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Appareil mélangeur perfectionné.
La présente invention concerne une installation et un procédé de pompage perfectionnés, utilisant plusieurs pompes* 'Elle concerne en particulier le mélange de plusieurs liquides dans n'importe quel rapport désiré et. le maintien de ce rapport en substance constant, Berne avec des fortes variations de débit.
L'invention procure également des moyens pour modifier rapidement et facilement le rapport des constituants du mélange.
Un exemple typique du besoin auquel répond la présente invention se trouve dans l'industrie pétrolière lorsqu'on désire pompes des huiles de différentes natures à partir de différents réservoirs dans une seule conduite de sortie afin de distribuer un mélange d'huile de composition désirée. Les rapports des diffé-
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l'enta ingrédients doivent être maintenus d'une façon stricte aux velues désirées. Ces rapports sont souvent difficiles à contrôler par suite des variations et des fluctuations dans Inefficacité des pompes et des installations de pompage.
Cela peut poser un problème même lorsqu'on maintient un débit régulier et constant dans la con- duite dé sortie, ce qui est le cas si on pompe différentes huiles à partir de différents réservoirs dans une conduite d'alimentation mixte aboutissant à un très grand réservoir, ce processus étant en effet ininterrompu et à débit constant.
Cette difficulté de maintenir dans un rapport constant les débits-'respectifs des pompes mélangeuses a souvent été évitée en procédant au mélange par lots. Ce processus consiste à introduire - les ingrédients du mélange séparément dans un grand réservoir en quantités requises et ensuite à les agiter, par exemple pour un mé- lange 50-50 de deux huiles, on remplit le réservoir à moitié d'une huile et on complète avec l'autre huile puis on agite le tout. C'est évidemment un procédé grossier rendu nécessaire uniquement par la difficulté décrite plus haut.
Mais le problème est fortement aggravé lorsqu'on désire obtenir un débit infiniment variable dans la conduite de sortie.
La présente invention a pour but de procurer un appareil qui puisse être utilisé dans ces circonstances avec des résultats satisfai- sants, mais qui soit simple et peu coûteux à construire.
L'invention a également pour but de procurer un appareil mélangeur qui procure des moyens permettant de modifier rapidement et facilement le rapport des constituants du mélange dans des condi tions de débit en substance constantes dans la conduite de sortie.
Dans ces circonstances, l'appareil peut même être plus simple que celui nécessaire pour un débit infiniment variable.
' Suivant la présenté invention, une installation de pompage servant à alimenter de fluide une conduite de sortie commune comprend plusieurs pompes volumétriques dont l'une au soins est entraînée par un mécanisme à, vitesse variable, un dispositif de
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contrôle relié à la conduite de sortie et sensible, co@ e décrit ci-après, à au moins une propriété du fluide mélangé dans la con- duite de sortie, et une liaison de fin réglage entre le dispositif de contrôle et le mécanisme à vitesse variable de sorte que le vi- tesse de 'ce dernier soit réglée par le dispositif de contrôl e.
Les pompes volumétriques mentionnées ci-après sont bien connues. Il s'agit de pompes comportant des moyens cour déplacer positivement le fluide pompé, par exemple des pistons, des aubes ou des vis. Au point de vue économie, il est préférable d'utili- ser des pompes à volume invariable, :nais les pompes à volume va- riable peuvent être utilisées, si on le désire.
Le rapport des volumes de fluide débités par les diffé- rentes pompes peut être modifié comme on le désire en agissant sur le mécanisme à vitesse variable qui est avantageusement contenu dans au moins une boîte à vitesse variable. Différentes combinaison: de pompes et de boîtes peuvent être utilisées; par exemple, les pompes peuvent être entraînées par des moteurs séparés opérant par l'intermédiaire de boîtes séparées, certaines boîtes ou toutes sans restriction étant des boîtes à vitesse variable et les autres, s'il en reste, des boîtes à vitesse fixe, c'est-à-dire non varisble.
