 19910614

La présente invention concerne le domaine des dispositifs doseurs pour le remplissage de récipients. La présente invention s'applique aussi bien au dosage de produits liquides que de produits visqueux. Elle s'applique à tout type de récipients, sous pression ou non. Les systèmes de dosage actuels, qui utilisent le plus souvent des pompes à piston, ne donnent pas totalement satisfaction, en particulier lorsque de fortes pressions sont nécessaires. Par ailleurs, les dispositifs de dosage actuels sont généralement conçus pour délivrer des doses uniques prédéterminées, mais ne permettent pas de passer aisément et rapidement d'un volume de dosage à un autre. Le but de la présente invention est de proposer des moyens simples permettant un dosage précis, si nécessaire sous fortes pressions, et surtout une modification aisée et rapide du volume dosé. Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un dispositif doseur comprenant - un boîtier rigide comprenant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, - une poche principale souple placée à l'intérieur du boîtier et définissant une chambre principale étanche à l'intérieur de celui-ci, - des moyens d'alimentation contrôlés de fluide de commande incompressible, aptes à injecter dans la chambre principale un volume contrôlé de fluide de commande, pour modifier le volume libre de la chambre interne du boîtier communiquant avec l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le boîtier est formé de deux flasques définissant respectivement l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie, et d'un corps tubulaire reliant les deux flasques, la poche principale étant formée d'un élément tubulaire fixé par ses extrémités sur les deux flasques, et la chambre principale étant définie entre l'élément tubulaire et le corps tubulaire. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, il est prévu en outre une poche secondaire disposée sur l'intérieur de la poche principale et qui relie l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, la poche secondaire est formée d'un élément tubulaire fixé par ses extrémités sur les deux flasques. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, la poche principale et/ou la poche secondaire sont formées en matériau élastique. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels les figures I à 3 annexées représentent selon une vue schématique en coupe longitudinale, un dispositif doseur conforme à la présente invention, selon trois stades différents de son fonctionnement. Plus précisément, on a représenté sur la figure 1 un dispositif de dosage conforme à la présente invention à l'état de repos de la poche principale et de la poche secondaire. Sur la figure 2 la poche secondaire est remplie à un volume dosé complémentaire de la chambre principale et différent du volume interne du boîtier. Enfin, on a représenté sur la figure 3 le même dispositif de dosage conforme à la présente invention, à l'état vide de la poche secondaire. Pour l'essentiel, le dispositif de dosage conforme à la présente invention comprend un boîtier 100, une poche principale 200, une poche secondaire 300 et des moyens d'alimentation en fluide de commande 400. Selon le mode de réalisation non limitatif représenté sur les figures annexées, le boîtier comprend deux flasques 110, 130, un corps tubulaire 150 reliant les flasques 110, 130 et deux embouts 160, 170. Chacun des flasques 110, 130 comprend deux plateaux 112, 114, 132, 134 respectivement internes et externes. De préférence, les différents éléments composant le dispositif de dosage, à savoir le boîtier 100, la poche principale 200 et la poche secondaire 300, sont généralement symétriques de révolution autour de l'axe 102 du dispositif. Cependant cette disposition n'est pas limitative. On peut par exemple prévoir que le boîtier 100 présente une section carrée et non point circulaire ou encore qu'il présente une section droite plus complexe, par exemple ovale ou similaire. La poche principale 200 et la poche secondaire 300 peuvent présenter une section de même géométrie que le boîtier 100. Les embouts 160, 170 sont. fixés respectivement sur les flasques 110, 130, par tout moyen approprié, par exemple par vissage comme représenté en 162, 172 sur les figures annexées. Les embouts 160, 170 sont centrés sur les flasques 110, 130. Ces derniers s'étendent transversalement à l'axe 102. Les embouts 160, 170 pourraient également être fixés par exemple par soudure sur les flasques 110, 130. Chaque embout 160, 170 possède un canal interne traversant 161, 171 centré sur l'axe 102. Ces canaux 161, 171 définissent respectivement l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie du dispositif de dosage. Chaque embout 160, 170 émerge sur l'extérieur du flasque associé 110, 133. I1 possède des moyens de raccordement étanche, par exemple un taraudage référencé 163, 164, destinés à coopérer respectivement avec des moyens d'alimentation en produit à doser et avec le récipient à remplir, ou un élément Iié à celui-ci. Chacun des embouts 160, 170 possède des moyens d'obturation contrôlés du type valve commandée, référencés schématiquement 165, 175. Comme indiqué précédemment, chacun des flasques 110, 130 comprend un plateau interne 112, 132 et un plateau externe 114, 134 centrés sur l'axe 102. Le corps tubulaire 150 également centré sur l'axe 102, est fixé, par ses extrémités, respectivement sur l'un des deux plateaux internes 112, 132. Cette fixation peut être obtenue par tout moyen approprié par exemple par soudure. La poche principale 200 est formée d'un élément tubulaire. Celui-ci est de préférence réalisé en un matériau élastique tel que du butyle ou tout matériau équivalent. De préférence, au repos, la surface externe de la poche principale 200 est complémentaire de la surface de la chambre Interne définie par le boîtier 100. La poche principale 200 peut cependant s'écarter du corps 150. La chambre dite principale est définie entre le corps 150 et la poche principale 200. La poche principale 200 est fixée par ses extrémités, respectivement sur les flasques 110, 130, au voisinage du corps tubulaire 150. Plus précisément, selon le mode de réalisation représenté sur les figures annexées, la poche principale 200 est fixée par ses extrémités entre le corps tubulaire 150 et respectivement l'un des plateaux internes 112, 132 des flasques. Pour cela selon le mode de réalisation représenté sur les figures annexées, une bague 116, 136 est engagée sur chacune des extrémités de la poche principale 200, et celle-ci est retournée par ses extrémités sur les bagues 116, 136 précitées. Les portions de la poche principale 200 ainsi retournées sur les bagues 116, 136 sont référencées respectivement 202, 204 sur les figures annexées. Les bourrelets annulaires formés à chacune des extrémités de la poche principale 200 par les bagues 116, 136 et les portions retournées 202, 204 de la poche principale 200 sont logés dans des gorges annulaires définies entre le corps tubulaire 150 et chacun des plateaux 112, 132.Plus précisément, en l'espèce, les gorges recevant ces bourrelets sont définies dans le corps tubulaire 1 50. La disposition précédemment décrite permet une fixation solide et étanche de chacune des extrémités de la poche principale 200. La poche secondaire 300 est placée à l'intérieur de la poche principale 200. Elle est formée également d'un élément tubulaire centré sur l'axe 102. I1 s'agit de préférence la' encore d'un élément tubulaire réalisé en un matériau élastique, par exemple du butyle ou tout matériau équivalent. De préférence, la poche secondaire 300 définit au repos une enveloppe cylindrique présentant un diamètre de l'ordre de grandeur de la moitié du diamètre de la chambre interne définie par le boîtier 100. La poche secondaire 300 est fixée de façon étanche, par chacune de ses extrémités, respectivement sur les flasques 110, I 30. Plus précisément, les extrémités de la poche secondaire 300 sont engagées entre chacun des deux plateaux 112, 114 et 132, 134 composant les flasques 110, 130. Pour cela, selon le mode de réalisation représenté sur les figures annexées, une bague référencée 118, 138 est engagée sur chacune des extrémités de la poche secondaire 300, et cette dernière est retournée par ses extrémités sur les bagues 118, 138 précitées. Les parties de la poche secondaire 300 retournées sur les bagues 118, 138 sont référencées respectivement 302, 304. Les bourrelets ainsi définis par les bagues 118, 138 et les portions retournées 302, 304 de la poche secondaire 300 sont engagées dans des gorges complémentaires définies entre les plateaux 112, 114 et 132, 134 respectivement. Cette disposition permet d'assurer une fixation étanche des extrémités de la poche secondaire 300 sur chacun des flasques 110, 130. Les plateaux 112, 114 ; 132, 134 composant chacun des flasques 110, 130 sont fixés entre eux par tout moyen approprié, par exemple par soudure. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures annexées, les deux plateaux 112, 114 ; 132, 134 composant chacun des flasques 110, 130, présentent un diamètre supérieure au corps tubulaire 150. Il présente sur l'extérieur de celui-ci, des alésages traversants tels que 113, 115, respectivement alignés, s'étendant parallèlement à l'axe 102 et équirépartis autour de celui-ci. Les plateaux 112, 114, 132, 134 sont ainsi fixés à l'aide de boulons 133 engagés dans les alésages 113, 115 précités et venant en prise avec des écrous associés 135. Si nécessaire des joints toriques d'étanchéité peuvent être intercalés entre les embouts 160, 170 et les plateaux externes 114, 134, entre les plateaux internes 112, 132 et les plateaux externes 114, 134 associés, ainsi qu'entre les plateaux internes 112, 132 et le corps tubulaire 150. Ces joints toriques sont représentés schématiquement sur les figures annexées et référencées respectivement 169, 179, 111, 131 et 151, 152. Bien entendu, les plateaux 112, 114, 132, 134 composant les flasques peuvent faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. On notera que selon la représentation donnée sur les figures annexées, les plateaux externes 114, 134 possèdent un canon central 120, 140 engagé dans un alésage complémentaire ménagé dans les plateaux internes 112, 132. Ces canons 120, 140 reçoivent les embouts 160, 170 précités. De préférence, il est prévu dans le boîtier 100 un alésage 180 qui communique avec des moyens à pression et qui débouche dans la chambre intermédiaire comprise entre la poche principale 200 et la poche secondaire 300, c'est-à-dire sur l'intérieur de la poche principale 200 et sur l'extérieur de la poche secondaire 300. De même, il est prévu de préférence dans le boîtier 100 un alésage 190, qui communique avec des moyens à dépression et qui débouche dans la chambre intermédiaire comprise entre la pcohe principale 200 et la poche secondaire 300. Ces moyens à pression et à dépression, non représentés sur les figures annexées pour simplifier l'illustration, sont destinés à faciliter le remplissage et la vidange de la poche secondaire 300 en produit à doser. Selon la représentation donné sur les figures annexées, les alésages 180, 190 raccordés respectivement avec les moyens à pression et les moyens à dépression sont réalisés dans le même flasque 130. I1 traverse, parallèlement à l'axe 102, les deux plateaux 132, 134. Le cas échéant, les alésages 180, 190 pourraient être ménagés dans l'autre flasque 110. I1 pourrait être également réalisé respectivement dans les deux flasques 110, 130. On pourrait également prévoir de réaliser des alésages 180 reliés aux moyens à pression dans chacun des deux flasques 110, 130, et de même de réaliser des alésages 190 reliés à des moyens à dépression dans chacun des deux flasques 110, 130. Les moyens d'alimentation 400 sont conçus pour injecter à l'intérieur du boîtier 100, et sur l'extérieur de la poche principale 200, soit à l'intérieur de la chambre dite principale, un volume contrôlé et connu d'un fluide de commande incompressible. Comme cela sera explicité par la suite, cette injection de fluide de commande permet de régler le volume libre de la chambre interne du boîtier 100, et par conséquent de contrôler avec précision le volume de produit dosé. Les moyens 400 communiquent pour cela de façon étanche avec un alésage 153 ménagé radialement dans le corps tubulaire 150. Les moyens d'alimentation 400 peuvent être formés de tous moyens connus aptes à contrôler une quantité de liquide incompressible. I1 peut s'agir par exemple de moyens de contrôle de débit bi-directionnels, ou encore de toute structure connue du type vérin gradué. De tels moyens 400 connus en eux-mêmes ne seront pas décrits plus en détail par la suite. Le fonctionnement du dispositif de dosage conforme à la présente invention est pour l'essentiel le suivant. Dans un premier temps, il est nécessaire de contrôler le volume dosé. Lorsqu'aucun fluide de commande n'est injecté dans le boîtier 100 sur l'extérieur de la poche principale 200, la cylindrée du dispositif, ou volume dosé, est maximal et correspond au volume de la chambre interne du boîtier 100 moins le volume mort défini par l'épaisseur des poches principale 200 et secondaire 300. Le cas d'une cylindrée maximale du dispositif de dosage est représenté sur la figure 1. Si le volume à doser est inférieur au volume de la chambre interne du boîtier 100, il suffit d'injecter dans le boîtier 100, sur l'extérieur de la poche principale 200, grâce aux moyens d'alimentation 400, le volume complémentaire requis de fluide de commande incompressible. Cette disposition est représentée par exemple schématiquement sur les figures 2 et 3. On voit en effet sur celles-ci que la poche principale 200 n'est plus collée contre la face interne 154 du corps tubulaire 150, mais éloignée de celle-ci par une veine cylindrique de fluide incompressible 402 injectée par les moyens 400. Pour remplir le dispositif en fluide à doser, il suffit d'ouvrir la valve d'entrée 165 et d'injecter le fluide dans la poche secondaire 300 par l'intermédiaire du