Brevet FR2671020A1 — publié le 19920703

DISPOSITIF POUR INJECTER DES DOSES D'UN PREMIER LIQUIDE DANS UN DEUXIEME LIQUIDE EN DEPRESSION PAR RAPPORT AU PREMIER LIQUIDE La présente invention concerne un dispositif de dosage destiné à injecter des doses d'un premier liquide, contenu dans un récipient, dans une canalisation dans laquelle circule un deuxième liquide, ledit deuxième liquide étant en dépression par rapport audit premier liquide. On connaît déjà de nombreux dispositifs de dosage dans lesquels on aspire une dose du premier liquide dans une chambre de volume variable et on refoule ensuite cette dose dans le deuxième liquide circulant dans une canalisation. Le volume variable de la chambre de dosage est en général obtenu en actionnant un piston dans un cylindre. Ces dispositifs de dosage nécéssitent des moyens de déplacement du piston qui doivent vaincre les forces des pressions exercées par les liquides. Ces dispositifs sont donc consommateurs d'énergie. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif du type mentionné ci-dessus qui nécéssite peu d'énergie pour son fonctionnement. L'invention atteint son but par le fait que le dispositif comporte un bloc de dosage présentant une cavité interne partagée en deux chambres par une membrane, et des moyens de distribution destinés à mettre chacune desdites chambres de dosage, alternativement en communication avec ledit récipient et ladite canalisation, lesdits moyens étant prévus de telle manière que l'une desdites chambres de dosage soit en communication avec ladite canalisation, lorsque l'autre desdites chambres de dosage est en communication avec ledit récipient, la dépression relative existant dans ladite canalisation provoquant alors l'évacuation de la dose contenue dans la chambre de dosage qui est en communication avec ladite canalisation et l'aspiration d'une nouvelle dose dans l'autre chambre de dosage. De préférence lesdits moyens de distribution comportent un bloc distributeur accolé audit bloc de dosage et présentant, sur une paroi en contact étanche avec une paroi dudit bloc de dosage, un premier orifice par lequel débouche un premier conduit communiquant avec ledit récipient et un deuxième orifice par lequel débouche un deuxième conduit communiquant avec ladite canalisation, au moins deux canaux distincts, ménagés dans ledit bloc de dosage et débouchant, d'une part, respectivement dans lesdites chambres de dosage et, d'autre part, sur la paroi dudit bloc de dosage qui est en contact avec la paroi dudit bloc distributeur, par deux embouchures, et des moyens pour faire tourner le bloc de dosage par rapport au bloc distributeur autour d'un axe géométrique fixe, lesdites parois du bloc distributeur et du bloc de dosage présentant des surfaces de révolution autour dudit axe géométrique ; ledit premier orifice, ledit deuxième orifice et lesdites embouchures étant situés dans un même plan perpendiculaire audit axe géométrique et étant équidistants dudit axe géométrique. Avantageusement les moyens pour faire tourner le bloc de dosage par rapport au bloc distributeur comportent un moteur électrique qui entraîne ledit bloc de dosage. Le bloc distributeur peut également être fixe. Dans ce cas le moteur électrique entraîne le bloc distributeur. Selon une variante de construction le bloc de dosage comporte un nombre pair de canaux dont les embouchures sont régulièrement espacées dans ledit plan perpendiculaire à l'axe géométrique, lesdites embouchures étant alternativement en communication avec l'une ou l'autre desdites chambres de dosage. Grâce à cette structure, la membrane souple est déformée uniquement par la dépression existant entre la canalisation et la récipient lorsque les chambres sont en communication respectivement avec la canalisation et le récipient. Les formes de la cavité du bloc de dosage et de la membrane peuvent être étudiées pour que chaque dose ait un volume sensiblement égal au volume total de la cavité. La seule énergie nécessaire pour faire fonctionner le dispositif correspond à l'énergie consommée par le moteur dont le seul rôle est d'entraîner le bloc de dosage ou le bloc distributeur en rotation, et par l'organe de commande dudit moteur pas à pas. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel La figure 1 est une coupe en élévation d'un dispositif de l'invention selon un premier mode de réalisation, la figure 2 montre une coupe en élévation d'un deuxième mode de réalisation du dispositif de l'invention, la figure 3 est une coupe horizontale du dispositif selon la ligne III III de la figure 2, et la figure 4 montre une coupe schématique et horizontale d'une autre variante du dispositif de l'invention. Le dessin montre un dispositif de dosage 1 destiné à injecter des doses d'un premier liquide 2 contenu dans un récipient 3, dans un deuxième liquide 4 circulant dans une canalisation 5. Selon l'invention le deuxième liquide 4 est en dépression par rapport au premier liquide 2. Le deuxième liquide 4 circule dans la canalisation 5 à l'aide d'une pompe 6 par exemple ou par tout autre moyen connu. Dans le cas de l'utilisation d'une pompe 6, l'injection de la dose dans la canalisation 4 se fait de préférence en amont de la pompe 6. Le sens de circulation du deuxième liquide est représenté par la flèche 7, et le sens de circulation des doses du premier liquide 2 entre le récipient 3 et la canalisation 5 est représenté par les flèches 8a et 8b. Pour assurer une dépression suffisante dans la canalisation 5, il peut être nécessaire d'y installer un clapet taré.Ce peut être par exemple le clapet de pied de la pompe 6. Le dispositif de dosage 1 comprend essentiellement un bloc distributeur 10 sur lequel est monté un bloc de dosage 11. Le bloc de dosage 11 peut tourner autour d'un axe géométrique 12 et il est entraîné en rotation par un moteur électrique 13 actionné par un organe de commande 14. Le bloc de dosage 11 présente une cavité interne 15 qui est partagée en deux chambres de dosage 16a et 16b par une membrane souple 17. Au moins deux canaux 18a et 18b sont aménagés dans le bloc de dosage 11. Le canal 18a débouche, d'une part, dans la chambre de dosage 16a et, d'autre part, sur la paroi 19 du bloc de dosage 11, qui est en contact étanche avec une paroi 20 du bloc distributeur 10, par une embouchure 21a. De la même manière le canal 18b met en communication la chambre de dosage 16b avec une embouchure 21b prévue sur la paroi 19. La paroi 20 du bloc distributeur 11 présente également un premier orifice 22a et un deuxième orifice 22b par lesquels débouchent respectivement un premier conduit 23 communiquant avec le récipient 3 et un deuxième conduit 24 communiquant avec la canalisation 5. Le premier orifice 22a, le deuxième orifice 22b et les deux embouchures 21a, 21b sont situés dans un même plan 25 perpendiculaire à l'axe géométrique 12 autour duquel le bloc de dosage Il peut tourner, et sont équidistants dudit axe géométrique 12. Les parois 19 et 20 sur lesquelles débouchent respectivement les canaux 18a et 18b et les conduits 23 et 24 sont en contact mutuel étanche et elles présentent des surfaces de révolution autour de l'axe géométrique 12. Si besoin est, des points d'étanchéité peuvent être prévus sur les parois 19 et 20. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, les parois 19 et 20 sont planes et perpendiculaires à l'axe géométrique 12. L'axe géométrique 12 est lui même situé à mi-distance des embouchures 21a et 21b et à mi-distance des orifices 22a et 22b. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, les parois 19 et 20 sont cylindriques et de révolution autour de l'axe géométrique 12. Le bloc de dosage 11 loge dans une cuvette 26 prévue dans le bloc distributeur 10 et il est maintenu en place dans cette cuvette 26 par un flasque 27 fixé sur le bloc distributeur 10 par tout moyen connu. Les embouchures 21a et 21b sont disposées de manière diamètralement opposée sur la paroi cylindrique 19. Les orifices 22a et 22b sont également disposés de manière diamétralement opposée sur la paroi cylindrique 20 de la cuvette 26. On comprend aisément que les parois 19 et 20 peuvent être coniques et de révolution autour de l'axe géométrique 12. Le moteur électrique 13 peut être un moteur électrique du type pas à pas qui, dans un cycle de fonctionnement correspondant à un tour de rotation du bloc de dosage 11 marque un temps d'arrêt suffisant pour permettre l'aspiration et le refoulement d'une dose lorsque les chambres 16a et 16b sont en communication avec les conduits 23 et 24. Le moteur éléctrique 13 peut également être un moteur à mouvement de rotation uniforme. Dans ce cas les embouchures 21a et 21b se présentent sous la forme de haricots, comme représentés sur la figure 3. Le fonctionnement des dispositifs de dosage 1 montrés sur les figures 1, 2 et 3 se comprend aisément. Lorsque le moteur électrique 13 est un moteur pas à pas, l'organe de commande 14 est programmé pour que, au début d'un cycle de fonctionnement, les embouchures 21a et 21b soient respectivement en regard des orifices 22a et 22b. La chambre de dosage 16a est alors en communication avec le récipient 3 et la chambre de dosage 16b est en communication avec la canalisation 5. Du fait de la dépression relative existant dans la canalisation 5 par rapport à la pression du premier liquide 2 contenu dans le récipient 3, il se produit alors une dépression dans la chambre de dosage 16b par rapport à la pression existant dans la chambre de dosage 16a. La membrane 17 étant souple, le volume de la chambre 16b diminue et le volume de la chambre 16a augmente.Ceci entraîne une aspiration d'une dose du premier liquide 2 dans la chambre 16a, et un refoulement de la dose précédente contenue dans la chambre 16b vers la canalisation 5. Le moteur pas à pas fait ensuite tourner le bloc de dosage 11 d'un demi-tour dans le sens représenté par la flèche 28. Pendant cette rotation, les orifices 22a et 22b sont obturés par la paroi 19 et les embouchures 21a et 21b sont obturées par la paroi 20. Après cette demi-rotation du bloc de dosage 11, l'embouchure 21a est en regard de ltorifice 22a. La chambre de dosage 16a est alors en communication avec la canalisation 5 et la chambre de dosage 16b est en communication avec le récipient 3. La dose de liquide 2 contenue dans la chambre de dosage 16a est alors injectée dans la canalisation 5 et une nouvelle dose du premier liquide est aspirée dans la chambre 16b. De préférence le moteur pas à pas 13, commandé par l'organe de commande 14, marque un temps d'arrêt suffisant après chaque demi-tour du bloc de dosage 11 pour permettre à la membrane souple 17 de se déformer au maximum dans la cavité 15. De préférence la membrane 17 et la cavité interne 15 sont prévues pour que le volume de chaque dose de premier liquide soit sensiblement égal au volume total de la cavité 15. La membrane 17, le bloc de dosage 10 et le bloc distributeur 11 sont réalisés dans des matériaux chimiquement neutres par rapport au liquide 2. On comprend aisément que le bloc de dosage 11 du dispositif de dosage 1 montré sur les figures 1, 2 et 3, peut pivoter d'un demi-tour alternativement dans un sens ou dans l'autre, au lieu de tourner toujours dans le même sens. La figure 4 montre une coupe schématique d'une variante de réalisation dans laquelle le bloc de dosage Il comporte un nombre pair de canaux, référencés 18a, 18b, 18c et 18d, dont les embouchures respectives, 21a, 21b, 21c et 21d, sont régulièrement espacées dans le plan 25 perpendiculaire à l'axe géométrique 12. Comme on le voit sur le dessin, ces embouchures sont alternativement en communication avec les chambres de dosage 16a et 16b. Sur la figure 4, on a représenté quatre canaux. Les orifices 22a et 22b sont décalés d'un quart de tour par rapport à l'axe géométrique 12. Le fonctionnement de cette variante