Brevet FR2559214A1 — publié le 19850809

Pompe volumétrique à action multiple et à débit règlable. La présente invention concerne une nouvelle pompe volumétrique à action multiple et à débit règlable. On connait le principe des porses péristaltiques, dans lesquelles un tube cylindrique, déformable élastiquement, est connecté à une extrémité à une source de fluide (gaz ou liquide) et es-c obturé par pincement en deux points de sa longueur à 1' aide d'organes qui se déplacent en maintenant un écartement constant entre les points de pincement, de manière à définir ainsi un volume clos de fluide, qui, à mesure que lesdits organes avancent, est acheminé vers l'e.xtrémité libre, ou extrémité d'évacuation, du tube. De telles pompes connaissent un grand succès, car elles sont susceptibles de ilultiples applications, dans des domaines techniques extrGmement variés. Elles présentent cependant un certain nombre d'inconvénients. En effet, elles comprennent en général un corps cylindrique contre la paroi interne duquel le tubé déformable est écrasé par des organes mobiles entraînés en rotation coaxialement audit corps, à l'intérieur de celui-ci. Le corps cylindrique et les organes mobiles doivent donc être usinés avec une grande précision, si l'on désire obtenir une étanchéité parfaite entre les portions du tube que sépare wle partie écrasée de celui-ci. De telles pompes sont donc moins utilisées pour transférer des quantités précises de liquide que corme pompes à débit règlable, puisqu'il suffit de modifier la vitesse de rotation des organes qui écrasent le tube à intervalles réguliers pour faire varier simultanément le débit du tube. En outre, des pompes de ce type se prêtent mal au pincement simultané dans un même corps de pompe d'une pluralité de tubes disposés en parallèle, en vue de réaliser une pompe à action multiple, en particulier lorsque ces tubes sont en grand nombre et ont des diamètres différents. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant une pompe qui fonctionne suivant le même principe, mais dans laquelle les organes qui assurent le pincement ou l'écrasement du tube déformable sont animés d'un mouvement rectiligne, ce qui élimine les problèmes d'usinage précis de la surface contre laquelle est pincé le tube et des organes mobiles associés. Elle vise également à proposer une pompe de ce type, dans laquelle la surface contre laquelle est écrasé le tube déformable est montée flottante et est sollicitée en direction des organes mobiles par des moyens élastiques de rappel, éventuellement règlables, afin de pouvoir compenser facilement les modifications de diamètre du tube utilisé. Elle vise enfin à proposer une pompe de ce type, qui peut être équipée d'un très grand nombre de tubes déformables élastiquement, connectés à une mérn,e source de fluide ou à des sources différentes, et qui sont pincés simultanément par un mSme ensemble d'organes. A cet effet, l'invention a pour objet une pompe comprenant au moins un tube souple défonmable élastiquement, connecté à une source d'un fluide, une surface d'appui pour ce tube et au moins trois organes mobiles, solidaires d'un moyen d'entraînement, aptes à écraser par compression à intervalles réguliers ledit tube contre ladite surface d'appui et à se déplacer en maintenant un écartement constant entre les différents points de compression, ladite pompe étant caractérisée en ce que ladite surface d'appui est une surface plane et en ce que lesdits organes mobiles sont animés d'un mouvement rectiligne parallèlement à ladite surface d'appui, durant la fraction de leur trajet pendant laquelle ils compriment ledit tube. lesdits organes mobiles peuvent être constitués par exemple par des rouleaux montés fous sur un axe maintenu à ses deux extrémités par deux chaînes sans fin ou similaires se déplaçant en parallèle, la surface plane d'appui étant disposée parallèlement au plan défini par les deux brins supérieurs ou inférieurs des chaînes. les axes prennent eux-mêmes appui sur un élément solidaire du bâti de la pompe. Avantageusement, la pompe conforme à l'invention comprendra deux plaques d'appui parallèles, chacune associée à au moins un tube déformable, disposées respectivement en parallèles aux brins supérieurs et inférieurs desdites chaînes. Pour certaines applications, le tube associé à chacune des deux surfaces d'appui pourra être un seul et même tube, recourbé de manière à pouvoir etre comprimé successivement par les rouleaux contre les deux surfaces d'appui. I1 est clair qu'une telle pompe peut fonctionner avec un nombre aussi grand qu'on le désire de tubes déformables disposés en parallèle, reliés à une meme source ou à des sources différentes de fluide, à condition que les dimensions des rouleaux de compression et de la ou des surfaces d'appui s'y prêtent. Les diamètres et les épaisseurs des tubes pourront être différents, à condition de disposer entre la surface d'appui et les tubes des cales d'épaisseur en contact