Brevet FR2839535A1 — publié le 20031114

(23). DESCRIPTION La presente invention se rapporte au domaine technique generale des pompes 3 air. De telles pompes 3 air vent par exemple utilisees en association avec un aquarium. L'expulsion d'air dans un aquarium permet le brassage de l'eau ainsi qu'une decantation par oxydation des dechets contenus dans l'eau. De telles pompes fonctionnent en permanence et doivent par consequence presenter une fiabilite extreme leur permettant d'etre garanties pour un fonctionnement d'environ 25 000 heures. A titre d'exemple, une telle pompe peut avoir un debit de 50 3 80 litres par minute. Cette plage n'est nullement limitative dans le cadre de la presente invention. D'autres applications peuvent egalement etre prevues avec des pompes 3 air conformes a 1'invention, ces derrieres peuvent etre utilisees pour la diffusion de parfums, gonflages de matelas d'hopitaux ou pour fonctionner en depression, par exemple pour une application du type tir fait. Ces pompes a air dolvent egalement presenter un niveau de bruit relativement reduit, par exemple inferieur 3 30 decibels et doivent etre susceptibles de fonctionner avec une alimentation electrique de 110 ou de 220 volts, en 50 ou 60 hertz. Toutes ces contraintes rendent la conception de telles pompes 3 air relativement complexe, voir coOteuse. On conna^'t des pompes 3 air comprenant une membrane portent un bras equipe d'un aimant permanent lie 3 celle-ci, ladite membrane etant rapportee sur un corps de pompe. Le bras est mobile en rotation autour diun axe vertical ou horizontal et est excite par le champ magnetique alternatif d'une bobine qui se trouve en face audit bras portent 1'aimant permanent. L'air aspire par la membrane est pris 3 I'exterieur et a l'interieur du bo^'tier constitutif de la pompe et n'est par consequent que partiellement filtre, et la plupart du temps rechauffe par la chaleur provenant de la bobine et du circuit magnetique. Par ailleurs de telles pompes vent realisees en plusieurs pieces comprenant un sous ensemble de corps de pompe, monte et fixe par des vis ou des clips sur le socle de ladite pompe. En outre le bras de la membrane est generalement fixe par une vis traversant ladite membrane sur le socle de la pompe, par 1'intermediaire d'une articulation. L'aimant permanent est en general colle ou visse sur le bras. De telles pompes presentent par consequent differents inconvenients, en effet l'air aspire par ia pompe n'etant que partiellement filtre, il amene des salissures du type poussieres directement dans le corps de pompe et par consequent dans un aquarium pour une tel le application, ce qu i n'est nullement recherche. En outre ['entree de poussieres ou salissures dans le corps de pompe, c'est-a-dire en contact avec la membrane, laquelle subit egalement un echauffement de par ['aspiration d'air chaud contenu a l'interieur du bo^'tier de la pompe degrade sensiblement ses performances et sa fiabilite dans le temps. On s'apercoit en effet que la temperature a l'interieur du bo'^tier de la pompe peut augmenter de 40 C par rapport a la temperature ambiante externe a la pompe. L'utilisation en outre d'une articulation autorisant le deplacement du bras et par consequent le mouvement de la membrane, genere un bruit de fonctionnement important. La fixation par une vis traversant la membrane presente egalement un inconvenient majeur, dans la mesure ou ladite membrane est percee, pouvant generer des amorces de ruptures et des fuites et par consequent une perte de performance de la pompe. Le but de la presente invention vise 3 realiser une pompe 3 air dont la conception permet d'une part d'utiliser de 1'air entierement filtre et d'autre part d'utiliser de l'air dont la temperature est la plus basse possible. Un autre but de la presente invention vise a realiser une pompe a air avec assemblage d'un nombre minimale de piece sans utilisation de joints d'etancheite, de maniere a obtenir un prix de revient le plus falble possible, sans alterer la fiabilite de ladite pompe. Un autre but de la presente invention vise a augmenter la fiabilite des pompes a air conforme a ['invention par rapport aux anciennes constructions et d'en ameliorer la duree de vie. Un but additionnel de la presente invention vise a obtenir toutes ces performances en conservant un bruit de fonctionnement reduit. Selon ['invention le socle et le corps de pompe vent une piece monobloc, obtenue par injection, ledit socle constituent un