Brevet FR2288885A1 — publié le 19760521

L'évolution de la technique,a conduit a rechercher un materiel de pompage polyvalent,utilisant pour fonctionner des sources d'énergie sans danger,comme par exemple,l'air comprimé,le vide partiel ou poussé,la vapeur et généralement tous autres fluides liquides ou gazeux,en état de pression ou de dépression par rapport a la pression atmosphérique. La présente invention a pour but de mettre en euvre des moyens dont l'application ou/et la combinaison,permettent d'obtenir des matériels correspondant aux besoins les plus divers. L'invention et les moyens mis en euvre,seront mieux compris par la description qui va suivre et les dessins qui l'accom- pagnent,toutefois,cette description et ces dessins ne sont pas limitatifs,ils ne sont donnés que pour l'exemple et représentent des réalisations préférées,qui pourraient recevoir des modifications et/ou des perfectionnements a l'occasion d'applications pratiques,ou de mise en fabrication sans sortir du cadre de l'invention. La description et les dessins qui vont suivre,prennent pour exemple un ensemble moto-pompe dont les éléments mobiles sont constitués de pistons coulissant dans leur cylindre respectif, elle concerne aussi un ensemble moto-pompe dont les éléments mobiles sont constitués de membrannes ou diaphragmes,le fonctionnement est identique,seul l'aspectla forme,la place etc.. des piéces différent. Les moyens concernés peuvent être placés en quatre catégories; Les moyens moteurs, déstinés a transformer en énergie mécanique l'énergie potentielle détenue par le fluide moteur,généralement composés de pistons ou de membranes,solidaires d'axes et évoluant dans leurs cylindres ou logement respectifs,l'effort pouvant être receuilli en bout de l'axe réunissant ces éléments mobiles,les pistons,membranes ou autres moyens peuvent également commander les moyens d'inversion. Les moyens de pompage généralement accolés au moteur,peuvent être du type a plston être du type a piston,a membrane,ou tous autres moyens de pom- page alternatif.les clapaets d'aspiration et de refoulement peuvent être spécialement conçus pour éviter toute perturbation du liquide et assurer l'amorçage automatique de la pompe Les moyens de commande, déstinés a provoquer la mise en route et/ou l'arret du moteur,peuvent être du genre tiroir,boisseau ou autres moyens d'ouverture et de fermeture du passage d'un fluideqils peuvent être aménagés de telle sorte pour que l'ensemble moteur-pompe s'arréte en fin de course d'aspiration et/ou de refoulement.Cette caractéristique est utile pour permettre a la pompe d'être utilisée comme moyen de pompage, contôle de débit ou autres. Les moyens annexesX déstinés d'une part,a provoquer la mise en route,le contrôle ou l'arret d'appareils conjoints,d'autre part des dispositifs d'enregistrement,de comptage ou tous autres moyens pouvant y être adjoints. Le moteur peut être constitué par deux cylindres 1 et 2,séparés par une cloison 3.Les cylindres 1 et 2 peuvent être issus d'un tube,dans lequel la cloison 3 a pu être montée dur,ou réalisés séparement et réunis a la cloison 3.La cloison 3 peut être traversée par un axe 4 reliant les pistons 5 et 6.Les pistons 5 et 6 peuvent être réalisés d'une seule ou plusieurs piéces,pourraient avantageusement être réalisés a partir de flasques,par exemple tôle emboutie,pour permettre lors du montage,la mise en place de joints spéciaux en matiére extensible ou non,ou d'une membrane,si ce type de moyen d'étanchéité a été retenu.Il peut en être de même pour le piston de pompe.En fin de course,ces pistons 5 et 6 peuvent agir sur des tiroirs 7 et 8 afin de provoquer l'inversion du fluide moteur et de 1'air ambiant.L'axe 