Procédé pour préparer et distribuer à la demande une quantité prédéterminée
d'un composé et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
L'invention a pour objet un procédé et un appa reil pour préparer et distribuer à la demande une quantité prédéterminée d'un composé constitué par au moins un mélange de deux constituants pompables.
ll existe un certain nombre de procédés industriels qui exigent la distribution successive de quantités distinctes de matières telles par exemple que des adhésifs, des composés d'étanchéislation et de calfatage, etc.
Les substances de ce genre sont généralement constituées par une composition formée de deux été- monts: une résine monomère ou son équivalent et un catalyseur, un n accélérateur, un durcissant ou un élément analogue.
De façon générale, les constituants de ce genre ont besoin d'tre mélangés selon des proportions passablement précises et à certains intervalles avant l'usage étant donné que la polymérisation et la stabilisation commencent immédiatement au moment du mélange.
Le procédé que comprend l'invention est carac- térisé par le fait qu'on maintient une chambre de mélange, -remplie de ce composé, cette chambre de mélange comportant une entrée et une sortie, on refoule un volume prédéterminé de chacun desdits constituants dans la chambre de mélange par l'entrée en refoulant ainsi une quantité prédéterminée du composé hors de la chambre de mélange à travers ladite sortie, tout en effectuant le mélange, à l'intérieur de la chambre de mélange, des constituants ainsi forcés dans la chambre de mélange.
L'appareil que comprend l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de dosage fermée pour chaque constituant, chaque chambre de dosage comportant une entrée et une sortie, l'écoulement à travers ces dernières étant respectivement cor, mandé par une valve d'entrée et par une valve de sortie, et un piston plongeur dans chaque chambre pouvant tre alternativement engagé dans ladite chambre pour en refouler un volume de constituant et extrait hors de cette chambre pour aspirer un volume de constituant dans la chambre de dosage, une chambre de mélange comportant une entrée pour chacun des constituants et une s ortie pour ledit composé, un conduit s'étendant de la sortie de chacune des chambres de dosage à l'entrée correspondante de la chambre de mélange,
un premier organe d'action nement déplaçant ces pistons plongeurs s pour les faire pénétrer dans les chambres de dosage ou les retirer, et un second organe d'actionnement servant à fermer les valves d'entrée respectives et à ouvrir les valves de sortie respectives avant que les pistons plongeurs ne pénètrent dans les chambres de dosage et à ouvrir les valves d'entrée et ferrner les valves de sortie avant que les pistons plongeurs ne sortent des chambres de dosage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil et des variantes:
La fig. 1 est une vue de face de ladite forme d'exécution de l'appareil.
La fig. 2 est une représentation schématique du dispositif de commande de l'appareil que montre la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe de l'appareil que montre la fig. 1, la coupe passant par la ligne 3-3 dans cette figure.
La fig. 4 est une vue d'arrière d'une partie du doseur des constituants et du système de valves de distribution et des parties intéressées du dispositif de commande, cette vue étant prise à la hauteur de la ligne 4-4 en fig. 3.
La fig. 5 est une vue en coupe d'arrière d'une partie du doseur et du système de valves de distribution et des parties intéressées du dispositif de commande, cette vue étant prise à la hauteur de la ligne 5-5 en fig. 3.
La fig. 6 est une vue montrant une partie du mécanisme d'arrt et de mise en marche du dispositif de commande de l'appareil que montre la fig. 1, cette vue étant prise en supposant que l'appareil se trouve dans sa position d'arrt ou de repos.
La fig. 7 est une vue de ce mme mécanisme tel qu'il est visible dans la fig. 6, mais représenté en position de mise en marche.
La fig. 8 est une vue montrant le mécanisme représenté par la fig. 6 à l'extrémité de la phase de dosage d'un constituant au cours du cycle opératoire de l'appareil.
La fig. 9 est une vue en coupe verticale de l'appareil que montre la fig. 1, la coupe passant par la ligne 9-9 en fig. 10.
La fig. 10 est une vue en coupe horizontale par la ligne 10-10 en fig. 9 de l'ensemble visible dans cette figure.
La fig. 11 est une vue en coupe transversale d'une valve de retenue placée dans les canaux parcourus par les constituants, la coupe passant par la ligne 11-11 en fig. 10.
La fig. 12 est une vue en coupe horizontale d'une partie du dispositif de mélange, par la ligne 12-12 en fig. 9.
La fig. 13 est une vue en plan montrant un des types de rotors par la ligne 13-13 en fig. 9.
La fig. 14 est une vue en plan d'un autre type de rotor, cette vue étant prise à la hauteur de la ligne 14-14 en fig. 9.
La fig. 15 est une vue en plan d'un troisième type de rotor par la ligne 15-15 en fig. 9.
La fig. 16 est une vue en coupe horizontale transversale de l'appareil par la ligne 16-16 en fig. 3.
La fig. 17 est une vue d'arrière de la majeure partie du sélecteur de quantité de l'appareil que montre la fig. 1.
La fig. 18 est une vue en coupe horizontale du sélecteur de quantité représenté dans la fig. 17, la coupe passant par la ligne 18-18 dans cette figure.
Comme représenté, l'appareil désigné dans son ensemble par 20 est destiné à mesurer ou doser séparément et à mélanger les constituants ainsi qu'à distribuer à la demande des quantités déterminées de composition. Cet appareil est formé de la combinaison d'un certain nombre d'ensembles: un ensemble de support 22 (fig. 1 et 3), un ensemble 24 de fourniture du premier constituant (fig. 1), un ensemble 26 de fourniture du second constituant (fig. 1), un ensemble 28 de dosage du premier constituant et de distribution de celui-ci (fig. 3), un ensemble 30 de dosage et de distribution du second constituant (fig. 5 et 9), un ensemble malaxeur ou mélangeur 32 (fig. 1 et 9), un ensemble moteur mélangeur 34 (fig. 1 et 3), enfin un ensemble 36 de commande de l'appareil (fig. 2 à 8).
L'ensemble de support 22 qui est plus clairement visible dans les fig. 1 et 3 comprend une embase horizontale 40 et un panneau vertical 42 monté sur cette embase à proximité de son bord avant. Les autres ensembles dont il a été parlé sont montés sur cet ensemble de support 22. Chacun des ensembles 24 et 26 (voir la fig. 1) servant à la fourniture des constituants respectifs comprend un réservoir 44 et un conduit adducteur 46.
Ce dernier est raccordé à une extrémité à un orifice de sortie pratiqué à l'extrémité inférieure du réservoir 44 et à l'autre extrémité (voir la fig. 3) à un conduit d'alimentation qui dessert l'ensemble de dosage ou de distribution du constituant correspondant. I1 est préférable qu'une valve d'interruption de l'écoulement de la matière soit prévue dans chaque conduit 46 de manière à intercepter le passage du constituant quand cela est désiré.
Les deux ensembles 28 et 30 correspondant respectivement au dosage et à la distribution du premier constituant et du second constituant de mélange sont disposés côte à côte dans l'appareil 20. I1 est prévu un seul ensemble pour chaque constituant et la structure de chacun est essentiellement la mme que celle de l'autre. Aussi, la structure sera-t-elle simplement décrite à propos de l'ensemble 28 de dosage et de distribution du premier constituant.
Comme le met en évidence la fig. 9, l'ensemble en question comporte deux sections conjuguées; une section de distribution 50 et une section de dosage 52.
La section ou valve de distribution comprend un bloc 54 monté sur le côté postérieur du panneau 42 au moyen de boulons appropriés le traversant et d'écrous de retenue visibles sur ces boulons. Ce bloc 54 comporte un trou central rond 76 le traversant dans le sens vertical et un canal 78 généralement horizontal pour le dosage de l'écoulement s'étendant depuis le trou 76 jusqu'au côté postérieur du bloc 54.
A une certaine distance au-dessus de l'orifice du canal 78, le trou 76 comporte un épaulement 80 s'étendant vers l'intérieur ainsi qu'un autre épaulement 82 s'étendant également vers l'intérieur à la partie supérieure. Entre les deux épaulements 80 et 82 est ménagé un orifice d'entrée latéral 84 donnant accès à un canal horizontal 86 qui s'étend jusqu'à un orifice de sortie 88 pratiqué dans la face avant du bloc 54 à proximité du côté postérieur du panneau 42 (voir la fig. 10).
Un conduit d'alimentation 56 est raccordé de toute manière convenable au conduit adducteur 46 du constituant correspondant (voir la fig. 3). L'entré mité supérieure de ce conduit 56 prend appui dans le trou central 76. Ce conduit 56 est pourvu d'une bride annulaire externe 90 qui elle-mme prend appui dans une creusure annulaire pratiquée dans un anneau d'accouplement 58. Des vis de retenue implantées dans des trous de cet anneau 58 et vissées dans le bloc 54 maintiennent le conduit 56 accouplé à la place qu'il doit occuper. L'extrémité supérieure du conduit 56 délimite une bride annulaire interne 92 qui fait office de siège d'étanchéité pour l'appui du joint 72.
Une tige 60 de valve directive s'étendant coaxialement à travers le trou central 76 peut s'y déplacer.
Cette tige 60 comporte une partie 94 de moindre diamètre en travers de laquelle le constituant peut s'écouler pour pénétrer dans la chambre de dosage ou en sortir et qui peut donc tre appelée la section d'écoule, ment . Les parties de la tige 60 situées au-dessus et au-dessous de la partie 94 servent à bloquer l'écoulement du constituant et sont indiquées respectivement par 98 et 96 dans la fig. 9.
