Brevet FR2508558A1 — publié le 19821231

La présente invention se rapporte à une pompe d'injec- tion et concerne également un système d'alimentation en carbu- rant à basse pression utilisant une telle pompe d'injection. Les pompes d'injection sont des appareils universel- lement connus qui sont utilisés pour convertir, en une énergie cinétique, l'énergie potentielle d'un fluide en train d'être pompé. Le but de la présente invention est de fournir une pompe d'injection ayant un meilleur rendement ou une plus grande efficacité que les pompes d'injection connues ayant sensiblement les mêmes dimensions. Selon l'invention, la pompe d'injection comprend un diffuseur et un tronçon de mélange produits par électroformage sur, au moins, un mandrin hautement poli, le diffuseur et le tronçon de mélange présentant un fini de surface ayant sensi- blement la même qualité que celui du mandrin. De préférence, la pompe d'injection possède aussi une buse produite par un procédé d'électroformage au moins sur le mandrin hautement poli, ce qui fait que cette buse présente un fini de surface ayant sensiblement la même qualité que celui du mandrin. On a constaté avec surprise que, lorsque le diffuseur et le tronçon de mélange de la pompe d'injection ont un fini de surface qui est pratiquement le même que le fini de surface hautement poli du mandrin, il en résulte une augmentation considérable du rendement de la pompe C'est ainsi, par exemple, que lorsque le tronçon de mélange et la buse ont l'un et l'autre un tel fini de surface, on peut atteindre un rende- ment de 38 % alors que celui obtenu avec les pompes d'injection du commerce ayant des dimensions comparables n'est que de 24 %. Le fini de surface nécessaire peut être comparé à celui d'une surface ayant un poli optique. Le fini de surface nécessaire est obtenu, comme il a été indiqué, par une opération d'électroformage L'électroformage est -2- un procédé consistant à déposer par électrolyse un métal sous une forme relativement régulière afin de produire le profil désiré La température et l'intensité du courant utili- sées dans l'électroformage varient en fonction du métal uti- lisé Par exemple, le métal déposé peut être le nickel, le chrome, le cuivre, le cobalt ou l'un des nombreux alliages. En général, plus la forme que doit présenter le métal déposé par électrolyse est compliquée, plus le processus d'électro- déposition est lent afin de laisser au métal le temps néces- saire pour se déposer uniformément. Généralement, on utilise plusieurs mandrins et ces mandrins sont avantageusement conçus pour se rattacher les uns aux autres Il est avantageux que les mandrins hautement polis soient réutilisables Ces mandrins peuvent être faits de diverses matières, par exemple d'acier inoxydable Quand on utilise un acier inoxydable, il est préférable d'adopter celui correspondant à la spécification 580. On couvre, de préférence, le ou les mandrins d'un agent antifriction conducteur de l'électricité, par exemple d'une couche de graphite colloïdal Cela permet d'enlever ensuite facilement le ou les mandrins de la pompe d'injection électroformée. Comme il a été indiqué plus haut, la présente invention propose aussi un système d'alimentation en carburant à basse pression utilisant une telle pompe d'injection. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective représentant le profil extérieur d'une première pompe d'injection électro- formée conforme à l'invention; la figure 2 montre trois mandrins assemblés en vue de l'électroformage de la pompe d'injection de la figure 1 les figures 3, 4 et 5 représentent respectivement l'un des trois mandrins de la figure 2; la figure 6 est une coupe longitudinale d'une seconde pompe d'injection électroformée selon 1 ' invention; -3- la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6; la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 6; la figure 9 est une vue de détail dans la direction de la flèche A de la figure 6; et la figure 10 est une vue suivant la flèche B de la figure 6. En se référant à la figure 1, on voit le profil exté- rieur d'une première pompe d'injection 2 destinée à un avion. La pompe 2 possède une entrée 4 par laquelle elle reçoit un flux de carburant à haute pression Ce carburant peut être propulsé par une pompe à partir d'un réservoir, par exemple à partir du réservoir principal de l'avion La pompe d'injection 2 possède également une entrée d'aspiration 6 Le carburant qui passe par l'entrée 4 aspire, dans l'entrée 6, du carburant à basse pression provenant d'un réservoir, de sorte que le flux circulant dans l'entrée 6 est un courant induit ou secan- daire L'aspiration produite par le flux de carburant à haute pression empruntant l'entrée 4 se propage aussi