Brevet FR2573487A1 — publié le 19860523

Pompe volumetrique à double effet L'invention concerne une pompe volumétrique. On connait par le brevet français n" 77 23719 du 2 août 1977 une pompe volumetrique comportant un b - ti, un cylindre monté coulissant dans le bati et pre- sentant un alesage apte à recevoir un piston solidaire du bâti, le cylindre et le piston déterminant une chambre, des moyens d'étanchéité entre le cylindre et le piston, le piston etant percé d'un orifice mettant en communication la chambre avec une canalisation. Toutefois, cette pompe qui ne comporte qu'un seul piston est à simple effet. Pour assurer le transfert d'un fluide à travers un conduit comportant une section apte à la mesure d'un parametre physique, par exemple un capillaire, on a envisage de juxtaposer deux pompes identiques, telles que décrites par le BF 77 23719, commandées par la meme vis sans fin avec des calages opposés, de tel le façon que le volume interne d'une pompe augmente avec la même vitesse que le volume interne de l'autre pompe diminue et réciproquement. On a constaté que les jeux inhérents à toute transmission mécanique introduisent avec l'usure, et donc avec le temps, une dissymétrie imprévisible et non compensable ni corrigeable. Afin d'assurer une symétrie exacte, et de la conserver, entre la croissance du volume interne d'une pompe et la diminution du volume interne de l'autre pompe, il a été imaginé d'opposer les cylindres des deux pompes et de les solidariser en une seule pièce et de solidariser les deux pistons au moyen d'un châssis rigide lui-même mis en mouvement par un dispositif d'entrainement unique. Une pompe volumétrique à double effet selon l'invention est constituée par un cylindre percé de deux alésages opposés de même diamètre séparés par une cloison médiane, débouchant sur chacune des extremites dudit cylindre, ces alésages étant aptes à recevoir chacun un piston dont la tige, percee d'un canal axial est solidaire d'un châssis rigide, le cylindre etant mobile en translation alternative par rapport au chassis rigide par le moyen d'un dispositif d'entraSnement unique. Dans diverses réalisations, le mécanisme d'entrainement pour déplacer alternativement le cylindre par rapport au bâti sont constitués par un filetage ménage sur la paroi externe du cylindre, par un fourreau entourant le cylindre, solidaire en translation du bâti et comportant un filetage intérieur apte à coopérer avec le filetage extérieur du cylindre, et une denture extérieure. Une vis sans fin ayant un axe perpendiculaire à L'axe du cylindre est montée pivotante dans le bâti, ladite vis sans fin étant apte à coopérer avec ladite denture et comportant un organe de manoeuvre. De préférence, ledit fourreau comporte une roue dentée reliée à des moyens de mesure du deplacement du cylindre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif en référence aux figures annexées, sur lesquelles - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une pompe à double effet conforme à la présente invention, - la figure 2 est une vue en section transversale selon le plan II-II de la figure 1, - la figure 3 est un schéma illustrant une application préférée de la pompe de l'invention. La pompe représentée sur la figure 1 comprend un bat i se composant d'un boîtier 18, de deux carters cylindriques 14 disposés de part et d'autre du boitier 18 et fixés à celui-ci et de deux flasques 94 montes chacun à une extrémite d'un carter 14. A l'intérieur du bati de la pompe, on trouve un cylindre designé par la référence 2 définissant un premier et un second alesage 6a, 6b. Un premier piston 8a et un second piston 8b sont fixés à- l'une de leurs extrémités chacun à un flasque 94 par exemple au moyen d'un éc-rou. Le piston 8a pénètre dans l'alésage 6a pour déterminer une chambre 7a. De maniere identique, le cylindre 8b pénètre dans l'alésage 6b pour déterminer une chambre 7b. Des moyens d'étanchéité sont prévus entre chacun des pistons 8a, 8b et les alésages correspondants 6a, 6b du cylindre. Dans l'exemple de réalisation représenté, ces moyens sont constitués par un joint 68 serré sur son siège par un bouchon 70. Un orifice longitudinal 10a, 10b traverse de part en part chacun des pistons 8a, 8b.Les canaux 10a, 10b mettent en communication les chambres 7a, 7b avec une canalisation faisant partie d'un circuit auquel La pompe est reliée par l'intermédiaire d'un embout de raccordement. Des moyens sont prévus pour déplacer alternativement le cylindre 2 selon un mouvement de va-etvient de manière à faire varier le volume des chambres 7a, 7b, ce qui détermine un cycle de pompage pour un fluide. Ces moyens peuvent être constitués, comme dans la demande nO 77 23719 du 2 août 1977 par un vérin hydraulique qui déplace le cylindre 2. Dans I1 exemple de réalisation représenté sur les figures, ces moyens sont constitués par un mécanisme à roue et vis sans fin particulièrement visible sur les figures 1 et 2. Un filetage 34 est ménagé sur la paroi externe du cylindre 2. Un fourreau 31 entoure le cylindre 2. Le fourreau 31 comporte extérieurement une roue 32 comportant une denture externe 33 qui engrène avec une vis sans fin 30. Le fourreau 31 est monté tournant par rapport au bâti de la pompe par l'intermédiaire de deux butees-roulements à billes 36 et 38 à contact oblique. Ces roulements sont immobilisés par les carters 14. De même (voir figure 2), la vis sans fin 30 tourne à l1inté- rieur de deux roulements.40 et 42 solidarises avec le bottier 18. Les roulements 40 et 42 sont montes à l'in- térieur de bagues 44 et 46 constituant des excentriques par rapport à