Brevet FR2236094A1 — publié le 19750131

La présente invention concerne une pompe à membrane dont la chambre de pompe est entourée par une membrane élastiquement déformable en forme de soufflet, et elle concerne une pompe utilisable de façon particulièrement avantageuse en particulier pour le transport ou l'acheminement de matières devant être pulvérisées. Les pompes à membrane sont déjà connues selon un grand nombre d'agencements différents-. Le plus souvent, la membrane se présente alors sous la -forme d'une membrane plane, et elle est serrée dans sa partie externe entre deux éléments constructifs. Pour l'actionnement, on utilise un piston fixé au centre de la membrane ct relié à un dispositif d'entrainement, ou bien une colonne de liquide qui agit sur cette membrane-. Enoutre, il est connu dans le cas des pompes à carburant pour véhicules automobiles d'utiliser un soufflet d'une seule pièce, qui est maintenu par serrage et qui est actionné par le noyau d'un électro-aimant à levée. Ces agencements de pompes se sont affirmés dans la pratique, mais la dépense entraînée par leur construction est toutefois très importante. Un inconvénient réside en- outre principalement dans le fait que les membranes, qui constituent des pièces d'usure du fait qu'elles sont soumises à des fatigues importantes, en particulier par les matières agressives, ne peuvent être remplacées que difficilement. En effet, il faut alors démonter ltensemble de la pompe et déposer tous ses éléments. Par ailleurs, les pompes à soufflet ne sont pas utilisables pour les appareils de pulvérisation de peinture, étant donné que les soufflets à plis utilisés jusqu'ici ne peuvent pas supporter les pressions élevées qui sont alors nécessaires. Un but de l'invention est en conséquence de créer une pompe à membrane du type précité remédiant à ces inconvénients. Un autre but de l'invention est de réaliser une pompe à membrane qui soit d'un agencement constructivement simple et qui permette de remplacer sans difficulté en cas de besoin la membrane, par quelques manoeuvres simples. En outre, l'ensemble de la pompe doit, pour permettre en particulier une utilisation dans des appareils pour la pulvérisation de peinture, etre constructive ment -aussi petit que possible, tout en assurant une pulvérisation satisfaisante de la matière pulvérisée sous une pression élevée et avec un faible débit, et en fournissant un rendement élevé. Suivant l'invention, on parvient à ce résultat par le fait que la membrane est constituée par une partie déformable qui est formée elle-même- par deux ou plusieurs éléments de parois disposés les uns à côté des autres, inclinés ou bombés les uns par rapport aux autres de façon alternée dans le sens axial et reliés chaque fois entre eux à une extrémité, et par des pièces terminales en forme de douilles, reliées à la partie précitée par les deux éléments de parois extérieurs, l'une de ces pièces terminales étant reliée au dispositif d'entraînement de la pompe, tandis que l'autre est maintenue de façon immobile, en étant fixée, dans le cas d'appareils de pulvérisation, par exemple sur le carter de la pompe ou bien sur la tête formant buse. Suivant une disposition particulièrement avantageuse et pour des raisons de technique de fabrication, la partie dé- formable de la membrane et les deux pièces terminales sont réalisées sous la forme d'un organe monobloc qui peut etre fabriqué de préférence matière plastique sous la forme d'une pièce moulée par injection. I1 est alors judicieux de monter le clapet d'admission et (ou) le clapet de refoulement dans l'une des pièces terminales ou dans les deux pièces terminales de la membrane, concen triquementà celles-ci, et il est judicieux de disposer l-es éléments obturateurs des clapets d'admission et (ou) de refoulement dans des corps de clapets particuliers, qui sont logés dans les pièces terminales de la membrane, ou bien de monter l'élé- ment obturateur de l'un au moins