Brevet FR2399557A1 — publié le 19790302

La présente invention concerne une pompe à admission latérale plus particulièrement destinée au transvasement de liquides chargés ou de matières pâteuses ou solides. Selon une application très avantageuse, quoique nullement limitative, cette pompe à admission latérale convient parfaitement au transport des marcs de raisin. Les dispositifs communément utilisés dans ce but présentent de nombreux inconvénients quelle que soit leur conception. Ces inconvenients découlent notamment de l'utilisation de transporteurs à vis sans fin encombrants, souvent diìciles à instal- ler en raison de l'exiguttE des locaux, coûteux, inesthétiques, sujets à des débordements par suite d'engorgement et Favorisant l'oxydation des jus ou morts qui se trouvent au contact de l'air durant le transport des marcs. D'autre part, ces installations sont relativement complexes et n6- cessitent de fréquents entretiens et nettoyages très malaisés et longs à exécuter L'objet de l'invention vise à remédier à ces multiples défauts désagréables. Un but de l'invention réside dans la réalisation d'une installation de transvasement de liquides très chargés ou de matières pateuses ou solides, notamment des marcs de raisin ou autres Bruits, de conception simple, peu conteuse, de àible encombrement, faci- le à mettre en place, de fonctionnement str et susceptible autre fabriquée pour des débits variés y compris des débits très impor- tants. Un autre but de l'invention est l'obtention d'une installation de transvasement dont le nettoiement et l'entretien commodes à execu- ter nécessitent un temps très court. Un autre but de cette installation est de permettre un transport des matières transvasées à l'abri de Irair extérieur, et d'autoriser, dans le cas de son application au transport des marcs de raisinr la mise en oeuvre de moyens d'accélération du processus de fermentation de la vendange. Selon une premiere caractéristique, la pompe à admission latérale suivant l'invention est remarquable en ce. qu'elle comprend : d'une part, un carter cylindrique extérieur pourvu d'une ouverture latérale d'admission et dans lequel est monté, coaxialement, avec une aptitude de rotation, un second cylindre également doté d'une ou verture latérale d'admission susceptible d'!tre placée en coPnci- dence avec l'ouverture latérale dudit cylindre extérieur ou en position de non correspondance avec cette dernière, et, d'autre part, un piston logé avec une capacité de déplacement axial dans ledit cylindre intérieur. Selon une autre caractéristique, la pompe à admission latérale se Ion l'invention comporte des moyens permettant de synchroniser : d'une part, la rotation du cylindre intérieur jusqu'à une position de fermeture de la chambre de ladite pompe dans laquelle les ouvertures des cylindres extérieur et intérieur ne cotncident pas, avec le début de la course de refoulement du piston, et, d'autre part, la rotation du cylindre intérieur jusqu'8 une position d'ouverture de ladite chambre dans laquelle lesdites ouvertures se trouvent placées en correspondance, avec la fin de la course de recul ou retour du piston. Selon une autre caractéristique, la pompe à admission latérale suivant l'invention est pourvue de moyens d-'immobilisation du cylindre intérieur dans la position de fermeture. Ces buts et caractéristiques et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels t La figure 1 est une vue en coupe axiale de la pompe à admission latérale selon l'invention représentée dans la position d'admission. La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1. La figure 3 est une vue partiellement éclatée illustrant la pompe en fin de phase de refoulement. La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe axiale de la partie postérieure de la pompe. La figure 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 5. La figure 7 est une vue de détail, en perspective, représentant un dispositif de commande de la rotation du cylindre intérieur. La figure -8 est une vue en coupe selon la ligne 8-8 de la figure 5, illustrant un système de verrouillage du cylindre intérieur rotatif représenté dans la position ouverte d'admission de la pom pe. La figure 9 est une vue comparable à la figure 8, illustrant ledit système dans la position de blocage du cylindre intérieur. On se réfère auxdits dessins pour