Brevet FR2357753A1 — publié le 19780203

L'invention a pour objet un dispositif pour la protec tion des tiges de piston + pompes à pistons contre les souillures et éventuellement contre le givrage, notamment lors du refoulement de gaz liquéfiés. Les pompes à piston sont constituées d'un carter de pompe, dans lequel sont disposés des cylindres, des pistons et des soupapes, et d'un mécanisme d'entralnement dont le mouvement est transmis aux pistons par des tiges. A l'entrée de la tige de piston dans le boîtier de la pompe, une étanchéité est nécessaire. Suivant les conditions de fonctionnement, une exigence plus ou moins grande se pose pour l'efficacité et la durée de vie des éléments d'étanchéité. Dans la mesure où l'appariement des matériaux, la géométrie de l'étanchement, et le niveau de compression des éléments d'étanchement sont respectivement judicieusement choisis, la durée de vie des dispositifs d'étanchéité ne dépend plus, dans l'ensemble, que de facteurs extérieurs, notamment des souillures des tiges de piston. La formation de givre sur la tige de piston, telle quElle apparait en particulier facilement dans le cas du refoulement de gaz liquéfié à basse température, est parti culièrement néfaste. Des dépôts de givre ou d'autres substances solides ide sur la tige de piston, déterminent une usure rapide des dispositifs d'étanchéité constitués, la plupart du temps, de matériaux mous. De ce fait, les jeux sont augmentés ce qui entraîne, soit une dépense d'entretien élevée, soit une durée de vie faible du dispositif d'étanchéité. Contre le dépôt de souilluresclassiques, une multitude de dispositifs est connue, offrant une protection efficace de la tige de piston contre des dépôts de cette sorte. En font partie notamment, les manchettes de raclage, les membranes roulantes et les soufflets à plis en materiaux présentant l'élasticité du caoutchouc. Dans le cas des pompes à piston pour refoulement de gaz à basse température, la température basse régnant à l'intérieur de la pompe est également transmise vers l'extérieur par la tige de piston. L'utilisation des dispositifs de protection précités en matériau présentant ltélasticité du caoutchouc n'est plus alors possible, car ces dispositifs, pour de basses températures, perdent leur élasticité et sont détruits par cassure. En outre, dans le cas du refoulement de substances liquides acides, l'utilisation de tels matériaux n'est pas admissible. Lors d'un tel fonctionnement à basse température, il se forme à l'extrémité libre de la tige de piston, un dépôt solide de givre par condensation de l'humidité de l'air ambiant.Cette formation de givre rend impossible l'utilisation de manchettes de raclage, car elles seraient aussitôt déformées et détruites. Pour eviter la- formation de givre sur les tiges de piston, différents procédés sont connus, tels que le balayage continu avec un gaz sec ou de l'air sec, ou bien l'échauffement de la tige de piston au-dessus du point de congélation à l'aide de cartouches chauffantes. Ces procédés sont dispendieux et non économiques, car à côté des dispositifs et des dispositions constructives nécessaires2 un apport permanent d'énergie est également nécessaire. L'invention a pour but de créer un dispositif pour la protection des tiges de piston à pompes à piston, qui empêche aussi bien la pénétration de souillures que la formation de givre sur l'extrémité libre de la tige de piston, notamment dans le cas de refoulement de gaz liquéfiés. A cet effet, l'invention concerne un dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un soufflet à plis en métal ou en matière plastique entourant la tige de piston soufflet dont les extrémités sont reliées, de façon étanche aux gaz, d'une part, avec l'extrémité libre de la tige de piston et, d'autre part avec le carter de la pompe. Le soufflet à plis d'une élasticité élevée est conçu pour admettre un nombre illimité d'élongations I1 est constitué d'une pluralité de coupelles, métalliques ou en matiere plastique, reliées entre elles, de façon étanche aux gaz, sur leurs bords. Le volume délimité par le soufflet à plis est relativement faible et s'accrolt ou diminue en corrélation avec les courses d'aspiration et de refoulement. De ce fait, des variations de pression inadmissibles