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APPAREIL A DEBITER DES QUANTITES DOSEES DE MELANGES DE LIQUIDES DE COMBOSITION
VARIABLE
L'invention concerne un appareil à débiter des quantités dosées de mélanges de liquides de composition variable, consistant par exemple en un liquide de base, avec lequel un autre liquide peut être mélangé à volonté.
Cet appareil peut servir par exemple à débiter des quantités relativement faibles d'essence en mélange avec une huile lubrifiante d'un type quelconque à volonté, ces mélanges sont utilisés en particulier dans des petits moteurs, par exemple des moteurs auxiliaires de bicyclettes. Il existe déjà divers appareils connus qui servent à débiter des mélanges de liquides et en particulier des mélanges d9essence et d'huile lubrifiante.
L'invention a pour objet un appareil de cette catagorie qui remplit mieux toutes les conditions en ce qui concerne la précision du dosa- ge et la possibilité de mélanger différents types d9huiles avec un seul appareil que les appareils connus jusqu9à présent.
L'invention consiste dans un appareil à débiter des quanti- tés dosées de mélanges de liquides de composition variable, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre avec piston,, piston plongeur ou diaphragme débitant un des éléments et accouplé avec marche à vide réglable avec un second piston ou organe analogue débitant un autre élément., de façon qu'au cours d'un cycle complet du premier piston ou organe analogue la quantité totale de liquide déplacé par les deux pistons ou organes analogues soit constante.
Il en résulte une économie considérable du temps qui est nécessaire pour débiter des mélanges de liquides de composition variable en même temps qu9une notable diminution des risques d'erreurs ou de fausses manoeuvres. Le dispositif peut comporter plusieurs cylindres,, par exemple
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trois avec des séries de pistons, et le réglage du mouvement à vide dans les différents cylindres peut être limité par un dispositif de blocage, de façon que dans une série seulement de pistons,, le mouvement de l'un d'eux soit provoqué par l'autre.
Si le liquide déplacé par le piston principal est le même dans chaque cylindre, mais si le liquide déplacé par les pistons auxiliai- res est différent dans chacun d'eux: le dispositif permet d'ajouter à volonté au premier liquide un des autres, et en outre d'en régler la quantité.
Ainsi qu'il a déjà été dit9 l'appareil est destiné de préfé- rence à débiter des mélanges d'essence et d'huile lubrifiante, mais l'inven- tion n'est pas limitée à cette application et l'appareil suivant l'invention peut servir dans l'industrie chimique et en pharmacie ou à d'autres appli- cations
L'appareil est décrit ci-après à titre d'exemple en tant que servant à débiter des mélanges d'essence et d9huile lubrifiante.
Sur le dessin ci-joint; la figure 1 représente une projection horizontale avec cou- pe partielle d'une forme de réalisation de l'appareil suivant l'invention, la figure 2 est une coupe verticale partielle suivant la li- gne II-II de la figure 1 et la figure 3 représente sous forme schématique un dispositif de blocage pour le cas où on emploie trois types d'huile lubrifiante.
Chaque cylindre est disposé de façon à servir à débiter un mélange d'essence et d'une huile lubrifiante spéciale et la composition du mé- lange est variable. L'appareil représenté est destiné à titre d'exemple à débiter à volonté un des trois types de mélanges, c'est-à-dire trois types d'huile lubrifiante et par suite comporte trois cylindres, figure 1.
Chaque cylindre se compose de deux éléments, à savoir un cylindre principal 1 qui refoule l'essence et un cylindre auxiliaire 2 qui refoule l'huile lubrifiante. Le piston 3 du cylindre 1 et le piston 4 du cylindre 2 reçoivent un mouvement de va et vient et le mouvement du pis- ton 4 dépend de celui du piston 3 ainsi qu'on le verra plus loin en détail.
Si on laisse de côté pour le moment le mouvement du piston 4 et si on suppose que ce piston est immobile. le piston 3 ne refoule que de l'essence et pas d'huile lubrifiante. le volume de cette essence par course est nettement défini, puisque le volume de déplacement de la chambre de la pompe est constant. L'essence est introduite par une soupape 6 et est re-, foulée par une soupape de sortie 7. Le fonctionnement de ces soupapes dépend d'une manière simple de la position du piston 3 comme suit:
La longueur de la course du piston est déterminée par la pré- sence d'un mécanisme à manivelle et bielle d'accouplement 8,9 et une roue dentée 10 est montée sur l'extrémité de l'arbre à manivelle 9.
