Brevet FR2642796A1 — publié le 19900810

La présente invention concerne une pompe à piston animée d'un mouvement rectiligne alternatif par une source d'énergie hydraulique pour produire un débit de fluide sous une pression égale ou différente de celle fournie par la source. Sur ce type d'appareil de l'art antérieur les moyens d'inversion automatique du mouvement alternatif font appel à une source d'énergie auxiliaire, électrique ou pneumatique, et nécessitent des dispositions appropriées ainsi que des liaisons extérieures pour capter, traiter, transmettre et réceptionner le signal d'inversion. La pompe à piston, objet de la présente invention, offre l'avantage d'utiliser une transmission hydraulique du signal d'inversion automatique, la rendant ainsi indépendante de toute autre source d'énergie, permettant une construction totalement intégrée et sensiblement simplifiée. L'invention crée ainsi une pompe à piston alternatif autoréversible à transmission hydraulique du signal d'inversion comprenant une arrivée d'énergie débouchant sur un tiroir principal dont l'inversion commandée par un tiroir pilote permet de diriger alternativement par des canaux d'alimentation, l'énergie de 1'arrivée vers un côté ou l'autre d'un piston de commande, lequel agit sur des pistons commandés afin d'aspirer et de refouler un fluide transitant dans des enceintes au travers des clapets d'aspiration et des clapets de refoulement, caractérisée en ce qu'elle comporte à chaque extrémité de sa course à l'intérieur d'un cyclindre fermé, au moinsun poussoir enfoncé alternativement par le piston de commande pour transmettre le signal d'inversion au tiroir pilote par l'intermédiaire d'une colonne liquide. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les colonnes liquides constituant l'élément de liaison entre les poussoirs et le tiroir pilote comportent des clapets anti retour pour assurer leur remplissage leur protection en pression, et s'opposer à l'inversion prématurée du tiroir pilote en cas de cavitation. La pompe à piston, objet de l'invention, comporte en outre à craque extrémité du tiroir pilote au moins un canal alternativement ouvert ou fermé par le tiroir principal pour autoriser d'un côté et condamner de l'autre l'échappement des colonnes liquides, afin de préparer l'inversion suivante du tiroir pilote. Selon la pompe de l'invention les canaux ouverts ou fermés par le tiroir principal comportent un clapet anti retour destiné à s'opposer aux fuites éventuelles du tiroir principal pour éviter l'inversion prématurée du tiroir pilote. Selon une autre caractéristique de l'invention, le prolongement de l'arrivée d'énergie dirigée vers le tiroir pilote comporte un réducteur de pression permettant de limiter l'énergie destinée à déplacer le tiroir principal. La pompe à piston de l'invention comporte par ailleurs une tige témoin solidaire du tiroir pilote et accessible de l'extérieur pour permettre la manoeuvre du dit tiroir et faciliter ainsi l'amorçage du mouvement alternatif lors de la première mise en service. Egalement, dans la pompe de l'invention, les poussoirs enfoncés par le piston de commande à chaque fin de course sont alternativement repoussés en l'absence de pression dans les canaux d'alimentation par des ressorts. La pompe de l'invention comprend en outre au moins un clapet d'aspiration destiné à assurer le remplissage de l'enceinte et un clapet de refoulement destiné à s' opposer au retour de l'é- nergie produite par les pistons commandés. Dans la pompe de l'invention, l'étanchéité des pistons commandés est assurée par des joints appropriés à la pression et au fluide admis dans l'enceinte. Divers avantages de l'invention ressortiront de la description ci après et de la figure 7 du dessin annexé qui représente en coupe un mode de réalisation dans lequel le piston de commande (1) solidaire des pistons commandés (2,2') est animée d'un mouvement rectiligne alternatif à l'intérieur d'un cylindre fermé (i) sous l'action d'une pression hydraulique introduite par l'arrivée (3) et dirigée alternativement