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Appareil doseur et distributeur pour l'introduction en quantité réglable d'un liquide quelconque dans une conduite @
La présente invention a pour objet un appareil doseur et distributeur de liquide destiné, par exemple., à introduire dans les tùyauteries d'alimentation d'une chaudière, un produit améliorant la vaporisation, pour vant être actionné par les pompes et par les injecteurs d' alimentation, et étant mis en fonction ou arrté auto- ma tiquement par eux ..
L'appareil suivant l'invention comporte prin- cipalement les dispositions suivantes, étant d'ailleurs' bien entendu que ces dispositions peuvent être prises
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séparément ou en combinaison, et que certaines d'entre elles peuvent être supprimées si, contrairement à oe qui
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a été supposé ci-dessus, la tuyauterie est alir#ntée i1' autre façon que par une pompe alternative et deux injec:
teurs utilisés sumitanément à 12 Dans la pompe de refoulement du liw quide à doser, le clapet d'aspiration est remplacé par un
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dispositif suivant lequel le piston vient obturer 1' ori fice du co cduit d'aspiration en un point donné de sa cour se de refoulement, le liquide contenu dans le cylindre étant renvoyé directement au réservoir au début de cette
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course et le refoulement effectif n'ayant lieu qtisaprès obturation de l'aspiration -
2 Un dispositif approprié permet de
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faire varier l'importance de plongée du piston au" de s" sous de l'orifice d'aspiration de telle sorte que, la cy-
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lindorée restent constante, le débit effectif de l'appa- roil puisse être modifié ' 39 Un piston mu par un fluide sous press sion variable et par un ressort de rappel,
est animé dans un cylindre, d'un mouvement alternatif, grâce auquel une certaine quantité de liquide est aspirée d'un réser" voir dans le cylindre, puis refoulée dans une conduite de sortie ; un dispositif de réglage permettant de faire varier là course du piston ot, par suite, la quantité de liquide refoulée par celui-.'ci
4 Un dispositif retardateur comportant par exemple une bouteille convenablement disposée et intercalée sur le conduit amenant le fluide moteur au @ piston ci';;
dessus, crée un certain décalage de temps
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entre le moment où. le fluide moteur est envoyé à l'appa" reil et celui où le piston refoule le liquide dosé
Une botte spéciale à clapet ou à bille, assure le remplissage lent et la vidage rapide de cotte bouteil- le
5 L' appareil comporte un dispositif per- .
mettant le remplissage en eau du réservoir de liquide à doser et assurant en même temps, d'une façon automatique, le lavage de l'appareil et de ses tuyauteries
6 L'injecteur en service est mis seul en circuit dans l'appareil, grâce à un dispositif automa- tique approprié, lorsque le système d'alimentation de la tuyauterie comporte deux injecteurs
7 Un dispositif dirige la dose de li- quide à distribuer seulement dans la tuyauterie d'alimen- tation de celui des deux injecteurs ci.:dessus qui est en service, et peut le distribuer aux tuyauterie s de ces deux injecteurs s'ils fonctionnent simultanément .
Le dessin annexé représente, à titre d' exemple, un mode de réalisation de l'objet de l'invention appliqué à des tuyauteries alimentéec par une pompe à piston et par deux injecteurs .
La fige 1 est une coupe schématique de l'en- semble du dispositif
La fig. 2 représente schématiquement l'applica- tion de ce dispositif à la tuyauterie d'alimentation d'- une chaudière de locomotive .
La fig. 3 représente le dispositif de lavage et de remplissage automatique du réservoir .
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La fige 4 représente le dispositif mettant auto-* matiquement celui des deux injecteurs qui est en service en circuit et l' autre hors circuit
La fige 5 est une vue en plan parti el le d'un mode de réalisation pratique de l'appareil
Les fig. 6 et 7 sort deux coupes verticales d'.. une pompe avec dispositif de commande du clapet de re- foulement.
La fige 8 montre en coupe verticale une variante de ce dispositif de commande . le dispositif comporte les organes suivants :
Un réservoir 1 contenant le liquide à doser et à distribuer; un moteur hydraulique en communication avec les deux boites à clapets de la pompe alimentaire 58, sup- posée à double effet,par les tuyauteries 6 et 7
Ce moteur comporte un piston 3, qui se déplace dans un cylindre 2, muni de conduits latéraux 4, 5 debout chant respectivement à chacune de ses extrémités, et dans sa région médiane; ces conduits sont munis de clapets convenablement disposés pour mettre en communication les deux faces du piston à la fin de chaque course de celui-ci et jouent ainsi le rôle d'amortisseurs;
Une pompe de préférence à piston plongsur, im- margée dans le réservoir 1; cette pompe est constituée par un corps 8 et un piston 9 relié par une tige 10 au piston 3 ci@dessus.