support, pour les valves d'admission et d'echappement ainsi qu'un moyen de filtration de l'air aspire de l'exterieur de ladite pompe. Selon un exemple de realisation la membrane flexible est montee de facon etanche et amovible sur une paroi cylindrique delimitant en partie le corps de pompe. Selon un exemple de realisation la membrane flexible presente en une forme en couronne dont la deformation elastique permet son montage sur le corps de pompe. Selon un exemple de realisation la membrane presente, sur sa face recouvrant le corps de pompe deux tetons de fixation, I'un centre, I'autre en peripherie, destines a traverser des trous correspondents, menages dans le bras d'actionnement, et constituent ainsi des moyens de fixation pour iedit bras d'actionnement. Selon un exemple de realisation le bras d'actionnement est realise au moins en partie, 3 base d'un materiau ferromagnetique, de maniere a retenir l'aimant qui lui est associe. Selon un exemple de realisation le circuit magnetique est constitue d'un empilage de lames metalliques, en forme de U. dont une branche constitue le moyen de la bobine electrique et dont l'autre branche sietend 3 I'exterieur et le long de ladite bobine electrique, les extremites du circuit magnetique, en regard de l'aimant permanent etant reliees entre elles par un shunt magnetique. Selon un exemple de realisation le socle est pourvu d'une bille en acier inseree dans l 'ouverture d'injection perm ettant d' absorber le bruit de fonctionnement de ladite pompe. Selon un exemple de realisation les termes de fixation de par leur positionnement, I'un centre et l'autre dans le prolongement de la paroi du corps de pompe, et leur flexibilite permettent a l'extremite du bras d'actionnement supportant l'aimant permanent de se deplacer sensiblement dans un meme plan assurant ainsi une distance optimale entre ledit aimant permanent et le circuit magnetique, quelque que soit la position audit bras d'actionnement. Un avantage interessant obtenu par une pompe a air conforme a ['invention reside dans les performances en debit et en pression. Un autre avantage reside dans le prix de revient teas et dans la duree de vie amelioree de la pompe a air conforme a ['invention. D'autres caracteristiques et avantages ressortiront egalement de ia description detaillee figurant ci-apres, en reference aux dessins donnes a titre d'exemples illustratifs, dans lesquels: À Ies figures 6 a 7 vent des representations en perspective selon differents angles de la pompe a air conforme a ['invention. À Les figures 2 a 5 vent des representations en perspective du socle de la pompe a air conforme a ['invention. La figure 1 est une vue eclatee d'une pompe a air conforme a I'invention. Une pompe a air 1 conforme a ['invention est representee en eclate a la figure 1. La pompe a air 1 comprend un socle 2 realise en materiau synthetique injecte et sur lequel vent rapportes les pieds 3 dont la conception souple permet d'absorber les vibrations generees eventuellement par ladite pompe a air 1. Cette derriere comprend egalement un couvercle 4 destine a etre monte de facon amovible sur le socle 2, ce dernier est egalement pourvu d'une ouverture 5 pour ['engagement d'un cordon electrique. Un orifice d'echappement 6 est egalement prevu sur le socle 2 et presente tous moyens appropries pour la connexion d'un tube ou d'une conduite. Le socle 2 comprend egalement des puits de fixation 7 egalement obtenus par injection lors de la realisation audit socle 2 et dans lesquels vent engages des vis de fixation (non representees) permettant de solidariser le socle 2 au couvercle 4. Des moyens de vissage appropries par exemple des poits complementaires vent prevus a l'interieur du couvercle 4, de maniere a venir dans le prolongement des puits 7 lorsque ledit couvercle 4 est rapporte sur le socle 2. D'autres moyens de montage comme un encliquetage peuvent egalement 8tre prevus pour solidariser le couvercle 4 du socle 2. Lors de la realisation du socle 2 par injection, ii subsiste sur ce dernier I'orifice 8 permettant de monter la valve d'aspiration de ['air, represente par exempie a la figure 5, qutil convient d'obturer. Cette obturation est realisee par l'intermediaire d'une bille en acier 9. D'autres materiaux d'obturation peuvent aussi etre prevus sans sortir du cadre de la presente invention. Le socle 2 presente aussi un corps de pompe 2a, delimite lateralement par une paroi cylindrique. Le corps de pompe 2a presente aussi un fond 2b