Brevet FR2521225A1 — publié le 19830812

POMPE A MEMBRANE A ACTIONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE. La présente invention se rapporte à une pompe à membra- ne actionnée électromagnétiquement et présentant un-carter en matière plastique qui renferme, à proximité d'une paroi extrême supportant extérieurement une tête de pompage, un électro-aimant à surface périphérique cylindrique et, dans un tronçon de bottier dont la section est sensiblement plus grande que celle dudit électro-aimant, des composants d'un dispositif électrique de commande, et est muni d'une surface d'appui à sa face inférieure. Dans une pompe à membrane connue de ce type, des composants du dispositif électrique de commande, ainsi que des éléments d'actionnement associés tels que des boutons tournants, des interrupteurs et pièces analogues,se trouvent sur une plaquette qui, approximativement rectangulaire, obtu- re à la manière d'un couvercle la face extrême, du carter en matière plastique présentant également une section rectangu- laire Ce carter est d'une section rectangulaire sensible- ment constante sur toute sa longueur La paroi extrême oppo- sée peut être enlevée du reste du carter et, par-une saillie cylindrique, elle forme une partie de la tête de pompage. L'électro-aimant est fixé à une plaquette rectangulaire de retenue, qui est solidariséeà cette paroi extrême par des vis dans-ses coins en saillie au-delà de la section dudit électro-aimant Des ailettes de refroidissement orientées axialement sont ménagées à la face supérieure et à la face inférieure du tronçon de bottier qui entoure l'électro-ai- mant A une certaine distance au-dessous des ailettes de refroidissement inférieures, se trouve un piètement compor- tant la surface d'appui et relié au carter d'un seul tenant Pa.r deux parois latérales. Une certaine dissipation de chaleur se produit en service dans l'électroaimant D'autre part, la température d'un carter en matière plastique ne doit pas dépasser une valeur limite prédéterminée et relativement faible Pour cette raison, il n'a été possible d'utiliser jusqu'à présent des carters en matière plastique que lorsque la chaleur de dissipation était faible, soit parce que la pompe ne refou- lait globalement qu'un faible débit, soit parce que l'élec- tro-aimant était surdimensionné, ce qui nécessite un encom- brement et des coûts inutiles Lorsqu'on souhaitait fabri- quer des pompes à membranes de plus grande puissance et/ ou de dimensions les plus petites possibles, on utilisait dés carters métalliques grâce auxquels la chaleur est mieux évacuée vers l'extérieur et qui peuvent aussi supporter la contrainte d'une température plus élevée. L'invention a pour objet de proposer une pompe à membrane du type précité qui, bien qu'elle soit équipée d'un carter en matière plastique, peut être mise en service avec une plus grande puissanceet/ou peut être construite avec des dimensions plus petites. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, le tronçon de bottier adjacent à la paroi extrême tournée vers la tête de pompage comporte, au moins sur une partie de la longueur axiale de l'électro-aimant, une paroi circon- férentielle cylindrique qui est supportée par ledit tronçon de bottier de plus grande section, entoure l'électro-aimant avec un entrefer régulier et présente une surface externe libre plériphériquement. -Dans cet agencement, la chaleur est évacuée uniformément et de manière intensive de la périphérie de l'électro-aimant. Cette uniformité résulte du fait que le transfert de chaleur vers la paroi circonférentielle a lieu par un entrefer régu- lier La conduction de la chaleur par cette paroi circonfé- rentielle se déroule aussi uniformément, car cette paroi est cylindrique et s'étend circonférentiellement La transmission de chaleur à l'air est elle aussi uniforme, car toute la surface externe de la paroi circonférentielle cylindrique est balayée par l'air ambiant Par suite, à la différence de l'art antérieur, il