En variante, certaines pompes, ou toutes sansrestriction, peuvent être entraînées par un seul moteur opérant par l'intermé- diaire de différentes boîtes dont l'une au moins est à vitesse va- riable Toute pompe qui tourne constamment à une vitesse fixe peut être entraînée par un moteur. sans boite intermédiaire.
Le dispositif de contrôle est fixé à la conduite de sor- tie, c'est-à-dire à la partie de l'installation dans laquelle cir- cule le fluide mélangé provenant de deux ou plusieurs pompes. Le dispositif de contrôle est un dispositif quelconque capable de mesurer une propriété déterminée du fluide mélangé dans la condui- te de sortie qui dépend du rapport .des volumes des différents fluides formant le mélange.
Un dispositif de contrôle-préféré est le viscosimètre
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. décrit dans la demande de brevet malais n i60/5J, rayais du'autres dispositifs, par exemple des densitomètres, des colorimètres, ou (si l'un quelconque des liquides est radio-actif cu i-endu radioactif) des compteurs Geiger ou d'autres dispositifs sensibles aux radiations meuvent être utilisés.
Un écart à partir de la valeur requise de la propriété du fluide mélangé (dans la conduite de sortie) qui est mesurée par le dispositif de contrôle amène ce dernier à agir sur les différen- tes boîtes à vitesse variable, par exemple par l'intermédiaire de leviers, de circuits électriques ou d'autres dispositifs approprias afin de régler le rapport des vitesses des coupes et ainsi le rap-
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port du mélange de manière ramener la dite propriété du n6line à sa valeur requise.
Dans la forme d'exécution préférée de l'invention, le
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dispositif de contrôle est raccordé par un interrupteur .5,L'1ctrique à coteur électrique capable de :nodifier :''1S rapports de dB.'1ultiplication des différentes bottes à vitesse riat:.=, L'interrupteur peut être actionné par le viscasi:ntre flans l'un ou l'autre sens, de sorte que le noteur électrique puisse aupienter ou dim- nuer ces rapports de démultiplication en réponse à une variation quelconque de la viscosité du fluide mélangé dans la conduite de sortie, de panière à maintenir cette viscosité à la valeur désirée
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L'installation décrite ci-dessus convient Ft1ulière- ment pour fonctionner à un débit en substance constant dans la con- duite de sortie.
Si l'installation doit être utilisée avec des dé- bits variables dans la conduite de sortie, il faut contrecarrer l'ef- fet de la contre-pression dans l'installation lorsque le débit dans la conduite de sortie est diminué. Des valves et des conduites . de dérivation sont souvent prévues sur les pompes pour éliminer cette contre-pression mais dans l'installation de la présente in-
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ybn t ion, il'u'est pas nécessaire d'utiliser une dérivation à cet effet. -sauf, .en cas d'urgence en vue de réaliser l'équilibre de facf.;'tl1zi:';déliqa:ts'.;;requiz:;:our':'Ùn' mél:::nge- ìn.:' litz. '1 re."e. d41;i vation ':t(Í :" .'. #-.=#: # # '......"'." '.1\. .' \;âèvr.aient'\être'. calibrées avec précision -et être mutuellement -syn-
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chronisées.
Un tel système de valve serait coûteux et difficile à réaliser.
Il est ainsi préférable de contrecarrer cette contre- pression, produite lorsque le débit dans la conduite de sortie est diminué, en agissant sur la vitesse des pompes suivant le débit dans la conduite de sortie. Dans ce cas, il est préférable que toutes les pompes soient entraînées, comme décrit plus haut, par des boîtes individuelles (dont l'une au moins est une boite à vitesse variable sensible au dispositif de contrôle). Ces boîtes individuelles sont à leur tour entraînées par un moteur par l'inter- médiaire d'une boîte à vitesse variable de commande générale. Cette dernière boîte peut être réglée en réponse aux variations de débit dans la conduite de sortie.