L'axe XX de la vis sans fin 30. Les bagues permettent d'ajuster l'écartement de la denture 34 avec la vis 30. La vis sans fin 30 est complétée par deux couvercles 48 et 50 solidarisés avec le boîtier 18. Elle se prolonge par un arbre 52 dans lequel est fixee une poignée de manoeuvre 54 par tout moyen connu tel qu'une clavette. Le piston 2 est guidée translation à chacune de ses extrémités. Chaque système de guidage comprend une bague 90 solidaire du cylindre 2, un galet 92 mobile dans une règle profilée 93 rapportée sur le carter 14 et un pion 91 qui relie la bague 90 au galet 92. Ce système permet la translation du cylindre 2 tout en évitant sa mise en rotation. Des moyens sont prévus pour mesurer avec précision le déplacement du cylindre et par conséquent pour connaître le volume du fluide pompé. Dans le mode de réalisation décrit, ces moyens sont constitués par une roue dentée 95 montée sur le fourreau 31 et solidaire de celui-ci. Cette roue entraîne une deuxiéme roue dentée 97 reliée à un générateur d'impblsions 99. Le générateur d'impulsions porte Un compteur numérique qui permet une lecture de liquide déplacé. Selon une variante de réalisation, les moyens pour connaître le déplacement du cylindre pourraient être constitués, comme dans le cas de la demande de brevet n" 77 23719 d'un vernier entraî-né par la roue 95 et dune règle graduée rendue solidaire en translation du cylindre. Le fonctionnement de la pompe est le suivant. En agissant sur l'organe de manoeuvre 54 dans le sens voulu, on provoque la rotation de la vis sans fin 30 qui entraîne en rotation la vis 32. La coopération entre le filetage interne de la roue 32 et le filetage externe 34 du cylindre 2 provoque un mouvement de translation de ce cylindre, chacun des pistons 8a, 8b restant fixes. Le volume de L'une des chambres augmente tandis que celui de l'autre chambre diminue. Lorsqu'une certaine quantité de fluide est aspirée par une extrémité de la pompe la même quantité de fluide est refoulée de l'autre extrémité. La pompe qui vient d'être décrite permet de pomper une quantité de fluide extremement précise du fait que le filetage permettant le déplacement relatif du cylindre par rapport aux pistons se trouve sur Le cylindre et non sur les pistons. Ainsi, ce filetage a un diamètre sensiblement accrû, ce qui permet d'obtenir une meilleure précision d'usinage. La vis sans fin et la poignée de manoeuvre 54 constituent en coopération avec la roue d'entraînement du cylindre 2 un amplificateur mécanique qui permet d'obtenir des pressions élevées de l'ordre de 750 bars sans qu'il soit nécessaire d'appliquer des efforts très importants sur l'organe de manoeuvre 54.Du fait, que le cylindre 2 est mobile et les pistons fixes l'ensemble des organes en mouvement à lubrifier se trouve rassemblé à l'intérieur d'un même carter relativement compact, ce qui simplifie les problêmes de lubrification. L'effort mécanique est applique au milieu du fourreau 32 qui occupe lui-même une position médiane par rapport aux déplacements longitudinaux du cylindre 2. On obtient donc une meilleure transmission de l'effort. On a représenté sur la figure 3, un exemple d'utilisation de la pompe de l'invention dans lequel cette derniere est utilisée comme pompe de transfert. Elle permet d'envoyer par une de ses extrémités une quantité de liquide parfaitement déterminee dans une enceinte A sous une pression allant jusqu'à 750 bars et dans le même temps de retirer, par L'autre extrémité de la pompe, une quantité de liquide exactement égale à la précédente d'une deuxieme enceinte B reliée à L'enceinte A, sous La même pression. La pompe à double effet permet, outre les possibilités de mise en pression ou de décompression, d'effectuer, à toutes pressions inférieures à 750 bars, des transferts à débit constant, de volumes de fluide parfaitement connus. Cette propriété est indispensable au calcul de la viscosité d'un fluide. Elle permet de faire circuler le fluide au travers d'un capillaire et d'appliquer la loi de Poiseuille simplifiée : P 9 = K où Q est le débit rigoureusement constant impose par la pompe. REVENDICATIONS 1. Pompe volumétrique caractérisée en ce qu'elle comporte un cylindre- (2) percé de deux alésages opposés (6a et 6b) de même diamètre séparés par une cloison médiane (4), débouchant sur chacune des extremités dudit cylindre, ces alésages étant aptes à recevoir chacun un piston (8a et 8b) dont La tige, percée d'un canal axial (10a et 10b), est solidaire d'un châssis rigide, le cylindre étant mobile en translation alternative par rapport au châssis rigide par le moyen d'un dispositif d'entraînement unique. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour déplacer alternativement Le cylindre (2) par rapport au bati sont constitués par un filetage (34) ménagé sur la paroi externe du cylindre (2) ; par un fourreau (31) entourant le cylindre (2), solidaire en translation du bâti et comportant un filetage intérieur apte à coopérer avec le filetage extérieur (34) du cylindre (2), et une denture extérieure (33), et une vis sans fin (30) ayant un axe XX' perpendiculaire à l'axe du cylindre et montée pivotante dans le bâti, ladite vis sans fin (30) étant apte à coopérer avec ladite denture (33) et comportant un organe de manoeuvre (54). 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit fourreau (31) comporte une roue dentée (95) reliée à des moyens (99) de mesure du déplacement du cylindre. 4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de mesure du déplacement du cylindre sont constitués par un générateur d'impulsions (99) comportant un compteur numérique.