Brevet FR2891321A1 — publié le 20070330

Pompe à membrane vibrante La présente invention concerne une pompe basée sur le principe de membrane vibrante et son utilisation en tant que pompe à carburant ou additif pour véhicule automobile. Les pompes à membrane vibrante (soumise à un train d'ondes progressives) existent depuis de nombreuses années et ont été développées pour palier aux inconvénients des pompes centrifuges, notamment en matière de complexité et d'usure mécanique. Ainsi, le brevet EP 412856 divulgue une pompe à membrane vibrante circulaire, excitée à sa périphérie par un organe vibrant de type électromagnétique et où le fluide entre par la périphérie et est refoulé par le centre. Le brevet EP 8806650 couvre un perfectionnement de ce type de pompe qui consiste à munir le boîtier de la pompe (c.à.d. le corps creux en forme de disque dans lequel la membrane vibre) d'un convergent de la périphérie vers le centre et ce afin d'augmenter la puissance de pompage. Toutefois, ce type de pompe présente certains inconvénients. Ainsi, le débit et la pression de pompage obtenus sont insuffisants pour certaines applications. En outre, les vibrations de la membrane se transmettent généralement au boîtier et au support de celui-ci, ce qui est gênant pour de nombreuse applications, telles que les pompes embarquées à bord de véhicules (terrestres, aquatiques ou aériens) par exemple. Enfin, le dispositif d'excitation électromagnétique peut perturber le fonctionnement d'éventuels appareils électriques dans son voisinage, ce qui est également gênant dans le cas des pompes embarquées sur des véhicules notamment. La présente invention vise à réduire voire résoudre ces problèmes en proposant une pompe à membrane vibrante comprenant deux membranes vibrant en opposition de phases. Ainsi, les forces vibratoires générées par chacune des membranes s' annulent et le stator ne vibre pas. La pompe selon l'invention comprend un stator (ou boîtier) de forme quelconque, par exemple cylindrique, parallélépipédique ou en forme de disque, destiné à être immergé dans le liquide à pomper. Les membranes vibrantes associées ont dès lors respectivement une forme cylindrique, rectangulaire ou 2891321 2 circulaire. Les stators en forme de disque comprenant deux membranes circulaires conviennent bien en pratique notamment pour les pompes destinées à des réservoirs à carburant ou à additif pour véhicules. En effet, de telles pompes présentent un faible encombrement et peuvent aisément être placées sur le fond dudit réservoir. La pompe selon l'invention est destinée à pomper (faire circuler) un fluide. Ce fluide est de préférence un liquide tel qu'un carburant ou un additif de dépollution destiné à un véhicule (urée destinée à être injectée dans les gaz d'échappement pour réduire la teneur en NOx, ou sel métallique destiné à être dosé dans le carburant pour permettre de régénérer les filtres à particules des moteurs diesel). Quelle que soit la forme de stator choisie, il est avantageux de le munir d'un convergent dans le sens de circulation du fluide, pour augmenter le débit et la pression disponibles. De manière avantageuse, chaque membrane est contenue dans un boîtier spécifique, ce qui revient à cloisonner le stator de la pompe. Dans ce cas, de manière particulièrement avantageuse, la cloison de séparation entre les membranes a également une forme contribuant à la formation du convergent. La pompe selon l'invention comprend au moins deux membranes vibrant en opposition de phases. Elle peut également comprendre deux séries de membranes vibrant en opposition de phases (c.à.d. comprendre des paires de membranes vibrant en opposition de phases). On veillera à adapter la nature des matériaux constitutifs du stator et des membranes à la résistance chimique du milieu où la pompe doit être immergée. De manière préférée, le stator est à base d'une matière plastique résistant à la corrosion, tel que PPS (polysulfure de phénylène) , POM (polyoxyméthylène), PPA (polyphtalamide) ou PA (polyamide). Les membranes peuvent être en tout matériau approprié (par exemple en un élastomère ou un métal résistant à la corrosion) et d'une épaisseur appropriée pour qu'elles puissent être le siège d'ondes progressives. De préférence, les membranes sont excitées en une extrémité (celle par où le fluide à pomper est alimenté) par un dispositif adéquat, de préférence de type électromagnétique. Selon une variante avantageuse d'un point de vue économique, les dispositifs d'excitation des 2 membranes ont au moins une partie commune. Dans le cas d'un dispositif électromagnétique, on peut prévoir un aimant ou une bobine commune. Toutefois, de manière préférée d'un point de vue technique, -- on utilise deux bobines séparées où le courant est de sens opposé de manière à compenser les champs électromagnétiques induits. La présente invention concerne également l'utilisation d'une pompe telle que décrite ci-dessus en tant que pompe à carburant ou à additif de dépollution d'un véhicule. De préférence, la pompe selon cette variante de l'invention est une pompe à membranes vibrantes circulaires, excitées à leur périphérie par un organe vibrant de type électromagnétique et où le fluide entre par la périphérie et est refoulé par le centre. La présente invention concerne également un réservoir à carburant ou à additif de dépollution comprenant une telle pompe en son sein. Ce réservoir comprend de préférence en son sein une pompe à deux membranes circulaires vibrant en opposition de phases, excitées à leur périphérie par un organe vibrant de type électromagnétique, lesdites membranes vibrant dans un stator en forme de disque ayant une entrée de carburant périphérique et une sortie de carburant centrale. La figure 1 schématise l'une des variantes de la présente invention. On peut y voir une pompe comprenant 2 membranes (1) vibrant en opposition de phases, et étant comprise dans un stator (2) scindé en 2 parties de forme convergente grâce à la géométrie respectivement des leurs parois externe (2) et interne (2'). Les membranes sont excitées en leur périphérie par un dispositif électromagnétique (3) qui leur confère un mouvement oscillant schématisé par des flèches. Le fluide à pomper entre par la périphérie du stator, respectivement par le haut et par le bas (comme indiqué par les flèches), et il sort vers le haut, dans la partie centrale, en un débit unique (comme indiqué par la flèche). 2891321 4 REVENDICATIONS 1 - Pompe à membrane vibrante, caractérisée en ce qu'elle comprend deux membranes vibrant en opposition de phases à l'intérieur d'un stator. 2 Pompe selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les membranes sont circulaires et que le stator est en forme de disque. 3 Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle permet de faire circuler un fluide et que le stator est muni d'un convergent dans le sens de circulation du fluide. 4 Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le stator comprend une paroi le séparant en deux boîtier distincts comprenant chacun une des membranes. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs paires de membranes vibrant en opposition de phases. 6 Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les membranes sont excitées en une extrémité par un organe vibrant de type électromagnétique. 7 Pompe selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les organes vibrants des 2 membranes ont au moins une partie commune. 8 Pompe selon la revendication 6, caractérisée en ce que les organes vibrants comprennent deux bobines magnétiques séparées où circulent des courants de sens opposés. 9 Utilisation d'une pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes en tant que pompe à carburant ou à additif de dépollution d'un véhicule. Réservoir à carburant ou à additif comprenant en son sein une pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant deux membranes circulaires vibrant en opposition de phases, excitées à leur périphérie par un organe vibrant de type électromagnétique, lesdites membranes vibrant dans un stator en forme de disque ayant une entrée de carburant périphérique et une sortie de carburant centrale.