peuvent etre provoquées dans l'espace délimité par ce soufflet à plis. Pour empêcher cela, il est prévu dans une réalisation avantageuse de l'invention, un réservoir-tampon qui est relié par une canalisation avec l'espace délimité par le soufflet à plis. Les fluctuations de pression sont compensées par ce réservoirtampon. I1 est en outre, très avantageux qu'une légère sur?res- sion puisse ëtre toujours maintenue dans l'espace délimite par le soufflet à plis et le réservoir tampon. La pénétration de souillures ou d'humidité est empechée ainsi de façon certaine Cette surpression s'instaure d'elle-meme lors du refoulement de gaz liquéfié, et ceci par suite des fuites pénétrant par l étanchéité de la tige de piston. Il- s'agit toujours, dans ce cas, de gaz secs.Dans le cas de refoulement d'autres liquides, ne bouillant pas à la température ambiante, la surpression peut, toutefois, etre également obtenue artificiellement par une source extérieure de gaz Comme, lors du refoulement de gaz liquides, des fuites de gaz s'écoulent constamment à travers l'étanchéité de la tige de piston dans l'espace délimité par le soufflet à plis et le réservoir-tampon, la pression dans cet espace s'élèverait constamment. Pour éviter cela, l'espace est relié à une soupape de surpression qui, lorsqu'une surpression déterminée est atteinte, laisse automatiquement le gaz en excédant s'écouler à l'air libre. La soupape de surpression peut, par exemple être rapportée sur le réservoir-tampon. De cette façon, la pression et le volume sont maintenus à peu près constants dans le système Avantageusement, le soufflet à plis est constitué de polytétrafluoréthylône, car ce matériau ne devient pas cassant et peut être également utilisé sans danger pour le refoulement de substances acides liquides. La figure unique jointe illustre un exemple de réalisation de l'invention particulièrement adapté au refoulement de gaz liquéfiés. La figure représente, la tige de piston 2, et une partie du bottier 6 d'une pompe à piston pour le refoulement de gaz liquéfié. La tige de piston 2 est étanchée par rapport au bottier 6 de la pompe par un dispositif d'étanchéité 7. Conformément à l'invention, la tige de piston 2 est entourée d'un soufflet a plis 1, dont les extrémités sont reliées, de façon étanche aux gaz, avec l'extrémité libre de la tige de piston 2 et avec le bottier 6 de la pompe. Par une ouverture 3, dans le bottier 6 de la pompe, et une canalisation de liaison 8, l'espace délimité par le soufflet à plis 1 est relié à un réservoir-tampon 4. Les variations de volume et de pression. provoquées dans le soufflet à plis 1 par les courses d'aspiration et de refoulement, sont ainsi compensées par le réservoir-tampon 4, si bien qu'il n'apparait pas de variations de pression inadmissibles à l'intérieur du soufflet à plis. A travers le dispositif d'étanchéité 7 de petites fuites de gaz s'écoulent constamment dans l'espace délimité par le soufflet à plis 1 et le réservoir-tampon 4. Pour maintenir la pression et le volume à peu près constante dans le système, une soupape de surpression 5 est, en conséquence, disposée sur le réservoirtampon 4, soupape par laquelle, pendant la course de refoulement, le gaz en excédent s'écoule à l'air libre 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 modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif pour la protection des tiges de piston de pompes à pistons contre les souillures et- éventuellement, contre le givrage: notamment lors du refoulement de gaz liquéfiés, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un soufflet a plis en métal ou en matière plastique entourant la tige de piston soufflet dont les extrémités sont reliées, de façon étanche aux gaz, d'une part, avec l'extrémité libre de la tige de piston et d'autre part, avec le carter de la pompe. 20) Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir-tampon qui est relié par une canalisation avec 1 espace délimité par le soufflet à plis. 30) Dispositif1 selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une soupape de surpression, reliée à l'espace délimité par le soufflet à plis et le réservoirtampon. 40) Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le soufflet à plis est constitué de polytétrafluoréthylène (PTFE).