vers les canaux d'alimentation (4,4 t) par le changement de position du tiroir principal (15). bans la position occupée par le tiroir (15) sur la figure, la pression arrive sur le piston 1) par le canal (4'), le canal (4) étant relié à l'échappement 22), le piston (1) se déplace en poussant le piston (2) lequel chasse le fluide contenu dans ltenceinte (6) au travers du clapet de refoulement (7) pendant que l'enceinte (6') se remplit au travers du clapet d'aspiration 8'). En présence de pression côté canal t4'), le poussoir (9') est enfoncé, l'excédent de son volume déplacé transite vers l'échappement (22) par le canal (t7') lequel est ouvert par le tiroir (15). En l'absence de pression côté canal (4), le poussoir (9) est repoussé par son ressort 20). En fin de course, le piston de commande (1) enfonce le poussoir (9) lequel va déplacer la colonne liquide 10) préalablement rémplie au travers du clapet (11) prévu à cet effet. Cette colonne liquide (10) bloquée dans toutes ses issues, notamment par le tiroir (15) spécialement conçu pour fermer le canal (17), va faire pression sur le tiroir pilote (13) lequel se trouve relié à l'échappement (22) à son-autre extrémité par le canal (17') judicieusement ouvert par le tiroir 15). Dans ces conditions, le tiroir (t3) solidaire de sa tige témoin 21) peut se déplacer pour occuper sa position inverse. Position dans laquelle le tiroir 13) dirige l'énergie provenant du prolongement de l'arrivée (3) vers le canal (18') pour déplacer le tiroir (15). L'autre extrémité du tiroir (t5) étant reliée à l'échappement 22) par le canal (18) le tiroir (15) peut se déplacer pour occuper sa position inverse. On notera que la restriction de passage 19) figurant sur le prolongement de l'arrivée (33 vers le tiroir (13) représente un réducteur de pression permettant de limiter l'énergie destinée à déplacer le tiroir (in). A ce stade, les tiroirs (13) et (15) occupent les positions inverses de celles représentées sur la figure, et la source d'é- nergie provenant de l'arrivée (3) est dirigée vers le piston (1) par le canal 4). Le canal 4') étant relié à l'échappement (22) Le piston (1) peut se déplacer dans le sens inverse, de telle sorte que le piston commandé (2') chasse le fluide contenu dans l'enceinte 6') au travers du clapet de refoulement (7') pendant ue l'enceinte (ó) se remplit au travers du clapet d'aspiration (8). En l'absence de pression côté canal 4'), le poussoir (9') est repoussé par son ressort (20t) et la colonne liquide (10') est réalimentée au travers du clapet (11') prévu à cet effet. En présence de pression côté canal (4), le poussoir (9) poursuit sa course d'enfoncement, l'excédent de volume déplacé transite vers l'échappement (22) par le canal (17) lequel est alors ouvert par le tiroir (15). Dans l'hypothèse où la pression serait établie sur le poussoir (9! avant que le canal (17) soit ouvert par le tiroir 15), la colonne liquide (10) devra forcer le passage du clapet taré (123 prévu à l'effet de limiter la pression dans la colonne liquide t10) et vice versa dans l'autre sens pour le canal (17'), la colonne liquide (10') avec le clapet tare 12'). Par ailleurs, les clapets (14, 14') ont pour fonction de stoppo- ser à l'action des fuites éventuelles du tiroir (15) lesquelles seraient susceptibles d'inverser prématurément la position du tiroir (13). Les clapets (16,16') sont destinés également à maintenir le tiroir (13) dans la position qu'il occupe notamment en cas de cavitation éventuelle dans les colonnes liquides (10,10'). La position du tiroir (13) ainsi établie maintientle tiroir (15) dans la situation qui assure la poursuite du mouvement du piston 1) jusqu'à ce qu'il parvienne en fin de course pour enfoncer le poussoir (9'), ce qui aura pour effet d'inverser à nouveau le tiroir 13), puis le tiroir (15) pour inverser le mouvement du piston de commande (1) et ainsi de suite. Les allers et retours du piston (1) ne pourront être arrêtés que par la coupure de l'éner- gie à la source ou par un effort résistant suffisant pour s'oppo- ser à