Brevet FR2728942A1 — publié le 19960705

La présente invention est relative à une pompe à boues, notamment pour suspensions épaisses ou produits visqueux, comportant un carter de pompe, deux vérins de pompage parallèles entraînés par des vérins hydrauliques et raccordés chacun à une chambre de pompage, un dispositif d'alimentation des boues qui, par l'intermédiaire de soupapes d'aspiration, est connecté à des chambres de soupape d'aspiration, celles-ci, à leur tour, étant chacune en communication avec une chambre de pompage, les axes des vérins de pompage actionnant les soupapes d'aspiration étant parallèles et distants des axes des vérins de pompage, tandis que les orifices d'aspiration sont formés dans le carter de la pompe en étant opposés aux vérins de pompage de sorte que l'écoulement aspiré subit une double déviation, la pompe comportant également des chambres de soupape de refoulement qui peuvent être raccordées respectivement à une chambre de pompage par l'intermédiaire de soupapes de refoulement, et à une tubulure de connexion commune, les vérins de soupape actionnant les soupapes de refoulement étant raccordés au carter de la pompe du côté opposé aux vérins de soupape d'aspiration, leurs axes étant parallèles et distants des axes des vérins de pompage et des vérins de soupape d'aspiration. Des pompes à boues travaillant avec deux vérins de pompage en parallèle qui alternativement aspirent et refoulent sous pression les boues et qui sont actionnés par des vérins hydrauliques, sont bien connues et souvent utilisées. Aux deux orifices d'aspiration du carter resp. aux deux soupapes d'aspiration de la pompe sont associés des vérins de soupape d'aspiration qui s'ouvrent et se ferment alternativement pour permettre l'aspiration des boues qui sont éventuellement amenées par un dispositif transporteur approprié. En outre, aux orifices de refoulement du carter, resp. aux soupapes de refoulement sont associés deux vérins de soupape de refoulement qui s'ouvrent et se ferment alternativement pour que les boues puissent être refoulées sous pression à travers une conduite de sortie commune. Dans une pompe à boues connue présentant cette construction, il est connu de disposer les soupapes d'aspiration et de refoulement perpendiculairement aux axes des vérins de pompage. De ce fait, les boues sont déviées de pendant le temps d'aspiration. Si on utilise pour l'alimentation un dispositif transporteur, par exemple une vis sans fin d'alimentation à deux arbres, ce dispositif requiert une dépense en énergie considérable afin d'assurer un remplissage optimal des vérins de pompage. Un autre inconvénient est que les tiges des soupapes d'aspiration provoquent la partition du passage de refoulement du carter de la pompe. Ainsi, le transport des boues comportant de grand morceaux, comme par exemple des pierres ou analogues, est limité. Il est également déjà connu de ne pas disposer les vérins des soupapes d'aspiration et de refoulement à angle droit, mais parallèles en contresens, et parallèlement aux vérins de pompage. Comme les soupapes de refoulement et les vérins de pompage sont situés à peu près dans le même plan, il faut disposer les soupapes d'aspiration de telle manière que les boues sous pression subissent une double déviation de 90 en passant vers les vérins de pompage. L'invention a pour but de perfectionner une pompe à boues du type défini ci-dessus de telle manière que l'écoulement dans le carter de la pompe subisse un changement de direction aussi faible que possible lors de l'aspiration des boues. Ce problème est résolu en ce que la distance entre les axes des vérins d'aspiration et des vérins de pompage a une valeur si faible, et les chambres de pompage, les chambres de soupape d'aspiration et la zone de connexion sont conformées et se raccordent les unes aux autres de manière telle que l'écoulement aspiré subit une déviation angulaire au plus situé dans l'étendue angulaire de 45 ou inférieure, par rapport aux axes des vérins de soupape resp. des vérins de pompage. Dans la pompe à boues selon l'invention, les axes des vérins de soupape d'admission et des vérins de pompage sont si près les uns des autres et la chambre de pompage, la chambre de la soupape d'aspiration et les connexions qui y sont associées sont conformées et débouchent les unes dans les autres de telle façon que l'écoulement aspiré ne subit aucune déviation qui dépasse une étendue angulaire d'environ ou moins. Pour obtenir cette faible déviation, il est utile que la chambre de la soupape d'aspiration présente une dimension qui crée une section de passage relativement