Brevet FR2526878A1 — publié le 19831118

POMPES A VIS POUR MATIERES VISQUEUSES CHARGEES DE DEBRIS DIVERS. L'invention concerne les pompes à vis destnées au pompage de matières visqueuses mélangées à des fragments solides et détritus divers. Les pompes à vis présentent de nombreux avantages pouvoir d'aspiration assez élevé, débits importants et ré - guliers, amorçage automatique, rendement mécanique élevé, encombrement réduit, etc... Elles peuvent s 'adapter au pompage et à la ranuten tion de fluides très variés s'étendant sur une large échelle de viscosité. Généralement ces pompes comportent au moins deux vis sans fin, d 'axes parallèles et de profils complémentaires, qui s'engrènent entre elles en tournant en sens opposés à l'intérieur d'un corps dont l'alésage correspond sensiblement au volume engendré par les vis et qui présente un orifice d'aspiration ou distributeur et un orifice de refoulement ou diffuseur le plus soudent latéral. A chaque instant et sur chaque vis le filet obturant le fond du filet opposé forme piston, tandis que ledit fond joue le rôle de cylindre, Pour certaines applications l'une seulement des vis est entrainée mécaniquement, l'autre ou les autres, dites vis satellites, étant entraînées par la pression engendrée. Le pas de vis doit alors être important. Des aménagements sont nécessaires lorsque le produit à traiter présente une forte viscosité (asphalte, goudron, mélasse et autres produits alimentaires pâteux, etc..), I1 est alors souhaitable de prévoir l'entraînement mécanique de chacune des vis, ce qui rend possible l'adoption de pas relativement faibles. Certains constructeurs ont adopté des corps à double enveloppe avec circulation de vapeur. Le plus souvent cependant on se contente de diminuer sensiblement les pertes de cha j~ L., l'orifice de refoulement (diffuseur) axialement. Cette disposition entrain la nécessité de relier les paliers d'extrémité, côté refoulement, à la face iterne du corps par des entretoises. Ces solutions ne sont pas satisfaisantes. D'abord parce que dans tous les cas on recherche généralement des matériels légers,portables pouvant travailler en position immergée et surtout parce que très souvent (cas des hydrocarbures dans les soutes ou le stockage des pollutions) le produit visqueux est chargé de fragments et de débris de toute sorte (cailloux, chiffons, morceaux de bois, etc...) et le moindre obstacle (palier, entretoise)provoque une accumulation de ces débris aboutissant à un engorgement total du dispositif. Il a été préconisé d'utiliser une pompe à une seule vis logée en porte-à-faux dans un corps muni d'une chemise déformable souple, mais alors même avec une vitesse limitée, l'usure est importante et rapide et le fonctionnement "à sec" entraîne des détériorations graves. L'invention recoud le problème posé en fournissant une pompe à vis engrenantes, montées en porte-à- faux dans des paliers disposés du côté aspiration et réservant un très léger jeu entre elles et entre chacune d'elles et la face interne du corps, les matières constitutives du corps d'une part et au moins des filets de vis d'autre part présentant un faible coéfficiet de frottement mutuel. Ainsi en marche "à vide" ou avec un produit très fluide le fonctionnement est identique à celui d'une pompe à vis traditionnelle avec paliers aux deux extré- mités I-or uel'ontaite un un produit à forte viscosité, et / ou c rgé de dé ris les pressions radiales exercées sur les vis tendent å les écarter et les dites vis viennent s'appuyer sar la face interne du corps qui joue alors le rôle du palier d'extrémité manquant, sans pour autant que l'on ait à craindre une usure importante étant donné la faible valeur du coëfficient de frottement. Bien entendu, une telle disposition peut s 'ap- pliquer quel que soit le degré de viscosité du produit et quel que soit l'aménagement de la pompe (refoulement latéral, vis à grand pas, vis satellites libres, etc..) mais elle est prévue avant tout pour le pompage des pro- duits visqueux avec refoulement axial. La présence 3e corps étrangers hétéroclites (chiffons, cailloux, éclats de bois, etc..) ne peut provoquer un "bouchon" puisqu'il n'y a pas de coude brusque et qu'aucun organe ou aucune pièce ne barre l'orifice de sortie.Un tel débris peut seulement se trouver "pris" dans le jeu éxistant entre deux vis et par conséquent les écarter l'une de l'autre en les appliquant contre la paroi du corps, ou être pris dans le jeu ménagé entre une vis et le corps et coller la vis contre sa voisine, Avantageusement, le corps de pompe est réalisé en alliage léger et les vis en une matière synthétique à bas coéfficient de frottement telle qu'un polyéthylène "anti-friction" par exemple celui connu sous le nom commercial d'ERTALON, Ce choix permet de W ter le poids et l'inertie des pièces en mouvemen eeviter tout grippage même en présence de corps étrangers durs qui n'ont alors pour effet fâcheux que de "marquer" le matériau le plus tendre, ici le filet de vis, ce qui conduit à prévoir des vis interchangeables. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre,d'un mode de réalisation possible et qui se réfère au dessin annéxé dans lequel: - la figure 1 est une vue de dessus d'une pompe selon l'invention - la figure 2 est une vue de profil de cette pompe par la droite de la figure 1 - la figure 3 montre, à plus grande échelle, une vis montée sur son arbre d'entraînement. Le mode de réalisation représenté sur le dessin concerne une pompe à deux vis. De façon traditionnelle, les deux vis 11 et 12 ont des axes parallèles et des profils complémentaires. Elles s'engrènent entre elles en tournant en sens opposés à l'intérieur d'un corps 10 en alliage égeI dont l'alésage correspond sensiblement au volume engendré par les vis. Le corps 10 présente une ouverture d'alimentation 13, en trémie, destinée a être raccordée à une tubulure d'aspiration et un diffuseur 14 destiné à recevoir la tubulure de refoulement, Dans cet exemple le diffuseur 14 est axial. A l'opposé du diffuseur, vient se fixer sur le corps un dispositif d'entraînement qui comprend un bloc de transmission 15 contenant le palier et le pignon d'entraînement de chacune des vis,et un moteur 16, ici hydraulique. Chacune des vis, Il par exemple, figure 3, est constituée en polyéthylène anti-friction et son noyau est traversé longitudinalement par un alésage dont le partie tournée vers le dispositif d'entraînement présente des cannelures longitudinales et un diamètre suffisant pour être monté à frottement doux sur un arbre 17 e alliage léger muni de nervures conjuguées des dites car.re- lures. La vis 11 vient s'appliquer contre un épaule::ent 18 de l'arbre 17, avec interposition éventuelle d'une cale d'épaisseur pour le positionnement des deux v-s l'une Far rapport à l'autre. La vis est fixée et maintenue en position par une vis longue 19 traversant la partie étroite de l'alésage pour venir en prise avec un filetage intérieur de l'extrémité de l'arbre 17.A l'extrémité op- posée l'arbre 17 présente un talon 20 qui vient s 'erras- trer dans un palier support (non représenté) contenu dans le bloc 15 et sur lequel est claveté le pignon d'entrai- nement (non représenté) de la vis considérée. Ainsi chacune des vis s'étend en porte-à-faux entre le palier support disposé au voisinnage de l'orifice d'alimentation et l'orifice de refoulement et un léser jeu est ménagé entre les vis entre elles et entre chacune d'elle et la paroi interne du corps 10. Cette disposition autorise, comme il a été dit ci-avant, de légers dég 3ce- lents élastiques radiaux des vis qui permettent à la pompe d '"absorber" des corps étrangers plus ou moins durs sans qu'il y ait ni engorgement ni grippage. Pour chacune des vis le palier porteur doit être assez long pour assurer le sou-tien en porte-à-faux. Avantageusement, ce palier comporte alors deux roulements espacés sur le talon 20 de l'arbre 17 et le pignon d'entrainement claveté sur ledit arbre est disposé entre ces deux roulements. Par ailleurs, dans l'exemple représenté, le corps 10 est constitué par l'assemblage d'un élément de base 21 qui porte la trémie 13 et sur lequel vient se fixer le bloc de transmission 15 et d'un ou plusieurs éléments complémentaires 22, de même section que l'élément 21. Les vis 11 et 12 étant aisément démontées et/ou mises en place sur les axes 17, il est alors possible d'augmenter ou de diminuer la longueur de la pompe en fonction de la hauteur de charge désirée, en choisissant des vis plus ou moins longues et en ajoutant ou retranchant des éléments complémentaires 22. De même , les vis pourront être changées pour adapter leur pas et leur profil au produit traité, sans toutefois trop s'écarter du profil dit carré (figure 3) afin d'éviter les contraintes radiales de l'engrenage lui-même et aussi de limiter les pressions en augmentant la largeur des surfaces de frottement. REVENDICATIONS 1) Pompe à vis comportant au moins deux vits (11, 12) sans fin, d'axes parallèles et de profils copie-en- taires, qui s'engrénent entre elles en tournant en sens opposés à l'intérieur d'un corps (10) dont l'alésage correspond sensiblement au volume engendré par les vis et qui présente un orifice d'aspiration (13) et s diffuseur de refoulement (14) , aractérisée en ce que les vis (ll, 12) sont montées en porte-à-faux dans de p- liers disposés du côte aspiration et qu'un léger jeu est ménagé entre elles et entre chacune d'elles et la face interne au corps (10) tandis que les matières co.sti- tutives du corps (10) d'une part et au moins des filets des vis d'autre part,nrésentent un faible coefficient de frottement mutuel. 2) Pompe à vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diffuseur de refoulement (14) est disposé co-axialement par rapport au corps de pompe (10). 3) Pompe à vis selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps de pompe (10) est en alliage léger et que les vis (11 et 12) sont en matière synthétique anti-friction. 4) Pompe à vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que les vis (11,12) sont interchangeables, que le corps de pompe (10) est constitué par l'assemblage d'un élément principal (21) portant l'orifice d'aspiration (13) et d'éléments complémentaires (22) de même section, de manière à permettre de choisir la longueur des vis (11, 12) en foncion des performances recherchées et d'adapter la longueur du corps (10) à ladite longueur de vis. 5) Pompe à vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les filets des vis (11, 12) ont un profil dit carré,