4 peut etre traversé par les canaux 9 et 10,déstinés a relier entre elles les faces supérieures et les faces inférieures des pistons 5 et 60Dans le cas ou le piston 22 serait indépendant du piston moteur 6,l'axe 4 pourrait traverser le fondai et porter au dela,dans le cylindre de pompe 23,un piston de pompe approprié ou une membrane.Dans ce cas le canal 9 pourrait avoir une continuité dans cette partie de l'axe 4,afin de relier la face supérieure de ce piston ou cette membrane,a ses correspondantes dans le moteur. L'entrée du fluide peut s'effectuer par l'orifice Il et la sortie par le canal 12 ou vice versa.Le canal 12 peut être ouvert ou fermé par le tiroir 13 ou autres moyens,pouvant coulisser ou agir dans un alésage 14,en comprimant un ressort 15.Le tiroir 13 peut porter les gorges 16 et 17.Un trou 39 peut ree-- liter l'alésage 14 au cylindre l.Un raccord 18 peut être monté a une extrémité- de l'alésage 14,ce raccord 18 peut être muni d-un clapet,par exemple a lame ou a bille,soutenu par un ressort 20.Ce clapet 19 et son ressort 20 pourraient être montés dans le trou 39.Le fond 21 du moteur peut être traversé par le piston de pompe 22,ou par un axe portant ce piston a son extré mité,ou d'autres moyens tel une membrane.Ce piston 22 peut être solidaire d'un des pistons de moteur (ou des deux,dans le cas ou deux pompes seraient montées sur le même moteur) ou indépendant de ce ou ces derniers.Le piston 22 peut évoluer dans le cylindre de pompe 23,l'étanchéité pouvant être assurée par des joints 24 et 24 bis (ou des groupes de joints),montés de part et d'autre d'un espace neutre 43,pouvant être mis a l'air libre par un ou plusieurs trous 44.Les joints 24 et 24 bis,peuvent être montés dans des supports solidaires ou amovible au fond 21 ou encore au cylindre 23 ou encore portés par le piston 22 ou de ces diverses manières a la fois. Le fond du cylindre 23 peut être perforé de trous 25,et fermés par un clapet d'aspiration 26 recouvrant les trous 25.La base du cylindre de pompe 23,peut aussi être perforée de trous 27 recouverts et fermés par un clapet de refoulement 28 en forme de couronne élastique,les trous 25 et 27 peuvent être de nombre de forme et de dimensions quelconque.Les clapets d'aspirations 26 et de refoulement 28 doivent être de forme spéciale: le clapet d'aspiration 26 peut être de forme d'une calotte creu se possédantun moyen d'ancrage,le clapet de refoulement 28 peut être en forme de couronne élastique de forme spéciale et renfor cée sur sa face d'appui,ces divers clapets devant dans tous les cas être appliqués avec une certaine contrainte,pour qu' ils puissent résister aux contre-pressions internes résultant des différentes phases de pompage et pour permettre l'amorçage automatique de la pompe. Une tubulure d'aspiration 29 peut être solidaire du fond du cylindre 23.Un collecteur 30 pouvant porter une tubulure de refoulement 31 peut envelopper la base du cylindre 23,et prendre appui a la fois sur une collerette 32 solidaire du cylindre 23 et sur la couronne élastique 28,le collecteur 30 forme ainsi les chambres d'aspiration 33 et de refoulement 34.Une bride 35 pouvant être fixe ou articulée sur des axes solidaires de la machine ou de son support,et munie d'une vis de blocage 36 ou de tous autres moyens de serrage,peut assurer le blocage de tout l'ensemble ,y compris le raccord amovible d'aspiration 37 L'extrémité du piston de pompe 22,peut être formé de telle maniére qu'il épouse sans contact,la forme du clapet d'aspiration 26,afin que le volume mort soit réduit au minimum,pour assurer l'amorçage automatique de la pompe.Des tiges poussoirs 38 et 40,commandées par exemple par le piston 5 peuvent animer