Brevet FR2599435A1 — publié le 19871204

-1 Dispositif de pompage unidirectionnel à pompe réversible L'invention concerne le pompage, c'est-à-dire la mise en circulation et/ou en pression d'un fluide, notamment d'un liquide. Un tel pompage présente un sens qui est défini par le fait que le fluide est aspiré d'un côté et refoulé de l'autre. Elle concerne plus précisément un dispositif dont l'organe actif est une pompe rotative et qui permet d'éviter une inversion dans le sens de pompage quand le sens de la rotation de la pompe s'inverse. D'une manière générale un circuit de fluide (huile par exemple) 10 comprend un dispositif de pompage pour assurer un certain débit à travers un organe (des paliers de machines tournantes par exemple) qui doit être parcouru par ce fluide. Dans-cet exemple le circuit comprend en outre un réservoir d'huile, un filtre, un régulateur de pression et un échangeur de chaleur (réfrigérant). Le circuit et les organes qui le constituent sont aménagés et construits en fonction du sens de circulation de l'huile; dans les paliers d'une machine tournante l'huile de lubrification entre par des orifices calibrés et sort en se déversant dans le réservoir. La lubrification ne serait évidemment plus assurée si l'huile était pompée en 20 sens inverse. Une situation analogue apparaît en ce qui concerne les filtres habituels car la surface de rétention de ces derniers doit être traversée toujours dans le même sens, et pour les appareils de régulation en général; en outre un filtre doit être toujours parcouru par l'huile de lubrification avant la machine qu'il protège. Par ailleurs, le sens de circulation du fluide fourni par une pompe est très souvent fonction de son sens de rotation: c'est le cas des pompes à engrenages et à vis et de leurs dérivés, dont l'emploi est le plus répandu notamment pour l'alimentation en huile des paliers d'une machine tournante. Et il est évident que le sens de rotation de 30 la pompe s'inverse si celui de son moteur s'inverse, soit accidentellement soit dans des circonstances d'exploitation particulières. Or, une telle inversion apparaît, dans le cas de l'exemple ci-dessus, si la machine tournante est mise en dévirage alors qu'elle constitue le moteur de la pompe qui est alors dite "attelée". C'est aussi le cas 35 s'il y a inversion des p8les d'un moteur de pompe électrique....; il - 2 devient alors indispensable de prendre des dispositions pour éviter l'inversion du sens de pompage de l'huile. On utilise communément dans ce but un dispositif tel que représenté dans son principe sur la figure 1, et dans lequel la pompe est 5 associée fonctionnellement à quatre clapets: une pompe à vis 100 peut pousser l'huile de lubrification des paliers d'une machine tournante dans deux sens opposés soit d'une première chambre intermédiaire 102 vers une deuxième chambre intermédiaire 104 soit dans le sens inverse. Une chambre d'entrée 106 communique avec chacune de ces deux 10 chambres intermédiaires 102 ou 104 par un clapet 108 ou 110 permettant à l'huile de passer de cette chambre d'entrée vers cette chambre intermédiaire mais non dans le sens inverse. De même une chambre de sortie 112 communique avec chacune de ces deux chambres intermédiaires, 102 ou 104, par un clapet 114 ou 116 permettant à 15 l'huile de passer de cette chambre intermédiaire vers cette chambre de sortie mais non dans le sens inverse. Le cas représenté est celui o la pompe 100 pousse l'huile vers la chambre 104 selon la flèche 118. Les clapets 110 et 114 sont ouverts et les clapets 108 et 116 fermés par la pression d'huile créée par la pompe 100. L'huile est alors aspirée dans 20 la chambre d'entrée 106 dans laquelle elle pénètre selon la flèche 120, et refoulée dans la chambre de sortie 112 dont elle sort selon la flèche 122. Si le sens de rotation et de poussée de la pompe 100 s'inverse, les clapets 110 et 114 se ferment, les clapets 108 et 116 s'ouvrent et 25 l'huile entre et sort encore selon les flèches 120 et 122. Ce dispositif présente l'inconvénient d'utiliser des clapets qui sont soit facilement sujets à détérioration, soit encombrants, soit coûteux. