Dispositif d'injection d'une quantité réglable de matière à injecter
L'invention a pour objet un dispositif d'injection d'une quantité réglable de matière à injecter comprenant un réservoir d'injection, destiné à recevoir une dose de matière à injecter, et des canalisations qui, munies chacune d'une vanne à commande, sont chargées d'assurer respectivement le remplissage de ce réservoir, sa vidange, sa purge, et l'admission d'un fluide comprimé chargé d'exercer la pression d'injection.
Dans les dispositifs d'injection connus, une certaine quantité - la dose - de matière à injecter est introduite dans un réservoir d'injection, puis ce dernier est mis en pression à l'aide d'un fluide comprimé qui est chargé d'exercer la pression requise pour l'injection de cette dose dans le moule ou le récipient qu'elle doit remplir. La dose est définie, à pression donnée, par la durée d'ouverture de la vanne de remplissage. Or, ni l'ouverture ni la fermeture de cette vanne ne sont instantanées ; de plus, ses temps d'ouverture aussi bien que de fermeture sont soumis à des fluctuations, si bien que la dose n'est pas rigoureusement constante d'une opération d'injection à l'autre.
En outre, du fait que la capacité du réservoir d'injection est invariable, le volume de fluide comprimé utilisé au cours d'une opération d'injection varie dans des marges assez grandes suivant la dose.
Comme la capacité du réservoir doit tre dimensionnée pour une dose maximale, il en résulte que plus la dose utilisée est inférieure à cette dose maximale, plus important est le volume mort qui doit tre rempli par le fluide comprimé à chaque injection, d'où une consommation excessive de fluide comprimé qui rend onéreuse l'exploitation de tels dispositifs.
Le dispositif qui fait l'objet de l'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients en assurant un dosage précis et réglable de la quantité de matière à injecter et en se prtant à une exploitation économique grâce à la réduction au minimum du volume mort. Il est caractérisé par le fait que le réservoir est muni d'au moins un déversoir imposant un niveau maximal de remplissage et d'au moins un collecteur de trop-plein destiné à recueillir l'écoulement de ce déversoir et que des moyens permettent de modifier à volonté la capacité du réservoir de manière que le dispositif d'injection règle la quantité de matière à injecter.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une vue d'ensemble, partiellement coupée, d'une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention.
Un réservoir 1 est fermé par un couvercle 2 maintenu en place par des boulons tels que 3, un joint 17 assurant l'étanchéité. Une canalisation 4 relie ce réservoir à la source, non représentée, de manière à injecter tandis qu'une canalisation 5 sert à sa vidange et le relie, par exemple, à un moule d'injection, lui aussi non représenté. Les canalisations 4 et 5 sont munies respectivement de vannes 6 et 7, à commande automatique. La paroi latérale 8 de ce réservoir 1 est munie d'au moins un déversoir: ici, deux déversoirs 9 et 9' dont les bords supérieurs déterminent un niveau maximal de remplissage représenté par la ligne 10. Cette paroi latérale 8 porte une chemise cylindrique 1 1 dont le fond 12 est oblique et qui, en recueillant la matière débordant par-dessus les déversoirs 9 et 9', constitue un collecteur de trop-plein 13.
Un orifice 14 ménagé dans la paroi latérale 8 met en communication la partie la plus basse de ce collecteur de trop-plein avec l'intérieur du réservoir 1. Cet orifice peut tre obturé par un clapet, constitué par exemple par une bille 15 montée à l'extrémité du bras recourbé 16 d'un levier coudé dont l'autre bras 17 est solidaire d'un poussoir 18 actionné par un électro-aimant 19. Un organe élastique, tel qu'un ressort 20, est prévu pour maintenir cette bille 15 appliquée contre l'orifice 14 de manière que ce dernier soit obturé lorsque l'électro-aimant 19 n'est pas excité. Cet électro-aimant est logé à l'intérieur d'un boîtier étanche 21 servant de couvercle à une chambre 21a prévue sur la paroi extérieure du collecteur de trop-plein 13 et dans laquelle est logé le bras 16 du levier coudé.
Un détecteur de niveau, constitué par un flotteur 22 fixé à l'extrémité d'une tige 23 guidée par des guides 24 qui lui permettent de coulisser verticalement, est disposé de manière à provoquer la fermeture de la vanne de remplissage 6 sitôt que le niveau 25 dans le collecteur de trop-plein 13 atteint une valeur déterminée. La vanne 6 étant une vanne à commande électrique fermée en l'absence de courant, l'extrémité de la tige 23 actionne un interrupteur 26 capable d'interrompre l'alimentation électrique de cette vanne en ouvrant le circuit formé par les conducteurs 28. Cet interrupteur 26 est logé dans une chambre étanche 27, et des butées telles que 29 sont prévues pour limiter la course de la tige 23.