les moyens annexes,par exemple : vanna a boisseau,tiroir,ou autres moyens d'ouverture et de fermeture 41,pouvant être équipés de moyens de contrôle du temps telle une minuterie ou autre et déstinés a mettre en marche ou a l'arret d'autres équipement fonctionnant conjointement a la pompe.Egalement un systéme de comptage et d'enregistrement 42 pouvant indiquer et totaliser les débits ,performances etc... L'ensemble de ces moyens annexes,pourraient être aussi commandés a distance ou directement par des moyens mécaniques ,pneumatiques électriques ou autres.La moto-pompe peut être montée sur un support déstiné a faciliter son transport,son utilisation et sa protection.Il pourra posséder des pieds ou un seul,pour reposer sur le sol,des moyens de roulement pour circuler sur rail ou autre,ou une bride de fixation.Ce support pourra être aménagé en vue de recevoir des équipements et accesooires : tubes, griffe etc... Fonctionnement L'exemple de fonctionnement décrit,concerne un appareil actionné par une source de vide partiel.Avec un fluide en pression, les résultats seraient identiques,seule,la distribution du fluide devrait être modifiée. Par l'intermédiaire du raccord 18,une source de dépression ou autres moyens,agit sur le tiroir 13,aprés avoir soulevé le clapet 19 s'il est monté dans le raccord 18.Le tiroir 13 se déplace dans l'alésage 14 en comprimant le ressort 15,jusqu'a ce que la gorge 17 découvre complétement le canal 12 et la gorge 16 le trou 39.Par le canal 12,le fluide pénétre dans le corps du moteur par le tiroir 8.Selon la position de ce tiroir 8,l'ensemble mobile moteur pompe va se déplacer dans un sens ou dans 1' autre :Supposons que les tiroirs 7 et 8 sont en position basse (conventionnellement),c'est a dire débordant dans le cylindre 2 sltendsemble mobile va se déplacer vers le haut,en effet,le fluide moteur par le tiroir 8 va exercer son action sur la face supérieure du piston 6 et par le canal 10,sur la face supérieure du piston 5.Lorsque le piston 6 va arriver a proximité des tiroirs 7 er 8,il va agir sur eux en les poussant pour les inver ser,ils dépasseront alors dans le cylindre 1,le fluide moteur exercera son action sur les faces inférieures des pistons ( 5 et 6 en empruntant le canal 9,l'ensemble mobile partira en sens inverse,l'air admis par le tiroir 7 remplira l'espace laissé dérriere lui par le piston 6 et par le canal 10 dérriére le piston monté en bout de l'axe 4,le piston de pompe 22 travaille dans le corps de pompe 23 et la pompe entre en action. Lorsque la source d'énergie qui agit sur le tiroir 13 est coupée,si l'ensemble mobile moteur-pompe se trouve en phase "aspi- ration"l'arret est immédiat : par le trou 39,l'air entre dans l'alésage 14 et le tiroir 13 est repoussé par le ressort l6,mais si l'ensemble mobile est en phase"refoulement"le clapet 19 ferme l'entrée de l'alésage 14 et l'air nécessaire pour que le tiroir 13 se déplace sous l'action du ressort 15 ne peut entrer, de plus,par le trou 39,le vide éxerce son action sur le tiroir 13.Lorsqu'en fin de course de refoulement,l'-inversion se sera produite,l'air atmosphérique remplaçant le vide entre la cloie son 3 et le piston 5,1'air,par le trou 39 passe dans l'alésage 14 et le tiroir 13 est repoussé a sa position arret par le ressort 15,ou a ainsi une certitude sur le volume du liquide refoulé.Le même cycle pourrait être obtenu en phase aspiration. Le tiroir 13 peut être équipé d'une poignée munie d'un cran d'arret pour maintenir ce tiroir 13 sur sa position "marche en cas d'utilisation en service continu2 D'autres moyens pourraient aussi être utilisés pour obtenir ce résultat. Revendications 1" - Moto-pompe monobloc,alternative,linéaire,a