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de 30 pompage unidirectionnel à pompe réversible simple, robuste, peu coûteux et peu encombrant. Et son objet peut être exposé, de manière d'abord générale, par les points suivants, notamment -3 1/ Dispositif de pompage unidirectionnel à pompe réversible, ce dispositif étant destiné à recevoir un fluide à pomper arrivant dans une chambre d'entrée, et à être entraîné par un moteur de pompe rotatif pour refouler ce fluide dans une chambre de sortie, le sens de rotation 5 de ce moteur étant susceptible de s'inverser, ce dispositif comportant - lesdites chambres d'entrée (14) et de sortie (13), - une première et une deuxième chambres intermédiaires (8, 8'), - une pompe rotative (P) raccordée entre ces deux chambres intermédiaires pour pousser le fluide à pomper de l'une de ces chambres 10 intermédiaires qui est alors déprimée (8, fig.2) vers l'autre qui est alors comprimée (8'), le sens de cette poussée changeant avec le sens de rotation de cette pompe, et cette pompe étant entraînée par ledit moteur (MT) de sorte que le sens de cette poussée est lui aussi susceptible de s'inverser et que chacune de ces deux première et 15 deuxième chambres intermédiaires peut être tantôt déprimée tantôt comprimée, - et des moyens de communication unidirectionnels d'entrée pour permettre au fluide à pomper de passer de ladite chambre d'entrée vers chacune de ces deux chambres intermédiaires, et de sortie pour 20 permettre à ce fluide de passer de chacune de ces deux chambres intermédiaires vers ladite chambre de sortie, ces moyens étant des moyens passifs mus par la différence de pression apparaissant dans ce fluide entre les deux chambres intermédiaires sous l'action de ladite pompe, de manière que cette pompe pousse toujours ce fluide de la chambre 25 d'entrée vers la chambre de sortie quel que soit le sens de sa rotation, - ce dispositif étant caractérisé par le fait que lesdits moyens de communication unidirectionnels d'entrée comportent un alésage d'entrée (4) s'étendant d'une première à une deuxième extrémités au 30 voisinage desquelles la paroi latérale de cet alésage présente un premier (9) et un deuxième (9') évidements latéraux qui communiquent avec lesdites première (8) et deuxième (8') chambres intermédiaires, respectivement, ladite chambre d'entrée (14) communiquant avec cet alésage par un évidement médian (14) de la paroi latérale de celui-ci à 35 distance de ces deux évidements latéraux, - 4 - des moyens de butée (L, L'), - et un tiroir distributeur d'entrée (6) coulissant dans cet alésage d'entrée, sous la poussée de ladite différence de pression entre chambres intermédiaires, entre une première et deuxième positions extrêmes 5 définies par lesdites butées (L, L') et situées du côté dudit premier évidement latéral (9) et du côté dudit deuxième évidement latéral (9'), respectivement, - ce tiroir comportant une première (61) et une deuxième (63) têtes d'obturation propres chacune à obturer une section de cet alésage (4) 10 et situées du côté dudit premier (9) et dudit deuxième (9') évidements latéraux, respectivement, - et une entretoise (62) reliant ces deux têtes et les maintenant à distance l'une de l'autre, - la longueur de cette entretoise et les positions desdites butées (L, 15 L') étant telles que la premiere ou deuxième tête obture ledit alésage entre ledit premier ou deuxième évidement latéral et ledit évidement médian et que la deuxième ou première tête soit au delà dudit deuxième ou premier évidement latéral lorsque le tiroir est dans sa dite deuxième ou première position extrême, respectivement, - lesdits moyens de communication unidirectionnels de sortie comportant un alésage de sortie (5) s'étendant entre une première (5A) et une deuxième (5B) extrémités qui communiquent avec lesdites première (8) et deuxième (8'-) chambres intermédiaires, respectivement, un évidement médian (13) de la paroi latérale de cet alésage 25 communiquant avec ladite chambre de sortie (13), - des moyens de butée (L, L'), - et un tiroir distributeur de sortie (7) obturant cet alésage de sortie (5) et coulissant dans celui-ci, sous la poussée de ladite différence de pression entre chambres intermédiaires (8, 8'), entre 30 une première et une deuxième positions extrêmes définies par lesdites butées (L, L'), cette première on deuxième position étant située entre ledit évidement médian (13) et cette première (SA) ou deuxième (5B) extrémité, respectivement, - de manière que ces moyens de communication soient simples et 35 robustes. 