Brevet FR2753190A1 — publié le 19980313

La présente invention concerne des dispositifs automatisables permettant de délivrer successivement des quantités précises de différents liquides dans un récipient. Pour un grand nombre d'activités, dans lesquelles on peut citer, sans que la liste soit limitative: la parfumerie, les arômes, la cosmétique, la chimie fine, la pharmacie, les colorants, teintures et peintures, I'agro-alimentaire, les vins et spiritueux, etc..., il est nécessaire de fabriquer des "compositions", tant en laboratoire, pour les essais ou l'échanbilonage, qu'en production. Ces compositions sont des mélanges de matières premières liquides ou solides, suivant une formule en dosage précis. La réalisation manuelle traditionnelle de ces compositions est longue et peut donner lieu à de multiples erreurs de fabrication. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients, pour les compositions de matières premières liquides. Elle permet également de délivrer des quantités précises d'un liquide unique dans plusieurs récipients. Elle comporte deux dispositifs, illustrés dans les dessins annexés: 1 - Un dispositif (A) de vanne doseuse permettant de délivrer des quantités très précises de liquides. La figure I des dessins annexés représente, en coupe, le dispositif (A) de l'invention. En référence à cette figure, le dispositif (A) comporte: - un tube (1) relié au récipient contenant le liquide. Selon les modes particuliers de réalisation, ce tube sera en téflon, ou dans un autre matériau adéquat, compatible chimiquement avec le liquide à doser. - un corps (2) entourant le tube, et percé latéralement de deux orifices (3) et (4). Selon les modes particuliers de réalisation, les dimensions de cette pièce dépendront de la taille du tube choisie, en fonction du domaine d'application et des quantités manipulées (petites quantités en laboratoire - grosses quantités en production industrielle). Le dispositif (A) est actionné par les deux dispositifs de pilotage suivants: - une pièce (5), vissée dans l'orifice (3), permet le pincement du tube (1) et l'ajustement de sa section interne entre la fermeture et la pleine ouverture, par simple vissage/dévissage. - une pièce (6), disposée dans l'orifice (4), et en contact simple avec le tube (1), en aval du dispositif, permet l'expulsion de fragments de gouttes, en transmettant au tube (1) des chocs plus ou moins énergiques, provoqués par un dispositif quelconque (7), perpendiculairement à l'axe du tube (1). Le liquide à doser est mis en légère surpression (au moyen d'air, ou d'azote, si on veut, en même temps le protéger contre les risques d'oxydation) dans son récipient de stockage (8). On pourra également s'affranchir de cette surpression en mettant le liquide à doser dans un récipient de stockage (9) placé à un niveau plus élevé, et permettant une alimentation gravitaire. L'ouverture progressive de la vanne par dévissage de la pièce (5) permet de faire varier le débit de manière progressive, depuis un goutte à goutte très lent jusqu'au débit maximum, qui dépend de la section du tube, de la viscosité du liquide, et de la surpression (ou de la hauteur du récipient de stockage, en cas d'alimentation gravitaire). La quantité demandée étant atteinte à une goutte ou une fraction de goutte près, et la vanne étant fermée, des chocs transmis par le dispositif (7) et la pièce (6) sur le tube (1) permettent d'expulser des micro-quantités du liquide contenu entre la vanne et la buse. En fonction de la viscosité du liquide, de la taille de la buse de sortie, et de l'énergie de l'impulsion, la quantité délivrée grâce à ces chocs peut être déterminée précisément, et de manière répétable, par étalonnage: ainsi, la quantité requise peut être obtenue précisément Les dispositifs de pilotage de la vanne (5) et (6) peuvent être actionnés manuellement, aussi bien qu'automatiquement Dans ce dernier cas, la vis (5) sera mue par un moteur de type pas à pas, ou équivalent, piloté par un système informatique. Ce système prendra en compte les différents paramètres de la vanne par étalonnage, et/ou ajustera ses mouvements en fonctions des informations reçues de la balance (10) mesurant la quantité de liquide prélevée. Le dipositif (B) selon l'invention, décrit plus loin est l'un des modes particuliers de réalisation d'un système de composition automatique mettant en oeuvre plusieurs dispositifs (A) en version automatisée. 2 - Un dispositif (B) permettant d'automatiser, simultanément, un grand nombre des dispositifs (A) décrits ci-dessus, pour l'exécution automatique de compositions. Les figures 2 et 3 des dessins annexés représentent, respectivement en coupe verticale et horizontale, le dispositif (B) selon l'invention. En référence à ces figures, le dispositif (B) comporte: - une enceinte (11), cylindrique et fixe. - une seconde enceinte (12), qui peut tourner librement, grâce à des roulements à bille autour de l'axe vertical (13), qui est commun aux deux enceintes (11) et (12). Cette enceinte (12) est solidaire des éléments suivants, avec lesquels elle constitue le "système toumant" du dispositif (B): - le moteur (15), dont l'axe est commun avec l'axe horizontal (14), perpendiculaire à l'axe (13) au point d'intersection fixe (30). Ce moteur (15) est de type "pas à pas" ou similaire, et possède un axe traversant. II est équipé d'un codeur (16). - le vérin pneumatique (17), solidaire du moteur (15) d'un côté, et de l'enceinte (12) de l'autre. Ce vérin (17) permet le déplacement du moteur (15) sur l'axe (14). Grâce au vérin (17), le moteur (15) peut être positionné: - soit en position reculée vers l'axe (13): le moteur (15) se trouve alors engrené par l'engrenage (18) fixé sur son arbre, sur l'engrenage perpendlculaire (19), fixé sur l'axe (13) de l'enceinte (11). Dans cette position, la rotation du moteur entraine la rotation de tout le "système tournant" par rapport à l'enceinte (11). - soit