n'en résulte pas non plus l'apparition de zones de mauvaise évacuation de chaleur, et donc de tempéra- ture accrue, provoquées par des largeurs d'intervalles et des épaisseurs de parois irrégulières L'évacuation intense de la chaleur est favorisée du fait que le flux de chaleur de la matière plastique à mauvaise conductibilité thermique doit seulement traverser la paroi cylindrique qui doit s eule- ment présenter une épaisseur exigée pour des raisons de soli- dité Le fait que l'air ambiant balaie toute la surface exter- ne de la paroi circonférentielle contribue aussi à cette éva- cuation intense de la chaleur. Avantageusement, la paroi circonférentielle cylindrique est dotée d'ailettes de refroidissement sur sa surface externe. Ces ailettes accroissent l'intensité de l'évacuation de la chaleur Elles renforcent par ailleurs la paroi circonférentiel- le cylindrique, ce qui permet de choisir pour cette paroi une épaisseur plus petite encore. Les ailettes de refroidissement s'étendent en particulier dans le sens circonférentiel ou radial De la sorte, l'air ascendant thermiquement est gêné le moins possible, ce qui provoque un échange rapide de courants d'air. Dans une forme de réalisation préférée, la paroi circon- férentielle cylindrique entourant l'électro-aimant est sus- Jacente, à distance, à une saillie de piètemnent qui est reliée seulement par sa face extrême au carter Cette saillie de piètement renforce la stabilité, car le centre de gravité de la pompe à membrane est déterminé pour l'essentiel par l'électro-aimant Cependant, comme cette saillie de piètement est reliée au carter uniquement par sa face extrême, le courant d'air qui passe en regard de la surface externe de la paroi circonférentielle n'est pas entravé. I Il est avantageux que la paroi circonférentielle cylindri- que et la saillie de piètement se raccordent aux parties supé- rieure et inférieure, respectivement, du tronçon de boîtier de plus grande section Bien que la surface d'appui soit agrandie et que la paroi ctrconférentielle soit dégagée péri- phériquement, il en résulte un encombrement moindre de la pompe. Dans ce cas, il peut être fait en sorte que la paroi circonférentielle cylindrique, la paroi extrême tournée vers la tête de pompage, le tronçon de boîtier de plus grande sec- tion et la saillie de piètement forment un ensemble monobloc, le carter comportant un couvercle à sa face extrême éloignée de ladite tête de pompage Le regroupement des éléments préci- tés dans un carter d'un seul tenant permet d'obtenir une fa- brication très rationnelle. Dans un exemple de réalisation préféré, une platine suppor- tant un dispositif de commande s'étend verticalement dans le tronçon de boîtier de plus grande section, Jusqu'au plan horizontal de la saillie de piètement Dans ces conditions, il est possible d'incorporer une platine de grandes dimensions par rapport aux dimensions indiquées, cette platine étant généralement suffisante pour recevoir les composants nécessai- res du dispositif de commande. Avantageusement, des tétons d'emboîtement, qui retiennent en place la platine par encliquetage élastique, sont confor- més à la face interne de la paroi d'un couvercle obturant la face extrême du tronçon de boîtier de grande section Grace à l'utilisation de pièces en mdtière plastique pour former le carte'r, ces tétons d'emboîtement peuvent être ménagés de mantière simple. Dans une variante de réalisation, une seconde platine supportant un dispositif de commande peut s'étendre horizon- talement au fond du tronçon de boîtier de plus grande section, Jusqu'à la saillie de piètement Cette seconde platine peut être utilisée pour recevoir les composants supplémentaires s d'un dispositif de commande plus compliqué Toutefois, l'uti- lisation de cette seconde platine offre aussi la possibilité de soulager la première platine et de réduire ainsi la hauteur du carter. Commodément, pour introduire la seconde platine associée à un dispositif de commande, deux