des clapets directement dans les pièces terminales de la membrane.De cette façon, on évite chaque espace mort, de sorte qu'à chaque cqurse la chambre de la pompe est complètement vidée, et étant donné qu'on obtient une puissance d'aspiration satisfaisante, on peut ainsi atteindre un rendement élevé. Pour établir une communication étanche aux fluides entre les corps des clapets et la membrane, il est judicieux de munir la membrane de bossages coniques produits par façonnage sur les pièces terminales au voisinage des éléments de parois déformables, des surfaces conjuguées ménagées sur les corps des clapets-pouvant être pressées sur les surfaces coniques de ces bossages par vissage des corps des clapets dans la membrane ou par adaptation par vissage d'une bague ou d'un élément équiva lent. Pour réduire ltencombrement, il est en outre judicieux d'assurer une admission radiale de la matière à pomper. A cet effet, le corps du clapet d'admission doit être muni d'un boasa- ge en saillie pouvant être raccordé à un conduit d'admission, et la pièce terminale conjuguée de la membrane doit présenter un évidement en forme de fente dans lequel le bossage du corps du clapet peut pénétrer. Pour l'actionnement de. la membrane et le maintien du corps du clapet d'admission, on peut prévoir d'une façon avantageuse un écrou à chapeau pouvant être vissé sur une pièce terminale de la membrane et ayant une forme de cloche, cet écrou étant relié cinématiquement au dispositif d'entrainement de la pompe par l'intermédiaire d'un bossage concentrique ou d'une partie equivalente. La face terminale du corps du clapet de refoulement s'appliquant contre l'écrou à chapeau doit, dans le cas d'un agencement de ce type, être munie de lèvres d-'étanchéité ou de parties analogues, afin d'assurer également une étanchéité sûre en cet endroit. En outre, afin d'éviter un contact, lors de la compression de la partie déformable de la membrane, l'une au moins des faces terminales conjuguées ltune à l'autre des pièces terminales présente une forme bombée ou bien une forme conique allant en s'évasant vers l'extérieur. Pour assurer un rappel automatique de la membrane, on peut prévoir des ressorts de rappel. Il est alors judicieux de munir 1 'une des pièces terminales ou bien une pièce intercalaire reliée rigidement à celle-ci d'une bride faisant saillie en principe perpendiculairement à l'axe ou dVun profilage analogue, sur lequel les ressorts de rappel prennent appui. Suivant une autre particularité très avantageuse, on monte la membrane dans une cuvette de portée semi-circulaire reliée de préférence de façon amovible au carter de la pompe, dans le cas d'un appareil de pulvérisation par exemple au réservoir à peinture, d'une manière assurant un blocage angulaire, au moyen d'un ou plusieurs profils six pans ou de type analogue ménagés sur la surface périphérique extérieure des pièces terminales, cette cuvette pouvant être fixée sur le carter de la pompe au moyen d'un écrou à chapeau pouvant être vissé en place et (ou) d'un étrier de blocage. La fixation de la membrane sur l'organe muni d'un conduit de refoulement peut toutefois également être assuré en munissant la pièce terminale d'un talon angulaire périphérique orienté vers l'intérieur ou bien de protubérances analogues, qui s'engagent dans une partie en contre-dépouille de cet organe. Dans ce cas, il faut alors prévoir au voisinage du talon, sur la surface périphérique extérieure de-la pièce terminale, une rampe conique qui coopère avec une surface conjuguée de l'organe fixe. Une pompe à membrane agencée suivant l'invention se caractérise non seulement par un agencement constructif extrêmement simple, mais principalement pàr un comportement fonctionnel favorable et par un rendement extraordinairement-bon. En effet, si la membrane délimitant la chambre de la pompe est constituée par une partie déformable et par deux pièces terminales se raccordant à celle-ci, et si cet ensemblè