de construction est identique à celui déjà décrit, si ce n'est que le moteur pas à pas 13 fait un quart de tour à chaque cycle de fonctionnement au lieu d'un demi-tour. D'autres variantes de construction peuvent être réalisées sans sortir du cadre de la présente invention. En particulier on peut avoir plusieurs orifices 22a et 22b communiquant respectivement avec le récipient 3 et la canalisation 5 et régulièrement répartis sur la paroi 20 du bloc distributeur 10. Selon une variante, le bloc de dosage Il peut être fixe. Dans ce cas, le moteur électrique 13 entraîne le bloc distributeur 10 en rotation autour de l'axe géométrique 12. REVENDICATIONS 1. Dispositif de dosage destiné à injecter des doses d'un premier liquide (2), contenu dans un récipient (3), dans une canalisation (5) dans laquelle circule un deuxième liquide (4), ledit deuxième liquide étant en dépression par rapport audit premier liquide (2) caractérisé en ce qu'il comporte un bloc de dosage (11) présentant une cavité interne (15) partagée en deux chambres de dosage (16a, 16b) par une membrane souple (17), et des moyens de distribution destinés à mettre chacune desdites chambres de dosage (16a,16b), alternativement en communication avec ledit récipient (3) et ladite canalisation (5), lesdits moyens étant prévus de telle manière que l'une desdites chambres de dosage (16b) soit en communication avec ladite canalisation (5), lorsque l'autre desdites chambres de dosage (16a) est en communication avec ledit récipient (3), la dépression relative existant dans ladite canalisation (5) provoquant alors l'évacuation de la dose contenue dans la chambre de dosage (16b) qui est en communication avec ladite canalisation (5) et l'aspiration d'une nouvelle dose dans l'autre chambre de dosage (16a). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de distribution comportent un bloc distributeur (10) accolé audit bloc de dosage (11) et présentant, sur une paroi (20) en contact étanche avec une paroi (19) dudit bloc de dosage (11), un premier orifice (22a) par lequel débouche un premier conduit (23) communiquant avec ledit récipient (3) et un deuxième orifice (22b) par lequel débouche un deuxième conduit (24) communiquant avec ladite canalisation (5), au moins deux canaux (18a, 18b) distincts, ménagés dans ledit bloc de dosage (11) et débouchant, d'une part, respectivement dans lesdites chambres de dosage (16a, 16b) et, d'autre part, sur la paroi (19) dudit bloc de dosage (11) qui est en contact étanche avec ladite paroi (19) dudit bloc distributeur (10), par deux embouchures (21a, 21b), et des moyens (13) pour faire tourner le bloc de dosage (11) par rapport au bloc distributeur (10) autour d'un axe géométrique fixe (12), lesdites parois (19, 20) du bloc distributeur (10) et du bloc de dosage (11) présentant des surfaces de révolution autour dudit axe géométrique (12) ; ledit premier orifice (22a), ledit deuxième orifice (22b) et lesdites embouchures (21a, 21b) étant situés dans un même plan (25) perpendiculaire dudit axe géométrique (12) et étant équidistants dudit axe géométrique. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens (13) pour faire tourner le bloc de dosage (11) par rapport au bloc distributeur (10) comportent un moteur électrique (13) qui entraîne ledit bloc de dosage (11). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (13) pour faire tourner le bloc de dosage (11) par rapport au bloc distributeur (10) comportent un moteur électrique (13) qui entraîne ledit bloc distributeur (10). 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit bloc de dosage (11) comporte un nombre pair de canaux (18a, 18b, 18c et 18d) dont les embouchures respectives (21a, 21b, 21c et 21d) sont régulièrement espacées dans ledit plan (25) perpendiculaire à l'axe géométrique (12), lesdites embouchures (21a, 21b, 21c et 21d) étant alternativement en communication avec l'une ou l'autre desdites chambres de dosage (16a, 16b).