<Desc/Clms Page number 1>
DOSEUR DE LIQUIDE.
La présente invention concerne les doseurs de liquide du type dans lequel on introduit d'une manière sensiblement continue un petit vo- lume d'un liquide (dit agent liquide et consistant par exemple en un agent de mouillaged'adoucissement ou de stabilisation) dans un volume beaucoup plus grand d'un second liquide (dit liquide principal et consistant norma- lement;, mais non exclusivement, en eau) qui s'écoulement sous pression dans un tuyau., l'agent liquide étant introduit sous l'effet d'une diffé- rence de pression créée dans le liquide principal au moyen d'un orifice de section réduite introduit dans le tuyau et agissant sur une certaine quantité de l'agent liquide de fagon à le refouler lentement dans le tuyau du côté à basse pression de l'orifice.
L'objet principal de l'invention consiste en un doseur de li- quide du type précité, muni d'un dispositif perfectionné permettant de me- surer la quantité de l'agent liquide ajouté au liquide principal.
Un objet secondaire de l'invention consiste dans un doseur de liquide convenant particulièrement aux installations minières, du fait qu'il est d'une forme de construction imple et robuste et que son orifice de section réduite n'est pas susceptible de s'obstruer sous l'effet des ma- tières étrangères contenues dans le liquide principal.
Un problème qui se pose dans les mines., et en particulier dans les mines de charbon, est celui de la formation de poussières; on a constaté que, bien qu'en mouillant les matières génératrices de poussière avec de Peau on atténue notablement la formation de la poussière, on peut la supprimer dans une mesure beaucoup plus large en ajoutant à 1-'eau une proportion appro- priée d'un agent de mouillage. Un autre objet de l'invention consiste en con- séquance dans un doseur de liquide qui convient particulièrement à l'addi- tion d'un agent de mouillage à Peau qui sert à supprimer la poussière.
On 'constate dans la pratique quen choisissant les agents de mouillage d'une manière appropriée, on obtient les meilleurs résultats du point de vue de
<Desc/Clms Page number 2>
la suppression de la poussière avec une solution dont la concentration est de 1$ordre de 0,2% à 0,4%. En conséquence, l'invention a encore pour objet un doseur de liquide susceptible de doser la quantité d'agent liquide qu'il convient d'ajouter pour obtenir une solution dont la concentration soit comprise entre les limites précitées.
L'invention consiste dans un doseur du type décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte un orifice de dosage de l'agent liquide, pré- vu dans iL-1 tuyau de raccord entre le réservoir de cet agent et le tuyau pré- cité.
Suivant une forme de réalisation choisie de préférence de l'in- vention, les deux orifices (c'est-à-dire l'orifice de dosage de l'agent li- quide et l'orifice de pression différentielle du liquide principal) sont formés ou disposés dans un élément unique facilement amovible. Cet élément consiste de préférence dans un bouchon conique retenu dans une douille coni- que d'un élément en forme de corps (c'est-à-dire analogue à un robinet à clef conique) raccordé au tuyau.
Suivant une forme de construction du doseur, l'agent liquide est contenu dans un cylindre horizontal raccordé de façon à faire agir la pres- sion différentielle à ses deux extrémités et contenant un piston fou, mobile sous l'effet de la différence de pression entre l'extrémité à haute pressicn du cylindre et son extrémité à basse pression, de façon à exercer une pres- sion sur l'agent liquide et à l'introduire ainsi dans le tuyau principal.
A titre d'exemple de l'invention, une forme de construction d'un doseur de liquide comportant notamment les caractéristiques qui précèdent et destiné à l'addition d'un agent de mouillage à l'eau qui sert à supprimer la poussière est décrite ci-après, avec le dessin ci-joint à l'appui, sur le- quel : la figure 1 est une coupe longitudinale du doseur suivant l'inven- tion et la figure 2 est une coupe transversale suivant le ligne II-II de la fig. 1.