décrire un exemple intéressant mais non limitatif de réalisation de la pompe à. admission latérale selon l'invention. Cette pompe comporte un cylindre extérieur 1 servant de carter à ladite pompe. Ce cylindre est pourvu d'une ouverture latérale d' admission la laquelle peut avoir différentes formes et dimensions en fonction de la destination de la pompe. Le bord de cette ouverture est équipée dtune auge ou trémie d'alimentation lb. Dans certaines applications, le bord supérieur de cette auge ou trémie peut être assujetti, par soudure ou autrement, à l'orifice d'évacuation prévu à la base des réservoirs ou cuves contenant la matière à transvaser telles que les cuves auto-vidantes de réception de la vendange. L'une des bases du cylindre 1 est obturée par une paroi de fond lc, tandis que sa base opposée est ouverte et agencée pour pouvoir entre raccordée, de toute manière connue, à une tuyauterie ou conduite 2 dont on a seulement représenté le départ aux figures 7 et 3, de préférence par l'intermédiaire d'un manchon de section dégressive 3 ayant, par exemple, la forme d'un tronc de cene. Dans le carter cylindrique 1 est monté, coaxialement, avec une aptitude de rotation, un cylindre intérieur 4 dont le diamètre ext6- rieur est à peine inférieur au diamètre intérieur dudit carter, de manière à pouvoir tourner sans frottement nuisible à ltinte- rieur de ce dernier. Les extrémités de ce cylindre sont avantageusement pourvues de moyens facilitant ses mouvements de rotation à l'intérieur du carter cylindrique, lesquels peuvent entre constitués, par des bandes de frottement annulaires 5 réalisées dans un matériau doté d'un faible coefficient de friction tel que Téflon (marque déposée) par exemple. On pourrait, bien entendu, utiliser dans le mye but, des roulements de type classique ou encore réaliser le cylindre intérieur dans un matiriau ayant un faible coefficient de tison, Le cylindre révolutif 4 est également pourvu d'une ouverture latérale d'admission 4a dont la forme correspond sensiblement celle de l'ouverture la ménagée dans le cylindre extérieur.La largeur de l'ouverture 4a est légèrement inérieure à celle de l'ouvertu- re la compteWenu de la différence de diamètre des deux cylindres, tandis que ladite ouverture 4a a, de manière préférée, une longueur supérieure à celle de ladite ouverture la. La base du cylindre intérieur orientée du cEté du fond Ic du cylindre extérieur, est obturée par une paroi de fond 4b, tandis que sa base opposée est ouverte. On comprend qu'en raison de l'aptitude du cylindre intérieur à tourner autour de son axe, il est possible : soit de placer les ouvertures la - 4a en superposition dans une situation correspon dant à la phase d'admission de la pompe, soit de les positionner en situation de non correspondance en créant, à l'intérieur de ladite pompe, une chambre cylindrique 6 latéralement close, dans la phase de refoulement. Dans le cylindre intérieur 4, est logé, avec une aptitude de coulissement axial, un piston 7 dont la tige 8 coulisse, de préférence de manière étanche, dans des orifices axiaux que comportent, respectivement, les parois de fond lc - 4b des cylindres extérieur et intérieur. Ce piston peut ttre actionné de différentes manières, par exemple au moyen d'un vérin hydraulique à double effet, d'un vérin pneumatique, d'un système de vis sans fin, d'un système de bielle et manivelle, etc... On précise encore que, dans certaines applications, le piston mécanique pourrait titre remplacé par un bouchon d'air comprimé remplissant la mOrne fonction. Dans l'exemple de réalisation avantageux illustré, la tige 8 solidaire en rotation dudit piston, par clavetage ou autrement, est constituée par la tige d'un vérin à double efèt 9 rigidement fixé de toute manière connue, par l'extrémité antérieure de son corps, sur l'extrémité postérieure du cylindre extérieur 7, Selon une autre disposition caractéristique, la pompe selon l'in- vention comporte un agencement permettant de synchroniser :: - d'une part, la rotation du cylindre intérieur 4 jusqu'à une position de fermeture de la chambre 6, avec le début de la course de refoulement du piston 7, et, - d'autre part, la rotation inverse dudit cylindre intérieur jus- qu' une position d'ouverture de ladite chambre, avec la Bin de la course de retour dudit piston. Ce résultat peut être obtenu de différentes