est formé par un organe monobloc en matière plastique, il est possible de loger directement les clapets dans les pièces terminales, de sorte que l'espace nécessaire au montage de la pompe peut demeurer faible et qu'on évite tout espace mort. La chambre de la pompe est vidée complètement à chaque course, étant donné que les clapets se raccordent directement à cette chambre, et on obtient de cette manière un rendement élevé. Suivant une autre particularité, l'usure de la membrane est fortement diminuée, étant donné qu'il n'existe pas d'interstices devant être obturés de façon étanche et dans lesquels des résidus qui frottent sur la membrane peuvent se déposer. Mais en cas de besoin, chaque personne peut également remplacer la membrane de facon rapide et sans problème, en démontant simplement la cuvette recevant cette membrane par rapport au carter de la pompe et en enlevant et éventuellement en remplaçant la membrane avec ~les clapets. Le nettoyage de l'ensemble de la pompe peut également être effectué d'une manière tout aussi simple. En outre, dans le cas d'une pompe équipée d'une membrane suivant l'invention, on peut assurer le transport de matières chargées de pigments grossiers; par-exemple de minium de plomb, et effectuer leur pulvérisation. Des peintures très abrasives qui avaient pour effet, dans le cas des appareils de pulvérisation ou de projection connus, de provoquer une forte usure des pièces mobiles même après un court laps de temps, ne peuvent plus en effet se déposer dans des espaces morts, des interstices ou des chambres, étant donné que ceux-ci ne sont pas présents dans le cas de la membrane faisant l'objet de l'invention, de sorte que lors de l'utilisation de cette-membrane, on obtient un fonctionnement de longue durée et sans dérangements de la pompe, et on peut refouler et pulvériser sous une pression élevée également de petites quantités de matière, d'une façon extraordinairement satisfaisante. D'autres particularités de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif et sur lesquels La fig. i montre un pistolet pour l'application de peinture par pulvérisation ou projection. La fig. 2 est une vue en coupe de la pompe et de sa membrane utilisées dans le pistolet de pulvérisation que montre la fig. 1. La fig. 3 montre un détail de la membrane visible sur la fig. 2. La fig. 4 est une vue de face de la pompe visible sur la fig. 2. La fig. 5 montre un autre mode de réalisation de la pompe visible sur la fig. 2. Le pistolet représenté sur la fig. 1 et désigné par la référence 1, pour la pulvérisation de matières, par exemple de peinture, est constitué d'une façon générale par une poignée 4 munie d'un socle ou pied, par un réservoir 6 ménagé par formage sur cette poignez, et par une pompe 7 sur laquelle est fixée directement une buse de pulvérisation 8. Il est prévu, pour l'entraînement de la pompe 7, un dispositif 2 qui peut se présenter sous la forme d'un dispositif d'entraînement à noyau oscillant, mis en circuit au moyen d'un interrupteur 5. L'énergie d'entraînement est transmise à la partie mobile de la pompe 7 par l'intermédiaire d'un piston 3. La pompe 7 est, comme on peut le voir à l'examen de la fig. 2, constituée par une membrane Il qui est montée d'une manière assurant son blocage angulaire dans une cuvetté 54 fixée sur la poignée 4 ou sur le réservoir 6. La membrane il est constituée ici par une partie déformable 12 et par deux pièces terminales en forme de douilles 13, 14, raccordées à la partie précédente, qui reçoivent le clapet d'admission 31 ainsi que le clapet de refoulement 41. La partie déformable 12, qui délimite la chambre de pompe 52, est constituée par deux éléments de parois 15 et 16 inclinés l'un par rapport à l'autre et élastiquement déformables. Pour réaliser une communication étanche aux fluides entre la membrane 11 et lecorps 32 du clapet d'admission 31, ainsi que le corps 42 du clapet de refoulement 41, il est prévu au voisinage