cylindres superposés et moteur hydraulique ou pneumatique,caractérisée par s le fait que : les éléménts moteurs ( pistons,membranesou autres) et les éléments de pompage (pistons,membrane ou autres) peuvent être montés sur un axe unique traversant l'ensemble pour relier entre elles les différentes parties mobiles.Que l'axe peut être muni de canaux pouvant relier entre elles les chambres correspondantes du moteur et de la pompe.Que les clapets et collecteur (s) d'aspiration et/ou de refoulement peuvent être de forme spéciale afin d'éviter au liquide touteturbulance et tout freinage.Que des moyens de mise en route et d'arret automatique peuvent être montés sur l'appareil pour obtenir l'arret soit en fin de course d'aspiration soit en fin de course de refoulement 2" - Selon la revendication 1,le ou les tiroirs d'inversion du fluide moteur peut ou peuvent être plaçés dans une cloison pouvant séparer deux cylindres consécutifs ou non et être commandé (s) directement par les organes mobiles du moteur et/ou de la pompe.Des ressorts compensateurs peuvent être logés a l'intérieur de ce ou ces tiroirs et en dépasser. 30 - Selon la revendication 1,les canaux pouvant relier entre elles les chambres correspondantes du moteur et éventuellement de la pompe,peuvent être perçés cote a cote ou être concentrique a l'axe qui les porte ou dans une autre position. 4" - Selon la revendication 1,les clapets dtasipration et de refoulement peuvent être réalisés en forme de calotte creuse possédant un moyen d'-encrage,ou de couronne élastique de profil étudié renforcé sur sa face d'appui,ces divers clapets devant être appliqués avec contrainte sur les orifices qu'ils recouvre nt et conserver une élasticité constante. 5 -Selon la revendication 1,les orifices d'aspiration et de refoulement peuvent être de forme,de nombre,et de dimension quel conque.Ils peuvent être pratiqués dans le fond du cylindre,a sa base ou a sa péiphérie,ou a mème la paroie dans le cas d'une pompe a membrane.Ils peuvent être placés de maniére a déboucher dans un collecteur unique ou dans des collecteurs séparés. 6 - Selon la revendication 1,les moyens de mise en route et/ou d'arret peuvent être constitués par un ou plusieurs tiroirs munis de gorges ou non,ou de tous autres moyens d'ouverture et de fermeture pour ouvrir et/ou le passage d'un fluide.Le ou les tiroirs ou autres moyens peuvent être équipés d'un dispositif pneumatique,mécanique,magnétique ou autres,afin de permettre 1' arret de la pompe en fin de course d'aspiration et/ou de refoulement,pour que cette derniére puisse être utilisée comme moyen de contrôle des quantités débitées,ainsi que des performances ou tous autres besoins. 7" - Selon la revendication 1,un dispositif d'interrupteur a minuterie,vanne ou autres systémes pneumatiques,mécaniques electriques ou autres,peuvent être montés ou non sur l'appareil et actionnés par ce dernier a demeure ou a distance,afin d'obtenit,selon des données déterminées a l'avance ou non,la mise en route,l'arret ou la mise hors service ou autres besoins,des équipements annexes ou conjoints,dépendants ou indépendants du moteur et/ou de la pompe. 8" - Selon la revendication 1,un compteur ou autres systémes d'indication ou d'enregistrement,peuvent être montés ou non sur l'appareil et actionné par ce dernier a demeure ou a distante a l'aide de moyens mécaniques,pneumatiques magnétiques ou autres. 9" - Selon le revendication 1,la fixation du cylindre de pompe ou du corps de pompe au moteur peut être obtenue a l'aide de vérrous basculants,de baîônnette,de bride de serrage ou de tous autres moyens.Ces moyens de fixation pouuvant également servir au maintient en place du ou des collecteurs0