Cette roue dentée 10 coopère avec deux roues dentées 11 et 12 de même diamètre qui sont montées respectivement sur des arbres à cames 13 et 14. Au commencement de la course d'aspiration, la came 15 ouvre la soupape d'admission par 1-linter- médiaire d'un levier 16 et la maintient ouverte pendant la course d'aspira- tion. A la fin de la course la came 15 abandonne le levier 16 et la soupape d'admission 6 se referme sous l'action d'un ressort 17. A ce moment la sou- pape d'échappement 7 s'ouvre sous l'action d'un mécanisme commandé par l'ar- bre à cames 13 et identique au mécanisme de commande de la soupape d'admis- sion. A la fin de la course de compression la soupape d'échappement 7 se ferme aussi sous l'action de la poussée exercée par un ressort sur le levier qui fonctionne en combinaison avec cette soupape..
Un volume fixe de liquide est donc refoulé par course. Si on désire que ce volume consiste en un mélange d'essence et d'huile lubrifian- te. ce résultat peut être obtenu de la manière suivantes si le piston 4 peut aussi effectuer un mouvement de va-et-vient, il refoule dans la cham- '
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bre de la pompe une quantité d'huile lubrifiante qui dépend de la longueur de la course du piston 4. Mais en même temps le volume d'essence refoulée dans la chambre 5 doit diminuer d'une quantité équivalente au volume d'huile lubrifiante, puisque le volume total refoulé reste le même.
Ce résultat est obtenu automatiquement par le piston 4. dont la partie postérieure pénètre dans la chambre 5 et qui pendant sa course de compression abandonné derrière lui le même volume que celui de l'huile lubrifiante refoulée en avant. Ce volume aban- donné par derrière se retranche donc du volume refoulé par le piston 3 dans la soupape de pression 7 et par suite le volume total refoulé reste le même.
Il est nécessaire à ce propos que les deux pistons 3 et 4 soient en concor- dance de phase, mais la longueur de la course du piston 4 peut être plus cour- te que celle du piston 3. en d'autres termes la course de compression et la course d'aspiration du piston 4 doivent s'accomplir en même temps que les courses de compression et d'aspiration respectives du piston 3 ou pendant une période pendant laquelle le piston accomplit sa course de compression ou d'as- piration.
Le mouvement du piston 4 dérive de celui du piston 3 de la ma- nière suivante. Le piston 3 comporte un goujon autour duquel un crochet 21 accouplé sous forme fixe avec le piston 4 peut s'accrocher. Le piston 4 est ainsi entraîné par le piston 3 pendant sa course d'aspiration en avant et arrive à fin de course en même temps que le piston 3. Il est évident que s' il n'existait pas d'autre accouplement entre les deux pistons, le piston 4 resterait en permanence à fin de course, dès que le piston 3 est venu à fin de course. En effet le goujon 19 ferait descendre le crochet 21 avec lui et le crochet resterait à fin de course, puisqu'il n'existe pas d'accouplement fixe entre ces deux éléments.
S'il s'agit seulement de refouler de l'essence par un cylindre, on peut le faire en maintenant le piston 4 dans la position décrite ci-dessus, puisqu'il est évident que l'huile lubrifiante ne serait pas refoulée dans ce cas. Mais si un certain cylindre doit refouler une quan- tité d'un type spécial d'huile lubrifiante, le piston 4 doit aussi achever sa course de compression à partir de la position précitée pendant une partie au moins de la course de compression du piston 3. Ce résultat est possible en raison de la présence d'un goujon 20 réuni au piston 4 et qui peut être ré- glé d'une certaine manière décrite en détail plus loin. Sur la figure 1, ce goujon 20 est dans une de ses positions limites et ainsi qu'on peut le voir, le goujon 19 est bloqué dans cette position entre le goujon 20 et le crochet 21.
Le mouvement du piston 4 correspond donc complètement dans ce cas à ce- lui du piston 3. Le pourcentage d'huile lubrifiante refoulée est donc maximum.