realise directement par le socle 2, comme on peut l'apercevoir par exemple aux figures 6 et 7. Le fond 2b presente du cote exterieur du socle 2, une ouverture d'acces 10 dans laquelle est engagee un moyen de filtration lOa. Le fond 2b realise aussi le siege d'une valve d'admission 11 et d'une valve d'echappement 12. La valve d'admission 1 1 permet ainsi par aspiration au travers du moyen de filtration 10a d'aspirer de l'air exterieur dans le corps de pompe 2a et de l'expulser via la valve d'echappement 12 vers ['orifice d'echappement 6. Les valves d'admission 11 et d'echappement 12 vent realisees de facon connue en soi, par exemple en caoutchouc, ou autre materiau synthetique. II est egalement prevu dans le socle 2 un logement 13, delimite partiellement par des moyens de calage 13a pour le montage d'un moteur de pompe, loquel sera detaille plus loin. La pompe a air conforme a ['invention comprend aussi une membrane 14 realisee avec un materiau flexible du type ceoutchouc, et permettant de recouvrir le corps de pompe 2a. La membrane 14 presente par consequent une forme en couronne complementaire a la forme du corps de pompe 2a. La membrane 14 presente sur sa face recouvrant le corps de pompe 2a, 2 tetons 15 de fixation, I'un etant centre sur la membrane 14, I'autre se situant en peripherie de ladite membrane 14 sensiblement dans le prolongement de sa collerette peripherique cylindrique. La flexibilite et S l'elasticite de la membrane 14 permet ainsi d'engager de facon etanche la collerette peripherique 14a sur le corps de pompe 2a. La pompe 3 air 1 conforme a ['invention presente aussi un bras d'actionnement 16 destine a impartir un mouvement a la membrane 14 lors de son deplacement. Le bras d'actionnement 16 presente des ouvertures 16a en forme de tulipe pour s'engager fermement sur les tetons et solidariser ainsi de facon intime ledit bras d'actionnement 16 de la membrane 14. Ainsi lors du deplacement du bras d'actionnement 16 la face superieure 14b de la membrane 14 se trouve deformee elastiquement pour respectivement aspirer et expulser l'air du corps de pompe 2a. Les tetons 15 font partie integrante de la membrane 14 et presente avantageusement des collerettes aux rebords permettant une solidarisation apres avoir traverse les ouvertures 16a du bras d'actionnement 16. L'une des extremites 16b du bras d'actionnement 16 est aussi pourvu d'un logement de positionnement pour un aimant permanent 17. Le bras d'actionnement 16 est avantageusement realise dans un materiau metallique dont l'aimantation permet a eke seule de maintenir en position l'aimant permanent 17 et ce sans avoir recourt a un autre moyen de fixation du type vissage ou collage. La pompe a air au format de ['invention comprend aussi un moteur constitue d'une bobine electrique 18 presentant des moyens de connexion electrique 19. La bobine electrique 18 est associee a un circuit magnetique realise par exemple avec un assemblage de lames metalliques en forme de U. dont l'une des branches 20a constitue le noyau de ia bobine electrique 18 et dont l'autre branche 20b s'etend a l'exterieure et le long de ladite bobine electrique. Lorsque la branche 20a est engagee au ccour de la bobine electrique 19, les 2 extremites des branches 20a, 20b vent reliees par une plaquette metallique 21 realisant un shunt magnetique. Lorsque ce sous ensemble constitue de la bobine electrique 18, du circuit magnetique 20, du shunt magnetique 21 et positionne dans son logement 13, c'est precisement ce shunt magnetique qui vient en regard de I'element permanent 17. L'alimentation de la bobine electrique 18 a ['aide d'un courant alternatif permet ainsi en modifiant la polarite magnetique des branches 20a, 20b tire de repousser l'aimant permanent 17, lequel se deplace ainsi sensiblement verticalement en provoquant le mouvement de la face 14b de la membrane 14. Le courant d'alimentation de la bobine electrique est par exemple un courant a 60 hertz. La forme du bras d'actionnement 16 et plus precisement de son extremite 1 6b permet un positionnement optimal de l'aimant permanent 17 par rapport au circuit magnetique 20. En outre la fixation particuliere du bras d'actionnement 16 sur la membrane 14 par l'intermediaire des tetons permet d'avoir un deplacement sensiblement dans un meme plan vertical de l'aimant permanent 17 a la frequence du courant d'alimentation electrique. Ce mode de fixation du bras d'actionnement 16 sur la membrane 14 c'est-a- dire par l'intermediaire