Brevet FR2581707A1 — publié le 19861114

170-7 Perfectionnement aux pompes à membranes. La présente invention se rapporte aux pompes à membranes du type décrit aux brevets français 1.201.719 et à ses additions ne 75.245 et n' 81.151 au nom de M. Vincent Ballu. De telles pompes ont de multiples applications notamment dans le domaine de la machine agricole pour la s distribution sous pression de liquides abrasifs ou corrosifs, tels que ceux employés pour le traitement des cultures. La structure générale de ces pompes consiste en au moins un piston à double effet qui se déplace dans un cylindre ou carter fermé à ses extrémités par des membranes et rempli d'huile. Les membranes qui sont coiffées par des culasses se déforment sous l'action du piston alternatif, ce qui provoque l'aspiration et le refoulement du liquide dans les chambres comprises entre membranes et culasses. Les culasses sont reliées aux canaux d'aspiration et de refoulement par l'intermédiaire de clapets. Ces pompes sont soumises à des conditions d'emploi très sévères, s15 et elles doivent être à la fois peu coûteuses, robustes, fiables, et d'une grande longévité, en dépit d'un entretien minime et qui doit, de plus être d'une exécution facile et rapide. De telles conditions sont relativement difficiles à rassembler en dépit de l'évolution technologique. En particulier, les membranes restent un organe fragile, dont la longévité exige un poli parfait des surfaces du cylindre sur lesquelles elles sont fixées ou viennent à s'appuyer au cours de leurs déformations et d'autre part les clapets doivent pouvoir être démontés et remplacés très rapidement. Le pompe objet de la présente invention est du type à membranes fixées par leurs zones centrales sur les extrémités du piston et elle est caractérisée en ce que la pièce de fixation a la forme d'une vis, traversant la membrane pour se fixer dans le corps de piston, vis dont la tête a la forme d'une coupelle métallique de grand diamètre à concavité tournée vers la culasse et dont la surface peut être pourvue de reliefs de préférence annulaires assurant à ladite coupelle une grande surface par rapport au volume qu'elle occupe. Par coupelle de grand diamètre, il faut entendre un diamètre de l'ordre des 2/3 ou 3/4 du piston. Cette disposition assure le transfert des calories du système mécanique constitué par l'ensemble du piston et de son système d'entraînement alternatif, par excentrique, vers le liquide pompé et permet, en combinaison, de réaliser les culasses en matière plastique injectée, le rôle de refroidissement de la partie mécanique n'étant plus 258170? assuré par la conductibilité de culasses métalliques. Cela permet, également en combinaison, d'assurer la fixation et le blocage des membranes entre les culasses d'une part et d'autre part des bagues annulaires en matière plastique moulée recouvrant les bords s annulaires d'extrémités du carter. De telles bagues présentent un poli de surface parfait, du fait même de leur matériau (matière plastique) et du procédé de fabrication (moulage), ce qui assure la longévité des membranes en abaissant le coût de fabrication de la pompe. Cette disposition est rendue possible par la présence de la vis à tête refroidisseuse du fait que les bords du cylindre ne participent plus au transfert des calories du système mécanique. Un autre aspect de l'invention est que les clapets sont logés dans des tronçons de tubulures rectilignes solidaires des culasses et qu'ils sont maintenus en place par de simples bouchons vissés aux extrémités de ces tronçons. On obtient ainsi que les clapets soient démontables par simple dévissage à la main des bouchons, sans démontage de la pompe, les tronçons de tubulure dans lesquels ils sont logés étant de préférence réalisés d'une seule pièce avec les culasses. Ceci permet de réaliser les tubulures d'aspiration et de refoulement en un bloc disposé et enserré entre les tronçons ci-dessus et comprenant un bottier cylindrique vissé dans ledIt bloc avec Interposition crune membrane élastique et formant ainsi le régulateur ou amortisseur, en luiméme connu, mais d'une réalisation et d'une fixation généralement compliquées. La pompe ainsi obtenue présente donc une structure notablement différente de celles connues à ce jour et forme une partie mécanique de type classique à carter métallique contenant le piston alternatif sur lequel sont montées des culasses latérales en matière plastique injectée portant des tronçons de tubulures jumelées et parallèles daxes perpendiculaires à l'axe du piston, enserrant avec un bloc contenant les tubulures d'aspiration et de refoulement avec lesquelles elles communiquent ainsi qu'un bottier amortisseur vissé dans le bloc, les clapets étant logés dans les extrémités ouvertes desdits tronçons