Brevet FR2729437A1 — publié le 19960719

POMPE A DISPOSITIF DE NETTOYAGE EN PLACE L'invention concerne le domaine des pompes et concerne en particulier le nettoyage de telles pompes. Une liste non exhaustive de pompes pouvant utiliser le système selon l'invention comprend les pompes à engrenages, les pompes mettant en oeuvre des mobiles conjugués, telles que les pompes à lobes, ainsi que tout type de pompe entrainenent magnétique, en particulier les pompes centrifuges. La Figure 1 & laquelle il est maintenant fait référence, illustre de manière schématique le principe d'une pompe à engrenages. Celle-ci comprend principalement deux roues dentées dont l'une 1 est entraînée par un moteur. L'autre roue 2 s'engrène sur la première et se trouve entrainée en sens inverse (ainsi que représenté par les flèches A et B). Le liquide est introduit dans la pompe par une entrée 14, est emprisonné entre les dents 3 de chaque pignon et le corps 4 de la pompe, et est évacué par la sortie 15. Le sens du flux de fluide poé est indiqué par les flèches C et D. Les faces des dents en contact 5 assurent I'étanchéité et empêchent un retour du liquide vers l'entrée. Les Figures 2A-2C représentent de lanière schématique un autre type de pompe à engrenages dite & 1engrenages internes" et dans laquelle les engrenages sont disposés àifféremment des engrenages de la Figure 1. Dans ce type de pompe, la roue dentée 1 est entrainée par un moteur (non représenté) et s'engrène sur une roue à denture interne 2. Le liquide arrivant par la partie supérieure est emprisonné entre les dents 3 des engrenages et une partie fixe en forme de lunule 4. Comme précédemment, les faces des dents en contact empêchent le retour du liquide vers l'amont. La Fig. 2A illustre l'entrée du liquide par la partie supérieure de la pompe. La Fig. 2B illustre le passage du liquide; et la Fig. 2C illustre la sortie du liquide de la pompe par la partie inférieure. La Figure 3 est la représentation schématique d'un iode de réalisation industriel d'une pompe telle que celle décrite en référence à la Fig. 1. Les parties identiques & BR La lubrification des paliers 6 est assurée par la circulation du fluide pompé. Certains modeles de pompes comportent des dispositifs améliorant la lubrification des paliers par recirculation d'une partie du flux liquide dans des canaux usinés dans les axes ou le couvercle. Un inconvénient majeur de ces pompes réside dans le fait qu'elles sont difficiles à nettoyer sans démontage, en particulier dans la "zone morte" située au dela des paliers, et dans laquelle une partie du fluide passe (au niveau des paliers) afin d'en assurer la lubrification. Le brevet US 4 523 924 décrit une pompe & engrenage comportant des moyens permettant un démontage rapide de certains éléments de la pompe afin d'en assurer le démontage. Le brevet US 4 153 400 concerne une pompe & lobes présentant des orifices percés dans le carter pour en assurer le nettoyage. Cette solution, du point de vue de l'efficacité n'est pas satisfaisante. Les mêmes inconvénients existent pour la pompe décrite dans le brevet US 5 253 988, ou le nettoyage s'effectue par un circuit de dérivation entre l'entrée et la sortie de la pompe et en mettant en communication les extrémités des axes de la pompe. En réalité, dans tous les cas évoqués ci-avant, le nettoyage s'effectue en faisant circuler dans la pompe un liquide de nettoyage introduit dans la pompe par les voies d'entrée normales. Aussi, est-ce un des objets de la présente invention que de fournir une pompe comportant des moyens permettant le nettoyage en place de la pompe, afin d'éviter les fastidieuses opérations de démontage/remontage. D'autres objets de la présente invention détaillée apparaîtront de manière détaillée dans la description qui suit. Selon l'invention, ces objets sont atteints au moyen d'une pompe comprenant: a) une entrée pour recevoir un matériau fluide à distribuer; b) une sortie pour l'evacuation du fluide pompé; c) des moyens de pompage pour pomper ledit matériau vers la sortie, lesdits moyens de pompage étant montés sur au moins un arbre rotatif maintenu et guidé en rotation par des paliers appropriés, lesdits paliers délimitant à l'intérieur de la pompe une zone de pompage et une zone morte, le matériau pompé assurant lors de son passage de la zone de pompage vers la zone morte, la lubrification desdits paliers; d) des moyens pour entraîner en rotation au moins un des arbres rotatifs; e) des moyens pour le nettoyage en place de la zone de pompage et de la zone morte; ladite pompe étant caractérisée en ce que les moyens de nettoyage comprennent:: i) un tube de nettoyage introduit dans un trou ménagé longitudinalement dans le (ou les) arbre(s) rotatif(s); ii) une source de fluide de nettoyage sous pression; et iii) des moyens pour connecter sélectivement ledit tube de nettoyage à ladite source de fluide de nettoyage, ledit tube comportant au moins un orifice de sortie disposé de manière à ce que le fluide nettoyage puisse circuler dans la zone morte afin de la nettoyer. Avantageusement, les moyens de pompage comprennent deux arbres à engrenages disposés entre l'entrée et la sortie, un premier arbre étant entraîné par un moteur, un second étant entraîné par le premier, par engagement de leurs engrenages respectifs. Selon un premier mode de réalisation, la pompe est entraînée par un moteur magnétique. A titre d'exemple encore, la pompe est une pompe & engrenages internes ou une pompe à lobes. