Brevet FR2493926A1 — publié le 19820514

Perfectionnements à l'équipement des orifices de la chambre d'une pompe a piston L'invention concerne les pompes à piston plongeur et plus particulièrement les trois orifices traditionnels de la chambre d'une telle pompe, à savoir l'orifice d'aspiration, l'orifice de refoulement et le passage du piston vers l'extérieur de la chambre. Il doit être noté que le mot "pompe" doit être pris dans son sens le plus large, englobant les pompes doseuses, y compris les micro-doseurs, ainsi que tout auto-dispositif hydraulique où le mouvement rectiligne alternatif d'un piston dans une chambre détermine la circulation du fluide considéré dans un circuit incluant ladite chambre. Parmi les difficultés que l'on rencontre dans la construction d'un tel dispositif hydraulique et qui sont résolues, jusqu'à maintenant, de façon peu satisfaisante ou particulièrement onéreuse, il faut citer la structure des clapets d'aspiration et dq refoulement et la réalisation de l'étanchéité du passage du piston vers l'extérieur de la chambre, c'est-à-dire, en fait, l'équipement des trois orifices de ladite chambre. En effet, les pompes à piston plongeur et notamment les pompes doseuses ont des applications extrêmement nombreuses dans l'industrie pharmaceutique, les industries alimentaires, le traitement des eaux, la pétrochimie, etc. et le problème à résoudre est chaque fois différent quant à la limitation des débits et à l'agressivité du fluide. Ceci conduit les fabricants à prévoir un grand nombre de modèles de clapet présentant des "passages" différents, ce qui, bien entendu, en augmente le coût de revient. Encore faudra-t-il disposer d'un certain nombre d'entre eux au montage car, pour un même usage, le débit optimal yarie avec la hauteur d'aspiration, la hauteur totale et le coëfficient de viscosité du fluide. Selon l'invention l'orifice d'aspiration et/ou l'orifice de refoulement de la chambre d'une pompe à piston est un clapet du type dit à mobile, coulissant dans une cage, pouvant coopérer avec un siège et dont la course a une amplitude maximale limitée par une bague réglable en position. Par ailleurs, le joint assurant l'étanchéité du passage du piston vers l'extérieur, est constitué par l'empilage d'une pluralité de rondelles ayant un diamètre intérieur inférieur à celui du piston qui les traverse, lesdites rondelles étant alternativement en élastomère et en matière plastique dérivée du tétrafluoroéthylène, tandis que l'empilage est comprimé entre la paroi frontale de la chambre et le fond d'une cuvette ménagée dans une pièce de guidage du piston, et que le bord de l'orifice de la chambre est légèrement évasé vers l'extérieur afin de ne pas écraser la lèvre formée par l'enfilage à force des rondelles sur le piston. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparatront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, description qui se réfère au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un clapet selon l'invention, la coupe épargnant le mobile, - la figure 2 est une vue en perspective du mobile de la figure 1, - la figure 3 montre la structure et la mise en place du joint d'étanchéité du passage du piston vers l'extérieur de la chambre, - la figure 4 représente le même joint, mise en place terminée. Un clapet (figure 1) à mobile (figure 2) est destiné à équiper l'orifice d'admission et/ou l'orifice de refoulement d'une pompe à piston et notamment d'une pompe doseuse. Dans l'exemple représenté, le clapet 10 est à passage direct, c'est-à-dire que son corps 11 présente une entrée 15 et une sortie 16 coaxiales, disposées de part et d'autre de la cage 13 ménagée dans le corps et dans laquelle coulisse, à frottement doux, le mobile 12. A l'une des extrémités de sa course, le mobile 12 vient coopérer avec un siège 17 pour obturer le passage du fluide. Ici le siège 17 a une portée conique dont l'angle au sommet est voisin de 1400, mais cet angle peut varier, sans inonvénient, d'environ 200 en plus ou en moins, et la partie du mobile 12 qui vient s'appliquer sur ledit siège est un embout 18 de révolution qui assure alors un contact limité à une ligne circulaire, rendant inutile tout "rodage".Al'autre extrémité de sa course, le mobile 12 vient buter contre une bague 14. La surface latérale du mobile 12 comporte des rainures longitudinales 20 (voir notamment la figure 2) qui constituent le passage du fluide entre l'entrée 15 et la sortie 16 du corps du clapet. I1 est clair que pour des conditions données de hauteur d'aspiration (ou de refoulement), de viscosité, de cadence du piston, le débit maximal possi ble est fonction de la somme des sections des rainures 20 aussi grande soit l'ouverture entre le siège 17 et l'embout 18. Cependant, en limitant la course du mobile, on limite le passage entre le siège et l'embout et ce passage peut être inférieur à celui déterminé par les rainures. I1 est donc possible de régler le débit maximal à une valeur optimale, pour l'application envisagée, en déplaçant la bague 14 suivant l'axe du clapet.Dans l'exemple représenté ce déplacement est obtenu par vissage ou dévissage, la bague 14 comportant un filetage extérieur en prise avec un filetage intérieur de la sortie 16 du corps 11. Les figures 3 et 4 montrent les moyens d'étanchéité préférés pour le passage du piston 21 vers l'extérieur de la chambre 25. Cette