Brevet FR2566846A1 — publié le 19860103

Membrane pour pompe à commande ou actionnement hydraulique La présente invention a pour objet une membrane pour pompe à commande ou actionnement hydraulique du genre pompe à membranes simple ou double à liquide intermédiaire. Ce type de pompe comprend généralement une chambre de pompage constituée d'une membrane élastique et de deux clapets, l'un d'aspiration et l'autre de refoulement. La variation de volume de cette chambre de pompage est obtenue par un mouvement de va-et-vient d'un piston, dont la course et la fréquence sont déterminées et réglables en fonction du débit de pompe désiré. L'accroissement de volume de la chambre de pompage, qui est réalisé par le recul de la membrane, entraine l'arrivée du liquide par le clapet d'aspiration, et la diminution de volume obtenue par l'avance de la membrane provoque la sortie par le clapet de refoulement du liquide pompé. Dans le cas d'une pompe à double membrane, la transmission du mouvement du piston à la membrane délimitant la chambre de pompage, est assurée par une transmission hydraulique. Cette transmission comprend d'une part une chambre intermédiaire, remplie de fluide, délimitée par une enceinte fixe dont une paroi d'extrémité longitudinale est constituée par la membrane tandis qu'une autre paroi est constituée par une seconde membrane élastique,et d'autre part une chambre d'impulsion également remplie de liquide, comprise entre ladite seconde membrane et le piston. On voit donc que les membranes utilisées dans ce genre de pompe doivent etre extremement fiables pour assurer au matériel la plus grande fidèlité, sensibilité et reproductibilité, ainsi qu'une bonne tenue face aux agressions du liquide véhiculé. Jusqu'à présent on utilise des membranes circulaires d'épaisseur constante, soit planes, soit préformées, dont on pince le bord de manière étanche entre deux pièces du corps de pompe. Mais ce type de membrane ne remplit pas toujours de fanon satisfaisante les conditions requises. En effet, lorsqu'en position de repos la membrane est plane, elle travaille en extension ce qui à la longue entraine une déformation permanente. Cette déformation est, dans la pratique, aléatoire et constitue une incertitude quant au fonctionnement de la pompe. De plus l'utilisation de ces membranes d'épaisseur constante dans des pompes à débit variable ne donne pas entièrement satisfaction car, pour obtenir un rendement optimum, le diamètre de ces membranes doit etre adapté au volume déplacé. Or, il est évidemment impossible d'utiliser des membranes dont le diamètre varie en fonction de l'accroissement de la cylindrée, si bien que le rendement ne sera pas satisfaisant pour toutes les cylindrées de la pompe. L'invention permet donc de remédier à ces inconvénients en proposant une membrane s'adaptant automatiquement en déformation au volume à déplacer. Suivant l'invention, la calotte centrale de la membrane a un profil variable dont l'épaisseur varie de façon continue du centre à la périphérie. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'épaisseur de la calette centrale croit du centre à la périphérie dans un rapport compris entre 1 à 5 environ. On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de l'invention, en référence aux dessins annexés qui représentent - Figure 1 : une vue schématique, en coupe longitudinale, d'une pompe à double membrane munie de la membrane conforme à l'invention, - Figure 2 : une vue à plus grande échelle en coupe de la membrane selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté une pompe à double membrane à débit variable constituée par un carter 1 assemblé de façon étanche au corps de pompe 2 avec interposition de couronnes intermédiaires (3-4). A l'intérieur du carter 1 est ménagée une chambre de pompage 5 comportant un conduit d'alimentation 6 et un conduitde refoulement 7 munis de clapets non représentés. La chambre de pompage 5 est délimitée par une membrane élastique 8 appelée membrane avant, dont le rebord annulaire est pincé entre le carter 1 et la couronne intermédiaire 3. La membrane avant 8 constitue également l'une des parois d'extrémité longitudinale d'une chambre intermédiaire 9, et dont l'autre paroi d'extrémité longitudinale est formée par une seconde membrane élastique 10 appelée membrane arrière. Le rebord annulaire de cette membrane arrière est pincé entre les deux couronnes intermédiaires (3-4). La chambre intermédiaire 9 est remplie d'un liquide approprié par exemple une huile minérale fluide. Derrière la membrane arrière 10 et dans le