Brevet FR2594897A1 — publié le 19870828

La présente invention concerne une pompe rotative pour liquides, en particulier pour l'alimentation en carbu- rant des moteurs thermiques. Comme on le sait, les pompes du type indiqué plus haut, actuellement dans le commerce, comportent une roue du type à aubes, entraîlnée par un moteur électrique à courant continu. De telles pompes sont installées dans le circuit d'alimentation, extérieurement au réservoir de carburant ou à l'intérieur de celui-ci. O10 La pompe décrite comporte plusieurs inconvénients, en particulier, le rendement de la roue à aubes est faible en raison de la turbulence causée par l'écoulement de carbu- rant et elle est de plus soumise à des poussées radiales qui lui appliquent des contraintes de façon non-uniforme. Enfin, la roue à aubes est d'une construction relativement complexe et d'un coût de fabrication relativement élevé. La présente invention a pour objet de réaliser une pompe rotative pour liquides ne possédant pas les inconvé- nients cités plus haut, c'est-à-dire qui soit d'un rendement élevé, de longue durée de service et de construction simple et d'un coût réduit. D'autres objets et avantages de la présente inven- tion apparaitront au cours de la description suivante. Selon la présente invention, il est prévu une pom- pe rotative pour liquides, caractérisée par le fait qu'elle comprend une chambre pratiquement cylindrique dans laquelle est installée une première partie d'une roue pratiquement cylindrique, entraînée par un moyen en forme de moteur et comprenant une seconde partie dans laquelle est ménagé un trou axial en communication hydraulique à son extrémité in- férieure avec un réservoir de liquide et se prolongeant à son extrémité supérieure jusqu'à ladite première partie o elle est en communication hydraulique avec au moins un trou radial ménagé dans ladite première partie et s'ouvrant vers ladite chambre comportant l'ouverture de sortie. Afin d'avoir une meilleure compréhension de la présente invention, une forme de réalisation préférée va maintenant être décrite, uniquement à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux planches de dessins dans les- quels: Fig. 1 est une vue de c6té en coupe d'une pompe réalisée selon les principes de la présente invention; et Figs. 2 et 3 sont des coupes prises suivant les lignes II-II et III-III, respectivement de la figure 1. Commrne représenté sur la figure 1, un groupe moto- pompe pour liquides, en particulier pour le carburant des moteurs thermiques, est désigné d'une façon générale par le chiffre de référence 1 et comprend un moteur électrique 2 dont le carter est raccordé à une pompe rotative 3, réalisée selon les principes de la présente invention, comprenant une roue 4 en matière plastique, dont une partie centrale 5 est logée dans une chambre cylindrique 6 délimitée par les flas- ques supérieur et inférieur, 7 et 8 respectivement, et par un anneau périphérique 11. Le carter du moteur 2 est rac- cordé par des vis 12 au flasque supérieur 7 muni- d'un trou axial débouchant 13 traversé par un arbre de sortie 14 du moteur 2. Le trou 13 comporte une partie supérieure 15 de section hexagonale (figure 3) et une section inférieure 16 de section cylindrique. L'arbre 14 est cylindrique et éta- blit un contact le long des zones intermédiaires desdites faces qui délimitent la section 15. Ce contact crée un fai- ble frottement de rotation et permet le centrage de l'arbre 14 sans l'aide de paliers. La roue 4 est cylindrique et coaxiale à l'arbre 14 par lequel elle est entraînée en rota- tion, par exemple à 6000 tours/minute. La roue 4 comprend une partie supérieure 17 dans la section 16 (o s'établit la liaison par embrayage entre cette partie 17 et l'extrémité libre de l'arbre 14), ladite partie centrale 5 étant d'un diamètre supérieur à celui de la partie 17, et une partie inférieure 18, d'un diamètre inférieur à celui de la partie 5. -94897 Les flasques 7 et 8, l'anneau il et la roue 4 sont réalisés en matière plastique et, en particulier, le flasque 8 et l'anneau 11 sont formés d'une seule pièce. Le flasque 8 comprend un plateau 21 sur la bordure périphérique duquel l'anneau 11 s'étend vers le haut et est fixé rigidement au flasque 7. Le plateau 21 est muni d'un trou central 22 tourné vers le bas, à l'extrémité duquel part un manchon tu- bulaire 23 qui loge à l'intérieur de la partie inférieure 18 de la roue 4. L'extrémité libre du manchon 23 constitue une ouverture d'entrée 19 de carburant et c'est la raison pour laquelle un filtre 24 est monté à l'intérieur. La motopompe 1 est de manière appropriée installée dans un réservoir, au voisinage du fond de celui-ci, désigné par 25 et représenté en tirets sur la figure 1. Comme illustré sur les figures 1 et 2, traversant