Brevet FR2679964A1 — publié le 19930205

DISPOSITIF DE DOSAGE ALTERNATIF POUR INJECTER UNE DOSE VARIABLE DE PRODUIT ANNEXE DANS UN FLUIDE PRINCIPAL La présente invention concerne un dispositif de dosage alternatif destiné à injecter une dose variable de produit annexe dans un fluide principal circulant dans une canalisation. On connaît des pompes alternatives, ou des moteurs alternatifs utilisant l'énergie du fluide principal, qui sont attelés, soit directement soit indirectement, à des dispositifs de dosage extérieurs destinés à injecter une dose variable de produit annexe le fluide principal transitant dans une chambre de ladite pompe à chaque cycle de fonctionnement. Ces dispositifs doseurs alternatifs comportent, d'une part, un corps de cylindre délimitant une cavité interne de volume variable communiquant en aval avec la chambre de pompe et en amont communiquant avec une source de produit annexe par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour et, comportent d'autre part, un piston équipé d'une soupape et pouvant se déplacer dans ladite cavité par actionnement de la pompe. Le volume de la cavité est réglable par le fait que le corps de cylindre comprend une chemise fixe solidaire du corps de pompe, un corps doseur monté coulissant et étanche à l'intérieur de la chemise et des moyens de réglage de la position du corps doseur par rapport à la chemise pour faire varier le volume de la cavité du corps de cylindre. Le piston a un diamètre sensiblement égal au diamètre interne du corps doseur et se déplace alternativement entre une première position extrême située à l'intérieur du corps doseur et une deuxième position extrême située dans la chemise à l'extérieur du corps doseur. Le volume de la dose injectée à chaque cycle de fonctionnement dépend de la position de la face d'extrémité interne du corps doseur, cette face étant située dans le trajet fixe du piston. Le dispositif de dosage décrit ci-dessus est connu en soi. Dans les dispositifs actuels, le corps doseur est positionné par rapport à la chemise, soit à l'aide d'une goupille ou d'un écrou variables soit par vissage ou dévissage d'une bague extérieure, variable en continu. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de dosage du type mentionné ci-dessus dans lequel les moyens de réglage de la position du corps doseur par rapport à la chemise permettent un réglage précis et rapide du dosage, sans démontage de l'ensemble du doseur et sans arrêter le débit de fluide dans la canalisation principale. Le but est atteint selon l'invention par le fait que les moyens de réglage de la position du corps par rapport à la chemise comportent a) une pluralité de gorges ménagées le long d'au moins une génératrice externe du corps doseur et espacées d'un pas P, b) une pluralité d'encoches, traversant la portion de paroi de la chemise qui est voisine de ladite génératrice, espacées le long de ladite génératrice d'un pas P' différent d'un multiple du pas P, et, c) une clavette susceptible de coopérer avec un logement formé par l'une quelconque desdites encoches et une gorge mise en regard de ladite encoche, pour bloquer le corps doseur sur la chemise. Grâce à cette disposition, il est possible de faire varier le volume de la dose d'un incrément égal à un sous multiple de l'incrément correspondant au coulissement du corps doseur d'un pas P par rapport à la chemise, en déplaçant la clavette d'une encoche vers l'encoche voisine. Avantageusement, le logement de la clavette se présente sous la forme d'un alésage traversant de part en part la paroi du corps de cylindre. De préférence, la clavette coopère avec deux logements diamétralement opposés. 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 longitudinale illustrant une première forme de réalisation du dispositif de dosage de l'invention ; la partie gauche montre la position occupée par le corps doseur pour injecter une forte dose de produit annexe et la partie droite montre une position intermédiaire du corps doseur, la figure 2 est une coupe transversale du dispositif prise selon la ligne II-II de la figure 1, les figures 3a à 3d sont des schémas représentant, à grande échelle, diverses positions de la clavette par rapport aux encoches selon la figure 1. Les figures 4 et 5 sont des vues analogues aux figures 1 et 2, montrant une deuxième forme de réalisation du dispositif de dosage conforme à l'invention. Les figures 6a à 6d sont des vues analogues aux figures 3a à 3d représentant diverses positions relatives du corps de doseur selon la figure 4. Suivant la première forme de réalisation illustrée par les figures 1 et 2, le dispositif de dosage alternatif 1, est attelé à une pompe alternative dont seul le corps de pompe 2 est représenté. Le dispositif de dosage 1 est destiné à injecter une dose d'un produit annexe liquide dans la chambre 3 de la pompe par laquelle transite le liquide principal circulant dans une canalisation principale non représentée. Le dispositif de dosage 1 comprend, d'une part, un corps de cylindre 4 qui délimite une cavité interne 5 communiquant, en aval, avec la chambre 3 et, en amont, avec une source de produit annexe non représentée par l'intermédiaire d'une buse 6 munie d'un passage 7 obturable