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le tube de nettoyage est connecté sélectivement à une source de liquide de nettoyage ou à une source de gaz sous pression. Dans la description qui suit, il sera fait référence aux dessins dans lesquels: -la Fig. 1 représente de manière schématique une pompe à engrenages; -les Figs. 2A-2C illustrent schématiquement un autre type de pompe à engrenages; -la Fig. 3 représente une autre vue de la pompe illustrée & la Fig. 1; -la Fig. 4 représente un premier mode de réalisation de la pompe selon la présente invention; et -la Fig. 5 représente un second mode de réalisation de la pompe selon l'invention. La Fig. 4 & laquelle il est maintenant fait réference, illustre de manière schématique un premier mode de réalisation de la pompe selon la présente invention. Selon ce premier mode, on utilise une pompe à engrenages du type de celle discutée en référence à la Fig. 1. Ainsi que mentionné ci-avant une telle pompe comprend un premier arbre à engrenages 1 maintenu et guidé en rotation par des paliers 6. L'arbre 1 est entraîné au moyen d'un moteur (non représenté). Les dents 3 de l'arbre 1 sont en engagement avec les dents d'un second arbre à engrenages 2, qui se trouve de ce fait entraîné dans le sens inverse. L'arbre 2 est également soutenu et guidé en rotation par des paliers 6. Les arbres ainsi agencés définissent une zone de pompage 20 qui correspond à la zone située entre les paliers et dans laquelle le liquide à pomper circule, entraîné par le mouvement des arbres à engrenages. ils définissent également une zone dite morte" 9 et qui se situe principalement au delà des paliers, en chaque extrémité du ou des arbres formant la pompe.Cette zone morte reçoit une certaine quantité de fluide pompé, celui-ci passant en effet au niveau du palier afin d'assurer la lubrification correcte des paliers. Selon la présente invention les arbres sont pourvus d'un trou longitudinal (8) de façon à pouvoir recevoir un tube de nettoyage 10. Certains types de pompes sont, des leur fabrication, conçus avec des arbres creux de façon à assurer une circulation du fluide et à équilibrer les pressions. Selon le mode de réalisation représenté à la Fig. 3, les tubes s'étendent sur toute la longueur des arbres 1 et 2. L'une des extrémités 21 de chacun des tubes de nettoyage est connectée à une source de fluide de nettoyage par l'intermédiaire d'un clapet de fermeture 11. L'autre extrémité des tubes de nettoyage 10 est ouverte (40) de manière à, lorsqu'un fluide de nettoyage est introduit dans le tube 10, le fluide de nettoyage puisse circuler dans la zone morte 9. Des orifices supplémentaires peuvent être ménagés à d'autres endroits des tubes de nettoyage 10, notamment aux environs de la première extrémité du tube de maniere a introduire directement du fluide de nettoyage dans la partie de zone morte 9 située en aval des paliers 6 ou dans toute region de la zone morte non accessible directement. Le mode de réalisation décrit ici permet de minimiser la zone morte en plaçant le clapet de fermeture 11 le plus en aval possible. Le clapet peut être réalisé en tout matériau compatible avec le fluide pompé ainsi qu'avec les fluides de nettoyage. I1 peut être actionné par tout dispositif mécanique, en particulier, par un vérin pneumatique ou hydraulique. En fonctionnement normal, le clapet 11 est appliqué sur son siège et la pompe est isolée de l'arrivée des fluides 12. h la fin d'une opération de pompage, la pompe est raccordée par ses orifices d'entrée et de sortie 14 et 15 respectivement à une arrivée de fluide de nettoyage et s une mise à l'égout (ou à un bac de récupération). L'orifice 12 est raccordé soit à une arrivée de fluide de nettoyage 16 sous pression, soit à une source de gaz comprimé 17. A titre d'exemple, on utilise de l'air. L'opération de nettoyage s'effectue d'une part en pompant le liquide de nettoyage par les voies normales de la pompe (entrée 14 et sortie 15); et d'autre part en ouvrant le clapet 11 et en introduisant par l'intermédiaire des tubes 10 alternativement (ou simultanément) du fluide de nettoyage et du gaz comprimé. Le fluide