Brevet FR2315019A1 — publié le 19770114

La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux pompes à membrane mues par un fluide hydraulique. La pompe à membrane qui communique une pression pulsante à une membrane au moyen d'un mécanisme comprenant un piston hydraulique de manière à obtenir une opération de pompage par variation commandée de volume est déjà connue. Dans la pompe à membrane de ce type, on prévoit une chambre de remplissage qui communique avec la chambre de déplacement par l'intermédiaire d'un agencement de valve de sorte que si I1 huile fait défaut dans la chambre de déplacement pour communiquer une pulsation à la membrane sous l'action du piston ou si l'huile est en excédent dans cette chambre de déplacement, un réaprovisionnement d'huile dans cette chambre ou une évacuation d'huile de cette chambre a lieu de façon appropriée. Cette structure constitue une pompe à membrane Sonetionnant par une variation commandée de volume dans laquelle l'air ou le gaz présent dans la chambre de déplacement sont évacués de telle sorte que la chambre de déplacement soit en permanence remplie avec un volume approprié d'huile pour communiquer une pression pulsée constante à la membrane. Dans la pompe à membrane de ce type, on a disposé symétriquement sur les côtés de la chambre de pompage et de la chambre de déplacement séparée par la membrane deux plaques de protection comportant des ouvertures et adaptées pour maintenir en position la membrane et aussi pour restreindre le déplacement de la membrane, la chambre de remplissage étant habituellement pourvue, d'une part, d'une valve de remplissage d'huile qui évacue les bulles prenant naissance dans la chambre de déplacement du fait du fonctionnement du piston et qui remplace aussi huile de commande s'échappant sous forme de fuites de la chambre de déplacement et, d'autre part, d'une valve 'de 'décharge qui relâche la pression -hydraulique lorsque cette pression dans la chambre de-déplacement dépasse une valeur prédéterminée. Quand la pompe à membrane ainsi réalisée pompe le fluide à une pression relativement élevée, la pression d'actionnement de la valve de décharge disposée dans la chambre de remplissage est réglée au préalable à un niveau relativement élevé de façon à équilibrer les pressions régnant dans la chambre de pompage et dans la chambre de déplacement. Toutefois, quand un fluide se trouvant à une pression relativement faible est pompé par une telle pompe à membrane pour pression élevée ou lorsque la pression du fluide diminue pendant l'opération de pompage à une pression élevée, la pression maximale régnant dans la chambre de déplacement atteint la pression préréglée de la valve de décharge de façon à pousser la membrane contre le côté de la chambre de pompage.Dans ce cas, la différence de pression régnant entre la chambre de pompage et la chambre de déplacement augmente au point que la membrane et ses plaques de protection se trouvent soumises à une charge importante susceptible de les détruire avec, pour conséquence, un arrêt de la fonction de pompage. La demanderesse, après une recherche intensive pour remédier aux défauts précités, a découvert que l'on peut obtenir une opération de pompage sûre et régulière en pla çant, de façon adjacente à la chambre de remplissage, une chambre de pression où la pression hydraulique régnant dans la chambre de déplacement est comparée avec la pression du fluide dans la chambre de pompage, en faisant communiquer cette chambre de pression avec la chambre de déplacement ainsi qu'avec la chambre de pompage respectivement et en associant la chambre de pression à un agencement de valve de telle sorte que, lorsqu'une différence de pression entre la pression hydraulique et la pression du fluide apparaît dans la chambre de pression, un passage pour la pression hydraulique s'ouvre partiellement pour libérer tout excédent de pression hydraulique dans la chambre de pression afin d'équilibrer la pression hydraulique et la pression du fluide. C'est pourquoi un objet général de la présente invention vise à réaliser une pompe à membrane dans laquelle une pression hydraulique se trouve rapidement équilibrée avec la pression d'un fluide en réponse à des variations de la pression du fluide, cela pour protéger la membrane et aussi pour que l'opération de pompage soit régulière. Dans la pompe à membrane selon la présente invention, la chambre de remplissage d'huile est pourvue- d-'une chambre de pression qui lui est adjacente et qui communique avec la chambre de déplacement ainsi qu'avec la chambre de pompage et est associée à un agencement de valve qui est actionné par la différence de pression régnant entre la chambre de déplacement et la chambre de pompage pour libérer la pression régnant dans la chambre de déplacement si cette pression est exagérée Un objet principal de la présente invention vise à obtenir une pompe à membrane comprenant un piston servant à appliquer ou à supprimer une pression, une chambre de déplacement, une chambre de pompage5 une membrane disposée entre ces deux chambres et une chambre de remplissage mise en communication avec la chambre de déplacement, cette chambre de remplissage