grande à la transition vers la chambre de pompage proprement dite, chambre qui est située en face du vérin de pompage correspondant. Une autre condition est que la chambre de soupape de refoulement resp. la soupape de refoulement soient situées à une hauteur différente par rapport au vérin de pompage, mais soient au contraire décalées par rapport à celui-ci d'une manière importante. Selon une forme de réalisation de l'invention, ce décalage est tel que l'axe du vérin de pompage soit situé en dehors de l'orifice de la soupape de refoulement. Pour cela, il faut également une déviation pour l'écoulement vers l'extérieur. Cependant cette déviation ne pose pas de problèmes, car il est possible, à l'aide du vérin de pompage ou de son dispositif d'entraînement associé, d'engendrer à cet effet une pression suffisante pour assurer une évacuation irréprochable des boues. Le dispositif de transport, par exemple une vis sans fin à deux arbres, peut être agencé en haut ou en bas dans la pompe à boues en fonction des conditions de fonctionnement. S'il est disposé en bas, il peut être placé directement sur le plancher, ce qui peut être un avantage dans de nombreuses applications dans lesquelles on a besoin d'une faible hauteur d'entrée de la bride d'entrée de la vis sans fin. Selon une mode de réalisation de l'invention, les sièges de soupape pour les soupapes d'aspiration et de refoulement sont échangeables et fixés de préférence par boulonnage. De préférence, le siège de soupape est formé par un anneau qui est maintenu en place par boulonnage par l'intermédiaire d'une plaque appropriée de siège de soupape. Dans le mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessus, l'ensemble des axes des vérins de pompage et des vérins de soupape sont parallèles. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les axes parallèles des vérins de soupape d'aspiration et des vérins de soupape de refoulement font un certain angle par rapport aux axes des vérins de pompage. De cette manière, un obtient une déviation triple de l'écoulement aspiré vers le vérin de pompage, cependant que l'angle de déviation demeure relativement petit. Par contre la masse de boues délivrée est déviée relativement fortement, mais l'étendue de l'angle est maintenue également dans certaines limites. Il est connu en soi d'incliner les uns par rapport aux autres les vérins d'aspiration et les vérins de refoulement. Dans la pompe connue, les sièges de soupape correspondants sont disposés dans des tronçons de conduite correspondants. De même, dans la pompe connue, l'écoulement d'entrée est dévié de 90 , alors que l'écoulement de sortie ne subit aucune déviation. Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, les axes des vérins de soupape d'aspiration font un angle aigu, leur point d'intersection étant situé dans la zone du dispositif d'alimentation. Les vérins de soupape de refoulement sont disposés de la même façon que dans le mode de réalisation de l'invention décrit au début. Si dans le troisième mode de réalisation, on utilise une double vis sans fin pour l'alimentation, le point d'intersection des deux axes des vérins de soupape d'aspiration se trouve à peu près sur une droite située entre les deux arbres de la vis. Les vérins de pompage et la vis sans fin transporteuse sont situés à peu près sur un même axe, ce qui provoque une déviation des boues lorsqu'elles sont envoyées dans les vérins de pompage à travers la chambre de soupape d'aspiration. Cette déviation est également maintenue dans certaines limites et se situe bien en-dessous de 600, et elle est de préférence inférieure à 45 . D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'une pompe selon l'invention pendant son temps de refoulement; - la figure 2 montre la pompe de la figure 1 pendant son temps de remplissage; - la figure 3 est une vue en plan de la pompe de la figure 1; - la figure 4 est une vue latérale de la pompe de la figure 1; la figure 5 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation d'une pompe suivant l'invention pendant son temps de refoulement; - la figure 6 montre la pompe de la figure 5 pendant son temps de remplissage; - la figure 7 est une vue de côté de la pompe de la figure 5 ou de la figure 6; - la figure 8 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation d'une pompe selon l'invention pendant son temps de refoulement; - la figure 9 montre la pompe de la figure 8 pendant son temps de remplissage;. - la figure 10 est une vue en plan de la pompe de la figure 8 ou de la figure 9; - la figure 11 est une vue en coupe d'un quatrième mode de réalisation d'une