Brevet FR2555255A1 — publié le 19850524

Pompe volumétrique La présente invention concerne une pompe volumétrique pour des produits et matériaux de toutes natures, fluides ou solides, et plus particulièrement pour mortier ou ciment. Les pompes à mortier sont, en particulier, utilisées dans des machines à enduire pour alimenter en mortier un tuyau, par l'une de ses extrémités, et près de l'autre extrémité duquel est disposée l'extrémité d'une conduite d'arrivée d'air comprimé permettant de projeter le mortier sortant du tuyau sur un mur à enduire. On connaît déjà des pompes à mortier à queue de cochon ou à piston. Celles-ci présentent toutefois des inconvénients. L'introduction du matériau dans la pompe n'est pas automatique. Le matériau à enduire ne peut pas être stocké en grande quantité à proximité immédiate des moyens de transport de la pompe. Le fonctionnement de ces pompes exige une relativement grande quantité d'énergie, ne serait-ce qu'à cause des frottements de la pièce mobile contre la paroi interne du corps de pompe, la "lubrification" de cette pièce mobile étant souvent difficile, pour ne pas dire impossible, lorsque la pompe doit transporter des particules de taille importante. En outre, dans les pompes à queue de cochon, pourvues d'un corps en caoutchouc, en l'occurence une chemise, celle-ci peut être endommagée par des particules coupantes et, après un certain usage, subir un élargissement préjudiciable au bon transport du matériau d'enduction. La présente invention vise donc à pallier tous ces in convnients. A cet effet, la présente invention concerne une pompe volumétrique, caractérisée par le fait qu'elle comporte une orifice de refoulement une enceinte pourvue au moins/d'un orifice de guidage, un corps cylindrique ouvert à une extrémité et agencé pour être entraîné en déplacement rectiligne alternatif entre l'orifice de guidage et l'orifice de refoulement de l'enceinte, et un piston agencé pour etre entraîne en déplacement alternatif dans le cylindre. Plus particulièrement, la présente invention concerne une pompe volumétrique caractérisée par le fait qu'elle compo te une enceinte destinée à recevoir un matériau et pourvue au moins d'un orifice de refoulement du matériau et d'un orifice de guidage, un corps cylindrique ouvert à une extrémité disposée dans l'enceinte et qui est agencé pour être entraîné en déplacement rectiligne alternatif dans l'orifice de guidage, entre une position repliée où l'extrémité ouverte du cylindre est proche de l'orifice de guidage de l'enceinte, et une position dépliée, où l'extrémité ouverte du cylindre est en butée contre l'orifice de refoulement de l'enceinte, et un piston agencé pour être entraîné en déplacement alternatif dans le cylindre. Grâce à l'invention, et dans le cas de l'application de la pompe par exemple à l'enduction de mortier, le mortier peul être stocké en grande quantité si le volume de l'enceinte le permet, et rien ne l'interdit, et être entraîné automatiquement et par gravité à proximité du cylindre de la pompe, avant d'être refoulé, si le cylindre est disposé en partie basse de 1 'enceinte. Avantageusement, l'enceinte comporte une trémie d'approvisionnement pourvue d'un orifice de remplissage supérieur. Dans la forme de réalisation préférée de la pompe de l'invention, le cylindre et le piston sont entraînés en déplacement par une paire de pistons à double effet montés tête bêche. Mais de façon plus générale, la pompe de l'invention est caractérisé par le fait qu'elle comporte une enceinte destinée à recevoir un matériau à transporter, pourvue au moir d'un orifice derefoulement du matériau, un organe de trar port, des moyens pour introduire dans et re fouler hors de l'organe de transport le matériau, et des moyens pour mettre l'organe de transport en appui contre l'orifice de refoulement de l'enceinte. On pourrait effectivement concevoir la ponpe de l'invention avec des pièces mobiles en déplacement non plus rectili gne mais curviligne ou circulaire. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation préférée de la pompe de l'invention, en référence à la figure unique, annexée, qui représente une vue en coupe, selon l'axe du cylindre, de la pompe. Le système de pompage représenté sur les dessins est destiné au transport de mortier dans les machines à enduire, mais l'invention a de multiples autres applications, qui seront abordées plus loin. Le système comporte une trémie d'approvisionnement 1, à ouverture de remplissage supérieure, et qui est prolongée, en partie basse, par un caisson sensiblement parallélépipédique 2 recevant la partie fonctionnelle d'un ensemble de pompage décrit ci-après. Le caisson 2, qui communique donc avec la partie supérieu re, ici conique, de la trémie 1, comporte deux orifices coaxiaux percés dans deux parois opposés du caisson, un orifice de refoulement 3 et un orifice de guidage 4 I1 comporte également une bouche inférieure d'évacuation non représentée. Autour de l'orifice de refoulement 3, et à l'intérieur du caisson 2, est fixé un siège 5 en matière molle élastique, de préférence