Appareil doseur déstiné à l'introduction en quantité réglable d'un liquide dans une conduite: La présente invention a pour objet. un ap pareil doseur destiné à. l'introduction en quantité réglable d'un liquide dans au moins une conduite sur laquelle est installé un dis positif d'alimentation d'un dispositif tel que chaudière, etc.
Cet appareil comporte un réservoir à li quide, une pompe avec piston à mouvement alternatif, dont l'aspiration est reliée audit réservoir et le refoulement est relié à ladite conduite, des moyens pour mouvoir ledit pis ton doseur sous l'influence de la différence des pressions à l'aspiration et au refoulement du dispositif d'alimentation, et des moyens pour régler à volonté le débit effectif de la dite pompe par coup de piston.
L'appareil ainsi agencé peut servir à in troduire dans les tuyauteries d'alimentation d'une chaudière, un produit améliorant la va porisation, d'une manière toujours proportion nelle à la quantité d'eau d'alimentation, même lorsque la chaudière est alimentée par plusieurs dispositifs indépendants tels que pompe alimentaire et injecteurs.
Le dessin ci-annexé à titre d'exemple, re présente une forme d'exécution de l'appareil comportant<B>à</B> la fois deux pompes qui ser vent à introduire le liquide du réservoir l'une dans la conduite d'aspiration d'une pompe alimentaire et l'autre dans les conduites d'as piration de deux injecteurs, l'ensemble de cet appareil étant destiné à l'alimentation d'une chaudière de locomotive.
La fig. 1 est une vue d'ensemble sch6mati- que de l'appareil, le réservoir, la pompe ali mentaire et .les injecteurs étant indiqués en coupe; La fig. 2 est une coupe verticale de la par tie supérieure de l'appareil; La fig. 3 est un plan du réservoir et de quelques organes annexes, le dessus du ré servoir étant arraché en partie; Les fig. 4 et 5 sont des coupes verticales d'une pompe; La fi-. 6 montre en coupe verticale une variante d'un dispositif servant à soulever le clapet de refoulement de la pompe.
L'appareil représenté aux fig. 1 à 3 com porte les oranes suivants- #D Un réservoir '1 contenant le liquide à do ser et à distribuer; Un moteur hydraulique en communication avec les deux boîtes â clapets d'une pompe alimentaire 58, à double effet, par des tuyau teries 6 et 7; ce moteur comporte un piston 3,, qui se déplace dans un cylindre 2, muni de conduits latéraux 4, 5 .débouchant respective ment â ses extrémités et dans sa région mé <U>diane;
ces</U> conduitsnt-,unis-de_ clapets convenablement disposés pour mettre en com munication les deux faces du piston à la fin de chaque course de celui-ci et jouent ainsi le rôle d'amortisseur; Une pompe à piston plongeur, immergée dans le réservoir J ; cette pompe est constituée par un corps 8 et un piston 9 relié par une tige 10 au piston 3 ci-dessus.
Le moteur hydraulique, qui peut indif féremment être immergé dans le liquide ou non, transmet au piston 9 un mouvement al ternatif d'amplitude constante.
La tige 10 comporte un dispositif 11 per mettant de faire varier sa longueur (par exemple un filetage recevant nu écrou et un contre-écrou, ou tout autre dispositif appro prié), de telle sorte qu'il est possible de mo difier la position du piston 9 dans le corps -de la pompe 8, la course restant constante.
Un agitateur 12 est monté sur la tige 10 et brasse constamment pendant le fonction nement, le liquide contenu dans le réser voir 1.
Au corps de pompe 8 aboutissent un con duit d'aspiration 13 qui s'ouvre dans la par tie basse du réservoir et un conduit de refou lement 14, ce dernier étant branché sur le conduit d'aspiration de la pompe alimentaire 58. Sur le conduit 14 est montée une boîte à clapet 15, dans laquelle se trouvent une bille ou clapet de refoulement 16 et un aju- tage conique 54 à petit orifice qui sert au lavage de la pompe, comme il sera expliqué plus loin.