la roue 4 et, plus particulièrement les parties 5 et 18 de celle-ci, est ménagé un trou axial 26 ouvert au fond et à partir duquel, dans la partie 5, s'étendent six trous ra- diaux débouchants 27. Le diamètre de la partie 5 est infé- rieur au diamètre intérieur de la chambre 6, ce qui fait que dans la chambre 6, entre la partie 5 et l'anneau ll, un es- pace annulaire 28 est défini. Il faut noter qu'entre la face supérieure de la partie 5 de la roue 4 et la face inférieure du flasque 7, et entre la face inférieure de la partie 5 et la face supérieure du plateau 21 du flasque 8, il existe un jeu correspondant qui ne doit pas être inférieur à 0,2 mnm, de sorte qu'aucun frottement dû à la viscosité du carburant, susceptible de réduire le rendement de la pompe 3, n'apparalt. Dans la face supérieure du plateau 21, le long du bord du trou 22, est ménagé un siège pour un palier de poussée 31 supportant la partie 5 de la roue 4. Le jeu entre la partie inférieure 18 de la roue 4 et le trou central 2 du manchon tubulaire 23 ne doit pas être supérieur à 0,1 mm pour obtenir une étanchéité suffisante de l'espace annulaire 28. En se reportant aux figures 1 et 2, une ouvertu- re de sortie 32, dans un plan radial de la chambre 6 est mé- nagée dans la pompe 3. En particulier, l'ouverture 32 conmporte une première partie creuse 33 ménagée dans la par- tie radiale 43 du flasque 8 et fermée au sommet par une par- tie 44 du flasque 7, et une seconde partie creuse 34 constituée par une partie en forme de manchon 45 du flasque 8, coaxiale à la partie 43. L'ouverture de sortie 32 est adaptée pour se raccorder sur le raccord 45 d'un tube (non représenté) d'alimentation en carburant du moteur thermique. En correspondance avec l'ouverture de sortie 32, il est pré- vu un diaphragme 35 d'épaiseur décroissante en coupe. En particulier, le diaphragme 35 s'étend de l'espace annulaire 28 vers l'intérieur de l'ouverture de sortie 32 qui, sur une partie initiale du la section 33 est divisée en deux canaux. Dans le flasque 7, en aval de l'emplacement du diaphragme , il est prévu un trou de reniflard extérieur 60, de petit diamètre, de 1 mm par exemple. La pompe 3 est une pompe cen- trifuge étant donné qu'en service, la rotation de la roue 4 provoque l'expulsion du liquide par les trous 27, vers l'espace annulaire 28 à partir duquel, par l'ouverture 32, il s'écoule en direction du moteur thermique. L'écoulement vers l'extérieur à partir des trous 27 crée une dépression à l'intérieur, qui aspire le carburant qui s'écoule par l'ouverture d'entrée 19 vers les trous 27 par le trou 26. Il faut noter que la pompe 3 effectue son action de pompage, tant lorsque la roue 4 tourne dans un sens que lorsqu'elle tourne dans le sens opposé. Le diaphragme 35 permet l'auto-amorçage de la pompe 3 étant donné qu'en cas de pré- sence d'air dans la chambre 6, celui-ci est acheminé vers l'ouverture de sortie 32, et plus rapidement, par le trou 6, vers l'extérieur, étant donné que le diaphragme 35 inter- rompt la circulation de l'air autour de l'espace annulaire 28. D'après ce qui a été décrit plus haut, les avan- tages obtenus avec la forme de réalisation de la présente invention apparaîtront mieux. Entre autres choses, la pompe 3 n'exige pas de to- lérances serrées et peut être réalisée en matière plastique. De plus, la roue 4 ne subit pas de poussées radiales étant donné la présence d'un anneau de carburant autour de la par- tie 5, ou de poussées axiales étant donné que la roue 4 est à centrage automatique du fait du liquide présent entre les côtés supérieur et inférieur de la partie 5. Il faut noter de plus que la pompe 3 est à amorçage et à purge automati- que, en particulier grâce au diaphragme 35 qui permet l'expulsion des quantités d'air quelconques, éventuellement aspirées, par exemple quand le véhicule négocie un virage à grande vitesse lorsque le niveau de carburant dans le réser- voir est assez bas. Pendant la marche normale de la pompe 3, il se forme un écoulement laminaire de carburant le long de l'espace annulaire 28, vers l'ouverture de sortie 32, contrairement à l'écoulement turbulent qui se forme dans les pompes du type à roues à aubes, ce qui permet d'augmenter le rendement de la pompe 3 pour les mêmes dimensions. Le liqui- de présent dans l'espace annulaire 28 et qui arrive par la partie 16 dans la partie 15 du trou 13 provoque de plus le refroidissement de l'arbre 14 du moteur 2. Enfin, il est clair que la pompe 3 décrite et représentée ici peut compor- ter des modifications et des variations, sans s'écarter du cadre des revendications de la présente invention. En particulier, l'ouverture de sortie 32 de la chambre 6, peut être radiale, tangentielle ou latérale, de quelque manière que ce soit. De plus, le moteur électrique 2 