Brevet FR2164024A1 — publié le 19730727

La présente invention concerne d'une manière générale les pompes à membrane, et vise plus particulièrement mais non exclusivement celles de ces pompes qui sont dites à commande hydraulique de membrane. D'une manière générale une pompe à membrane comporte une chambre de pompage dont une paroi est formée par une membrane. S'agissant d'une pompe à commande hydraulique, une chambre de commande hydraulique est formée de l'autre coté de ladite membrane par rapport à la chambre de pompage, en coopération avec un cylindre qui débouche dans la chambre de commande hydraulique et dans lequel est monté coulissant un piston moteur. De telles pompes sont couramment utilisées pour le transfert de produits chargés ou agressifs, car elles présentent l'avantage, d'une part que la chambre de pompage peut être rigoureusement étanche, et d'autre part que cette chambre de pompage ne comporte pas de piston avec joint coulissant susceptible de se détériorer au contact de tels produits. Cependant, l'une des difficultés rencontrées dans la réalisation de ce genre de pompe est de détecter une éventuelle rupture de membrane avant que le produit à pomper ait pu s'introduire dans le mécanisme de la pompe ou se mélanger avec l'éventuel fluide intermédiaire de celle-ci. En effet, comme rappelé ci-dessus, ce genre de pompe, coûteuse et complexe, est utilisée pour le transfert de produits agressifs, et une rupture de membrane, non décelée à temps, pourrait donc avoir des conséquences extrmement dangereuses, au moins pour la pompe elle-meme. La présente invention a pour objet une pompe à membrane munie d'une disposition permettant, de manière particulièrement simple, de pallier cette difficulté. La pompe à membrane selon l'invention est du genre comportant une chambre de pompage dont une paroi est formée par une membrane, et est caractérisée en ce que cette membrane comporte deux épaisseurs librement accolées l'une à l'autre, des moyens de drainage de fluide étant prévus entre lesdites épaisseurs. Selon une forme préférée de réalisation, ces moyens de drainage sont formés par au moins un tronçon de ressort du genre ressort à boudin, disposé entre les deux épaisseurs de la membrane suivant une direction sensiblement radiale de celle-ci, et communiquant avec une conduite d'évacuation extérieure à la membrane Quoi qu'il en soit, en cas d'une rupture d'une quelconque des épaisseurs de la membrane la fuite de fluide qui en résulte, fluide pompé ou fluide intermédiaire, est immédiatement évacuée et détectée, la deuxième épaisseur de la membrane continuant dans le même temps à assurer l'étanchéité nécessaire entre la chambre de pompage et le reste de la pompe. La probabilité de rupture simultanée des deux épaisseurs de la membrane étant pratiquement négligeable, la pompe à membrane selon l'invention offre une sécurité de fonctionnement quasi absolue. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une pompe à membrane selon l'invention la figure 2 reprend à échelle supérieure un détail de la figure 1. Ces figures illustrent l'application de l'invention à une pompe à membrane du type à commande hydraulique de membrane De manière usuelle, une telle pompe comporte une chambre de pompage 10 dont une des parois est formée par une membrane 11 cette chambre communique avec l'extérieur, d'une part par une soupape d'aspiration 12A, et d'autre part par une soupape de refoulement 12R. De i'autre coté de la membrane 11 vis-à-vis de la chambre de pompage 10 est formée une chambre de commande hydraulique 13 dans laquelle débouche un cylindre 14, et un piston moteur 15 est monté coulissant en va-et-vient dans ce cylindre La chambre de commande hydraulique 13 communique avec une chambre de réserve de fluide 16, d'une part par une soupape de réalimentation 17, et d'autre part par une soupape de décharge 18 et une canalisation de retour 19. Dans l'exemple représenté, la membrane ll est serrée périphériquement entre deux grilles d'appui 20, 21, la première disposée dans la chambre de pompage 10, et la deuxième disposée dans la chambre de commande hydraulique 13. Ces dispositions sont bien connues par elles-memes et ne seront donc pas détaillées ci-après. Selon l'invention, la membrane ll est formée de deux épaisseurs llA, llB librement accolées l'une à l'autre, et un moyen de drainage de fluide est disposé entre ces deux épaisseurs. Suivant la forme de réalisation représentée, ces moyens de drainage sont formés par un tronçon de ressort métallique 22, du genre ressort à boudin, inséré au moment du montage de la membrane 11 entre les deux épaisseurs constitutives de celles-ci, suivant une direction sensiblement radiale de cette membrane ; ce tronçon de ressort s'étend ainsi depuis environ le centre de la membrane jusqu'à la périphérie de celle-ci et se prolonge légèrement audelà de cette périphérie pour pénétrer dans une conduite d'évacuation 23 qui est extérieure à la membrane et qui est portée par l'une des grilles 20, 21 qui serre périphériquement cette membrane. Lors de ce serrage, le tronçon de ressort 22 s'imprime très légèrement dans les deux épaisseurs llA, 11B de la membrane, et l'ensemble demeure parfaitement étanche à la périphérie de cette membrane, sauf bien entendu au niveau du débouché de ce tronçon de ressort hors de la membrane, c'est-à-dire au droit de la conduite d'évacuation 