Brevet FR2077240A1 — publié le 19711022

- i - 20772*0 La présente invention se rapporte à une pompe à substances épaisses, à purin ou pour eaux usées, constituée par un corps de pompe pouvant être immergé dans une rigole ou dans un collecteur analogue, coupléeà un moteur par une trans-5 mission d'entrainement et dont la sortie est raccordée à une conduite de transport. Pour le transport de substances épaisses, de purin,etc.., on utilise en agriculture des pompes centrifuges dont les ailettes, en combinaison avec des arêtes coupantes si-10 tuées sur le carter de la pompe ou avec des outils de broyage disposés au préalable du côté de 11aspiraties de la pompe» conviennent le mieux, suivant l'opinion unaniïRe teehniciens, peur donner à la matière à transporter, avant qu'elle ne pénètre dans l'espace de pompage, une e©8§£§tance qui rende son transport 15 possible. Cependant, les pompes centrifuges, en ce qui concerne la structure des ailettes, sont relativement compliquées et donc chères,tout en étant limitées dans les pressions qu'elles peuvent atteindre. Etant donné que le purin, notamment 20 lors de l'enlèvement du fumier dans las stalles et les abreuvoirs des étables, est dans une mesure importante mélangé de paille, de foin et de matières analogues §. longues fibres, qu'il prend par épaississement une consistance visqueuse et qu'en règle générale il comprend des gros morceaux extrêmement solides, des pierres et 25 des corps solides analogues provenant surtout de la rupture d'une croûte solide, il arrive encore toujours que, lorsque l'on utilise des pompes centrifuges, le processus de transportfqui prend un temps considérable, doit être fréquemment interrompu pour enlever des bouchons et ne suffit pas, en définitive, dans de nombreux cas 30 pour réaliser une vidange eomplète des rigoles à purin et autres collecteurs. La présente invention remédie à ceci et est caractérisée en ce que le corps de pompe est conçu en forme de compresseur de Rootes, les pistons étant constitués par un 35 revêtement extérieur en matériau souple et élastique et par un noyau porteur rigide incorporé dans ledit matériau. Les compresseurs de Rootes, dont o n connaît la structure fondamentale et la fonction, sont utilisés techniquement comme compresseurs d'air, par exemple comme ccm-40 presseurs de suralimentation pour moteurs à combustion. Leur > 70 15945 - z - 2077240 construction comportant des pistons en forme de 8 présuppose, pour un transport impeccable de l'air, des tolérances précises pour garantir l'étanchéité nécessaire, entre les pistons et la paroi du corps de pompe d'une part, aussi bien que l'étanchéité des pistons 5' entre eux d'autre part. La sensibilité, d'un compresseur Rootes le rerid inadapté à une utilisation pour le transport d'autres milieux que des gaz, et il parait tout à fait inutilisable au transport de milieux qui en soi sont hétérogènes et, de plus, comportent des constituants solides. - - -10 ' Contrairement à toute attente cependant, l'utilisation d'un corps de pompe ayant la forme .d'un compresseur Rootes convient non seulement pour le transport, de purin, de substances épaisses> etc... mais encore est particulièrement avantageux comme 1 ' on Montré de multiples expériences.. 15 La pompe suivant la présente invention, même après un long temps d'arrêt, peut travailler comme une pompe auto-amorçante et elle est en outre simple de construction et sûre'de fonc-tionnement; en même temps, il est exclus que les pistons de la pompe, par l'action d'objets solides^pointus ou angu-20 leux, notamment de clous, de vis ou de chevilles de bois, puissent se bloquer dans le carter lorsque, dans certains cas, ceux-ci réussissent à parvenir avec leur pointe ou .leur tranchant en. avant dans la zone comprise entre le revêtement du piston et le carter. Le niveau de pression de la pompe dépasse de loin celui des pompes 25 centrifuges ,de sorte que l'on peut tout simplement utiliser un jet de matière pour briser des croûtes. s. Avantageusement, les noyaux supports comprennent un moyeu tûbulaire que l'on peut placer de façon qu'il soit solidaire en rotation d'un arbre d'entrainement, et 30 diamétralement à celui-ci sont fixés des cylindres d'appui d'une hauteur plus faible que la dimension axiale du moyeu. Dans ce cas, on peut prévoir que le revêtement extérieur entoure chaque fois la périphérie du moyeu et affleure, par ses faces inférieures et supérieures, les: surfaces frontales du moyeu. De cette façon sont 35 formés des pistons qui, aussi bien réciproquement à leur périphérie et avec la paroi périphérique du carter du.corps de pompe, que