manières, par exemple au moyen d'un distributeur hydraulique permettant de coordonner 11 action d'un moteur hydraulique d'entradnement du cylindre intérieur et les mouvements de poussée et de retour dn piston t gracie à un ou plusieurs ergots portés par le piston et coopérant avec une ou plusieurs entailles ou rainures en forme de came ménagées dans la surface latérale du cylindre intérieur ; à l'aide d'un système de pas de vis central décrit ci-après, etc Selon la forme d'exécution intéressante illustrée, deux ergots d'entraSnement 10 sont fixés de manière diamétralement opposée, sur la tige du piston ou sur une portée 8a solidaire de ladite tige. D'autre part, dans le fond fermé du cylindre extérieur est rigidement monté un manchon axial Il comportant deux rainures ou entailles hélicoSdales opposées dont la longueur correspond sensiblement à une demi-spire. Le piston 7 comporte une surface circulaire dont un secteur a un rayon supérieur à celui de la portion circulaire restante de ladite surface, comme le montre notamment la figure 6, de sorte que ledit piston présente deux épaulements périphériques 7a prenant nappai sur les bords longitudinaux opposés de l'ouverture d'adxis- sion 4a du cylindre intérieur 4. On comprend bien le fonctionnement de ce dispositif : - le piston étant en position de recul (figures I et 2), les ouvertures d'admission la - 4a des cylindres extérieur et intérieur sont placées en cotecidence ou superposition, de sorte que la chambre 6 de la pompe est ouverte latéralement et autorise I' in- traduction automatique ou manuelle de la matière à transvaser. La chambre 6 étant remplie, le piston est poussé vers l'avant sous l'action du vérin 9. Pour éviter un effet de ventouse, lors du départ du piston, des soupapes ou oriìces d'admission d'air 12 - 12' sont prévues dans les parois 4b et 1c constituant, res pectivement, les fonds du cylindre intérieur 4 et du carter i. La soupape ou orifice 12t sert également à l'évacuation du liquide infiltré en arrière de la base fermée. 4b du cylindre intérieur. Au début de la course du piston, les ergots 10 solidaires de la tige de ce dernier sont guidés dans les rainures hélicoïdales lia qui leur impriment un mouvement de rotation autour del'axe de la dite tige. Ce mouvement révolutif est communiqué au piston qui, par l'intermédiaire de l'un de ses épaulements périphériques 7a entraxe le cylindre intérieur 4 dans un mouvement de rotation autour de son axe dont l'amplitude est égale à un demi-tour. Les ouvertures la - 4a ne sont alors plus placées en correspondance, de sorte que la chambre 6 se trouve latéralement close. Après que les ergots 10 aient échappé aux rainures hélicoidales 11a, le piston poursuit sa course vers l'avant en étant guidé par les pauleeents 7a glissant sur les bords longitudinaux 4c de l'ouverture 4a. On souligne que, lors de ce déplacement, l'arc débordant du piston occupe le vide transversal en forme de portion de couronne résultant de la présence de l'ouverture 4a, de sorte que ledit piston remplit la totalité de l'espace transversal de la chambre 6, comme le montre par exemple la figure 4. Lors de son avance, le piston repousse la matière contenue dans la chambre 6 en direction de l'orifice d'évacuation 13 de la pom pe. Le retour du piston est assuré par le vérin 9. Pour s'opposer au phénomène de ventouse au départ de la course de recul du piston, une ou plusieurs soupapes d'admission d'air 14 sont installées dans l'épaisseur de ce dernier etZou dans la portion de conduite d'évacuation disposée en aval et à proximité de la limite de la course de refoulement dudit piston. Ces soupapes autorisent une entrée d'air dans la chambre 6 en aval du piston et, également, le passage dans ladite chambre du liquide infiltré en arrière dudit piston. Pour remplir le mieux possible cette seconde fonction, l'une des soupapes 14 occupe sa position la plus basse lorsque le piston arrive au terme de sa course de retour. Lorsque le piston 7 arrive à proximité de la limite de sa course de retour, il convient, selon le système décrit de synchronisation de la giration du cylindre 4 et des déplacements dudit piston, que les ergots 10 se présentent exactement en face des entrées des entailles hélicoldales 11aO Pour cela, il est nécessaire que le cylindre intérieur 4 et, par conséquent, le piston 7 et sa tige 8~soient immobilisés en rotation pendant tout le temps que lesdits ergots se déplacent hors desdites entailles hélicoSdales.