Brevet FR2476711A1 — publié le 19810828

L'invention a pour objet, d'une part, un dispositif pour l'entra5nement non pulsant d'un fluide liquide allant d'un ré- servoir d'alimentation à un organe utilisateur, ledit disposi- tif comportant des organes propulseurs à fonctionnement cons- tant avec des éléments foulants à mouvement alternatif, et, d'autre part, une machine à tracer la signalisation routière horizontale en utilisant l1e dispositif visé. Il existe un grand nombre de problèmes d'acheminement qu'on doit résoudre à l'aide de pompes, alors que les fluides correspondants doivent 8tre acheminés sans pulsations et que, pour les raisons les plus diverses, on ne peut mettre en oeuvre les pompes centrifuges génératrices de flux non pulsants dans les canalisations et que l'acheminement du fluide doit obliga- toirement 9tre assuré par des pompes foulantes, pourvues d'or- ganes de refoulement, par exemple des pistons. Pou éviter, en pareil cas, les débits constamment croissants ou décroissants engendrés par la cinmatîque habiselle à bielle ou exncntrique, provoquant des courants instationunaires, c est=dire pUlsants,- dans les canalisations, on a déjà proposé et exécuté les mesix- res et les dispositifs les plus variése A.si, on a ten8é de compenser la pulsation de chacun des pistons, au moins en grande parties ean utilisant plusieurs pis- tons déeolés en phase, débitant sir le m9me réseau. Ces pompes niont domné satisfaction, jusqu'à présent, que dans lindustrie pétrolière. Lorsqu'il s'agit de liquides non lubrfiants, on utilise, avant comme après, des pompes à pistons de construction classi- que comportant un clapet d'aspiration et un clapet de refoule- ment par piston. Pour eliiner malgré tout la pulsation ou le reliquat de pulsation de chacun des pistons, on dispose souvent des réservoirs d'air comprimé du c8té de la compression Toute- fois, l'effet d'amortissement des réservoirs d'air dépend d'une part, de la fréquence, (vitesse de rotation ou nombre de coups de piston de la pompe dans l'unité de temps), dVautre part des conditions de pression instantanées, tandis que la présence m8- me d'un tel organe constitue un élément eélastique placé du cOté compression et qu'en conséquence, les réservoirs dair ne sont pas appropriés toutes les fois qu'un débit constant précis est spécifié pour un vaste domaine de vitesses de rotation et de valeurs de la contrepression, toutes les fois que le courant 2 2476711 propulsé doit Otre interrompu et libéré brusquement, -ce qui est le cas, par exemple, des machines à tracer les bandes de signalisation qui appliquent des traits discontinus à l'aide de pistolets à peinture, etc.. Pour obtenir, à l'aide de pistons à mouvement alternatif, un courant de fluide non pulsant et indépendant de la contre- pression, on a donc élaboré des systèmes cinématiques très dif- férents du principe d'entraInement par bielle et manivelle. Toutes ces cinématiques qui s'écartent du système à mani- velle visent à maintenir constante la somme des vitesses de tous les pistons intervenant dans le transport. Toutefois, ce principe, connu en soi depuis longtemps, présente l'inconvénient qu'une superposition véritable des courants, dépourvue de toute pulsation, n'a pu être réalisée qu'à pression atmosphérique ou, du moins, lorsque la contre-pression est très faible. La précompression peut être obtenue, par exemple, à l'ai- de d'une modification cinématique de l'entraînement de la pompe, ou bien, dans le cas de pompes à moteurs hydrauliques, au moyeu des ressources que présente l'hydraulique grâce à la mise en oeuvre de réservoirs d'accumulation et de soupapes de réglage. Tous ces procédés présentent l'inconvénient d'exiger une varia- tion de la pression compensatrice en fonction de la pression active. Lorsque la pression active dans la canalisation varie fréquemment, la pression antagoniste doit Otre réglée f'équem- ment, ce qui est gênant. L'invention proposée évitera ces inconvénients, notamment mais non exclusivement dans le cas de machines à tracer les bandes horizontales de signalisation routière, grâce à une dis- position comportant des mécanismes de propulsion à débit cons- tant et sans pulsations, pourvus d'organes de refoulement à mouvement alternatif sans précompression, de manière que la- dite précompression ne puisse