Dans une telle installation préférée pour un débit varia- ble, le rapport des débits volumétriques par unité de temp des différentes pompes peut être maintenu constant et le débit volu- métrique total par unité de temps de toute l'Installation peut être codifié au moyen de la boîte à vitesse variable de confonde générale. Des moyens peuvent être prévus pour que la botte à vi- tesse variable de commande générale puisse être réglée soit à la main soit automatiquement en réponse au débit du mélange qui cir- cule dans la conduite de sortie de l'installation.
Par exemple, dans l'installation préférée, un débitmètre peut être raccordé à la conduite de sortie et, par l'intermédiaire d'un interrupteur électrique, à un moteur électrique capable de modifier le rapport de démultiplication de la boîte à vitesse variable de commande géné- rale ; l'interrupteur peut être actionné par le débitmètre dans deux sens de sorte que le moteur électrique puisse augmenter ou diminuer ce rapport de démultiplication en réponse à une augmentation ou une diminution du débit du fluide mélangé passant dans la conduite de sortie.
Cette augmentation ou cette diminution'peut évidemment être causée par l'ouverture ou la fermeture d'un robinet dans la condui- . te de sortie. @ -
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Une application de la présente invention sera décrite ci-après à titre d'exemple, avec référence à une installation dans laquelle deux huiles de viscosité différente sont mélangées pour obtenir une huile mélangée de viscosité désirée-
Dans le schéma synoptique annexée des huiles différentes provenant de deux conduites d'entrée la et Ib sont refoulées par deux rompes 2a et 2b respectivement dans une conduite de sortie com- mune 3 par des conduites 4a et 4b, des valves à une voie 5a et
5b, des débitmètres 6a et 6b, des valves à trois voies 7a et 7b et une chambre de mélange 8.
Les pompes sont entraînées par un moteur 9 opérant par l'intermédiaire d'une botte à vinsse variable de commande générale 10, une botte à vitesse fixe 11 et deux bottas individuelles 12 (vitesse variable) et 13 (vitesse fixe) reliées respectivement aux pompes 2a et 2b.
Un viscosimètre 14 raccordé à la conduite de sortie 3 commande le réglage du rapport de démultiplication dans la botte
12 par une liaison 15, de la façon décrite plus haut .
Un débitmètre 16 raccordé à la conduite de sortie 3 com- mande le réglage du rapport de démultiplication dans la boite 10 par une liaison 17, de la facon décrite plus haut.
Afin d'égaliser la pression qui règne dans les conduites d'entrée la et 1b, ces conduites d'entrée sont pourvues d'orifices variables automatiques 18a et 18b qui sont actionnés par des tires
19a et 19b. Ces tiges sont reliées à des diaphragmes 20a et 20b dans des chambres de diaphragme 21a et 21b. Dans ces chambres de diaphragme, l'espace 22a est en communication de pression de flui- de par la conduite 23a avec la partie de la conduite d'entrée la qui raccorde l'orifice variable automatique 18a à la pompe 2a.
De même, l'espace 22b est en communication de pression de fluide par la conduite 23bavec la partie de la conduite d'entrée Ib qui raccorde l'orifice variable automatique 18b à la pompe 2b. Des pressions constantes égales sont appliquées à l'espace 24a et à -l'espace 24b .au moyen, de. ressorts. convenablement tarés 25a et 25b.
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Les orifices variables automatiques assurant que les pressions de fluide des huiles respectives qui passent par ces deux orifices soient égales.
La conduite de sortie commune 3 peut être utilisée pour débiter de l'huile mélangée afin de remplir des récipients ou
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des véhicules citernes et est pourvue d'un rcl ine 26. Si le r:'inet 26 est feri-iô et que la Cl.rCL:1 , i.¯:i;: 'Le . :".'.Z' .Lû . .-.élancée dans la conduite de sortie est subitement diminuée ou arrêtée, la pression
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de l'huile dans l'installation, par eYe.:1 les conduites .a et l+b et dans les valves 5a et z peut ::porter .jusqu'à des v"i.f.;urs dangereuses pendant le court :l.!'rtl::..f de texpr qui yt''Ut s'hcju-
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1er avant que le débit. ;être 16 agl.',e sur u.r: boîte à vitesse vnririble de cO;:t.é1nde générale 10 pour diairuer ou arrêter .;.'::ct; .,:< des poulpes zizi et 2.12. Afin d"2..êch,?r cette x t5e 'le pression.