Pour empcher toute fuite du constituant le long de la tige 60 de la valve à partir du bloc 54, un joint d'étanchéité de nature convenable 62 est placé autour de cette tige. Ce joint 62 est maintenu entre l'épaulement 82 et l'organe de retenue 64 vissé dans la partie supérieure du bloc 54. La paroi interne 99 de l'organe de retenue 64 est espacée de la tige 60 de manière à ménager une cuvette dans laquelle toute quantité du constituant qui suinte le long du joint d'étanchéité peut s'accumuler.
Un organe annulaire formant siège d'étanchéité 66 est placé au-dessous de l'épaulement 80, il sert à assurer la position du joint d'étanchéité annulaire 68 qui est supporté par en dessous par le coussinet 70. Ce dernier comporte des brides supérieure et inférieure internes qui forment le support des joints supérieur 68 et inférieur 72, il est pourvu latéralement d'un orifice 100 qui coïncide avec le canal 78.
Le rôle essentiel du coussinet 70 est de maintenir le joint supérieur 68 et le joint inférieur 72 espacés verticalement l'un de l'autre selon des emplacements situés respectivement au-dessus et au-dessous du canal 78.
Le joint inférieur 72 qui est constitué par un anneau d'étanchéité est disposé entre l'extrémité inférieure du coussinet 70 et la bride supérieure 92 du conduit d'alimentation 56. Ce joint 72 est étudié de manière à porter dans des conditions assurant l'étanchéité contre la partie 96 de la tige de valve 60. De mme, le joint 68 est étudié de manière à porter pour assurer l'étanchéité contre la partie 98. Au cours du fonctionnement, la tige de valve 60 peut tre déplacée entre une position élevée et une position abaissée.
Dans sa position abaissée (comme le montre la fig. 9) la section d'écoulement 94 est disposée vis-à-vis du joint 72, ce qui permet au constituant de s'écouler du conduit 56 dans la chambre de dosage et de bloquer l'écoulement au-delà du joint 68 vers le mélangeur. Inversement, dans sa position élevée, la partie 96 est disposée vis-à-vis du joint 72 en bloquant l'écoulement à partir du conduit 56 et la section d'écoulement 94 se trouve vis-à-vis du joint 68, ce qui permet au constituant de s'écouler par le canal 78 en franchissant le joint 68 et en continuant vers le mélangeur.
La valve de retenue 74 qui est particulièrement bien visible dans la fig. 1 1 comprend un tube cylindrique 102, des joints toriques 104 et 106, un corps conique 108 et un ressort de tension 110. Le tube cylindrique 102 est disposé horizontalement de façon que sa partie arrière se trouve dans la partie de sortie du canal d'écoulement 86 et y soit vissée. Ce tube cylindrique 102 s'étend vers l'avant à partir du bloc 54 en passant par un orifice convenable du panneau 42 et en pénétrant dans le canal d'entrée correspondant de l'ensemble mélangeur 32. Les joints toriques 104 et 106 sont logés dans des creusures annulaires de la paroi du tube 102, ils servent à empcher l'échappement du constituant entre le tube et le bloc 54 et le corps mélangeur 130.
Le corps de valve conique 108 est disposé à l'extrémité avant du tube 102 et forme avec lui une tuyère. L'extrémité formant le sommet du corps 102 est fixée à une extrémité du ressort de tension 110 dont l'autre extrémité est assujettie à un piton 112 qui fait saillie dans le tube 102.
Ainsi, il y a en fait trois valves dans cet ensemble de dosage et de distribution du constituant, deux de ces valves régissant l'écoulement de ce constituant vers la chambre de dosage et à partir de cette dernière, tandis que la troisième valve commande l'écoulement vers le mélangeur.
La section de dosage 52 de chaque ensemble 28 et 30 (voir la fig. 9) comprend un bloc 114, une tige de piston plongeur 116, un joint d'étanchéité 118, un organe de retenue de ce joint et un co11ec- teur de fuite 120, ainsi qu'un tube proportionnel 122.
Le bloc 114 est monté à proximité de la face postérieure du bloc 54 de la section de valve correspondante 50 au moyen de boulons convenables vissés dans des écrous de retenue. Le bloc de la section de dosage 114 est percé d'un trou 124 normalement vertical et présente, en outre, un canal horizontal 126 établissant la communication pour le fluide entre ce trou 124 et le canal 78 du bloc de la section de valve. Un épaulement annulaire 128 sert à maintenir le joint d'étanchéité 118 en position.
La tige 116 du piston plongeur est cylindrique et fait saillie par le trou central 124 dans lequel elle peut se déplacer verticalement, elle est entourée latéralement du joint d'étanchéité 118 qui est maintenu en place par l'organe de retenue et le collecteur de fuite 120 vissé dans le trou 124. La paroi interne 127 de ce collecteur 120 est espacée radialement de la tige 116 du piston plongeur. I1 en résulte qu'une cuvette annulaire est ménagée, pour recueillir toute quantité de constituant qui pourrait suinter de bas en haut le long de la tige 116 du piston plongeur en franchissant le joint 118. Le tube proportionnel 122 est constitué par un cylindre creux dont l'extra mité inférieure est fermée (voir la fig. 3) tandis que son extrémité supérieure est ouverte et vissée dans la partie inférieure du trou central 124.
La tige 116 du piston plongeur peut monter et descendre dans le tube 122. Dans les conditions de fonctionnement normales, la tige 116 du piston plongeur possède une seule position élevée et n'importe laquelle d'un certain nombre de positions abaissées suivant le réglage de l'ensemble de commande de l'appareil, ce qui détermine le volume de constituant devant tre déplacé par la tige 116 du piston plongeur.
Ainsi les sections 50 et 52 de distribution et de dosage de chaque ensemble 28 et 30 de dosage et de distribution du constituant ménagent (comme le montre la fig. 9) une chambre de dosage 129 comportant une entrée à la hauteur du joint inférieur 72 et une sortie à la hauteur du joint supérieur 68. Cette chambre de dosage 129 est formée par l'espace interne du coussinet 70, le canal 78 ménagé dans le bloc 54, le canal 126 ménagé dans le bloc 114, le trou central 124 traversant ce bloc 114 et le tube 122.
L'ensemble mélangeur 32 qui est particulièrement bien visible dans la fig. 9 comprend un corps 130, un rotor 132, un joint torique 134, un joint 136 et un chapeau 138. Le corps 130 de cet ensemble mélangeur délimite une chambre de mélange cylindrique 140 disposée verticalement et ouverte à sa partie supérieure et un canal d'entrée 142 pour chaque constituant.
Ce canal d'entrée 142 coïncide avec la sortie du canal d'écoulement 86 de l'ensemble de dosage et de distribution du constituant correspondant. Quand le corps 130 de l'ensemble mélangeur est en position sur la face du panneau 42, l'extrémité avant du tube 102 de la valve de retenue correspondant 74 pénètre dans le canal d'entrée 142 qui présente un bossage débouchant dans le fond de la chambre de mélange 140. A l'extrélmité inférieure de cette chambre 140, le corps 130 est coupé d'une petite fente dans laquelle prend appui un palier d'extrémité 144 par lequel le rotor 132 est supporté. L'extrémité supérieure du corps 130 présente une creusure annulaire servant d'appui à un joint torique 134 pour empcher tout suintement entre ce corps 130 et le chapeau 138.
Aux angles supérieures externes de l'ensemble mélangeur 130 se trouvent des membrures verticales 146 coupées sur leurs faces internes de fentes latérales 148 dans lesquelles prennent appui les parties correspondantes du chapeau 138.
Le chapeau 138 comprend un bloc pourvu d'un orifice central 150 livrant passage à l'arbre du rotor et d'un bossage annulaire 152 s'étendant vers le bas
autour de cet orifice 150 et portant dans des conditions assurant l'étanchéité contre le joint torique
134 pour coiffer la chambre de mélange 140. Ce bossage annulaire 152 comprend des oreilles 154 faisant saillie dans les angles et prenant appui dans les fentes correspondantes 148 des membrures
d'angle 146 pour maintenir assemblé le mélangeur 32. Le chapeau 138 est muni d'un canal d'écoulement 156 disposé verticalement qui, au-dessus du bossage 152, tourne horizontalement vers la partie avant du chapeau 138.
Ce canal d'écoulement comporte une embouchure d'entrée 158 et une embouchure de sortie 160. Un bec verseur 162 (voir les fig. 9 et 3) est engagé par vissage dans l'embouchure de sortie 160.
Le rotor 132 comprend un arbre 164 placé dans l'alignement axial de la chambre 140 et s'étendant de bas en haut à travers l'orifice 150 de l'arbre du rotor dans le chapeau 138. Entre l'arbre 164 et le chapeau 138 est placé le joint du rotor 136 qui empche la composition de suinter hors de la chambre de mélange 140 en remontant le long de l'arbre 164.