2599435- 5 2/ Dispositif selon le point 1, caractérisé par le fait que les deux dits alésages d'entrée et de sortie (4, 5) s'étendent parallèlement, selon une direction longitudinale commune (1), d'une première (3A) à une deuxième (3B) face d'un corps de pompage (3), ladite pompe (P) 5 étant disposée dans une chambre de pompe creusée dans ce même corps et s'étendant de cette première à cette deuxième face, ladite première (8) ou deuxième (8') chambre intermédiaire étant constituée entre cette première (3A) ou deuxième (3B) face et une première (L) ou deuxième (L') plaque s'étendant en regard de cette face à distance de 10 celle-ci, ces plaques coopérant avec des moyens (68, 78) portés par lesdits tiroirs (6, 7) à leurs deux extrémités pour constituer lesdits moyens de butée, - et lesdits évidements latéraux (9, 9') et médians (14, 13) étant formés dans ledit corps, - de manière à faciliter la réalisation dudit dispositif de pompage. 3/ Dispositif selon le point 2, caractérisé par le fait que ladite pompe (P) est une pompe à vis tournant autour d'un axe (1) parallèle à ladite direction longitudinale des alésages (4, 5). 4/ Dispositif selon le point 1, dans lequel ledit fluide à pomper est 20 une huile. / Circuit de lubrification d'une machine tournante (MT), ce circuit comportant un dispositif de pompage à pompe rotative (P) entraînée par cette machine, ce circuit étant caractérisé par le fait que ce dispositif de pompage (DP) est un dispositif selon le point 1. A l'aide des figures schématiques ci-jointes on va décrire plus particulièrement ci-après, à titre d'exemple non limitatif, comment la présente invention peut être mise en oeuvre dans le cadre de l'exposé qui en a été donné ci-dessus. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le même signe de référence. Lorsqu'un de ces signes de référence a été employé ci-dessus c'était pour permettre de se référer à ces mêmes figures à titre simplement illustratif. Il doit être compris que les éléments mentionnés peuvent être remplacés par d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques. La figure 1 représente une vue en coupe du dispositif connu déjà - 6 décrit. La figure 2 représente une vue d'un dispositif selon l'invention, en coupe par un plan vertical longitudinal médian II-II de la figure 4, dans le cas o la pompe tourne dans un sens. La figure 3 représente de même le cas o la pompe tourne dans l'autre sens. La figure 4 représente une vue du même dispositif en coupe par un plan vertical transversal IV-IV de la figure 2. La figure 5 représente une vue partielle en élévation d'un cir10 cuit de lubrification comportant ce même dispositif. Le dispositif représenté correspond à l'ensemble des points 1 à 5 ci-dessus. Il comporte une pompe du type "à vis" à trois rotors. Sur les figures 2 et 3, les rotors juxtaposés de la pompe P sont représentés par leurs axes qui se projettent sur le même trait 1, axe 15 du rotor central, et on les distingue en la, 1, lb sur la figure 4. De part et d'autre de l'axe sont creusés deux alésages parallèles d'entrée et de sortie repérés respectivement 4 et 5. Dans ces alésages coulissent deux tiroirs 6 et 7. Le tiroir d'entrée précédemmment mentionné 6 présente un évidement longitudinal de sa partie médian qui 20 constitue une entretoise 62 entre deux têtes repérées 61 et 63. Le tiroir de sortie 7, plus court, n'est pas évidé: ces caractéristiques morphologiques différentes des deux tiroirs sont justifiées par la description, ci-après, du- fonctionnement et de dispositions complémentaires du dispositif de pompage. Quand la pompe P- tourne dans un sens repéré par la flèche 200 (fig.4), tel que l'huile à pomper y circule dans le sens de la flèche 202 de la figure 2, il en résulte qu'une première chambre intermédiaire 8 est mise en dépression alors que la chambre 8' est mise en surpression: cette surpression relative provoque le mouvement des 30 deux tiroirs 6 et 7 vers la chambre 8 jusqu'à ce qu'ils soient arrêtés par une butée solidaire du corps 3 et constituée par la plaque L précédemmment mentionnée. Ce sont plus précisément des pièces de butée 68 et 78, portées par les tiroirs, qui viennent en contact avec les plaques L et L'. Les tiroirs sont dimensionnés pour