Brevet FR2502702A1 — publié le 19821001

Pompe à pistons alternatifs à barillet fixe et plateau tournant. I1 est connu, dans le domaine des pompes, d'animer d'un mouvement alternatif des pistons montes à coulissement dans un corps de pompe appele barillet et régulièrement re- partis dans ce corps de pompe autour d'un axe parallèle à l'axe de chacun des pistions, au moyen d'un plateau inclinable sur lequel prennent appui les pistons, en faisant tourner le plateau par rap- port au barillet, ou inversement, autour de l'axe longitudinal susdit. Dans le cas notamment d'un plateau tournant et d'un barillet fixe, le plateau est inclinable autour d'un axe orthogonal audit axe de révolution porte latéralement par un support d'entrainement en rotation du plateau. L'invention est relative à ce type de pompe et concerne un perfectionnement de construction pour repondre à une exigence particulière qu'impose l'usage de ces pompes dans le domaine du dosage très precis à relativement faible débit inférieur au decilitre et pouvant atteindre quelques microlitres par minute. Cette exigence est particulièrement sévère en chromatographie en phase liquide. I1 s'agit pour des raisons de precision de conserver à chacun des pistons de la pompe une position de point mort de refoulement invariable quelle que soit la cylindrée, donc la course des pistons. A cet effet donc, l'invention concerne une pompe à pistons alternatifs du type 9 barillet fixe comportant une pluralite de pistons parallèles dont les axes sont régulièrement répartis sur un cylindre et qui sont maintenus en appui par leur extremite exterieure au barillet sur un plateau tournant autour de l'axe dudit cylindre et susceptible d'être incline autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du cylindre susdit. Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention, la portion de surface du plateau sur laquelle s'appuient lesdites extremites des pistons possède dans un plan passant par l'axe dudit cylindre et perpendiculaire audit axe d'articulation du plateau une trace circulaire centre sur ledit axe d'articulation. De manière préférée, ladite portion de surface est torique et est définie par la surface engendrée par la trace susdite lors d'un mouvement de révolution autour de l'axe dudit cylindre, et le contact entre cette dernière et les extrémités de piston est pratiquement ponctuel. Dans une variante de réalisation, l'inclinaison du plateau est réglée au moyen d'un point d'appui mobile le long de l'axe dudit cylindre qui coopère avec une face du plateau opposée à celle pourvue de la portion de surface susdite3 tandis que la partie de contact de cette face avec ledit point présente un profil de came permettant une variation de la course des pistons proportionnelle au déplacement du point le long dudit axe. Dans une autre variante, l'inclinaison du plateau est reglee au moyen d'une piste circulaire centre sur l'axe de révolution et coopérant avec une partie du plateau diamétralement opposee audit axe d'articulation. L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatlf et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. Il sera fait référence au dessin annexé qui represente de manière schématique un mode de realisation pre- féré de l'iflvention sur lequel on a esquissé quelques variantes. En se reportant à ce dessin, on voit un corps de pompe 1 fixe possedant un axe longitudinal la autour duquel sont régulièrement répartis des pistons 2 dont les axes 2a sont situés sur un cylindre d'axe la Ces pistons 2 sont montés coulissement dans le corps ou barillet 1 et leur extrémité 2b non représentée coopère avec une chambre menagée dans le corps de pompe pour en faire varier le volume. Ces pistons sont maintenus appliqués par des ressorts 3 sur un plateau 4 qui est entrains en rotation autour de l'axe la au moyen d'un organe moteur non représenté En outre, ce plateau est articule sur un axe 5 s'étendant perpendiculairement à l'axe la.Un organe 6 - par exemple une tige filetee micrométrique - sert de butée reglable au plateau 4 et sa position le long de l'axe la determine l'inclinaison du plateau et par-la, de manière connue, la course des pistons manoeuvrés par le plateau incline et la cylindrée de la pompe. On notera en regard de cette figure que la face superieure 4a du plateau possède une portion de surface 7 sur laquelle prennent appui les pistons 2. Cette portion de surface 7 est telle que, dans un plan contenant l'axe la et perpendiculaire à l'axe 5-c'est-8-dire le plan de figure - elle possède une trace 7a circulaire constituee par un arc de cercle centre sur l'axe 5 Ainsi, quelle que soit l'inclinaison du plateau 4 autour de l'axe 5, le point de contact 8 des pistons avec le plateau dans le plan susdit est fixe. I1 est donc situe a une distance fixe du barillet 1.Si l'inclinaison du plateau est réalisée dans le sens de la flèche A, le lieu du point 8 lors de la rotation du plateau est un cercle contenu dans un plan perpendiculaire 9 l'axe la qui definit le point mort de refoulement de tous les pistons. On voit qu'ainsi tous les pistons ont un point mort de refoulement invariable et independant de l'inclinaison du plateau. Ce résultat sera obtenu si, par ailleurs, la surface 7 ne presente pas de pente ascendante