chaque fois par leur surface frontale avec le fond et le couvercle du carter de la pompe, peuvent se trouver en contact étanche. Le revêtement extérieur est constitué de préférence par du caout-40 chouc et il est vulcanisé sur les noyaux.supports, Au lieu de * 70 15946 3 2077240 cela, il est aussi possible d'utiliser comme matériaux des matières plastiques convenables et, par exemple, de couler chaque fois les supports dans le revêtement. L'invention sera mieux comprise en 5 regard de la description ci-aprês et des dessins annexés représentant vin exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - La figure 1 est une vue d'ensemble schématique de la pompe suivant la présente invention. 10 - La figure 2 est une vue simplifiée du corps de la pompe dans une coupe suivant la ligne 11 - 11 de la figure 1. - La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 111 - 111 de la figure 2. 15 - Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe axiale et radiale à travers l'un des pistons de la pompe. Le corps de pompe désigné dans son ensemble par 1 est relié par un tube 2 de protection et de support, de longueur variable, à un pied ou à une plaque 3 supportant un 20 moteur d'entrainement non représenté dans le détail, et conçu comme un moteur électrique pouvant changer de sens de rotation. A l'intérieur du tube de support 2, dont la partie inférieure 4 est solidaire du carter de la pompe et dont la partie inférieure 4* susceptible d'un mouvement longitudinal télescopique et re-25 couvrant la partie inférieure 4 est solidaire de la plaque 3, on a disposé, en vue d'une transmission d'entraînement, un arbre 5 à clavette baladeuse susceptible d'un mouvement longitudinal télescopique et reliant l'arbre d'entrainement du moteur avec l'un des deux arbres de la pompe. La partie inférieure 6 de l'arbre 5 30 à clavette baladeuse peut immédiatement former éHe-même l'un des deux arbres de pompe 7 ou 8 synchronisés l'un avec l'autre par un train d'engrenage 9 les faisant tourner en sens contraire. Le corps de pompe lui-même est constitué en particulier par un carter 10 de section à peu près ovale, et 35 dans lequel deux pistons 11, 12 en forme de 8 et de même conception, tournent l'un dans l'autre dans le sens des flèches dessinées 13, 14. Chaque piston 11,12 forme, comme le dessin le montre plus en détail, deux ailettes 16, 15. De son côté, le carter 10 est constitué 40 essentiellement par deux pièces principales 17, 18 vissées l'une f r ^ a 4 i -j ; 4 j r\ • ! £. \J ' à l'autre le long.de leurs brides périphériques 19,20 et entourant ensemble un espace intérieur qui, au moyen d'une paroi intercalaire 21, est subdivisé en une zone des engrenages 22 et en une zone de pompage 23. La paroi intercalaire 21, pour des raisons de 5 simplification du démontage du carter, forme opportunément une / pièce plate séparée s'étendant suivant la hauteur de la ligne de séparation entre les pièces 17,18 du carter, et vissée entre les brides 19,20. La pièce 17 du carter comporte à sa face supérieure des entrées d'arbre rapportées ou coussinets 24. De même, la pièce 10 18 du carter est pourvue à sa partie inférieure de contre-coussinets 25 affleurants. Dans la zone des engrenages 23 tournent des pignons droits engrenant l'ion dans l'autre, et clavetés sur les arbres 7 et 8. Sur les arbres 7,8 sont en outre placés des anneaux 26 d'étanchëité en plastique situés entre les pignons d'entraine-15 ment et les passages dans la paroi intercalaire 21, rendant étan-ches les orifices de passage dans cette paroi tout en absorbant notamment les forces axiales résultant du poids mort. Dans l'exemple d'exécution représenté, l'orifice d'aspiration 27 prévu dans la paroi latérale 18 du car-20 ter est situë horizontalement vis-à-vis d'un orifice de sortie 28 formant le raccord d'un tube dé transport, de préférence un tUbe souple à soufflet. L'embouchure de l'orifice d'entrée est de préférence arrondie en 29, en formant un bourrelet pour favoriser l'entrée de matières à longues fibres. L'orifice de sortie débou-25 che par contre à arêtes vives du carter 18. Comme les figures 4 et 5 représentant les pistons permettent de le reconnaître plus en-détail, lesdits pistons sont constitués par un revêtement extérieur 30 en caoutchouc, en plastique ou en un matériau élastique analogue - dans 30 lequel est incorporé un noyau support rigide. Le noyau support se compose en particulier d'un moyeu tubulaire 31 que l'on peut placer de façon .Jr ce qu'il soit solidaire en rotation de l'un des arbres d'entrainement 7,8 ^par exemple par clavetage,"et de deux cylindres d'appui 