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L'invention est relative aux pompes et concerne plus spé- cialement les pompes d'alimentation à volume constant pour li- quides radio-actifs.
Dans le pompage de liquides radio-actifs il est désirable que la pompe soit de construction mécanique simple et qu'elle nécessite peu d'entretien.
Un objet de la présente invention est deprévoir une pompe d'alimentation à volume constant simple qui convient pour l'em- ploi avec des liquides radio-actifs..
La pompe de l'invention comprend un réservoir, un trop plein pour maintenir un niveau constant de liquide dans le ré- servoir, un cylindre ayant une extrémité fermée située en des- sous du niveau constant et une extrémité ouverte au dessus du
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dit niveau,, une communication à travers la paroi du cylindre, dans un emplacement éloigné de l'extrémité fermée pour l'écoulé'-' ment par gravité de liquide du réserver dans le cylindre, un plongeur à fuite pour le cylindre, ayant une course qui s'é- tend de la dite communication jusqu'au delà de celle-ci en di- rection de l'extrémité fermée, et des moyens pour décharger du cylindre, à un niveau plus élevé que le dit niveau constant, du liquide déplacé par la course du plongeur en direction de L'extrémité fermée du cylindre.
Des pompes conformes à l'invention ne comportent ni valves, ni clapets ou soupapes susceptibles de se coller,et le volume constant de leur débit est basé sur un mouvement identique , chaque course, de leurs plongeurs à fuite. Les pompes peuvent ,être groupées en association pour alimenter des liquides dans un aystème avec un rapport volumétrique fixe entre les liquides, le réglage du rapport s'obtenant par ajustement des longueurs relatives des courses respectives des pompes.
L'invention est décrite ci-après en référence aux dessins annexés sur lesquels :
Figs 1 et 2 montrent des pompes suivant l'invention en élé- vation et coupe ; et ,
Fig.3 est une représentation schématique de trois pompes de l'invention groupées ensemble, qui alimentent un appareil de mé- lange et de déptt..
En référence à la fig.1, un cylindre 1 ayant une extrémité fermée la et une bride 2 , est soudé, à la biride 2, à un ré- servoir 3, de manière que la bride 2 forme un couvercle pour le réservoir. Le réservoir est pourvu d'un conduit d'entrée 4 associé à une perforation 5 pratiquée dans la bride 2 et d'un conduit de trop plein 6.
Le cylindre 1 est en communication avec le réservoir par une série d'ouvertures 7 au niveau du conduit de trop plein 6..
Le cylindre 1 comporte un piston-plongeur 8 à ajustement lâche,
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de manière à être légèrement fuyant..
Le plongeur 8 est pourvu d'un trou axial 9 débouchant à la face terminale du plongeur, le trou 9 se ramifiant près de son extrémité supérieure en passages radiaux-10 qui communiquent avec une chambre cylindrique 11 située au dessus du réservoir 3.
Un anneau 12 est fi::é; au dessus des passages radiaux 10 du plon- geur 8 par une vis pointeau d'arrêt 13, et supporte une plaque- chicane circulaire 14.. Un conduit de décharge de pression 15 re- lie la chambre 11 avec le conduit d'entrée 4., et une ouverture 16 dans la bride 2 procure une sortie pour la chambre 11 vers un conduit 17 qui est situé à un niveau plus élevé que l'embou- chure supérieure du conduit de trop plein 6. Une tige de pous- sée 18 est fixée à des pattes ou oreilles 19 du plongeur 8 par une cheville ou axe 20.
La tige 18 traverse une chambre tampon 21 (scellée au sommet de la chambre 11 par un anneau de joint 22) et ensuite un bouchon amovible 23 d'un bouclier de protection des radiations ,; 24, pour se rendre à un moteur à air (non repré- senté)Des joints d'étanchéité 25 et 26 sont prévus au sommet et en bas de la chambre 21. Un anneau 27 est soudé à l'exté- rieur de la chambre 11. Des boulons 28 et 29 passant à travers l'anneau 27 et engagés dans le bouclier 24 fixent la position de la pompe par rapport au bouclier et scellent la chambre 21 au bouchon 23 par l'intermédiaire d'un anneau de joint 30..
En fonctionnement, le réservoir 3 est maintenu rempli de liquide jusqu'au niveau de l'embouchure du conduit de trop plein 6, par introduction continue de liquide par le conduit d'entrée 4. Lorsque le plongeur 8 est soulevé au dessus des ouvertures 7 du cylindre 1, le cylindre est rempli de liquide jusqu'au même niveau que le réservoir 3 par introduction de liquide à travers les ouvertures 7. Lorsque le plongeur 8 est abaissé au dessous du niveau des ouvertures 7, du liquide du cy- lindre 1 est refoulé par le trou axial 9 à travers les passa- ges radiaux 10 et dans la chambre 11. Il s'écoule ensuite hors
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de la chambre 11, par l'ouverture 16 et le conduit de sortie 17.