La pompe 8 ne comporte pas de clapet d'aspiration: l'orifice du conduit d'aspiration 13 débouche dans une portion de la paroi cy lindrique du corps de pompe contre laquelle vient frotter une partie de la périphérie du piston 9 pendant la dernière partie de sa, course de refoulement.
La première partie de cette course n'a donc d'autre effet que de renvoyer au réser voir une partie du liquide aspiré à la course précédente et le refoulement effectif dans le conduit 14 ne commence qu'après que le pis ton a obturé l'orifice -du conduit -d'aspira tion 13.
Quand on modifie la. longueur de la. tige 10, l'importance de la plongée du piston en dessous de l'orifice d'aspiration varie, et le débit effectif de la pompe peut ainsi être réglé suivant les besoins.
Le retour au réservoir, par le conduit 13, d'une fraction de la. cylindré, assure le net toyage constant de ce conduit et produit, concurremment avec l'agitateur 12, un bras sage du liquide évitant les dépôts et les en crassements, brassage d'autant plus énergi que que le débit effectif nécessaire est plus faible: or, ce sont précisément les faibles dé bits qui augmentent les possibilités d'engor gement.
L'ajutage 54 communique avec une con duite 17 aboutissant à un robinet 18 quï l'isole, en service normal, d'une conduite d'eau sous pression 57 (venant, par exemple de la chaudière). Lorsqu'on ouvre ce robinet, l'eau sous pression passe à. travers la boîte 15, la pompe et les conduits correspôn.dants, produisant ainsi un nettoyage efficace.
Le réservoir 1 communique, d'autre part, par un conduit 19, avec une pompe dont le corps est désigné par 20; sur le conduit 19 est intercalée une boîte 21, dans laquelle sont montés un clapet de retenue qui empêche le retour du liquide du cylindre 20 vers le ré servoir 1 et un ajutage de lavage 53 analo gue à celui mentionné ci-dessus -et communi- quant également avec le conduit 17 par un conduit 52.
Dans le cylindre ?0 se déplace un piston 22 qui assure l'aspiration et le refoulement du liquide. Ce piston est solidaire d une tige 23 qui traverse. le fond 24 du cylindre 21) et se déplace dans un second cylindre 25. Les deux cylindres 20 et 25 communiquent entre eux par un conduit 26 pratiqué dans le fond 24.
En outre, un ressort 27 qui prend appui, d'une part sur le fond 24, et, d'autre part, sur un épaulement 2.8 de la tige 23, rappelle le piston à la partie supérieure du cylin dre 20.
Le fluide moteur est. amené au cylindre 25 par un conduit. 29 venant d'une bouteille 30. Cette bouteille est munie, à sa partie supérieure, d'un clapet -de rentrée d'air 31, et à sa partie inférieure d'un clapet 32 dis posé pour en assurer la. vidange rapide.
Un orifice de faible section 33 assure le pacage lent du fluide lors du remplissage de la bouteille.
Celle-ci a pour but d'agir comme dispo sitif retardateur en créant un certain déca- lape de temps entre le moment où le fluide moteur est envoyé à l'appareil et celui où le piston<B>22</B> refoule le liquide dosé.
Le liquide contenu dans le cylindre 20 est refoulé par le piston 22 dans un conduit 34 qui part du cylindre 20 et qui comporte un clapet de retenue 35 évitant le retour du liquide du conduit 34 dans le cylindre 20 pendant le temps d'aspiration.
Ce clapet est chargé par un ressort ou par une masse pesante convenable, et, par conséquent, la dose -de liquide dans le cylin dre ne peut pas s'écouler dans la tuyauterie 3.1 avant la. descente du piston 22.
En outre, le conduit 34 reçoit de préfé rence la forme d'un col de cygne montant au-dessus du niveau maximum dans le réser voir 1 pour empêcher tout écoulement intem pestif du liquide de ce réservoir au cas où les clapets fuiraient.
Enfin une butée à vis 36 permet de ré gler la coure du piston 22 et, par suite, la quantité de liquide refoulée effectivement par celui-ci.
