Brevet FR2829535A1 — publié le 20030314

La présente invention concerne une pompe à palettes à cylindrée variable comprenant un corps présentant une cavité de forme essentiellement cylindrique dans aquelle un anneau mobile peut se déplacer de façon radiale par rapport à l'axe central de a cavité et à l'intérieur duquel se trouve un moyeu pouvant tourner autour d'un axe fixe et nuni de palettes qui lors de la rotation prennent appui contre la face interne de l'anneau nobile, ainsi que des moyens de déplacement pour déplacer l'anneau mobile, en fonction Je la pression régnant dans la zone de pression de la pompe, entre une position centrée sur l'axe de rotation du moyeu et une position extrême prédéfinie excentrée par rapport à 'axe de rotation du moyeu. Les pompes à palettes sont couramment utilisées pour déplacer différents fluides, lotamment de l'eau, de l'huile ou de l'air pour les pompes à vide. Ces pompes sont constituées principalement d'un corps de pompe fermé par un couvercle, formant le stator, et d'un rotor muni de fentes radiales dans lesquelles peuvent coulisser des Dalettes. Deux palettes successives forment avec la paroi intérieure du corps et la paroi extérieure du rotor ainsi que le fond du corps de pompe et le couvercle une cellule. L'aspiration et le refoulement du fluide se font par les parois inférieures et supérieures formées par le fond du corps de pompe et le couvercle. Près du canal d'aspiration, les ce) tu) es sont encore petites. Au cours de la rotation du rotor, la cellule grandit et se remplit de fluide. Lorsque la cellule a atteint sa taille maximale, elle est séparée du canal d'aspiration et entre en contact avec le canal de refoulement. Le volume de la cellule commence à diminuer pour atteindre son volume minimal refoulant ainsi le fluide qu'elle contenait. La variation de volume peut être obtenue de différentes façons. Dans un premier mode de réalisation, le corps, qui est formé par une cavité dans le corps de pompe, a une section interne doublement excentrique, le rotor tournant au centre de cette section. Avec ce mode de réalisation, il n'est pas possible de modifier le volume de sorte qu'à une vitesse donnée on obtient la même pression ou le même débit. On a donc modifié la géométrie du corps et du rotor pour permettre un réglage du volume des cellules et donc du débit et de la pression. Les pompes réglables fonctionnent selon le même principe, mais le rotor est formé d'un anneau circulaire qui peut se déplacer par rapport au corps dans une cavité pratiquée dans le corps de pompe de sorte à être concentrique avec celui-ci au point mort et excentrique lors de l'utilisation. Plus les axes sont éloignés, plus le volume des cellules est grand. Le corps est maintenu en position excentrée par un ressort de rappel dont la tension est réglable. Un piston est placé sur le même axe que le ressort de rappel à l'opposé de celui-ci et tend à repousser l'anneau vers la position neutre. Le piston est alimenté par le fluide sortant de la pompe de sorte que plus la pression augmente, plus le piston repousse l'anneau vers la position neutre. Lorsque la pression baisse, le ressort de rappel tend à repousser l'anneau vers sa position excentrée. Ces pompes permettent donc une autorégulation du débit en fonction de la pression. Elles présentent cependant deux inconvénients majeurs : d'une part, il faut un piston spécifique avec un alésage correspondant, d'autre part, l'anneau n'est pas guidé et les zones d'aspiration et de refoulement ne sont pas isolées de sorte qu'il n'est pas possible de calculer l'équilibre de l'anneau. L'objectif de l'invention est de développer une pompe à palettes à cylindrée variable qui ne nécessite pas de piston ni d'alésage particulier. Un second objectif de l'invention est de permettre un meilleur guidage de l'anneau et une meilleure isolation des zones d'aspiration et de refoulement pour assurer une meilleure stabilité de l'anneau et permettre de calculer l'équilibre de l'anneau. Cet objectif est atteint par la pompe à palette dans laquelle les moyens de déplacement de l'anneau mobile comprennent un évidement pratiqué dans la paroi cylindrique de la cavité du corps et sur l'axe de déplacement radial de l'anneau mobile, et une saillie formée sur la face externe de l'anneau et destinée à coulisser dans l'évidement de la cavité du corps de sorte à former une chambre dans laquelle est appliquée une pression dépendante de la pression régnant dans la zone de pression de la pompe. L'évidement et la saillie remplacent le piston de la pompe de l'état de la technique. Plus la pression augmente dans la chambre, plus la force exercée sur la saillie tend à repousser l'anneau dans sa position neutre. Dans un mode privilégié de réalisation de