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APPAREIL DOSEUR ET MELANGEUR.
La présente invention est relative à un appareil doseur et mélan- geur convenant notamment à la fabrication de boissons gazeuses à partir d'eau et d'un sirop.
On sait, qu'en raison du débit considérable existant dans cette industrie,les moindres pertes sur une charge, fortement multipliées, en- traînent rapidement une perte considérable. D'autres raisons encore militent en faveur d'une grande précision dans les dosages.
Dans les appareils mélangeurs connusle sirop d'une part, l'eau d'autre part., sont aspirés par un piston coulissant dans un cylindre à tra- vers un conduit d'admission que ferme une soupape sollicitée à Ia fermeture par un ressort., Des que-la capacité du cylindre est remplie, la phase d'as- piration fait place à une phase de refoulement. Cette continuité de fonc- tionnement est due à l'emploi du mode de transformation usuel d'un mouvement de rotation en mouvement alternatif, au moyen du système classique : mani- velle, bielle, tige de piston. Lorsque le mouvement du piston dans le sens du refoulement commence, la soupape d'admission n'a pas eu le temps de venir se reposer sur son siège.
Il en résulte qu'une partie du liquide refoulé retourne dans la conduite d'aspiration, aux dépens de la quantité de liquide préalablement dosée par remplissage exact de la capacité du cylindre. Cette situation qui est sans gravité dans une pompe ordinaire, est inadmissible dans un appareil dont on attend un dosage précis.
La présente invention remédie à cet inconvénient par un appareil de construction simple et de fonctionnement sûr, alliant à l'avantage d'une marche pratiquement continue celui d'une grande précision dans les dosages.
L'invention propose un appareil doseur de liquide dans lequel une capacité déterminée est remplie de liquide dans une première phase de fonc- tionnement, le liquide dosé en étant ensuite expulsé au cours d'une deuxième phase de fonctionnement, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de retardement dont l'effet est d'introduire un temps mort entre la fin du remplissage'de la capacité par le liquide, et le début de l'expulsion, hors de la dite capacité, de la quantité de liquide dosée.
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Plus particulièrement, l'invention propose un appareil doseur de liquide comprenant un cylindre contenant un piston dont le mouvement dans un sens a pour effet d'aspirer dans le cylindre, par un passage contrôlé par un organe de fermeture, une quantité déterminée du liquide à doser et dont le mouvement dans l'autre sens a pour effet de refouler par un autre passa- ge la quantité de liquide dosée, caractérisé en ce que 1?organe de fermeture du passage d'aspiration est une soupape sollicitée à la fermeture par un ressort et en ce que le mouvement du piston,. dans le sens du refoulement, lui est communiqué par une came dont le profil est tel qu'elle ne détermine le déplacement du piston dans le sens du refoulement qu'après un intervalle de temps suffisant pour permettre à la soupape d'aspiration d'être venue se reposer sur son siège.
Suivant une variante ressortissant de la même idée inventive, 1' invention propose un appareil doseur de liquide comprenant un cylindre conte- nant un piston dont le mouvement dans un sens a pour effet d'aspirer dans le cylindre, par un passage contrôlé par un organe de fermeture;
, une quanti- té déterminée du liquide à doser et dont le mouvement dans l'autre sens a pour effet de refouler par un autre passage la quantité de liquide dosée,, caractérisé en ce que le mouvement du piston dans le sens du refoulement lui est communiqué par un organe dont le jeu est subordonné mécaniquement à la fermeture de l'organe de fermeture contrôlant le passage d'aspiration.,
Suivant une particularité de l'invention, dans l'appareil doseur qu'elle propose,. l'attaque de la tige du piston se fait par une manivelle calée sur un arbre de renvoi d'axe fixe, 1-*extrémité de la manivelle portant = un coulisseau guidé dans une cage fixée à la tige de piston., le mouvement de l'arbre lui étant communiqué par une autre manivelle calée sur lui et por- tant à son extrémité libre un galet attaqué,.
de part et d'autre de son cen- tre, par deux cames de profils identiques calées sur deux arbres parallèles l'orientation des cames sur les arbres qui les portent étant telle que l'une des cames est motrice pour le déplacement du galet sur sa trajectoire dans un senset que l'autre est motrice pour le déplacement dudit galet dans le sens opposé.