en position avancée vers la paroi cylindrique de l'enceinte (11). - le dispositif (23), constitué par un petit vérin pneumatique et une tige (24). Ce vérin pourra être alimenté avec diverses pressions d'air. - des dispositifs (A) selon l'invention, disposés autour de l'enceinte (11), à l'extérieur de celle-ci. Le nombre de ces dispositifs (A) (de quelques dizaines à cent, et plus) dépend de leur taille, liée à la taille des tubes (1) utilisés, et de la taille de l'enceinte: ces paramètres dépendent eux-même de l'application. La couronne des dispositifs (A) est disposée de telle façon que chaque orifice (3) des corps (2) soit placé en face de trous (20), percés dans l'enceinte (11) dans le plan de rotation de l'axe (14) autour de l'axe (13). Ainsi, en fonction du liquide qui doit être prélevé, le moteur (15) peut se positionner en face des pièces (5) de chacun de ces dispositifs, et connecter son arbre à ces pièces (5). Cette connexion se fait par l'introduction d'une forme mécanique mâle située au bout de l'arbre du moteur (15) dans une forme femelle correspondante des pièces (5), ou inversement. Une fois la connexion effectuée, la rotation contrôlée du moteur (15) permet d'ouvrir, ajuster et fermer par vissage/dévissage de la pièce (5) le débit du liquide dans le tube considéré. De la même façon, la disposition des dispositifs (A) autour de l'enceinte (11) est telle que chaque orifice (4) des corps (2) soit placé en face de trous (21), percés dans l'enceinte (11), dans un plan parallèle au plan des trous (20). Ainsi, le moteur (15) étant positionné en face de la pièce (5) d'un dispositif (A), de la même façon, la tige (24) du dispositif (23), solidaire de l'enceinte (2) se trouve automatiquement positionné en face de la pièce (6) du même dispositif (A). Le dispositif (23) est alors capable de foumir les impulsions nécessaires à l'expulsion de micro quantités du liquide considéré. Le dispositif (B) selon l'invention, tel que décrit plus haut, est piloté par un système electronique de contrôle des deux vérins (17) et (13), et du moteur (15). La partie electronique pourra être implantée dans la zone (26) de l'enceinte (11). Le système sera ainsi très compact, et ne nécessitera qu'une connexion extérieure avec un ordinateur de type PC. Le système informatique installé sur l'ordinateur permettra l'exécution automatique de compositions par prélèvement successif, en fonction d'une recette, des matières premières liquides selectionnées, avec un temps d'exécution très court et une grande précision. La couronne des dispositifs (A) selon l'invention, dans le dispositif (B) selon l'invention, est disposée de telle manière que la manipulation des tubes est très aisée et complètement extérieure aux mécanismes et divers équipements enfermés dans l'enceinte (11). La gestion des matières premières est ainsi simplifiée au maximum. Les buses permettant de délivrer les liquides peuvent être regroupées dans un faisceau (25), dont la taille et la position dépendront de l'application. D'autres dispositifs de composition automatique, basés sur la même invention peuvent être réalisés. Par exemple, les dispositifs (A) selon l'invention peuvent également être positionnées en ligne. Dans ce cas, le "système toumant" est remplacé par un chariot mobile se déplaçant parallèlement à la ligne des dispositifs (A), et qui peut emporter la balance et le pot recevant la composition. Alors, le déplacement de ce chariot peut être actionné par un deuxième moteur spécifique à cette fonction. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour délivrer des quantités précises de liquide caractérisé en ce que le tuyau amenant le liquide, stocké dans un récipient pressurisé (8) ou placé à un niveau supérieur (9), traverse un corps (2) percé de deux orifices latéraux (3) et (4), équipés respectivement d'une pièce (5) permettant, par vissage/dévissage de modifier la section ouverte du tube et de piloter le débit du liquide dans le tube, et d'une pièce (6) permettant de transmettre des chocs au tube, en aval, pour l'expulsion de microquantités de liquide permettant d'ajuster la quantité délivrée. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que des quantités précises de liquide peuvent être délivrées automatiquement, la pièce (5) étant connectée à l'arbre d'un moteur, et la pièce (6) à la tige d'un vérin, ce moteur et ce vérin étant eux même pilotés par un système electronique et/ou informatique travaillant selon un étalonnage préalable, et/ou en fonction des informations reçues de la balance (10) mesurant le poids de liquide prélevé. 3) Dispositif pour délivrer successivement de façon automatique des quantités précises de plusieurs liquides, caractérisé en ce que plusieurs dispositifs selon les revendications 1 et 2 sont disposés en couronne autour d'une enceinte cylindrique (11), percée au niveau des orifices (3) et (4) de chacun d'eux, et contenant une partie mobile (12) pouvant tourner autour de son axe (13) et équipée d'un moteur (15) permettant, suivant la position du vérin (17), soit la rotation de la partie mobile permettant le choix d'un liquide, soit le pilotage du débit par l'intermédiaire des pièces (5), et d'un dispositif (23) permettant l'ajustement de la quantité prélevée par l'intermédiaire des pièces (6), I'ensemble étant piloté par un système electronique et/ou informatique travaillant selon un étalonnage préalable, et/ou en fonction des informations reçues de la balance (10) mesurant le poids de liquide prélevé. 4) Dispositif pour délivrer successivement de façon automatique des quantités précises de plusieurs liquides, caractérisé en ce que plusieurs dispositifs selon les revendications 1 et 2 sont disposés en ligne et sont pilotés successivement par un ensemble mobile embarquant le système de pilotage automatisé des pièces (5) et (6) ainsi que le récipient recevant les liquides et la balance mesurant les poids prélevés.