l'invention, la chambre formée par l'évidement et la saillie communique avec la zone de pression de la pompe pression. Ainsi il règne la même pression dans la zone de pression de la pompe et dans la chambre. Afin d'assurer le retour de l'anneau en position excentrée, il est prévu que les moyens de déplacement comprennent également un ressort de rappel tendant à pousser l'anneau mobile dans sa position extrême excentrée. Ce ressort de rappel est placé de préférence à l'opposé de l'évidement et de la saillie. Afin d'améliorer le guidage de l'anneau mobile dans la cavité du corps, il est prévu de munir la pompe d'un organe de guidage. L'organe de guidage assure avec la saillie un bon guidage de l'anneau dans la cavité du corps de pompe. L'organe de guidage est de préférence formé de deux parois placées sur la surface extérieure de l'anneau mobile à l'opposée de la saillie, parallèles entre elles et parallèles à l'axe de rotation du moyeu et à l'axe de déplacement radial de l'anneau mobile, ces parois coulissant dans un évidement correspondant pratiqué dans la surface cylindrique de la cavité du corps. Ce mode de réalisation simple permet une mise en oeuvre industrielle peu coûteuse. Dans un mode de réalisation préférentiel, des moyens sont prévus pour relier la chambre formée par l'évidement de guidage et l'organe de guidage avec la zone d'aspiration ou la zone de pression de la pompe. Dans une variante de l'invention, des moyens sont prévus pour isoler la zone d'aspiration et la zone de pression. En isolant les zones d'aspiration et de refoulement on peut mieux calculer l'équilibre de l'anneau. Cette isolation peut être assurée notamment par la saillie et l'organe de guidage. Les moyens d'isolation peuvent comprendre des rondelles d'étanchéité placées entre les faces supérieure et inférieure de la cavité du corps et les faces supérieure et inférieure correspondantes du moyeu. L'invention sera décrite plus en détail ci-dessous à l'aide des figures suivantes : Figure 1 : Vue de dessus du corps d'une pompe à palettes selon l'invention sans son couvercle, avec l'anneau mobile et le moyeu ; Figure 2 : Coupe transversale selon V-V d'une pompe à palettes selon l'invention ; Figure 3 : Vue en perspective d'un anneau mobile conforme à l'invention. La pompe à palettes est constituée d'un corps (1) présentant une cavité doublement excentrée (2) dans laquelle peut se déplacer un anneau mobile (3). Au centre de la cavité doublement excentrée (2) et à l'intérieur de l'anneau (3) se trouve un moyeu (4) muni de palettes (5) qui se déplacent dans des fentes radiales (6). Un couvercle (7) ferme la cavité doublement excentrée (2). Un ressort de rappel (8), dont la tension peut être réglée par des moyens de réglage habituels, tend à déplacer l'anneau (3) en position excentrée par rapport à l'axe de rotation du moyeu (4). Une saillie (9) est formée sur la circonférence de l'anneau (3) du côté opposé au ressort de rappel (8). Cette saillie (9) pénètre dans un évidement (10) correspondant réalisé dans la paroi cylindrique de la cavité doublement excentrée (2). Le canal d'aspiration (11) et le canal de refoulement (12) sont situés tous les deux dans le fond de la cavité (2) du corps (1). Un canal d'alimentation (13) relie la zone de refoulement (12) et la chambre formée par l'évidement (10) et la saillie (9) de sorte qu'il règne dans cette cavité la même pression que dans la zone de refoulement. La pression exercée par le fluide dans la chambre formée par la saillie (9) et l'évidement (10) et la force du ressort agissent l'une contre l'autre et définissent la position de l'anneau (3) par rapport à l'axe de rotation du moyeu (4) en fonction de la pression régnant dans la zone de refoulement (12). La solution ainsi retenue ne nécessite pas d'alésage ni de piston correspondant, ce qui rend ce mode de réalisation beaucoup plus économique. Par ailleurs, un organe de guidage est réalisé sur la périphérie de l'anneau (3) du côté du ressort de rappel (8). Cet organe de guidage est formé principalement de deux parois (14,15) placées sur la face externe de l'anneau (3). Ces parois sont parallèles l'une par rapport à l'autre et parallèles à l'axe de rotation du moyeu (3) et elles pénètrent à l'intérieur d'un évidement correspondant (16). Le ressort de rappel (8) prend appui sur l'anneau (3) entre ces deux parois (14,15). Ces parois (14,15) coopérant avec l'évidement (16) dans lequel elles peuvent coulisser et la saillie (9) coopérant avec l'évidement (10) constituent des organes de guidage qui assurent un bon déplacement de l'anneau lors de l'utilisation. Par ailleurs, il est souhaitable d'isoler la zone d'aspiration de la zone de refoulement. Pour cela, deux rondelles d'étanchéité (non représentées) sont