étant pourvue d'une chambre de pression adjacente qui est mise en communication avec la chambre de déplacement et avec la chambre de pompage respectivement et qui est associée avec un agencement de valve actionné par une différence de pression existant entre la chambre de déplacement et la chambre de pompage pour diminuer la pression régnant dans la chambre de déplacement lorsque celle-ci est exagérée. En outre, dans la pompe membrane selon la présente invention, la chambre de pression est divisée intérieurement par une cloison maintenue en position élastiquement de manière à diviser cette chambre en un premier compartiment communiquant avec la chambre de déplacement et un second compartiment communiquant avec la chambre de pompage; un passage de communication présent entre la chambre de déplacement et le premier compartiment de la chambre de pression débouche dans un réservoir d'huile de la chambre de remplissage et à la cloison précitée est reliée une des extrémités d'une tige faisant office de valve tandis que l'extrémité opposée de cette tige se trouve dans le passage de communication précité de telle sorte que lorsque la pression régnant dans la chambre de pompage diminue, la pression hydraulique régnant dans la chambre- de déplacement est transférée rapidement au réservoir d'huile de façon à équilibrer les pressions régnant dans la chambre de déplacement ainsi que dans la chambre de pompage et de façon aussi à recycler l'huile déchargée dans la chambre de déplacement. C'est pourquoi un autre objet de l'invention vise à réaliser une pompe à membrane comprenant un piston pour créer une pression, une chambre de pression hydraulique, une chambre de pompage, une membrane disposée entre cette chambre et une chambre de remplissage communiquant avec la chambre de déplacement, ladite chambre de remplissage étant pourvue d'une chambre de pression-qui lui est adjacente et qui est divisée intérieurement par une cloison maintenue en position élastiquement de manière à diviser cette chambre de pression en un premier compartiment communiquant avec la chambre de déplacement et en un second compartiment communiquant avec la chambre de pompage5 le passage de communication présent entre le premier compartiment de la chambre de pression et la chambre de déplacement étant raccordé au réservoir d'huile de la chambre de remplissage et la cloison précitée étant reliée à une des extrémités d'une tige formant valve tandis que l'extrémité opposée de cette tige ferme le passage raccordé au réservoir gdthuike de façon que, lorsque la pression régnant dans la chambre .d.e déplac.ement dépasse une valeur prédéterminée, la clorson.et la tige jouant le rôle de valve soient poussées contre le second compartiment pour ouvrir le passage de communication précité. Ces objets et avantages ainsi que d'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront facilement à la lecture de la description faite ci-après en référence au dessin annexé, sur lequel: la fig. I est une vue en coupe partielle agrandie de la pompe à membrane mue par un fluide hydraulique et conforme à la présente invention; la fig. 2 est une vue en coupe partielle agrandie de la chambre de remplissage associée à la chambre de pression conçue selon la présente invention. Sur les fig. 1 et 2, la référence 10 désigne une chambre de déplacement et la référence 12 une chambre de pompage et ces chambres sont séparées par une membrane 14 qui est supportée par les plaques de protection 16 et 18 disposées symétriquement de façon à restreindre le déplacement de cette membrane 14. Les plaques 16 et 18 sont pourvues d'ouvertures 20 et leurs cotés en -egard ont la forme d'une surface hémisphérique d'un rayon de ec-rture important pour restreindre la déformation de la membrane 14 de telle sorte que celle-ci ne soit pas endommagée par suite d'une déformation plastique ou d'un effcrt excessif ou pour toute autre raison analogue. Dans la chambre de déplacement 10, on a dIsposé un piston 22 qui est relié de façon appropriée à un mécanisme de va-et-vient destiné à lui cszziuniq-ler un mouvement alternatif de manière que l'on obtienne une pulsation de la membrane 14 en fonction de la variation de la pression dans la chambre de déplacement. Au-dessus de la chambre de déplacement 10 se trouve une chambre de remplissage 26 qui communique avec la chambre de déplacement 10 par l'intermédiaire d'un passage 24 d'écou- lement d'huile et qui, lul-meme, communique avec un réservoir d'huile 28 par l'intermédiaire d'un clapet 30 de décharge d'huile et d'un clapet 32 de remplissage d'huile Le clapet de décharge 30 sert à décharger une huile quoi, dans la chambre de déplacement 10, se trouve à une pression exagérée et la pression de décharge pour cette opération est normalement établie de manière à correspondre à 110-120% de la pression du fluide. Quand l'huile présente dans la chambre de déplacement diminue, le clapet 32 de remplissage d'huile s'ouvre opportunément pour qu'un remplissage d'huile ait lieu. La chambre de pompage 12 comporte, à l'un de ses côtés, un orifice d'aspiration 38 pourvu d'un clapet 34 d'aspiration de fluide et, à son côté opposé, d'un orifice de refoulement 