Brevet FR2474109A1 — publié le 19810724

La présente invention se rapporte à un dispositif de reglage du débit du liquide débité par la pompe à haute pression à pistons multiples d'un appareil de nettoyage au jet à haute pression, dispositif qui utilise des conduits de by-pass qui, pour au moins deux pistons, relient la chambre de pompe à la chambre d'aspiration et peuvent être obturés par un seul et même élément obtura teur qui peut s'appuyer à joint étanche sur un siège d'obturateur de chaque conduit de by-pass, le mouvement de l'élément obturateur écartant tout d'abord cet élément de l'un des sièges puis l'écartant de l'autre siège au cours de la poursuite de ce mouvement. Cn utilise des appareils de nettoyage au jet à haute pression pour le nettoyage des surfaces sales, par exemple les surfaces des machines, des façades, des écuries, et également pour dégraisser et déglacer dans l'industrie du bâtiment. Ces travaux sont exécutés tantôt avec de l'eau chaude sous haute pression, par exemple avec de l'eau à 100 bars et à 80du, tantot avec un jet de vapeur saturée à une pression de 25 bars et une température de 1400C. Pour ces travaux, il est nécessaire de commuter l'appareil d'un mode de travail à l'autre. Par ailleurs, il est nécessaire de pouvoir ajuster le débit d'eau, à la température et la pression sur des valeurs intermédiaires. Pour celui, il est déjà connu (demandes de brevets de la République Fédérale d'Allemagne P 23 03 567, P 27 22 353 et anciens appareils de nettoyage à haute pression HDS de la firme Karcher GmbH & CO., Winnenden, R.F.A. de munir un cylindre de la pompe d'un conduit de by-pass qui contourne le clapet d'aspiration et dans lequel se trouve un dispositif de réglage. Lorsque ce dispositif est fermé, la pompe refoule de la façon habituelle, tandis que, lorsque ce dispositif est ouvert, une partie du liquide refoulé-revient au conduit d'aspiration, de sorte que, selon le degré d'ouverture du dispositif de réglage, le cylindre de la pompe est plus ou moins court-circuité. Cette construction est appropriée pour les pompes à deux cylindres. De cette façon, on peut atteindre une réduction du débit qui peut atteindre 50%. Au contraire, dans le cas d'un réglage du débit exécuté sur une pompe multicylindrique, on devrait prévoir des dispositifs de réglage sur au moins deux cylindres. Ceci est techniquement compliqué, coûteux au point de vue economique et difficile à maîtriser en fonctionnement L'invention vise à obtenir, dans le cas des pompes à trois ou plus de trois cylindres, une réduction du débit supérieure au refoulement d'un cylindre de la pompe sans avoir pour cela à manoeuvrer plusieurs dispositifs de réglage. Suivant l'invention, ce problème est résolu, dans le cas d'un dispositif de réglage du débit du genre décrit au début du présent mémoire par le fait que les conduits de by-pass sont disposés coaxialement l'un à la suite de l'autre, que l'élément obturateur se déplace le long de l'axe commun, le siège d'obturateur du conduit de by-pass destiné à s'ouvrir le dernier étant formé par la surface interne cylindrique du conduit de by-pass, contre laquelle l'élément obturateur s'appuie dans la position de fermeture avec interposition d'une bague d'étanchéité, par le fait que ce conduit de by-pass présente un élargissement dans le sens du déplacement de l'élément obturateur, par le-fait que les deux conduits de by-pass sont reliés à la chambre d'aspiration dans la région comprise entre les deux sièges par l'intermédiaire d'un conduit commun, et par le fait que le conduit de by-pass qui s'ouvre le premier présente des diamètres étagés et que l'élément obturateur présente un épaulement d'étanchéité situe dans la région de plus grand diamètre et qui peut s'appuyer contre une surface de portée étanche de ce conduit de by-pass. Dans cette construction, la surface de portée étanche peut être de préférence de forme conique, l'élément obturateur présentant alors un épaulement d'étanchéité de forme conique correspondante. Suivant une construction avantageuse, l'élément obturateur est constitué par une tige vissée dans un filetage. L'élément obturateur possède de préférence un étranglement entre les deux surfaces de portée étanche, ce qui améliore les conditions d'écoulement dans cette région. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'une pompe comprenant trois chambres de pompe et un dispositif de réglage du débit suivant l'invention - la Fig. 2 est une représentation schématique d'une variante de réalisation d'une pompe à trois cylindres dans laquelle les trois éléments de la pompe sont disposés en étoile et qui est équipée d'un dispositif de réglage de débit suivant l'invention. Dans la pompe à haute pression représentée sur la Fig. 1, il est prévu trois chambres de pompe 2, 3 et 4 disFsées les unes à côté des autres dans une culasse 1 et qui sont chacune en communication avec un conduit d'aspiration 8 par une première ouverture 5, 6 ou 7 respectivement, et avec un conduit de refoulement 12 par une deuxième ouverture, 9, 10 ou 11 respectivement. Les ouvertures 5, 6 et 7 du côté aspiration sont fermées chacune par un clapet anti-retour 13, 14 ou 15 respectivement chargé par un ressort, et les ouvertures du côté refoulement sont fermées chacune par un clapet anti-retour 16, 17 ou 18 respectivement également chargé par un ressort.Dans les chambres de pompe 2, 3 et 4, coulissent des pistons, non représentés sur la Fig. 1, qui agrandissent et réduisent périodiquement le volume de ces chambres, avec un décalage mutuel dans le temps. La chambre de pompe 2 communique par un conduit de by-pass 19 avec un conduit de liaison 21 qui mène au conduit d'aspiration 8, et la chambre de pompe 3 communique avec le même conduit de liaison par un conduit de by-pass 20. Les conduits de by-pass 19 et 20 se trouvent de part et d'autre du conduit de liaison 21 et ont un axe longitudinal commun. Sur le côté dirigé vers la chambre de pompe 2, le conduit de by-pass 19 est évasé en cône, de sorte qu'il se forme une surface de portée étanche 22 de forme conique. Le conduit de by-pass 20 est de forme cylindrique et, dans la région du conduit de liaison 21, son diamètre est élargi, de sorte qu'il se forme un épaulement 23. Dans la culasse 1 tourne une tige filetée ou vis 25 vissée dans un perçage fileté 24 et dont l'axe longitudinal coïncide avec l'axe longitudinal des conduits de by-pass 19 et 20. Dans sa partie avant, cette vis forme un élément obturateur qui est engagé dans les conduits de by-pass 19 et 20. Dans la position de vissage représentée sur le dessin, un épaulement conique 26 de la vis 25 est appuyé à joint étanche sur la surface de portée étanche conique 22, tandis qu'une bague d'étanchéité 27 située à l'extré- mité libre de la vis est appuyée à joint étanche contre la surface interne 28 du conduit de by-pass 20. La vis traverse la chambre de pompe 2 et est montée à joint étanche dans la culasse 1 par une bague d'étanchéité 29. A son extrémité qui émerge de la culasse, la vis porte un volant 30. Dans la région comprise entre l'épaulement 26 et la bague d'étanchéité 27, la vis présente un étanglement 31, c'est-à-dire une région de plus petit diamètre, ce qui améliore les conditions d'écoulement dans cette région. Le mode de montage de la vis, les dimensions de la vis et la disposition de la surface de portée étanche 22 et de l'épaulement 23 sont choisis de telle manière que, lorsqu'on dévisse la vis en partant dela.position vissée au maximum représentée sur la Fig. 1 dans laquelle l'epau- lement 26 est appuyé à joint étanche contre la surface de portée étanche 22 et la bague d'étanchéité contre la surface interne 28, cette vis dégage tout d'abord le conduit de by-pass 19, ceci en soulevant l'épaulement 26 de la surface de portée étanche 22.Pendant ce temps, la bague 27 reste en contact étanche avec la surface interne 28, c'est-à-dire que le conduit de by-pass 20 reste fermé. Ce n'est que lorsqu'on dévisse la vis davantage que la bague 27 parvient dans la région élargie située au-delà de l'épaulement 23, de sorte que le conduit de by-pass 20 est ouvert lui aussi. On obtient donc une ouverture successive de la chambre de pompe 2 puis de la chambre de pompe 3 sur le conduit de liaison 21 et, par conséquent, sur le conduit d'aspiration 8. Lors de la fermeture, les opérations se produisent de la façon inverse. Dans l'utilisation de la pompe représentée sur la Fig. 1, on peut donc, par une simple rotation de la vis, régler l'ouverture des conduits de by-pass et, de façon, régler le débit sur la valeur voulue par variation continue. Par ce moyen, on peut également régler par variation continue la température finale du liquide débité. Sur la Fig. 2, on a représenté une variante de réalisation d'une pompe à haute pression qui présente également trois cylindres de pompe. Dans cette variante, et contrairement à la disposition de l'exemple de la Fig. 1, les cylindres de pompe sont disposés en étoile. Les éléments de cette variante qui correspondent à des élé- ments de l'exemple de la Fig. 1 sont désignés par des numéros de référence correspondants mais majorés de 100 pour les distinguer. Sur la Fig. 2, on a également représenté les pistons 151, 152 et 153 entraînés par un arbre 150 monté excentriquement, qui plongent dans les chambres de pompe 102, 103 et 104, coulissent dans la culasse et sont montés à joint étanche dans cette culasse. Pour correspondre à la nouvelle disposition des chambres, le conduit d'aspiration 108 et le conduit de refoulement 112 ainsi que le conduit de liaison 121 sont agencés suivant un tracé différent de celui de l'exemple de la Fig. 1. Ici, le conduit d'aspiration 108 et le conduit de refoulement 112 sont réalisés en partie sous la forme de conduits annulaires qui sont en communication avec des segments de conduits rectilignes. Egalement à la différence de l'exemple de