L'arbre 164 du rotor est muni de plusieurs disques horizontaux montés sur lui. Le disque inférieur, c'est-à-dire le premier disque 166, affecte la forme (voir la fig. 15) d'un plateau circulaire plat percé de plusieurs orifices 168. Le disque suivant, c'est-à-dire le second disque 170 et le quatrième disque 172 sont coupés de fentes radiales 174 (voir la fig. 14) délimitant des parties 176 en forme de palettes. Ces palettes radiales 176 sont décalées alternativement vers le haut et vers le bas à partir du plan du disque (voir la fig. 9). Le troisième disque, c'est-à-dire le disque du milieu 178 et le cinquième disque, c'est-à-dire le disque supérieur 180 sont sensiblement plans.
Chacun de ces disques 178 et 180 présente plusieurs encoches 181 (voir la fig. 13) qui s'étendent depuis un endroit voisin de l'arbre 164 du rotor jusqu'à la périphérie circonférentielle du disque. I1 est préférable que la ligne centrale de chaque encoche 181 du disque fasse un angle aigu avec le rayon du disque et soit inclinée vers le sens normal de rotation de l'arbre 164 du rotor.
Le bord périphérique de chacun des disques 166, 170, 178, 172 et 180 épouse étroitement la paroi cylindrique de la chambre de mélange 140 pour empcher un court-circuitage de la matière le long de la paroi de la chambre.
L'ensemble mélangeur 32 est monté amoviblement sur la partie avant du panneau 42 grâce à un équipage comprenant deux taquets 182 et 184 (voir la fig. 1), une barre 186 et une vis de blocage 188.
Ces taquets 182 et 184 sont montés sur le panneau 42 à raison d'un de chaque côté du corps 130 de l'ensemble mélangeur. La barre 186 est montée sur les taquets 182 et 184 pour pouvoir pivoter vers le bas, afin de permettre le dégagement de l'ensemble mélangeur 32 à partir de l'appareil. Sa partie avant inférieure 130 est biseautée ou chanfreinée de manière à éviter toute interférence avec la barre 186.
Une vis de blocage 188 vissée sur la traverse avant de la barre 186 s'engage contre la face externe du corps 130 du mélangeur quand elle est engagée de haut en bas alors que la barre occupe sa position.
Il convient de signaler ici que les ensembles de dosage et de distribution 28 et 30 du premier cons tituant et du second constituant et l'ensemble mélangeur 32 sont placés au-dessous de la gamme normale des étiages de liquides dans les réservoirs 44 des ensembles 24 et 26 du premier et du second constituant. I1 en résulte que ces constituants se meuvent à travers l'appareil 20 grâce à un écoulez ment par la pesanteur et aussi grâce à un écoulement par déplacement.
L'ensemble moteur et mélangeur 34 (voir les fig. 1 et 3) comprend un moteur pneumatique 190 et un arbre d'entraînement flexible 192. Ce moteur est monté sur la face avant du panneau 42 par-dessus l'ensemble mélangeur 32, son arbre d'actionnement pointe vers le bas à peu près dans l'alignement de l'axe vertical de l'arbre 164 du rotor. L'arbre d'entraînement souple 192 est relié par son extrémité supérieure à l'aide d'un accouplement permanent avec l'arbre d'actionnement du moteur pneumatique et à son extrémité inférieure par un raccord à douille avec l'arbre 164 du rotor. L'air comprimé arrive au moteur pneumatique 190 par un conduit 194 traversant un orifice convenable du panneau 42.
L'ensemble de commande 36 de l'appareil comprend un distributeur de commande primaire 200 (fig. 2 et 4), un cylindre pneumatique 202 à double effet (fig. 2, 3 et 5), un distributeur de commande secondaire 204 (fig. 2, 3 et 5), un cylindre pneumatique 206 à double effet (fig. 2, 3 et 4), un compteur de quantité 208 (fig. 2 et 5), un sélecteur de quantité 210 (fig. 3, 4 et 16 à 18) et un organe de commande manuelle de mise en marche et d'arrt 212 (fig. 4, 6, 7 et 8).
Le distributeur de commande primaire 200 est (comme cela est mis en évidence par la fig. 4) un distributeur à quatre voies du type à tiroir coulissant et de construction classique, il comprend un boisseau 214 et un tiroir coulissant 216. Ce boisseau 214 fixé notamment par des vis ou des organes analogues à une console 217 est monté sur la face postérieure du panneau 42. Le tiroir coulissant 216 s'étend de haut en bas. Le boisseau 214 comporte un orifice d'admission d'air comprimé, un orifice d'échappement et deux orifices d'écoulement.
Avec l'orifice d'admission est accouplée une extra mité d'un conduit 218 d'arrivée d'air comprimé venant d'un conduit adducteur principal 220 (voir les fig. 4 et 5). Les deux orifices de sortie sont reliés respectivement aux conduits 222 et 226 qui commandent l'arrivée d'air comprimé au cylindre pneumatique 202. Le conduit de branchement 194 partant du conduit 226 assure l'arrivée d'air comprimé au moteur pneumatique 190.
Le tiroir 216 du distributeur de commande primaire 200 comporte une position neutre (fig. 6), une position supérieure (fig. 7) et une position inféreure (fig. 8). Dans sa position neutre, il n'y a pas d'air comprimé qui traverse pour gagner les orifices de sortie du distributeur 200. Dans la position supérieure, l'air comprimé arrive par le conduit 226 à la base du cylindre 202 et au moteur pneumatique 190 en faisant monter le piston dans le cylindre et en mettant en marche le moteur. Enfin, dans la position inférieure, l'air comprimé arrivant par le conduit 222 abaisse le piston dans le cylindre.
Le cylindre pneumatique à double effet 202 est de structure classique, il est suspendu sur des boulons 228 disposés verticalement fixés à un bloc de jonction 230 disposé horizontalement (fig. 3, 4 et 5) et monté sur la face postérieure du panneau 42. Le cylindre pneumatique 202 comprend un piston à mobilité verticale auquel sont fixées une tige de piston inférieure 232 et une tige de piston supérieure 234.
La première est reliée à son extrémité inférieure à une traverse 236 disposée horizontalement. A cette traverse 236 sont fixées les extrémités supérieures des tiges 60. Ainsi, ces tiges de la valve directionnelle 60 sont liées à un organe commun qui les oblige à monter et à descendre ensemble. La tige de piston supérieure 234 est accouplée au tiroir 238 s'étendant vers le bas du distributeur de commande secondaire 204.
Le distributeur de commande secondaire 204 (fig. 3 et 5) est une vanne à air à quatre voies du type classique à tiroir coulissant, il comprend un tiroir 238 et un boisseau 240. Ce dernier est fixé à une console de montage 242 assujettie au panneau 42. La partie d'actionnement du tiroir 238 est accouplée à la tige de piston supérieure 234 du cylindre pneumatique 202 à double effet et fait saillie à travers la paroi -du boisseau 240, sa partie supérieure 244 est articulée au compteur volumétrique 208.
Le boisseau 240 du distributeur de commande secondaire 204 comporte un orifice d'entrée, un orifice d'échappement (non représenté) et deux orifices de sortie. L'orifice d'entrée est relié à une extrémité d'un conduit de branchement 246 parcouru par l'air comprimé (fig. 5) partant du conduit principaI 220 de fourniture d'air comprimé. Les orifices de sortie sont reliés respectivement aux extrémités opposées du cylindre pneumatique 206 à double effet en passant par des conduits 248 et 250 pour commander le déplacement du piston dans le cylindre.
Les deux conduits 248 et 250 comportent des valves d'étranglement réglables 252 et 254 de type classique destinées à fournir l'air librement aux entrées respectives du cylindre 206 et à étrangler l'écoulement d'air quand leur entrée particulière communique avec l'échappement.
Le tiroir 238 comporte une position inférieure et une position supérieure. Dans cette dernière, l'air comprimé s'écoule du distributeur de commande 204 en empruntant le conduit 248 pour soumettre à une pression le sommet du cylindre 206 et abaisser le piston, le conduit 250 se trouvant alors sur l'échappement. Dans la position inférieure, il s'agit d'un état de choses inverse, c'est-à-dire que l'air comprimé s'écoule à travers le conduit 250 pour gagner le fond du cylindre 206, le conduit 248 se trouvant sur l'échappement.
Le cylindre pneumatique 206 à double effet est de type classique, il comprend un piston actionné par l'air comprimé relié à une traverse 258. Les extrémités supérieures des tiges 116 des pistons plongeurs sont fixées à la traverse 258. n en résulte que ces tiges 216 montent et descendent en synchronisme.
Le compteur 208 est monté sur la face posté rieure du panneau 42, il présente une construction classique et comprend un levier de rétablissement 260 passant à travers un orifice convenable du panneau 42 et une manivelle 262 disposée vers l'arrière.
A l'extrémité postérieure de cette manivelle 262 et à la partie supérieure 244 du tiroir du distributeur secondaire 238 est reliée une biellette 264. Quand la manivelle 262 tourne de haut en bas pendant la descente du tiroir 238, le mécanisme logé dans le compteur 208 tourne d'un cran, ce qui enregistre une unité.
La structure du sélecteur de quantité 210 comprend un équipage 266 formé de la combinaison d'un pignon et d'une crémaillère (fig. 4) et un bras sélecteur 268 (fig. 4 et 16 à 18).
Cet équipage 266 formé comme il vient d'tre dit de la combinaison d'un pignon et d'une crémaillère 270 comprend une console de support inférieure 272, un axe de support 274 et un bras culbuteur 276. La crémaillère 270 est disposée verticalement entre les deux cylindres pneumatiques 202 et 206, son extrémité inféreure est coupée d'une fente 278 et est disposée entre les deux branches de la console de support 272 qui est montée sur le panneau 42. L'axe 274 assure la fixation de la crémaillère 270 dans la console de support 272.