constituer une source de pulsa- tions. Pour résoudre ce problème, il est proposé, selon l'inven- tion, dans un dispositif du type précité, de relier alternati- vement et successivement les chambres de compression de deux ou plus de deux organes propulseurs, engendrant des courants propulsés qui se recoupent dans le temps et dont les valeurs sont égales entre elles et proportionnelles à la vitesse (nom- bre de tours dans l'unité de temps), tantôt a l'utilisateur, tant8t au réservoir d'alimentation, grâce à un organe d'inver- sion fonctionnant dans la plage de recouvrement des deux cou- rants. Dans une machine à tracer la signalisation horizontale fonctionnant selon ce principe, les dispositifs propulseurs seront des pompes entratnées en fonction de la vitesse de cir- culation de l'engin, les courants propulsés étant alors propor- tionnels à cette vitesse de circulation. Pour obtenir ces plages de propulsion par courants proportionnels à la vitesse de mar- che, les pistons des pompes peuvent être commandés par des dis- ques.; came de pentes égales, solidarisés avec le mécanisme de traction de la machine, ou bien ils peuvent être entraînés par ledit mécanisme moteur par l'intermédiaire de transmissions à crémaillère ou encore communiquer avec des cylindres hydrauli- ques actionnés par des pompes hydrauliques liées à la transmis- sion du moteur. Bien entendu, on peut utiliser atssi d'autres modes d'entraînement appropriés de nature connue. Pour pouvoir travailler à des pressions de propulsion aussi élevées que pos- sible, l'entraînement des pistons peut être effectué par un fluide hydraulique agissant directement sur lesdits pistons. Les pompes utilisées seront, de préférence, des pompes à soufflets ou à membrane, notamment lorsque les fluides à pro- pulser sont corrosifs; toutefois, on peut prévoir aussi d'au- tres types de pompes à pistons alternatifs. Suivant un mode d'exécution privilégié de l'invention, un organe de réglage à étranglement est incorporé dans la conduite de retour vers le réservoir d'alimentation, la résistance dudit organe étant adaptable à celle de l'utilisateur. L'organe d'inversion sera agencé de telle manière que, pendant le processus d'inversion proprement dit, les pompes à pistons soient reliées simultanément à l'utilisateur et au ré- servoir. La mise en oeuvre de l'organe d'inversion se produit pendant la course de compression des deux pistons qui se déroule à une vitesse proportionnelle à celle de l'engin, dans le do- maine de recouvrement des deux compressions. Le fonctionnement de l'organe d'inversion est solidaire, de préférence, du mou- vement moteur des pistons. La transmission de ce mouvement peut être assurée rationnellement à l'aide d'un piston pneuma- tique ou hydraulique. 4.0 Lorsque les fluides à propulser sont particulièrement 4 P 2476711 visqueux, les pompes et l'organe d'inversion seront réchauffa- bles à l'aide d'un liquide caloriporteur. L'invention est décrite ci-après de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple d'exécution sans caractère limitatif, il- lustré aux dessins annexés, dans lesquels: Fig.1 (a et b) sont des vues schématiques de l'agencement des pompes, exécutées sous la forme de pompes à pistons, pour la machine à tracer les bandes selon l'invention, montrant deux positions inverses de commutation et de fonctionnement des pom- pes; et Fig.2 est un graphique montrant la courbe de compression des deux pompes de propulsion. Aux figures, les éléments analogues sont désignés par le même numéro de repère. Ainsi, aux fig.la et lb, l'une des pom- pes à piston est notée 10, l'autre est notée 11, tandis que les pistons correspondants, représentés dans l'exemple illustré sous la forme de pistons à soufflets, permettant d'acheminer même des fluides corrosifs, sont notés respectivement 12 et 13. Ces pistons sont commandés par les disques à came 14 et 15. Tandis que les chambres assurant l'aspiration des cylindres et 11 communiquent avec un réservoir d'alimentation 18, pen- dant le refoulement, la chambre correspondante est liée à un organe d'inversion 16 lequel branche successivement chaque pom- pe sur un utilisateur 17, par exemple le pistolet à peinture d'une machine à tracer les bandes, et sur le réservoir 18. Un organe de réglage à étranglement 19 est prévu sur la canalisation