40 pourvu d'un clapet de refoulement 36. A la chambre de pompage 12 est raccordée une des extrémités d'un conduit 42 et l'extrémité opposée de ce conduit communique avec la chambre de pression 44 qui jouxte la chambre de remplissage 26. La chambre de pression 44 est divisée intérieurement par une cloison 46 constituée par un soufflet métallique ou autre élément analogue de manière à former un premier compartiment 52 et un second compartiment 50. La cloison 46 est supportée élastiquement par-un crgane élastique5 par exemple un ressort 48. Le second compartIment 50 communique avec le conduit 42, qui s'détend à partir de la chambre de pompage 12, de façon à permettre l'admission du fluide tandis que le premier compartiment 52 communique avec le passage 24 d'écoulement d'huile de manière à permettre l'admission de l'huile sous pression. Le passage 24 d'écoulement d'huile communique avec la chambre de pression 44 ainsi qu'avec le réservoir d'huile 28 de la chambre de remplissage 26 par l'intermédiaire d'un passage de dérivation 54 qui coupe un passage horizontal 56 communiquant avec le premier compartiment 52 de la chambre de pression 44.Dans le passage 56 coulisse une tige 58 formant valve et une des extrémités de la tige 58 est reliée à la cloison 46 tandis que l'extrémité opposéede cette tige ferme le passage 54. Grace à cette disposition constructive, lorsque la pression du fluide dans la chambre de pompage 12 est plus faible que la pression d'huile dans la chambre de déplacement 10, la cloison 46 est poussée contre le second compartiment 50 à l'encontre de la force d'élasticité du ressort 48 de sorte que la tige 58 se déplace en direction de la flèche représentée sur la fig. 2 de façon à ouvrir le passage 54 qui met le passage 24 d'écoulement d'huile en communication avec le réservoir d'huile 28 en vue d'une réduction de la pression d'huile dans la chambre de déplacement. Dans la pompe à membrane de la présente invention, quand la pression du clapet de décharge qui détermine la pression maximale admissible pouvant régner dans la chambre de déplacement est réglée au préalable à une valeur suffisamment élevée pour que l'opération de pompage sous haute pression ait lieu, les pressions régnant dans la chambre de pompage et dans la chambre de déplacement sont comparées dans la chambre de pression qui jouxte la chambre de remplissage même lorsque la pression du fluide régnant dans la chambre de pompage décroît brusquement, de manière à diminuer la pression dans la chambre de déplacement en vue d'un équilibrage avec la pression régnant dans la chambre de pompage, ce qui empêche la membrane et les plaques de protection d'être détruites, et lors d'une nouvelle augmentation de la pression dans la chambre de pompage, une quantité appropriée d'huile est envoyée de la chambre de rem plissage à la chambre de déplacement à tra-v-ers le clapet de remplissage d'huile pour que l'opération de pompage soit continue et régulière. En outre, la pompe à membrane selon la présente invention peut servir au traitement du fluide dans les zones basse et haute pression sans que l'on ait à modifier la valeur prédéterminée de la pression sur laquelle est réglé le clapet de décharge qui détermine la pression maximale permise dans la chambre dedéplacement. I1 est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre des revendications ci-annexées. REVENDTCATIONS 1 Pompe à membrane comprenant un piston servant à appliquer une pression ou à supprimer l'application d'une pression, une chambre de déplacement, une chambre de pompage, une membrane disposée entre ces deux chambres5 et une chambre de remplissage communiquant avec la chambre de déplacement, caractérisée par le fait que la chambre de remplissage est pourvue d'une chambre de pression qui lui est adjacente et qui communique avec la chambre de déplacement et avec la chambre de pompage respectivement et est associée à un agencement de valve qui est actionné par la différence de pression régnant entre la chambre de déplacement et la chambre de pompage pour diminuer la pression exagérée régnant dans la chambre de déplacement en vue d'un équilibrage avec la pression régnant dans la chambre de pompage. 2. Pompe à membrane suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la chambre de remplissage est pourvue d'une chambre de pression qui lui est adjacente, ladite chambre de pression étant divisée-intérieurement par une cloison supportée élastiquement de manière constituer un premier compartiment qui communique avec la chambre de déplacement, un passage de communication entre le premier compartiment de la chambre de refoulement et la chambre de déplacement étant raccordé au réservoir d'huile de la chambre de remplissage et coupé par un passage horizontal qui communique avec le premier compartiment et dans lequel coulisse une tige faisant office de valve, une des extrémités de cette tige étant assujettie à la cloison précitée et l'extrémité opposée de cette tige fermant et ouvrant le passage faisant communiquer le premier compartiment avec la chambre de déplacement en vue d'équilibrer les pressions régnant dans la chambre de déplacement et dans la chambre de pompage.