peut être de type à courant continu ou d'un autre type. L'accouplement entre l'arbre 14 et la roue 4 peut être dif- férent de celui décrit, de même que la conformation de la roue 4, à condition que le principe d'avoir au moins un trou et un conduit radial 27 soit conservé. Ce conduit 27 peut de manière appropriée avoir un diamètre augmentant progressive- ment vers l'extérieur de la roue 4, par exemple de 2,5 mm à l'extrémité intérieure à 3,5 mm à l'extrémité extérieure, afin d'éviter les accroissements de vitesse du liquide di- rigé sur l'espace annulaire 28 qui pourraient donner nais- sance à des mouvements turbulents; de plus, les pertes de charge de la pompe sont réduites. La pompe 3 peut être im- mergée dans le réservoir ou être à l'extérieur du réservoir même, tant qu'elle est disposée au dessous de la surface li- bre du liquide dans le réservoir. Enfin, la pompe 3 peut pomper tout liquide et peut par suite être utilisée pour l'alimentation de tout type de carburant (essence, gazole, alcool, etc....). REVENDICATIONS 1. Pompe rotative (3) pour liquides, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre pratiquement cylindrique (6) dans laquelle est installée une première partie (5) d'une roue pratiquement cylindrique (4) entraînée par un moyen en forme de moteur (2), et une seconde partie (18) dans laquelle est ménagé un trou axial (2Z6) en communication hydraulique à son extrémité inférieure avec un réservoir de liquide et prolongée, à son extrémité supérieure, jusqu'à ladite première partie (5) o elle est en communication hy- draulique avec au moins un trou radial (27) ménagé dans la- dite première partie (5) et débouchant vers ladite chambre (6) pourvue d'une ouverture de sortie (32). 2. Pompe selon la revendication l, caractérisée en ce que ladite chambre (6) est délimitée par un corps exté- rieur (7, 8, 11) de ladite pompe (3), un espace annulaire (28) étant défini entre ledit corps extérieur (7, 8, 11) et ladite première partie (5) de ladite roue (4), espace anu- laire (28) à partir duquel s'étend ladite ouverture de sor- tie (32); un jeu existant entre les surfaces supérieure et inférieure de ladite première partie (5) de la roue (4) et celles dudit corps extérieur (7, 8), de manière à ne pas causer d'importantes pertes par frottement dues à la visco- sité du liquide. 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit corps extérieur (8) comprend un plateau (21) muni d'un trou débouchant central (22), à l'extrémité exté- rieure duquel s'étend un manchon tubulaire (23) vers le bas, ledit manchon tubulaire (23) constituant une ouverture d'entrée (19) et logeant à l'intérieur ladite seconde partie (18) de ladite roue (4). 4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que le jeu radial entre ladite seconde partie (18) de la roue (4), et ledit trou débouchant central (22) est tel qu'il ne se produit aucune réduction d'étanchéité signifi- cative dans ledit espace annulaire (28). 5. Pompe selon la revendication 3 ou 4, caractéri- sée en ce qu'il est ménagé sur la face supérieure dudit pla- teau (21) autour dudit trou central (22), un siège pour un palier de poussée (31) supportant ladite première partie (5) de ladite roue (4). 6. Pompe selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que dans ladite chambre (6) et en correspondance avec ladite ouverture de sortie (32) il est prévu un diaphragme (35) qui s'étend à partir de l'espace annulaire (28) vers l'intérieur de ladite ouverture de sor- tie (32). 7. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit moyen en forme de moteur (2) comprend un moteur électrique. 8. Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit moteur électrique (2) comporte un arbre de sor- tie (14) auquel ladite roue (4) est accouplée de façon fixe. 9. Pompe selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit corps extérieur (7) possède un trou axial (13) traversé par ledit arbre (14) et comportant une partie (15) de section hexagonale. 10. Pompe selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que dans ladite pre- mière partie (5) de la roue il est ménagé six trous radiaux (27) uniformément répartis. 11. Pompe selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes caractérisée en ce que lesdits trous ra- diaux (27) ont une section augmentant progressivement vers l'extérieur de ladite roue (4). 12. Pompe selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en matière plastique. 13. Pompe selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que ledit liquide est du carburant pour moteur de véhicule automobile. 14. MIotopompe (1) caractérisée en ce qu'elle com- prend un moyen d'entraelnement en forme de moteur électrique (2) et une pompe rotative (3) selon l'une quelconque des re- vendications précédentes.