32,33 soudés diamétralement audit moyeu et 35 pouvant former des cylindres creux fermés mais présentant cependant de préférence une section pleine afin que, étant donné le poids relativement faible des revêtements extérieurs des pistons, la masse desdits pistons ne devienne pas trop faible. Les cylindres d'appui 32, par rapport à 40 la dimension axiale des moyeux, ont une hauteur plus faible. â 70 15946 5 2077240 Comme la figure 5 l'illustre en traits pleins, le revêtement extérieur 30 entoure le moyeu à sa périphérie tandis que chaque fois, à sa face supérieure 34 et à sa face inférieure 35, le revêtement extérieur affleure les surfaces frontales 36,37 du 5 moyeu. Mesurée en direction radiale par rapport aux cylindres d'appui 32,33, l'épaisseur minimum, du revêtement extérieur 30 est de préférence d' environ 20 mm. Dans la zone se trouvant au-dessus et eti-dessous des cylindres d'appui, on donne une épaisseur moindre au revêteçntent extérieur 30. Lorsque le caoutchouc est 10 le matériau du revêtement extérieur, il est opportun de le vulcaniser sur les noyaux supports pour pouvoir ainsi obtenir avec eux une liaison extrêmement solide et intime et transmettre sans déchirures des forces importantes. Pour renforcer l'ancrage du matériau du revêtement extérieur 30 sur les cylindres d'appui, 15 ceux-ci peuvent comporter des saillies d'ancrage s'accrochant dans le matériau^telles qu'indiquées en pointillé sur la figure 5. Le piston illustré en traits pleins sur la figure 5 forme un huit presque régulier. Comme indiqué en pointillé en 39, le manteau extérieur 30 peut, aux endroits illustrés dans le dessin, compor-20 ter des renflements pour améliorer l'étanchéité des pistons dans la zone où ils viennent réciproquement en contact. Ces renflements ou bourrelets 39 s'étendent sur toute la hauteur des pistons formant un disque plan parallèle dans la vue latérale. 25 tournant en sens contraire, acheminent en s'amorçant eux-mêmes.fet à haute pression, le liquide porteur de corps solides, de gros morceaux, de paille, de foin, de morceaux de branches, etc.. l'ajustement des pistons dans le carter de la pompe pouvant être assez étroit pour que les surfaces externes du piston se trouvant 30 vis-à-vis des surfaces du carter soient en léger contact de frottement avec celles-ci. 4mm entre le piston et le carter de la pompe, sont suffisantes pour garantir un pompage impeccable. Dans ce cas pourtant, l'effet 35 d'auto-amorçage n'existe pas. en 27 et subit pour une rotation complète de chaque piston un quadruple changement de direction conduisant à un tourbillonnement extrêmement fort de la matière à transporter et, de ce fait, à 40 l'homogénéisation de celle-ci. A côté d'un battage et d'un broyage En fonctionnement, les pistons 11,12 En principe, dss tolérances,par exemple de La marchandise à transporter est aspirée 70 15946 2077240 des gros morceaux, il se produit en même temps, par suite de la marche"en sens contraire des pistons, un effet de déchirure sur la matière à longues fibres excluant efficacement que la matière puisse s'enrouler autour des pistons. Un tourbillonnement corres-5 pondant, dû au changement de la direction d'écoulement, se produit aussi dans la zone de. la sortie 28, dans la zone de transport de la pompe,évitant efficacement le blocage de la matière à la sortie ou avant la sortie. Avec l'étanchéité élevée renforcée par la viscosité de la matière à transporter, la pompe travaille toujours 10 avec un degré élevé d'efficacité et fonctionne avec un besoin d'énergie considérablement diminué par rapport aux pompes centrifuges usuelles. Dans leur zone de mouvement devant l'orifice d'entrée 27, les parties de pistons I5rl6 se déplacent en sens contraire de la direction d'aspiration de la matière, si bien 15 que les pierres ou morceaux analogues que la pompe ne peut broyer (bouts de bois, clous, vis, par exemple) ^entraînés par le courant de matière et parvenant à l'entrée 27, sont rejetés vers l'extë- -rieur par le piston et ne parviennent normalement pas dans la zone de pompage proprement dite. Si elles parviennent cependant 20 dans la zone de pompage, alors elles sont tout simplement entraînées par la pompe, étant donné que le revêtement extérieur souple du piston empêche ce blocage,même lorsque les morceaux parviennent à s'insérer entre les parois de carter et la périphérie des pistons. Même de; gros morceaux,qui, par suite de l'effet d'aspira-25 tion, se déplacent vers l'orifice de la pompe et se placent devant l'orifice, sont rapidement et efficacement broyés et transportés en même temps que le liquide présent. Même du foin et de la paille en paquets passent la pompe sans frottement. La pression élevée à laquelle la matière 30 est transportée et sort de l'embouchure de sortie du tube, ou du tuyau souple de transport éventuellement pourvu d'un ajutage, permet.au début d'un pompage de briser les croûtes solidifiées à l'aide de la force du jet, sans qu'un système d'agitation soit nécessaire pour cela^comme ceci est souvent le cas avec les pompes 35 centrifuges. La pompe, de dimensions extraordinairement petites, peut/ à l'aide des moyens de transmission d'entraînement, être tout simplement mise en position de fonctionnement à travers un orifice de rigole par une personne de service. 