Les projections de liquide lorsqu'il est refoulé dans la chambre Il sont contrôlées par la plaque 14. Le volume de li- quide refoulé dans la chambre 11 par chaque course descendante du plongeur 8 dépend de la longueur de la course au-dessous des ouvertures 7, et elle est pratiquement constante pourvu que les vitesses et les accélérations du plongeur 8 se reproduisent iden- tiques à elles-mêmes à chaque -course,,,, de manière que les fuites entre cylindre et piston soient constantes..
En référence à la fig,2, un réservoir 31 comporte un conduit d'entrée 32 et un conduit de trop plein 33.. Dans le réservoir 31 est supporté un cylindre 34 ayant une extrémité fermée 39; un plongeur à fuite 36 et une série de lumières 35 au.niveau de 1' embouchure du conduit de trop plein 33..
Le plongeur 36 est relié à une tige de poussée 40 via une ' cheville ou axe 41 et des oreilles ou pattes 42. Dans la paroi latérale du cylindre 34, à sa jonction avec l'extrémité 39,est pratiquée une lumière 37 reliant le cylindre 34 à un passage 38 qui traverse la paroi du réservoir 31 au dessus du niveau su- périeur du conduit de trop plein 33.
En fonctionnement le réservoir 31 est maintenu plein de liquide jusqu'au niveau déterminé par le conduit: de trop plein 33.
Lorsque le plongeur 36 est soulevé au dessus des lumières 35, du liquide coule dans le cylindre par les lumières jusqu'au même niveau que celui du liquide dans le réservoir.Lorsque le plon- geur 36 est abaissé en dessous des lumières 35, du liquide est refoulé hors du cylindre 34, dans le passage 38, et en sortie du réservoir 31.
Dans les réalisations' décrites, le cylindre de la pompe est intérieur au réservoir contenant le liquide à pomper,mais cette disposition n'est pas essentielle.Le cylindre peut être extérieur au réservoir et relié à celui-ci par un conduit approprié.
Le jeu, entre les plongeur et cylindre , tant dans la fig 1 @
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que dans la. fig. 2, est , radialement, de 0,076 mm avec un alésa- -Se de cylindre de 19 mm. Il est ainsi inévitable qu'une cer- taine quantité de liquide fuie entre les plongeurs et les parois des cylindres suivant les vitesses et les accélérations des plon- geurs et la viscosité des fluides pompés. Cette fuite est accep- table car elle peut être rendue constante pour chaque course par un fonctionnement régulier du plongeur. Ces plongeurs "fuyants" ne nécessitent, par suite aucun anneau d'étanchéité qui pourrait donner lieu à de l'usure et introduire des problèmes d'entretien d'organes composants rendus radio-actis.
Dans la figure 3 les alimentations de solvant (So) aqueuse (A) et d'extrait ,dit "Stri", (St) à un appareil de mélange et dépôt continu 51, sont contrôlées par un dispositif de, contrôle de temps 52 qui envoie des impulsions à un maître solénoïde 53 actionnant une valve de contrôle d'air 54 par l'intermédiaire d'un plongeur ,55. la valve 54 contrôle l'alimentation d'air par des blocs de jonction 56 et des valves de contrôle d'écoulement 59,à trois cy- lindres 57, dont chacun comporte un cylindre 60 couplé avec une tige de poussée 18 d'une pompe d'alimentation 61 telle que montrée fig.1. Les régulateurs d'écoulement 59 servent à ajuster la vites- se des pistons 60, et par suite des plongeurs dans les pompes 61..
Le rapport des alimentations est fixé par les volumes déplacés par les plongeurs. Le dispositif de contrôle de temps 52 permet de faire varier le débit global, les rapports des alimentations res- tant constants\,Les rapports des alimentations peuvent être modifiés en modifiant les courses des plongeurs.
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The invention relates to pumps and more specifically relates to constant volume feed pumps for radioactive liquids.
In pumping radioactive liquids it is desirable that the pump be of simple mechanical construction and low maintenance.
It is an object of the present invention to provide a simple constant volume feed pump which is suitable for use with radioactive liquids.
The pump of the invention comprises a reservoir, an overflow to maintain a constant level of liquid in the reservoir, a cylinder having a closed end located below the constant level and an open end above the reservoir.
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said level, a communication through the wall of the cylinder, in a location remote from the closed end for the gravity flow of liquid from the reserve in the cylinder, a leaky plunger for the cylinder, having a stroke which extends from said communication to beyond it in the direction of the closed end, and means for discharging from the cylinder, at a level higher than said constant level, liquid moved by the stroke of the plunger towards the closed end of the cylinder.
Pumps according to the invention do not include valves, flaps or valves liable to stick, and the constant volume of their flow is based on an identical movement, each stroke, of their leaking plungers. The pumps can be grouped together to supply liquids in an aystem with a fixed volumetric ratio between the liquids, the adjustment of the ratio being obtained by adjusting the relative lengths of the respective strokes of the pumps.
The invention is described below with reference to the accompanying drawings in which:
Figs 1 and 2 show pumps according to the invention in elevation and section; and,
Fig. 3 is a schematic representation of three pumps of the invention grouped together, which feed a mixing and depositing apparatus.
