Brevet FR2002409A1 — publié le 19691017

L'invention est relative à des pompes à membrane dont une face de la chambre est fermée par une membrane souple animée d'un mouvement de va-et-vient. De telles pompes sont utilisées pour pomper des fluides de tous types y compris des liquides chargés d'un cons-5 tituant solide en suspension et elles peuvent se manoeuvrer à la main» Des pompes à membranes connues comportent : un corps de pompe avec une cavité centrale; un couvercle contenant une chambre de pompage avec des canaux d'aspiration et de refoulement séparés du 10 corps par la membrane; la membrane et des soupapes anti-retour disposées dans lesdits canaux d'aspiration et de refoulement, généralement des soupapes à volet, cette membrane et ces soupapes étant faits d'éléments flexibles séparés, par exemple en caoutchouc; et un organe manoeuvrable de l'extérieur pour faire aller et venir la-15 dite membrane. De la sorte, ces pompes connues comportent généralement quatre éléments principaux rigides, à savoir le corps de pompe, le couvercle et deux raccords amovibles qui maintiennent les soupapes en placey ainsi que trois éléments déformables, à savoir la membrane et les deux soupapes. 20 Le but principal de l'invention est de réaliser une pompe à membrane qui est plus simple et moins coûteuse que les pompes connues. Conformément à l'invention, une pompe à membrane comprend : un corps formé d'un élément principal creux et d'au moins un élément 25 latéral comportant une chambre; -un raccord d'aspiration et un raccord de refoulement dans ledit corps communiquant par des canaux avec la chambre située à l'intérieur dudit élément latéral ou desdits éléments latéraux; une membrane interposée entre ledit élément principal et ledit élément latéral ou lesdits éléments latéraux et 30 comprenant une soupape anti-retour dans chacun desdits canaux; et un organe de manoeuvre disposé dans ledit corps et relié à ladite membrane pour 1'actionner» Ladite membrane et lesdites soupapes sont de préférence sensiblement dans un même plan. Elles peuvent être ménagées dans une 35 feuille unique de matière flexible et elles sont de préférence telles qu'il n'y ait généralement pas besoin de les plier lors du montage de la pompeo Les raccords d'aspiration et de refoulement peuvent être d'une seule pièce avec ledit élément principal et communiquer avec la 40 chambre contenue dans ledit élément latéral par l'intermédiaire des 69 04445 2 2002409 soupapes qui sont disposées entre les éléments du corps de pompe. La pompe suivant l'invention ne comporte donc essentiellement que deux éléments rigides, à savoir lesdits éléments principal et latéral et un seul élément flexible constituant à la fois la mem-5 brane et les soupapes et pouvant constituer l'unique joint d1étan-chéité prévu entre lesdits éléments rigides. Dans une construction préférentielle, l'élément principal du corps a une cavité sensiblement circulaire entourée d'une paroi qui porte contre une face de la membrane, tandis que l'élément latéral 10 a une cavité centrale entourée d'une paroi qui porte contre d'autres faces de ladite membrane, lesdits élément principal et latéral présentant des canaux qui forment les lumières d'aspiration et de refoulement, lesquelles débouchent dans des cavités dudit élément latéral en communication avec la cavité centrale de celui-ci; ladite 15 membrane ayant des parties qui se prolongent entre lesdits éléments avec des volets en regard desdites lumières pour former respectivement les soupapes anti-retour d'aspiration et de refoulement. La pompe peut être à double action, auquel cas l'élément principal du corps a deux côtés et comporte une cavité centrale limitée 20 sur deux côtés opposés par des membranes, avec un élément latéral appliqué contre chaque membrane, les canaux d'aspiration et de refoulement étant ménagés dans les éléments principal et latéraux avec chacune des membranes présentant des parties munies de volets formant soupapes anti-retour sur le passage desdits canaux* 25 Une telle pompe à double action n'a que trois éléments rigides ,l'élément principal et les deux éléments latéraux) et deux membranes déformables avec