Il.:%r '0reuse, les conduites 4-a et 41 son1- L: :;:'!CC0l'"é8[ ; des valves c= dérivation 7a et 27b de c.:;r;.:tructlor: .Jl1,u',:,':"", qui r' .u;rr.,::t. a.,r.';¯t l s pressions dans lot cnc.tu L t4: 4j : t 4. u."; :'.:';;..t2rt U;.'> v:¯--ur prédéterminée et ui er.ttent ':1UL':'.: c.:.tL:m C'l:::> ce? conduites de revenir dns les conduit-?? '.t'e:.tréc 1 et 1 :J.r . .es conduites 3i! et 23l?
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L::: conduite :1'e:lLr'e Ié3 est raccordée C0.¯'.C le .'.entre le dessin à la valve à trois voies 7a par Un' conduite 2xyz; et la conduite d'entrée Il est raccordée à la V3lvu à troic voies 7b par la conduite 29b.
Le fonctionnement de l'installation suivant la présente invention sera maintenant,décritavec référence au .mélange de deux
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huiles A et B ayant des viscosités de 5.000 et 15.J00 centistokes respectivement pour obtenir une huile :i!.4bng;1e ayant une viscosité désirée de 10.000 centistokes. L'huile A est pompée de la conduite d'entrée la et l'huile B de la conduite Ib. La poupe 2a est suppo-
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sée avoir la même capacité volumétrique que la pompe 2b et le dispositif de contrôle 14 est supposé être un viscosi:aètre.
La boîte à vitesse variable 12 est réglée de façon que ""\
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###la. fréquence du cycle de pompage de la po..ipe 2a soit la même que .celle de la pompe 2b. L'installation par laquelle le visco.simètre .,.14.agit sur la boîte 12 est réglée de façon que cette fréquence de
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.#'#*- la pompe 2a din3.nue lorsque la viscosité de l'huile mélangée dans ' "la conduite de sortie COITlli1Une est inférieure à 10.000 centistokes et augmente lorsque la viscosité de l'huile mélangée est supérieure à 10.000 centistokes.
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#On C#illlence par régler la valve à trois voies 7a de façon ... qU'elle perr2l.ette au fluide de passer de la conduite 4a par la valve à une voie 5a et le débitmètre 6a dans la conduite 29a mais non dans la chambre de nelange S. La. valve à trois voies 7p est égalaaen .- réglée de façon à permettre au fluide de passer de la conduite 4b
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:-par la valve à une voie z et le débitmètre 6b dans la conduite 2 mais non dans la chambre de mélange 3. Les pompes sont Elises en rou-
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te et les débituètres 6a et 6b sont vérifiés pour s'assurer que des quantités d'huile égales sont pompées dans les conduites 4a et 4b.
Les valves à trois voies 7a et 7b sont alors réglées de façon que toute la circulation dansles conduites 29a et 29b soit arrêtée, et que toute l'huile pompée dans les conduites 4a et 4b pénètre dans la chancre de mélange 8. Le robinet 26 est ouvert et l'huile mélangée commence à s'écouler par la conduite de sortie 3.
La viscosité du nélange d'huile débité au début dans la conduite de sortie commune 3 n'est d'une façon générale en pratique pas exactement égale à la viscosité désirée. Par exemple., les poupes . ne débitent d'une façon générale pas exactement des volumes d'huile
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égaux puisqu'il est très rare que deux pompes aient la neEléeFfica- cité. De plus, la différence entre les efficacités des deux-pompes varie d'une façon générale avec le débit dans la conduite de sortie.