glissières horizontales de guidage sont ménagées à proximité du fond de tronçon de boîtier de plus grande section et elles se prolongent jus- qu'à la saillie de piètement. D'autres avantages résident dans le fait que la matière plastique formant le carter est électriquement isolante et que des tétons de contact d'un circuit de connexion électri- que y sont moulés par injection ou assujettis par emmanche- ment ou soudage aux ultra-sons De cette manière, les tétons de contact peuvent traverser hermétiquement le carter et ils n'ont pas besoin d'être mis en place ultérieurement. Il est recommandé de doter les tétons de contact, à l'in- térieur du carter, de têtes élastiques pénétrant dans des trous de contact de la platine verticale supportant un dispo- sitif de commande En particulier, le contact avec ces têtes élastiques peut s'établir concomitamment à l'encliquetage de la platine sur les tétons d'emboîtement. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, il est fait en sorte que l'étendue axiale de la paroi extrême soit-notablement plus grande que l'épaisseur de la paroi circonférentielle cylindrique; et que, dans ladite paroi extrême, des logements ou douilles pourvus de trous taraudés pour la fixation de la tête de pompage soient moulés par injectioh, et des trous de guidage de vis de retenue de l'électro-aimant soient pratiqués Etant donné que l'évacua- tion de la chaleur est très intense dans le sens radial, cette évacuation de chaleur par l'intermédiaire de la paroi extrême peut être négligée C'est pourquoi ladite paroi extrê- me peut être d'une étendue axiale relativement grande de façon qu'il soit aisé d'y assujettir les différents moyens 2521225. de fixation. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une pompe à membrane selon l'invention: et la figure 2 est une coupe longitudinale fragmentaire, dans un autre plan,de la paroi extrême tournée vers la tête de pompage. La pompe à membrane comporte un carter en matière plas- tique qui est constitué d'un corps monobloc I et d'un couver- cle 3 qui y est fixé par des vis 2 Le corps I comprend un tronçon de bottier 4 de grande section, une paroi circonfé- rentielle cylindrique 5 qui se raccorde à la partie supérieu- re de ce tronçon, une paroi extrême 6 et une saillie de piètement 7 qui se raccorde à la partie inférieure dudit tronçon 4 Une plaque d'assise 8, qui est associée aussi de plus grande section bien au tronçon de bottier 4/qu'à la saillie 7 comporte à sa face inférieure des éléments 9 formant une surface d'ap- pui La paroi circonférentielle 5 est dégagée p ériphérique- ment et elle supporte sur sa surface externe des nervures de refroidissement 10 s'étendant dans le sens circonférentiel. à Etant donné que la saillie de piètement 7 est reliée seulement par sa face extrême de droite au reste du carter, il se forme entre cette saillie 7 et la paroi cir- conférentielle 5 un espace intermédiaire 11 qui est ouvert des deux côtés. Contre la paroi extrême 6, est montée une tête de pompa- ge 12 qu'i comprend deux parties 13 et 14 entre lesquelles est coincé une membrane 15 D'un côté de cette membrane se trouve une chambre de refoulement 16 qui communique par l'in- termédiaire d'un dispositif à soupape d'aspiration avec le raccord 17 d'un conduit d'aspiration et, par l'intermédiaire d'un dispositif à soupape de pression, avec le raccord 18 d'un conduit de pression De l'autre côté de la membrane, une cavité libre 19 est reliée à l'atmosphère par l'intermédiai- re d'un canal d'écoulement 20 En cas de rupture de la membrane me 15, le fluide devant être refoulé s'écoule vers le bas sans que la pompe soit endommagée Un tablier 21 confère une protection supplémentaire Dans la paroi extrême 6, quatre douilles taraudées 22,venues de moulage par injection et réparties uniformément à la périphérie, présentent des trous taraudés respectifs 23 et 24 Ces trous taraudés 23 et 24 logent des vis non représentées destinées à fixer la tête 12 ( 13, 14, 15) de dimensions