Le doseur de la forme de construction donnée à titre d'exemple consiste en un ensemble destiné à être introduit dans le tuyau principal 1 d'alimentation en eau. Cet ensemble consiste en un court tuyau 2 (d'un dia- mètre intérieur de 25 mm dans l'exemple choisi) comportant des dispositifs d'accouplement 3 avec le tuyau d'alimentation principal 1.
Le bout de tuyau 2 faisant partie de 1-'ensemble est partagé dans le sens de sa longueur en deux parties qui se vissent l'une dans le prolonge- ment de l'autre dans un élément en forme de corps 4, percé d'un canal 5 qui prolonge sensiblement l'intérieur d'u tuyau 2. Le corps 4 est aussi percé d' un canal transversal 6 de forme conique, semblable à celui prévu dans le corps d'un robinet à clef conique. Deux canaux 7 et 8 sont percés dans la partie inférieure du corps 4 (c'est-à-dire au voisinage de l'extrémité de petit diamètre du canal conique). Le canal 7 part d'un raccord de tuyau 9 à l'extérieur du corps 4 et aboutit au canal 5 dans le prolongement du tuyau d'alimentation, du côté de 1-'admission ou à haute pression du corps.
L'autre canal 8 part d'un raccord de tuyau 10 à l'extérieur du corps 4 et aboutit à l'extrémité de petit diamètre du canal conique transversal. Le canal coni- que contient un bouchon 12 ajusté avec précision, d'une forme de construction spéciale. Ce bouchon est percé d'un canal transversal 13 dans le prolonge- ment de l'extrémité du tuyau 2 et de même diamètre que lui, à part un orifice 14 en paroi mince à bord à angle vif, disposé dans le canal et dont le diamè- tre est susceptible de faire naître une perte de charge suffisante pour faire pénétrer l'agent de mouillage dans le courant d'eau.
Pour introduire environ 0,25% de l'agent de mouillage, le diamètre de l'orifice doit être choisi de
<Desc/Clms Page number 3>
façon à créer une perte de charge d'environ 0,28 kg/cm2, pour une pression dans le tuyau d'alimentation de 7,0 à 14,0 kg/cm2. Pour introduire une proportion plus forte de 1-'agent de mouillage, la perte de charge peut at- teindre au maximum 10%. Le bouchon 12 est également percé d'un canal lon- gitudinal 15 c'est-à-dire dans une direction perpendiculaire au trou du tuyau 2). Ce canal longitudinal se raccorde à une extrémité,, par l'inter- médiaire d'un orifice 16 de petit diamètre percé dans la paroi du bouchon; avec le canal 8 du corps 4 qui aboutit dans le canal conique.
Le canal 15 communique également avec le trou principal 13 du bouchon, du côté à basse pression de 1-'orifice 14 créant la différence de pression.
Le petit orifice 16 en paroi mince à bord à arête vive percé à l'extrémité du canal longitudinal 15 du bouchon constitue l'orifice de dosage et son diamètre est choisi de fagon à obtenir le débit de l'agent de mouillage qu'on désire.
Un cylindre horizontal 21, dont l'axe est parallèle à celui du tuyau 2, est fixé par deux bras 20 serrés respectivement sur les deux par- ties du tuyau. Le cylindre.,qui est en acier inoxydable ou autre matière ré- sistant à la corrosion sous Inaction du liquide choisi (par exemple en acier doux recouvert d'une couche de matière plastique) est fermé à chaque extré- mité par des couvercles amovibles 22, également en une matière résistant à la corrosion, retenus dans la forme de réalisation représentée par des bou- Ions de serrage longitudinaux 23, disposés entre les deux couvercles en de- hors du cylindre.
Le cylindre contient un piston 24 en aluminium pur ou autre matière résistant à la corrosion telle qu'elle vient d'être définie pouvant coulisser librement à l'intérieur du cylindre. Le piston est d'une forme de construction simple, sans segments., mais d'une assez grande longueur et son jeu dans le cylindre peut atteindre 0,15 mm. On constate qu'avec les différences de pression de fonctionnement employées, les fuites qui se pro- duisent dans le cylindre sont peu considérables et qu'elles n'exercent pas d'influence sensible sur la précision du dosage.
