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FR2734619A1 - HIGH PRECISION DOSING VALVE DEVICE FOR ALLOWING GRAVITY OR PRESSURE LIQUID SAMPLING - Google Patents

HIGH PRECISION DOSING VALVE DEVICE FOR ALLOWING GRAVITY OR PRESSURE LIQUID SAMPLING Download PDF

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FR2734619A1 FR9506421A FR9506421A FR2734619A1 FR 2734619 A1 FR2734619 A1 FR 2734619A1 FR 9506421 A FR9506421 A FR 9506421A FR 9506421 A FR9506421 A FR 9506421A FR 2734619 A1 FR2734619 A1 FR 2734619A1
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Abstract

Dispositif de vanne doseuse de haute précision destiné à permettre le prélèvement gravitaire ou sous pression de liquides. Il comprend d'une part un corps (1) dans lequel sont pratiqués un trou (11) d'arrivée du liquide et un trou (10), d'axe vertical, de sortie du liquide; et d'autre part un pointeau conique (2) qui assure l'obturation d'un orifice circulaire (12) pratiqué entre les trous (10, 11) avec l'aide d'un ressort (14) appliquant la surface conique (20) du pointeau (2) contre le siège (13) de l'orifice (12), et qui est solidarisé, avec un léger jeu longitudinal, à un axe (4) monté coulissant horizontalement, de façon contrôlée, dans une douille (40), le pointeau (2) comportant un canal axial (23) dont une extrémité (25) débouche dans le trou de sortie (10) à travers un tube vertical (26) solidaire du pointeau (2), et dont l'autre extrémité (24) est obturée par l'extrémité conique (41) de l'axe (4).High precision metering valve device designed to allow gravity or pressurized sampling of liquids. It comprises on the one hand a body (1) in which are made a liquid inlet hole (11) and a liquid outlet hole (10), of vertical axis; and on the other hand a conical needle (2) which closes a circular orifice (12) made between the holes (10, 11) with the help of a spring (14) applying the conical surface (20 ) of the needle (2) against the seat (13) of the orifice (12), and which is secured, with a slight longitudinal play, to a pin (4) mounted to slide horizontally, in a controlled manner, in a sleeve (40 ), the needle (2) comprising an axial channel (23), one end (25) of which opens into the outlet hole (10) through a vertical tube (26) integral with the needle (2), and the other end of which (24) is closed by the conical end (41) of the axis (4).

Description

La présente invention a pour obJet un dispositif de vanne doseuse de haute précision destiné à permettre le prélèvement gravitaire ou sous pression de liquides. The object of the present invention is a high precision metering valve device intended to allow the gravity or pressure sampling of liquids.

Dans de nombreux domaines industriels il est nécessaire de pouvoir prélever, par exemple en vue de la réalisation d'un mélange, une quantité de liquide allant du gramme à plusieurs centaines de kilogrammes. In many industrial fields it is necessary to be able to take, for example with a view to producing a mixture, an amount of liquid ranging from one gram to several hundred kilograms.

En pratique le liquide prélevé est recueilli dans un récipient placé sur une balance de précision, son débit d'écoulement étant réduit progressivement pour finir par un goutte à goutte permettant de prélever très précisément la quantité désirée. In practice, the liquid withdrawn is collected in a container placed on a precision balance, its flow rate being progressively reduced, ending with a drip allowing very precise withdrawal of the desired quantity.

Les dispositifs connus à ce jour présentent l'inconvénient d'être complexes et coûteux, et souvent inadaptés au prélèvement à la fois de grandes et de très petites quantités de liquides, les électrovannes pneumatiques qu'ils mettent fréquemment en oeuvre présentant notamment l'inconvénient de ne pas être assez progressives. The devices known to date have the drawback of being complex and costly, and often unsuitable for withdrawing both large and very small quantities of liquids, the pneumatic solenoid valves which they frequently use having in particular the drawback not to be progressive enough.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de vanne doseuse d'une très grande précision, d'un faible coût de fabrication et susceptible d'être aisément motorisé en vue de son pilotage par un ordinateur. The aim of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing a metering valve device of very high precision, of low manufacturing cost and capable of being easily motorized for its control by a computer.