de la partie déformable 12, sur la membrane 11, des bossages en saillie 17, 18, qui sont munis d'une surface conique 19, 20. Les corps de clapets 32, 42, recevant les éléments obturateurs 33, 43 ainsi que les ressorts de clapets 34, 44 sont munis de même sur leur face terminale de surfaces- coniques conjuguées 36, 46, qui sont appliquées contre les surfaces coniques 19, 20 des bossages 17 et -18 de la membrane. A cet effet, la pièce terminale 13 de la membrane est munie d'un filetage extérieur 21 sur lequel un écrou à chapeau 38 enforme de cloche est vissé après la mise en place du clapet d'admission 31. Ainsi, le corps de clapet 32 est pressé fortement contre la membrane 11 par cet écrou à chapeau 38 et, étant donné en outre que le corps de clapet 32 est muni sur sa face terminale s'appliquant contre l'écrou à chapeau de lèvres d'étanchéité 37, tout écoulement des matières pompées vers l'exté- rieur est rendu impossible. Le corps 42 du clapet de refoulement 41 est par contre vissé directement dans la pièce terminale 13. A cet effet, il est prévu dans cette pièce terminale un filetage intérieur 22 et le corps de clapet 42 porte un-filetage extérieur 45. Le blocage par vissage peut être. assuré au moyen d'un profilage six pans 47 qui est en outre ménagé sur le corps de clapet 42. Afin de pouvoir réaliser l'admission radiale des matières à pomper, le corps 32 du clapet d'admission 31xprésente un bossage en saillie 35. A ce bossage 35 se raccorde un conduit d'arrivée 51 qui rejoint le réservoir 6 et qui seprésente sous la forme d'un tuyau afin de pouvoir compenser les mouvements correspondant à la course du corps du clapet, et la pièce terminale 13 de la membrane Il est munie d'un évidement 23 dans lequel le bossage 35 vient S'engager. Si le dispositif d'entraînement 2 du pistolet -de pulvérisation 1 est mis en circuit au moyen de l'interrupteur 5, la membrane Il et plus spécialement sa partie déformable 12 sont comprimées par le piston 3, de sorte que les matières qui se trouvent dans la chambre de pompe 52 sont amenées par le clapet de refoulement 41 et le conduit de refoulement 53 à la buse 8, à partir de laquelle elles sont pulvérisées. La pièce terminale 14 est engagée par un profilage six pans 25 dans un évidement 57 de la cuvette 54, qui est reliée de façon aisément démontable au réservoir 6 au moyen de tétons ou goujons 55 et d'un écrou à chapeau 58 vissé dans le filetage 59.Lors du déplacement axial en translation de la pièce terminale 13, qui est guidée par un profilage six pans 24 ménagé sur sa surface périphérique extérieure, les courses d'aspiration et de refoulement sont ainsi assurées. Le clapet d'admission 31 est alors entraîné de la même manière. Alors que les courses de refoulement sont assurées par le piston 3, il est prévu pour le rappel de la pièce terminale 13 de la membrane Il un ressort de rappel 40, qui prend appui sur la paroi fixe 60 du carter ou bien sur la cuvette fixe 54 et sur une rondelle 39 fixée sur l'axe 38' de l'écrou à chapeau 38. Le ressort de rappel 40 assure ainsi, lors du retour du piston 3, également le rappel automatique de la partie déformable 12 de la membrane 11, et les matières sont aspirées à partir du réservoir 6 par l'intermédiaire clapet d'admission 31, dont l'ouverture est alors assurée. Afin que les faces terminales 26 et 27 orientées l'une vers l'autre des pièces terminales 13 et 14 de la membrane ne puissent pas être pressées l'une contre l'autre, elles vont en s'évasant selon un profil conique en direction de l'extérieur. Par dévissage-de l'écrou à chapeau 58 et dégagement des pinces 56, on peut démonter très rapidement la pompe 7 du pistolet de pulvérisation 1 et la remplacer en totalité ou en partie. En cas d'usure de lamembrane Il ou pour le nettoyage des différents éléments, il suffit d'enlever ces éléments de la cuvette 54 et de dévisser l'écrou à chapeau 38 ou de démonter le corps de clapet 42 pour pouvoir également extraire