Dans un développement ultérieur,,l'invention prévoit un appareil doseur et mélangeur caractérisé par l'association d'au moins deux appareils doseurs conçus suivant les idées traduites dans l'exposé qui précède et en ce que les refoulements aboutissent à un collecteur commun,, tandis que les aspirations demeurent distinctes.
D'autres particularités de l'invention ressortiront de la descrip- tion subséquente d'une forme de réalisation d'un appareil mélangeur et doseur suivant l'inventiondonnée à titre d'exemple seulement..
L'exposé s'éclaircira de la considération du dessin annexé dans lequel g
Fig. 1 représente schématiquement le plan d'un appareil suivant l'invention.
Fig. 2 en est une élévation latérale, montrant le mode d'entrai- nement d'une tige de piston par cames conjuguées.
Fig. 3 et 4 sont des vues en plan de l'appareil, -vues de dessus et vues de dessous, montrant le cours des' conduites d'aspiration et de refou- lement.
Fig. 5 est un détail schématique des soupapes.
Fig. 6 est un détail du mode d'entraînement des tiges de piston.
Fig. 7 représente une coupe faite suivant la ligne VII-VII de la figure 6.
Fig. 8 est une vue plus détaillée des cames de commande.
Dans toutes ces figures schématiquesles mêmes organes portent des indications de référence identiques.
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L'appareil mélangeur et doseur suivant l'invention qui est décrit ici à titre d'exemple, comprend deux paires de cylindres doseursune paire (1, 1') destinée à assurer le-dosage de sirop., 1-'autre paire (2, 2') assurant le dosage de l'eau. Chaque paire de cylindres comprend deux cylin- dres opposés, travaillant à simple effet,, les pistons étant montés sur une tige commune (respectivement 3 et 4). Chaque tige de piston porte une lunette telle que 3' ou 4', dans laquelle se déplace un coulisseau comprenant des coussinets 5, 5' embrassant un pivot 6. Le pivot 6 est monté dans les branches 7, 7' de l'extrémité d'une manivelle 8 calée sur un arbre 9 touril- lonné dans le bâti de la machine.
L'arbre 9 est animé d'un mouvement d'os- cillation autour de son axe fixe par une autre manivelle 8a dont le mode d'en- trainement sera exposé plus loin.
Les pistons sont disposés sur la tige qui les unit, de manière telle que, lorsque l'un des pistons se trouve enfoncé dans le cylindre cor- respondant, ce qui signifie que le refoulement est arrivé à sa fin dans ce cylindre, l'autre piston atteint sa position extrême vers 1-'extérieur du cy- lindre dans lequel il se déplace, ce qui signifié que dans ce deuxième cy- lindre, l'aspiration touche à sa fin. De cette disposition il résulte que l'appareil est susceptible de donner un débit continu, tout en employant des cylindres à simple effet, circonstance qui s'impose pour éviter l'em- ploi de presse-étoupes et pour éviter que les tiges de piston ne soient en contact avec le liquide à doser.
L'aspiration du sirop se fait par une manche 17 'qui se divise en deux branches 1 e, l'e, tandis que l'eau est aspirée par la manche 18, divisée en deux branches 2 e ,2'e. Chaque branche aboutit à une soupape d'aspiration dont on aperçoit un dessin schématique à la figure 5 où figure également une soupape de refoulement, les deux soupapes communiquant par la chambre 1 m avec le fond du cylindre 1.
La soupape d'aspiration est sollicitée vers la fermeture par le ressort 1 t dont une extrémité prend appui sur un collier solidaire du siège., l'autre extrémité s'appuyant sur le corps de la soupape.
Les refoulements se font par les conduites 1 s, 2 s, l's, 2's, et 19 et se terminent dans le collecteur 20 à l'entrée duquel s'opère le mé- lange des liquides. Le collecteur 20 conduit le mélange à par exemple:, ¯ un saturateur à gaz carbonique. La pression de refoulement est égale à la pression de COê du satorateur. Les soupapes de refoulement sont également sollicitées à la fermeture par des ressorts tel 1 q, suivant un système connu.
On a représenté avec quelques détails à la figure 2, le schéma de commande de la manivelle 8a qui commande en définitive les pistons.
Cette manivelle 8a porte un galet 10. Celui-ci est attaqué, de part et d'autre de son-centrepar deux cames identiques mais inversées 11 et 11', calées sur des arbres parallèles 12 et 12'.