et/ ou le gaz de nettoyage atteint ainsi l'extrémité la plus éloignée de la zone morte 9, revient à l'autre extrémité de la zone morte par l'espace existant entre le tube de nettoyage et 1 'arbre creux correspondant, et de manière générale, atteint tous les endroits de la zone morte, endroits qui pour certains d'entre eux seraient absolument inaccessibles sans démonter la pompe.Dans l'hypothèse ou l'on utilise à la fois un liquide et un gaz de nettoyage, la conjugaison du liquide et du gaz provoque de fortes turbulences dont l'action mécanique renforce l'action du liquide seul. La fin du lavage s'effectue au moyen d'une purge de gaz seul qui permet de vidanger la totalité du volume compris entre le clapet 11 et l'intérieur de la pompe, & la suite de quoi le clapet 11 est refermé. La pompe est alors à nouveau prête pour un cycle de pompage normal. La Figure 5 représente un autre type de pompe dans laquelle les arbres à engrenage (du type de ceux décrits en référence à la Figure 3) sont entrainés par un moteur magnétique. L'arbre moteur est muni d'une cloche 31 aimantée qui entraine un rotor 32 au travers d'une paroi fixe 33 en matériau non magnétique. Le liquide pompé se trouve contenu par cette paroi et isolé de l'atmosphère. Le rotor entraîne l'arbre à engrenages 4 qui à son tour entraîne en sens inverse l'engrenage 5. Le rotor est baigné par le liquide pompé qui sert de lubrifiant et de fluide de refroidissement. Un inconvénient majeur de ces pompes réside dans le fait qu'elles sont difficiles à nettoyer sans démontage, en particulier dans la zone des paliers et plus encore, pour les entraînements magnétiques, dans la région comprise entre le rotor aimanté et la paroi d'isolement 33. L'invention vise également les pompes du type ce celle décrite en référence aux Figures 2A-2C, et entraînée par un moteur magnétique. Dans cette hypothèse, on utilise un seul tube de nettoyage 10, placé dans l'arbre 1. Ce mode de réalisation ne nécessite pas de description supplémentaire. L'invention vient d'être décrite en faisant référence å des modes de réalisation préférés. I1 est évident que des variantes peuvent y être apportées sans s'écarter de l'esprit de l'invention telle que revendiquée ci-après. En particulier, les exemples de pompe discutés ci-avant ne sont donnés qu'a titre indicatif et ne constituent en aucun cas une liste limitative. A titre d'exemple, l'invention pourrait être étendue à d'autres modèles mettant en oeuvre les mobiles conjugués, comme les pompes à lobes, et de manière générale tout type de pompe à entraînement magnétique ou autre, en particulier les pompes centrifuges. REVENDICATIONS 1 - Pompe comprenant: a) une entrée (14) pour recevoir un matériau fluide à distribuer; b) une sortie (15) pour l'évacuation du fluide pompé; c) des moyens de pompage pour pomper ledit matériau vers la sortie, lesdits moyens de pompage étant montés sur au moins un arbre rotatif (2, 3) maintenu et guidé en rotation par des paliers appropriés (6), lesdits paliers (6) délimitant à 1' intérieur de la pompe une zone de pompage (20) et une zone morte (9), le matériau pompé assurant lors de son passage de la zone de pompage (20) vers la zone morte (9), la lubrification desdits paliers (6); d) des moyens pour entraîner en rotation au moins un des arbres rotatifs (2,3); e) des moyens (10, 11, 12, 16, 17) pour le nettoyage en place de la zone de pompage (20) et de la zone morte (9); ladite pompe étant caractérisée en ce que les moyens de nettoyage comprennent:: i) un tube de nettoyage (10) introduit dans un trou (8) ménagé longitudinalement dans le (ou les) arbre(s) rotatif(s) (2, 3); ii) au moins une source de fluide de nettoyage sous pression (16, 17); et iii) des moyens (11) pour connecter sélectivement ledit tube de nettoyage (10) à ladite source de fluide de nettoyage, ledit tube comportant au moins un orifice de sortie (40) disposé de manière à ce que le fluide nettoyage puisse circuler dans la zone morte (9) afin de la nettoyer. 2 - Pompe selon la revendication 1 caractérisée en ce que les moyens de pompage comprennent deux arbres à engrenages (2, 3) disposés entre l'entrée et la sortie (14, 15), un premier arbre (3) étant entraîné par un moteur, un second (2) étant entraîné par le premier, par engagement de leurs engrenages respectifs. 3 - Pompe selon la revendication 2 dans laquelle le moteur est un moteur magnétique (31, 32, 33). 4 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de pompage sont du type à engrenages internes (1-5). 5 - Pompe selon la revendication 1 caractérisé en ladite pompe est une pompe à lobes. 6 - Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 & 5 caractérisée en ce que le tube de nettoyage est connecté sélectivement à une source de liquide de nettoyage (16) ou à une source de gaz sous pression (17).