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WO 2017/174719 - 1 - PCT/EP2017/058249
POMPE A DOSAGE PROPORTIONNEL, PROCEDE DE MONTAGE ET DE
DEMONTAGE D'UNE TELLE POMPE
L'invention est relative à une pompe à dosage proportionnel du type comportant
une machine hydraulique alimentée avec un liquide principal et avec un liquide
secon-
daire, et un mécanisme de dosage du liquide secondaire. L'invention a
également pour
objet un procédé de montage et de démontage du mécanisme de dosage avec la
machine
hydraulique.
Il est connu d'assembler le mécanisme de dosage avec la machine hydraulique au
moyen d'une bague montée libre en rotation sur un ajutage du mécanisme de
dosage.
L'assemblage s'effectue en vissant directement la bague sur un filetage
pratiqué autour
de l'entrée dans une cavité intérieure à la machine hydraulique.
Généralement cette cavité intérieure est une chambre pour mélanger le liquide
principal avec le liquide secondaire en amont de la sortie de la machine
hydraulique.
Cette cavité intérieure est également traversée par un plongeur actionné par
un organe
de la machine hydraulique propre à effectuer un mouvement alternatif, ledit
mouvement
étant communiqué au plongeur et occasionnant l'aspiration du liquide
secondaire au
travers du mécanisme de dosage, jusque dans la cavité intérieure, si cette
dernière fait
office de chambre de mélange.
Toutefois, ce type d'assemblage peut toutefois être sujet à des erreurs de
manipu-
lation ou bien à des dévissages non intentionnels. Ce type de faille présente
alors un
inconvénient pour l'utilisateur, qui se traduit par une déperdition du liquide
principal
(généralement de l'eau). Ce type de faille présente aussi un risque non
négligeable de
fuite du liquide secondaire lorsque le dévissage est partiel, qui peut
entraîner une poilu-
tion du site accueillant la pompe (le liquide secondaire étant généralement un
produit
chimique tel que de l'engrais pour les plantations ou bien un médicament pour
les ani-
maux).
C'est pourquoi, l'objet de l'invention est de palier tout ou partie des
inconvénients
énoncés précédemment en proposant une pompe à dosage proportionnel comportant
un
mécanisme de dosage ainsi qu'une machine hydraulique, et un procédé de montage
et
de démontage, permettant d'empêcher la désolidarisation involontaire entre
l'ajutage du
mécanisme de dosage et la machine hydraulique.
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Plus particulièrement, l'invention a pour objet une pompe à dosage
proportionnel
comprenant une machine hydraulique dotée d'une entrée et d'une sortie, un
mécanisme
de dosage doté d'un ajutage d'aspiration muni d'un clapet d'aspiration et
communiquant
en l'une de ses extrémités avec une tubulure d'accès à une cavité intérieure à
la pompe
et en l'autre de ses extrémités avec un réservoir de produit à doser, la
machine hydrau-
lique s'étendant suivant un axe longitudinal et renfermant un organe propre à
effectuer
un mouvement alternatif, l'alimentation de la pompe en liquide en entrée
déclenchant le
mouvement alternatif dudit organe, lequel mouvement provoquant alternativement
une
aspiration à travers l'ajutage jusque dans la cavité intérieure avec ouverture
du clapet
d'aspiration lorsque l'organe s'éloigne de l'ajutage puis une expulsion en
sortie de la
pompe avec fermeture du clapet d'aspiration lorsque l'organe se rapproche de
l'ajutage,
caractérisée en ce que la pompe comprend en outre des moyens de fixation de
l'ajutage
à la tubulure d'accès à la cavité intérieure à la machine hydraulique, lesdits
moyens
comportant :
- une bague de
fixation dotée d'une première et d'une seconde extrémité, et mon-
tée en rotation autour de l'une des extrémités de l'ajutage,
une bague de blocage dotée d'une première et d'une seconde extrémité, et mon-
tée en translation suivant l'axe de la machine hydraulique le long de la
tubulure
d'accès à la chambre de mélange, la première extrémité de ladite bague étant
plaquée en direction du mécanisme de dosage contre un épaulement ménagé sur
ladite tubulure d'accès au moyen d'un ressort,
la bague de fixation et la tubulure d'accès à la cavité intérieure à la
machine hydraulique
étant apte à coopérer suivant un vissage à la fin duquel la seconde extrémité
de la bague
de blocage est solidarisée en rotation par complémentarité de forme avec la
seconde
extrémité de la bague de fixation, de manière à verrouiller le dévissage de la
bague de
fixation.
Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de
substitu-
tion sont énoncées ci-après.
Le vissage est de préférence inférieur à un demi-tour.
La bague de fixation peut comprendre en sa seconde extrémité et au niveau de
sa
surface ci rcon férentiell e intérieure un filetage mâle multi-départ
constitué de deux à huit
filets s'étendant suivant une même hélice, la tubulure d'accès à la cavité
intérieure à la
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machine hydraulique étant doté d'un filetage femelle complémentaire.
Dans le cas d'un filetage mâle multi-départ, ce dernier peut être constitué de
quatre filets s'étendant sur une longueur correspondant à un vissage suivant
un huitième
de tour.
La tubulure d'accès à la cavité intérieure à la machine hydraulique peut com-
prendre un filetage mâle multi-départ constitué de doux à huit filets
s'étendant suivant
une même hélice, la bague de fixation étant dotée en sa seconde extrémité et
au niveau
de sa surface circonférentielle intérieure d'un filetage femelle
complémentaire.
Le filetage mâle multi-départ de la tubulure peut alors être constitué de
quatre fi-
lets s'étendant sur une longueur correspondant à un vissage suivant un
huitième de tour.
La tubulure d'accès à la cavité intérieure à la machine hydraulique et la
bague de
fixation peuvent coopérer en vissage suivant une configuration du type
baïonnette, l'une
des tubulure d'accès à la cavité intérieure et bague de fixation étant dotée
d'au moins un
ergot apte à se bloquer dans une rainure pratiquée sur l'autre des tubulure
d'accès à la
cavité intérieure et bague de fixation.
La seconde extrémité de la bague de blocage comporte des languettes aptes à oc-
cuper l'espace entre des portions de hauteur croissante ménagées sur la
seconde extré-
mité de la bague de fixation, lesdits filets étant portés par lesdites
portions.
Les éléments constitutifs de la pompe sont fabriqués par injection de
matériaux
plastiques thermoplastiques choisis dans la liste définie par les polyamides,
les po-
lyfluorures de vinylidène, les polyéthylènes haute densité, les polypropylènes
chargés
ou non, les polyformaldéhydes.
Des moyens d'étanchéité peuvent être interposés entre l'ajutage et la tubulure
d'accès à la chambre de mélange.
L'invention a également pour objet un premier procédé de montage d'une pompe
à dosage proportionnel conforme à l'un quelconque des modes de réalisation de
l'invention, caractérisé en ce qu'on procède au vissage de la bague de
fixation avec la
tubulure d'accès à la cavité intérieure à la machine hydraulique, jusqu'à ce
que la se-
conde extrémité de la bague de blocage soit solidarisée en rotation avec la
seconde ex-
trémité de la bague de fixation par complémentarité de forme, de manière à
verrouiller
le dévissage de la bague de fixation.
Selon une caractéristique préférentielle, le vissage est inférieur à un demi-
tour.
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L'invention a également pour objet un premier procédé de démontage d'une
pompe à dosage proportionnel conforme à l'un quelconque des modes de
réalisation de
l'invention, caractérisé en ce qu'on fait translater la bague de blocage de
manière à éloi-
gner la première extrémité de ladite bague de l'épaulement contre lequel elle
était en
appui, puis on procède au dévissage de la bague de fixation de la tubulure
d'accès à la
cavité intérieure à la machine hydraulique.
Selon une caractéristique préférentielle, le dévissage est inférieur à un demi-
tour.
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture
de la
description détaillée de mises en uvre et de modes de réalisation nullement
limitatifs,
et des dessins annexés suivants :
- la FIGURE 1 est une représentation schématique d'une pompe à dosage
propor-
tionnel utilisant un premier type de machine hydraulique et conforme à un mode
de réalisation de l'invention,
- la FIGURE 2 est une représentation schématique d'une pompe à dosage
propor-
tionnel utilisant un second type de machine hydraulique et conforme à un mode
de
réalisation de l'invention,
- la FIGURE 3 est une représentation d'une vue détaillée de l'invention
suivant une
coupe selon un plan perpendiculaire à l'axe de la pompe.
les FIGURES 4 et 5 sont des représentations d'une vue détaillée de l'invention
suivant des coupes selon l'axe longitudinal de la pompe.
- les FIGURES 6 et 7 sont des vues en perspective de l'invention.
Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on
pourra no-
tamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection
de ca-
ractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si
cette sélec-
tion est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques),
si cette sé-
lection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique
ou pour
différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
Cette sélection
comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans
détails structu-
rels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie
uniquement est
suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier
l'invention par rap-
port à l'état de la technique antérieure.