que, dans cette 35 configuration, le bord de l'évidement médian 13 soit dégagé par la -7 face 73 du tiroir 7, alors que l'évidement médian 14 est dégagé par le bord 63'de l'évidement autour de l'entretoise 62 du tiroir 6 et que le bord 61 dégage une communication qui est vue en bout sur la fig.4. Il résulte de cette configuration que l'huile circule de l'évidement 14 5 qui constitue la chambre d'entrée à l'évidement 13 qui constitue la chambre de sortie, à travers l'alésage 4 autour de l'entretoise 62, l'évidement 9, la chambre 8, la pompe P, la chambre 8' et l'alésage 5. Quand la pompe tourne dans le sens de la flèche 206 de la fig.4, le fluide circule dans le sens 204 de fig.3; c'est la chambre 8' qui 10 est déprimée et la chambre 8 comprimée. La surpression relative dans la chambre 8 pousse les tiroirs 6 et 7 en butée en 68' et 78'; dans cette configuration, le bord 63t dégage une communication entre l'alésage 4 et la chambre 8' par l'évidement 9'. D'autre part le bord 71 du tiroir 7 dégage l'évidement 13. Il en résulte globalement 15 que l'huile circule de 14 à 13 à travers l'alésage 4 autour de l'entretoise 62, l'évidement 9', la chambre 8', la pompe P, la chambre 8 et l'alésage 5. Les avantages de l'invention décrite ci-dessus sont d'ordre fonctionnel et de facilité de réalisation: - Le trajet du fluide est plus simple: il ne voit pratiquement qu'un laminage et une chambre (Fig.2) au lieu de deux laminages et deux chambres dans le dispositif connu de la fig.1. - Les risques de détérioration des sièges de clapet sont supprimés. - Les risques d'usure des guides et de vibration des clapets sont eux 25 aussi supprimés grâce à la qualité du guidage des tiroirs par les alésages. - L'intégration de l'ensemble constitué par la pompe, les alésages et les tiroirs distributeurs selon l'invention peut être réalisée dans de relativement très bonnes conditions car les principaux éléments fonc30 tionnels sont constitués par des alésages cylindriques et des cylindres d'axes parallèles. La figure 5 représente un circuit de lubrification comportant le dispositif décrit ci-dessus: une machine tournante MT telle qu'un alternateur de grande puissance est montée sur un arbre AR qui est 35 supporté par deux paliers tels que PA. C'est le circuit de lubrifica- - 8 tion de ces paliers qui comporte ce dispositif de pompage DP. La pompe P de ce dernier est entraînée par un arbre de pompe AP prolongeant l'arbre AR de la machine. Ce circuit comporte une bâche, c'est-à-dire le réservoir précédemmment mentionné BA dans lequel l'huile est 5 prélevée par un tuyau d'aspiration TA connecté à la chambre d'entrée 14. L'huile est refoulée dans un tuyau de refoulement TR connecté à la chambre de sortie 13, et elle est introduite sous pression dans les paliers tels que PA après avoir traversé un filtre FI. 10 - 9 REVENDICATIONS 1/ Dispositif de pompage unidirectionnel à pompe réversible, ce dispositif étant destiné à recevoir un fluide à pomper arrivant dans une chambre d'entrée, et à être entraîné par un moteur de pompe rotatif 5 pour refouler ce fluide dans une chambre de sortie, le sens de rotation de ce moteur étant susceptible de s'inverser, ce dispositif comportant lesdites chambres d'entrée (14) et de sortie (13), - une première et une deuxième chambres intermédiaires (8, 8'), - une pompe rotative (P) raccordée entre ces deux chambres 10 intermédiaires pour pousser le fluide à pomper de l'une de ces chambres intermédiaires qui alors déprimée (8, fig.2) vers l'autre qui est alors comprimée (8'), le sens de cette poussée changeant avec le sens de rotation de cette pompe, et cette pompe étant entraînée par ledit moteur (MT) de sorte que le sens de cette poussée est lui aussi suscep15 tible de s'inverser et que chacune de ces deux première et. deuxième chambres intermédiaires peut être tantôt déprimée tantôt comprimée, - et des moyens de communication unidirectionnels d'entrée pour permettre au fluide à pomper de passer de ladite chambre d'entrée vers chacune de ces deux chambres intermédiaires, et de sortie pour permet20 tre à ce fluide de passer de chacune de ces deux chambres intermédiaires vers ladite chambre de sortie, ces moyens étant des moyens passifs mus par la différence de pression apparaissant dans ce fluide entre les deux chambres intermédiaires