leurs parties formant soupapes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un élément combiné membrane-soupapes destiné à être utilisé dans une pompe à 30 membrane suivant l'invention se compose d'une feuille d'un matériau flexible présentant une surface principale de membrane et deux lobes dans chacun desquels est pratiquée une fente découpant une languette pour former une soupape à voleta On comprendra mieux l'invention à partir de la description ci-35 après, en se référant aux dessins annexés, donnés ici uniquement à titre de mode de réalisation préféré, sans aucun caractère limitatif, dans lesquels : la fig. 1 est une vue en plan d'une pompe à membrane à simple action conforme à l'invention; 40 la fig. 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la fig. 1 ; 69 04445 3 2002409 la fig. 3 est -une coupe suivant la ligne B-B de la fig. 1 ; la fig. 4 est la vue en plan d'un élément combiné membrane-soupapes utilisé dans la pompe des fig. 1 à 3» et les fig. 5 et 6 sont les coupes, correspondantes à celles des 5 fig. 2 et 3 respectivement, d'une pompe à membrane à double action conforme à l'invention. En se reportant aux fig. 1 à 4, on voit une pompe à simple action dont le corps se compose d'un élément principal creux 1 et d'un élément latéral 2 dans lequel est contenue la chambre, avec un 10 élément combiné membrane-soupapes 3 serré entre lesdits éléments 1 et 2 et un organe de commande 4 pour imprimer à la membrane un mouvement alternatif à l'intérieur du corps de pompe. L'élément principal 1 présente une cavité centrale 10 entourée d'une paroi 11 appliquée contre une face de la partie'membrane de 15 l'élément 3. L'élément de corps 1 comporte des canaux d'aspiration et de refoulement 13 et 14 avec des lumières 15 et 16 situées du côté de la membrane dans une position radiale extérieure à la paroi 11 ; ces lumières sont dans le même plan que le bord extérieur de la paroi 11 en sorte que l'élément 1 a une paroi plane du côté de la 20 membrane. Les canaux 13 et 14 aboutissent à de courts raccords 17 et 18 pour le branchement des conduites pour le fluide à pomper. La lumière d'aspiration 15 est plus petite que la lumière de refoulement 16. L'élément latéral 2 abritant la chambre a un contour extérieur 25 adapté à celui de l'élément 1 et a une chambre centrale 20 entourée d'une paroi 21 en regard de la paroi 11 ; il présente des lumières d'aspiration et de refoulement 23 et 24 respectivement en regard des lumières d'aspiration et de refoulement 15 et 16 de l'élément 1; et il est limité par un plan du côté où le bord de la paroi 21 por-30 te sur la membrane. La paroi 21 est traversée par des canaux 26 et 25 qui font respectivement communiquer la chambre 20 avec les lumières 23 et 24. Les éléments 1 et 2 ont des bossages 27 dans lesquels passent des boulons d'assemblage 28 pour les maintenir avec l'élément 3 so-35 lidement serrés entre eux. L'élément 3 (fig. 4) est constitué d'une seule feuille d'un matériau défoimable, tel que du caoutchouc, avec une membrane circulaire 30 serrée sur son pourtour entre les parois 11 et 21", la partie centrale de ladite membrane étant renforcée par des plaques 40 circulaires 31 et 32 serrées sur ses deux faces par un boulon 33 et 69 04445 4 2002409 un écrou 34. l'élément 3 présente deux lobes 35 et 36 au centre desquels une fente 37 découpe des volets 38 et 39 qui peuvent se plier le long de leur bord non découpé qui joue le rôle d'une charnière0 Le 5 volet 38 est plus grand que la lumière 15 et peut débattre librement dans la lumière 23, tandis que le volet 39 est plus grand que la lumière 24 et peut débattre librement dans la lumière 16 et le canal 14» les deux volets fonctionnant comme soupapes anti-retour dans les canaux d'aspiration et de refoulement. 