L'extrémité supérieure de la crémaillère 270 est montée pour pouvoir coulisser dans une fente correspondante pratiquée dans Ia face postérieure du bloc de jonction 230. Sur la face postérieure de l'extrémité supérieure de la crémaillère 270 et monté à pivotement sur elle se trouve le bras culbuteur 276 disposé en principe horizontalement. Ce bras présente des surfaces courbes 280 et
L'appareil 20 étant en position de travail, le conduit 220 d'arrivée d'air comprimé étant couplé à la source d'air comprimé, les valves d'arrt 48 montées dans les ensembles 24 et 26 d'arrivée des constituants respectifs étant en position fermée, l'appareil 20 est prt au fonctionnement. Celui-ci se déroule de la manière suivante:
Les réservoirs 44 étant partiellement remplis des constituants correspondants, on dégage l'ensemble mélangeur 32 de l'appareil. On ouvre la valve d'arrt 48 montée sur l'ensemble 24 d'arrivée du constituant formant accélérateur et on incline l'appareil 20 vers l'arrière de 450 environ. On abaisse ensuite le levier de commande 304 et on l'appuie dans la partie latérale décalée 314 de la fente 312 du levier de commande du panneau 42 en plaçant l'appareil 20 de façon qu'il fonctionne automatiquement.
Quand des volumes déterminés du premier constituant, c'està-dire de l'accélérateur, apparaissent dans l'orifice de sortie de la valve de retenue correspondante 74, en l'absence d'air, on libère le levier de commande de la partie latérale décalée 314 de la fente 312. On procède de mme en ce qui concerne le second constituant du mélange.
On remet en place l'ensemble mélangeur 32 sur le panneau 42 et on abaisse le levier de commande 304 jusqu'à ce que la composition apparaisse dans le bec verseur 162. On remplit alors les réservoirs 44 selon leur capacité ou tout au moins jusqu'à leurs niveaux du liquide assurant le fonctionnement.
L'appareil 20 est alors prt pour un fonctionnement normal.
Que l'appareil 20 soit à l'état d'arrt ou à l'état de repos, le tiroir 216 du distributeur de commande primaire 200 se trouve dans sa position neutre (fig. 6). Le piston du cylindre pneumatique 202 occupe alors sa position inférieure, le tiroir 238 du distributeur de commande secondaire 204 occupe sa position inférieure, et le piston du cylindre pneumatique 206 se trouve en position élevée. I1 en résulte que les tiges de valves directionnelles 60 sont en position abaissée dans les sections 50 des ensembles de dosage et de distribution 28 et 30 des deux constituants respectifs et que les tiges des pistons plongeurs 116 occupent leur position élevée dans. la section de dosage 52 des ensembles 28 et 30. La tige 60 se trouve donc disposée comme le montre la fig. 9, l'entrée du constituant étant ouverte, sa sortie étant fermée.
Quand on veut distribuer un volume prédéterminé de la composition, on place le bras sélecteur
268 sur la crémaillère 270 à une hauteur correspondant au volume prédéterminé susmentionné
comme indiqué par la position de l'aiguille indica
trice 302 et de l'échelle graduée 300 sur la face antérieure du panneau 42. On pousse alors de haut en bas le levier à commande manuelle 304 jusqu'à l'extrémité inférieure de l'orifice 312 du levier de commande pratiqué dans le panneau. Ceci a pour
effet d'imposer une traction de haut en bas à la tige de commande 308 et de faire pivoter le bras culbuteur 276 de haut en bas également à l'extrémité voisine de la tige de commande et de bas en haut à l'extrémité opposée pour soulever le tiroir 216 du distributeur de commande primaire 200 comme le montre la fig. 7.
En cc point du cycle opératoire, les surfaces 280 et 282 formant cames portent respectivement contre le cylindre pneumatique 206 et contre la traverse 258. Lorsqu'on rappelle en arrière le tiroir 216 dans le distributeur de commande primaire 200, le cycle opératoire de l'appareil commence et on peut lâcher le levier de commande 304.
Au cours du cycle opératoire de l'appareil, la première phase implique le soulèvement des tiges 60 jusqu'à la position élevée et la rotation du moteur pneumatique 190. La seconde phase du fonctionnement implique l'abaissement des tiges 116 des pistons plongeurs dans les tubes 122 jusqu'à la position inférieure de coux-ci qui est établie par l'équipage 268 à bras sélecteurs et la rotation du moteur pneumatique 190. Pendant la troisième phase du fonctionnement, les tiges 60 sont abaissées jusqu'à la position qu'elles doivent occuper. Enfin, au cours de la quatrième phase du fonctionnement, les tiges 116 des pistons plongeurs sont soulevées jusqu'à leur position élevée.
Si l'on examine les choses de plus près, lors du rappel en arrière du tiroir distributeur 216 jusqu'à sa position soulevée dans le distributeur de commande primaire 200, l'air comprimé arrive au moteur pneumatique 190 et à l'extrémité inférieure du cylindre pneumatique 202 en passant par le conduit 226, le conduit 222 se trouvant sur l'échappement. Le piston du cylindre 202 est refoulé vers le haut en soulevant les tiges de pistons 232 et 234, en faisant monter les tiges 60 et en déplaçant le tiroir 238 du distributeur secondaire 204 jusqu'à sa position soulevée.
Quand le tiroir 238 atteint sa position de soulèvement maximum, le distributeur 204 se déplace pour faire arriver l'air comprimé dans le conduit 248 à la partie supérieure du cylindre 206 et mettre le conduit 250 à l'extrémité inférieure du cylindre sur l'échappement en abaissant la tige de piston 256 et ses tiges de déplacement pendantes 116 dans les chambres de dosage à une vitesse qui est déterminée par le réglage de la valve d'étranglement 254.
Quand la traverse 258 portée par le piston 256 se meut de haut en bas, elle heurte le percuteur 296 qui entraîne la crémaillère 270 vers le bas en dépla çant avec elle le bras culbuteur 276. Comme l'extrémité de ce bras reliée à la tige 308 est déjà déplacée vers le bas par suite de la dépression du levier 304 de commande, le mouvement de la crémaillère 270 vers le bas a pour effet de faire pivoter le bras 276
autour de son articulation sur la tige 308. Ceci a pour conséquence d'abaisser l'extrémité du bras 276
reliée à un tiroir 216 et de faire sortir le tiroir du distributeur 200 pour l'amener jusqu'à la position que montre la fig. 8.
Ceci inverse l'action du distributeur 200 et fait arriver l'air comprimé par le conduit 222 à la partie supérieure du cylindre 202 en plaçant le conduit 226 sur l'échappement. I1 en résulte que le moteur pneumatique 190 se trouve arrté et abaisse les tiges de piston 232 et 234, de sorte que les valves 60 sont abaissées jusqu'à leur position d'ouverture des entrées des chambres de dosage comme le montre la fig. 4.
Lorsque la tige de piston 234 descend, elle entraîne vers le bas le tiroir 238 en actionnant le bras du compteur 208 et en enregistrant une unité.
Pour la position d'extension maximum du tiroir 238, le distributeur 204 est déplacé et l'air comprimé arrive par le conduit 250 à la partie inférieure du cylindre pneumatique 206, le conduit 248 étant alors amené sur l'échappement (voir la fig. 2). La tige de piston 256 s'élève à une vitesse qui est déterminée par le réglage de la valve d'étranglement 252, en faisant monter les tiges 116 à partir des chambres de dosage.
Au moment où la tige de piston 256 arrive au sommet de sa course, la traverse 258 heurte la partie inférieure du bras 276 en déplaçant le bras et la crémaillère 270 vers le haut. Quand ceci se produit, la tige 308 et par conséquent le levier de commande 304 sont déplacés de bas en haut jusqu'à leurs positions originelles, puis le tiroir 216 du distributeur 200 est ramené à sa position neutre (fig. 6) en arrtant l'écoulement de l'air comprimé à travers le distributeur.
Au cours de la première phase du fonctionne- ment cyclique de l'appareil, le moteur pneumatique 190 fait tourner le rotor 132 du mélangeur, et les tiges 60 montent en fermant les entrées tout en ouvrant les sorties des chambres de dosage. Le constituant peut alors s'écouler librement depuis les ensembles de dosage et de distribution 28 et 30 vers l'ensemble mélangeur 32. Pendant la seconde phase du cycle opératoire de l'appareil, le moteur pneumatique 190 continue à entraîner en rotation le rotor 132 du mélangeur, et les tiges des pistons descendent dans leurs tubes respectifs 122 en déplaçant le constituant qui s'y trouve et en l'obligeant à parcourir les canaux 86 et 142 et à franchir la valve 74 pour pénétrer dans la chambre de mélange 140.
Le volume du constituant refoulé à partir des chambres de dosage est égal au volume de déplacement des pistons plongeurs 116 dans la chambre. Ce volume est lui-mme fonction de la longueur de la course des pistons plongeurs 116 qui est déterminée par le réglage du sélecteur 210.