partir de la face 4a du plateau le long de la ligne de contact des pistons lorsque ce plateau est perpendiculaire l'axe la Une forme préférée de la surface 7 sera constituee par la surface engendre par la rotation de la trace 7a autour de l'axe la.La surface 7 sera alors torique (comme sur la figure). On aura note que les pistons 2 présentent une surface d'extremite 2b du lotte du plateau convexe (ici sphérique) telle que le contact de ces pistons avec la surface 7 soit pratiquement ponctuel. Cette surface 2b peut affecter le profil d'une came dans le plan de la figure - et plus généralement dans chaque plan radial passant par les axes 2a - qui permettrait, compte tenu de la géométrie des éléments mobiles les uns par rapport aux autres, de rendre la variation de la course des pistons par inclinaison du plateau proportionnelle - fonction linéaire - du deplacement de l'organe 6. On prendra soin dans ce cas d'arrêter les pistons en rotation autour de leur axe par rapport au corps de pompe. Un tel profil des surfaces 2b apporte un perfectionnement à la pompe affectant dans un ordre élevé la précision du reglage, compte tenu du fait que les corrections qu'il apporte sont minimes. De la même maniera, on pourra realiser en profil de came adéquat l'extrémité de contact de l'organe 6 avec le plateau 4 ou la surface 4b de contact de ce plateau avec ledit organe dans le même but. On notera dans ce cas que la conformation de l'organe 6 sera de révolution et que le taillage de la face 4b sera réalise au-dela de l'axe 5 par rapport à l'axe la si le plateau est incliné dans le sens A. Enfin, sur cette figure, on a represente une partie 4c du plateau 4 coopérant avec une piste circulaire 9 s'etendant dans un plan perpendiculaire à l'axe la et réglable le long de cet axe. Ces deux moyens viennent en substitution de l'organe central 6 pour assurer le reglage de l'inclinaison du plateau 4. La surface d'appui de ladite partie 4c pourra elle aussi être taillée en surface de came pour rendre lineaire la relation entre le mouvement de la piste 9 et la variation de la course des pistons subse- quente. La position de l'axe 5 peut être indifferente au moins en theorie (hormis son orientation) et est représentée quelconque sur la figure. I1 peut cependant être avantageux de le prevoir å l'aplomb des axes 2a. 1J disposition selon l'invention permet de choisir au mieux des possibilités technologiques la position de cet axe. L'invention trouve une application intéressante dans le domaine des pompes de précision. Elle n'est pas limitée à la description qui vient d'en être donne, mais couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Pompe à pistons alternatifs du type barillet fixe (1) comportant une pluralite de pistons (2) parallèles dont les axes (2a) sont regulièrement repartis sur un cylindre et qui sont maintenus en appui par leur extremite extérieure (2b) au barillet sur un plateau (4) tournant autour de l'axe (la) dudit cylindre et susceptible d'entre incline autour d'un axe (5) perpendiculaire à l'axe (la) du cylindre susdit, caracterisee en ce que la portion de surface (7) du plateau (4) sur laquelle s'appuient lesdites extremites (2b) des pistons possède dans un plan passant par l'axe dudit cylindre (la) et perpendiculaire audit axe (5) d'articulation du plateau (4) une trace (7a) circulaire centree sur ledit axe d'arti cula tion. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite portion de surface (7) est torique et est definie par la surface engendrée par la trace (5a) susdite lors d'un mouvement de revolution autour de l'axe (la) dudit cylindre. 3. Pompe selon l'une quelconque des revendications precedentes, caractérisée en ce que le contact (8) entre les extre- mites (2b) des pistons susdites et ladite portion de surface (7) est pratiquement ponctuel. 4. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterisee en ce que l'inclinaison du plateau est reglee au moyen d'un point d'appui mobile (6) le long de l'axe dudit cylindre (la) qui coopère avec une face du plateau Wb) opposée & celle pourvue de la portion de surface 7 susdite et en ce que la partie de contact de cette face (4b) avec ledit point (6) présente un profil de came permettant une variation de la course des pistons proportionnelle au déplacement du point le long dudit axe la. 5. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'inclinaison du plateau est réglée par une piste circulaire (9) centree sur l'axe dudit cylindre coopérant avec une partie (4c) du plateau diametralement opposée à l'axe d'articulation (5) susdit, ladite piste étant reglable en position le long dudit axe la 6. Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que le contact entre ladite partie du plateau et la piste est assure le long d'un profil de came ménage sur ladite partie permettant une variation de la course des pistons proportionnelle au deplacement de ladite piste. 7. Pompe selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le point de contact des pistons avec la portion de surface (7) susdite évolue le long d'un profil de came (2b) ménagé à l'extrémité desdits pistons (2) pour permettre une variation de la course de ces derniers proportionnelle au depls- cement de l'élément de commande (6, 9) de l'inclinaison du plateau.