Une boîte à clapets 37 montée à l'extré mité du conduit .34 permet -de diriger la dose de liquide à injecter exclusivement dans la tuyauterie d'aspiration de celui des injecteurs 44, 47 qui est mis en service; chacun des clapets 3,9 ou 41 est appuyé par un ressort (non représenté) sur la tige d'un petit piston 38 ou 40 guidé dans une chambre cylindri que correspondante et communiquant par un conduit 48 ou 51. Le conduit 48 permet de soumettre le piston 38 à la pression de refou lement de l'injecteur correspondant et par suite de mettre en communication les con duits 34 et 49 en soulevant le clapet 39.
De même, le clapet 41 permet de mettre en com munication les conduits 34 et 50, quand le piston 40 est soumis à la pression de refoule ment de l'injecteur 47.
Une boîte 42 renfermant une bille mobile 43 et reliée, de part et d'autre de cette bille, au refoulement de chacun des deux injec teurs par des conduits 45, 46 permet d'en voyer l'eau de vidange de la bouteille 30 uni quement dans la conduite alimentée par l'in jecteur en service.
Le fonctionnement de l'appareil est le sui vant: L'un -des deux injecteurs 44, par exemple, venant d'être amorcé, il envoie du fluide sous pression dans le conduit 45 et déplace la bille 43 pour la faire s'appliquer sur l'ori fice du conduit 46 correspondant au second injecteur 47 qui est arrêté.
Le fluide moteur arrive sous le clapet 32, qui s'applique sur son siège et laisse passer l'eau par le trou 33 pour le remplissage de la bouteille 3,0.
Lorsque ce remplissage est terminé, le fluide moteur arrive, par le conduit 29 et le cylindre 25 sur le piston 22, qui se déplace en comprimant le ressort 27, soulève la bille et refoule le liquide contenu dans le cylindre 20 à travers le clapet 35 et le conduit 34.
Le fluide sous pression de l'injecteur 44 arrivant en même temps par le conduit 48 soulève le piston 3-8 et ouvre le clapet 39, mettant ainsi en communication les conduits 3'4 et 49 alors que le conduit 50 est fermé par le clapet 41 qui reste appliqué sur son siège puisque le conduit 51 n'est pas sous pres sion.
La dose de liquide injectée par le disposi tif va donc bien exclusivement à. la tuyau terie d'alimentation par l'injecteur 44 en ser vice.
Le piston 22 peut être assez libre dans le cylindre 20 ce qui, d'une part, évite les usu res et coincements et, d'autre part, permet au fluide moteur de s'écouler en partie dans le cylindre 20, et de laver celui-ci ainsi que les tuyauteries et les clapets en s'écoulant avec le liquide injecté.
Dès que l'injecteur 44 est arrêté, le cla pet 32 qui n'est plus sollicité par le fluide moteur, retombe sur son appui, et la bou teille 30 se vide rapidement.
Cette ouverture du clapet s'effectue- d'une façon d'autant plus certaine que, non seule ment elle est provoquée par le poids -du cla pet, mais aussi par la détente de l'air em magasiné à la partie supérieure -de la bou teille; la bouteille se vide facilement grâce au fonctionnement du clapet de rentrée d'air 31; son eau s'écoule par le conduit 45 qui se trouve, du fait de l'arrêt de l'injecteur, mis en communication avec l'air libre.
En même temps, le piston 22 est ramené par la détente du ressort 27 à sa. position su périeure, et aspire dans le cylindre 20 du li quide du réservoir 1, par le conduit 19 et la boîte 21.
Le cylindre 20 contient ainsi une nouvelle dose de liquide, le dispositif retardateur est prêt à fonctionner à nouveau, et l'appareil pourra injecter une nouvelle quantité de li quide, suivant le même mécanisme, lorsque l'un ou l'autre des injecteurs sera mis en ser vice. .
Supposons que la pompe d'alimentation 58 soit en service, soit seule, soit simultané ment avec le dispositif d'alimentation par in jecteurs. Le piston 3 du moteur hydraulique ac tionné par cette pompe, par l'intermédiaire des conduits 6, 7 est animé d'un mouvement alternatif et entraîne avec lui, le piston plon geur 9 qui, pendant son ascension, aspire le liquide à doser du réservoir 1 par le conduit 13 et, pendant sa descente, refoule la cylin drée d'abord dans le réservoir 1, puis par le conduit 14 et la boîte 15, dans la tuyauterie d'aspiration de la pompe alimentaire, suivant le mécanisme expliqué ci-dessus;
l'importance de la quantité de liquide ainsi effectivement refoulée dépend de la position -de la tige 10 réglée par le dispositif 11.