Referring to fig.1, a cylinder 1 having a closed end 1a and a flange 2, is welded, to the biride 2, to a tank 3, so that the flange 2 forms a cover for the tank. The tank is provided with an inlet duct 4 associated with a perforation 5 made in the flange 2 and an overflow duct 6.
The cylinder 1 is in communication with the reservoir by a series of openings 7 at the level of the overflow pipe 6 ..
Cylinder 1 has a loose fit plunger 8,
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so as to be slightly elusive.
The plunger 8 is provided with an axial hole 9 opening out at the end face of the plunger, the hole 9 branching out near its upper end into radial passages-10 which communicate with a cylindrical chamber 11 located above the reservoir 3.
A ring 12 is fi :: ed; above the radial passages 10 of the plunger 8 by a stopper screw 13, and supports a circular baffle plate 14. A pressure relief duct 15 connects the chamber 11 with the inlet duct 4 ., and an opening 16 in the flange 2 provides an outlet for the chamber 11 to a duct 17 which is located at a higher level than the upper mouth of the overflow duct 6. A push rod 18 is fixed to the legs or ears 19 of the plunger 8 by a pin or pin 20.
The rod 18 passes through a buffer chamber 21 (sealed to the top of the chamber 11 by a seal ring 22) and then a removable plug 23 of a radiation shield,; 24, to get to an air motor (not shown) Seals 25 and 26 are provided at the top and bottom of the chamber 21. A ring 27 is welded to the outside of the chamber. 11. Bolts 28 and 29 passing through ring 27 and engaged in shield 24 secure the position of the pump relative to the shield and seal chamber 21 to plug 23 via seal ring 30. .
In operation, the reservoir 3 is kept filled with liquid up to the level of the mouth of the overflow pipe 6, by continuous introduction of liquid through the inlet pipe 4. When the plunger 8 is lifted above the openings 7 from cylinder 1, the cylinder is filled with liquid to the same level as reservoir 3 by introducing liquid through openings 7. When plunger 8 is lowered below the level of openings 7, liquid from cylinder 1 is forced through the axial hole 9 through the radial passages 10 and into the chamber 11. It then flows out
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of the chamber 11, through the opening 16 and the outlet duct 17.
The projections of liquid when it is discharged into the chamber II are controlled by the plate 14. The volume of liquid discharged into the chamber 11 by each downward stroke of the plunger 8 depends on the length of the stroke below the openings. 7, and it is practically constant provided that the speeds and accelerations of the plunger 8 are reproduced identically to themselves at each stroke ,,,, so that the leaks between cylinder and piston are constant.
Referring to FIG. 2, a reservoir 31 comprises an inlet duct 32 and an overflow duct 33. In the reservoir 31 is supported a cylinder 34 having a closed end 39; a leakage plunger 36 and a series of ports 35 at the mouth of the overflow pipe 33.
The plunger 36 is connected to a push rod 40 via a pin or pin 41 and ears or tabs 42. In the side wall of the cylinder 34, at its junction with the end 39, a slot 37 is formed connecting the cylinder. 34 to a passage 38 which passes through the wall of the reservoir 31 above the upper level of the overflow duct 33.
In operation, the reservoir 31 is kept full of liquid up to the level determined by the pipe: overflow 33.
When the plunger 36 is lifted above the ports 35, liquid flows into the cylinder through the ports to the same level as the liquid in the reservoir. When the plunger 36 is lowered below the ports 35, liquid is forced out of cylinder 34, into passage 38, and out of reservoir 31.
In the embodiments described, the cylinder of the pump is inside the reservoir containing the liquid to be pumped, but this arrangement is not essential. The cylinder may be exterior to the reservoir and connected to the latter by a suitable conduit.
The play, between the plunger and cylinder, both in fig 1 @
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that in the. fig. 2, is, radially, 0.076 mm with a cylinder bore of 19 mm. It is thus inevitable that a certain quantity of liquid leaks between the plungers and the walls of the cylinders depending on the speeds and accelerations of the plungers and the viscosity of the fluids pumped. This leakage is acceptable because it can be made constant for each stroke by smooth operation of the plunger. These "leaky" plungers therefore do not require any sealing ring which could give rise to wear and introduce maintenance problems of component organs rendered radioactive.
In FIG. 3 the supplies of aqueous solvent (So) (A) and of extract, called "Stri", (St) to a continuous mixing and deposition apparatus 51, are controlled by a time control device 52 which sends pulses to a master solenoid 53 actuating an air control valve 54 through a plunger, 55. valve 54 controls the supply of air through junction blocks 56 and flow control valves 59, three-cylinder 57, each of which has a cylinder 60 coupled with a push rod 18 of a pump power supply 61 as shown in fig.1. The flow regulators 59 serve to adjust the speed of the pistons 60, and hence of the plungers in the pumps 61 ..
The feed ratio is fixed by the volumes moved by the divers. The time control device 52 enables the overall flow to be varied, the feed ratios remaining constant. The feed ratios can be modified by modifying the strokes of the plungers.
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