sous l'action de ladite pompe, de manière que de cette pompe pousse toujours ce fluide de la 25 chambre d'entrée vers la chambre de sortie quel que soit le sens de sa rotation, - ce dispositif étant caractérisé par le fait que lesdits moyens de communication unidirectionnels d'entrée comportent un alésage d'entrée (4) s'étendant d'une première à une deuxième extrémités au 30 voisinage desquelles la paroi latérale de cet alésage présente un premier (9) et un deuxième (9') évidements latéraux qui communiquent avec lesdites première (8) et deuxième (8') chambres intermédiaires, respectivement, ladite chambre d'entrée (14) communiquant avec cet alésage par un évidement médian (14) de la paroi latérale de celui-ci à 35 distance de ces deux évidements latéraux, - 10 - des moyens de butée (L, L'), - et un tiroir distributeur d'entrée (6) coulissant dans cet alésage d'entrée, sous la poussée de ladite différence de pression entre chambres intermédiaires, entre une première et deuxième positions 5 extrêmes définies par lesdites butées (L, L') et situées du côté dudit premier évidement latéral (9) et du c8té dudit deuxième évidement latéral (9'), respectivement, - ce tiroir comportant une première (61) et une deuxième (63) têtes d'obturation propres chacune à obturer une section de cet alésage (4) 10 et situées du côté dudit premier (9) et dudit deuxième (9') évidements latéraux, respectivement, - et une entretoise (62) reliant ces deux têtes et les maintenant à distance l'une de l'autre, - la longueur de cette entretoise et les positions desdites butées (L, 15 L') étant telles que la premiere ou deuxième tête obture ledit alésage entre ledit premier ou deuxième évidement latéral et ledit évidement médian et que la deuxième ou première tête soit au delà dudit deuxième ou premier évidement latéral lorsque le tiroir est dans sa dite deuxième ou première position extrême, respectivement, - lesdits moyens de communication unidirectionnels de sortie comportant un alésage de sortie (5) s'étendant entre une première (5A) et une deuxième (5B) extrémités qui communiquent avec lesdites première (8) et deuxième (8') chambres intermédiaires, respectivement, un évidement médian (13) de la paroi latérale de cet alésage 25 communiquant avec ladite chambre de sortie (13) , - des moyens de butée (L, L'), - et un tiroir distributeur de sortie (7) obturant cet alésage de sortie (5) et coulissant dans celui-ci, sous la poussée de ladite différence de pression entre chambres intermédiaires (8, 8'), entre 30 une première et une deuxième positions extrêmes définies par lesdites butées (L, L'), cette première ou deuxième position étant située entre ledit évidement médian (13) et cette première (SA) ou deuxième (5B) extrémité, respectivement, - de manière que ces moyens de communication soient simples et 35 robustes. - 11 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux dits alésages d'entrée et de sortie (4, 5) s'étendent parallélement, selon une direction longitudinale commune-(1), d'une première (3A) à une deuxième (3B) face d'un corps de pompage (3), 5 ladite pompe (P) étant disposée dans une chambre de pompe creusée dans ce même corps et s'étendant de cette première à cette deuxième face, ladite première (8) ou deuxième (8') chambre intermédiaire étant constituée entre cette première (3A) ou deuxième (3B) face et une première (L) ou deuxième (L') plaque s'étendant en regard de cette 10 face à distance de celle-ci, ces plaques coopérant avec des moyens (68, 78) portés par lesdits tiroirs (6, 7) à leurs deux extrémités pour constituer lesdits moyens de butée, et lesdits évidements latéraux (9, 9') et médians (14, 13) étant formés dans ledit corps, - de manière à faciliter la réalisation dudit dispositif de pompage. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite pompe (P) est une pompe à vis tournant autour d'un axe (1) parallèle à ladite direction longitudinale des alésages (4, 5}. 4/ Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit fluide à 20 pomper est une huile. / Circuit de lubrification d'une machine tournante (MT), ce circuit comportant un dispositif de pompage à pompe rotative (P) entraînée par cette machine, ce circuit étant caractérisé par le fait que ce dispositif de pompage (DP) est un dispositif selon la revendication 1.