pompe suivant l'invention; - la figure 12 est une vue en plan, partiellement en coupe, de la pompe de la figure 11. Les figures 1 à 4 montrent une pompe à boues 10 dont on n'a représenté qu'un vérin de pompage 12, un vérin de soupape d'admission 14, une vis sans fin transporteuse 16, ainsi qu'un vérin de soupape de refoulement 18. Ces organes sont solidaires d'un carter de pompe 20 dans lequel sont ménagées une chambre 22 de soupape d'entrée et une chambre de pompage 24. Il va ce soi que le carter de pompe 20 est divisé verticalement afin de former deux chambres de soupape d'entrée et deux chambres de pompage. Le vérin de soupape de refoulement et la soupape de refoulement sont solidaires d'une partie de carter distincte 26. Un vérin d'aspiration 38 est connecté entre la vis sans fin transporteuse 16 et un orifice d'admission 32 ménagé dans une plaque 34 qui maintient en place un anneau 36 de siège de soupape et qui est boulonnée sur le carter de pompe 20. L'axe de ce vérin d'aspiration 38 est quelque peu incliné par rapport à l'ouverture 32. Sur la figure 1, l'obturateur désigné par la référence 40 est montré appliqué contre l'anneau 36 de siège de soupape, le cône de soupape étant vissé sur la tige du piston du vérin de soupape d'admission 14. Le piston de pompage 42 du vérin de pompage 12 se trouve dans la position complètement sortie. Il est animé par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique 44, ce qui n'a pas été représenté aux dessins. L'obturateur 46 de la soupape de refoulement est conçue et fixée de la même façon et représenté dans sa position d'ouverture. Par conséquent, le siège de soupape 48 associé laisse passer la masse de boues vers la chambre de soupape de refoulement 48 associée. Les chambres de refoulement des deux soupapes de refoulement sont connectées ensemble à une tubulure 50 disposée au milieu. Par conséquent, dans la représentation de la figure 1, des boues son refoulées sous pression du vérin de pompage 12 dans la tubulure 50, en passant par la soupape ouverte 46. La soupape d'admission 40 est alors fermée. Dans cette configuration, la vis sans fin transporteuse 16 ne peut véhiculer des boues vers le carter de pompe 20. Par ailleurs, la vis sans fin transporteuse 16 est entraînée par un dispositif moteur 52 approprié et elle est remplie à partir du haut en 54 d'une façon non représentée. La figure 2 montre la soupape 40 ouverte et la soupape 46 fermée. On voit alors que l'écoulement engendré dans les chambres 22 et 24 par la vis sans fin transporteuse 16 et par la rentrée du piston de pompage 42, accomplit une courbe en S atténué, si bien qu'il n'est que faiblement dévié, en tout cas d'un angle inférieur à 45 par rapport aux axes des soupapes 14 et des vérins de pompage 12. Ainsi, la résistance à l'écoulement est relativement faible. Il en est ainsi car les axes des vérins de soupape 14 qui coincident avec les axes des l'orifices d'aspiration sont situés très près des axes des vérins de pompage 12. Le point inférieur de l'orifice d'aspiration 32 n'est situé que très peu au-dessus du point supérieur du vérin de pompage 12. De préférence, la distance entre les axes des vérins de soupape d'aspiration 14 et des vérins de pompage 12 est au plus égale à 1,5 fois le diamètre des vérins de pompage 12. En outre, la chambre 22 de soupape d'aspiration est relativement grande par rapport à la chambre de pompage 24, de sorte que l'écoulement qui s'établit entre les chambres 22 et 24 présente une allure inclinée en faisant une angle avec les axes mentionnés. En raison de cette déviation relativement faible, la force de pression nécessaire de la part du dispositif transporteur 52 est relativement faible. Par contre, les axes des vérins de soupape de sortie 18 sont décalés considérablement par rapport à l'axe du vérin de pompage 12. Dans le cas représenté, le point supérieur de l'orifice de refoulement se situe encore au-dessus de l'axe du vérin de pompage 12 de sorte que la masse de boues poussée par le vérin de pompage accomplit également un trajet en S atténué. On obtient ainsi une pompe très compacte qui fonctionne avec des conditions d'écoulement optimales. La figure 4 représente une vue latérale de la pompe des figures 1 à 3 qui laisse apercevoir qu'elle repose sur un bâti 56 placé sur un plancher non représenté, le transporteur d'alimentation 16 étant surélevé par rapport à ce plancher. Dans le mode de réalisation selon les figures à 7, la situation est exactement inverse. Comme on utilise dans ce cas des éléments identiques à ceux du mode de réalisation des figures 1 à 4, on a utilisé les mêmes