Brevet FR2658871A1 — publié le 19910830

POMPE ROTATIVE A VIS, MOTO-POMPE, RECIPIENT ET MACHINE, EQUIPES D'UNE TELLE POMPE La présente invention concerne les pompes rotatives à vis. La présente invention est exposée, décrite et explicitée par référence au domaine du lavage, notamment du lavage industriel du linge ou de la vaiselle, étant entendu que la même invention ne saurait être limitée à un tel domaine, quant à son application, sa portée, et son interprétation. Dans le domaine du lavage industriel de la vaiselle par exemple, les pompes à vis apparaissent a priori bien adaptées pour doser et introduire dans le bac de lavage un produit détergent liquide, en fonction de la conductivité électrique du bain de lavage, et donc de ses besoins en détergent. De manière générale, les pompes à vis concernées comprennent un corps pour partie tubulaire, une vis sans fin montée à rotation dans ledit corps, autour de l'axe de la partie tubulaire. Le corps communique du côté amont avec une ouverture d'aspiration du liquide à pomper, par exemple du produit détergent, et du côté aval avec une ouverture de refoulement du liquide pompé, par exemple dans le bain de lavage. En pratique, et dans le domaine considéré, les pompes à vis démontrent les limites suivantes - à titre principal, leur temps d'amorçage, c'est à dire le temps s'écoulant entre l'instant de mise en route de la pompe et l'instant où la pompe refoule son débit nominal, demeure relativement important ; par exemple, pour une vis ayant un diamètre de 18 mm, un pas de 5 mm, et une vitesse de rotation de 5 000 tours par minute, le temps d'amorçage est d'au moins 30 secondes, pour une hauteur d'aspiration d'l m. - à titre secondaire, et toutes choses égales par ailleurs, le débit nominal de telles pompes demeure relativement faible ; par exemple, avec les mêmes paramètres opératoires que ceux définis précédemment, le débit nominal ne peut dépasser 8 litres par heure. Ces limites sont un obstacle à la mise en oeuvre de telles pompes dans des systèmes de contrôle automatique de la détergence des bains de lavage. En effet, l'efficacité de ces systèmes passe par l'introduction rapide, pour ne pas dire quasi-instantanée, de débits de produit détergent relativement importants ou suffisants, en fonction de la mesure d'une sonde ou d'un capteur disposé dans le bain de lavage La présente invention a donc pour objet d'adapter des pompes à vis aux contraintes exposées précédemment, notamment dans le cadre d'équipements ou machines de lavage industriel. Conformément à la présente invention, on a découvert que cette adaptation était obtenue par la combinaison ou coopération des trois caractéristiques techniques suivantes - l'ouverture de refoulement, en général immergée dans le bain de lavage, est adaptée en forme et dimensions au libre passage de la vis sans fin - la vis sans fin saillit de la partie tubulaire du corps, par l'ouverture de refoulement, sur une certaine longueur, en étant immergée dans le bain de lavage par exemple - au moins un filet de la vis est continu de son extrémité amont, située à l'intérieur du corps du côté de l'ouverture d'aspiration, à son extrémité aval située à l'extérieur du même corps, et immergée par exemple dans le bain de lavage. Par un protocole expérimental adéquat, on a en effet montré que ces caractéristiques techniques amélioraient de manière significative, et le temps d'amorçage, et le débit nominal des pompes à vis, ce qui alors les rend bien adaptées à une intégration dans un système de contrôle de la détergence d'un bain de lavage. A ce jour, on ne dispose d'aucune explication technique avérée de l'amélioration constatée. On peut penser que la partie de la vis sans fin saillant du corps de pompe, et par conséquent immergée dans le bain de lavage, lorsqu'elle tourne dans ce dernier, provoque au niveau de l'ouverture de refoulement une dépression, s'ajoutant à l'aspiration et au refoulement de la partie de la vis contenue dans le corps, et partant augmentant le débit refoulé. La présente invention est maintenant décrite par référence à la figure unique en annexe, représentant