Comme on le voit, les constituants ne viennent jamais en contact l'un avec l'autre tant qu'ils n'ont pas pénétré dans le mélangeur 140 en empruntant les canaux 142 où ils se mélangent immédiatement de façon intime. Les valves de retenue 74 empchent le constituant ou la composition de refluer dans les canaux individuels 86. Au moment où les constituants pénètrent dans la chambre de mélange 140, les orifices 168 pratiqués dans le disque inférieur 166 du rotor 132 (voir les fig. 9 et 15) balayent chaque orifice d'entrée en imposant au constituant qui pénètre dans la chambre 140 un effet de houle ou de pulsation.
Les disques du rotor 132 qui se trouvent au-dessus du disque inférieur 166 ont pour effet de tronçonner, de cisailler et de pétrir les constituants au moment où ils traversent la chambre de mélange
140. Cette opération provoque un mélange intime des constituants mais produit également une centrifugation de ces derniers et de la composition qui se trouve dans la chambre. Toutefois, l'adaptation intime de la paroi de la chambre aux bords latéraux des palettes empche la matière d'tre court-circuitée le long de la paroi de la chambre et oblige cette matière à passer entre les palettes et à se trouver mélangée intimement. Au moment où les constituants pénètrent dans la chambre de mélange 140 en empruntant les canaux 142, un volume égal de la composition est débité par le bec ou ajutage 162 en passant par le canal 156.
Pendant la troisième phase du cycle opératoire de l'appareil, le rotor 132 du mélangeur a cessé de tourner et les tiges 160 sont abaissées en fermant les clapets d'écoulement du constituant hors des chambres de dosage tout en ouvrant les clapets d'admission des constituants.
Finalemcnt, pendant la quatrième phase du cycle opératoire de l'appareil, les tiges 116 des pistons plongeurs sont enlevées en aspirant les constituants à partir des ensembles 24 et 26 par les conduits d'alimentation 56 et par les canaux d'intercommunication 86 et 126 et les tubes 122.
Pour la distribution successive automatique de quantités données de composition, lors de l'abaissement du levier de commande 304 dans la fente 312, ce levier est déplacé latéralement pour venir occuper la partie décalée 314 à l'extrémité inférieure de cette fente et y tre libéré. L'abaissement du levier de commande 304 et par conséquent de la tige de commande 308 et par là mme établi et maintenu. I1 en résulte qu'à la fin de la quatrième phase du cycle opératoire de l'appareil, la montée de la crémaillère 270 et du bras culbuteur 276 fait que ce dernier s'incline vers le haut autour de son articulation sur la tige 308 formant le point de pivotement.
Ainsi, au lieu de pivoter jusqu'à sa position neutre (comme le montre la fig. 6), le bras 276 vient occuper par pivotement la position que montre la fig. 7 en dépla çant le tiroir 216 vers le haut et en amorçant un nouveau cycle opératoire de l'appareil. Ce dernier peut tre arrté quand il est réglé en vue du fonctionnement automatique par simple dégagement du levier de commande 304 de la partie décalée 314 dans la fente 312.
Comme indiqué dans ce qui précède, l'appareil 20 utilise un système de dosage à déplacement positif. Dans la construction représentée, la quantité de constituant déplacée à partir de chaque tube 122 est égale à la section droite de la tige de piston plongeur correspondant 116 multipliée par la ion- gueur de la course de cette tige quand elle pénètre dans la chambre de dosage. En sélectionnant les tiges 116 selon divers diamètres, diverses proportions de constituants peuvent tre débitées dans la chambre de mélange 140 sans modifier le diamètre des tubes 122. En choisissant convenablement les courses des tiges 116, le volume de la composition débitée par l'appareil 20 peut de mme tre modifié.
Moyennant une manipulation des valves d'étranglement 252 et 254, on peut faire varier la vitesse de déroulement du cycle opératoire, en particulier de sa seconde et de sa quatrième phase. Au cours du fonctionnement successif automatique, ces réglages peuvent tre employés pour faire varier le laps de temps qui s'écoule entre les volumes ou quantités de composition débités.
On conçoit qu'au lieu de prévoir un système à cylindre fonctionnant par l'air comprimé comme décrit dans le présent texte et comme représenté dans les dessins annexés, on peut faire appel à un système hydraulique, c'est-à-dire fonctionnant par un liquide.
De mme, si un ou plusieurs des constituants possèdent une consistance trop élevée pour permettre un fonctionnement pratique par utilisation des phénomènes de la pesanteur permettant l'écoulement, les réservoirs 44 renfermant les constituants en question peuvent tre soumis à une certaine pression.
En outre, bien que l'appareil 20 convienne pour deux compositions types, il peut tre modifié de façon à convenir à trois ou à un plus grand nombre de constituants par simple incorporation de systèmes adducteurs et de dispositifs de dosage et de distribution ad hoc et en modifiant le mélangeur 130 en y prévoyant des canaux d'entrée supplémentaires 142 pour les constituants en question.
REVENDICATIONS
I. Procédé pour préparer et distribuer à la demande une quantité prédéterminée d'un composé consistant en au moins un mélange de deux consti- tuants pompables, incompressibles et présents dans un rapport volumétrique présélectionné, caractérisé par le fait qu'on maintient une chambre de mélange remplie de ce composé, cette chambre de mélange comportant une entrée et une sortie, on refoule un volume prédéterminé de chacun desdits constituants dans la chambre de mélange par l'entrée en refoulant ainsi une quantité prédéterminée du composé hors de la chambre de mélange à travers ladite sortie, tout en effectuant le mélange à l'intérieur de la chambre de mélange, des constituants ainsi forcés dans la chambre de mélange.
Method for preparing and dispensing a predetermined quantity on demand
of a compound and apparatus for carrying out this process
The subject of the invention is a method and an apparatus for preparing and dispensing on demand a predetermined quantity of a compound consisting of at least a mixture of two pumpable constituents.
There are a number of industrial processes which require the sequential dispensing of distinct amounts of materials such as, for example, adhesives, sealing and caulking compounds, etc.
Substances of this kind generally consist of a composition formed of two summers: a monomeric resin or its equivalent and a catalyst, an accelerator, a hardener or the like.
Generally, constituents of this type need to be mixed in fairly precise proportions and at certain intervals before use since polymerization and stabilization begin immediately upon mixing.
The process which the invention comprises is characterized by the fact that a mixing chamber is maintained, filled with this compound, this mixing chamber comprising an inlet and an outlet, a predetermined volume of each of said constituents is discharged into the mixing chamber through the inlet thereby forcing a predetermined quantity of the compound out of the mixing chamber through said outlet, while effecting the mixing, inside the mixing chamber, of the constituents thus forced into the chamber mixture.
The apparatus that the invention comprises is characterized in that it comprises a closed metering chamber for each component, each metering chamber comprising an inlet and an outlet, the flow through the latter being respectively cor, mandated by a inlet valve and by an outlet valve, and a plunger in each chamber which can be alternately engaged in said chamber to discharge a volume of component therefrom and extract from this chamber to suck a volume of component into the metering chamber, a mixing chamber comprising an inlet for each of the constituents and an outlet for said compound, a conduit extending from the outlet of each of the metering chambers to the corresponding inlet of the mixing chamber,
a first actuator for moving these plungers to enter or remove the metering chambers, and a second actuator for closing the respective inlet valves and opening the respective outlet valves before that the plungers enter the metering chambers and to open the inlet valves and close the outlet valves before the plungers exit the metering chambers.
The appended drawing shows, by way of example, one embodiment of the device and variants:
Fig. 1 is a front view of said embodiment of the apparatus.
Fig. 2 is a schematic representation of the control device of the apparatus shown in FIG. 1.
Fig. 3 is a sectional view of the apparatus shown in FIG. 1, the section through line 3-3 in this figure.
Fig. 4 is a rear view of part of the component metering device and of the distribution valve system and of the interested parts of the control device, this view being taken at the level of line 4-4 in FIG. 3.
Fig. 5 is a rear sectional view of part of the metering device and of the dispensing valve system and of the interested parts of the control device, this view being taken at the height of line 5-5 in FIG. 3.
Fig. 6 is a view showing part of the stop and start mechanism of the device control device shown in FIG. 1, this view being taken on the assumption that the apparatus is in its stop or rest position.
Fig. 7 is a view of this same mechanism as it is visible in FIG. 6, but shown in the starting position.
Fig. 8 is a view showing the mechanism represented by FIG. 6 at the end of the dosage phase of a constituent during the operating cycle of the apparatus.
Fig. 9 is a vertical sectional view of the apparatus shown in FIG. 1, the section passing through line 9-9 in fig. 10.
Fig. 10 is a horizontal sectional view taken along line 10-10 in FIG. 9 of the assembly visible in this figure.
Fig. 11 is a cross-sectional view of a check valve placed in the channels traversed by the components, the section passing through line 11-11 in FIG. 10.
Fig. 12 is a horizontal sectional view of part of the mixing device, taken along line 12-12 in FIG. 9.
Fig. 13 is a plan view showing one of the types of rotors taken along the line 13-13 in FIG. 9.
Fig. 14 is a plan view of another type of rotor, this view being taken at line 14-14 in FIG. 9.
Fig. 15 is a plan view of a third type of rotor taken through line 15-15 in FIG. 9.
Fig. 16 is a transverse horizontal sectional view of the apparatus taken along line 16-16 in FIG. 3.
Fig. 17 is a rear view of most of the quantity selector of the apparatus shown in FIG. 1.
Fig. 18 is a horizontal sectional view of the quantity selector shown in FIG. 17, the section passing through line 18-18 in this figure.