diverses et, par conséquent, ils sont de diamètres différents. Un électro-aimant 25 est placé concentriquement à la paroi circonférentielle cylindrique 5 dans le corps 1 Il est fixé à la paroi extrême 6 par des vis non représentées insérées dans des trous 46 de ladite paroi extrême La paroi circonférentielle 5 s'étend sur une partie de la longueur axiale de l'électro-aimant 25 Un entrefer annulaire régu- lier 26 se trouve entre ladite paroi circonférentielle 5 et ledit électroaimant 25 L'induit dudit électro-aimant est relié à une tige de déplacement 27 qui s'engage dans un passage 28 ménagé dans la paroi extrême 6 et qui est liée à la membrane 15 Une membrane aplatie 29 serrée entre la tête de pompage t la paroi extrême 6 sert à assurer l'étanchement Une garniture profilée d'étanchéité 30 est en outre prévue dans le passage 28 Entre ces deux éléments d'étanchéité, se trouve un autre canal d'écoulement 31 qui est élaboré dans la paroi extrême 6 Ce double étanchement empêche avec une sécurité optimale le fluide refoulé de pénétrer'dans l'espace interne du carter en cas de rupture de la membrane 15 de la pompe Comme indiqué par des pointil- lés, un électro-aimant 25 a de dimensions sensiblement supé- rieures peut aussi être incorporé dans le corps 1 Bien que cet électroaimant plus grand puisse aussi fonctionner avec une puissance plus grande, l'évacuation de la chaleur est assurée du fait que l'entrefer 26 est en conséquence plus petit et que cette évacuation de chaleur est de ce fait encore -meilleure. La course de l"induit de l'électro-aimant 25 peut être limitée au moyen d'une butée 32 Cette dernière est calée sur une tige filetée 33 qui est maintenue en place dans un taraudage 34 du couvercle 3 et qui supporte un bouton tour- nant 35 à sa face externe. Le couvercle 3 présente par ailleurs des tétons d'embol- tement 36 solidaires et venus de moulage par injection, sur lesquels est encliquetée élastiquement une première platine 37 associée à un dispositif de commande Cette platine suppor- te différents composants de ce dispositif de commande, parmi lesquels un potentiomètre 39 qui est réglable de l'extérieur au moyen d'un bouton tournant 38,en vue d'ajuster la fréquence alternatives de courses/de la pompe La platine 37 s'étend dans le sens vertical jusqu'àla course horizontale de la saillie de piètement 7.-A cette hauteur, des tétons de contact 40 d'un circuit de connexion électrique sont moulés par injection dans la paroi du couvercle 3 ou lui sont assujettis par emmanchement Sur leur côté logé dans le carter, ces tétons de contact suppor- tent des têtes élastiques 41 qui sont directement enfichées dans des trous de contact 42 de la platine 37 Une seconde platine 43, supportant un dispositif de commande dont les composants sont figurés par des pointillés, s'étend à peu près horizontalement à proximité du fond, Jusque dans la saillie de piètement 7 Cette platine est maintenue en place dans deux glissières horizontales de guidage 44 situées sur les deux parois latérales du corps I à l'intérieur de la saillie 7. Comme llustré par des traits mixtes, la face extrême formée par le couvercle 3 peut être recouverte par un capot transparent 45. Le carter peut être réalisé dans toutes les matières utilisées Jusqu'à présent pour fabriquer des carters en matière plastique L'oxyde de polyphénylène, qui possède une forte solidité et une bonne stabilité chimique,s'est avéré particulièrement bien approprié La largeur de l'entrefer 26 doit être maintenue la plus petite possible Commodément, elle mesure moins de 6 mm. REVENDICA Tl ONS 1 Pompe à membrane actionnée électro magnétiquement et présentant un carter en matière plastique qui renferme, à proximité d'une paroi extrême supportant extérieurement une tête de pompage, un électro-aimant à surface périphérique cylindrique et, dans un tronçon de bottier dont la section est sensiblement plus grande que celle dudit électro-aimant, des composants d'un dispositif électrique de commande, et est muni d'une surface d'appui à sa face inférieure, pompe caractérisée par le fait que ledit tronçon de boîtier adja- cent à laparoi extrême ( 6) tournée vers la tête de pompage ( 12) comporte, au moins sur une partie de la longueur axiale dudit électroaimant ( 25), une paroi circonférentielle cylindrique ( 5) qui est supportée par ledit tronçon de bottier ( 4) de plus grande section, entoure l'électro-aimant avec une entrefer régulier ( 26) et présente une surface exte Fne dégagée périphériquement. 