Le moteur hydraulique quipeut indifféremment être lui aussi immergé dans le liquide pu non, transmet . au piston 9 un mouvement alternatif d'amplitude constante';'
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La tige 10 comporte un dispositif 11 permettant de faire varier sa longueur (par exemple un filetage recevant un écrou et un contre-écrou, ou tout autre dis- positif approprié) de telle sorte qu'il est possible de modifier la position du piston 9 dans le corpsde la pom- pe 8, la course restant co ns t ante .
Un agitateur 12 est monté sur la tige 10 et brasse constamment pendant le fonctionnement, le liquide contenu dans le réservoir 1 -Au corps de pompe aboutissent un conduit d'aspiration 13 et un conduit de refoulement 14 Sur le conduit 14 est montée une boîte à clapet 15 dans laquelle se trouvent une bille ou clapet de refoulement 16 'et un dispositif de lavage 54 qui sera décrit en détail ci.. après .
Le clapet d'aspiration utilisé habituellement dans le s pompes à pis ton, est remplacé par le disposi- tif suivant : l'orifice du conduit 13 et le piston 9 sont disposés de telle manière que celui-ci vient ob- turer l'orifice du conduit 13 en un point déterminé de sa course de descende
La première partie de sa course n'a donc d' autr effet que de renvoyer au réservoir une partie du liqui-:
de aspiré au cycle précédent et le refoulement effectif dans le conduit 14 ne commence qu'après que le piston a obturé l'orifice d'aspiration du conduit 13
La modification de la longueur de la tige 1 fait que l'importance de la plongée du piston en dessous de 1 orifice d'aspiration varie, et que le débit effec- tif de la pompe peut être de ce fait réglé suivant les be so ins .
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le retour au réservoir par le conduit 13, d'une fraction de la cylindrée assure le nettoyage constant de
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ce cooluit et produit, en outre concurromnent avec l'agi"' autour If, un brassage du liquide évitant les dépôts et les s e ; i,e x, g s sezie ii t ii , brassage d'autant nlus énergique que i. c débit effectif ,5CE.Ssell'e E:st plus faible : or, ce sont ;Iu: :¯¯..,..:¯:
1 les ,:,'1)i')108 cHbits qui aU]}élSl1tent les possibilité lit;'.(.7ß'U:f!i, !le dispositif 3 :; 18.vcC8 54 coa:--.1. iy.: avec uno .,.. -', it l7 aboutissant .T. un robinet 1 6 q¯n 1 isole en service ï1Q't'ûtlLâ,? d'une conduit d'eau s#ls-preo,.:lon 57 (venant par exemple de la chaudière) ' Le réservoir 1 comll:uniq U8 d'autre part, par un conduit 19, avec un cylindre doseur 20 coopérant avec les injecteurs d'alimentation, sur le conduit 19 est in-
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tel'c8180 une boite 21, dans laquelle mont montés un cla- pe t de retenue qui EmP@ che le retour du liquide du cy- linri-re 20 vers le réservoir 1 et un dispositif de lavage 53 analogue à celui mentionné ci-dessus) et c:
>rnrûunig,u8,nt également avec le co induit 1 ? par un conduit 52
Dansle cylindre 20 se déplace un piston 22 qui assure le refoulement du liquide : Ce piston est so- Eclaire d'une tige 23 qui traverse le fond 24 du cylin- dre 20 et se déplace en même temps que le piston dans un second.
cylindre 25 Les deux cylindres 20 et 25 commu- niquent entre eux par un conduit 26 pratiqué dans le fond 24
En outre, un ressort 27 qui prend appuie d'une part sur le fond 24, et d'autre part sur un épaulement 28 de la tige 23, rappelle le piston à la partie supé-
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rieure du cylindre 20 . fluide moteur est amené au cylindre 25 par un conduit 29 venant d'une bouteille 30 .Cette bouteille est munie, à sa partie supérieure, d'un pargeur d'air 31,
et à sa partie inférieure d'un clapet 32 disposé pour en assurer la vidange rapide
Un orifice de faible section 33 assure le pas- sage lent du fluide lors du remplissage de la boutsille
Leliquide contenu dans le cylindre 20 est re- foulé par le piston 22 dans un conduit 34 qui part du cy- lindre 20 et qui comporte un clapet de retenue 35 évitant le retour du liquide du conduit 34 dms le cylindre 20 pendant le temps d'aspiration .