de manière schématique une machine de lavage industriel, par exemple un équipement de lavage de la vaisselle, cette représentation étant limitée au récipient ou bac de lavage, équipé d'une moto-pompe selon l'invention. S'agissant de la pompe rotative à vis selon l'invention, cette dernière comprend un corps 1 réalisé en une matière plastique résistant à la corrosion, notamment celle apportée par les détergents, tout en présentant de bonnes propriétés mécaniques, en particulier par rapport aux chocs thermiques rencontrés en fonctionnement. De manière monobloc, ce corps comporte, de la gauche vers la droite de la figure unique, une partie tubulaire la, filetée extérieurement, déterminant à son extrémité ouverte une ouverture 5 de refoulement, une collerette lb de diamètre extérieur plus important, déterminant une chambre d'aspiration 16, et dans laquelle débouche un tube radial formant ouverture 4 d'aspiration du liquide détergent à pomper, et enfin une partie cylindrique lc incorporant le moteur électrique 10 d'entraînement de la pompe.Les parties la, lb et Ic précédemment décrites sont alignées de manière coaxiale. Une vis sans fin 2, comprenant un seul filet hélicoïdal 2b est montée à rotation dans le corps 1, et plus précisément dans la partie tubulaire la, autour de l'axe 3 de cette dernière. Cette vis s'étend selon l'axe 3, d'une extrémité amont 2c, située à l'intérieur du corps 2, dans la chambre d'aspiration 16, du côté de l'ouverture d'aspiration 4, à une extrémité aval 2d située à l'extérieur de la partie tubulaire la du corps 1, au sein du bain de lavage, comme décrit ci-après. Le filet 2b de la vis 2, à pas constant, se développe de manière continue de l'extrémité amont 2c à l'extrémité aval 2d de ladite vis.Pour permettre la saillie de la vis 2 à l'extérieur de la partie tubulaire la, sur une certaine longueur au sein du bain de lavage, l'ouverture 5 de refoulement présente une section transversale circulaire, adaptée au passage de la vis 2. Une douille extérieure 6 est montée sur le corps 2, et plus précisément comporte un filetage intérieur coopérant avec le filetage extérieur de la partie tubulaire la. Cette douille comporte une embase 6b, un manchon 6c de plus faible diamètre, largement perforé pour assurer le passage du bain de lavage, et une bride transversale 6a, disposée perpendiculairement à l'axe 3 et reliant deux bords opposés du manchon 6c. La vis 2 est calée en rotation sur un arbre moteur métallique, constitué d'une tige 7, en partie creuse et filetée intérieurement (7b), et d'une vis (8) vissée dans le filetage 7b, dont la tête libre 8a forme épaulement d'appui contre l'extrémité aval 2d de la vis 2. L'arbre moteur (7,8) ainsi obtenu est disposé coaxialement à la vis 2, et s'étend d'une extrémité intérieure 7a située du côté de l'ouverture 4 d'aspiration, à une extrémité extérieure 8a, située en dehors de l'ouverture 5 de refoulement, c'est-à-dire en dehors de la partie tubulaire la. L'extrémité extérieure de l'arbre moteur, constituée par la tête de vis 8a, est tourillonnée sur la bride 6a de la douille extérieure 6, dans un palier 6d ménagé coaxialement.De manière connue en soi, l'arbre moteur constitué par la tige métallique 7 et la vis métallique 8 forme électrode, grâce à la tête 8a de la vis 8 immergée dans le bain de lavage, l'autre électrode étant constituée par la masse (14) du bac de lavage (13). Le moteur électrique 10 d'entraînement en rotation de la vis 2, par l'arbre moteur 7/8, est disposé complètement dans la partie cylindrique lc du corps 1. Son arbre de sortie 11 est accouplé en rotation à l'arbre moteur 7/8, et par conséquent à la vis sans fin 2. Un joint 12 annulaire forme étanchéité entre l'arbre de sortie Il du moteur 10, et le corps 1. Une perforation 14a est prévue dans la paroi 14 du récipient au bac de lavage 13. Cette perforation permet le passage étanche du corps 1, et plus précisément de la partie tubulaire la. Au niveau de la perforation 14a, la paroi 14 se trouve serrée entre la partie lb du corps 1 et la douille extérieure 6, grâce aux filetages décrits entre la douille 6 et la