en caoutchouc, destiné à recevoir en butée une rondelle de protection, dont il sera question plus loin, avec interposition éventuelle de particules plus ou moins grandes. De l'autre côté, à l'extérieur du caisson, est fixé un clapet de sortie pivotant, non représenté, agencé pour obturer l'orifice 3, entre les phases de refoulement du mortier hors de la trémie. La paroi du caisson 2, autour de l'orifice de guidage 4, est repliée vers l'intérieur pour ménager un rebord 6. L'orifice de guidage 4 reçoit un manchon cylindrique 7 ouvert à une extrémité vers l'intérieur du caisson 2 et fermé, à l'autre extrémité, par une paroi dans laquelle est percé un orifice 8 de guidage d'une tige 9 de piston Il monté coulissant dans le manchon 7. Le rebord 6 fait office de palier pour le manchon 7. Il fait également office de support d'une membrane élastique 10 auquel elle est fixée d'un côté. Cette membrane 10 est fixée de autre côté au piston Il en passant sur le bord annulaire du manchon 7 de part et d'autre duquel, à l'intérieur et à ltf térieur, elle est également fixée, par exemple collée. La membrane 10 vise à assurer une étanchéité parfaite au niveau de l'orifice de guidage 4 du caisson 2. Une rondelle de protection 12, dont il a été question plus haut, est.fixée, par exemple collée, contre la membrane en appui contre le bord ouvert du manchon 7, afin d'éviter quf cette membrane ne soit détériorée par la venue en butée du mar chon 7 contre le siège 5 de l'orifice de refoulement 3 du catie son 2. A cet égard, les dimensions ou les diamètres du manchor de la rondelle 12, du siège 5 et de l'orifice 3 sont sensiblement liées entre elles. Le piston 11 est donc monté coulissant dans un sens et dans l'autre dans le manchon 7, pour d'abord créer dans le manchon 11 une dépression et y aspirer le mortier puis repousser ou refouler le mortier contenu dans le manchon hors du man chon, et à travers orifice de refoulement 3 du caisson 2, lorsque le manchon 7 est en butée, par l'intermédiaire de la rondelle de protection 12, contre le siège 5 de orifice de refoulement 3. On peut avantageusement fixer sur la tête de piston Il une rondelle, ou une cale, non représentée, destinée à recevoi la membrane 10 qui y serait mieux fixée que directement sur la tête de piston 11. Outre le manchon 7 avec son piston 11, l'ensemble de pompage comporte une partie de piston 13, 14 à double effet montés tête-beche, pour l'actionnement du manchon 7 et du piston "il. Les pistons 13, 14 sont montes dans un deuxième manchon commun 15, fixé au premier manchon 7 plongeant dans le caisson 2, de part et d'autre d'une cloison séparatrice 16. Le premier piston 13, le plus proche du manchon 7, est monté en bout d'une tige commune à ce piston et au piston 11, en ltoccurence la tige 9 guidée à travers l'orifice 8 de la paroi d'extrémité arrière du manchon 7. Quant au deuxième piston 14, il est monté en bout d'une tige 17 fixée, à l'autre bout, au chassis du système illustré symboliquement par une potence 18. Bien entendu, les pistons 11, 13 et 14 ont des diamètres et sont en matériau appropriés pour assurer un bon guidage de ceux-ci dans leurs manchons respectifs 7 et 15. Dans chacun des compartiments 19, 20 du manchon 15 contenant les pistons 13, 14, respectivement, débouchent une partie de conduits 21, 22 (23,24), disposés de part et d'autre du piston correspondant 13 (14), conduits par lesquels un fluide de manoeuvre peut-être soit introduit dans le compartiment pour repousser le piston dans un sens, soit refoulé hors du compartiment quand le piston est repoussé dans l'autre sens. Dans l'exemple considéré, les parties de conduits 21, 22 et 23,24 sont en fait deux distributeurs croisés pilotés par des détecteurs de course, ces équipements étant bien connus de l'homme de métier. Ayant decrit le système de pompage de l'invention, à l'état statique,- abordons en maintenant le fonctionnement. Considérons le depuis son état replié, dans lequel le piston 14 est pratiquement en butée contre la cloison 16, donc le manchon 15 repoussé vers la droite sur la figure et par conséquent le manchon actif de refoulement 7 sorti au maximum hors du caisson 2, et le piston 13 aussi en butée contre la cloison 16, donc le piston Il en butée contre le fond arrière du manchon 7. Dans cette position, le manchon 7 est rempli de mortier. Lorsque du fluide moteur, ou de manoeuvre, est injecté par le conduit 23 dans le compartiment 20, comme le piston 14 est immobile, le manchon 15 se déplace vers la gauche sur la figure , c'est-à-dire vers la trémie, et le manchon 7, solidaire du manchon 15, plonge dans le caisson 2 en direction de l'orifice de refoulement 3, jusqutà ce que la rondelle 12 vienne en butée contre le siège 5. Pendant ce mouvement, la membrane 10 est considérablement étirée. Quand on injecte du fluide moteur par le conduit 22 dans le compartiment 19, le piston 13 est repoussé vers la gauche dans le manchon 15, donc la tige du piston 13 aussi, ce qui provoque le coulissement du piston Il dans le manchon 7 vers l'ouverture du manchon 7, alors en appui contre