As shown, the apparatus denoted as a whole by 20 is intended for separately measuring or dosing and for mixing the constituents as well as for dispensing determined amounts of composition on demand. This apparatus is formed by the combination of a certain number of assemblies: a support assembly 22 (fig. 1 and 3), an assembly 24 for supplying the first component (fig. 1), an assembly 26 for supplying the second. constituent (Fig. 1), an assembly 28 for metering the first component and dispensing it (Fig. 3), an assembly 30 for metering and dispensing the second component (Fig. 5 and 9), a mixer assembly or mixer 32 (FIGS. 1 and 9), a mixer motor assembly 34 (FIGS. 1 and 3), and finally an assembly 36 for controlling the appliance (FIGS. 2 to 8).
The support assembly 22 which is more clearly visible in FIGS. 1 and 3 comprises a horizontal base 40 and a vertical panel 42 mounted on this base near its front edge. The other assemblies which have been mentioned are mounted on this support assembly 22. Each of the assemblies 24 and 26 (see FIG. 1) serving to supply the respective components comprises a reservoir 44 and an adductor duct 46.
The latter is connected at one end to an outlet opening made at the lower end of the reservoir 44 and at the other end (see FIG. 3) to a supply duct which serves the metering or distribution assembly. of the corresponding component. It is preferable that a material flow shut-off valve is provided in each conduit 46 so as to intercept the passage of the component when desired.
The two sets 28 and 30 corresponding respectively to the dosage and to the distribution of the first constituent and of the second mixture constituent are arranged side by side in the apparatus 20. There is only one set for each constituent and the structure of each is essentially the same as the other's. Therefore, the structure will be described simply in connection with the first component dosing and dispensing assembly 28.
As shown in fig. 9, the set in question has two combined sections; a dispensing section 50 and a metering section 52.
The distribution section or valve comprises a block 54 mounted on the posterior side of panel 42 by means of suitable bolts passing therethrough and retaining nuts visible on these bolts. This block 54 has a round central hole 76 passing through it in the vertical direction and a generally horizontal channel 78 for the metering of the flow extending from the hole 76 to the posterior side of the block 54.
At some distance above the orifice of channel 78, hole 76 has a shoulder 80 extending inwardly as well as another shoulder 82 also extending inwardly at the top. Between the two shoulders 80 and 82 is formed a lateral inlet opening 84 giving access to a horizontal channel 86 which extends to an outlet opening 88 made in the front face of the block 54 near the rear side of the panel. 42 (see fig. 10).
A supply duct 56 is connected in any suitable manner to the adductor duct 46 of the corresponding component (see FIG. 3). The upper entry of this duct 56 rests in the central hole 76. This duct 56 is provided with an external annular flange 90 which itself rests in an annular recess made in a coupling ring 58. Screws retainers implanted in holes of this ring 58 and screwed into the block 54 keep the conduit 56 coupled to the place it should occupy. The upper end of the duct 56 defines an internal annular flange 92 which acts as a sealing seat for the support of the seal 72.
A directional valve stem 60 extending coaxially through the central hole 76 is movable therein.
This rod 60 comprises a portion 94 of smaller diameter through which the component can flow to enter or exit the metering chamber and which can therefore be called the flow section. The parts of the rod 60 located above and below the part 94 serve to block the flow of the component and are indicated respectively by 98 and 96 in FIG. 9.
To prevent any leakage of the component along the stem 60 of the valve from the block 54, a seal of a suitable nature 62 is placed around this stem. This seal 62 is held between the shoulder 82 and the retaining member 64 screwed into the upper part of the block 54. The internal wall 99 of the retaining member 64 is spaced from the rod 60 so as to provide a bowl in which any amount of the component seeping along the seal can accumulate.
An annular member forming a sealing seat 66 is placed below the shoulder 80, it serves to ensure the position of the annular seal 68 which is supported from below by the bushing 70. The latter has upper flanges. and lower internal which form the support of the upper 68 and lower 72 seals, it is provided laterally with an orifice 100 which coincides with the channel 78.
The essential role of the pad 70 is to keep the upper seal 68 and the lower seal 72 vertically spaced from each other at locations located above and below the channel 78, respectively.
The lower gasket 72 which is constituted by a sealing ring is arranged between the lower end of the bearing 70 and the upper flange 92 of the supply duct 56. This gasket 72 is designed so as to wear under conditions ensuring the sealing against part 96 of valve stem 60. Likewise, seal 68 is designed so as to bear, in order to ensure sealing against part 98. During operation, valve stem 60 can be moved between a position raised and a lowered position.
In its lowered position (as shown in fig. 9) the flow section 94 is disposed vis-à-vis the seal 72, which allows the component to flow from the conduit 56 into the metering chamber and block. flow past seal 68 to the mixer. Conversely, in its raised position, the part 96 is disposed opposite the seal 72 blocking the flow from the conduit 56 and the flow section 94 is located opposite the seal 68, which allows the component to flow through channel 78 passing through seal 68 and continuing to the mixer.
The check valve 74 which is particularly clearly visible in FIG. January 1 comprises a cylindrical tube 102, O-rings 104 and 106, a conical body 108 and a tension spring 110. The cylindrical tube 102 is arranged horizontally so that its rear part is in the outlet part of the channel of outlet 86 and screwed therein. This cylindrical tube 102 extends forward from block 54 through a suitable port in panel 42 and into the corresponding inlet channel of mixer assembly 32. O-rings 104 and 106 are accommodated. in annular recesses in the wall of the tube 102, they serve to prevent the component from escaping between the tube and the block 54 and the mixing body 130.
The conical valve body 108 is disposed at the front end of the tube 102 and forms with it a nozzle. The end forming the top of the body 102 is fixed to one end of the tension spring 110, the other end of which is secured to a stud 112 which projects into the tube 102.
Thus, there are in fact three valves in this component metering and dispensing assembly, two of these valves controlling the flow of this component to and from the metering chamber, while the third valve controls the component. flow to the mixer.
The metering section 52 of each assembly 28 and 30 (see Fig. 9) includes a block 114, a plunger rod 116, a seal 118, a seal retainer, and a pressure sensor. leak 120, as well as a proportional tube 122.
The block 114 is mounted near the rear face of the block 54 of the corresponding valve section 50 by means of suitable bolts threaded into retaining nuts. The metering section block 114 is pierced with a normally vertical hole 124 and further has a horizontal channel 126 establishing fluid communication between this hole 124 and the channel 78 of the valve section block. An annular shoulder 128 serves to hold the seal 118 in position.
The plunger rod 116 is cylindrical and protrudes through the central hole 124 in which it can move vertically, it is laterally surrounded by the seal 118 which is held in place by the retainer and the leak manifold. 120 screwed into the hole 124. The internal wall 127 of this manifold 120 is radially spaced from the rod 116 of the plunger. It follows that an annular bowl is provided, to collect any quantity of constituent which could ooze from bottom to top along the rod 116 of the plunger piston passing through the seal 118. The proportional tube 122 consists of a hollow cylinder of which the lower end is closed (see fig. 3) while its upper end is open and screwed into the lower part of the central hole 124.
Plunger rod 116 can move up and down through tube 122. Under normal operating conditions, plunger rod 116 has only one raised position and any of a number of lowered positions depending on the setting of the piston. the control assembly of the apparatus, which determines the volume of component to be moved by the rod 116 of the plunger.
Thus, the sections 50 and 52 of distribution and metering of each assembly 28 and 30 for metering and dispensing the constituent form (as shown in FIG. 9) a metering chamber 129 comprising an inlet at the height of the lower seal 72 and an outlet at the height of the upper seal 68. This metering chamber 129 is formed by the internal space of the pad 70, the channel 78 formed in the block 54, the channel 126 formed in the block 114, the central hole 124 passing through this block 114 and tube 122.
The mixer assembly 32 which is particularly clearly visible in FIG. 9 comprises a body 130, a rotor 132, an O-ring 134, a seal 136 and a cap 138. The body 130 of this mixer assembly defines a cylindrical mixing chamber 140 disposed vertically and open at its upper part and a channel of entry 142 for each constituent.
This inlet channel 142 coincides with the outlet of the flow channel 86 of the metering and dispensing assembly of the corresponding component. When the body 130 of the mixer assembly is in position on the face of the panel 42, the front end of the tube 102 of the corresponding check valve 74 enters the inlet channel 142 which has a boss opening into the bottom of the valve. the mixing chamber 140. At the lower end of this chamber 140, the body 130 is cut by a small slot in which bears an end bearing 144 by which the rotor 132 is supported. The upper end of the body 130 has an annular recess serving as a support for an O-ring 134 to prevent any seepage between this body 130 and the cap 138.
At the outer upper corners of the mixer assembly 130 are vertical ribs 146 cut on their inner faces with side slits 148 in which the corresponding parts of the cap 138 rest.
The bonnet 138 comprises a block provided with a central orifice 150 providing passage to the rotor shaft and an annular boss 152 extending downwardly.
around this orifice 150 and bearing under conditions ensuring the seal against the O-ring
134 to cover the mixing chamber 140. This annular boss 152 includes ears 154 projecting in the corners and bearing in the corresponding slots 148 of the frames
angle 146 to hold the mixer 32 assembled. The cap 138 is provided with a flow channel 156 disposed vertically which, above the boss 152, rotates horizontally towards the front part of the cap 138.