Le couvercle 2 porte une cloche cylindrique 30 à l'intérieur de laquelle peut coulisser un piston 31 qui constitue un plongeur. Une pièce d'étanchéité 32 assure l'étanchéité et un orifice 39 est ménagé dans la paroi supérieure 34 de la cloche 30 pour éviter la formation d'un coussin d'air dans cette dernière.
Une vis 33, prenant appui sur la paroi supérieure 34 de cette cloche 30, coopère avec un écrou 35 solidaire de la partie supérieure 36 du piston-plongeur 31 de façon à déplacer ce dernier en hauteur. Des moyens empchent le piston-plongeur 31 de tourner autour de son axe, telle une tige 37 servant de guide rectiligne, tandis qu'un organe tel qu'un moteur électrique 38 permet de commander à distance la rotation de la vis 33. Une fentre transparente 40, munie d'un repère 41, permet d'observer une graduation 42, tracée sur la paroi latérale du pistonplongeur 31 et de contrôler visuellement la position de ce dernier, donc le dosage.
Une canalisation 45 permet d'admettre, à l'aide d'une vanne 46, à commande automatique, le fluide comprimé exerçant la pression d'injection et provenant d'une source extérieure non représentée.
Une canalisation de purge 47, pouvant tre fermée à l'aide d'une vanne 48, permet à l'air contenu dans le réservoir de s'échapper pendant le remplissage. Des moyens assurent simultanément la commande des vannes d'admission 46 et de purge 48, de façon que lorsque la vanne d'admission 46 est ouverte, la vanne 48 est fermée et inversement.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant.
Lorsque le réservoir 1 est vide, les vannes de vidange 7 et d'admission 46 étant fermées, la vanne de purge 48 ouverte et le plongeur 31 immobilisé dans une position donnée, I'ouverture de la vanne 6 provoque l'arrivée de la matière à injecter dont le niveau s'élève peu à peu jusqu'à atteindre le niveau représenté par la ligne 10. Le trop-plein déborde par-dessus les déversoirs 9 et 9' et, l'orifice 14 étant obturé, se rassemble dans le collecteur 13. Le niveau 25 dans ce collecteur s'élève en entraînant le flotteur 22 et l'interrupteur 26 s'ouvre dès que ce niveau atteint une valeur déterminée, ce qui provoque la fermeture de la vanne 6. En d'autres termes, la vanne 6 ne se ferme que lorsque la matière à injecter déborde par-dessus les déversoirs 9 et 9', c'est-à-dire lorsque le réservoir 1 contient à coup sûr la dose voulue.
Cette dose équivaut donc au volume utile compris entre la paroi 8 du réservoir 1, la partie immergée du plongeur 31 et le niveau 10 défini par les déversoirs 9 et 9': Elle est fixée avec précision, indépendamment de la durée pendant laquelle la vanne 6 est ouverte et quelles que soient ses durées d'ouverture et de fermeture. La vanne de vidange 7 est ensuite ouverte ainsi que la vanne d'admission 46 qui laisse pénétrer le fluide comprimé requis pour l'injection. Le volume mort, équivalant à peu de chose près à celui du collecteur 13, est faible ; et comme il est indépendant de la position du plongeur 31, il ne varie pas suivant la dose de matière à injecter. Si l'on veut modifier cette dose, il suffit de faire tourner la vis 33 à l'aide du moteur 38 ce qui modifie la position du plongeur 31, donc la valeur du volume utile du réservoir 1.
La fentre 40 donne la possibilité de voir à tout instant la position du plongeur, donc la dose. Une fois l'injection terminée et la vanne 7 fermée, I'excitation de l'électro- aimant 19 provoque l'ouverture du clapet 15 et l'écoulement, dans le réservoir 1, du trop-plein du remplissage précédent de sorte que ce trop-plein participe immédiatement au remplissage suivant.
L'électro-aimant 19 est ensuite relaxé, le clapet constitué par la bille 15 se referme et un nouveau cycle peut commencer.
Le dispositif décrit présente plusieurs avantages par rapport aux dispositifs connus: précision du dosage; faible volume mort, donc économie d'ex ploitation; valeur constante de ce volume mort, donc consommation constante de fluide comprimé; absence de la nécessité de refouler le trop-plein dans le réservoir général de matière à injecter, ce qui supprime une consommation supplémentaire de fluide comprimé. Son fonctionnement automatique fait qu'il est particulièrement apte à tre incorporé dans une machine automatique d'injection.
Plusieurs variantes de détail peuvent tre apportées à ce dispositif. Ainsi, le flotteur 22 peut tre remplacé par tout détecteur de niveau connu en soi, par exemple un détecteur photo-électrique. Le clapet constitué par la bille 15, peut tre remplacé par un autre obturateur automatique. On peut substituer aux vannes 6, 7, 46 et 48 comme au clapet 15 qui, dans la réalisation décrite, sont à commande électrique, des organes analogues à commande hydraulique, pneumatique, voire mécanique. Enfin, le système de déplacement de plongeur 31 à l'aide de la vis 33 peut tre remplacé par tout autre moyen connu de déplacement rectiligne.