le clapet d'admission 31 et (ou) le clapet de refoulement 41. Dans le cas du mode de réalisation représenté sur la fig. 5, la pompe 81 est montée dans un corps ou carter 82 qui est fermé par un écrou à chapeau 8-2' en forme de cloche. L-a tête 83 de la buse, sur laquelle ici encore la buse de pulvérisation 84 est vissée, est dans ce cas maintenue dans l'écrou chapeau 82' La membrane 85, qui délimite la chambre 92 de la pompe, est constituée par une partie déformable 86 et par deux pièces terminales 87 et 88 qui sont formées directement sur les éléments de parois incurvés 89 et 90. Le corps du clapet d'admission 94 est logé dans la pièce terminale 87, qui est reliée au conduit d'admission 91, constitué par un tuyau; par contre, le corps du clapet de refoulement 95 est monté dans la tête 83 de la buse, qui forme le conduit de refoulement 93. Pour l'actionnement de la membrane 85 et pour produire ainsi la course de refoulement, on fait intervenir le piston 3, tandis qu'il est prévu, pour la course de rappel assurant l'aspiration, un ressort de rappel 96 qui prend appui sur la bague fixe 101 et sur la bride 97 ménagée sur la pièce terminale 87. Une butée 103 prévue sur le carter 82 de la pompe est conjuguée à la bride 97 et, lors du rappel de la membrane 85 sous l'effet du ressort de compression 96, cette bride prend appui sur cette butée. L'encrantement de la membrane 85 avec la tête 83 de la buse est assuré en ménageant sur la pièce terminale 88 des talons 98 faisant saillie vers l'intérieur, et en prévoyant sur la tête 83 de la buse une partie en contre-dépeuille circulaire 99 dans laquelle ces talons 98 viennent s'engager. La surface conique 100 ménagée en outre sur la pièce terminale 88 coopère alors avec la surface conique 102 de la bague 101, de sorte qu'une solidarisation est assurée. Les lèvres d'étanchéité 104 empêchent en outre le liquide de s'échapper à'partir de la chambre de pompe-92, entre la pièce terminale 88 et la tête 83 de la buse. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Pompe à membrane, en particulier pour le transport de matières devant être pulvérisées, dont la chambre de pompe est entourée par une membrane élastiquement déformable en forme de soufflet, caractérisée en ce que la membrane (11; 85) est constituée par une partie déformable (12; 86) qui est formée elle-même par deux ou plusieurs éléments de parois (15,16;84,90) disposés les uns à côté des autres, reliés entre eux à une extrémité et inclinés ou incurvés les uns par rapport aux autres de façon alternée dans le sens axial, et par des pièces terminales (13,14;86,87) en forme de douilles, rejoignant cette partie sur les deux éléments de parois extérieurs (15,16;87,90), l'une de ces pièces terminales (13;87) étant reliée au dispositif d'entraînement (3) de la pompe (7;81), tandis que l'autre pièce terminale (14388) est maintenue immobile, en étant fixée, par exemple dans le cas d'appareils de pulvérisation, sur le corps de pompe ou sur la tête (83) portant la buse de pulvérisation. 2.- Pompe à membrane suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la partie déformable (12;86) de la membrane (ll,B5) et-les deux pièces terminales C13,14;87,88) forment un organe monobloc qui est fabriqué de préférence en matière plastique sous la forme d'une pièce moulée par injection. 3.- Pompe à membrane suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le clapet d'admission (31;94) et (ou) le clapet de refoulement (41;95) sont logés dans ltune au moins des pièces terminales (13,14,B7,88) de la-membrane (11;85) concentriquement à cette pièce 4.- Pompe à membrane suivant la revendication 3, carac térisée- en ce que les éléments obturateurs (33,43) du clapet d'admission (31) et (ou) du clapet de refoulement (41) sont disposés dans des corps de clapets particuliers (32,42) qui sont logés dans les pièces terminales (13,14) de la membrane (11). 