Cette situation est corrigée par le viscosimètre 14. Si le viscosi- mètre constate que la viscosité de l'huile mélangée dans la conduite
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de sortie commune diffère de la valeur désirée de 10.000 centistolies, il agit sur les -commandes de la boite à vitesse variable 12 de façon à augmenter ou diminuer la fréquence du cycle de pompage de la pompe
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2a pour corriger la proportion d'huile A dans le mélange de sorte que la viscosité de ce dernier soit maintenue à 10.000 centistokes.
Il peut être souhaitable-demodifier le débit de .; huile mélangée dans la conduite de sortie -3 pendant l'opération de mé- . lange. Il est nécessaire d'arrêter ce débit à la fin de l'opération de mélange.
Lorsqu'on tourne le robinet 26, . et que le débit dans la - conduite de sortie 3 est modifié, le débitmètre 16 agit sur la botte à vitesse variable de'commande générale 10, de la façon dé- crite plus haut afin de modifier les fréquences de pompage des deux pompes 2a et 2b en réponse au nouveau débit dans la conduite de sortie.Le rapport des deux fréquences est maintenu constant, à moins évidemment que le viscosimètre 14 le modifie. Les deux fré- quences sont ainsi diminuées lorsque le débit dans la conduite de sortie diminue et'augmentées lorsqu'il augmente.
Si le débit dans la conduite de sortie 3 est subitement fortement diminué, la pression dans l'installation, par exemple dans les débitmètres6a et 6b et dans les conduites 4a et 4b peut atteindre une valeur dangereuse pendant la courte période de temps qui peut s'écouler avant que le débitmètre 16 agisse sur la boite à vitesse variable de commande générale 10 pour diminuer suffisam- ment l'action des pompes 2a et 2b. Dans un tel cas, les valves de dérivation 27a et 27b s'ouvrent et restent ouvertes jusqu'à ce que l'action des pompes .soit suffisamment diminuée.
L'installation représentée dans le schéma synoptique annexé convient spécialement dans des ecnditions de débit variable dans la conduite de sortie. Elle peut évidemment être également utilisée lorsque le débit dans la conduite de sortie est maintenu- constant pendant chaque opération de pompage.
Dans ce, dernier cas, il peut être préférable d'utiliser une installation'plus simple qui ne comprend .pas- de moyens'pour régler les fréquences des'pomper en réponse au débit dans la conduite de sortie. Une telle instar-' lation simplifiée peut être par exemple semblable à celle repré- sentée dans le schéma synoptique sauf que la boite à vitesse
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variable de commande générale 10, le d4titàètre 16 et la liaison 17 peuvent être omis. Les deux boites individuelles 12 et 13 peuvent être entraînées directement par le moteur avec ou sans boîte à vitesse fixe 11;en variante., les boites individuelles peuvent être entraînées par des moteurs sépares.
Par convention, dans la description de l'appareil, on s'est référé à des "boites à vitesse". Il est clair que le terme "boîte" utilisé dans ce mémoire concerne un mécanisme de transmission qui peut ou non être enferme dans une botte. Cela étant, dans la description de l'appareil qui précède, les différentes "boîtes" mentionnées peuvent être des mécanisme de transmission qui tous, sans restriction, ou certains d'entre eux ou d'aucun d'entre eux peuvent-être, contenus dans une boite unique ou dans différentes boites.-
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R rT E I D I û .
T I 0 " S
1.- Installation de pompage servant à alimenter une con- duite de sortie commune de fluide, caractérisée en ce qu'elle com- prend plusieurs pompes volumétriques dont l'une au moins est entraînée par l'intermédiaire d'une boîte à vitesse variable, un dispositif de contrôle relié à la conduite de sortie et sensi- ble (comme défini plus haut) à au moins une propriété du fluide mélangé qui circule dans la conduite de sortie, et une liaison de fin réglage entre le dispositif de contrôle et la boîte à vites- se variable de sorte que la vitesse de celle-ci soit réglée par -le dispositifde contrôle.