10 Alors que les fentes 37 sont représentées sur la fig, 4 en for me de 0 pour former des volets en segments circulaires, on peut leur donner toute autre forme que l'on veut, par exemple carrée ou en trapèze et, dans ce dernier cas, les volets triangulaires qui en résultent peuvent être raccordés au reste de la feuille par la pe-15 tite base du trapèze„ L'élément 3 comporte un cordon en relief 41 qui entoure la membrane 30 et des cordons analogues 42 qui entourent les volets de soupapes 38 et 39. Les cordons 41 et 42 s'engagent dans des rainures circulaires dans l'élément 2 et forment un joint étanche entre 20 les éléments 1 et 2 autour de la chambre 20 et autour des soupapes et ils positionnent l'élément 3 par rapport au reste de l'appareil. Suivant une autre variante, les cordons peuvent être sur la face opposée de la feuille constituant la membrane et les soupapes et s'engager dans des rainures pratiquées dans l'élément principal 1, 25 ou encore il peut y en avoir sur les deux faces de la membrane. Dans un autre mode d'exécution, ils pourraient être sur l'un ou l'autre des éléments principal et latéral ou sur les deux et s'appuyer en formant joint étanche au fluide dans des dépressions correspondantes de la feuille, ou même encore s'enfoncer dans la mem-30 brane sous la pression exercée par le serrage des éléments lors de leur assemblage. Un levier de manoeuvre 4 est attelé à une extrémité du boulon 33 et sort par une ouverture 45 où il est porté par un axe de pivotement fixé à l'élément 1 pour actionner à la main la membrane0 . 35 En fonctionnement, on fait aller et venir à la main le levier 4 pour imprimer un mouvement alternatif à la membrane 30. A chaque course effectuée dans le sens de la flèche de là fig. 2, la soupape à volet 39 est aspirée vers.l'intérieur et s'applique sur la face extérieure de,la lumière de, refoulement, 24 qu'elle -obturé ainsi, 40 permettant l'établissement d'une dépression dans la'chambre 20b Cet ' 69 04445 5 2002409 effet de succion a pour effet de faire ouvrir la soupape 38 et permet au fluide d'être aspiré dans la chambre 20 en passant par la conduite 13» les lumières 15 et 23 et le canal 25. A la course de retour, la soupape à volet 38 se trouve appliquée contre la face de 5 la lumière 15 et la surpression dans la chambre 20 ouvre la soupape à volet 39 comme le montre la fig. 3 et refoule du fluide hors de la pompe à travers la lumière 14. En se reportant aux fig. 5 et 6, on voit une pompe à double action analogue à celle des fig. 1 à 4, à ceci près que l'élément 10 central 50 est à deux côtés sur lesquels s'appliquent deux éléments latéraux 2 et 2' abritant chacun une chambre, avec deux éléments combinés membrane-soupapes 3 et 3' (un de chaque côté). l'élément 50 a une cavité centrale 10a limitée par une paroi dont les bords opposés portent contre les membranes 30 et 30'. les canaux d'aspi-15 ration et de refoulement 13a et 14a s'ouvrent de chaque côté de l'élément 50 et communiquent avec des conduites d'aspiration et de refoulement communes 17a et 18a. la construction et l'agencement des éléments 2, 2' et 3, 3' sont identiques à ceux décrits à propos des fig. 1 à 4 et le levier de manoeuvre 4a est attelé aux deux 20 membranes pour les actionner en tandem. En fonctionnement, chaque course du levier 4a dans le sens qui entraîne les membranes vers le haut chasse du fluide de la chambre de l'élément supérieur 2 et en aspire dans celle de l'élément inférieur 2*, et chaque course vers le bas agit suivant le processus 25 inverse. Dans une autre variante de construction, l'organe de manoeuvre est constitué par un élément à mouvement alternatif actionné électriquement, attelé au boulon 33 à la partie centrale de la membrane, ou constituant ce boulon même, les conducteurs amenant le courant 30 électrique traversant le corps en un point convenable,tel que l'ouverture 45. la pompe, qu'elle soit à simple ou à double action, est actionnée en mettant sous tension le dispositif électrique qui entraîne l'élément à mouvement alternatif, mais à tous les autres points de vue la pompe fonctionne comme il a été décrit ci-dessus. 