This flow channel has an inlet mouth 158 and an outlet mouth 160. A spout 162 (see Figs. 9 and 3) is threaded into the outlet mouth 160.
Rotor 132 includes a shaft 164 placed in axial alignment with chamber 140 and extending from bottom to top through port 150 of the rotor shaft in cap 138. Between shaft 164 and cap 138 is placed the seal of the rotor 136 which prevents the composition from seeping out of the mixing chamber 140 up along the shaft 164.
The rotor shaft 164 has several horizontal disks mounted on it. The lower disc, that is to say the first disc 166, takes the form (see fig. 15) of a flat circular plate pierced with several holes 168. The next disc, that is to say the second disc 170 and fourth disc 172 are cut with radial slots 174 (see Fig. 14) defining portions 176 in the form of paddles. These radial vanes 176 are shifted alternately upward and downward from the plane of the disc (see Fig. 9). The third disc, i.e. the middle disc 178 and the fifth disc, i.e. the upper disc 180 are substantially planar.
Each of these discs 178 and 180 has several notches 181 (see Fig. 13) which extend from a location adjacent to the rotor shaft 164 to the circumferential periphery of the disc. It is preferable that the center line of each notch 181 of the disc makes an acute angle with the radius of the disc and slopes towards the normal direction of rotation of the rotor shaft 164.
The peripheral edge of each of the discs 166, 170, 178, 172 and 180 closely conforms to the cylindrical wall of the mixing chamber 140 to prevent shorting of material along the wall of the chamber.
The mixer assembly 32 is removably mounted on the front part of the panel 42 thanks to an assembly comprising two tabs 182 and 184 (see fig. 1), a bar 186 and a locking screw 188.
These tabs 182 and 184 are mounted on the panel 42 at the rate of one on each side of the body 130 of the mixer assembly. The bar 186 is mounted on the tabs 182 and 184 to be pivotable downward, to allow release of the mixer assembly 32 from the apparatus. Its lower front part 130 is bevelled or chamfered so as to avoid any interference with the bar 186.
A locking screw 188 screwed onto the front cross member of bar 186 engages against the outer face of mixer body 130 when it is engaged from top to bottom while the bar occupies its position.
It should be noted here that the metering and dispensing assemblies 28 and 30 of the first component and of the second component and the mixer assembly 32 are placed below the normal range of the low levels of liquids in the reservoirs 44 of the assemblies 24. and 26 of the first and second constituent. As a result, these components move through the apparatus 20 by gravity flow and also by displacement flow.
The motor and mixer assembly 34 (see Figs. 1 and 3) comprises an air motor 190 and a flexible drive shaft 192. This motor is mounted on the front face of the panel 42 over the mixer assembly 32, its actuator shaft points downward approximately in alignment with the vertical axis of rotor shaft 164. The flexible drive shaft 192 is connected at its upper end by means of a permanent coupling with the actuating shaft of the air motor and at its lower end by a socket connection with the shaft 164 of the rotor. . The compressed air arrives at the pneumatic motor 190 through a duct 194 passing through a suitable port in the panel 42.
The control assembly 36 of the apparatus comprises a primary control valve 200 (fig. 2 and 4), a double-acting pneumatic cylinder 202 (fig. 2, 3 and 5), a secondary control valve 204 (fig. . 2, 3 and 5), a double acting pneumatic cylinder 206 (fig. 2, 3 and 4), a quantity counter 208 (fig. 2 and 5), a quantity selector 210 (fig. 3, 4 and 16 to 18) and a manual start and stop control device 212 (fig. 4, 6, 7 and 8).
The primary control valve 200 is (as shown in Fig. 4) a four-way valve of the sliding spool type and of conventional construction, it comprises a valve 214 and a sliding spool 216. This fixed valve 214 in particular by screws or members similar to a console 217 is mounted on the rear face of the panel 42. The sliding drawer 216 extends from top to bottom. The plug 214 has a compressed air intake port, an exhaust port and two flow ports.
Coupled with the inlet port is an end of a compressed air inlet duct 218 coming from a main adductor duct 220 (see Figs. 4 and 5). The two outlet orifices are respectively connected to the conduits 222 and 226 which control the supply of compressed air to the pneumatic cylinder 202. The connection conduit 194 starting from the conduit 226 ensures the supply of compressed air to the pneumatic motor 190.
The spool 216 of the primary control valve 200 has a neutral position (Fig. 6), an upper position (Fig. 7) and a lower position (Fig. 8). In its neutral position, there is no compressed air passing through to gain the outlet ports of the distributor 200. In the upper position, the compressed air arrives through the duct 226 at the base of the cylinder 202 and at the engine. pneumatic 190 by raising the piston in the cylinder and starting the engine. Finally, in the lower position, the compressed air arriving through the duct 222 lowers the piston into the cylinder.
The double-acting pneumatic cylinder 202 is of conventional structure, it is suspended on bolts 228 arranged vertically fixed to a terminal block 230 arranged horizontally (fig. 3, 4 and 5) and mounted on the rear face of the panel 42. The pneumatic cylinder 202 includes a vertically movable piston to which are attached a lower piston rod 232 and an upper piston rod 234.
The first is connected at its lower end to a crosspiece 236 arranged horizontally. To this cross member 236 are fixed the upper ends of the rods 60. Thus, these rods of the directional valve 60 are linked to a common member which forces them to go up and down together. The upper piston rod 234 mates with the downwardly extending spool 238 of the secondary control valve 204.
The secondary control valve 204 (fig. 3 and 5) is a four-way air valve of the conventional sliding-spool type, it comprises a spool 238 and a plug 240. The latter is attached to a mounting bracket 242 attached to the valve. panel 42. The actuating part of the spool 238 is coupled to the upper piston rod 234 of the double acting pneumatic cylinder 202 and protrudes through the wall of the plug 240, its upper part 244 is hinged to the volumetric meter 208.
The valve 240 of the secondary control valve 204 has an inlet port, an exhaust port (not shown), and two outlet ports. The inlet port is connected to one end of a branch duct 246 through which the compressed air flows (Fig. 5) from the main duct 220 for supplying compressed air. The outlet ports are respectively connected to the opposite ends of the double-acting pneumatic cylinder 206 by passing through conduits 248 and 250 to control the movement of the piston in the cylinder.
Both ducts 248 and 250 have conventional type adjustable throttle valves 252 and 254 intended to supply air freely to the respective inlets of cylinder 206 and to throttle the air flow when their particular inlet communicates with the exhaust. .
The drawer 238 has a lower position and an upper position. In the latter, the compressed air flows from the control distributor 204 by passing through the duct 248 to pressurize the top of the cylinder 206 and lower the piston, the duct 250 then being on the exhaust. In the lower position, it is an inverse state of affairs, that is to say that the compressed air flows through the duct 250 to reach the bottom of the cylinder 206, the duct 248 being on the exhaust.
The double-acting pneumatic cylinder 206 is of the conventional type, it comprises a piston actuated by compressed air connected to a cross member 258. The upper ends of the rods 116 of the plungers are fixed to the cross member 258. As a result, these rods 216 go up and down in synchronism.
Counter 208 is mounted on the rear face of panel 42, has a conventional construction and includes a reset lever 260 passing through a suitable hole in panel 42 and a crank 262 disposed rearwardly.
At the rear end of this crank 262 and to the upper part 244 of the secondary distributor spool 238 is connected a link 264. When the crank 262 turns up and down during the descent of the spool 238, the mechanism housed in the counter 208 rotates one notch, which registers one unit.
The structure of the quantity selector 210 includes a gear 266 formed by the combination of a pinion and a rack (Fig. 4) and a selector arm 268 (Figs. 4 and 16-18).
This crew 266 formed as has just been said of the combination of a pinion and a rack 270 comprises a lower support bracket 272, a support pin 274 and a rocker arm 276. The rack 270 is arranged vertically between the two pneumatic cylinders 202 and 206, its lower end is cut by a slot 278 and is disposed between the two branches of the support bracket 272 which is mounted on the panel 42. The pin 274 secures the rack 270 in the support bracket 272.
The upper end of the rack 270 is mounted to be able to slide in a corresponding slot made in the rear face of the terminal block 230. On the rear face of the upper end of the rack 270 and pivotally mounted on it is the rocker arm 276 arranged in principle horizontally. This arm features 280 curved surfaces and
The apparatus 20 being in the working position, the compressed air inlet duct 220 being coupled to the compressed air source, the shut-off valves 48 mounted in the sets 24 and 26 for the inlet of the respective constituents being in the closed position, the apparatus 20 is ready for operation. This takes place as follows:
As the reservoirs 44 are partially filled with the corresponding constituents, the mixer assembly 32 is released from the apparatus. The shut-off valve 48 mounted on the accelerator component inlet assembly 24 is opened and the apparatus 20 is tilted rearward by approximately 450. The control lever 304 is then lowered and pressed into the offset side portion 314 of the slot 312 of the panel control lever 42, positioning the apparatus 20 to operate automatically.
When determined volumes of the first component, that is to say of the accelerator, appear in the outlet of the corresponding check valve 74, in the absence of air, the control lever of the part is released. offset side 314 of the slot 312. The same procedure is applied with regard to the second constituent of the mixture.
The mixer assembly 32 is replaced on the panel 42 and the control lever 304 is lowered until the composition appears in the spout 162. The reservoirs 44 are then filled according to their capacity or at least up to to their levels of the liquid ensuring the operation.