de tubulures et maintenus en place par des bouchons vissés auxdites extrémités avec interposition éventuelle de manchons internes. Une soupape pré-tarée est de préférence placée dans une communication entre les tubulures de refoulement et d'aspiration. L'invention est illustrée par le dessin ci-joint sur lequel on a représenté un exemple de réalisation d'une pompe. Figure i, en coupe verticale selon l'axe du piston, selon BB de la figure 4, Figure 2, en coupe verticale selon CC de la figure 1; Figure 3, en coupe horizontale selon DD de la figure 1; Figure 4, en coupe verticale selon AA de la figure 1. La pompe représentée sur ces figures comprend un piston alternatif 1 entraîné par l'arbre 2 par la coopération de l'excentrique 3 et de la noix 4 qui coulisse dans le piston 1. Ce piston à double effet ce déplace dans le cylindre-carter 5 fermé à ses extrémités par les membranes 6 et 7 maintenues par les vis 9 et 10 sur les têtes de piston. Ce volume est fermé et rempli d'huile. Les membranes 6 et 7 sont enserrées sur les extrémités du carter 5 par les culasses 1 1 et 12 qui délimitent les chambres 13 et 14 à volume variable. La déformation des membranes 6 et 7 par les mouvements du piston 1 provoque un effet d'aspiration et de refoulement is dans les chambres 13 et 14 qui communiquent avec l'aspiration 15 et le refoulement 16 par l'intermédiaire de tubulures dans lesquelles sont placés des clapets d'aspiration et de refoulement 17, 18. Cette structure générale est en elle-même connue. Conformément à l'invention, les vis 9 et 10 sont métalliques et comportent des têtes 20, 21 ayant la forme de coupelle de grand diamètre, à concavité tournée vers les culasses 1 1 et 12 (à l'opposé des parties filetées); lorsque la surface même des coupelles n'est pas suffisante pour assurer à elle seule le transfert des calories, ces coupelles pourront être munies de reliefs de grande surface, de formes quelconque mais de préférence avec une dépouille permettant leur démoulage, et de préférence annulaire. La forme générale en coupelle évite que les têtes 20, 21 ne soient en contact avec les membranes sur toute leur surface; les reliefs 22 augmentent la surface d'échange thermique entre les coupelles et le liquide pompé dans les chambre 13, 14 Les têtes de vis 20, 21 peuvent être de formes diverses notamment en ce qui concerne les reliefs 22, l'important étant que par leur surface élevée, elles assurent le transfert des calories de la partie mécanique 1 à vers et dans le liquide contenu dans les chambres 13 et 14 et jouent ainsi le rôle de "radiateurs". Dès lors, ce rôle n'a plus à être joué par des culasses 11 et 12 métalliques (aluminium) et ayant une surface de contact élevée ave,.e carter 5. Ces culasses seront donc de préférence réalisées en matière plastique, avec interposition entre les membranes 6 et 7 et lesextrémités du carter 5 de bagues 23 rapportées, de préférence en matière plastique moulée et dont la surface en contact avec les membranes présente, de ce fait, un poli parfait. Ainsi, la fabrication du carter 5 se trouve grandement simplifiée du fait quel n'est plus nécessaire de polir les surfaces arrondies du carter en contact avec les membranes, mais seulement les surfaces des bagues 23. De plus, les surfaces des têtes de piston en contact avec les membranes sont mieux refroidies, ce qui contribue également à la longévité des membranes. Les culasses 11, 12 portent des tronçons de tubulures d'aspiration et de refoulement 24 et 25 de préférence jumelées et à l'intérieur desquelles sont logés les clapets 17 et i 8. Les extrémités des tronçons 24 et 25 sont ouvertes et les clapets 17 et 18 sont maintenus en place par de simples bouchons 26, 27 vissés dans ces extrémités, avec, dans l'exemple représenté, Interposition de manchons entretoises 28, 29 s'insérant dans les tubulures 24, 25 (diamètre inférieur). l5 Ainsi, il devient possible de vérifier, réparer ou changer les clapets sans démontage de la pompe et par simple dévissage manuel des bouchons 26, 27. Dans l'exemple représenté, les manchons 28, 29 comportent un ergot 30 coopérant avec une rainure des tubulures 24, 25 et qui empêche les manchons de tourner. Les bouchons 26, 27 comportent des ailettes 31 pour leur vissage et ils sont montés rotatifs sur les manchons 28, 29 par le moyen des têtes 32 et des anneaux-clips 33. Dans cette variante, les clapets 17, 18 sont fixés à l'extrémité des manchons 28, 29 eux-mêmes rattachés aux bouchons 26, 27, de sorte que l'extraction de ces derniers entraîne celle des clapets eux-mêmes. Dans cette variante, également, les tronçons 24, 25 sont moulés d'une pièce avec les culasses 11, 12. Les tubulures d'aspiration 15, 35 et de refoulement 16, 36 sont jumelées et forment un bloc interposé et inséré