références auxquelles on a ajouté simplement un "a". Dans le cas des figures 5 à 7, le carter de pompe 20a est tourné de 180 de sorte que les vérins de soupape de refoulement 18a se situent audessus des vérins de pompage 12a, tandis que les vérins de soupape d'aspiration 14a se situent en-dessous. La vis sans fin transporteuse 16a peut donc être placée directement sur le plancher (voir figures et 6), ce qui est très avantageux dans de nombreuses applications. Sinon, il n'y a pas de différences, en ce qui concerne tant le fonctionnement que le reste de la construction, comparé au mode de réalisation des figures 1 à 4. Sur les figures 8 à 10, on voit que le carter de pompe 20b, par ailleurs d'une forme semblable à celle des figures 1 à 3, est tourné d'environ 30 dans le sens antihoraire dans le plan du dessin, les axes des vérins de soupape 14b et 18b ayant également fait cette rotation de façon correspondante. Les axes des vérins de pompage 12b et du transporteur 16b restent cependant horizontaux. Ainsi, le vérin d'aspiration 38a est un peu plus incliné. Cependant, comme dans les figures 1 à 3, la tubulure de refoulement 50b présente un axe horizontal. Comme dans les figures 1 et 2, la figure 8 montre le refoulement des boues, et la figure 9 l'aspiration ou le remplissage du vérin de pompage 12b. On n'a donc pas à revenir en détail sur le fonctionnement. Mais on voit d'après les figures 8 et 9 qu'entre le vérin d'aspiration 38b et le vérin de pompage 12b, l'écoulement est dévié trois fois pendant l'aspiration. Cependant, cette déviation se fait chaque fois sur un angle relativement faible de sorte que la résistance à l'écoulement est relativement faible. Dans le mode de réalisation des figures 11 et 12, le vérin de pompage 12c, la vis sans fin transporteuse 16c et le vérin de soupape de refoulement 18c sont disposes de la même façon que dans le mode de réalisation des figures 1 à 4. D'ailleurs, les axes du vérin de soupape de refoulement 18c et de la vis sans fin transporteuse 16c sont plus près les uns des autres. La raison en est que les orifices d'entrée 32c du carter de pompe 20c sont situés à la même hauteur que les axes des vérins de pompage 12c. Cependant, pour rendre possible une disposition des soupapes permettant une fermeture à volonté des orifices 32c, ces orifices ont des axes divergents, comme on peut le voir sur la figure 12. Les axes des vérins de soupapes d'aspiration 14c s'étendent dans la même direction et ils se coupent sur une droite qui se situe au milieu des arbres de la vis sans fin 16c. Par conséquent, l'écoulement provenant du vérin d'aspiration 38c et entrant dans le carter de pompe 22c, puis dans la chambre de pompage 24c, prend une allure en S atténué pour pouvoir entrer dans le vérin de pompage 12c. Donc, ici également, la résistance à l'écoulement est relativement faible. REVEND I CATIONS 1.- Pompe à boues, notamment pour suspensions épaisses ou produits visqueux, comportant un carter de pompe, deux vérins de pompage parallèles entraînés par des vérins hydrauliques et raccordés chacun à une chambre de pompage, un dispositif d'alimentation des boues qui, par l'intermédiaire de soupapes d'aspiration est connecté à des chambres de soupape d'aspiration, celles-ci, à leur tour, étant chacune en communication avec une chambre de pompage, les axes des vérins de soupape actionnant les soupapes d'aspiration étant parallèles et distants des axes des vérins de pompage, tandis que les orifices d'aspiration sont formés dans le carter de la pompe en étant opposés aux vérins de pompage de sorte que l'écoulement aspiré subit une double déviation, la pompe comportant également des chambres de soupape de refoulement qui peuvent être raccordées respectivement à une chambre de pompage par l'intermédiaire de soupapes de refoulement et à une tubulure de connexion commune, les vérins de soupape actionnant les soupapes de refoulement étant raccordés au carter de la pompe du côté opposé aux vérins de soupape d'aspiration, leurs axes étant parallèles et distants des axes des vérins de pompage et des vérins de soupape d'aspiration, caractérisée en ce que la distance entre les axes des vérins d'aspiration (14, 14a) et des vérins de pompage (12, 12a) a une valeur si faible, et les chambres de pompage (24, 24a), les chambres de soupape d'aspiration (22, 22a) et la zone de connexion sont conformées et se raccordent les unes aux autres de manière telle que l'écoulement aspiré subit une déviation angulaire au plus situé dans l'étendue angulaire de 45 ou inférieure par rapport aux axes des vérins de soupape d'aspiration (14, 14a) resp. des vérins de pompage (12, 12a). 