Brevet FR2733280A1 — publié le 19961025

D E S C R I P T I ON L'invention a trait à un dispositif à pompe à dia- phragme comprenant une première chambre qui est destinée au liquide à pomper, à laquelle ce liquide peut être amené par l'intermédiaire d'une soupape d'entrée et depuis laquelle il peut être refoulé par l'intermédiaire d'une soupape de sor- tie, et une deuxième chambre qui est séparée de la première par un diaphragme mobile et qui est destinée au liquide d'en- traînement, comprenant aussi un piston de travail qui, alter- nativement, met sous pression le liquide d'entraînement et le détend et qui peut être actionné par un excentrique pouvant être entraîné, ou par un plateau oscillant ou similaire ser- vant d'organe d'entraînement, et comprenant un réservoir qui est destiné au liquide d'entraînement et qui est raccordé & la deuxième chambre par l'intermédiaire d'un conduit pourvu d'une soupape de limitation de la pression en vue de l'éva- cuation du liquide d'entraînement jusque dans le réservoir lors de l'étranglement du liquide à pomper. On connaît un dispositif à pompe à diaphragme de ce genre par les documents DE-C1-21 04 783 et DE-A1-30 27 314. Ces pompes ont fait leurs preuves dans la pratique pour le traitement de produits à viscosité faible ou moyenne, comme par exemple des vernis et des peintures murales. Toutefois, les produits très fortement visqueux, comme par exemple des agents protecteurs pour les bâtiments, des agents de protec- tion contre l'incendie et la corrosion, des matériaux de revêtement des toits et similaires, ne peuvent être aspirés et amenés à un pistolet de pulvérisation que d'une manière insuffisante au moyen d'une telle pompe. Du fait des vitesses de rotation élevées du moteur d'entraînement associé agissant directement sur le piston de travail et de la fréquence éle- vée des courses qui en résulte, qui est comprise entre 23 et 28 Hz et au rythme de laquelle le diaphragme, conformé par exemple selon le document DE-C2-30 18 687, est ici déformé par le piston de travail, le diaphragme ne peut en réalité effectuer que de faibles courses comprises entre 3 et 5% environ du diamètre de travail si l'on veut assurer une durée de vie suffisante. Il arrive donc souvent que l'on n'obtienne pas une puissance d'aspiration et de déplacement satisfaisan- te dans le cas du traitement de produits fortement visqueux, de sorte que l'on n'obtient pas non plus une pulvérisation parfaite du produit & traiter au moyen de la buse introduite dans le pistolet de pulvérisation. Le but de l'invention est donc de conformer un dis- positif à pompe à diaphragme du genre spécifié au début d'une manière telle que même des produits fortement visqueux puis- sent être déplacés et pulvérisés grâce à lui, que le dia- phragme présente une durée de vie importante et qu'un fonc- tionnement sans perturbations du dispositif à pompe à dia- phragme soit assuré. Les dépenses liées au montage qui sont nécessaires à cette fin, ainsi que les coQts de fabrication, doivent rester faibles, et les divers éléments constitutifs doivent être aussi facilement accessibles, afin de pouvoir les remplacer sans difficultés dans le cas d'une usure éven- tuelle. Mais surtout, la fréquence de la pompe doit être con- sidérablement réduite en comparaison du dispositif à pompe à diaphragme connu et la course du diaphragme doit être augmen- tée jusqu'à 10% environ du diamètre de travail afin de per- mettre une aspiration et un déplacement satisfaisants de pro- duits fortement visqueux. Selon l'invention, ces buts sont atteints dans un dispositif à pompe à diaphragme du genre spécifié au début grace au fait que le diaphragme, en partant d'un diamètre de travail auquel se raccorde vers l'extérieur une zone de ser- rage épaissie, présente sur ses deux côtés une surface annu- laire qui s'étend vers l'intérieur jusqu'à 50 & 75% environ du diamètre de travail, grâce au fait que la surface annulai- re qui est située sur le côté tourné vers la deuxième chambre présente un congé sur une région comprise entre 7 et 13% du diamètre de travail, et qu'elle se prolonge par un renflement qui se rétrécit en forme de cône, et grâce au fait que le diaphragme est pourvu, sur son côté tourné vers la première chambre, d'une gorge annulaire qui se raccorde à la surface annulaire, qui est creusée d'une manière concave en étant ménagée dans le renflement et qui s'étend sur une région com- prise entre 8 et 15% du diamètre de travail. Dans une conformation préférée, la surface annulai- re du diaphragme qui est tournée