The apparatus 20 is then ready for normal operation.
Whether the device 20 is in the off state or in the idle state, the slide 216 of the primary control valve 200 is in its neutral position (FIG. 6). The piston of the pneumatic cylinder 202 then occupies its lower position, the spool 238 of the secondary control valve 204 occupies its lower position, and the piston of the pneumatic cylinder 206 is in the raised position. As a result, the directional valve stems 60 are in the lowered position in the sections 50 of the metering and dispensing assemblies 28 and 30 of the two respective components and that the stems of the plungers 116 occupy their raised position therein. the metering section 52 of the assemblies 28 and 30. The rod 60 is therefore arranged as shown in FIG. 9, the inlet of the component being open, its outlet being closed.
When you want to dispense a predetermined volume of the composition, you place the selector arm
268 on the rack 270 at a height corresponding to the above-mentioned predetermined volume
as indicated by the position of the indica needle
trice 302 and the graduated scale 300 on the front face of the panel 42. The manually operated lever 304 is then pushed up and down to the lower end of the orifice 312 of the control lever made in the panel. . This has for
effect of pulling up and down the control rod 308 and pivoting the rocker arm 276 up and down also at the adjacent end of the control rod and up and down at the opposite end to lift the drawer 216 of the primary control valve 200 as shown in fig. 7.
At this point in the operating cycle, the camming surfaces 280 and 282 bear respectively against the pneumatic cylinder 206 and against the cross member 258. When the spool 216 is recalled back into the primary control valve 200, the operating cycle of the The machine starts and you can let go of the control lever 304.
During the operating cycle of the apparatus, the first phase involves raising the rods 60 to the raised position and rotating the air motor 190. The second phase of operation involves lowering the rods 116 of the plungers into the plungers. tubes 122 to the lower position of this which is established by the selector arm crew 268 and the rotation of the air motor 190. During the third phase of operation, the rods 60 are lowered to the position that they must occupy. Finally, during the fourth phase of operation, the rods 116 of the plungers are lifted to their raised position.
If one takes a closer look, as the valve spool 216 is returned back to its raised position in the primary control valve 200, compressed air arrives at the air motor 190 and the lower end of the valve. pneumatic cylinder 202 passing through conduit 226, conduit 222 being on the exhaust. The cylinder piston 202 is forced upward by lifting the piston rods 232 and 234, raising the rods 60 and moving the spool 238 of the sub-distributor 204 to its raised position.
When the spool 238 reaches its position of maximum lift, the distributor 204 moves to draw compressed air into the duct 248 at the top of the cylinder 206 and put the duct 250 at the lower end of the cylinder on the exhaust by lowering the piston rod 256 and its pendant displacement rods 116 into the metering chambers at a rate which is determined by the adjustment of the throttle valve 254.
When the cross member 258 carried by the piston 256 moves up and down, it hits the striker 296 which drives the rack 270 downwards by moving with it the rocker arm 276. Like the end of this arm connected to the rod 308 is already moved down as a result of the depression of the control lever 304, the movement of the rack 270 down has the effect of rotating the arm 276
around its articulation on the rod 308. This has the effect of lowering the end of the arm 276
connected to a drawer 216 and to bring out the drawer of the distributor 200 to bring it to the position shown in FIG. 8.
This reverses the action of distributor 200 and causes compressed air to flow through conduit 222 to the top of cylinder 202 by placing conduit 226 on the exhaust. As a result, the air motor 190 is stopped and lowers the piston rods 232 and 234, so that the valves 60 are lowered to their open position of the inlets of the metering chambers as shown in FIG. 4.
As the piston rod 234 moves down, it drives the spool 238 down by operating the counter arm 208 and registering a unit.
For the maximum extension position of the spool 238, the distributor 204 is moved and the compressed air arrives through the duct 250 at the lower part of the pneumatic cylinder 206, the duct 248 then being brought to the exhaust (see fig. 2). The piston rod 256 rises at a rate which is determined by the adjustment of the throttle valve 252, by raising the rods 116 from the metering chambers.
As the piston rod 256 comes to the top of its stroke, crossmember 258 hits the bottom of arm 276 by moving arm and rack 270 upward. When this occurs, the rod 308 and therefore the control lever 304 are moved up and down to their original positions, then the spool 216 of the distributor 200 is returned to its neutral position (Fig. 6) by stopping it. flow of compressed air through the distributor.
During the first phase of cyclic operation of the apparatus, the air motor 190 rotates the rotor 132 of the mixer, and the rods 60 move up, closing the inlets while opening the outlets of the metering chambers. The component can then flow freely from the metering and dispensing assemblies 28 and 30 to the mixing assembly 32. During the second phase of the operating cycle of the apparatus, the pneumatic motor 190 continues to drive the rotor 132 in rotation. of the mixer, and the piston rods descend into their respective tubes 122, moving the constituent therein and forcing it to travel through the channels 86 and 142 and to pass through the valve 74 to enter the mixing chamber 140.
The volume of the component discharged from the metering chambers is equal to the displacement volume of the plungers 116 in the chamber. This volume is itself a function of the length of the stroke of the plungers 116 which is determined by the setting of the selector 210.
As can be seen, the constituents never come into contact with each other until they have entered the mixer 140 via the channels 142 where they immediately mix intimately. Check valves 74 prevent the component or composition from flowing back into the individual channels 86. As the components enter the mixing chamber 140, the orifices 168 in the lower disc 166 of the rotor 132 (see Figs. 9). and 15) sweep each inlet orifice by imposing on the component which enters the chamber 140 a swell or pulsation effect.
The rotor discs 132 which are above the lower disc 166 have the effect of cutting, shearing and kneading the components as they pass through the mixing chamber
140. This operation causes an intimate mixing of the constituents but also produces a centrifugation of the latter and of the composition which is in the chamber. However, the intimate adaptation of the wall of the chamber to the side edges of the pallets prevents the material from being short-circuited along the wall of the chamber and forces this material to pass between the pallets and to become intimately mixed. As the constituents enter the mixing chamber 140 via the channels 142, an equal volume of the composition is delivered through the spout or nozzle 162 through the channel 156.
During the third phase of the operating cycle of the apparatus, the rotor 132 of the mixer has stopped rotating and the rods 160 are lowered by closing the component flow valves out of the metering chambers while opening the inlet valves of the metering chambers. constituents.
Finally, during the fourth phase of the operating cycle of the apparatus, the rods 116 of the plungers are removed by sucking the components from the assemblies 24 and 26 through the supply conduits 56 and through the intercommunication channels 86 and 126. and tubes 122.
For the successive automatic distribution of given quantities of composition, when the control lever 304 is lowered into the slot 312, this lever is moved laterally to come and occupy the offset part 314 at the lower end of this slot and to be released there. . The lowering of the control lever 304 and consequently of the control rod 308 and thereby even established and maintained. It follows that at the end of the fourth phase of the operating cycle of the apparatus, the rise of the rack 270 and of the rocker arm 276 causes the latter to tilt upwards around its articulation on the rod 308 forming the pivot point.
Thus, instead of pivoting to its neutral position (as shown in FIG. 6), the arm 276 comes to occupy by pivoting the position shown in FIG. 7 by moving the drawer 216 upwards and starting a new operating cycle of the device. The latter can be stopped when it is adjusted for automatic operation by simply disengaging the control lever 304 from the offset part 314 in the slot 312.
As indicated in the above, apparatus 20 uses a positive displacement metering system. In the construction shown, the amount of component displaced from each tube 122 is equal to the cross section of the corresponding plunger rod 116 multiplied by the length of the stroke of that rod as it enters the metering chamber. . By selecting the rods 116 according to various diameters, various proportions of constituents can be delivered into the mixing chamber 140 without modifying the diameter of the tubes 122. By suitably choosing the strokes of the rods 116, the volume of the composition delivered by the apparatus 20 can also be modified.
By manipulating the throttle valves 252 and 254, it is possible to vary the speed of the course of the operating cycle, in particular of its second and of its fourth phase. During the successive automatic operation, these adjustments can be used to vary the time lapse between the volumes or quantities of composition dispensed.
It is understood that instead of providing a cylinder system operating by compressed air as described in the present text and as shown in the accompanying drawings, it is possible to use a hydraulic system, that is to say operating by liquid.
Likewise, if one or more of the constituents have a consistency that is too high to allow practical operation by using the phenomena of gravity allowing flow, the reservoirs 44 containing the constituents in question can be subjected to a certain pressure.
In addition, although the apparatus 20 is suitable for two standard compositions, it can be modified so as to suit three or a greater number of constituents by simply incorporating adductor systems and ad hoc dosing and distribution devices and by modifying the mixer 130 by providing therein additional inlet channels 142 for the constituents in question.
CLAIMS
I. Process for preparing and dispensing on demand a predetermined quantity of a compound consisting of at least a mixture of two pumpable constituents, incompressible and present in a preselected volumetric ratio, characterized by maintaining a chamber of pressure. mixture filled with this compound, this mixing chamber comprising an inlet and an outlet, a predetermined volume of each of said constituents is discharged into the mixing chamber through the inlet, thus discharging a predetermined quantity of the compound out of the mixing chamber at through said outlet, while effecting the mixing inside the mixing chamber, of the constituents thus forced into the mixing chamber.