dans un con-e d'entrée 8 de la pompe 2, de sorte que le flux secondaire passant par l'entrée 6 est également aspiré le long du c Gne d'entrée 8. Le carburant provenant du c 6 ne d'entrée & traverse un tronçon de mélange qui se présente sous la formne d'un tube de mélange 10 communiquant avec le cône d'entrée & Les flux de carburant des entrées 4 et 6 se mélangent dans ce tube 10. Le mélange résultant passe ensuite dans un diffuseur 12 qui est sensiblement conique, comme représenté, et qui conduit vers une sortie 14 Un flux de carburant passe par la sortie 14. La pompe d'injection 2 représentée sur la figure 1 peut avoir un rendement de 38 %, ce qui est très satisfaisant Elle peut être utilisée dans l'aviation à différentes fins et peut, plus particulièrement, servir à pomper un carburant qui a été traité avec un additif antibuée En conséquence, la pompe d'injection 2 convient tout particulièrement pour pomper le -4- kérosène antibuée. En se référant maintenant à la figure 2, on voit trois mandrins assemblés 20,22,24, qui sont utilisés pour l'électro- formage de la pompe d'injection 2 de la figure 1 Sur la figure 2, les éléments sensiblement similaires à ceux de la figure 1 ont été désignés par les mêmes références numéri-quesauxquelles on a ajouté la lettre "A" Ainsi, il devient facile de comparer les figures 1 et 2 Sur la figure 2, on note que le composant 4 A destiné à former l'entrée 4 comporte une queue filetée 16 destinée à recevoir un élément de liaison approprié (non représenté) La partie 14 A destinée à former la sortie 14 est de même pourvue d'une queue filetée 18. En considérant maintenant les figures 3, 4 et 5, on voit que la figure 3 représente le mandrin 20, la figure 4 le mandrin 22 et la figure 5 le mandrin 24 On-constate sur la figure 3 que le mandrin 20 comporte une extrémité 26 qui s'ajuste dans une cavité 28 du mandrin 22 de la figure 4 Le mandrin 20 est percé d'une ouverture 30 et le mandrin 22 est pourvu d'une ouverture taraudée 32 Quand l'extrémité 26 a été introduite dans la cavité 28, on peut faire passer une vis 34 (voir figure 2) dans le trou 30 et on peut la visser dans l'oaverture 32 afin de solidariser les deux mandrins 20 et 22. Le mandrin 22 représenté sur la figure 4 est également pourvu d"uni bout 36 Ce bout 36 s'engage dans une cavité 38 du aadwrin 24 représenté sur la figure 5. Quand les mandrins représentés sur les figures 3, 4 et ent été assemblés comme le montre la figure 2, il est bien évident que la forme générale de l'ensemble représenté sur la figure 2 est celle qui convient pour recevoir, par un procédé approprié d'électrodéposition, une couche de nickel ou d'un autre métal destiné à former la pompe d'injection 2 représentée sur la figure 1 Les mandrins représentés sur les figures 3, 4 et 5 sont faits d'un acier inoxydable correspondant à la spécification 580 et ils peuvent être hautement polis et réutilisés Après l'électroformage, on retire les mandrins de la pompe d'injection 2 Cet enlèvement est facilité en revêtant, avant l'électrodéposition, les mandrins d'une couche d'un agent -5- antifriction conducteur de l'électricité, par exemple d'une couche de graphite colloïdal La pompe d'injection 2 ainsi formée présente une surface interne hautement polie, ce qui est particulièrement nécessaire pour le diffuseur 12 et le tube de mélange 10 Les surfaces hautement polies de la pompe d'injection 2 peuvent être comparées à des surfaces ayant un poli optique. Pour simplifier le dessin, on n'a pas représenté la buse de la pompe d'injection 2 sur la figure 1 Il convient de se référer maintenant aux figures 6 à 10 qui représentent une seconde pompe d'injection électroformée,dont les composants semblables à ceux de la figure 1 ont été désignés par les mêmes références et dont la construction précise et le fonction- nement ne seront pas à nouveau décrits Toutefois, sur les figures 6-10, on a également représenté la buse de la pompe d'injection 2. Sur les figures 6-10, on voit une buse 40 qui a été électroformée sur un mandrin (non représenté) suivant le même principe général que les autres composants de la pompe 2 La buse 40 se termine par un cone d'entrée 8 et le carburant à haute pression sort de la buse 40 par un orifice 42 Le carburant à haute pression, qui est ainsi éjecté par l'orifice -42 de la buse, engendre dans l'entrée 6 et dans le cône 8 l'aspiration nécessaire pour produire le flux secondaire de carburant. La buse 40 comporte une bordure 44 qui vient s'appliquer contre un épaulement 48, comme représenté, ce qui assure la fixation de ladite buse. Une rondelle 50 est interposée entre la bordure 44 et un élément tubulaire 52 qui comporte une entrée 4 B L'élément tubulaire 52 est pourvu d'une bordure 54 