- Dans ce but, des moyens assurent le blocage du cylindre intérieur lorsque ce dernier arrive à la fin de son mouvement révolutif de fermeture de la chambre 6 de la pompe. Ces moyens sont, par exemple, constitués par un téton de blocage 15 installé sur la face interne de la paroi fixe 1c du cylindre extérieur et sur lequel vient s'enclencher une lame ressort de verrouillage 16 solidaire de la face extérieure de la base fermée 4b du cylindre intérieur, en fin de rotation de ce dernier dans la position de fermeture de la pompe. On pourrait utiliser, aux mêmes fins, d'autres moyens de blocage tels qu'un aimant, un électro-aimant, ou diautres dispositifs de verrouillage mécaniques. Lorsque les ergots 10 pénètrent dans les entailles hélicofdales lita, ces dernières leur communiquent un mouvement de rotation transmis à la tige 7, au piston 8 et au cylindre intérieur 4 dont ltouverture 4a vient se placer en correspondance avec l'ouverture d'admission la du cylindre extérieur I à la fin de ce déplacement circulaire. On conçoit que le dispositif de transvasement de matières diverses qui vient prêtre décrit est susceptible de nombreuses applications parmi lesquelles on signale, à titre indicatif : l'équipement de la base des réservoirs ou cuves auto-vidantes ; la réalisation d'installations pour accélérer la fermentation des fruits ou céré- ales utilisés pour l'élaboration des boissons alcooliques ; la réalisation de pompes pour l'extraction et/ou le transport des marcs et lies, de pompes à vendange, d'égouttoirs à fruits, etc... L'intéret et les avantages de cette pompe à admission latérale ressortent bien de la description qui précède et des dessins an nixes. On souligne encore cependant : - la simplicité de sa conception qui permet une fabrication écono- mique d'autant plus sensible que les organes de transport associés à la pompe sont constitués par de simples conduites ou tuyaute ries ; - en outre, cette simplicité constructive autorise ltexécutnon de pompes dotées de capacités très diverses, y compris de débits très importants ; - la facilité et la rapidité des. opérations a'entretien et de net toiement des installations de pompage propres et esthétiques ;; - le faible encombrement de'la pompe permet son introduction fa cile par la trappe de couloir des cuves en vue de l'extraction des marcs -la possiblité d'équiper la base des cuves auto-vidantes, en évi tant les inconvénients de la prévision d'une porte de cuve et en obtenant une étanchéité absolue - la possiblité de réduire la hauteur des installations et des bâtiments qui les abritent par la suppression de la trémie de réception de la vendange qui surélève considérablement les cuves auto-vidantes. - la faculté d'installer aisément la pompe selon l'invention sur les cuves auto-vidantes déjà en service - les conduites de transport associées à la pompe peuvent équiper les caves à couloirs étroits inaccessibles aux vis sans fin - la suppression des problèmes de niveau, montée, descente, et de franchissement des angles très difficiles à résoudre avec les transporteurs à vis sans fin classiques - un travail au sol plus aisé dans les lieux d'utilisation - une réduction de l'oxydation des moRts et jus résultant du fait que les marcs n'entrent pas au contact de l'air - la possibilité d'accélérer le processus de fermentation par la prévision, en aval de la pompe, d'une dérivation débouchant au sommet de la cuve ;; - la suppression des problèmes de saignement des cuves alq à l'a moncellement des pépins d'une densité supérieure å celle des morts ; la grande quantité de jus envoyée à chaque refoulement de la pompe permettant de crever facilement le dôme de marc en suspension dans la cuve - l'utilisation possible de la pompe comme essoreur de fruits. Entrent également dans le cadre de la présente invention, les mo difications ou substitutions susceptibles d'etre apportées par l'homme de l'art, aux dispositifs décrits ci-dessus et qui, sans en altérer les dispositions originales, n'en seraient que de simples équivalents techniques. On indique enfin qu'il est possible de monter une ou plusieurs soupapes anti-retour sur la tuyauterie de transport de la matière refoulée par la pompe, par exemple lorsque ladite matière doit emprunter