Dans l'autre position limite, c'est-à-dire lorsque le cylindre en question ne débite que de l'essence, le goujon 20 vient dans une position dans laquelle il existe un jeu entre les goujons 19 et 20, lorsque le piston 3 se trouve à son point mort extérieur, c'est-à-dire à la fin de sa course d'aspiration et ce jeu est au moins aussi grand que la longueur de la course du piston 3. Il est évident que le goujon 19 dans son autre position limite n'atteint pas le goujon 20, ou vient juste en contact avec lui, mais ne lui transmet aucun mouvement. Le piston 4 reste dans sa position de retrait maximum.
Dans toutes les autres positions intermédiaires du goujon 20, le piston 4 accomplit une course de longueur équivalente à celle du piston 3, diminuée du jeu entre les goujons 19 et 20.
Le réglage de la course du piston 4 (et par suite le réglage du pourcentage d'huile lubrifiante à débiter) s'effectue de la manière sui- vante: le goujon 20 est réuni à un élément 22 fileté extérieurement et dont le filetage est en prise avec un filetage femelle du piston 4. Un goujon de blo- cage 23 logé dans une rainure du clavette 24 plus longue que la longueur maximum de la course du piston 4 empêche ce piston de tourner.
Le mouvement de rotation du goujon 20 provoque un mouvement relatif de ce goujon par rapport au piston 4 avec le crochet 21.
Il convient que le mouvement de rotation du goujon soit pro- voqué par un élément dont la position suivant son axe reste fixe. Ce résul- tat est obtenu par un procédé connu en soi, c'est-à-dire en disposant sur le
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goujon 20 un élément sans attache 25, dont l'extrémité 26 aplatie des deux côtés pénètre télescopiquement dans une fente ménagée dans le goujon 20. Cette fente est plus longue que la longueur maximum de la course du piston 4.
Le mouvement de rotation peut être transmis aux éléments 20 et 25 par un bouton de commande 26' actionné à la main en dehors de l'appareil et par l'intermé- diaire d'une série de roues dentées intermédiaires 27, 28, dont le rapport de transmission est choisi de façon à provoquer le mouvement du goujon 20 entre ses limites de réglage par un mouvement du bouton de commande 26' in- férieur à un tour complet, de sorte qu'une échelle graduée peut indiquer les différentes positions du goujon 20 et permet de relever directement le pourcen- tage d'huile lubrifiante à débiter.
Tous les cylindres de l'appareil sont de la même forme de cons- truction que celui qui est décrit ci-dessus et par suite chacun d'eux comporte à l'extérieur de l'appareil un bouton de commande qui sert à régler les pro- portions relatives d'essence et d'un type spécial d'huile lubrifiante qu'on désire débiter.
Chaque bouton de commande correspond donc à un type spécial d'huile lubrifiante.
Il est évident que pour débiter un mélange d'essence et d' huile lubrifiante d'une composition donnée, il y a lieu de régler un seul cy- lindre de façon à débiter un mélange et que les autres cylindres doivent être réglés de façon à ne débiter que de l'essence.
Pour obtenir ce résultat avec certitude, il y a lieu de bloquer les-divers boutons de commande entre eux, pour qu'il soit impossible d'amener plus d'un bouton de commande dans une position correspondant au refoulement d'un mélange. On peut y arriver d'une manière simple au moyen d'un dispositif représenté schématiquement sur la figure 3, qui représente une solution con- venant au cas où il s'agit de choisir entre trois types d'huile lubrifiante., c'est-à-dire qu'il existe trois boutons de commande 26', 29 et 30. Un disque de came 31, qu'on peut faire tourner autour de son arbre 32 est disposé par rapport aux trois boutons 26', 29 et 30 de façon à bloquer dans une position quelconque au moins deux des trois boutons de commande, du fait que le disque de came pénètre dans une encoche de chacun des boutons de commande.
Dans la position de la figure 3, les boutons de commande 26' et 29 sont bloqués, tan- dis qu'on peut faire tourner librement le bouton de commande 30. Les boutons de commande 26' et 29 sont donc dans une position dans laquelle les cylindres correspondants ne débitent que de l'essence.
Il ressort de ce qui précède que l'appareil suivant l'inven- tion permet de débiter un mélange d'essence et d'huile lubrifiante d'une composition centésimale déterminée quelconque, étant donné qu'à chaque tour de l'arbre à cames deux cylindres débitent une certaine quantité d'essence, tandis que le troisième débite de l'essence et de l'huile, dont les propor- tions centésimales sont connues et en même temps détermine la composition de la totalité du mélange. Il est ainsi possible de disposer sur les boutons de commande une échelle graduée qui permet de relever directement le pourcen- tage d'huile lubrifiante dans le mélange total.