canal 161. Cette phase de remplissage peut être facilitée par l'application d'un vide entre la poche principale 200 et la poche secondaire 300, par l'intermédiaire du canal 190. On a ainsi représenté sur la figure 2 le dispositif de dosage à l'état plein, la poche secondaire 300 étant plaquée contre la poche principale 200. Pour éjecter ensuite le volume de produit ainsi dosé, dans un récipient approprié, il suffit, après avoir fermé la valve d'entrée 165, d'ouvrir la valve de sortie 175, et d'appliquer une pression entre la poche principale 200 et la poche secondaire 300 par l'intermédiaire du canal 180, ou d'appliquer une dépression au niveau du canal de sortie 171. On notera qu à la fin de l'éjection du produit dosé, la poche secondaire 300 s'affaise complétement comme représenté sur la figure 3, et vient obturer l'alésage de sortie 171. On évite ainsi toute application de pression néfaste sur le produit introduit dans le récipient, après vidange du dispositif de dosage. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif doseur caractérisé par le fait qu'il comprend - un boîtier (100) rigide possédant un orifice d'entrée (161) et un orifice de sortie (171), - une poche principale (200) souple placée à l'intérieur du boîtier (100) et définissant une chambre principale étanche à l'intérieur de celui-ci, et - des moyens (400) d'alimentation contrôlés de fluide de commande incompressible, aptes à injecter dans la chambre principale un volume contrôlé de fluide pour modifier le volume libre de la chambre interne du boîtier (100) communiquant avec l'orifice d'entrée (161) et l'orifice de sortie (171). 2. Dispositif doseur selon la revendication I, caractérisé par le fait que le boîtier (100) comprend deux flasques (110, 130) définissant respectivement l'orifice d'entrée (161) et l'orifice de sortie (171), et un corps tubulaire (150) reliant les deux flasques (110, 130), la poche principale (200) étant formée d'un élément tubulaire fixé par ses extrémités respectivement sur les deux flasques (110, 130). 3. Dispositif doseur selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une poche secondaire (300) disposée sur l'intérieur de la poche principale (200), et qui relie l'orifice d'entrée (161) et l'orifice de sortie (171). 4. Dispositif doseur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la poche secondaire (300) est formée d'un élément tubulaire fixé par ses extrémités, respectivement sur chacun des deux flasques (110, 130). 5. Dispositif doseur selon l'une des revendications I à 4, caractérisé par le fait que la poche principale (200) est réalisée en un matériau élastique. 6. Dispositif doseur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que la poche secondaire (300) est réalisée en un matériau élastique. 7. Dispositif doseur selon l'une des revendications 3, 4 ou 6, caractérisé par le fait que des moyens de pression communiquent avec le volume compris entre la poche principale (200) et la poche secondaire (300). 8. Dispositif doseur selon l'une des revendications 3, 4, 6 et 7, caractérisé par le fait que des moyens à dépression communiquent avec le volume compris entre la poche principale (200) et la poche secondaire (300). 9. Dispositif doseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le boîtier (100) est symétrique de révolution autour d'un axe (102). 10. Dispositif doseur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comprend - un boîtier rigide formé de deux flasques (110, 130) définissant respectivement un alésage d'entrée (161) et un alésage de sortie (171), et un corps tubulaire (150) reliant les deux flasques (110, 130), - une poche principale (200) formée d'un élément tubulaire en matériau élastique raccordé par ses extrémités respectivement sur chacun des flasques (110, 130) au voisinage du corps tubulaire (150), - une poche secondaire (300) formée d'un élément tubulaire en matériau élastique raccordé par ses extrémités respectivement sur chacun des flasques (110, 130) sur l'intérieur de la poche principale (200), - des moyens (400) d'alimentation contrôlés de fluide de commande incompressible aptes à injecter sur l'extérieur de l'élément tubulaire formant la poche principale (200) un volume contrôlé de fluide de commande, - des moyens sous pression communiquant de façon contrôlée avec le volume compris entre la poche principale (200) et la poche secondaire (300), et des moyens à dépression communiquant de façon contrôlée avec le volume compris entre la poche principale (200) et la poche secondaire (300), ainsi que - une valve d'entrée (165) et une valve de sortie (175), contrôlées, prévues respectivement sur l'alésage d'entrée (161) et l'alésage de sortie (171).