Ce clapet est chargé par un ressort ou une masse pesante convenable, et, par conséquent, la dose de liqui- de dans le cylindre ne peut pas s'écouler dans la tuyau terie 34 avant la descente du piston 22 .
En outre, le conduit 34 pourrait afoir la forme d'un col de cygne montant au-dessus du niveau maximum dans le réservoir 1 pour empêcher tout écoulement interne pe stif du liquide de ce réservoir au cas où les clapets fuiraient -
Enfin une butée à vis 36 permet de régler la course du piston 22 et, par suite, la quantité de liquide refoulée effectivement par celui-ci
Une botte à clapet 37 montée à l'extrémité du conduit 34 permet de diriger la dose de liquide à injec- ter exclusivement dans la tuyauterie d'aspiration de l'in- jecteur en service .
Il comporte une tige portant deux clapets 38 et 39, ce dernier appuyé par un ressort (non
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représenté) .* Un conduit 48 permet de soumettre le cla- pet 38 à la pression de refoulement de 1'injecteur cor- respondant et par suite de mettre en communication les conduits 34 et 49 * Un dispositif analogue constitué par un siège portant deux clapets 40 et 41, ce dernier ap puyé par un ressort (non représenta) permet de mettre en communication les conduits 34 et 50, celui-ci étant relié à l'aspiration de l'autre injecteur Un conduit 51 par-' met de soumettre le clapet 40 à la pression de refoule- ment de cet injecteur
Une botte 42renfermant une bille mobile 43 et reliée, de part et d'antre de cette bille,
au refou- lement de chacun des deux injecteurspar des conduits 45 46 penpet d'envoyer l'eau de vidange de la bouteille 30 uniquement dans la conduite alimentée par l'injecteur en service
Le fonctionnement de l'appareil est le sui- v ant :
L'un des doux injecteurs 44 par exemple, venant d'être amorcé, il envoie du fluide sous pression dans le conduit 45 et déplace la bille 43 pour la faire s'appli- quer sur le portage du conduit 46 correspondant au se- cond injecteur 47 qui est arrêté .
Le fluide moteur arrive sous le clapet 32, qui s'applique sur son siège et laisse passer l'eau par le trou 33 pour le remplissage de la bouteille 30 . truque ce remplissage est terminé, le fluide moteur arrive , par le conduit 29 et le cylindre 25 sur le piston 22., qui se déplace en comprimant le res- sort 27, soulève la bille et refoule le liquide contenu dans le cylindre 20 à travers le clapet 35 et le conduit 34 @
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Le fluide sous pression de l'injecteur 44 arri vant en même temps par le conduit 48 applique le clapet 38 et ouvre le clapet 39 en comprimant le ressort,
met- tant ainsi en communication les conduits 34 et 49 alors que le conduit 50 est famé par le clapet 41 qui reste appliqué sur son siège puisque le conduit 51 n'est pas sous pression .
La dose de liquide injectée par le dispositif va donc bien exclusivement à la tuyauterie d'alimenta- tion par l'injecteur 44 en service le piston 22 peut être assez libre dans le cylindre 20 ce qui, d'une part, évite les usures et coin cements et, d'autre part,, permet au fluide moteur de s'écouler en partie dans le cylindre 20, et de laver ce- lui-ci ainsi que les tuyauteries et les clapets en s'é- coulant avec le liquide injecté
Dès que l'injecteur 44 est arrêté, le clapet 32 qui n'est plus sollicité par le fluide moteur, retom- be sur son appui, et la bouteille 30 se vide rapidement : .
