Brevet FR2601725A1 — publié le 19880122

La présente invention concerne les pompes à piston et plus particulièrement les pompes du type comprenant au moins un piston actionnable dans un mouvement de va-etvient et comportant une premiere et une seconde portions de diamètres différents coulissant respectivement dans des première et seconde portions correspondantes d'un alésage étagé dans Lequel la première portion de piston délimite, par son extrémité antérieure, une chambre d'aspiration et de refoulement et, par son extrémité postérieure, une chambre intermédiaire annulaire. Les pompes classiques à haute pression mettent généralement en oeuvre un piston à simple effet, la course de retour du piston ne servant qu'a réalimenter par aspiration la chambre de refoulement et d'aspiration, ce fonctionnement en demi-période nécessitant généralement la mise en oeuvre de deux pistons opérant en opposition de phases et induisant des problèmes de pulsations et de bruits- de fonctionnement. Le document DE-A-33 34 697 décrit une pompe à piston du type défini plus haut mais destinée à être associée à une pompe primaire pour en pallier les déficiences, Le fluide sous pression en provenance de La pompe primaire étant adressé à la chambre annulaire, d'ob il peut s'échapper vers une bâche par une restriction, de façon à normalement empêcher le piston de coopérer avec son arbre à came d'actionnement. La présente invention a pour objet de proposer une pompe à piston à double effet de conception simple, robuste et fiable, de faibles coûts de fabrication et de montage, permettant d'obtenir un débit refoulé plus régulier et de supprimer notablement les bruits de fonctionnement. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, La chambre d'aspiration et de refoulement communique avec une cavité de refoulement via un moyen de clapet anti-retour de refoulement, la chambre annulaire, ayant typiquement une section efficace qui est La moitié de celle de la chambre d'aspiration et de refoulement, communiquant en permanence. avec la cavité de refoulement. Avec un tel agencement, conformement à l'objet de l'invention, les courses alLer et retour du piston sont exploitees pour fournir, à chaque période, au circuit d'utilisation un débit certes diminué en quantité mai-s plus régulier, la communication entre la chambre annulaire et la cavité de refoulement réalisant un effet double d'assistance et d'amortissement du mouvement du piston limitant les battements dans la pompe et les bruits de fonctionnement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de La description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec le dessin annexé sur lequel : - la figure unique représente schématiquement, en coupe longitudinale, un mode de réalisation d'une pompe monopiston à double effet selon l'invention. Comme on le voit sur les dessins, un corps de pompe 1 définit une cavité de mécanisme 2 communiquant avec un logement étagé 3 dans lequel est montée une chemise 4 formée intérieurement avec un aLésage étagé dans Lequel est monté à coulissement un piston de pompe étagé 5. De façon plus spécifique, le piston 5 comprend une portion allongée de plus petit diamètre 6 s'étendant à coulissement dans une portion d'alesage de diamètre correspondant 7 de La chemise 4 et se prolongeant dans La cavité 2 pour hêtre reliée dans une Liaison articulée au moyen d'une biellette 8 à un arbre d'actionnement à excentrique 9.Le piston 5 comporte, à son extrémité opposée à L'arbre d'actionnement 9, une portion d'extrémité de diamètre agrandi 10 montée à coulissement dans une portion d'alésage Il de diamètre correspondant dans la chemise 4. Le piston 5 délimite ainsi dans L'alésage étagé de La chemise 4 deux chambres à volume variable, à savoir, par l'extrémité antérieure de sa portion d'extrémité de diamètre élargi 10, une chambre d'aspiration et de refoulement 12 communiquant, vers L'extérieur, avec une cavité de refoulement 13, et, par La face postérieure annulaire de cette portion d'extrémité 10, une chambre intermédiaire annulaire 14. La chemise 4 comporte, au voisinage de l'extrémité de la chambre annulaire 14 voisine de la cavité 2, un passage transversal 15 communiquant en permanence avec la cavité de refoulement 13 par un passage Longitudinal 16 forme entre la chemise 4 et l'alésage 3 du corps 1. Selon un aspect de l'invention, la chemise 4 est maintenue en position dans l'alésage 3 en butée contre un épaulement 17 s'étendant radialement vers l'intérieur de l'alésage 3, au voisinage de la cavité 2, par un insert 18 monté dans le corps 1 et portant contre L'extrémité adjacente de la chemise 4. La cavité de refoulement 13 est formée dans L'insert 18 qui comporte en outre un passage de refoulement 19 permettant la connexion de la cavité de refoulement 13 à un circuit d'utilisation (non représenté). Dans la cavité de refoulement 13 est monté un clapet antiretour de refoulement 20 sollicite en appui contre un siège annulaire 21 formé par l'extrémité de la chemise 4 entourant la chambre d'aspiration et de refoulement 12 et sollicité contre son siège par un ressort 22 prenant appui sur le fond de la cavité 13. L'élément de clapet 20 peut ainsi isoler la chambre d'aspiration et de refoulement 12 de la cavité de