2 Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la paroi circonférentielle cylindrique ( 5) est dotée de nervures de refroidissement ( 10) sur sa surface ex- terne. 3 Pompe selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les nervures de refroidissement ( 10) s'étendent dans le sens circonférentiel 4 Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la paroi circonférentielle cylindrique ( 5) entburant l'électro-aimant ( 25) est sus- Jacente, à distance (espace intermédiaire 11), à une sail- lie de piètement ( 7) qui est reliée seulement par sa face extrême au carter. 5 Pompe selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la paroi circonférentielle cylindrique ( 5) et la saillie de piètement ( 7) se raccordent aux parties supé- rieure et inférieure, respectivement, du tronçon de bottier il ( 4) de plus grande section. 6 Pompe selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la paroi circonférentielle cylindrique ( 5), la paroi extrême ( 6) tournée vers 1 a tête de pompage, le tron- çon de boîtier ( 4) de plus grande section et la saillie de piètement ( 7) forment un ensemble monobloc, le carter comportant un couvercle ( 3) à sa face extrême éloignée de ladite tête de pompage ( 12). 7 Pompe selon la revendication 5 ou 6, caracté- risée par le fait qu'une platine ( 37) supportant un disposi- tif de commande s'étend verticalement dans le tronçon de boîtier ( 4) de plus grande section,jusqu'aà la projection horizontale de la saillie de piètement ( 7). 8 Pompe selon la revendication 7, caractérisée par le fait que des tétons d'emboîtement ( 36), qui retiennent en place la platine ( 37) par encliquetage élastique, sont confor- més à la face interne de la paroi d'un couvercle ( 3) obturant. la face extrême du tronçon de bottier ( 4) de plus grande sectibn. 9 Pompe selon la revendication 7 ou 8, caracté- risée par le fait qu'une seconde platine ( 43) supportant un dispositif de commande s'étend horizontalement au fond (pla- que d'assise 8) du tronçon de boîtier ( 4) de plus grande section, jusqu'à la saillie de piètement ( 7). 10 Pompe selon la revendication 9, caractérisée par le fait que deux glissières horizontales de guidage ( 44) desti- nées à introduire la seconde platine ( 43) sont ménagées à proximité du fond (plaque d'assise 8) du tronçon de boîtier ( 4) de p,lus grande section, et se prolongent jusqu'à la saillie de piètement ( 7). 11 Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisée par le fait que la matière plastique formant le carter est électriquement isolante, et que des tétons de contact ( 40) d'un circuit de connexion électrique y sont moulés par injection ou assujettis par emmanchement ou soudage aux, ultra-sons. 12 Pompe selon la revendication 11, caractérisée par le fait que les tétons de contact ( 40) possèdent, à l'intérieur du carter, des têtes élastiques ( 41) pénétrant dans des trous de contact ( 42) de la platine verticale ( 37) supportant un dispositif de commande. 13 Pompe salon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait que l'étendue axiale de la paroi extrême ( 6) est notablement plus grande que l'épaisseur de la paroi circonférentielle cylindrique ( 5) '; et par le fait que, dans ladite paroi extrême, des logements ou douil- les ( 22) pourvus de trous taraudés ( 23, 24) pour la fixation de la tête de pompage ( 12) sont moulés par injection, et des trous ( 46) de guidage de vis de retenue de l'électro-aimant ( 25) sont pratiqués.