vers la deuxième chambre s'étend jusqu'à 70% du diamètre de travail, le congé qui s'y raccorde présente un rayon égal à 10% du diamètre de travail, et le renflement qui se raccorde au congé s'étend en étant incliné sous un angle C égal à 130' par rapport à l'axe lon- gitudinal de la tige du diaphragme. En outre, le centre de la génératrice de la gorge qui est tournée vers la première chambre est situé sur un diamètre correspondant à 41% du dia- mètre de travail du diaphragme, et son rayon est égal à 10% de la valeur du diamètre de travail. La paroi du diaphragme doit présenter, dans la région des surfaces annulaires, une épaisseur régulière qui est comprise entre 0,5 et 1,2 mm et qui est de préférence égale à 0,8 mm, cependant que les surfaces annulaires du dia- phragme peuvent être planes ou composées à chaque fois dans leur région extérieure d'une partie annulaire plane et d'une partie annulaire qui est bombée dans la direction de la pre- mière chambre. Dans le cas d'un diaphragme dont les surfaces annu- laires sont planes, sa surface annulaire tournée vers la pre- mière chambre doit s'étendre, dans l'état de départ du dia- phragme monté, d'une manière coplanaire avec une surface pla- ne centrale du diaphragme qui est prévue à l'intérieur de la gorge tournée vers la première chambre. Dans le cas d'un dia- phragme pourvu de parties annulaires composées, c'est en revanche le milieu de la surface annulaire plane qui doit s'étendre d'une manière coplanaire avec la surface plane cen- trale dans l'état de départ du diaphragme monté. Le renflement peut être conformé en se rétrécissant en forme de cône et en étant incliné par rapport à l'axe lon- gitudinal de la tige du diaphragme sous un angle o en prise par l'arrière avec une pièce insérée, laquelle déli- mite la deuxième chambre et reçoit le piston de travail en étant reliée rigidement à un support du dispositif à dia- phragme, le diaphragme soit serré dans la région de son bord entre la pièce insérée et la pièce rapportée. Il est en outre très avantageux que le diaphragme soit fabriqué en recevant initialement une forme identique à celle de sa position de point mort qui correspond au début d'une course de travail du piston de travail. Si un dispositif à pompe à diaphragme est conformé selon l'invention, on est sûr que le diaphragme pourra par- courir une course importante, mais que la fréquence de ses courses sera réduite par rapport à celle des pompes compara- bles connues, de sorte que même des produits fortement vis- queux pourront être déplacés sans difficultés d'une manière qui est toujours satisfaisante. En conséquence, le dispositif à pompe à diaphragme qui est conformé selon l'invention peut être utilisé dans de nombreux cas à la place de pompes à pis- ton. On obtient en outre que les éléments constitutifs du dispositif à pompe à diaphragme, même s'ils traitent des produits corrosifs, présentent une durée de vie importante qui est comparable à celle des pompes connues. De plus, les éléments constitutifs qui sont soumis à une usure sont faci- lement accessibles, de sorte qu'ils peuvent être remplacés aisément et rapidement si besoin en est. Toutefois, c'est surtout grâce à la conformation du diaphragme constitué par une matière résistant aussi aux solvants des peintures, comme par exemple du polyamide, ainsi que grâce à sa fabrication sous une forme correspondant à une position finale, que l'on obtient qu'il puisse parcourir une course qui est au moins le double de celle d'un diaphragme comparable d'une configura- tion connue. Le dessin représente un exemple de réalisation du dispositif & pompe & diaphragme conformé selon l'invention, cet exemple étant expliqué d'une manière détaillée dans ce qui suit. Les figures montrent: La figure 1 une vue en coupe axiale du dispositif à pompe à diaphragme, La figure 2 une vue en coupe axiale décalée de 90 du dispositif à pompe à diaphragme selon la figure 1, Les figures 3 et 4 des représentations à plus gran- de échelle de parties de la figure 1, La figure 5 une disposition d'un genre différent quant à la machine d'entraînement qui agit par l'intermédiai- re d'un plateau oscillant sur le piston de travail du dispo- sitif à pompe à diaphragme selon la figure 1, et: Les figures 6 et 7 des représentations à plus gran- de échelle de conformations différentes du diaphragme qui est prévu dans le dispositif à pompe à diaphragme selon la figure 1. Le dispositif à pompe à diaphragme qui est repré- senté sur les figures 1 et 2 et qui est désigné par le repère i sert à déplacer des