placées entre la face supérieure du moyeu et le couvercle pour l'une et entre la face inférieure du moyeu et le fond de la cavité doublement excentrée (2) du corps (1) pour la seconde. Ces moyens d'étanchéité sont renforcés en ajustant les dimensions de la saillie (9) et de l'évidement (10) d'une part et des parois (14,15) et de l'évidement (16) d'autre part. Pour assurer un équilibre des pressions dans la cavité formée par les parois (14, 15), la périphérie de l'anneau (3) et l'évidement (16), l'une des parois (14,15), ici la paroi (14), présente une ouverture de communication entre la cavité et soit la zone d'aspiration soit la zone de refoulement. Il est possible de creuser un évidement dans la saillie (9) formée sur la circonférence de l'anneau (3) pour permettre un gain de poids et de matière dans l'anneau, comme le montre la figure 1. La pompe à palettes conforme à l'invention est plus simple à réaliser que la pompe de l'état de la technique. Par ailleurs, elle ne nécessite pas de piston. Elle est donc plus économique. Ses organes de guidage permettent un déplacement aisé de l'anneau. Ces moyens d'étanchéité permettent de calculer l'équilibre de l'anneau. Liste des références : 1. corps de pompe 2. cavité doublement excentrée 3. anneau 4. moyeu 5. palettes 6. fentes radiales 7. couvercle 8. ressort de rappel 9. saillie 10. évidement 11. canal d'aspiration 12. zone de refoulement 13. canal d'alimentation 14. paroi 15. paroi 16. évidement Revendications 1. Pompe à palettes à cylindrée variable comprenant un corps (1) présentant une cavité (2) de forme essentiellement cylindrique dans laquelle un anneau mobile (3) peut se déplacer de façon radiale par rapport à l'axe central de la cavité (2) et à l'intérieur duquel se trouve un moyeu (4) pouvant tourner autour d'un axe fixe et muni de palettes (5) qui lors de la rotation prennent appui contre la face interne de l'anneau mobile (3), des moyens de déplacement pour déplacer l'anneau mobile (3), en fonction de la pression régnant dans la zone de pression de la pompe, entre une position centrée sur l'axe de rotation du moyeu (4) et une position extrême prédéfinie excentrée par rapport à l'axe de rotation du moyeu (4), caractérisée en ce que les moyens de déplacement de l'anneau mobile (3) comprennent un évidement (10) pratiqué dans la paroi cylindrique de la cavité (2) du corps (1) et sur l'axe de déplacement radial de l'anneau mobile (3), et une saillie (9) formée sur la face externe de l'anneau (3) et destinée à coulisser dans l'évidement (10) de la cavité (2) du corps (1) de sorte à former une chambre dans laquelle est appliquée une pression dépendante de la pression régnant dans la zone de pression de la pompe. 2. Pompe à palette selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre formée par l'évidement (10) et la saillie (9) communique avec la zone de pression de la pompe. 3. Pompe à palettes selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de déplacement comprennent également un ressort de rappel (8) tendant à pousser l'anneau mobile (3) dans sa position extrême excentrée 4. Pompe à palettes selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le ressort de rappel (8) est placé à l'opposé de l'évidement (10) et de la saillie (9). 5. Pompe à palettes selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est muni d'un organe de guidage (14,15, 16) pour guider l'anneau mobile (3) dans la cavité (2) du corps (1). 6. Pompe à palettes selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'organe de guidage est formé de deux parois (14,15) placées sur la surface extérieure de l'anneau mobile (3) à l'opposée de la saillie (9), parallèles entre elles et parallèles à l'axe de rotation du moyeu (2) et à l'axe de déplacement radial de l'anneau mobile (3), ces parois (14,15) étant destinées à coulisser dans un évidement (16) correspondant pratiqué dans la surface cylindrique de la cavité (2) du corps (1). 7. Pompe à palette selon la revendication 6, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour relier la chambre formée par l'évidement (16) de guidage et l'organe de guidage (14,15) avec la zone d'aspiration ou la zone de pression de la pompe. 8. Pompe à palettes selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour isoler la zone d'aspiration et la zone de pression. 9. Pompe à palettes selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens d'isolation comprennent la saillie (9) et l'organe de guidage (14,15). 10. Pompe à palette selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que les moyens d'isolation comprennent des rondelles d'étanchéité placées entre les faces supérieure et inférieure de la cavité (2) du corps (1) et les faces supérieure et inférieure correspondantes du moyeu (4).