Des roues dentées 13, 13' montées sur ces arbres reçoivent leur mouvement de vis sans fin 14 et 14' à pas inversés montées sur un même arbre moteur 15 qu'entraine le moteur 16.
Les cames 12 et 12' tournent en sens opposé comme l'indiquent les flèches sur la figure 2, les cames sollicitant toujours le galet dans un sens qui tendrait à l'arracher de la bielle qui le porte.
En ce qui concerne le profilage des cames., l'idée essentielle à respecter, suivant l'invention, est de donner à ce profilage une allure telle que les cames introduisent un retard ou temps mort dans la commande,, lorsque les pistons sont à bout de course. Il suffit pour cela, suivant une disposition connue en soi, que le profil des cames présente une partie cir- conférentielle. Cette partie est visible à la fig. 8. Chaque came doit naturellement, présenter deux parties circonférentielles opposées. On les remarque en AA1' BB1 et A'A' 1' B'B' 1. La longueur des arcs de cir- conférence détermine la durée .de l'intervalle de temps qui est laissé aux soupapes d'aspiration pour se rasseoir sur leurs sièges.
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Quel que soit le détail de réalisation adopté le profilage des cames est étudié pour que le moteur continuant à tourner à sa vitesse normale., le mou- vement des pistons soit interrompu., pendant un intervalle de temps assez long pour permettre aux soupapes d'aspiration de venir se rasseoir sur leur siège.
Lorsqu'une came cesse d'être motrice pour faire place à l'ac- tion de la came opposée, le liquide sous pression dans le cylindre tend à repousser le piston qui le comprime. Les cames doivent donc ne présenter,, avec le galet.. que le jeu strictement minimum admissible dans un tel genre de construction. Des rappels d'usure sont prévus.
Suivant une variante non représentée les soupapes d'aspiration à ressort sont remplacées par .des soupapes à tiroir commandées positive- ment à partir de l'arbre moteur. Le réglage de cette commande positive est alors tel que la mise en action du mécanisme de refoulement soit subordonnée mécaniquement à la fermeture par le tiroir correspondant, de la conduite d' aspiration qui vient de livrer une dose de liquide au cylindre intéressé
Pour permettre un réglage et pour pouvoir compenser notamment., les tolérances de fabrication, sans sacrifier la précision des dosagesla distance de l'axe 9 à l'axe du pivot 6 (voir Fig. 2 et 7) a été rendue ré- glable. On a, pour ce faire., calé excentriquement le pivot 6 dans les bran- ches 7, 7' de la manivelle 8.
Une rotation de l'excentrique permet d'allon- ger ou de raccourcir le rayon de rotation du centre du pivot 6 autour de l'axe 9, et par suite, de régler la course du piston correspondant. Ce ré- glage n'est prévu que du côté "sirop".
Il est clair que les dispositions décrites et représentées peu- vent être modifiées autrement encore dans leurs détails sans que l'on s'é- carte pour autant du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Appareil doseur de liquide dans lequel une capacité détermi- née est remplie de liquide dans une première phase de fonctionnement., le liquide dosé en étant ensuite expulsé au cours d'une deuxième phase de fonctionnement, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de retardement dont l'effet est d'introduire un temps mort entre la fin du remplissage de la capacité par le liquide., et le début de l'expulsion, hors de la dite capacité,de la quantité de liquide dosée.
2. Appareil doseur de liquide dans lequel une capacité déter- minée est remplie par aspiration de liquide et vidée par refoulement de celui-ci.. c a r a c t é r i s é en ce qu'il comprend un dispositif de re- tardement dont l'effet est d'introduire un temps mort entre la fin de l'as- piration et le début du refoulement.
3. Appareil doseur de liquide comprenant un cylindre contenant un piston dont le mouvement dans un sens a pour effet d'aspirer dans le cylindre, par un passage contrôlé par un organe de fermeture, une quan- tité déterminée du liquide à doser et dont le mouvement dans l'autre sens a pour effet de refouler par un autre passage la quantité de liquide dosée caractérisé en ce que le mouvement du piston dans le sens du re- foulement lui est communiqué par un organe dont le jeu est subordonné mé- caniquement à la ferme tore de l'organe de fermeture contrôlant le passage d'aspiration.
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