De plus, étant donné que le cylindre est horizontale le poids spécifique du piston par rapport à celui des liquides na pas d'importance. Une enveloppe protectrice 28, fixée sur les boulons de serrage 23 précités., est disposée autour du cylindre ou d9une partie notable de sa périphérie.
Les deux extrémités du cylindre communiquent respectivement par des tuyaux 29 et 30 avec les deux raccords de tuyau. 9 et 10 du corps 4. Ces tuyaux 29, 30 se raccordent aux couvercles des extrémités du cylindreet chacun d9eux contient un robinet à clef conique à deux voies 31, 32, fixê sur le couvercle du cylindre. Lune des voies du robinet 31 contenu dans le tuyau de communication du côté à haute pression du corps 4, fait commu- niquer le cylindre 21 et le corps 4, et l'autre voie part du cylindre et aboutit dans un tuyau de vidange 33.
Le robinet à deux voies 32 adapté à 1' autre extrémité du cylindre est disposé de la même manière, sauf que la se- conde voie aboutit à un tuyau 35 de raccordement avec un entonnoir ou autre dispositif, permettant dintroduire l'agent de mouillage dans le cylindre.
Pour faire fonctionner le doseur, la première opération consiste à remplir le cylindre 22 avec 1-'agent de mouillage. Cette opération s'effec- tue en amenant les deux robinets 31, 32 dans la position dans laquelle ils ferment le cylindre par rapport au tuyau principal et font communiquer une .extrémité du cylindre avec le tuya.u de vidange 33 et l'autre avec le dispo- sitif de remplissage de 1-'agent de mouillage.
On verse ensuite l'agent de mouillage dans le cylindre,en provoquant ainsi le mouvement du pistai vers 1-'extrémité à haute pression et en évacuant par le tuyau de vidange 1?eau provenant d'une opération antérieure et restant éventuellement dans le cy- lindre. Puis on règle les deux robinets de façon à faire communiquer le cy- lindre avec le tuyau principal., en manoeuvrant d'abord le robinet 32 du cô- té de l'admission de l'agent liquide. L'appareil est ainsi prêt à fonction- ner.
Lorsque l'eau est admise et s'écoule dans le tuyau principal 2, la dif- férence de pression créée par l'orifice différentiel 14 se transmet au cy- lindre et s'exerce sur le piston 24 qui refoule l'agent de mouillage à tra-
<Desc/Clms Page number 4>
vers l'orifice de dosage '16 dans le tuyau principal 2, le débit étant déter- miné par la différence de pression, ainsi que par le diamètre de l'orifice de dosage.
Une importante caractéristique de l'invention consiste en ce que les deux orifices sont disposés dans un élément unique, en forme de bouchon ou analogue, et que cet élément est interchangeable avec des éléments analogues à orifices de diamètres différents.
On constate qu'avec le doseur de la forme de construction décri- te ci-dessus, on obtient un degré de précision considérable. Par exemple, avec un débit de l'eau variant entre 4,54 et 681 litres par minute et avec un débit de dosage prévu de 0,2%, on constate que le débit réel varie entre environ 0,205% et 0,195%. On considère que ces résul tats sont dus en gran- de partie à la manière dont les orifices sont disposés.
<Desc / Clms Page number 1>
LIQUID DOSER.
The present invention relates to liquid metering devices of the type in which a small volume of a liquid (said liquid agent and consisting, for example, of a wetting, softening or stabilizing agent) is introduced in a substantially continuous manner. much larger volume of a second liquid (said main liquid and normally consisting of, but not exclusively, water) which flows under pressure in a pipe., the liquid agent being introduced under the effect of a pressure difference created in the main liquid by means of an orifice of reduced section introduced into the pipe and acting on a certain quantity of the liquid agent so as to force it slowly into the pipe from the low pressure side of the orifice.