milieux fortement visqueux, et il est constitué pour l'essentiel par un diaphragme 21 qui est serré entre une pièce 12 insérée dans un support 11 et une pièce rapportée 13 serrée sur elle à l'aide d'un écrou-chapeau à perGage axial 15, qui peut être entraîné au moyen d'un piston de travail 24 et au moyen duquel une première chambre 22 des- tinée au liquide à déplacer est séparée d'une deuxième cham- bre 23 remplie de liquide d'entralnement. Une soupape d'en- trée 17 est montée en amont de la première chambre 22 et une soupape de sortie 18 est montée en aval de celle-ci, cepen- dant qu'est associée à la deuxième chambre 23 une soupape de limitation de la pression 27 qui est insérée dans un conduit 26 ménagé dans le support 11, de sorte que du liquide d'en- traInement peut être évacué, lors de l'étranglement du liqui- de de la pompe, jusque dans un réservoir 25 prévu dans le support 11. Afin de serrer le diaphragme 21 d'une manière régu- lière dans la région de son bord extérieur entre la pièce insérée 12 et la pièce rapportée 13, l'écrou-chapeau à perça- ge axial 15 est pourvu d'un collet 16 qui vient en prise par l'arrière avec la pièce insérée 12, comme on le voit en par- ticulier sur la figure 4, et il est vissé sur un filetage 14 qui est ménagé sur la pièce rapportée 13. Pour entraîner le piston de travail 24 qui agit sur le diaphragme 21 par l'intermédiaire du liquide d'entraîne- ment, il est prévu comme machine d'entraînement 31 un moteur électrique qui est relié en entraînement & un arbre 33 au moyen d'un mécanisme à courroie 41, cet arbre étant monté tournant au moyen de paliers à roulement 34 dans un perçage 19 ménagé dans le carter 11. Sur l'arbre 33 est également monté un excentrique 35 au moyen duquel le piston de travail 24 est entraîné en va-et-vient. Le mécanisme à courroie 41 est constitué ici par une courroie crantée 44 qui passe sur des poulies dentées 42 et 43, respectivement, celles-ci étant montées sur un arbre d'entraînement 32 de la machine d'en- traInement 31, ainsi que sur l'arbre 33. Grâce au mécanisme à courroie 41, non seulement on réduit la vitesse de rotation de la machine d'entraînement 31, mais encore on évite une charge irrégulière sur cette dernière. Le piston d'entraînement 24 qui est poussé sur l'excentrique 35 par un ressort de rappel 37 est réalisé sous la forme d'un cylindre creux fermé d'un côté, et il est pour- vu d'ouvertures 28 à travers lesquelles le liquide d'entrai- nement arrive dans la deuxième chambre 23 du dispositif à pompe à diaphragme 1 en sortant du réservoir 25, lequel est constitué par le perçage 19 qui reçoit l'arbre 33 et qui est fermé par un joint d'étanchéité 20. Pendant une course de travail, les ouvertures 28 sont fermées par le support 11, de sorte que le déplacement du piston de travail 24 est transmis au diaphragme 21 par l'intermédiaire du liquide d'entraîne- ment qui se trouve dans la chambre 23 et qui agit comme une tringlerie hydraulique. Au réservoir 25 est en outre raccor- dée une chambre préliminaire 30, ces chambres étant en commu- nication entre elles grâce & une paroi de séparation 29 qui est ouverte vers le bas, comme on le voit sur la figure 3. Le liquide d'entraînement qui est renvoyé est introduit dans la chambre préliminaire 30 par l'intermédiaire du conduit 26 et de la soupape de limitation de la pression 27, de sorte qu'une stabilisation et un refroidissement se produisent jus- qu'à ce que le liquide d'entraînement soit arrivé dans le réservoir 25. Comme le montre la figure 5, un plateau oscillant 36 qui agit sur le piston de travail 24 peut être également monté sur l'arbre 33' à la place de l'excentrique 35. En outre, la machine d'entraînement 31' qui est reliée en entraînement à l'arbre 33' par l'intermédiaire du mécanisme à courroie 41 est ici disposée d'une manière telle que son axe soit parallèle à celui du piston de travail 24, alors que, dans la conformation selon les figures 1 et 2, la machine d'entralnement 31 s'appuie sur le support 11 d'une manière telle que son axe soit perpendiculaire i celui du piston de travail 24. Comme cela est représenté à plus grande échelle sur la figure 6, le diaphragme 21 présente une région annulaire 51 à laquelle se raccorde sur le côté extérieur une zone de serrage épaissie 54 qui est serrée entre la pièce insérée 12 et la pièce rapportée 13. A la région annulaire 51 qui est reçue dans un évidement 13' ménagé dans la pièce rapportée 13 et qui présente à chaque fois sur ses deux côtés une surface annulaire plane 52 ou 53, respectivement, se raccorde