5. Pompe à membrane suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément obturateur de l'un au moins des clapets (94) est logé directement dans la pièce terminale associée (87) de la membrane (85). 6.- Pompe à membrane suivant la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que, pour établir une communication étanche aux fluides entre les corps de clapets (32, 42) et la membrane (11), celle-ci est munie, au voisinage des éléments de parois déformables (15,16) de bossages coniques (17,18) ménagés sur les pièces terminales (13,14) et sur les surfaces coniques (19,20) desquelles des surfaces conjuguées (36,46) ménagées su les corps de clapets (32,42) peuvent être pressées par vissage en place du corps de clapet (42) ou par adaptation par vissage d'une bague (38) ou d'un élément équivalent sur le corps de clapet (32). 7.- Pompe à membrane suivant la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le corps (32) du clapet d'admission (31) est muni d'un bossage en saillie (35) destiné à être raccordé au conduit d'admission (51), et en ce que la pièce terminale conjuguée (13) de la membrane (11) présente un évidement en forme de fente (23) dans lequel le bossage (35) du corps de clapet (32) vient s'engager. 8.- Pompe à membrane suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que, pour l'actionnement de la membrane (11) et le maintien du corps (32) du clapet d'admission (31), il est prévu un-écrou à chapeau (38) en forme de cloche, pouvant être vissé sur la pièce terminale (13) de la membrane (11), cet écrou étant relié cinématiquement, par l'intermédiaire d'un bossage concentrique (38') ou d'un profilage analogue, à l'organe d'entraînement t3) de la pompe (7). 9.- Pompe à membrane suivant la revendication-8, caractérisée en ce que le corps (32) du clapet d'admission (31) est muni sur sa face terminale s'appliquant contre l'écrou à chapeau (38) de lèvres d'étanchéité (37) ou d'éléments analogues. 10.- Pompe à membrane suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'une au moins des faces terminales conjuguées (27, 26) des pièces terminales (13,14) a une forme bombée ou bien une forme conique allant en s'évasant vers l'extérieur. il.- Pompe à membrane suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que, pour assurer le rappel automatique de la membrane (11;85), une des pièces terminales (13;87), ou bien une pièce intercalaire (38) reliée rigidement à elle, est munie d'une bride (39;97) ou d'un profilage analogue faisant saillie en principe perpendiculairement à l'axe et sur laquelle un ou plusieurs ressorts de rappel (40,96) prennent appui. 12.- Pompe à membrane suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la membrane (11) est montée de façon angulairement rigide dans une cuvette semicirculaire (54) reliée de préférence de façon amovible au carter (4) de la pompe et, dans le cas d'un appareil de pulvérisation, par exemple au réservoir à peinture, au moyen d'un ou plusieurs profilages à six pans (24,25) ou analogues, ménagés sur la surface périphérique extérieure des pièces terminales (13,14). 13.- Pompe à membrane suivant la revendication (12), caractérisée en ce que la cuvette (54) est fixée sur le carter (4) de la pompe au moyen d'un écrou à chapeau (58)-pouvant être vissé en place et (ou3 d'étriers de blocage (56). 14.- Pompe à membrane suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que, pour la fixation de la membrane (85) sur l'organe (83) muni du-conduit de refoulement (93), la pièce terminale conjuguée (88) est elle-même munie d'un talon angulaire circulaire (98) orienté vers llinté- rieur ou de protubérances analogues, qui s'engagent dans une partie en contre-dépouille (99) de organe (83). 15.- Pompe à membrane suivant la revendication 14, caractérisée en ce qu'il est prévu, dans la partie correspondant au talon (98}sur la surface périphérique extérieure de la pièce terminale (88), une rampe conique (100) qui coopère avec une surface conjuguée (102) d'un organe fixe (bague 101)