35 Suivant une autre construction, le boulon 33 peut être entraîné mécaniquement, par excentrique par exemple, ou même par un dispositif pneumatique ou hydraulique à mouvement alternatif. U*importe quelle sorte de moteur peut être utilisée, les organes de commande passant dans le corps de toute façon adéquater comme par exemple à travers 40 l'ouverture 45o 69 04445 6 2 OC 2409 Tandis que, sur les dessins, les deux soupapes 39 ont été représentées articulées par leurs extrémités inférieures (fig. 4), les deux charnières se trouvant alignées dans le prolongement l'une de l'autre, elles peuvent être orientées perpendiculairement l'une 5 à l'autre ou parallèles, mais l'une en haut et l'autre en "bas de leurs lobes respectifs, ou elles peuvent être disposées l'une par rapport à l'autre de toute façon propre à assurer une configuration apte à réaliser des conditions optimales d'écoulement du fluide. Les lobes 35 peuvent être.placés à côté l'un de l'autre et 10 l'ensemble du corps de pompe pourrait avoir une forme générale rectangulaire, elliptique ou autre avec les soupapes et la membrane entièrement contenues à l'intérieur de ce contour rectangulaire, elliptique ou autre,, La membrane est représentée sur les fig. 2 et 6 avec une forme 15 tronconique avec bride, mais la partie centrale pourrait être dans le plan de la bride, sa partie périphérique étant séparée de ladite bride par une ou plusieurs ondulations circulaires concentriques, ou la totalité de la membrane pourrait être du type des boîtes anéroïdes, c'est-à-dire être formée d'ondulations circulaires concen-20 triques» 69 04445 7 2002409 EEVEKDIOAIIONS 1 - Pompe à membrane, caractérisée par le fait qu'elle comprend : un corps formé d'un élément principal creux et d'au moins un élément latéral abritant une chambre; un raccord d'aspiration et 5 un raccord d'admission dans ledit corps communiquant par des canaux avec la chambre située à l'intérieur dudit élément latéral, ou desdits éléments latéraux; une membrane interposée entre ledit élément principal et ledit élément latéral, ou lesdits éléments latéraux, et comprenant.une soupape anti-retour dans chacun desdits canaux; 10 et un organe de manoeuvre disposé dans ledit corps et attelé à ladite membrane pour l'actionner. 2 - Pompe à membrane suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la membrane et les soupapes sont sensiblement dans un même plan. 15 3 - Pompe à membrane suivant l'une ou l'autre des revendicaticns 1 et 2, caractérisée par le fait que ladite membrane et lesdites soupapes sont ménagées dans une feuille unique d'un matériau flexible. 4 - Pompe à membrane suivant l'une quelconque des revendicatkns 20 1 à 3, caractérisée par le fait que lesdits raccords d'aspiration et de refoulement sont d'une seule pièce avec ledit élément principal et communiquent avec la chambre contenue dans ledit élément latéral par l'intermédiaire des soupapes qui sont disposées entre lesdits éléments du corps de pompe. 25 5 - Pompe à membrane suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que l'élément principal du corps a une cavité sensiblement circulaire entourée d'une paroi qui porte contre une face de la membrane, tandis que l'élément latéral a une cavité sensiblement centrale entourée d'une paroi qui porte contre 30 l'autre face de ladite membrane, lesdits éléments principal et latéral présentant des canaux qui forment les lumières d'aspiration et de refoulement, lesquelles débouchent dans des cavités de l'élément latéral en communication avec la cavité centrale de celui-ci, la susdite membrane ayant des parties qui se prolongent entre les sus-35 dits éléments principal et latéral avec des volets en regard desdites lumières pour former respectivement les soupapes anti-retour d'aspiration et de refoulement. 6 - Pompe à membrane à double action suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que l'élément 40 principal de corps a deux côtés et comporte une cavité centrale 69 04445 8 2002409 limitée sur deux côtés opposés par des membranes, les canaux d'aspiration et de refoulement étant ménagés dans lesdits éléments principal et latéraux et chacune des membranes présentant des parties qui se prolongent entre lesdits éléments avec des volets formant 5 soupapes anti-retour. 7 - Pompe à membrane, notamment selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte un élément combiné membrane-soupapes constitué d'une feuille d'un matériau flexible ayant une surface principale formant une membrane de pompe et des parties, 10 par exemple des lobes avec des fentes, y découpant des soupapes à volet »