par un clapet anti-retour 8 de type connu. Il comprend, d'autre part, un piston 9 muni d'une tige 10 reliée et actionnée par un élément mobile de la pompe. Le piston se déplace alternativement dans la cavité 5 selon un trajet fixe ayant une longueur déterminée. Le corps de cylindre 4 comporte une chemise 11 fixée au corps de pompe 2 par des vis 12. L'étanchéité entre le corps de pompe 2 et la chemise 11 est assurée par un joint d'étanchéité 13. La chemise 11 présente un alésage intérieur cylindrique 14 dans lequel est monté coulissant un corps doseur 15. L'étanchéité entre la chemise 11 et le corps doseur 15 est réalisée par un joint d'étanchéité 16. La position du corps doseur 15 par rapport à la chemise 11 est déterminée par des moyens de réglage 17 décrits plus loin. Le corps doseur 15 présente un alésage intérieur 18 concentrique à l'alésage intérieur 14 de la chemise 11. Le diamètre de l'alésage 18 est inférieur au diamètre de l'alésage 14. Le piston 9 peut se déplacer alternativement dans la cavité 5 entre, d'une part, une première position extrême située dans l'alésage intérieur 18 du corps doseur 15 et représentée par la référence 19 et, d'autre part, une deuxième position extrême référencée 20 et située dans la chemise 11 à l'extérieur du corps doseur 15. Le piston 9 partage ainsi la cavité 5 en une chambre inférieure 5a et une chambre supérieure 5b communiquant avec la chambre de pompe 3, lesdites chambres ayant des volumes variables en fonction de la position du piston 9. Le piston 9, dont le diamètre est sensiblement égal ou inférieur au diamètre de l'alésage intérieur 18 du corps de doseur 15, présente une gorge annulaire 21 dans laquelle est monté un joint 22 qui coopère avec la paroi du corps doseur 15, lors de la montée du piston 9 dans ce dernier, pour assurer l'étanchéité entre le piston 9 et le corps doseur 15. Des passages 23 sont ménagés dans le corps du piston 9 pour permettre le passage de fluide annexe de la chambre inférieure 5a vers la chambre supérieure 5b pendant la descente du piston 9 dans le corps doseur 15, grâce à un clapet annulaire souple 24. La partie supérieure du corps doseur 15 présente une paroi évasée 25 permettant le guidage du piston 9 et du joint 22 lors de la descente du piston 9. La buse 6 est fixée à l'extrémité inférieure du corps doseur 15 avec interposition d'un joint d'étanchéité annulaire 26 qui peut avantageusement servir de siège de soupape au clapet anti-retour 8. Les moyens de fixation du corps doseur 15 sur la chemise 11 sont constitués par une broche de manoeuvre 27 présentant deux clavettes parallèles 28a, 28b coopérant avec des logements tubulaires 29a et 29b qui sont parallèles et diamétralement opposés et qui traversent de part en part la paroi du corps de cylindre 4. Chaque logement, 29a par exemple, est formé par une encoche 30 traversant la paroi de la chemise 11 et par une gorge 31 ménagée sur la paroi extérieure du corps doseur 15. Pour pouvoir régler le volume de la dose injectée, le corps doseur 15 présente le long de deux génératrices opposées, une pluralité de gorges 31 espacées d'un pas fixe P comme représenté sur les figures 3a à 3d. Cette disposition permet de faire varier le volume de la dose de produit annexe injectée dans la chambre de pompe 3 par coulissement du corps doseur 15 d'un pas P de manière à mettre l'une ou l'autre des gorges 31 en regard de l'encoche 29 décrite ci-dessus. La chemise 11 présente également dans sa portion de paroi voisine de ladite génératrice une pluralité d'encoches 30 espacées d'un pas P' différent du pas P. Cette disposition permet de réaliser un réglage fin et précis du volume de la dose de produit annexe injecté par déplacement des clavettes 28a et 28b dans l'une quelconque des encoches 30. La position de chaque encoche 30 correspond à une fraction du pas P des gorges 31. Des indications graphiques peuvent être notées en regard des encoches 30 et des gorges 31 pour permettre une lecture directe du volume de la dose injectée. Le dessin montre un mode de réalisation comportant quatre encoches 30, dans lesquelles P' = 1,75 P. Dans ce cas, lorsque la clavette 28 passe d'une encoche 30 à l'encoche voisine, la position du corps de doseur 15 se décale de 2P - 1,75P = 0,25P. Dans ces conditions, les quatre encoches 30 permettent de faire varier le positionnement du corps de doseur 15 par quart du pas P. Il est manifeste que le nombre d'encoches 30 peut être différent il est utile de préciser que P', différent d'un multiple K de P, n'est pas quelconque mais découle directement du nombre N d'encoches 30 choisi. En fait : P' = KP - P/N. Par exemple, si K = 2, avec trois encoches P' = 1,66 P et avec quatre encoches P' = 1,80 P. Si K = 3, avec quatre encoches P' = 2,75 P. Le guidage en translation du corps doseur 25 par rapport à la chemise 11 est réalisé par des moyens de guidage en translation comportant au moins un bossage 32 glissant dans une rainure 33. Comme on le voit sur la figure 2, le bossage 32 est formé sur la chemise 11 et la rainure 33 est réalisée dans la paroi externe du corps doseur 15 et est parallèle à l'axe du corps doseur 15. La rainure 33 peut évidemment être réalisée sur la paroi interne de la chemise 11 et