l'effort moteur. Lors du premier démarrage, la tige témoin (21) solidaire du tiroir (13) et accessible de l'extérieur permettra si nécessaire une action manuelle sur le dit tiroir pour amorcer le mouvement alternatif automatique. Sur la figure,(E,E') désignent l'entrée du fluide et (S) la sortie. (2d, 24') illustrent des vis d'assemblage. Des joints appropriés 23, 23') assurent l'étanchéité des pistons coin mandés (2 2'). D'autres modes de réalisation de l'invention peuvent être utilisés tel que deux pompes à piston alternatif simple effet juxtaposées pour obtenir le même résultat, ou encore une seule pompe à piston alternatif simple effet pour produire un débit discontinu. D'autre part, le tiroir principal et le tiroir pilote peuvent être utilisés à distance, ensemble ou séparemment, et reliés par des tuyauteries, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) pompe à piston alternatif auto réversible à transmission hydraulique du signal d'inversion (25) comprenant une arrivée d'énergie (3) débouchant sur un tiroir principal (15) dont l'inversion commandée par un tiroir pilote (13) permet de diriger alternativement par des canaux d'alimentation (4, 4') l'énergie de l'arrivée (3) vers un côte ou l'autre d'un piston de commande (1) lequel agit sur des pistons commandés (2, 2') afin d'aspirer et de refouler un fluide transitant par des enceintes t6, 6') au travers des clapets d'aspiration 8, 8'), et des clapets de refoulement (7, 7'), caractérisée en ce qu'elle comporte à chaque extrémité de sa course à l'intérieur d'un cylindre fermé 5) au moins un poussoir (9, 9') enfoncés alternativement par le piston t13 pour transmettre le signal d'inversion au tiroir pilote (13) par l'intermédiaire d'une colonne liquide 10, 10'). 2) Pompe à piston alternatif selon la revendication 1 caractérisée en ce que les colonnes liquides (10, 10') constituent l'élément de liaison entre les poussoirs (9, 9') et le tiroir (13) et qu'elles comportent des clapets anti retour (11, Il') pour assurer leur remplissage (12, 12') pour limiter leur pression (16, 16') pour s'opposer à l'inversion prématurée du tiroir (13) en cas de cavitation. 3) Pompe à piston alternatif selon les revendications 7 ou 2 caractérisée en ce qu'elle comporte à chaque extrémité du tiroir (13) au moins un canal (17, 17') alternativement ouvert ou fermé par le tiroir (15) pour autoriser d'un côté et condamner de l'autre l'échappement des colonnes liquides 10, 10') afin de préparer l'inversion suivante du tiroir (13). 4) Pompe à piston alternatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que les canaux (17, 17') comportent un clapet anti retour cri4,14') destiné à s'opposer aux fuites éventuelles du tiroir (15) pour éviter l'inversion prématurée du tiroir (13). 6) Pompe à piston alternatif selon l'une quelconque des re vendications 1 à 4 caractérisée en ce que le prolongement de l'arrivée (3) dirigée vers le tiroir (13) comporte un réducteur de-pression (19) permettant de limiter l'énergie destinée à déplacer le tiroir (15). 6) Pompe à piston alternatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce qu'elle comporte une tige témoin (21) solidaire du tiroir (13) pour permettre sa manoeuvre de l'extérieur afin d'amorcer le mouvement alternatif lors de la première mise en service. 7) Pompe à piston alternatif selon l'une quelconque des revendications t à 6 caractérisée en ce que les poussoirs (9, 9') sont alternativement repoussés en l'absence de pression dans les canaux (4, 4') par des ressorts (20, 20'). 8) Pompe à piston alternatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un clapet d'aspiration (8, 8') destiné à assurer le remplissage des enceintes 6, 6') et un clapet de refoulement (7, 7') destinés à s'opposer au retour de l'énergie produite par les pistons (2, 2'). 9) Pompe à piston alternatif selon l'une quelconque des revendications 9 à 8 caractérisée en ce que l'étanchéité des pistons commandés (2, 2') est assurée par des joints (23, 23') appropriés à la pression et au fluide admis dans les enceintes (6, 6').