A des fins de concision et de clarté, les éléments portent les mêmes
références sur
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les différentes figures.
Les figures 1 et 2 représentent chacune un mode de réalisation d'une pompe à
do-
sage proportionnel. Elle comporte une machine hydraulique 4 s'étendant suivant
un axe
longitudinal 9, et dotée d'une entrée 40, d'une sortie 41, une tubulure
d'accès à une ca-
vite intérieure 43, ainsi que d'un ajutage d'aspiration 75. Cet ajutage
d'aspiration est
muni d'un clapet d'aspiration 80 communiquant en l'une de ses extrémités avec
une
cavité intérieure à la pompe (non représentée sur la figure) et en l'autre de
ses extrémi-
tés avec un contenant de produit à aspirer (non représenté sur la figure).
La machine hydraulique est doté d'un organe propre à effectuer un mouvement al-
tematif, l'alimentation de la pompe en liquide en entrée déclenchant le
mouvement al-
ternatif de l'organe, lequel mouvement provoquant alternativement une
aspiration à
travers l'ajutage jusque dans la cavité intérieure avec ouverture du clapet
d'aspiration 80
lorsque l'organe s'éloigne de l'ajutage 75 puis une expulsion en sortie 41 de
la pompe
avec fermeture du premier clapet d'aspiration lorsque l'organe se rapproche de
l'ajutage.
La machine hydraulique peut être du type de celui décrit dans le document
EP1971776 Al et sur la figure!.
Cette machine hydraulique comprend une enveloppe comportant un corps et un
couvercle, un moyen de séparation propre à effectuer un mouvement alternatif
dans
l'enveloppe entre le corps et le couvercle, ce moyen de séparation définissant
deux
chambres. La machine hydraulique comprend aussi des moyens de commutation hy-
draulique pour l'alimentation en liquide et l'évacuation des chambres
précitées. Ces
moyens de commutation comprennent un organe de distribution pouvant prendre
deux
positions stables et commandé par les déplacements du moyen de séparation. Le
corps
de l'enveloppe renferme par ailleurs un compartiment relié à une arrivée de
liquide sous
pression et dans lequel sont logés les moyens de commutation, ainsi que des
moyens de
déclenchement comprenant un poussoir lié au moyen de séparation, propres à
provo-
quer, en fin de course, un changement brusque de la position des moyens de
commuta-
tion, sous l'action d'un moyen élastique, pour l'inversion de la course.
L'organe de dis-
tribution comprend un tiroir de distribution appliqué contre une plaque plane
fixe relati-
vement au corps de l'enveloppe, le tiroir de distribution pouvant coulisser de
manière
étanche, sans joint, contre la plaque qui comporte des orifices reliés
respectivement aux
chambres de l'enveloppe et à un orifice de sortie du liquide. Le tiroir est
alors prévu
pour, selon sa position, fermer certains des orifices ou les mettre en
communication
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avec l'arrivée de fluide ou avec l'échappement.
La machine hydraulique peut être aussi du type de celui décrit dans le
document
EP1971774 Al et sur la figure 2.
Dans ce cas, la machine hydraulique comprend une enveloppe, un piston propre à
coulisser en mouvement alternatif dans l'enveloppe, le piston séparant
l'enveloppe en
deux chambres, des moyens de commutation hydraulique pour l'alimentation en
liquide
et l'évacuation des chambres séparées par le piston. Ces moyens de commutation
sont
commandés par les déplacements du piston et comportent au moins une biellette
agis-
sant sur un organe de distribution pouvant prendre deux positions stables. Il
est en outre
prévu des moyens de déclenchement comprenant un poussoir propre à provoquer,
en fin
de course du piston, un changement brusque de la position des moyens de
commutation,
sous l'action d'un moyen élastique, pour l'inversion de la course. Le moyen
élastique est
solidaire, à chacune de ses extrémités, d'un organe d'articulation reçu
respectivement
dans un logement prévu sur la biellette et sur une autre pièce mobile de la
machine hy-
draulique, chaque logement étant ouvert suivant une direction sensiblement
opposée au
sens de l'effort exercé par le moyen élastique dans le logement, de sorte que
chaque
organe d'articulation peut être extrait de son logement ouvert à l'encontre
dudit effort.