Outre le mécanisme compteur 33 du mélange, on peut prévoir un mécanisme compteur séparé de l'huile lubrifiante d'une manière simple, par exemple en disposant sur le côté du cylindre 4 une crémaillère qui peut ac- tionner un mécanisme compteur approprié par l'intermédiaire d'une série de roues dentées., chaque type d'huile lubrifiante comporte donc son mécanisme compteur séparé. De plus il est possible, par exemple au moyen d'un volant de réglage 34 et d'un arbre 35 de remettre à zéro le mécanisme compteur 33 du mélange, avant de commencer le refoulement, ce mécanisme compteur étant commandé par l'arbre à manivelle 9 par l'intermédiaire d'une série de rou- es coniques 36.
En ce qui concerne la commande du mécanisme, il y a lieu de faire remarquer que le dispositifdécrit ci-dessusàtitre d'exemple est comman-
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dé par une pression hydraulique, c'est-à-dire la pression de l'essence.
Il est donc prévu dans ce cas que l'essence doit être débitée sous pression.
Un excès de pression d'une atmosphère est largement suffisant pour faire fonctionner d'une manière efficace l'appareil qui est ainsi construit sous forme de pompe volumétrique. Etant donné que la résistance qui s'oppose au mouvement n'est pas forte, les divers joints peuvent être construits sous forme très simple; par exemple l'étanchéité du piston 3 est obtenue par de simples rondelles plates en caoutchouc, sans aucun risque de fuite d'essen- ce.
Il n'est pas absolument nécessaire d'adopter ce type de com- mande, par exemple il est possible aussi de commander l'appareil par 1' intermédiaire de l'arbre à manivelle 9 et d'aspirer l'essence par la pompe elle-même. Mais il faut avoir soin de n'aspirer et de refouler que du liqui- de et d'empêcher des bulles de gaz de pénétrer dans la canalisation ou à 1' intérieur de la pompe.
Pour avoir la certitude de refouler à chaque instant un mé- lange de la composition qu'on désire, le tuyau de refoulement du mélange fini doit être vide pendant les périodes pendant lesquelles on ne refoule pas de mélange. Ce résultat peut être obtenu par exemple en faisant dé- boucher les divers tuyaux d'essence et d'huile dans un réservoir collec- teur, d'où le mélange peut être refoulé dans le réservoir à remplir, après avoir introduit dans le réservoir intermédiaire la quantité voulue de mélan- ge.
L'appareil décrit ci-dessus comportant trois cylindres et des- tiné à débiter des mélanges d'essence et d'huile lubrifiante convient donc à trois types d'huile lubrifiante. Mais si on désire faire un choix parmi un plus grand nombre de types d'huiles, il suffit d'ajouter à l'appareil un ou plusieurs cylindres de la même forme de construction que ci-dessus.
Mais le dispositif de blocage doit évidemment être alors d'une forme de cons- truction légèrement différente. Par exemple on peut prévoir un rouleau cylin- drique comportant des encoches qui correspondant chacune à un bouton de com- mande déterminé, en disposant les encoches sur le rouleau de façon que dans une position quelconque du rouleau on ne puisse agir que sur un seul bouton de commande au plus, tandis que tous les autres boutons sont nécessairement bloqués dans la position zéro, c'est-à-dire celle qui correspond au refoulement de 1' essence seule.
Si le nombre de cylindres est assez grand pour que, l'appareil fonctionnant de la manière décrite ci-dessus, on considère que le pourcentage maximum réglable d'huile lubrifiante est trop faible, on peut empêcher un ou plusieurs cylindres de débiter de l'essence en disposant dans le tuyau de re- foulement de l'essence des tuyaux de retour se raccordant par exemple à un robinet à trois voies
Quoique l'appareil suivant l'invention soit destiné de pré- férence à débiter des mélanges d'essence et l'huile lubrifiante, l'invention n'est nullement limitée à cette application et l'appareil peut aussi servir à débiter d'autres mélanges de liquides.
Si les proportions entre les quan- tités qui sont nécessaires pour obtenir la concentration du mélange qu'on désire sont très différentes de celles des mélanges d'essence et d'huile lubrifiante,, décrite ci-dessus à titre d'exemple, on peut aussi faire varier le rapport entre les diamètres des portions 1 et 2 des cylindres, si on le désire.