Cette ouverture du clapet s'effectue d'une fa- çon d'autant plus certaine que, non seulement elle est provoquée par le poids du clapet, mais aussi par la dé- tente de l'air emmagasiné à la partie supérieure de la bouteille; la bouteille se vide facilement grâce au fonc tionnement du purgeur d'air 31;
son eau s'écoule par le corrluit 45 qui se trouve, du fait de l'arrêt de l'injec- teur, mis en communication avec l'air libre
En même temps, le piston 22 est ramené par la détente du ressort 27 à sa position supérieure, et aspi- re dans le cylindre 20 du liquide du réservoir 1, par le conduit 19 et la botte 21
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Le cylindre 20 contient ainsi une nouvelle dose de liquide, le dispositif retardateur est prêt à fonction- ner à nouveau, et l'appareil pourra injecter une nouvelle quantité de liquide, suivant le même mécanisme, lorsque l'un ou l'autre des injecteurs sera mis en service -
Supposons que la pompe d'alimentation 5 soit en service, soit seule,
soit simultanément avec le dispo- sitif d'alimentation par injecteurs piston 3 du moteur hydraulique actionné par cette pompa, par l'intermédiaire des conduits 6,, 7 est animé d'un mouvenent alternatif et entraîne avec lui, le piston plongeur 9 qui, pendait son ascension, aspire le liquide à doser du réservoir 1 par le conduit 13 et,, pen dant sa descente, rofoule la cylindrée d'abord dans le réservoir 1, puis par le conduit 14 et la boîte 15, dans la tuyauterie d'aspiration ou de refoulement de la pompe alimentaire, suivant le mécanisme expliqué ci dessus;
1'4 importance de la quantité de liquide ainsi effectivement refoulée, dépend de la position de la tige 10 réglée par le dispositif 11
L'introduction de liquide dosé par ce disposi tif dans la tuyauterie alimentée par la pompe 58 cesse automatiquement lorsque cette pompe s'arrête et recommen- ce dès quelle est remise en marche
Pendant le fonctionnement de la pompe, l'agita- teur 12 suit les mouvements de la tige 10 et effectue le brassage du liquide du réservoir 1 .
On peut encore monter dans le .réservoir 1 un agitateur pendulaire remplaçant l'agitateur 12 dans les installati ons qui ne compo rtent pas de pompe d'alimentai
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tion; cet agitateur pendulaire peut également être uti- lisé concurremment avecl'agitateur 12 pour assurer un brassage constant du liquide, même lorsque la pompe est arrêtée
Lorsque la pompe alimentaire ot les deux injec- teurs sont simultanément en service, il y a introduction du liquide dosé en quantité proportionnelle à l'importan- ce de la vaporisation, par tous les conduits d'alimenta- ti on :
Il y a en effet refoulement simultanément par les conduits 45 et 36 lorsque les deux injecteurs fonc- tionnent en même temps;
dans ce cas particulier, la bille 43 au lieu d'être appliquée sur un portage ou l' autren reste au milieu de son logement puisqu'elle est solici- tée des deux côtés par des pressions égales le chargement du réservoir 1 en liquide à doser et le lavage automatique de l'ensemble de l'appareil et de ses tuyauteries s'effectuent de la façon suivante.. grâce aux petits orifices 53 54 mentionnés ci-dessus :
On verse d'abord à travers un filtre 56 placé à la partie supérieure du réservoir la quantité de liqui- de à doser et à distribuer, correspondant à une période de fonctionnement déterminée, et en fait ensuite le plein d'eau du réservoir en ouvrant la vanne 18 de maniè re à faire arriver l'eau sous pression de la conduite 57 dans les bottes 21 et 15
Une jauge comportant une règle à flotteur 55 permet à tous moments de se rendre compte du niveau du liquide dans le réservoir .
Lorsque le réservoir est plein , on ferme la vanne 18 et on a ainsi effectué automatiquement le net- toyage de l'ensemble de l'appareil et de ses tuyauteries,
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pendant le remplissage du réservoir sans que le personnel ait eu à exécuter aucune manoeuvre spéciale pour effec tuer ce nettoyage ' Les fig.
6 à 8 se rapportent aune construc- tion perfectionnée de la pompe 8, 9,servant à refouler un , volume variable de liquide sans changement de la course du piston 9 Suivant cette construction, la tige du pis- ton de la pompe actionne, en même temps que ledit piston, un organe de butée agencé pour ouvrir et maintenir ouver- te, pendant une fraction de la course de refoulement de ce piston, la soupape d'aspiration de la pompe *
Pendant cette fraction de course, une partie du liquide qui avait été aspiré dans le cylindre est donc directement renvoyée au réservoir d'alimentation de la pompe à travers la soupape d'aspiration maintenue ouverte .
Ce n'est que lorsque l'organe de butée ci- dessus a libéré cette soupape qu'elle peut se refermer, et que refoulement affectif 4 lieu.--
L'invention prévoit également des moyens per- mettant de faire varier le temps pendant lequel l'organe de butée maintient la soupape de refoulement soulevée, et par suite, bien que la cylindrée reste constante, le débit effectif.'- de la pompe -
Aux fig. 6 et 7 la pompe comporte un corps ou cylindre 8, dans lequel glisse le piston 9, qui peut être ajusté dans ce cylindre ou encore être du type "plongeur" . le conduit d'aspiration 13, placé à l'extré-' mité inférieure du corps 8, est obturé par un clapet
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à b il le 59 s'ouvrant vers l'intérieur du cylindre;
le conduit de refoulement 14 débouche dans la botte à clapet.