refoulement 13, mais sans empecher la communication permanente entre cette cavité de refoulement 13 et la chambre annulaire 14. Dans Le mode de réalisation représenté, le piston 5 est formé avec un passage traversant constitué d'une portion longitudinale 23 et d'une portion transversale 24 établissant la liaison entre la cavité 2 et la portion 23. L'extrémité antérieure de la portion de passage 23 forme un siège pour un clapet anti-retour d'aspiration 25 monté dans la portion 10 du piston 5. La cavité 2 communique, par un passage 26 formé dans le corps 1, avec un circuit'de fluide basse pression. Le fonctionnement de la pompe selon l'invention est le suivant. Lors d'une phase de descente (sur le dessin) du piston 5, le fluide précedemment aspire par Les passages 23 et 24 dans la chambre d'aspiration et de refoulement 12 est comprimé et refoulé dans la chambre de refouLement 13 en repoussant le clapet 20. Lors de cette phase, une partie du fluide comprimé dans la cavité de refoulement 13 parvient par les passages 16 et 15 dans la chambre annulaire 14, maintenant ainsi celle-ci pressurisée et promouvant une assistance à la descente du piston 5.Une fois franchi le point mort bas, lorsque le piston remonte (sur le dessin), une phase d'aspiration s'amorce dans la chambre d'aspiration et de refoulement 12 isolée de la cavité de refoulement 13 par le clapet 20 et permettant l'admission, en provenance du passage 26 et de la cavité 2, du fluide à basse pression qui sera ensuite refoulé comme décrit cidessus. Toutefois, conformément à l'invention, lors de cette phase de remontée du piston 5, Le fluide qui occupait la chambre annulaire 14 se trouve à son tour refoulé par les passages 15 et 16 vers la cavité de refoulement 13 pour continuer à alimenter ainsi, via le passage 19, le circuit d'utilisation, la compression du fluide dans la cavité annulaire 14 réalisant un amortissement efficace du piston 5 lorsque celui-ci approche son point mort haut. Afin d'obtenir un débit de refoulement sensiblement homogène sur deux demi-périodes, la surface efficace de ta chambre annulaire 14 est avantageusement déterminée pour correspondre à la moitié de la section efficace de la chambre d'aspiration et de refoulement 12, de sorte que le débit refoulé de cette dernière vers la chambre annulaire 14 lors du mouvement de descente du piston 5 correspond sensiblement à la moitié du débit nominal qui serait autrement délivré par la chambre 12, la chambre annulaire 14 restituant par contre ce demi-debit nominal lors du mouvement de remontée du piston 5. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparattront à L'homme de l'art, notamment en ce qui concerne les formes, dimensions et aménagements relatifs du piston 5, de la chemise 4 et des clapets anti-retour, ainsi que le mode d'entraînement du piston. REVENDICATIONS 1. Pompe à piston, comprenant au moins un piston (5) actionnable dans un mouvement de va-et-vient et comportant une première (10) et une seconde (6) portions de diamètres différents coulissant respectivement dans des première (11) et seconde (7) portions correspondantes d'un alésage étagé dans lequel la première portion (10) du piston (5) délimite, par son extrémité antérieure, une chambre d'aspiration et de refoulement (12) et, par son extrémité postérieure, une chambre intermédiaire annulaire (14), caractérisée en ce que la chambre d'aspiration et- de refoulement (12) communique avec une cavité de refoulement (13) via un moyen de clapet anti-retour de refoulement (20) et en ce que La chambre annulaire (14) communique en permanence avec la cavité de refoulement (13). 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre annulaire (14) a une section efficace qui est la moitié de celle de la chambre d'aspiration et de refoulement (12). 3. Pompe selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que l'alésage étagé (7,11) est formé dans une chemise (4) montée dans un logement (3) d'un corps (1) et dont l'extrémité délimitant la chambre d'aspiration et de refoulement (12) forme siege (21) pour le moyen de clapet anti-retour de refouLement (20). 4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que la chambre annulaire (14) communique avec la cavité de refoulement (13) par un passage comprenant une portion transversale (15) traversant la chemise (4) et une portion longitudinale (16) s'étendant entre la chemise (4) et la paroi du logement (3). 5. Pompe selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un passage d'aspiration (23) traversant longitudinalement le piston (5) et formant siège pour un clapet anti-retour d'aspiration (25). 6. Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que la cavité de refoulement (13) est délimitée par un insert (18) monte dans le logement (3). 7. Pompe selon la revendication 6, caractérisée en ce que la chemise (4) est positionnée contre un épaulement (17) du logement (3) par l'insert (18). 8. Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que le moyen de clapet anti-retour de refoulement (20) est sollicité par un ressort (22) prenant appui dans l'insert (18). 9. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la seconde portion (6) du piston (5) est couplée par une bielle (8) à un excentrique d'actionnement (9).