L'introduction de liquide dosé par ce dis positif dans la tuyauterie sur laquelle la pompe 58 est intercalée cesse automatique ment lorsque cette pompe s'arrête et recom mence dès qu'elle est remise en marche.
Pendant le fonctionnement de la pompe, l'agitateur 12 suit les mouvements de la tige 10 et effectue le brassage du liquide du réservoir 1.
On peut encore monter dans le réservoir 1 un agitateur pendulaire remplaçant l'agita teur 12 dans les installations qui ne com portent pas -de pompe d'alimentation; cet agi tateur pendulaire peut également être utilisé concurrement avec l'agitateur 12 pour as surer un brassage constant du liquide, même lorsque la pompe est arrêtée.
Lorsque la pompe alimentaire et les deux injecteurs sont simultanément en ser vice, il y a introduction du liquide dosé en quantité proportionnelle à l'importance de la vaporisation, par tous les conduits d'alimen tation.
Il y a en effet refoulement simultanément par les conduits 45 et 46 lorsque les deux in jecteurs fonctionnent en même temps; dans ce cas particulier, la bille 43 au lieu d'obtu rer l'un des conduits 45 ou 46, reste au mi lieu de son logement puisqu'elle est sollicitée des deux côtés par des pressions égales.
Le chargement du réservoir 1 en liquide à doser et le lavage automatique de l'ensemble de l'appareil et de ses tuyauteries s'effectuent de la façon suivante: On verse d'abord à. travers un filtre 56 placé à la partie supérieure :du réservoir la quantité de liquide à. doser et à distribuer, correspondant à une période de fonctionne ment déterminée, et on fait ensuite le plein d'eau du réservoir en ouvrant la vanne 18 de manière à faire arriver l'eau sous pression de la conduite 57 dans les boîtes 21 et 15.
Une jauge comportant une règle à flot teur 5j5 permet à tous moments de se rendre compte du niveau du liquide -dans le réser voir.
Lorsque le réservoir est plein, on ferme la vanne 18 et on a. ainsi effectué automati quement le nettoyage de l'ensemble de l'ap pareil et de ses tuyauteries, pendant le rem plissage du réservoir sans que le personnel ait eu à. exécuter aucune manoeuvre spéciale pour effectuer ce nettoyage.
Le conduit 14 pourrait déboucher dans le conduit de refoulement de la pompe alimen taire 58 aussi bien que dans son conduit d'as piration.
Les fig. 4 à 6 se rapportent à une cons truction perfectionnée de la pompe 8, 9, ser vant à. refouler un volume variable de liquide sans changement de la course du piston 9. Suivant cette construction, la tige du piston de la pompe actionne, en même temps que ledit piston, un organe de butée agencé pour ouvrir et maintenir ouverte, pendant une fraction de la course de refoulement de ce piston, la soupape d'aspiration de la pompe.
Pendant cette fraction de course, une par tie du liquide qui avait été aspiré dans le cylindre est donc directement renvoyée au réservoir d'alimentation de la pompe à. tra vers la soupape d'aspiration maintenue ou verte.
Ce n'est que lorsque l'organe de butée ci- dessus a libéré cette soupape qu'elle peut se refermer, et que le refoulement effectif a lieu.
Le conduit d'aspiration 13, placé à l'ex trémité inférieure du corps 8, est obturé par un clapet à bille 59 s'ouvrant vers l'inté rieur du cylindre; le conduit de refoulement 14 débouche dans la boîte à. clapet 15 conte- nant le clapet 16. Le fond de cette boîte à clapet comporte un presse-étoupe dans le quel peut se mouvoir une tige 68, commandée par un petit volant de manoeuvre 69. On verra plus loin l'utilité de ce dispositif.
La tige 10 du piston se termine par une chape 60 permettant de l'articuler à une bielle de commande (non figurée).