La pompe à dosage proportionnel comprend également un mécanisme de dosage 7
pour ajuster le volume aspiré dans l'ajutage 75. Ce mécanisme est décrit en
figures 1 et
2 et fait intervenir un écrou de réglage 70 qui entraine le corps du doseur 73
dans sa
chemise 70. Comme au point mort haut de la machine hydraulique, le plongeur 7
l et le
joint 72 de dosage quittent le corps du doseur 73, la course de dosage est
donc plus ou
moins longue. De ce fait, le volume aspiré est plus ou moins important. Le
volume d'eau
pour un cycle étant quasi-constant, le dosage est donc plus ou moins fort.
Tel que représenté plus en détail sur les figures 3, 4, 5, 6 et 7 la pompe
comprend
en outre des moyens pour fixer l'ajutage 75 à la tubulure d'accès 43 à la
cavité inté-
rieure de la machine hydraulique.
Ces moyens comprennent une bague de fixation 2 de forme sensiblement annu-
laire, s'étendant entre une première 20 et d'une seconde 21 extrémité. Cette
bague de
fixation est montée libre en rotation autour de l'extrémité de l'ajutage 75
destinée à être
solidarisée avec la tubulure 43 de la machine hydraulique 4. Cette bague peut
par
exemple être montée sur l'ajutage 75, moyennant un diamètre intérieur réduit
en son
extrémité 20 de manière à ce que ladite extrémité vienne en butée contre un
épaulement
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ménagé sur l'extrémité de l'ajutage 75. De cette façon, l'ajutage ne peut pas
être désen-
gagé de la bague de fixation 2 lorsque l'ajutage est fixé à la tubulure
d'accès à la cavité
intérieure.
Ces moyens comprennent aussi une bague de blocage 1 de forme également sen-
siblement annulaire, s'étendant entre une première 10 et d'une seconde 11
extrémité.
Cette bague de fixation est montée fixe en rotation par rapport à la machine
hydraulique
et libre en translation le long de la tubulure d'accès à la chambre de
mélange. Ce mon-
tage peut être réalisé moyennant des nervures et des rainures complémentaires
ména-
gées respectivement en surface de la tubulure et sur la surface
circonférentielle inté-
rieure à la bague de blocage. Selon un mode de réalisation, on peut prévoir
donc au
moins une rainure 45 sur la surface circonférentielle extérieure de la
tubulure 43, apte à
accueillir un curseur prévu sur la surface circonférentielle intérieure de la
bague de blo-
cage 1.
Des moyens formant ressort 3 maintiennent de par leur force de rappel la
première
extrémité 10 de ladite bague plaquée contre un épaulement 430 ménagé sur
ladite tubu-
lure et en direction du mécanisme de dosage 7 et de l'ajutage 75.
On entend par ressort tout dispositif mécanique conçu pour emmagasiner de
l'énergie lorsqu'il est déformé et en restituer la même quantité lorsqu'il est
relâché. Les
moyens 3 peuvent être à titre d'exemple un ressort de type à spire métallique
ou à lame
thermoplastique.
La bague de fixation et la tubulure d'accès à la cavité intérieure à la
machine hy-
draulique sont aptes à coopérer suivant un vissage. On entend par vissage un
déplace-
ment dans un espace affine euclidien qui est la composée commutative d'une
rotation et
d'une translation selon un vecteur dirigeant l'axe de rotation (en
l'occurrence l'axe 9).
Ainsi, l'assemblage de la bague de fixation et de la tubulure doit être
entendu au sens
large et ne doit pas se limiter à la seule coopération de filetage entre deux
pièces.
De préférence, le vissage est inférieur à un demi-tour, de sorte que le
raccord entre
la bague de fixation et la machine hydraulique s'effectue rapidement.
A la fin du vissage, la seconde extrémité 11 de la bague de blocage est
solidarisée
avec la seconde extrémité 21 de la bague de fixation par complémentarité de
forme. En
d'autres termes, les surfaces des extrémités 11 et 21 des bagues sont
imbriquées de ma-
nière à interdire la rotation de l'une par rapport à l'autre. De cette façon,
le dévissage de
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la bague de fixation est verrouillé.
Selon un premier mode de réalisation, la bague de fixation comprend en sa se-
conde extrémité 21 et au niveau de sa surface circonférentielle intérieure un
filetage
mâle multi-départ constitué de deux à huit filets s'étendant suivant une même
hélice. La
tubulure d'accès à la cavité intérieure à la machine hydraulique comprend par
consé-
quent un filetage 44 femelle complémentaire usiné sur sa surface
circonférentielle exté-
rieure.
De manière préférentielle, le filetage mâle multi-départ est constitué de
quatre fi-
lets s'étendant sur une longueur correspondant à un vissage suivant un
huitième de tour.