étanchéité est réalisée par un joint 31 comprimé entre la face frontale 24 de la chambre 25 et une pièce 27 extérieure formant l'un des fonds de la chambre, et traversée par le piston 21 dans un alésage 29. Afin d'assurer un meilleur guidage, la pièce 27 comporte une cuvette 26, coaxiale à l'alésage 29, dans laquelle s'emboite une saillie conjuguée de la face frontale 24 de la chambre. Les moyens de fixation et de serrage de la pièce 27 sur le bloc de la chambre ne sont pas représentés. Le joint 31 est constitué par l'empilage d'une pluralité de rondelles, ici quatre, ayant un diamètre intérieur inférieur à celui du piston et enfilées à force sur ce dernier de manière à provoquer sur chacune d'elles un renflement central ou lèvre. I1 est clair que la pression exercée par le fluide à travers le jeu existant entre la paroi de la chambre et le piston, tend à rabattre la lèvre et par conséquent à augmenter le serrage du joint autour du piston, ce qui assure une étanchéité parfaite. Après compression dans le fond de la cuvette 26, la lèvre n'est pas écrasée par la face frontale 24 de la chambre grace à un évasement 28 du bord de l'orifice. Avantageusement, pour que la compression reste la même en chaque point du joint 31, le fond de la cuvette 26 porte autour de son alésage 29 une saillie tronconique 30 conjuguée de l'évasement 28. Pour que le joint 31 puisse être utilisé dans les diverses applications des pompes doseuses, il faut qu'il résiste aux produits agressifs, mais il faut aussi qu'il conserve une bonne élasticité. Ces deux conditions sont souvent incompatibles car les matières résistant aux agents chimiques ont généralement une faible élasticité. C'est pourquoi, selon l'invention, le joint est formé par la juxtaposition de plu sieurs rondelles et, qu'en outre, ces dernières sont alternativement en élastomère 23 et en matière synthétique 22 à grande inertie chimique, par exemple en une matière dérivée du tétrafluoroéthylène telle que celles connues sous le nom commercial de "téflon". Bien entendu, la rondelle la plus proche de la chambre est une rondelle 22 inerte puisque c'est la première rencontrée par les infiltrations du fluide. REVENDICATIONS 1) Chambre de pompe à piston plongeur et notamment de pompe doseuse comportant un orifice d'aspiration, un orifice de refoulement munis chacuns d'un clapet et un alésage pour le passage du piston vers l'extérieur muni d'un joint d'étanchéité, caractérisée en ce que le clapet (10) de l'orifice d'aspiration et/ou de l'orifice de refoulement est un clapet du type dit à mobile (12), coulissant dans une cage (13), pouvant coopérer avec un siège (17) et dont la course a une amplitude maximale limitée par une bague (14) réglable en position. 2) Chambre de pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le siège (17) du mobile (12) est un siège conique d'angle au sommet compris entre 120 et 1600 et de préférence voisin de 1400, tandis que la partie du mobile (12) tournée vers ledit siège et destinée à coopérer avec ce dernier est un embout de révolution (18) afin que sa portée sur le siège (17) soit limitée à une ligne circulaire. 3) Chambre de pompe selon l'une des revendications 1 et 2 et dont le clapet (10) est à passage direct c'est-à-dire dont le corps (11) présente une entrée (15) et une sortie (16) ccaxiales disposées de part et d'autre de la cage (13) du mobile (12), caractérisée en ce que la bague (14) de réglage est muni d'un filetage externe en prise avec un filetage interne de la sortie (16) du corps (11) de manière à pouvoir être réglée en position par vissage ou dévissage. 4) Chambre de pompe selon la revendicatiDn 3, caractérisée en ce que le mobile (12) du clapet (10) est constitué par un noyau (19) monté librement à frottement doux dans la cage (13), portant en regard du siège (17) un embout de portée (18) et présentant sur sa surface latérale une pluralité de rainures (20) longitudinales assurant le passage du fluide lorsque le mobile (12) est écarté du siège (17). 5) Chambre de pompe à piston plongeur et notamment de pompe doseuse comportant un orifice d'aspiration, un orifice derefoulementmu- nis chacuns d'un clapet et un alésage pour le passage du piston vers 1' extérieur muni d'un joint d'étanchéité, caractérisée en ce que le joint (31) assurant l'étanchéité du passage du piston (21) vers l'extérieur est constitué par l'empilage d'une pluralité de rondelles (22 et 23) ayant un diamètre intérieur inférieur à celui du piston (21) qui les traverse, lesdites rondelles étant alternativement en élastomère et en matière plastique résistante aux agents chimiques, notamment en matière plastique dérivée du tétrafluoroéthylène, tandis que l'empilage est comprimé entre la paroi frontale (24) de la chambre (25) et le fond d'une cuvette (26) ménagée dans une pièce (27) de guidage du piston (21), et que le bord (28) de l'orifice de la chambre est légèrement évasé vers l'extérieur afin de ne pas écraser la lèvre formée par 1' enfilage à force des rondelles sur le piston (21). 6) Chambre de pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'alésage (29) du fond de la cuvette (26) de la pièce de guidage (27) du piston (21) est entouré d'une saillie tronconique (30),conjuguée de l'évasement du bord (28) de l'orifice de la chambre, afin d'obtenir au serrage la même compression sur la lèvre que sur la partie plane du joint (31).