2.- Pompe à boues suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les axes des vérins de soupape d'aspiration (14, 14a) et des vérins de pompage (12, 12a) est au plus égale à 1,5 fois le diamètre des il vérins de pompage (12, 12a). 3.- Pompe à boues suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les vérins de soupape de refoulement (18, 18a) sont décalés par rapport aux vérins de pompage (12, 12a) d'une distance telle que le point de l'orifice de vérin, qui est le plus proche de l'axe du vérin de pompage (12, 12a) associé, est situé du côté de l'axe du vérin de pompage (12, 12a) opposé aux vérins de soupape d'aspiration (14, 14a). 4.- Pompe à boues suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les vérins de pompage (12, 12a), les vérins de soupape d'aspiration (22, 22a) et les vérins de soupape de refoulement (18, 18a) sont disposés dans des plans horizontaux parallèles. 5.- Pompe à boues suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les vérins de soupape d'aspiration (14, 14a) sont disposés au- dessus ou en-dessous des vérins de soupape de refoulement (18, 18a). 6.- Pompe à boues suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation est une vis sans fin double. 7.- Pompe à boues suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les sièges de soupape (36, 48, 36a, 48a) sont montés de manière amovible par l'intermédiaire d'une fixation vissée. 8.- Pompe à boues, notamment pour suspensions épaisses ou produits visqueux, comportant un carter de pompe, deux vérins de pompage parallèles entraînés par des vérins hydrauliques et raccordés chacun à une chambre de pompage, un dispositif d'alimentation des boues qui, par l'intermédiaire de soupapes d'aspiration, est connecté à des chambres de soupape d'aspiration, celles-ci, à leur tour, étant chacune en communication avec une chambre de pompage, les orifices d'aspiration étant formés dans le carter de la pompe du côté opposé aux vérins de pompage de sorte que l'écoulement aspiré subit une double déviation, la pompe comportant également des chambres de soupape de refoulement qui peuvent être raccordées respectivement à une chambre de pompage par l'intermédiaire de soupapes de refoulement et à une tubulure de connexion commune, les vérins de soupape de refoulement actionnant les soupapes de refoulement étant raccordés au carter de la pompe du côté opposé aux vérins de soupape d'aspiration, caractérisée en ce que les axes parallèles des vérins des vérins de soupape d'aspiration (14b) et des vérins de soupape de refoulement (18b) font un angle avec ceux des vérins de pompage (12b), et en ce que les chambres de pompage (24b), les chambres de soupape d'aspiration (22b) et la zone de connexion sont conformées et se raccordent les unes aux autres de manière telle que l'écoulement aspiré subit une déviation angulaire au plus situé dans l'étendue angulaire de 45 ou inférieure par rapport aux axes des vérins d'aspiration (14b) resp. des vérins de pompage (12b). 9.- Pompe à boues, notamment pour suspensions épaisses ou produits visqueux, comportant un carter de pompe, deux vérins de pompage parallèles entraînés par des vérins hydrauliques et raccordés chacun à une chambre de pompage, un dispositif d'alimentation des boues qui, par l'intermédiaire de soupapes d'aspiration est connecté à des chambres de soupape d'aspiration, celles-ci, à leur tour, étant chacune en communication avec une chambre de pompage, tandis que les orifices d'aspiration sont formés dans le carter de la pompe du côté opposé aux vérins de pompage de sorte que l'écoulement aspiré subit une double déviation, la pompe comportant également des chambres de soupape de refoulement qui peuvent être raccordées respectivement à une chambre de pompage par l'intermédiaire de soupapes de refoulement et à une tubulure de connexion commune, les vérins de soupape de refoulement actionnant les soupapes de refoulement étant raccordés au carter de la pompe du côté opposé aux vérins de soupape d'aspiration, caractérisée en ce que les axes des vérins de soupape d'aspiration (14c) font un angle aigu entre eux, leur point d'intersection étant situé dans la zone du dispositif d'alimentation et en ce que les chambres de pompage (24c), les chambres de soupape d'aspiration (22c) et la zone de connexion sont conformées et se raccordent les unes aux autres de manière telle que l'écoulement aspiré subit une déviation angulaire5 au plus situé dans l'étendue angulaire de 45 ou inférieure par rapport aux axes des vérins de soupape d'aspiration (14c) resp. des vérins de pompage (12c).