des tetons 15 de fixation souples permet done d'assurer un ecartement optimal de l'aimant permanent 17 du circuit magnetique 20 sur ['ensemble de son deplacement. En outre le positionnement particulierement precis de l'aimant permanent 17 est obtenu par le positionnement precis du corps de pompe 2a dans le socle 2. En effet realisation par injection du socle 2 et du corps de pompe 2a monobloc ne genere aucune dispersion dans leur position relative, contrairement 3 ce qui peut etre observe quand un corps de pompe rapporte est fixe sur un socle. On a ainsi une optimisation des proprietes magnetiques du moteur de la pompe a air conforme a I'invention. Un autre avantage de la pompe a air conforme a ['invention reside dans le fait que la membrane 14 est demontable et remplacable. Lors diune operation de maintenance simple apres separation du couvercle 4 du socle 2, il est possible de remplacer la membrane 14 apres une certaine duree de fonctionnement. Le couvercle 4 est avantageusement pourvu d'un plot en caoutchouc 22 fixe par tous moyens sur ledit couvercle 4 et destine a venir en appui sur la branche 20b du circuit magnetique 20 et caller ainsi le sous ensemble 20, 18 contre le socle 2. Quand le couvercle 4 est intimement lie au socle 2, on reduit par consequent toutes sources de vibration parasites qui pourraient resulter de I'alimentation a ['aide d'un courant alternatif de la bobine electrique 18 notamment. i - REVENDICATIONS 1. Pompe a air permettant d'aspirer de l'air ambient et de l'expulser par exemple dans un contenant du type aquarium comportant: Un socle sur lequel est rapporte de fa,con amovible un couvercle, À Un corps de pompe associe a une valve d'admission et a une valve - d'echappement de ['air, Une membrane flexible, montee sur le corps de pompe, Un bras d'actionnement de la membrane, pourvu d'un aimant permanent, 10. Une bobine electrique associee a un circuit magnetique pour commander le deplacement du bras d'actionnement, Caracterisee en ce que: Le socle et le corps de pompe vent une piece monobloc, obtenue par injection, ledit socle constituent un support, pour les valves d'admission et d'echappement ainsi qu'un moyen de filtration de l'air aspire de l'exterieur de ladite pompe. 2. Pompe a air selon la revendication 1, Caracterisee en ce que la membrane flexible est montee de fa,con etanche et amovible sur une paroi cylindrique delimitant en partie le corps de pompe. 3. Pompe a air selon la revendication 27 Caracterisee en ce que la membrane flexible presente une forme de couronne dont la deformation elastique permet son montage sur le corps de pompe. 4. Pompe a air selon la revendication 2 ou 3, Caracterisee en ce que la membrane presente, sur sa face recouvrant le corps de pompe deux tetons de fixation, I'un centre, I'autre en peripherie, destines a traverser des trous correspondents, menages dans le bras d'actionnement, et constituent ainsi des moyens de fixation pour ledit bras d'actionnement. r 5. Pompe a air selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, Caracterisee en ce que le bras d'actionnement est realise au moins en partie, a base d'un materiau ferromagnetique, de maniere a retenir l'aimant qui lui est associe. 6. Pompe a air selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, Caracterisee en ce que le circuit magnetique est constitue d'un empilage de lames metalliques, en forme de U. dont une branche constitue le noyau de la bobine electrique et dont l'a utre bra nche s'etend a l'exterieu r et le long de lad ite bobine electrique, les extremites du circuit magnetique, en regard de l'aimant permanent etant reliees entre elles par un shunt magnetique. 7. Pompe a air selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, Caracterisee en ce que le socle est pourvu d'une bille en acier inseree dans louverture d'injection permettant d'absorber le bruit de fonctionnement de ladite pompe. 8. Pompe a air selon l'une quelconque des revendications 4 a 7, Caracterisee en ce que les moyens de fixation de par leur positionnement, I'un centre et l'autre dans le prolongement de la paroi du corps de pompe, et ieur flexibliite permettent a l'extremite du bras d'actionnement supportant l'aimant permanent de se deplacer sensiblement dans un meme plan assurant ainsi une distance optimale entre ledit aimant permanent et le circuit magnetique, quelque que soit la position audit bras d'actionnement. 9. Aquarium, pourvu d'une pompe a air conforme a l'une quelconque des