sur le côté tourné vers la première chambre 22 une gorge annulaire 58 qui est courbée dans le sens concave et qui est ménagée dans un renflement 55. L'espace intermédiaire situé à l'inté- rieur de la gorge 58 est conformé dans l'état de départ du diaphragme monté 21 sous la forme d'une surface plane centra- le 59 disposée dans le plan de la surface annulaire 52. Sur le côté tourné vers la deuxième chambre 23, la surface annu- laire 53 se prolonge par un congé 57, et ce dernier se pro- longe par le renflement 55 qui se termine par une tige 56. Un ressort de rappel 60 s'appuie sur la pièce insérée 12, et il agit sur le diaphragme 21 par l'intermédiaire de la tige 56. Le diaphragme 21 est donc constamment rappelé vers la posi- tion de départ grâce à la force du ressort de rappel 60, ain- si qu'à la dépression qui s'instaure lors d'une course d'as- piration. Dans le diaphragme 21' selon la figure 7, la région annulaire 51 est constituée par une partie annulaire plane 51a et par une partie annulaire 51b qui est bombée dans la direction de la première chambre 22 et qui se raccorde à la partie 51a. En outre, la surface plane 59' est repoussée vers le milieu de la partie annulaire 51a dans l'état de départ du diaphragme monté 21', ce qui permet à ce diaphragme 21' de parcourir une course plus importante que le diaphragme 21. Les dimensions des diverses parties du diaphragme 21 sont de préférence les suivantes. En partant d'un diamètre de travail di qui correspond au plus grand diamètre de la région annulaire 51 du diaphragme 21, le diamètre intérieur de la région annulaire 51 doit être compris entre 50 et 75% environ du diamètre de travail di. A la région annulaire 51 se raccordent le congé 57 qui doit présenter un rayon ri com- pris entre 7 et 15% du diamètre de travail di, ainsi que la gorge 58 qui doit présenter un rayon r2 compris entre 8 et % du diamètre de travail di. L'arc de rayon r2 se raccorde ici par l'intermédiaire d'un arc dont le rayon ri' correspond au rayon ri augmenté de l'épaisseur de la matière de la région annulaire 51. En outre, le centre de l'arc de rayon r2 doit être situé sur un diamètre d2 qui correspond à 29 & 43% du diamètre de travail di. De plus, le renflement 55 doit s'étendre en se rétrécissant en cône et en étant incliné par rapport à l'axe longitudinal de la tige 56 sous un angle 0 qui est compris entre 120 et 150'. Le diaphragme 21 ou 21', respectivement, est fabri- qué en recevant initialement une forme identique à celle de sa position de point mort qui correspond au début d'une cour- se de travail du piston de travail 24 et qui est représentée sur la figure 4, de sorte que l'on obtient une course impor- tante. Même des produits fortement visqueux peuvent être ain- si aspirés dans la première chambre 22 par le diaphragme 21 ou 21', respectivement, à travers la soupape d'entrée 17, la durée de vie de ce diaphragme étant importante, et, lorsque la soupape d'entrée 17 est fermée, ces produits peuvent être amenés à travers la soupape de sortie 18 à un pistolet de pulvérisation ou à un autre appareil. - REVENDICATIONS - 1. Dispositif à pompe à diaphragme (1) comprenant une première chambre (22) qui est destinée au liquide à pomper, à laquelle ce liquide peut être amené par l'intermédiaire d'une soupape d'entrée (17) et depuis laquelle il peut être refoulé par l'intermédiaire d'une soupape de sortie (18), et une deuxième chambre (23) qui est séparée de la première par un diaphragme mobile et qui est destinée au liquide d'entraîne- ment, comprenant aussi un piston de travail (24) qui, alter- nativement, met sous pression le liquide d'entralnement et le détend et qui peut être actionné par un excentrique pouvant être entraîné (35), ou par un plateau oscillant (36) ou simi- laire servant d'organe d'entralnement, et comprenant un réservoir (25) qui est destiné au liquide d'entraînement et qui est raccordé à la deuxième chambre (23) par l'intermédi- aire d'un conduit (26) pourvu d'une soupape de limitation de la pression (27) en vue de l'évacuation du liquide d'entraî- nement jusque dans le réservoir (25) lors de l'étranglement du liquide à pomper, caractérisé par le fait que le diaphrag- me (21), en partant d'un diamètre de travail (di) auquel se raccorde vers l'extérieur une zone de serrage épaissie (54), présente sur ses deux côtés une surface annulaire (52, 53) qui s'étend vers l'intérieur jusqu'à 50 à 75% environ du dia- mètre de travail (di), par le fait que la surface annulaire (53) qui est située sur le côté tourné vers la deuxième cham- bre (23) présente un congé sur une région comprise entre 7 et 13% du diamètre de travail (di), et qu'elle se prolonge par un renflement (55) qui se rétrécit en forme de cône, et par le fait que le diaphragme (21) est pourvu, sur son côté tour- né vers la première chambre (22), d'une gorge annulaire (58) qui se raccorde à la surface annulaire (52), qui est creusée d'une manière concave en étant ménagée dans le renflement (55) et qui s'étend sur une région comprise entre 8 et 15% du diamètre de travail (di). 