entre les deux groupes de tronçons jumelés solidaires des culasses 11, 12. Ce bloc inclut le volume d'amortissement ou de régulation formé par le bottier qui est cylindrique, comme d'un filetage externe et assemblé par vissage dans la Jupe 34 du bloc, avec interposition de la membrane 38. La tubulure de refoulement 36 communique avec l'espace 39 au-dessus de la membrane 38 par la fente longitudinale 40 et l'espace 39 communique avec la tubulure d'aspiration 35 par le conduit 41 sur lequel est placée une valve à bille 42 pré-tarée, servant de soupape de sécurité. La structure de la pompe ainsi réalisée est donc nettement différente des réalisations antérieures: sur un bloc mécanique classique 1 à 7 sont montés deux ensembles latéraux en matière plastique, comprenant les culasses i i, 12 et les tronçons de tubulures 24, 25 contenant les clapets 17, 18 directement accessibles par les bouchons 26, 27. Entre ces tronçons 24, 25 est inséré un bloc formé de tubulures d'aspiration 35, 36 et du bottier amortisseur 37. L'assemblage est réalisé par les tirants parallèles 43, dont quatre sont placés au niveau de la partie mécanique et deux au niveau des tubulures 35, 36. Aucun démontage de la pompe n'est nécessaire pour atteindre les clapets, et le seul démontage des tirants 43 assure le démontage complet de la pompe. 8 1 7 0? REVENDICATIONS i. Pompe à membrane comportant au moins un piston à double effet (1) se déplaçant dans un cylindre (5) fermé à ses extrémités par des membranes (6 et 7) et rempli d'huile, les membranes étant coiffées par des culasses ( 11, 12) définissant les chambres (13, 14) dans lesquelles les déformations des membranes provoquent l'aspiration et le refoulement du liquide à pomper dans des tubulures d'aspiration et de refoulement sur lesquelles sont montés des clapets, caractérisée en ce que les membranes (6, 7) sont fixées sur les zones centrales des extrémités du piston ( 1) par des vis (9, 10) dont la tête (20, 21) a la forme d'une coupelle métallique de o10 grand diamètre, à concavité tournée vers les culasses et dont la surface interne est éventuellement pourvue de reliefs (22), tels que des reliefs annulaires, assurant auxdltes coupelles (20, 21) une grande surface de contact avec le liquide à pomper. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les membranes (6, 7) sont enserrées entre les culasses (1 1, 12) et le cylindre- carter (5) par l'intermédiaire de bagues (23) rapportées en plastique moulé recouvrant les bords annulaires d'extrémité du cylindre-carter (5). 3. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les clapets (17, 18) sont logés dans des tronçons de tubulures rectilignes (24, 25), solidaires des culasses et maintenus en place par des bouchons (26, 27) vissés sur les extrémités desdits tronçons. 4 Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que les clapets sont montés à l'extrémité des manchons (28, 29) s'insérant dans les tronçons (24, 25). 5. Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que les manchons (28, 29) sont fixés de façon rotative sur les bouchons (26, 27). 6. Pompe à membrane comportant au moins un piston (1) à double effet se déplaçant dans un cylindre (5) fermé à ses extrémités par des membranes (6 et 7), et rempli d'huile, les membranes (6 et 7) étant coiffées par des culasses (I 1, 12) définissant des chambres (13, 14), caractérisée en ce que chaque culasse (1 1, 12) porte deux tronçons de tubulures (24, 25) rectilignes dans lesquelles sont logés les clapets d'aspiration et de refoulement (17, 18) maintenus en place par des bouchons (26, 27) vissés sur les extrémités desdits tronçons, l'ensemble culasse et tronçons de tubulures étant réalisé d'une seule pièce. 7. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les tubulures d'aspiration et de refoulement (35, 36) forment un bloc enserré entre deux couples de tronçons de tubulures (24, 25) bloc comportant un boitier de régulation (37) avec interposition 258 1707 d'une membrane (38). 8. Pompe selon la revendication 7, dans laquelle le boîtier (38) est cylindrique, comporte un filetage externe et est monté par vissage dans une jupe filetée du bloc des tubulures (35, 36) avec interposition d'une membrane élastique (38). 9. Vis de fixation de membrane de pompe à membrane, caractérisée en ce que sa tête (20) revêt la forme d'une coupelle métallique de grand diamètre à concavité tournée à l'opposé de la partie filetée et dont la surface est pourvue de reliefs (22), tels que des reliefs annulaires, o assurant à ladite coupelle une grande surface par rapport au volume qu'elle occupe. 10. Clapet de pompe à membrane, caractérisé en ce qu'il est monté à l'extrémité un manchon (28) portant à son autre extrémité un bouchon fiieté (26) monté rotatif sur ledit manchon.