Le dispositif de vanne doseuse selon l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend d'une part un corps dans lequel sont pratiqués un trou d'arrivée du liquide et un trou, d'axe vertical, de sortie du liquide; et d'autre part un pointeau conique qui assure l'obturation d'un orifice circulaire pratiqué entre lesdits ts trous avec l'aide d'un ressort appliquant la surface conique dudit pointeau contre le siège dudit orifice, et qui est solidarisé, avec un léger jeu longitudinal, à un axe monté coulissant horizontalement dans une douille et dont le déplacement est contrôlé, ledit pointeau comportant un canal axial dont une extrémité débouche dans le trou de sortie à travers un tube vertical solidaire dudit pointeau, et dont l'autre extrémité est obturée par l'extrémité conique dudit axe coulissant, le jeu longitudinal dudit axe permettant le passage du liquide dans le canal sans déplacement du pointeau. The metering valve device according to the invention is essentially characterized in that it comprises on the one hand a body in which are formed a liquid inlet hole and a hole, of vertical axis, for the liquid outlet; and on the other hand a conical needle which obtains the closure of a circular orifice made between said ts holes with the help of a spring applying the conical surface of said needle against the seat of said orifice, and which is secured, with a slight longitudinal play, with an axis mounted sliding horizontally in a bushing and whose movement is controlled, said needle comprising an axial channel, one end of which opens into the outlet hole through a vertical tube integral with said needle, and the other end of which is closed by the conical end of said sliding axis, the longitudinal play of said axis allowing the passage of the liquid in the channel without displacement of the needle.

Selon une caractéristique additionnelle du dispositif selon l'invention le trou de sortie communique avec une arrivée d'air comprimé disposée au-dessus. According to an additional characteristic of the device according to the invention, the outlet hole communicates with a compressed air inlet arranged above.

Le déplacement de l'axe longitudinal détermine le débit du liquide prélevé, en effet tant que ce déplacement se limite au jeu entre le pointeau et l'extrémité dudit axe, le liquide passe par le canal dudit pointeau et s'écoule à faible débit par le tube vertical, tandis qu'un déplacement plus important de l'axe a pour effet de comprimer le ressort et de provoquer le recul du pointeau, permettant ainsi un débit d'écoulement important à travers l'orifice circulaire. The displacement of the longitudinal axis determines the flow rate of the withdrawn liquid, in fact as long as this displacement is limited to the clearance between the needle and the end of said axis, the liquid passes through the channel of said needle and flows at low flow rate through the vertical tube, while a greater displacement of the axis has the effect of compressing the spring and causing the needle to retreat, thus allowing a significant flow rate through the circular orifice.

Les avantages et les caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. The advantages and characteristics of the present invention will emerge more clearly from the description which follows and which refers to the appended drawing, which represents a non-limiting embodiment thereof.

Dans le dessin annexé
- la figure 1 représente une vue en coupe partielle d'un dispositif de vanne selon l'invention.
In the attached drawing
- Figure 1 shows a partial sectional view of a valve device according to the invention.

- la figure 2 représente une vue en coupe partielle du même dispositif lors d'un prélèvement à faible débit. - Figure 2 shows a partial sectional view of the same device during a low flow rate sampling.

- la figure 3 représente une vue en coupe partielle du même dispositif lors d'un prélèvement à fort débit. - Figure 3 shows a partial sectional view of the same device during a high flow rate.

Si on se réfère à la figure 1 on peut voir qu'un dispositif de vanne doseuse selon l'invention comporte un corps 1 comprenant un trou de sortie 10 d'axe vertical et un trou d'entrée 11, communiquant l'un avec l'autre par l'intermédiaire d'un orifice circulaire 12.  Referring to FIG. 1, it can be seen that a metering valve device according to the invention comprises a body 1 comprising an outlet hole 10 with a vertical axis and an inlet hole 11, one communicating with the other through a circular orifice 12.

