Brevet FR2454544A1 — publié le 19801114

La présente invention concerne les pompes a barillet ou à pistons axiaux utilisables pour pomper des fluides agressifs. Plus particulièrement, l'invention est relative à une pompe destinée à être immergée en milieu marin et de véhiculer de l'eau de mer. On sait que de l'eau de mer est un fluide relativement agressif et provoque la corrosion et l'affaiblissement des metaux lorsque ceux-ci yont été exposés pendant un certain temps. C'est ainsi que les pompes à eau de mer utilisées notamment pour le forage et l'exploitation pétrolière en pleine mer ont une durée de vie relativement limitée. Les pompes à barillet comportent en général un groupe de pistons-cylindres axiaux disposés en couronne autour de l'axe de la pompe, les pistons etant entraine.s à l'aide d'un plateau oscillant qui est, à son tour, mu par un organe d'entrainement rotatif contre la face intérieure oblique de laquelle s'appuie le plateau oscillant. Pour augmenter la durée de vie d'une telle pompe, on a déjà pensé à séparer la partie pompage propipe- ment dite de la pompe (c'est-à-dire tous les organes qui sont en contact du fluide agressif) de la partie assurant l'entrainement des pistons en prévoyant autour de cha cun de ceux-ci une garniture d'étanchéité. La partie d'entrainement qui est remplie d'huile demeure alors isolée de la partie de pompage. En raison des mouvements alternatifs des pistons, ces garnitures d'étanchéité sont soumises à des sollicitations importantes de sorte qu'à la longue, elles ne peuvent éviter une infiltration du fluide agressif dans la partie d'entrainement de la pompe. S'il est possible de pallier cet inconvénient lors des inspections périodiques (en changeant l'huile et les garnitures par exemple) pour des pompes utilisées sur la terre ferme, il n'en est évidemment pas de même pour les pompes immergées en milieu marin à grande profondeur. En effet, le coût d'inspection périodique de ces pompes est extrêmement élevé et on prévoit donc de les laisser immergées aussi longtemps que possible, c'est-à-dire pendant plusieurs années. Or, comme on vient de l'exposer on ne peut éviter les infiltrations de l'eau de mer dans les parties délicates de la pompe de sorte que l'on a renoncé jusqu'à présent à les immerger à grande profondeur. L'invention vise à fournir une pompe à barillet pour fluide agressif notamment pour eau de mer dans laquelle les infiltrations d'eau dans la partie entrainement de la pompe soient entièrement évitées. Elle a donc pour objet une pompe à barillet pour fluide agressif notamment pour l'eau de mer, du type comportant un carter dans une première partie duquel est placé - un groupe de pistons-cylindres axiaux disposés en couronne autour d'un axe de la pompe, ledit groupe étant entraîné par l'intermédiaire d'un plateau oscillant s'appuyant sur la face d'extrémité oblique d4un organe d'entrainement monté à rotation autour de l'axe de la pompe, ce plateau et cet organe d'entrainement étant disposés dans un second compartiment dudit carter, ladite pompe étant caractérisée en ce que la tête de chaque pis ton est entourée d'un soufflet dont les bords d'extrémité sont respectivement montés de façon étanche sur cette te te de piston et sur le corps de la pompe. Il résulte de ces caractéristiques que l'on obtient une séparation parfaitement étanche entre les deux compartiments de la pompe, étanchéité dont la qua lité ne dépend pas des mouvements des pistons de la pom pe. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se réfé rant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe axiale d'une pompe à barillet pour eau de mer dans laquelle les souf flets des pistons sont agencés selon un premier mode de réalisation; - la Fig. 2 est une vue partielle à plus gran de échelle de cette pompe montrant le même mode de réa lisation; - la Fig. 3 est une vue analogue à celle de la Fig. 2, montrant un second mode de réalisation de l'invention; - la Fig. 4 est une vue latérale d'une membra ne à soufflets utilisée dans le mode de réalisation de la Fig. 3. La pompe à barillet représentée sur les Figures comporte un carter 1 qui est divisé en un compartiment 2 de pompage proprement dit et un compartiment d'entraine ment 3. Le compartiment de pompage 2 sert de logement à un corps de pompe 4 dans lequel sont ménagés trois cylindres 5 orientés axialement et garnis de fourrures 6. Des pistons 7 peuvent coulisser dans ces fourrures en assurant le pompage du liquide par l'intermédiaire de clapets d'asspiration et de refoulement 8, l'ensemble de cet agencement étant connu en soi. Les éléments logés dans le comparti