le siège 5 pc la rondelle 12. Pendant ce mouvement, le mortier contenu dans le manchc est refoulé hors du manchon 7 par l'orifice de refoulement 3 du caisson 2. Quand on injecte du fluide moteur par le conduit 24 dar le compartiment 20, à l'inverse du mouvement précédent, le mE chon 15 est repoussé vers la droite entraînant dans sa course le manchon 7 vers l'extérieur du caisson 2. Pendant ce mouvement, le piston 11 étant resté immobile, le reste de mortier éventuellement contenu dans le manchon 7 est refoulé hors du manchon 7 et évacué par gravité vers la bouché inférieure d'é vacuation du caisson 2, dont il a été question plus haut. Enfin, quand on injecte du fluide moteur par le conduit dans le compartiment 19, le piston 13 est entraîné vers la cloison 16, entraînant avec lui le piston 11 vers le fond du manchon 7. Pendant ce mouvement, et grâce à la dépression ain créée, du mortier est introduit dans le manchon 7. Ainsi, le fonctionnement du système de pompage de l'invention s'effectue de façon remarquable et essentielle suivan des cycles à quatre temps, qui se déroulent successivement le uns après les autres : un premier temps pour la mise en appui du manchon de transport du mortier contre l'orifice de refoulement, un deuxième temps pour le transport du mortier hors d la trémie, un troisième temps pour le nettoyage du manchon de transport et un quatrième temps pour le remplissage du manchot de transport. Ces cycles se déroulent sous le contrôle des dé. tecteurs de course, selon un programme particulièrement simple correspondant précisement aux quatre temps des cycles. On vient de décrire la pompe de l'invention dans son application à l'enduction de mortier. Mais, rappelons le, elli a d'autres applications. Elle peut aussi opérer sur des matériaux liquides. Quant à l'enceinte de la pompe, qui n'est pas à proprement parler ce qu'on appelle un corps de pompe, celui-ci dans l'exemple considéré plus haut étant plutôt constitué par l'enceinte et le premier manchon, elle peut être totalement refermée sur ce premier manchon pour ne comprendre, outre l'orifice de guidage de ce manchon, qu'un orifice de refoulement. Dans ce cas, la pompe opérera surtout sur des liquides. Elle peut aussi être ouverte sur l'extérieur et se limiter à des parois-supports de l'ensemble de pompage. L'ensemble de manoeuvre des pièces mobiles en translatior dans l'enceinte décrit ci-dessus comporte une paire de pistons à double effet. Il ne s'agit bien entendu que de la forme de réalisation préférée. Toutefois, cet ensemble de manoeuvre pourrait comporter d'autres moyens, toUs à la portée de l'homme de métier, comme par exemple un groupe de moteurs associés à des moyens connus de transformation de mouvements circulaires en mouvements rectilignes. Revendications 1. Pompe volumétrique caractérisée par le fait qu'elle comporte une enceinte tif2) destinée à recevoir un matériau à transporter, pourvue au moins dlun orifice (3) de refoulement du matériau, un organe de transport (7), des moyens (11, 9, 1 15) pour introduire dans et refouler hors de l'organe de transe port (7) le matériau, et des moyens (17, 14, 15) pour mettre l'organe de transport t7) en appui contre l'orifice de refoulé ment (3) de l'enceinte 2.Pompe volumétrique selon la revendication 1, caracté risée par le fait qu'elle comporte une enceinte (1, 2) pourvut au moins dtun orifice de refoulement (3) et d'un orifice de gi dage 3. Pompe volumétrique selon la revendication 2, caracté risée par le fait qu'elle comporte une enceinte Cl, 2) destin à recevoir un matériau à transporter et pourvue au moins d'un orifice (3) de refoulement du matériau et d'un orifice de gui dage (4), un corps cylindrique (7) de transport ouvert à une extrémité disposée dans l'enceinte (2) et qui est agencé pour être entraîné en déplacement rectiligne alternatif dans l'ori: ce de guidage (4), entre une position repliée, où l'extrémité ouverte du cylindre (7) est proche de l'orifice de guidage (4 et une position dépliée, ou l'extrémité ouverte du cylindre ( est en butée contre l'orifice de refoulement (3) et un piston agencé pour être entraîné en déplacement alternatif dans le cylindre (7). 4. Pompe volumétrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'organe destransport (7) est situé en partie basse de l'enceinte (2). 5. Pompe volumétrique selon la revendication 4, caracté risée par le fait que l'enceinte comporte une trémie d'approvisionnement pourvue d'une ouverture de remplissage supérieure. 6. Pompe volumétrique selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée par le fait que le cylindre de transport (7) et le piston (11) sont entraînés en déplacement par une paire de pistons (13,14) à double effet montés tête-bêche. 7. Pompe volumétrique selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les pistons à double effet (13,14) sont montés dans un manchon (15) solidaire en déplacement du cylindre de transport (7), l'un (13) des pistons à double effet est solidaire en déplacement du piston (11) du cylindre (7), l'autre (14) des pistons à double effet est fixe.