L'orifice 12 est obturé, de manière classique, par un pointeau 2 qui présente, du côté du trou de sortie
10, une surface conique 20, et du côté du trou d'entrée 11 une face verticale 21 à laquelle est solidarisée fixement une plaque 3 percée centralement d'un orifice 30 dans lequel passe et peut se déplacer longitudinalement un axe 4 horizontal monté coulissant dans une douille 40 solidaire du corps 1, le coulissement étant commandé par une roue moletée 5 incorporant un mécanisme de démultiplication de type connu qui ne sera pas décrit, actionnable manuellement ou susceptible d'être connectée à un système motorisé, lequel peut être accouplé à demeure à la roue moletée 5, ou être mobile en vue d'actionner successivement plusieurs vannes selon l'invention.
The orifice 12 is closed, in a conventional manner, by a needle 2 which has, on the side of the outlet hole
10, a conical surface 20, and on the side of the entry hole 11 a vertical face 21 to which is fixedly fixed a plate 3 pierced centrally with an orifice 30 in which passes and can move longitudinally a horizontal axis 4 slidably mounted in a sleeve 40 secured to the body 1, the sliding being controlled by a knurled wheel 5 incorporating a reduction mechanism of known type which will not be described, manually actuable or capable of being connected to a motorized system, which can be permanently coupled to the knurled wheel 5, or be mobile in order to successively actuate several valves according to the invention.

La surface conique 20 du pointeau 2 est maintenue appliquée contre le siège 13 de l'orifice 12 par l'intermédiaire d'un ressort 14 placé entre la douille 40 et la plaque 3. The conical surface 20 of the needle 2 is kept applied against the seat 13 of the orifice 12 by means of a spring 14 placed between the bush 40 and the plate 3.

Un évidement conique 22 est pratiqué centralement dans la face verticale 21 du pointeau 2, en regard de l'extrémité 41 de l'axe 4, qui présente une conicité identique à celle de l'évidement 22. A conical recess 22 is made centrally in the vertical face 21 of the needle 2, opposite the end 41 of the axis 4, which has a conicity identical to that of the recess 22.

L'extrémité de l'axe 4 comporte en outre, entre le pointeau 2 et la plaque 3, un moyen de retenue 42, qui peut être une goupille traversante ou un collier élastique, permettant la solidarisation, avec un certain jeu, de l'axe 4 à l'ensemble pointeau 2 et plaque 3, de manière que l'extrémité conique 41 de l'axe 4 puisse entrer en contact ou non, selon la position de l'axe 4, avec la surface conique de l'évidement 22. The end of the axis 4 further comprises, between the needle 2 and the plate 3, a retaining means 42, which may be a through pin or an elastic collar, allowing the connection, with a certain play, of the axis 4 to the needle 2 and plate 3 assembly, so that the conical end 41 of axis 4 can come into contact or not, depending on the position of axis 4, with the conical surface of the recess 22 .

Le pointeau 2 comporte axialement un canal 23 débouchant par une extrémité 24 dans le fond de la cavité conique 22, et par son autre extrémité 25 dans un tube 26, solidaire du pointeau 2, positionné verticalement dans le trou de sortie 10 et maintenu entre deux tiges parallèles 15, dont une seule est visible sur la figure, solidaires du corps 1 et s'étendant horizontalement dans le trou de sortie 10. The needle 2 axially comprises a channel 23 opening at one end 24 into the bottom of the conical cavity 22, and at its other end 25 in a tube 26, integral with the needle 2, positioned vertically in the outlet hole 10 and held between two parallel rods 15, only one of which is visible in the figure, integral with the body 1 and extending horizontally in the outlet hole 10.

Sur cette figure la vanne est fermée, l'axe 4 est repoussé au maximum, son extrémité conique 41 obstruant l'extrémité 24 du canal 23, et la surface conique 20 du pointeau 2 est appliquée contre le siège 13 de l'orifice 12. In this figure, the valve is closed, the axis 4 is pushed back to the maximum, its conical end 41 obstructing the end 24 of the channel 23, and the conical surface 20 of the needle 2 is applied against the seat 13 of the orifice 12.