des parcours ascendants. EVND i CAT IONS 1. - Pompe à admission latérale, notamment pour transvasement de liquides chargés, de matières payeuses ou solides, par exemple pompe pour transvaser les marcs de raisin ou autres fruits, caractérisée en ce qu'elle comprend t - un cylindre extérieur pourvu d'une ouverture latérale d'adxission ; - un cylindre intérieur monté coaxialement avec une aptitude de rotation dans le cylindre extérieur et également doté d'une ouverture latérale d'admission susceptible autre placée soit en cogncidenee avec l'ouverture latérale dudit cylindre extérieur, dans la phase d'admission de la pompe, soit en position de non correspondance avec ladite ouverture du cylindre extérieur, dans la phase de refoulement de ladite pompe ; - un piston logé avec une capacité de déplacement axial dans ledit cylindre intérieur, 2. - Pompe à admission latérale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston comporte une surface circulaire dont un secteur a un rayon supérieur à celui de la portion circulaire restante de ladite surface, de sorte que ledit piston présente deux épaulements périphériques prenant appui sur les bords longitudinaux de l'ouverture dtadmission du cylindre intérieur rotatif l'arc débordant dudit piston occupant la totalité du vide transversal en forme de portion de couronne résultant de la présence de l'ouverture d'admission dudit cylindre intérieur. 3. - Pompe à admission latérale, selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la giration du cylindre intérieur est assurée par la rotation du piston doté de moyens périphériques d'entratnement. 4, - Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'ouverture latérale du cylindre intérieur a une longueur plus importante que celle de l'ouverture latérale du cylindre extérieur servant de carter à ladite pompe. 5. - Pompe à admission latérale selon l'une-quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens permettant de synchroniser : d'une part, la rotation du cylindre intérieur jusqu'à une position de fermeture de la chambre de ladite pompe dans laquelle les ouvertures des cylindres extérieur et intérieur ne cotncident pas, avec le début de la course de refoulement du piston, et, d'autre part, la rotation du cylindre in térieur jusqu'à une position d'ouverture de ladite chambre dans laquelle lesdites ouvertures se trouvent placées en correspondance, avec la fin de la course de retour dudit piston. 6. - Pompe à admission latérale selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la tige du piston de ladite pompe est constituée par la tige d'un vérin hydraulique ou pneumatique à double effet fixé, par l'extrémité antérieure de son corps, au fond du cylindre extérieur servant de carter à la pompe. 7. - Pompe à admission latérale selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que les moyens de synchronisation des mouvements du cylindre intérieur et du piston comprennent, d'une part, un ou plusieurs ergots fixés sur la tige du piston ou sur une portée solidaire de ladite tige et, d'autre part, une ou plusieurs entailles ou rainures hélicotdales ménagées dans un manchon axial solidaire du fond du cylindre extérieur fixe et dans lesquelles glissent lesdits ergots au début de la course active et à la fin de la course de retour dudit piston ; lesdites entailles ayant, de préférence, une longueur égale à une demi-spire. 8. - Pompe à admission latérale selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'immobilisation du cylindre intérieur losque lesdits ergots d'entraSnement se déplacent hors desdites entailles ou rainures hélicotdales. 9. - Pompe à admission latérale selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que des soupapes sont ménagées dans le corps du piston pour autoriser un passage d'air en aval de ce dernier et permettre l'écoulement du liquide infiltré en arrière dudit piston ; une soupape d'admission d'air étant également, de préférence, prévue, d'une part, dans les fonds fermés des cylindres extérieur et intérieur et, dtautre part, dans la portion de la conduite d'évacuation disposée en aval et à proximité de la limite de la course de refoulement du piston. 10. - Pompe à admission latérale selon la revendication 7, caractérisée en ce que le bord de l'ouverture du carter ou cylindre extérieur est équipé d'une trémie ou auge d'admission.