15 contenant le clapet 16 1 Le fond de cette botte à cla- pet comporte un presse-étoupe dans lequel peut se mou- voir une tige 68, commandée par un petit volant de ma- noeuvre 69 .On verra plus loin l'utilité de ce disposi- tif
La tige 10 du piston se termine par une chape 60 pennettant de l'articuler sur la bielle de commande (non figurée) :
A cette tige est en outre fixée, par deux écrous 61, la traverse supérieure 62 d'un cadre comportant en outre deux montants 63, qui coulissent verticalement dans des guides 8a portés par le corps 8., et dont le s extrémités inférieures sont réunies par une seconde tra- verse 64, placée sous le cylindre .
Cette traverse porte au droit du conduit 13, fixée sur elle par deux écrous 65, une tige verticale 66, de diamètre inférieur à celui dudit conduit.
%fin, la tige 10 du piston peut éventuellement être reliée à sa chape 60 par un ridoir 67 comportant deux filetages à pas contraires vissés respectivement sur son extrémité supérieure et sur la queue de la cha- pe, de sorte qu'une rotation de ce ridoir provoque un allongement ou un raccourcissement 'de la tige
Le fonctionnement est le suivant :
Lorsque le piston 9, partant du point mort bas (position représentée au dessin), remonte, il aspire, par le conduit 13, le liquide qui pénètre dans le cylin- dre en soulevant la bille 59 .
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Il entraîne avec lui le cadre et la tige 66 qui, au bout d'un certain temps, vient s'appuyer sous la 'bille 59 et la soûles . le liquide contiçnue à être aspiré dans le cy- lipdre par le jeu enistant entre la tige 66 et la parni du conduit 13
Lorsque le piston redescend, il refoule d'abord le liquide contenu dans le cylindre par le conduit 13, la bille 59 étant maintenue soulevée par la tige 66 .
Le refoulement par le conduit 13 a lieu tant que la bille, qui redescend avec le cadre, est maintenue par lui au-dessus de son siège .
Lorsque, le piston continuant à descendre, elle s'est posée sur celui-ci, le liquide contenu dans le cy- lindresoulève la bille 16 et est refoulé dans la canaliy sation branchée sur'la boîte à clapet 15 . cylindrée de la pompe restant constante, on peut modifier le moment où, au cours du refoulement, la bille 59 se repose sur son siège, et, par suite, régler le lébit effectif . a) en soulevant ou abaissent la tige 66 au moyen des écrous 65, b) en déplaçant tout le cadre par rapport à la tige du piston, au moyen des écrous 61, c) en manoeuvrant le ridoir 67, de manière à déplacer 1' ensemble du piston et du cadre par rapport au corps de pompe
Lorsqu'on refoule dans.
une conduite soua pres- sion, il est possible de faire le plein du réservoir et. d'effectuer un -lavage de la tuyaueri de la pompe en
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procédant de la façon suivante
La pompe étant en marche, il suffit, à l'aide du volant 69, de faire soulever par la tige 68 le clapet de refoulement 16; on introduit ainsi de l'eau sous -ores sion dans le réservoir, par la tuyauterie, la pompe et la botte à clapet 15, et la conduite d' aspirati on 13
Lorsque le niveau désiré dans le réservoir est atteint, on ramène, à l'aide du volant 69, la tige 88 à sa position initiale et le clapet de refoulement joue à nouveau son rôle. .
Suivant la fig. 8, le soulèvement du clapet de refoulement est obtenu, non plus par une vis manoeuvrée à la main, maisau moyen d'un piston 70 sous lequel dé- bouche une dérivation 71 d'eau sous pression branchée sur la conduite de refoulement de la pompe .
L'arrivée de cette eau par le conduit 71 est c anmand à volonté par la manoeuvre d'un robinet disposé à cet effet
Le piston 70 présente à ses extrémités des por- tages coniques 70a 70b qui forment clapets et assurent l'étanchéité aux deux extrémités de sa course * Suivant son axe ce piston porte un poussoir 72 adapté pour soule- ver le clapet 16 .
Quand l'eau sous pression arrive par le conduit 71, le piston 70 est soulevé et maintient le clapet 16 à la position d'ouverture . L'eau sous pression peut a- lors s'écouler par 16, 14 et 13 à travers la pompe et les tuyauteries, en sens inverse du débit normal, toutes les fois que la bille 59 se trouve soulevée sous l'in fluence du mouvement du piston 9 .
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L'invention n'est évidemmant pas limitée au mo' de de réalisation ci-dessus décrit en référence aux fig.