de retour vers le réservoir. L'entra nement de l'organe d'inversion est assuré, dans l'exemple illustré, par un cylindre pneumatique 20 commandé par une came 21, montée sur le m8me arbre que les cames de commandes des pompes 14 et , donc solidaire du mouvement des pistons. Ia fig.2 représente les courbes de propulsion des deux pompes I et Il. On voit que, grâce à la géométrie des disques à came 14 et 15 selon l'invention, prévoyant des recoupements entre les phases de compression desdites pompes avec pente ré- gulière de la montée-en pression, et grâce à la présence de l'organe d'inversion 16, on obtient un courant de propulsion totalement exempt de pulsations. Etant donné que l'utilisateur du fluide sous pression n'est, à tout moment, relié qu'à un seul cylindre, il ne reçoit jamais ledit fluide sous la forme de somme de courants provenant de deux ou plus de deux cylin- dres. La masse de fluide excédentaire qui, dans les plages de recoupement, arrive par suite de la compression commune des deux cylindres, n'est pas envoyée à l'utilisateur 17, mais re- tourne au réservoir 18 en passant par une soupape d'étrangle- ment 19 dont la résistance correspond exactement à celle de l'utilisateuve. Dans le cylindre considér6é, la pression de fono- tionnement qui seétablit est identique à celle qui s'établit dans le cylindre communiquant avec lutiliateure Donc, dana la plage o les deux compressions des pistons se recoupent, on trouve deux courants de propulsion opposés aux mgmes contre- pressions, l'un desdits courants allant à leutilisateur et l'.au- tre retournant au réservoir. Dans la phase d'intersection des deux courses de compres- sion, l'organe d'inversion 16 renverse la communication abou- tissant a l'utilisateur, la faisant passer du cylindre conte- nant le piston qui -a amrriver en bout de course de compression a celui dont le course de compression vient de commencer. En msme temps, la aalisation de retour passe du cylindre au dé- but de sa course de compression vers le cylindre dont la course de compression va se terMie essurent ainsi le retoure du re- liquat de fluide de ce deraier. Pour éviter d'éventuelles variations de pression ou de masse du courant propulsé pendant l'inversion, les deux pistons sont, pendant ledit processus d'inversion, mis sinultanément an communication avec l'utilisateur et avec le réservoir. Cette mesure suffit A éviter la variation de la masse et de la pres- sion du fluide en mouvement car, pendant l'intervalle de temps considéré, les deux courants, de valeurs égales, s'additionnent et constituent de ce fait un courant de valeur double de chacun d'eux, auquel s'oppose une résistance globale qui, grce & la mise en parallèle des deux résistances, est moitié de la résis- tance de chacun des courants, la contre-pression étant ainsi inchangée par suite des lois de l'hydromécanique. Les soupapes d'inversion destinées à ce tpe d'utilisation peuvent 8tre exécutées selon des modes connus, sous la forme de clapets a siège ou de soupapes à piston, permettant de réa- liser des pompes débitant, selon la méthode décrite ci-dessus, un courant sous pression statique, dépourvu de pulsations, a- cheminant aussi bien des fluides lubrifiants que des fluides 6 2476711 contenant des particules solides abrasives. L'agencement ainsi décrit est donc approprié pour tous les types connus de pompes à pistons à vitesse constante. Quant au problème de la précompression, évoqué dans le préambule, dont le défaut de résolution ou l'absence de réglage précis en- gendre des pulsations, il ne se pose pas dans le système propo- sé, car la phase de précompression peut 9tre programmée à un moment suffisamment précoce, avant celui o]a soupape d'inver- sion met l'utilisateur en communication avec le cylindre, la précompression de ce dernier étant donc déjà achevée. Cet effet est particulièrement avantageux lorsqu'il s'agit de pompes de construction relativement élastique qui, sans renoncer à d'au- tres propriétés exigées, (par exemple invariabilité à haute température, étanchéité de haut niveau), ne peuvent 9tre exécu- tées d'une façon plus rigide, par exemple des pompes à soufflets. Un autre avantage de l'invention réside en ce qu'elle permet souvent de remplacer des pompes de construction rigide, techniquement très onereuses, pour assurer une propulsion cons- tante et sans pulsations, par des pompes plus simples et moins coûteuses, mais de construction élastique, étant donné que, dans l'agencement selon l'invention, l'influence perturbatrice de la précompression est éliminée. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour le refoulement sans pulsations d'un fluide liquide d'un réservoir d'alimentation vers un organe utilisateur, au moyen d'installations de propulsion à débit constant fonctionnant avec des organes de refoulement à mouve- ment alternatif, caractérisé en ce que les chambres en compres- sion de deux ou plus de deux organes propulseurs (10, 11) dont les périodes de compression se recouvrent partiellement, engen- drent des courants égaux et proportionnels à la vitesse d'en- traînement (vitesse rotative du moteur), lesdits courants étant mis en communication, grace à un organe d'inversion (16), tan- t8t avec l'utilisateur (17), tant8t avec le réservoir (18) et l'inversion se produisant pendant la période d'intersection des compressions. 2.Machine à tracer la signalisation horizontale routière comportant un dispositif selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes propulseurs sont entraînés en fonction de la vitesse de circulation de ladite machine, lesdits organes étant des pompes (10, 11) dont les courants de fluide propulsés sont proportionnels à ladite vitesse de circulations 3.- Machine à tracer la signalisation routière selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les périodes de compression proportionnelle à la vitesse de circulation sont obtenues en faisant commander les organes refouleurs (12, 13) des pompes (10, 11) par des disques à came (14, 15) entraUnés par la transmission du véhicule et dont les pentes sont cons- tantes pour chaque période de compression. 4.- Machine à tracer la signalisation routière selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les périodes de compression proportionnelles à la vitesse de circulation du véhicule sont obtenues en faisant commander les organes refou- leurs (12, 13) des pompes (10, 11) par des transmissions à crémaillères entraunées par la transmission motrice du véhicule. 5.- Machine selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisée en ce que les périodes de compression proportionnelles à la vitesse de circulation du véhicule sont obtenues en met- tant les organes refouleurs (12, 13) des pompes (10, 11) en communication avec des cylindres hydrauliques entra nés par des pompes hydrauliques solidaires du mécanisme de traction du vé- hicule. 6.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entraînement des organes refouleurs (12, 13) des pompes (10, 11) est assuré en faisant agir direc- tement sur ceux-ci un liquide hydraulique. -5 7.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pompes (10, 11) ont la configuration de pompes à soufflets. 8.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pompes (10, 11) sont à membranes. 9.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la canalisation de retour vers le réser- voir d'alimentation (18) contient un organe de réglage par é- tranglement (19) dont la résistance peut être adaptée à celle de l'utilisateur (17). 10.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'organe d'inversion (16) est agencé de telle manière que pendant le processus d'inversion proprement dit, les chambres en compression des pompes (10, 11) communi- quent simultanément avec l'utilisateur (17) et le réservoir d'alimentation (18). 11.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que-l'entra nement de l'organe d'inversion (16) se produit pendant la phase de compression simultanée des deux organes refouleurs (12, 13), c'est-à-dire pendant l'inter- section des deux phases de compression proportionnelle à la vitesse de circulation du véhicule. 12.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entra nement de l'organe d'inversion (16) est dérivé du mécanisme d'entralnement des organes refou- leurs (12, 13). 13.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entraînement de l'organe d'inversion (16) est assuré au moyen d'un piston (20). 14.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pompes (10, 11) ainsi que l'organe d'inversion (16) peuvent être réchauffés, de préférence, par un liquide caloriporteur.