The main object of the invention consists of a liquid metering device of the aforementioned type, provided with an improved device making it possible to measure the quantity of the liquid agent added to the main liquid.
A secondary object of the invention consists in a liquid metering device particularly suitable for mining installations, owing to the fact that it is of an imple and robust construction form and that its orifice of reduced section is not liable to clog. under the effect of foreign matter contained in the main liquid.
A problem which arises in mines, and in particular in coal mines, is that of the formation of dust; it has been found that, although wetting the dust-generating materials with water considerably reduces the formation of dust, it can be suppressed to a much greater extent by adding to the water an appropriate proportion of dust. a wetting agent. It is therefore a further object of the invention to provide a liquid metering device which is particularly suitable for the addition of a wetting agent to the water which serves to suppress dust.
It has been found in practice that by choosing the wetting agents in an appropriate manner the best results are obtained from the point of view of
<Desc / Clms Page number 2>
removing dust with a solution with a concentration of 1 $ order of 0.2% to 0.4%. Consequently, a further subject of the invention is a liquid metering device capable of metering the quantity of liquid agent which should be added in order to obtain a solution the concentration of which is between the aforementioned limits.
The invention consists in a metering device of the type described above, characterized in that it comprises a metering orifice for the liquid agent, provided in iL-1 connecting pipe between the reservoir of this agent and the pipe. above.
According to a preferably selected embodiment of the invention, the two ports (that is to say the liquid agent metering port and the main liquid differential pressure port) are formed or arranged in a single, easily removable element. This element preferably consists of a conical plug retained in a conical socket of a body-shaped element (ie similar to a conical key valve) connected to the pipe.
According to one form of construction of the metering device, the liquid agent is contained in a horizontal cylinder connected so as to cause the differential pressure to act at its two ends and containing an idle piston, movable under the effect of the pressure difference between the high pressure end of the cylinder and the low pressure end thereof, so as to exert pressure on the liquid medium and thus to introduce it into the main pipe.
By way of example of the invention, a form of construction of a liquid metering device comprising in particular the above characteristics and intended for the addition of a wetting agent to water which serves to suppress dust is described. below, with the attached drawing in support, in which: FIG. 1 is a longitudinal section of the metering device according to the invention and FIG. 2 is a transverse section along the line II-II of fig. 1.
The metering device of the form of construction given by way of example consists of an assembly intended to be introduced into the main water supply pipe 1. This assembly consists of a short pipe 2 (with an internal diameter of 25 mm in the example chosen) with coupling devices 3 with the main supply pipe 1.
The end of pipe 2 forming part of the assembly is divided lengthwise into two parts which are screwed one in the extension of the other into a body-shaped element 4, pierced with a channel 5 which substantially extends the inside of a pipe 2. The body 4 is also pierced with a transverse channel 6 of conical shape, similar to that provided in the body of a conical key valve. Two channels 7 and 8 are drilled in the lower part of the body 4 (that is to say in the vicinity of the end of small diameter of the conical channel). The channel 7 starts from a pipe connector 9 on the outside of the body 4 and ends at the channel 5 in the extension of the supply pipe, on the inlet or high pressure side of the body.
The other channel 8 starts from a pipe fitting 10 outside the body 4 and ends at the small diameter end of the transverse conical channel. The conical channel contains a precisely fitted plug 12 of a specially constructed shape. This plug is pierced with a transverse channel 13 in the extension of the end of the pipe 2 and of the same diameter as it, apart from a thin-walled orifice 14 with a sharp-angled edge, arranged in the channel and whose diameter is liable to give rise to a pressure drop sufficient to cause the wetting agent to penetrate into the stream of water.