Le filetage peut être usiné tout comme il peut être moulé par injection.
Suivant une variante, la tubulure 43 d'accès à la cavité intérieure à la
machine hy-
draulique comprend sur sa surface circonférentielle extérieure un filetage
mâle multi-
départ constitué de deux à huit filets s'étendant suivant une même hélice. La
bague de
fixation est alors dotée, quant à elle, en sa seconde extrémité 21 et au
niveau de sa sur-
face circonférentielle intérieure d'un filetage femelle complémentaire.
De manière préférentielle, le filetage mâle multi-départ est constitué de
quatre fi-
lets s'étendant sur une longueur correspondant à un vissage suivant un
huitième de tour.
Selon un second mode de réalisation, la tubulure d'accès à la cavité
intérieure à la
machine hydraulique et la bague de fixation coopèrent en vissage suivant une
configura-
tion du type baïonnette.
Selon une première variante, la tubulure d'accès à la cavité intérieure est
dotée sur
sa surface circonférentielle extérieure d'au moins un ergot apte à se bloquer
dans une
rainure pratiquée sur la surface circonférentielle intérieure bague de
fixation.
Selon une seconde variante, c'est la bague de fixation qui est dotée sur sa
surface
circonférentielle intérieure d'au moins un ergot apte à se bloquer dans une
rainure prati-
quée sur la surface circonférentielle extérieure de la tubulure d'accès à la
chambre de
mélange.
Dans les configurations selon lesquelles la tubulure et la bague de fixation
coopè-
rent suivant des filets du type multi-départ, la seconde extrémité 11 de la
bague de blo-
cage comporte des languettes 12 aptes à occuper l'espace entre des portions 23
ména-
gées sur la seconde extrémité 21 de la bague de fixation, portant les filets
22.
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Avantageusement, les portions 23 sont de hauteur croissante, de sorte que les
lan-
guettes 12 suivent le sommet croissant de ces portions comme une rampe lors de
l'opération de vissage et repoussent la bague de blocage, jusqu'à ce que
lesdites lan-
guettes tombent dans l'espace entre les portions 23 sous l'action de la force
de rappel du
ressort, une fois la fin du vissage atteinte.
De manière à simplifier la fabrication de la pompe, les éléments constitutifs
sont
fabriqués de préférence par injection de matériaux plastiques thermoplastiques
choisis
dans la liste définie par les polyamides, les polYfluorures de vinylidène, les
polyéthy-
lènes haute densité, les polypro-pylènes chargés ou non, les
polyformaldéhydes.
De manière à rendre étanche complètement le mécanisme de dosage, des moyens
d'étanchéité 6 sont interposés entre la surface circonférentielle extérieure
de l'ajutage
75 et la surface circonférentielle intérieure à la tubulure 43 d'accès à la
chambre de mé-
lange.
Concernant maintenant le procédé de montage d'une pompe à dosage proportion-
nel conforme à l'un des modes de réalisation exposé ci-avant, on enclenche
tout d'abord
le vissage de la bague de fixation 2 avec la tubulure d'accès à la cavité
intérieure à la
machine hydraulique. A la fin du vissage, la seconde extrémité 11 de la bague
de blo-
cage est rendue solidaire en rotation avec la seconde extrémité 21 de la bague
de fixa-
tion par complémentarité de forme. Tel qu'exposé précédemment, on peut
employer
tout type de complémentarité tel que les languettes 12 complémentaires des
espaces
entre les filets 22. Ces complémentarités sont portées pour l'une par la bague
de blocage
et pour l'autre par la bague de fixation. L'action de la force de rappel du
ressort soumis
à une compression lors du vissage, permet à l'une des formes complémentaires
de sur-
monter l'obstacle pendant le vissage et de s'insérer dans la forme
complémentaire cor-
respondante à la fin du vissage. A la fin du vissage, le dévissage de la bague
de fixation
est rendu impossible.
Concernant maintenant le procédé de démontage d'une pompe à dosage propor-
tionnel conforme à l'un des modes de réalisation exposé ci-avant, on fait
translater la
bague de blocage de manière à éloigner la première extrémité de ladite bague
de
l'épaulement 430 contre lequel elle était en appui. De cette façon, les formes
complé-
mentaires sont désengagées. Puis on procède au dévissage de la bague de
fixation hors
de la tubulure d'accès 43.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être
décrits et
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de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du
cadre
de l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes
et modes de
réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon
diverses
combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les
uns des
autres.