A cette tige est en outre fixée, par deux écrous 61, la traverse supérieure 62 d'un cadre comportant en outre deux montants 63, qui coulissent verticalement dans des guides 8a portés par le corps 8, et dont les extrémités inférieures sont réunies par une seconde tra verse 64, placée sous le cylindre.
Cette traverse porte au droit du conduit 13, fixée sur elle par deux écrous 65, une tige verticale @66, de diamètre inférieur à. celui dudit conduit.
Enfin, la tige 10 du piston peut éventuel lement être relié à sa chape 60 par un ridoir 67 comportant deux filetages à. pas contraires vissés respectivement sur son extrémité su périeure et sur la queue de la. chape, -de sorte qu'une rotation de ce ridoir provoque un al longement ou un raccourcissement de la tige. Le fonctionnement est le suivant: Lorsque le piston 9, partant du point mort bas (position représentée au dessin), re monte, il aspire, par le conduit 13, le liquide qui pénètre dans le cylindre 8 en soulevant la. bille 59.
Il entraîne avec lui le cadre et la tige 66 qui, au bout d'un certain temps, vient s'ap puyer sous la bille 59 et la soulève.
Le liquide continue à iêtre aspiré dans le cylindre par le jeu existant entre la. tige 66 et la paroi du conduit 13.
Lorsque le piston redescend, il refoule d'abord le liquide contenu dans le cylindre par le conduit 13, la bille 59 étant mainte nue soulevée par la tige 66.
Le refoulement par le conduit 13 a lieu tant que la bille, qui redescend avec le cadre, est maintenue par lui au-dessus de son siège.
Lorsque le piston continuant à descendre, elle s'est posée sur celui-ci, le liquide con tenu dans le cylindre soulève la bille 16 et est refoulé dans la canalisation branchée sur la boîte à clapet 15.
La cylindrée de la pompe restant cons tante, on peut modifier le moment où au cours -du refoulement, la bille 59 se repose sur son siège, et, par suite, régler le débit effectif: a) en soulevant ou abaissant la tige 6-6 au moyen des écrous 65, ou b) en déplaçant tout le cadre par rapport à la tige du piston, au moyen des écrous 61, ou c) en manoeuvrant le ridoir 67, de manière à déplacer l'ensemble du piston et du cadre par rapport au corps de pompe.
Lorsqu'on refoule dans une conduite sous pression, il est possible de faire le plein du réservoir et d'effectuer un lavage de la tuyauterie ,de la pompe en procédant de la, façon suivante: La pompe étant en marche, il suffit, à l'aide du volant 69, de faire soulever par la tige 618 le clapet de refoulement 16; on in troduit ainsi de l'eau sous pression dans le réservoir, par la tuyauterie, la pompe et la boîte à clapet 15, et la conduite d'aspira tion 13.
Lorsque le niveau désiré dans le réser voir est atteint; on ramène, à l'aide du volant 69, la tige 88 à sa position initiale et le cla pet de refoulement joue à nouveau son rôle.
Suivant la fig. 6, le soulèvement du cla pet de refoulement. est obtenu, non plus par une vis manoeuvrée à la main, mais au moyen d'un piston 70 sous lequel débouche une dérivation 71 d'eau sous pression bran chée sur la conduite -de refoulement de la pompe.
L'arrivée de cette eau par le conduit 71 est commandée à. volonté par la. manoeuvre d'un robinet disposé à cet effet.
Le piston 70 présente à ses extrémités des portages coniques 70a, 70u qui forment cla pets et assurent l'étanchéité aux deux extré mités -de sa course. Suivant son axe, ce piston porte un poussoir 72 adapté pour soulever le clapet 16. Quand l'eau sous pression arrive par le conduit 71, le piston 70 est soulevé et main tient le clapet 16 à la position d'ouverture. L'eau sous pression peut alors s'écouler par 15, 14 et 13 â. travers la pompe et les tuyau teries en sens inverse du,débit normal, toutes les fois que la bille 59 (fig. 4, 5) se trouve soulevée sous l'influence du mouvement du piston 9 et de la tige 66.