avec lesdits tubes. Avantageusement, la ou les surfaces d' appui sont constituées par des plaques planes montées flottantes par rapport aux rouleaux et sollicitées en direction de ceux-ci par des organes élastiques de rappel , de préférence règlables en position. Les surfaces d'appui s'accomodent ainsi d'elles-mêmes à des variations locales de diamètre des tubes défonnables et, si l'on désire remplacer un jeu de tubes par des tubes de diamètres largement différents, il sera possible d'y adapter des organes de rappel de puissance différente. Les tubes souples peuvent être en toute matière semi-rigide déformable élastiquement, par exemple en matière plastique ou en caoutchouc. Leur diamètre pourra être àbsoluz,ent quelconque, pourvu que la plaque d'appui soit adaptée aux divers épaisseurs. Si ces tubes ont un petit diamètre et sont en un matériau suffisamment souple, il suffira d'ailleurs de les soumettre à une tension longitudinale plus ou moins marquée pour faire varier de façon notable le diamètre du tube et le débit de celui-ci, par exemple de l'ordre de 25 %. On notera que ceci est possible du fait de la position rectiligne des tubes dans la pompe et du déplacement linéaire des organes de compression.Avec une pompe conforme à l'invention équipée d'une pluralité de tubes parallèles ayant des diamètres identiques à l'origine, il sera donc possible d'obtenir des débits différents pour chacun des tubes en les soumettant à des tensions longitudinales différentes. les tubes et le corps de pompe pourront, dans ce but, être équipés d'organes permettant d'exercer une telle tension. Il est clair que la pompe conforme à l'invention peut être réalisée sous une forme compacte et qu'elle est facile à démonter et à entretenir, avec néanmoins une précision de dosage comparable à celle de pompes péristaltiques beaucoup plus complexes, c'est-à-dire de l'ordre de 0,5 %. Les dessins schèmatiques annexés illustrent la réalisation et le fonctionnement d'une pompe conforme à l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est une coupe verticale d'une pompe selon l'invention, suivant l'axe longitudinal des tubes déformables qu'elle cornporte et perpendiculairement à l'axe des rouleaux de compression, suivant la ligne I-I de la figure 2 La figure 2 est une coupe de la même pompe parallèlement aux tubes et aux rouleaux La figure 3 est une coupe transversale de détail, montrant la structure des rouleaux et la compensation par des cales de différences de diamètre et d'épaisseur des tubes La figure 4 est une vue analogue à la figure 1 d'une pompe comportant deux plaques d'appui contre chacune desquelles les différents tubes sont successivement écrasés. La pompe représentée sur la figure l comprend, à l'intérieur un corps de pompe 1, une pluralité de tubes rectilignes 2 (quatre dans le cas du dessin), en un matériau déformable élastiquement, disposés en parallèle et connectés à l'une de leurs extrémités à une source de fluide (gaz ou liquide), non représentée. Deux chaînes sans fin parallèles 3, entraînées par des poulies 4a commandes par un moteur électrique 5, passent sur des poulies de renvoi 4b et entraînent elles-mXmes des rouleaux 6 disposés transversalenent entre ces chaînes et montés fous par rapport à celles-ci. les poulies 4a, 4b ont des axes parallèles au plan des axes des tubes 2, de manière que les rouleaux se déplaçent parallèlement à ces tubes. Les différents rouleaux 6 au nombre de trois sur les dessins, sont régulièrement espacés sur les chaînes 3. Au-dessous des tubes 6 et sensiblement en contact avec ceux-ci est disposée une plaque rigide 7 servant de surface d'appui pour ces tubes. Cette plaque est montée coulissante sur des tiges 8 et est sollicitée en direction des tubes 6 par des ressorts hélicoidaux 9, disposés coaxialement aux tiges 8. Une cale d 'épaisseur -amovible 13 est interposée entre les ressorts 9 et la base des tiges 8. Comme on le voit sur la figure 1, les différents rouleaux 6 viennent ainsi comprimer et écraser successivement les tubes 2 contre la plaque, en séparant de façon étanche les parties de tube disposées en aval et en amont du point d'écrasement. A mesure que les rouleaux progressent, le point d'écrasement se déplace longitudinalement de long du tube et, du fait de 1' espacement régulier des divers rouleaux, des volumes strictement égaux sont compris entre les points d'écrasement successifs d'un meme tuyau et sont évacuées à l'extrémité libre de ce tuyau. On notera la grande simplicité du système et sa facilité d'entretien. On notera également que les tuyaux 2 peuvent avoir des diamètres légèrement différents (et par conséquent des débits variables), ces différences étant compensées par le montage flottant de la plaque 7-sur les tiges 8. La figure 3 mcntre la structure des rouleaux 6, montés fous sur un axe 6a, qui prend appui à ses deux extrémités contre des plaques de guidage 10 et qui est solidaire des chaînes d'entratnement. Cette figure illustre également la possibilité d'équiper la pompe de tubes 2a, 2b, 2c, 2d de diamètre et d'épaisseur différents, en interposant des cales d'épaisseur appropriée, telles que lia, lic et ild entre certains des tubes et la plaque d'appui 7 et en faisant varier la pression exercée par ladite plaque. Si les variations de diamètre. Ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, ces variations de diamètre peuvent d'ailleurs résulter de tensions différentes exercées longitudinalement sur des tubes seyant initialement un diamètre identique. Il est ainsi possible de règler le débit de ces tubes dans une certaine gamme. Bien que, sur les dessins, quatre tubes seulement aient été représentés, il n'y a pas de limite théorique au nombre de tubes traités en parallèle et ce nombre peut atteindre facilement plusieurs dizaines. On peut même doubler le rendement de la pompe en disposant un deuxième jeu de tubes 2 et une seconde plaque 7 audessus des brins supérieurs des chaînes 3 et des rouleaux 6. Un tel montage est représenté sur la figure 4, où les organes déjà décrits conservent les mêmes chiffres de référence. Dans le cas de cette figure, toutefois, ce ne sont pas deux ensembles de conduits indépendants qui sont comprimés respectivement contre la plaque 7 supérieure et contre la plaque 7 inférieure, mais les mêmes tubes 2, qui ont été recourbées dans ce but. Cette disposition présente l'avantage d'assurer une obturation constante des tubes en au moins deux points. L'invention apporte donc une pompe volumétrique d'une conception simple et peu coûteuse, qui permet d'assurer simultanément un débit variable et règlable sur de nombreux tubes disposés en parallèle et reliés à une même source de fluides ou à des sources différentes. RFVENDICATIOJS 1. - Pompe comprenant au moins un tube souple (2) déformable élastiquement, connecté à une source d'un fluide, une surface d'appui (7) pour ce tube et au moins trois organes mobiles (6), solidaires d'un moyen d'entraînement, aptes à écraser par compression à intervalles réguliers ledit tube contre ladite surface d'appui et à se déplacer en maintenant un écartement constant entre les différents points de compression, ladite pompe étant caractérisée en ce que ladite surface d'appui (7) est une surface plane et en ce que lesdits organes mobiles (6) sont animés d'un mouvement rectiligne parallèlement à ladite surface d'appui, durant la fraction de leur trajet pendant laquelle ils compriment ledit tube (2). 2.- Pompe selon la révendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen d'entraînement des organes mobiles comprend deux chaînes sans fins parallèles (3) ou similaires, entrannées par un moyen moteur (5) et en ce que lesdits organes mobiles destinés à comprimer le tube (2) comprennent des rouleaux (6) montés fous par rapport auxdites chaînes (3) entre celles-ci. 3.- Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits rouleaux (6) sont montés fous autour d'axes (6a) solidaires desdites chaînes et qui prennent appui à leurs deux extrémités contre des éléments de guidage (10). 4.- Pompe selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'elle comprend deux plaques d'appui (7) disposées l'une audessous, l'autre au-dessus desdits rouleaux, et au moins deux tubes (2) en un matériau déformable élastiquement, connectés à une même source de fluide ou à deux sources différentes et disposés l'un entre la plaque (7) inférieure et les brins inférieurs desdites chaînes (3) et l'autre entre la plaque (7) supérieure et les brins supérieurs desdites chaînes. 5.- Pompe selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'elle comprend deux plaques d'appui (7) disposées l'une audessous, l'autre au-dessus desdits rouleaux, et au moins un tube (2) en un matériau défonrabie élastiquement, connecté à une source de fluide et disposé de façon à être comprimé par les rouleaux (6) successivement contre la plaque supérieure et contre la plaque inférieure et inversement. 6.- Pompe selon l'une des revendications l à 5, caractérisée en ce que la ou lesdites surfaces planes d'appui (7) sont montées flottantes par rapport aux rouleaux (6) et sollicitées en direction de ceux-ci par des moyens élastiques de rappel tels que des ressorts (9), de préférence règlables en position. 7.- Pompe selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend, associée à chaque surface d'appui (7), une pluralité de tubes (2) disposés en parallèle et connectés à une même source ou plusieurs sources différentes de fluide. 8.- Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que certains desdits tubes ont des diamètres différents et en ce que des cales (lia, lic, iid) d'épaisseur appropriée sont interposées entre lesdits tubes (2a, 2c, 2d) et ladite plaque d'appui 7. 9.- Pompe selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu 'elle comprend des rnoyens pour imprimer une tension règlable audit ou auxdits tubes, en vue de faire varier leur diamètre.