2. Dispositif à pompe à diaphragme selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que la surface annulaire (53) du diaphragme (21) qui est tournée vers la deuxième chambre (23) s'étend jusqu'à 70% du diamètre de travail (dl), par le fait que le congé (57) qui s'y raccorde présente un rayon (ri) égal à 10% du diamètre de travail (dl), et par le fait que le renflement (55) qui se raccorde au congé (57) s'étend en étant incliné sous un angle Po égal à 130% par rapport à l'axe longitudinal de la tige (56) du diaphragme (21). 3. Dispositif à pompe à diaphragme selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que le centre de la généra- trice de la gorge (58) qui est tournée vers la première cham- bre (22) est situé sur un diamètre (d2) correspondant à 41% du diamètre de travail (di) du diaphragme (21), et que son rayon (r2) est égal à 10% de la valeur du diamètre de travail (di). 4. Dispositif à pompe à diaphragme selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la paroi du diaphragme (21) présente, dans la région des sur- faces annulaires (52, 53), une épaisseur régulière comprise entre 0,5 et 1,2 mm et de préférence égale à 0,8 mm. 5. Dispositif à pompe à diaphragme selon l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les surfaces annulaires (52, 53, 52', 53') du diaphragme (21, 21') sont planes, ou qu'elles sont composées à chaque fois dans leur région extérieure d'une partie annulaire plane (51a) et d'une partie annulaire (51b) qui est bombée dans la direction de la première chambre (22). 6. Dispositif à pompe à diaphragme selon la revendica- tion 5, caractérisé par le fait que, dans le cas d'un dia- phragme (21) dont les surfaces annulaires (52, 53) sont pla- nes, sa surface annulaire (52) tournée vers la première cham- bre (22) s'étend, dans l'état de départ du diaphragme monté (21), d'une manière coplanaire avec une surface plane centra- le (59) du diaphragme (21) qui est prévue à l'intérieur de la gorge (58) tournée vers la première chambre (22). 7. Dispositif à pompe à diaphragme selon la revendica- tion 5, caractérisé par le fait que, dans le cas d'un dia- phragmne (21) pourvu de parties annulaires composées (51a, 51b), le milieu de la surface annulaire plane (51a) s'étend, dans l'état de départ du diaphragme monté (21'), d'une maniè- re coplanaire avec une surface plane centrale (59') qui est prévue à l'intérieur de la gorge (58) tournée vers la premiè- re chambre (22). 8. Dispositif à pompe à diaphragme selon l'une quel- conque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le renflement (55) se rétrécit en forme de cône en étant incliné par rapport à l'axe longitudinal de la tige (56) du diaphragme sous un angle ç> et qui est de préférence égal à 130 . 9. Dispositif à pompe à diaphragme selon l'une quel- conque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'au moyen d'un écrou-chapeau à peroage axial (15) qui peut être vissé sur une pièce rapportée (13) délimitant la premiè- re chambre (22) et qui vient en prise par l'arrière avec une pièce insérée (12), laquelle délimite la deuxième chambre (23) et reóoit le piston de travail (24) en étant reliée rigidement à un support (11) du dispositif à diaphragme (1), le diaphragme (21) est serré dans la région de son bord entre la pièce insérée (12) et la pièce rapportée (13). 10. Dispositif à pompe à diaphragme selon l'une quel- conque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la pièce rapportée (13) est pourvue d'un évidement annulaire (13') qui est creusé d'une manière concave et qui est destiné à recevoir les parties du diaphragme (21) constituant la région annulaire (51), ainsi que, partiellement ou totale- ment, la gorge (58) qui se raccorde à cette dernière. 11. Dispositif à pompe à diaphragme selon l'une quel- conque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que le diaphragme (21) est fabriqué en recevant initialement une forme identique à celle de sa position de point mort qui cor- respond au début d'une course de travail du piston de travail (24).