le bossage 32 peut être formé sur la paroi externe du corps doseur 15. Le bossage 32 coulisse dans la rainure 33 lorsqu'on déplace le corps doseur 15 par rapport à la chemise 11, empêchant ainsi la rotation du corps doseur 15, autour de son axe, par rapport à la chemise 11. Dans tous les cas, les moyens de guidage doivent être tels que le fonctionnement du joint coulissant 16 soit correct. Suivant la deuxième forme de réalisation illustrée par les figures 4 et 5, les encoches 30 débouchent à l'extérieur de la chemise 11, ce qui permet une meilleure appréciation visuelle de la position relative du corps doseur 15 relativement à ladite chemise 11. La chemise 11 peut avantageusement être renforcée au droit des encoches 30 par des renflements lla et llb. Ainsi que cela ressort de la figure 4, la broche 27 fait corps avec deux clavettes 35a et 35b dont l'épaisseur est égale au pas P, qui est lui-même égal à la hauteur des encoches 30. Elles présentent en saillie, vers l'intérieur à mi-épaisseur, une languette 34a, 34b ayant une épaisseur égale à la moitié du pas P et à la largeur de chaque gorge 31. Grâce à cette disposition, il suffit de deux encoches espacées au pas P' = 1,75 P (ou 2,75 P) pour obtenir quatre positions du corps doseur 15 et ceci en introduisant les clavettes 35a et 35b dans l'encoche 30 sélectionnée, avec leur languette 34a, 34b tantôt placée en haut, tantôt placée en bas pour s'engager dans une gorge 31 ou la gorge contigüe (se reporter aux figures 5a, 5b, 5c et 5d). Avec trois encoches espacées de P' = 1,833 P (ou 2,833 P), on obtient six positions du corps doseur 15 décalées de un sixième du pas P. REVENDICATIONS 1. Dispositif de dosage alternatif destiné notamment à être attelé à une pompe alternative pour permettre l'injection d'une dose variable de produit annexe dans un fluide principal transitant par une chambre (3) de ladite pompe à chaque cycle de fonctionnement, ledit dispositif étant du type comportant un corps de cylindre (4) délimitant une cavité interne (5) de volume variable communiquant en aval avec ladite chambre (3) et en amont avec une source de produit annexe par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour (8), un piston (9) équipé d'un clapet (24) et pouvant se déplacer dans ladite cavité (5) par actionnement de ladite pompe, ledit corps de cylindre (4) comprenant une chemise fixe (11) solidaire du corps (2) de ladite pompe, un corps doseur (15) monté coulissant et étanche à l'intérieur de ladite chemise (11) et des moyens de réglage (17) de la position dudit corps doseur (15) par rapport à ladite chemise (11) pour faire varier le volume de la dose de produit annexe injecté à chaque cycle de fonctionnement, ledit piston (9) ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre interne dudit corps doseur (15) et se déplaçant alternativement entre une première position extrême (19) située à l'intérieur dudit corps doseur (15) et une deuxième position extrême (20) située dans ladite chemise (11) à l'extérieur dudit corps doseur (15), caractérisé en ce que les moyens de réglage (17) de la position dudit corps doseur (15) par rapport à ladite chemise (11) comportent une pluralité de gorges (31) ménagées le long d'au moins une génératrice externe dudit corps doseur (15) et espacées d'un pas (P), une pluralité d'encoches (30) traversant la portion de paroi de ladite chemise (11) qui est voisine de ladite génératrice, et espacées le long de ladite génératrice d'un pas (P') différent d'un multiple dudit pas (P), et au moins une clavette (28a, 28b ; 35a, 35b) susceptible de coopérer avec un logement (29a, 29b) constitué par l'une quelconque desdites encoches (30) et une gorge (31) mise en regard de ladite encoche (30) pour bloquer ledit corps doseur (15) sur ladite chemise (11). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement (29a, 29b) constitué par une encoche (30) et une gorge (31) se présente sous la forme d'un alésage traversant de part en part la paroi dudit corps de cylindre (4). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps doseur (15) présente des gorges (31) sur deux génératrices diamétralement opposées. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les encoches (30) débouchent à l'extérieur de la chemise (11). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les encoches (30) sont en nombre de deux, espacées au pas p' = 1,75 p, et ont une hauteur égale au pas P des gorges (31). 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les encoches (30) sont au nombre de trois, espacées au pas P' = 1,833 P, et ont une hauteur égale au pas P des gorges (31). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les clavettes (35a, 35b) ont la même hauteur que les encoches (30) et présentent, en saillie interne à mi-épaisseur des languettes (34a, 34b) d'épaisseur égale à la moitié du pas P des gorges (31), lesdites clavettes étant placées tantôt languette en haut, tantôt languette en bas. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte de plus des moyens de guidage en translation du corps doseur (15) par rapport à la chemise (11). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage comportent au moins un bossage (32) coopérant avec une rainure (33).