23. Pour fixer les idées, avec deux épaisseurs de membrane en caoutchouc ayant chacune à l'état libre une épaisseur de 4 mm, ramenée à environ 3,2 mm à leur périphérie après serrage, on peut utiliser un ressort constitué à l'aide d'un fil métallique de 0,3 mm enroulé sur un mandrin de 1 mm, le diamètre extérieur de ce ressort étant alors de 1,6 mm. Un tel ressort est d'une souplesse suffisante pour ne pas ge- ner le mouvement des épaisseurs de la membrane ni provoquer d'usure de celles-ci par frottement ; et il présente radialement une résistance suffisante pour ne pas s'écraser lors du serrage de la partie périphérique des épaisseurs constitutives de la membrane. Par ailleurs une soupape 24 est prévue sur la conduite d'évacuation 23 et celle-ci débouche dans un bac de recueil 25. En fonctionnement et de manière usuelle, le mouvement cyclique de va-et-vient du piston moteur 15 provoque par l'intermédiaire du fluide présent dans la chambre de commande 13 des déformations cycliques de la membrane 11, de part et d'autre de sa position médiane de repos, et celles-ci provoquent à leur tour des variations de volume cycliques de la chambre de pompage 10 ; en combinaison avec les clapets d'aspiration et de refoulement 12A, 12R, il en résulte le pompage souhaité du liquide à transférer. En cas de surpression dans la chambre de commande 13, une partie du fluide intermédiaire retourne dans la chambre de réserve 16 par l'intermédiaire de la soupape de décharge 18 et de la canalisa tion 19. Et en cas de dépression dans la chambre de commande 13, celle ci est réalimentée en fluide intermédiaire par la soupape de réa limentation 17. Au début du fonctionnement, il reste toujours au départ un peu d'air entre les deux épaisseurs llA, 11B de la membrane 11. Cet air est évacué petit à petit par la soupape 24 sans pou voir etre réintroduit pendant les périodes d'aspiration. Si l'épaisseur lIA de la membrane, qui borde la chambre de pompage 10, vient à étre poreuse ou à se déchirer, meme très faiblement, une partie du liquide à pomper au lieu d'entre refoulée lors de la phase de compression de la chambre de pompage 10 s'in filtre entre les épaisseurs llA, 11B de la membrane 11 et vient à fuir par la soupape 24 et la conduite d'évacuation 23 en direction du bac de recueil 25 où son apparition est aisément observée. Mais gracie à l'invention le liquide pompé est encore séparé du reste de la pompe, et dans l'exemple représenté du fluide inter médiaire, par l'épaisseur 11B, demeurée intacte, de la membrane 11. Aucun dégât irréversible ne peut donc se produire avant que l'incident ayant été décelé, la membrane 11 ait été changée. De meme si l'épaisseur 11B de cette membrane vient à etre dé fectueuse c'est, dans l'exemple représenté, du fluide intermédiai re qui est refoulé à travers la soupape 24, lors de la phase de compression, en direction du bac de recueil 25, où son apparition permet de changer à temps la membrane 11. Bien entendu la présente invention ne se limite pas à la for me de réalisation, ni à l'application particulière décrites et re présentées ; elle s'étend à toute variante d'exécution, ainsi qu'à toutes pompes à membrane, que la commande de cette membrane soit hydraulique ou non. De manière plus précise, les moyens de drainage selon l'in vention peuvent comporter un quelconque canal perméable aux flui des au lieu du tronçon de ressort métallique plus particulièrement décrit, et/ou comporter une pluralité de tels canaux répartis et/ou disposés de manière appropriée, notamment dans le cas de membrane de grandes dimensions. De plus, et notamment dans le cas où la surveillance visuelle de la pompe n'est pas systématique, il est possible d'asservir à la conduite d'évacuation 23 un quelconque moyen indicateur, tel que contact électrique, détecteur de débit ou autre, permettant d'actionner un quelconque avertisseur sonore ou lumineux , en particulier un tel moyen indicateur peut être commandé par la soupape prévue sur la conduite d'évacuation en question. REVENDICATIONS 1 Pompe à membrane du genre comportant une chambre de pompage dont une paroi est formée par une membrane, caractérisée en ce que cette membrane comporte deux épaisseurs librement accolées l'une à l'autre, des moyens de drainage de fluide étant prévus entre lesdites épaisseurs 2 Pompe à membrane suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de drainage comportent au moins un canal perméable au fluide et disposé entre les deux épaisseurs de la membrane, suivant une direction sensiblement radiale de celle-ci. 3. Pompe à membrane suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'un canal de drainage est formé par un tronçon de ressort du genre ressort à boudin. 4. Pompe à membrane suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de drainage communiquent avec une conduite d'évacuation extérieure à la membrane. 5. Pompe à membrane suivant la revendication 4, caractérisée en ce que sur la conduite d'évacuation est interposée une soupape 6. Pompe à membrane suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'à la conduite d'évacuation est asservi un moyen indicateur, tel que contact électrique, détecteur de débit ou autre. 7. Pompe à membrane suivant les revendications 5 et 6 prises conjointement, caractérisée en ce que le moyen indicateur est ccmmandé par la soupape prévue sur la conduite d'évacuation.