To introduce about 0.25% of the wetting agent, the diameter of the orifice should be chosen from
<Desc / Clms Page number 3>
so as to create a pressure drop of about 0.28 kg / cm2, for a pressure in the supply pipe of 7.0 to 14.0 kg / cm2. To introduce a higher proportion of the wetting agent, the pressure drop can reach a maximum of 10%. The stopper 12 is also pierced with a longitudinal channel 15, that is to say in a direction perpendicular to the hole in the pipe 2). This longitudinal channel is connected to one end, via an orifice 16 of small diameter drilled in the wall of the stopper; with the channel 8 of the body 4 which ends in the conical channel.
The channel 15 also communicates with the main hole 13 of the plug, on the low pressure side of the port 14 creating the pressure difference.
The small orifice 16 in thin wall with a sharp edge pierced at the end of the longitudinal channel 15 of the stopper constitutes the metering orifice and its diameter is chosen so as to obtain the flow rate of the wetting agent that is desired. .
A horizontal cylinder 21, the axis of which is parallel to that of the pipe 2, is fixed by two arms 20 clamped respectively on the two parts of the pipe. The cylinder., Which is made of stainless steel or other material resistant to corrosion under the inaction of the chosen liquid (for example mild steel covered with a layer of plastic material) is closed at each end by removable covers 22 , also of a corrosion resistant material, retained in the embodiment shown by longitudinal clamping bolts 23, disposed between the two covers outside the cylinder.
The cylinder contains a piston 24 of pure aluminum or other corrosion resistant material as just defined which can slide freely inside the cylinder. The piston is of a simple form of construction, without rings, but of rather great length and its play in the cylinder can reach 0.15 mm. It can be seen that with the differences in operating pressure employed, the leaks which occur in the cylinder are not very considerable and that they do not exert any appreciable influence on the precision of the dosage.
In addition, since the cylinder is horizontal the specific weight of the piston relative to that of liquids does not matter. A protective envelope 28, fixed to the aforementioned clamping bolts 23, is arranged around the cylinder or a significant part of its periphery.
The two ends of the cylinder communicate respectively by pipes 29 and 30 with the two pipe connectors. 9 and 10 of the body 4. These pipes 29, 30 connect to the covers of the ends of the cylinder and each of them contains a two-way conical key valve 31, 32, fixed to the cover of the cylinder. One of the ways of the valve 31 contained in the communication pipe on the high pressure side of the body 4, communicates the cylinder 21 and the body 4, and the other way starts from the cylinder and ends in a drain pipe 33.
The two-way valve 32 fitted to the other end of the cylinder is arranged in the same way, except that the second way terminates in a connecting pipe 35 with a funnel or other device, allowing the wetting agent to be introduced into the pipe. the cylinder.
To operate the metering unit, the first operation consists in filling cylinder 22 with 1-wetting agent. This operation is carried out by bringing the two taps 31, 32 into the position in which they close the cylinder relative to the main pipe and cause one end of the cylinder to communicate with the drain pipe 33 and the other with the drain pipe 33. the wetting agent filling device.
The wetting agent is then poured into the cylinder, thereby causing the piston to move towards the high pressure end and draining through the drain pipe any water from a previous operation and possibly remaining in the cylinder. - lint. Then the two taps are adjusted so as to communicate the cylinder with the main pipe, by first operating the tap 32 on the side of the inlet of the liquid agent. The device is now ready for operation.
When water is admitted and flows into the main pipe 2, the pressure difference created by the differential orifice 14 is transmitted to the cylinder and is exerted on the piston 24 which delivers the wetting agent. through
<Desc / Clms Page number 4>
to the metering port '16 in the main pipe 2, the flow rate being determined by the pressure difference as well as by the diameter of the metering port.
An important characteristic of the invention consists in that the two orifices are arranged in a single element, in the form of a plug or the like, and that this element is interchangeable with similar elements with orifices of different diameters.
It can be seen that with the metering device of the construction form described above a considerable degree of precision is obtained. For example, with a water flow rate varying between 4.54 and 681 liters per minute and with an expected dosing flow rate of 0.2%, the actual flow rate can be seen to vary between approximately 0.205% and 0.195%. It is believed that these results are due in large part to the manner in which the orifices are arranged.