réalisa tion de la Fig. 1, la chambre de pompe 102 communique par un conduit de liaison 155 avec une chambre de by-pass 154, qui s'ouvre elle-même, à travers une surface de portée étanche conique 122, dans un conduit de by-pass 119 dont l'axe longitudinal se trouve dans le prolongement du conduit de by-pass 120. Dans cet exemple de réalisation, la vis 125 traverse la chambre de by-pass 154, laquelle est isole de l'espace extérieur à joint étanche par une bague d'étanchéité 129. Pour le reste, la construction du dispositif de réglage correspond entièrement à celle de l'exemple représenté sur les Fig. 1. Finalement, la chambre de by-pass 154 peut également être considérée comme une partie de chambre de pompe 102 puisque la chambre de bypass est en communication avec la chambre de pompe 102 par le conduit de liaison 155. Naturellement, le mode de fonctionnement de l'exemple de la Fig. 2 correspond entlèrement à celui de l'exemple de réalisation décrit en regard de la Fig. 1, de sorte qu'on pourra se reporter à l'exemple donné plus haut. Le dispositif de réglage du débit suivant l'invention est particulièrement bien approprié pour les appareils de nettoyage au jet à haute pression à augmentation de pression hydraulique. Dans ces appareils, le débit de liquide refoulé par la pompe multicylindrique est envoyé à un conduit de pression d'où l'eau est conduite, après avoir traversé un interrupteur manométrique, à une lance qu'on manipule à la main. Si on lâche la lance, cette dernière se ferme automatiquement, ce qui se traduit par un accroissement de la pression dans l'installation. Lorsque la pression atteint le niveau de la pression d'arrêt de l'interrupteur manométrique, ce dernier met le moteur d'entraînement à l'arrêt. Lorsque, à la reprise du travail, on ouvre la lance1 la pression tombe au niveau de la pression de remise en marche de l'interrupteur manométrique, de sorte que le moteur et, avec lui, la pompe, se remettent en marche. Dans cette construction, il est nécessaire que la pression reste maintenue entre la pompe à haute pression et la lance pendant que la lance est fermée. Si cette condition n'est pas remplie,l'appareil de nettoyage au jet à haute pression s' arrête et se remet en marche continuellement, même lorsque la lance est fermée. Cet inconvénient est supprimé avec le dispositif de réglage du débit suivant l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage du débit de liquide débité par la pompe à plusieurs pistons et à haute pression dun appareil de nettoyage au jet à haute pression, dispositif utilisant des conduits de by-pass qui, pour au moins deux des pistons, font communiquer la chambre de pompe avec la chambre d'aspiration et peuvent être obturés par un seul et même élément obturateur qui peut venir s'appuyer à joint étanche sur un siège de chacun des conduits de by-pass, le mouvement de l'élément obturateur écartant tout d'abord cet élément de l'un des sièges puis l'écartant de l'autre siège au cours de la poursuite de ce mouvement, ce dispositif étant caractérisé en ce que les conduits de by-pass (19, 20; 119, 120) sont disposés coaxialement l'un à la suite de l'autre, en ce que l'élé- ment obturateur (25; 125) se déplace le long de l'axe commun, le siège d'obturateur (28; 128) du conduit de by-pass (20; 120) destiné à s'ouvrir le dernier étant formé par la surface interne cylindrique du conduit de by-pass contre laquelle l'élément obturateur (25; 125) s'appuie dans la position de fermeture avec interposition d'une bague d'étanchéité (27; 127) en ce que ce conduit de by-pass (20; 120) présente un élargissement dans le sens du déplacement de l'élément obturateur (25; 125), en ce que les deux conduits de by-pass (19, 20; 119, 120) sont reliés à la chambre d'aspiration (8; 108) dans la région comprise entre les deux sièges (22 ou 28; 122 ou 128) et par l'intermédiaire d'un conduit commun (21; 121) en ce que le conduit de by-pass (19; 119) qui s'ouvre le premier présente des diamètres étagés, et en ce que l'élé- ment obturateur (25; 125) présente un épaulement d'étan chéité (26; 126) situé dans la région de plus grand diamètre et qui peut s'appuyer contre une surface de portée étanche (22, 122) de ce conduit de by-pass (19;119). 2. Dispositif de réglage du débit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de portée étanche (22; 122) est de forme conique et en ce que l'élément obturateur (25; 125) présente un épaulement d'étanchéité (26; 126) d'une forme conique correspondante. 3. Dispositif de réglage du débit suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément obturateur est constitué par une tige (25; 125) vissée dans un filetage (24; 124). 4. Dispositif de réglage du débit suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'élément obturateur (25; 125) présente un étranglement (31; 131) ménagé entre les deux surfaces de portée étanche (26 et 27; 126 et 127) pour améliorer les conditions d' écoulement.