corps de pompe 2 est aménagée une chambre d'impulsion 11, remplie d'un fluide moteur, et dans laquelle évolue un piston 12 entrainé au moyen d'un porte piston 13 dans un mouvement alternatif par un dispositif non représenté. Le mouvement de varet-vient du piston 12, dont la course et la fréquence sont déterminées et réglables en fonction du débit de pompe désiré, provoque, par l'intermédiaire d'une part du fluide dans les chambres 3 et 11 et d'autre part de la membrane arrière 10, le recul de la membrane avant 8, l'accroissement du volume de la chambre de pompage 5 et par conséquent l'arrivée du liquide par le conduit d'alimentation 6. Puis, la diminutien du volume de la chambre de pompage 5 réalisée par l'avance de la membrane avant 8 entrante la sortie par le conduit de refoulement 7 du liquide pompé. Les membranes 8-10 utilisées par exemple dans ce genre de pompes et représentées à plus grande échelle à la figure 2 ont une forme circulaire, et comportent une calotte centrale 20 légèrement bombée, entourée d'un rebord annulaire 21 en forme de talon pour l'accrochage. Cette calotte 20 a un profil variable, c'est-à-dire que son épaisseur "e" varie du centre à la périphérie de façon continue dans un rapport compris entre 1 à 5 environ. Le centre de la calotte 20 étant plus mince que la périphérie, seul le centre se déforme à petit volume, et la déformation se propage vers la périphérie de la calotte en fonction de l'accroissement de la cylindrée. On obtient donc avec cette membrane à profil variable, une adaptation automatique de la déformation de ladite membrane avec le débit déplacé, permettant ainsi d'optimiser le rendement de la pompe pour toutes les cylindrées. La calotte centrale 20 et le rebord annulaire 21 sont en une seule pièce et réalisés par exemple à partir de matière première du type élastomère présentant une grande inertie chimique face à a majorité des produits agressifs connus, ainsi qu'une bonne imperméabilité aux gaz grâce à son épaisseur homogène et une excellente tenue en température. Par ailleurs, pour conférer à la membrane une résistance mécanique propre, il est possible d'insérer dans la matière constituant la membrane, une ou plusieurs nappes textiles 22, partielles ou totales simples ou multicouches. Il est également possible de revêtir l'une des faces de la membrane d'une couche mince de matière plastique, inerte chimiquement aux produits en contact. Les avantages de l'invention résident dans le fait qu'une pompe équipée de cette membrane possède un meilleur rendement quel que soit le volume déplacé, grâce au profil variable de la membrane. En outre la longévité de la membrane est accrue et sa robustesse à la déchirure est améliorée par une plus grande épaisseur à la périphérie, c'est-à-dire dans la zone d'accumulation des particules parasites. La grande mémoire de la position de repos de la membrane permet son retour à sa position initiale en l'absence de pression, améliorant ainsi le pouvoir d'aspiration de la pompe. Enfin, la grande souplesse du centre permet un meilleur pilotage de compensation du liquide de réalimentation de la chambre d'impulsion, et, notamment dans le cas des pompes à double membrane, un remplissage plus précis du liquide intermédiaire par une plus faible déformation due à sa rigidité de construction. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit, à titre d'exemple, mais elle s'étend à toutes variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1.- Membrane pour pompe à commande ou actionnement hydraulique constituée par une calotte centrale.(20) légèrement bombée et comportant un rebord annulaire extérieur (21), caractérisée par le fait que la calotte centrale (20) a un profil variable dont l'épaisseur "e" varie de façon continue du centre à la périphérie. 2.- Membrane selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'épaisseur "e" de la calotte centrale (20) croit du centre à la périphérie dans un rapport compris entre 1 à 5 environ. 3.- Membrane selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le rebord annulaire extérieur (21) est en forme de talon pour son accrochage. 4.- Membrane selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisée par le fait que la calotte centrale (20) et le rebord annulaire (21) sont en une seule pièce et réalisée à partir de matière première du type élastomère. 5.- Membrane selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que dans la matière constituant la membrane sont insérées une ou plusieurs nappes textiles (22) partielles ou totales, simples ou multicouches.