40 Dans les cas où des gros morceaux ou 70 1594b 2077240 analogues se placent devant x'orifice d'entrée 27 de façon à ce que celui-ci soit bouché de façon plus ou moins êtanche, il suffit d'inverser brièvement le moteur d'entraînement pour permettre de chasser un bouchon de cette nature et de poursuivre 5 le pompage. La zone des engrenages 22?qui est rendue étanche par rapport à la zone de pompage 23, peut être opportunément complètement remplie de produits de graissage, de graisse par exemple. A cet effet, la pièce 17 du carter peut être pourvue 10 d'un graisseur qui n'est pas représenté plus en détail. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. à 70 15946 6 2077240 REVENDICATIONS 1°) Pompé pour substances épaisses,; purin ou eaux usées, constituée par un corps de pompe pouvant être immergé dans une rigole ou dans un collecteur analogue, couplée à ^ un moteur par une transmission d'entraînement et dont la sortie est raccordée à une conduite de transport, caractérisée en ce que le corps de pompe est conçu en forme de compresseur de Rootes à deux pistons tournant en sens contraire et ayant une section à peu près en forme de 8, les pistons 11, 12 étant constitués par 10 un revêtement extérieur 30 en matériau souple et élastique et par un noyau porteur rigide incorporé dans ledit matériau» 2°) Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les noyaux supports comprennent un moyeu tubulaire 31 que l'on peut placer sur un arbre d'entraînement 7, 8 de façon à ce qu'il en soit solidaire en rotation, et deux -je cylindres d'appui 32, 33 fixés diamétralement sur ledit moyeu, » et d'une hauteur plus faible que la dimension axiale du moyeu. 3°) Pompe suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le revêtement extérieur 30 entoure partout le moyeu 31 à sa périphérie et affleure par ses faces 20 inférieures et supérieures 34, 35 les surfaces frontales du-moyeu- 4°) Pompe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 39 caractérisée en ce que le revêtement extérieur 30 est constitué par du caoutchouc et est vulcanisé sur les noyaux porteurs 31, 32, 33° 25 5°) Pompe suivant la revendication 4, D - , caractérisée en ce que l'épaisseur minimum dû revêtement extérieur 30s en direction radiale par rapport aux cylindres d'appui 32, 33, est d'environ 20mmo 6°) Pompe suivant l'une quelconque des 30 revendications 1 à 5, caractérisée en ce que, dans le matériau du revêtement extérieur 30, sur les cylindres d'appui 32, 33, sont rapportées des saillies d'ancrage 38 s'accrochant audit, matériau o 7°) Pompe suivant l'une quelconque des ^rj revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'orifice d'entrée 27 et l'orifice de sortie 28 se font face horizontalement dans le carter de la pompe. 8°) Pompe suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'orifice d'entrée 27 est pourvu d'une Un embouchure arrondie 29 en forme de bourrelet. - ê 70 15946 9 2077240 9°) Pompe suivant la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le carter 10 du corps de pompe 1 se réunit avec le carter pour recevoir un train d'engrenages, et que la pièce des pignons 17 du carter est disposée au-dessus de 5 la pièce du carter de pompage 18. 10°) Pompe suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le carter 10 du corps de pompe 1 est essentiellement constitué par deux pièces de carter 17,18, vissées l'une à l'autre le long de brides périphériques horizontales 19, 10 20. 11°) Pompe suivant la revendication 10, caractérisée en ce qu'une cloison séparée 21 est disposée pour délimiter l'espace de pompage 23 et l'espace des engrenages 22, vissée suivant la hauteur de la ligne de séparation entre les 15 deux parties du carter. 12°) Pompe suivant la revendication 11, caractérisée en ce que les passages d'arbres à travers la cloison intercalaire 21 sont rendus étanches du côté de l'entraînement, chacun par un joint annulaire en plastique entourant les arbres 20 7,8.