ment de pompage sont soumis au fluide agressif à pomper qui peut être de l'eau de mer, par exemple. Dans le compartiment d'entrainement 3 de la pompe qui est rempli d'huile est monté rotatif un organe d'entrainement 9 dont la face intérieure 10 est inclinée sur l'axe de la pompe et qui sert d'appui par l'intermédiaire d'une butée 11 à un plateau oscillant 12 agissant sur les têtes 13 des pistons 7 et étant monté sur une rotule centrale 14. Selon l'invention, afin de séparer de façon étanche les compartiments 2 et 3 et d'éviter ainsi toute infiltration du fluide pompé dans le compartiment d'entrainement,il est prévu autour de chaque tête de piston 13 (Fig. 2) un soufflet annulaire 15. L'un des bords d'extrémité 15a en forme de bourrelet de ce soufflet est fixé, par exemple par collage, dans une gorge annulaire 16 de la tête du piston tandis que le bord opposé 15b également en forme de bourrelet est reçu dans une rainure 17 ménagée dans les faces terminales de la fourrure 6 et du corps de pompe 4, le bord étant retenu par une bague de coincement 18 dans cette tainure. Le soufflet est réalisé en un matériau élastomère tel que le néoprène, le styrène ou un caoutchouc nitrile ou siliconique. Les Fig. 3 et 4 représentent un autre mode de réalisation dans lequel des soufflets 19 associés à chaque piston forment partie d'une membrane unique 20 de forme annulaire et faite en une seule pièce à partir d'un matériau qui peut être le même que celui qui est utilisé pour les soufflets 15 du précédent mode de réalisation. La membrane 20 comporte un bourrelet périphérique extérieure 20a qui est coincé dans une rainure 21 ménagée dans le carter 1 de la pompe. Elle présente également un bourrelet intérieur 20b fixé, par exemple par collage, dans une gorge annulaire 22 d'une tige centrale 23 de la pompe portant la rotule 14 du plateau oscillant 12. Chaque soufflet 19 qui forme partie intégrante de la membrane 20 présente un bord terminal 19a en forme de bourrelet également qui est fixé dans la gorge annulaire 16 du piston correspondant 7. Le mode de réalisation des Fig. 3 et 4 présente un avantage particulier en ce sens que la chambre délimitée par la membrane 20 du côté du compartiment de pompage 2 ne modifie pas son volume total lors du fonctionnement de la pompe car la réduction du volume provoquée par un soufflet comprimé est compensée par 1' augmentation du volume d'un soufflet en expansion. La solution des Fig. 3 et 4 ne nécessite donc aucune mise au retour de fluide du côté pompage pour compenser les variations de volume des soufflets eux-mêmes et évite toute circulation de fluide à cet effet. Ceci est important en particulier, lorsque la pompe fonctionne à haut régime, par exemple à 1500t/m. REVENDICATIONS 1 - Pompe à barillet pour fluide agressif notamment pour l'eau de mer, du type comportant un carter dans une première partie duquel est placé un groupe de pistons-cylindres axiaux disposés en couronne autour dtun axe de la pompe, ledit groupe étant entraîné par l'intermédiaire d'un plateau oscillant s'appuyant sur la face d'extrémité oblique d'un organe d'entraînement monté à rotation autour de l'axe de la pompe, ce plateau et cet organe d'entraînement étant disposés dans un second compartiment dudit carter, ladite pompe étant caractérisée en ce que la tête (12) de chaque piston (7) est entourée d'un soufflet (15, 19) dont les bords d'extrémité (15a; 15b; 19a, 20) sont respectivement montés de facon étanche sur cette tête de piston (12) et sur le corps de la pompe (4, 6; 1, 23). 2 - Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque piston (7) est muni d'un soufflet individuel (15) dont le bord (15b) opposé à la tête de piston (12) est fixé dans une rainure (17) ménagée dans le corps de pompe (4) à l'embouchure du cylindre (5) concerné. 3 - Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les soufflets (19) du piston (7) forment partie d'une membrane unique (20) séparant la partie (2) de la pompe logeant ledit groupe de cylindres-pistons dudit second compartiment (3). 4 - Pompe suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ladite membrane (20) présente une forme annulaire et est fixée par sa périphérie extérieure (20a) dans la paroi intérieure du carter (1) tandis que son bord intérieur (20b) est fixé autour d'un organe central (23) de la pompe sur lequel est prévu une rotule (14) pour le plateau oscillant (12). 5 - Pompe suivant l'une quelconque des revendica tions 1 à 4, caractérisée en ce que lesdits soufflets (15, 19) sont réalisés en une matière élastomère telle que le néoprène, le styrène ou un caoutchouc nitrile ou siliconique