percée d'ouvertures 56 pour le passage de vis 58 Les vis 58 servent à fixer l'élément tubulaire 52 à une partie 60 du corps de la pompe d'injection 2 L'extrémité intérieure de l'élément tubulaire 52 est dotée d'un joint torique 62 qui a pour fonction de réaliser une étanchéité efficace entre l'extrémité intérieure de l'élément tubulaire 52 et la partie 60 du corps de la pompe. -6- Cette partie 60 s'ajuste, comme représenté, dans l'entrée 4 de la pompe 2 qui est illustrée sur la figure 1 Ainsi, le carburant à haute pression circule, d'une manière évidente, en franchissant l'entrée 4 B de l'élément tubulaire 52 représenté sur la figure 6. L'extrémité extérieure de l'élément tubulaire 52 est pourvue de deux bordures 64,66 qui délimitent entre elles une gorge annulaire 68 Les bordures 64, 66 et la gorge 68 forment ensemble un raccord pour recevoir un tuyau (non représenté) qui permet au carburant d'un réservoir de gagner l'entrée 4 B. Une garniture d'étanchéité (non représentée) peut être logée dans la gorge 68. On peut prévoir un support 70 en équerre Une branche 72 du support 70 est fixée à une bordure 74 qui s'étend au-delà de la partie 60 du corps de la pompe d'injection 2 Une autre branche 76 du support 70 est disponible pour fixer la pompe 2 dans la position voulue. L'extrémité de la pompe d'injection 2 incluant la sortie 14, comme représenté sur la figure 1, vient se fixer au-dessus d'un court élément tubulaire 78 L'élément tubulaire 78 peut être fixé par collage ou bien par un soudage approprié. L'élément tubulaire 78 est muni de deux bordures 80,82 qui délimitent entre elles une gorge annulaire 84 Les bordures 80, 82 et la gorge 84 forment un raccord permettant de relier un tuyau (non représenté) à l'élément tubulaire 78, afin de permettre de diriger le carburant de la pompe d'injection 2 à l'endroit voulu par l'intermédiaire de la sortie 14 et de l'élément tubulaire 78 Un joint torique (non représenté) pourrait être logé dans la gorge 84. La figure 8 montre que la bordure 74 est percée de quatre trous 86 permettant de visser la pompe d'injection 2 à l'emplacement désiré, le cas échéant La figure 8 représente également deux vis 88 qui fixent la zone de la pompe d'injection 2 définissant l'entrée 4 à la partie 60 du corps. La-figure 9 est une vue dans la direction de la flèche A de la figure 6 et elle met notamment en évidence la forme rectangulaire de l'embouchure de l'entrée 6 La figure 7 est une vue en coupe de cette entrée 6, dont elle montre également la forme. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples de réalisation représentés et décrits, sans sortir pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que le métal déposé par électrolyse pourrait être le chrome, le cuivre, le cobalt ou un alliage. De plus, bien que les pompes d'injection 2 soient généralement utilisées pour pomper un carburant, elles pourraient aussi être utilisées pour pomper d'autres liquides, par exemple, dans certaines applications industrielles Les dimensions des pompes d'injection sont fonction de lrutilisation ou de l'application particulière envisagée e REVENDICATIONS 1 Pompe d'injection ( 2) comprenant un diffuseur ( 12) et un tronçon de mélange ( 10) produits par électroformage sur, au moins, un mandrin hautement poli ( 20; 22; 24), pompe caracté- risée en ce que le diffuseur ( 12) et le tronçon de mélange ( 10) présentent un fini de surface ayant sensiblement la même qualité que celui du mandrin ( 20; 22; 24). 2 Pompe d'injection selon la revendication 1, caracté- risée en ce qu'elle comporte une buse ( 40) qui est produite par életroformage sur un mandrin hautement poli ( 20,22,24), ladite buse ( 40) présentant un fini de surface ayant sensiblement la même qualité que celui dudit mandrin ( 20; 22; 24). 3 Pompe d'injection selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le diffuseur ( 12) et le tronçon de mélange ( 10) sont produits par un procédé d'électroformage utilisant plusieurs mandrins hautement polis ( 20,22,24). 4 Pompe d'injection selon la revendication 3, caracté- risée en ce que les mandrins ( 20,22,24) sont des mandrins reliés mutuellement qui peuvent être facilement démontés aux fins de réutilisation. Pompe d'injection selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que le ou cbhaque mandrin ( 20122; 24) est revêtu d'une couche d'un agent anti- friction conducteur de l'électricité. 6 Pompe d'injection selon la revendication 5, caracté- risée en ce que l'agent antifriction conducteur de l'électricité est du graphite colloïdal. 7 Système d'alimentation en carburant à basse pression, caractérisé en ce qu'il est équipé d'une pompe d'injection telle que spécifiée dans l'une quelconque des revendications précédentes.