partie tubulaire la. Il en est de même pour le joint 16 torique d'étanchéité intérieure, serré entre l'embase 6b et la paroi 14, et pour les deux joints plats 15 d'étanchéité extérieure, serrés entre la partie lb du corps 1 et la paroi 14. Pour compléter le système de contrôle de la détergence du bain de lavage 13, d'une part l'ouverture d'aspiration 4 communique avec une réserve 17 du produit détergent, et d'autre part le moteur électrique est alimenté par des fils 18 traversant de manière étanche la partie lc du corps 1. Grâce à la pompe décrite précédemment, et avec les mêmes paramètres techniques que ceux décrits en exemple dans le préambule de la description, en ajoutant selon l'invention une longueur de 10 mm à la vis 2, à l'extérieur du corps tubulaire la, alors il est possible d'obtenir un temps d'amorçage de 9 secondes, avec un débit nominal de l'ordre 24 litres par heure, et une hauteur d'aspiration d'un mètre. Par ailleurs, la vis peut avoir un diamètre de 17 à 18 mm, avec un pas de 4,5 à 5,5 mm. D'après cet exemple, on constate donc une amélioration substantielle, et du temps d'amorçage et du débit des pompes à vis envisagées selon la présente invention. REVENDICATIONS 1) Pompe rotative à vis, comprenant un corps (1) pour partie tubulaire (la), une vis (2) sans fin montée à rotation dans ledit corps, autour de l'axe (3) de la partie tubulaire, ledit corps communiquant du côté amont avec une ouverture (4) d'aspiration du liquide à pomper, et du côté aval avec une ouverture (5) de refoulement du liquide pompé, caractérisée en ce qu'en combinaison, d'une part l'ouverture (5) de refoulement présente une section transversale adaptée au passage de la vis (2) sans fin, et d'autre part ladite vis sans fin saillit du corps (2), par l'ouverture de refoulement, au moins un filet (2b) de la vis (2) étant continu de son extrémité amont (2c), située à l'intérieur du corps, à son extrémité aval (2d) située à l'extérieur dudit corps. 2) Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une douille extérieure (6) est montée sur le corps (1), et comprend une bride (6a) en vis à vis et à distance de l'ouverture extérieure (5), sur laquelle est tourillonnée l'extrémité aval (2d) et extérieure de la vis sans fin (2). 3) Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la vis (2) est calée en rotation sur un arbre moteur (7,8), disposé coaxialement à ladite vis, s'étendant d'une extrémité intérieure (7a) située du côté de l'ouverture (4) d'aspiration, à une extrémité extérieure (8a) située en dehors de l'ouverture (5) de refoulement. 4) Pompe selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'extrémité extérieure (8a) est tourillonnée sur la bride (6a) de la douille extérieure (6). 5) Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'arbre moteur (7,8) est métallique, et son extrémité extérieure (8a) forme électrode. 6) Moto-pompe associant une pompe rotative (1) selon la revendication 1, et un moteur d'entraînement (10) en rotation de la vis (2), caractérisée en ce que l'arbre de sortie (11) du moteur est accouplé en rotation à la vis (2), de manière étanche (12) par rapport au corps (2) de la pompe. 7) Récipient (13) tel que cuve ou bac, destiné à contenir un liquide, équipé d'une pompe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une perforation (14a) est prévue dans la paroi (14) du récipient pour le passage étanche (15,16) du corps (2) de la pompe, l'ouverture de refoulement (5) de cette dernière étant située dans le récipient (13), et l'ouverture d'aspiration (4) à l'extérieur de cette dernière. 8) Récipient selon la revendication 7, équipé d'une pompe selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi (14) du récipient (13) est serrée entre le corps (1) de ladite pompe et la douille extérieure (6) située dans le récipient, des joints d'étanchéité (15,16) étant également serrés de la même manière. 9) Machine telle que machine de lavage, comportant un récipient selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'ouverture d'aspiration (4) de la pompe communique avec une réserve (17) d'un additif tel qu'un détergent.