Si on se réfère maintenant à la figure 2 on peut voir qu'un petit déplacement longitudinal de l'axe 4, d'une amplitude au plus égale au jeu existant, écarte l'extrémité 41 de l'axe 4 de la surface conique de l'évidement 22, ce qui permet l'écoulement dans le canal 23 du liquide provenant du trou d'entrée 11 et traversant la plaque 3 par des orifices 31 coaxiaux à l'orifice 30. If we now refer to FIG. 2, we can see that a small longitudinal displacement of the axis 4, of an amplitude at most equal to the existing clearance, separates the end 41 of the axis 4 from the conical surface of the recess 22, which allows the liquid in the channel 23 to flow from the inlet hole 11 and passing through the plate 3 through orifices 31 coaxial with the orifice 30.

Le liquide s'écoule ensuite dans le tube 26 et tombe verticalement à petit débit sans toucher la paroi interne 16 du trou de sortie 10, ce qui évite le phénomène de gouttage. The liquid then flows into the tube 26 and falls vertically at a low rate without touching the internal wall 16 of the outlet hole 10, which avoids the phenomenon of dripping.

Si on se réfère maintenant à la figure 3 on peut voir que lorsque le déplacement de l'axe 4 est accentué de manière à comprimer le ressort 14, le pointeau 2 recule et le liquide peut alors également s'écouler à fort débit par l'orifice 12. Referring now to FIG. 3, it can be seen that when the displacement of the axis 4 is accentuated so as to compress the spring 14, the needle 2 moves back and the liquid can then also flow at high rate through the orifice 12.

Le corps 1 comporte supérieurement, dans le prolongement du trou de sortie 10, un orifice 17 permettant la connexion d'une arrivée d'air comprimé servant au soufflage du trou de sortie 10 afin de faire tomber les gouttes de liquide accrochées à sa paroi 16. The body 1 has, above, in the extension of the outlet hole 10, an orifice 17 allowing the connection of a compressed air supply used for blowing the outlet hole 10 so as to drop the drops of liquid attached to its wall 16 .

En pratique, l'opération de prélèvement d'une quantité précise de liquide débute par un prélèvement à fort débit, puis le prélèvement est stoppé et le trou de sortie est soufflé, enfin le prélèvement est repris à faible débit, et est progressivement réduit jusqu'au goutte à goutte afin d'atteindre la quantité désirée de liquide avec tout la précision souhaitée.  In practice, the operation of withdrawing a precise quantity of liquid begins with a high-flow sampling, then the sampling is stopped and the outlet hole is blown, finally the sampling is resumed at low flow, and is gradually reduced until '' drop by drop in order to reach the desired quantity of liquid with all the precision desired.

Ainsi qu'il a déjà été dit, le dispositif selon l'invention est susceptible d'être entraîné par un moteur piloté par ordinateur, en vue de la réalisation précise de programmes de prélèvements prédéfinis. As has already been said, the device according to the invention is capable of being driven by a computer-controlled motor, with a view to the precise production of predefined sampling programs.

Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède d'un de ses modes de réalisation, susceptible de subir un certain nombre de modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention.  It goes without saying that the present invention cannot be limited to the preceding description of one of its embodiments, capable of undergoing a certain number of modifications without departing from the scope of the invention.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1) Dispositif de vanne doseuse de haute précision destiné à permettre le prélèvement gravitaire ou sous pression de liquides, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part un corps (1) dans lequel sont pratiqués un trou (11) d'arrivée du liquide et un trou (10), d'axe vertical, de sortie du liquide; et d'autre part un pointeau conique (2) qui assure l'obturation d'un orifice circulaire (12) pratiqué entre lesdits trous (10, 11) avec l'aide d'un ressort (14) appliquant la surface conique (20) dudit pointeau (2) contre le siège (13) dudit orifice (12), et qui est solidarisé, avec un léger jeu longitudinal, à un axe (4) monté coulissant horizontalement, de façon contrôlée, dans une douille (40), ledit pointeau (2) comportant un canal axial (23) dont une extrémité (25) débouche dans le trou de sortie (10) à travers un tube vertical (26) solidaire dudit pointeau (2), et dont l'autre extrémité (24) est obturée par l'extrémité conique (41) dudit axe (4), le jeu longitudinal dudit axe (4) par rapport au pointeau (2) permettant le passage du liquide dans le canal (23) sans déplacement dudit pointeau (2). 1) High precision metering valve device intended to allow the gravity or pressure sampling of liquids, characterized in that it comprises on the one hand a body (1) in which a hole (11) for the arrival of the liquid and a hole (10), of vertical axis, for exit of the liquid; and on the other hand a conical needle (2) which obtains the closure of a circular orifice (12) formed between said holes (10, 11) with the help of a spring (14) applying the conical surface (20 ) of said needle (2) against the seat (13) of said orifice (12), and which is secured, with a slight longitudinal play, to an axis (4) mounted to slide horizontally, in a controlled manner, in a socket (40), said needle (2) having an axial channel (23) one end of which (25) opens into the outlet hole (10) through a vertical tube (26) integral with said needle (2), and the other end of which (24 ) is closed by the conical end (41) of said axis (4), the longitudinal play of said axis (4) relative to the needle (2) allowing the passage of the liquid in the channel (23) without displacement of said needle (2) . 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le pointeau (2) comporte du côté du trou d'entrée (11) une face verticale (21) à laquelle est solidarisée fixement une plaque (3) percée centralement d'un orifice (30) dans lequel passe et peut se déplacer longitudinalement l'axe horizontal (4), déplacement limité par un moyen de retenue (42) permettant la solidarisation avec un certain jeu de l'axe (4) à l'ensemble formé par le pointeau (2) et la plaque (3). 2) Device according to claim 1 characterized in that the needle (2) comprises on the side of the inlet hole (11) a vertical face (21) to which is fixedly secured a plate (3) pierced centrally with an orifice ( 30) in which passes and can move longitudinally the horizontal axis (4), displacement limited by a retaining means (42) allowing the connection with a certain play of the axis (4) to the assembly formed by the needle (2) and the plate (3). 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la face verticale (21) du pointeau (2) comporte un évidement conique (22) dans le fond duquel débouche le canal (23), et en ce que l'extrémité (41) de l'axe (4) est conique et de même conicité que celle dudit évidement (22). 3) Device according to claim 1 or claim 2 characterized in that the vertical face (21) of the needle (2) comprises a conical recess (22) in the bottom of which opens the channel (23), and in that the end (41) of the axis (4) is conical and of the same conicity as that of said recess (22). 4) Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce que la plaque (3) est percée d'orifices (31) coaxiaux à l'orifice (30) de passage de l'axe (4). 4) Device according to claim 2 or claim 3 characterized in that the plate (3) is pierced with orifices (31) coaxial with the orifice (30) for passage of the axis (4). 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le tube (26) solidaire du pointeau (2) est maintenu en position verticale entre deux tiges (15) parallèles solidaires du corps (1) et s'étendant horizontalement dans le trou de sortie (10). 5) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the tube (26) integral with the needle (2) is held in a vertical position between two parallel rods (15) integral with the body (1) and extending horizontally in the outlet hole (10). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le corps (1) comporte supérieurement un orifice (17) débouchant dans le trou de sortie (10) et permettant la connexion d'une arrivée d'air comprimé. 6) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the body (1) has an orifice (17) opening out in the outlet hole (10) and allowing the connection of a compressed air supply. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le déplacement longitudinal de l'axe (4) est assuré par une roue moletée (5) incorporant un mécanisme de démultiplication, actionnable manuellement ou susceptible d'être connectée à un système de motorisation.  7) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal displacement of the axis (4) is ensured by a knurled wheel (5) incorporating a reduction mechanism, manually operable or capable of being connected to a motorization system.
FR9506421A 1995-05-24 1995-05-24 HIGH PRECISION DOSING VALVE DEVICE FOR ALLOWING GRAVITY OR PRESSURE LIQUID SAMPLING Expired - Lifetime FR2734619B1 (en)

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WO2001098197A1 (en) * 2000-06-22 2001-12-27 Teamster Ab Docking valve

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