WOBBLE PLATE OF AN AXIAL-TYPE PISTON PUMP

Abstract: 1. Reciprocating piston pump of the type incorporating a fixed barrel piston-chamber 1 comprising a plurality of parallel pistons 2 whose axes 2a are regularly distributed over a cylinder and which are maintained in abutment by their end 2d outside the barrel on a plate 4 capable of being inclined about a shaft 5 perpendicular to the axis 1a of said cylinder, characterized in that the plate 4 may rotate about the axis of said cylinder and the surface portion 7 of the plate 4 on which said ends 2d of the pistons bear possesses in a plane passing through the axis of sais cylinder 1a and perpendicular to said pivot shaft 5 of the plate 4 a circular projection 7a centered on the axis 5a of the pivot shaft 5 and forming a stop for said ends of the pistons.

Description: Pompe 8 pistons alternatifs à barillet fixe et plateau tournant. I1 est connu, dans le domaine des pompes, d'animer d'un mouvement alternatif des pistons montes à coulissement dans un corps de pompe appele barillet et régulièrement répartis dans ce corps de pompe autour d'un axe parallèle à l'axe de chacun des pistons, au moyen d'un plateau inclinable sur lequel prennent appui les pistions, en faisant tourner le plateau par rapport au barillet ou, inversement, autour de l'axe longitudinal susdit. Dans le cas notamment d'un plateau tournant et d'un barillet fixe, le plateau est inclinable autour d'un axe orthogonal audit axe de revolution porté lateralement par un support d'entrai- nement en rotation du plateau. L'invention est relative à ce type de pompe et concerne un perfectionnement de construction pour répondre à une exigence particulière qu'impose l'usage de ces pompes dans le domaine du dosage très precis à relativement faible débit inferieur au decilitre et pouvant atteindre quelques microlitres par minute. Cette exigence est particulièrement sévère en chromatographie en phase liquide. I1 s'agit pour des raisons de precision de conserver à chacun des pistons de la pompe une positionne point mort de refoulement invariable quelle que soit la cylindrée, donc la course des pistons. A cet effet donc, l'invention concerne une pompe a pistons alternatifs du type à barillet fixe comportant une pluralite de pistons parallèles dont les axes sont regulièrement repartis sur un cylindre et qui sont maintenus en appui par leur extrémité exterieure au barillet sur un plateau tournant autour de l'axe dudit cylindre et susceptible d'être incliné autour d'un arbre perpendiculaire à l'axe du cylindre susdit. Selon l'une des caracteristiques principales de l'invention, la portion de surface du plateau sur laquelle s'appuient lesdites extrémités des pistons possède dans un plan passant par l'axe dudit cylindre et perpendiculaire audit arbre d'articulation du plateau une trace circulaire centree sur l'axe dudit arbre d'articulation. Ladite portion de surface peut être torique et définie par la surface engendre par la trace susdite lors d'un mouvement de revolution autour de l'axe dudit cylindre, et le contact entre cette dernière et les extremites de piston est pratiquement ponctuel. Dans une autre réalisation, ladite portion de surface est réduite à une ligne dont la trace dans le plan susdit est cons tituée par la trace de l'axe de l'arbre d'articulation susdit. L'inclinaison du plateau peut être réglée au moyen d'un point d'appui mobile le long de l'axe dudit cylindre qui coopère avec une face du plateau opposée à celle pourvue de la portion de surface susdite, tandis que la partie de contact de cette face avec ledit point présente un profil de came permettant une variation de la course des pistons proportionnelle au deplacement du point le long dudit axe. Elle peut egalement être réglée au moyen d'une piste circulaire centrée sur l'axe de révolution et coopérant avec une partie du plateau diamétralement oppose audit axe d'articulation. L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en degager les avantages et les caracte- ristiques secondaires. I1 sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 illustre la construction générale d'une pompe connue - les figures 2A et 2B montrent par un détail de construction les imperfections de fonctionnement d'une pompe du type de la figure 1 - la figure 3 illustre un premier mode de réalisation du perfectionnement selon l'invention; et - les figures 4A et 4B illustrent un second mode de réalisation du perfectionnement selon l'invention. En se reportant au schéma de la figure 1, on voit un corps de pompe 1 fixe d'axe longitudinal la autour duquel sont rée gulièrement répartis trois, quatre, ou plus, pistons 2 dont les axes 2a sont situes sur un cylindre d'axe la. Ces pistons sont montes coulissants dans le corps ou barillet 1 et leur extremite 2b coopère avec une chambre 3 pour en faire varier le volume. Ces pistons sont maintenus appliqués par des ressorts 2c sur un plateau 4 qui est articulé en 5 autour d'un arbre orthogonal à l'axe la et porte par un support tournant 10 autour de l'axe la. Un organe 6 par exemple une tige filetée micrométrique - sert de butée réglable au plateau 4 et sa position le long de l'axe la determine l'inclinaison du plateau et par là la course des pistons manoeuvres par le plateau incliné et la cylindrée de la pompe. Lorsque le plateau 4 est parfaitement perpendiculaire à l'axe la, sa rotation ne provoque aucun mouvement des pistons qui restent à leur point mort haut tel qu'il est représente sur la figure 2B. On peut d'ailleurs régler ce point mort de refoulement de manière que les pistons ne pénètrent pas dans la chambre 3. Mais on voit sur la figure 2A que, si l'on incline le plateau 4 autour de l'arbre 5,on modifie la position du point mDrt haut (de refoulement) des pistons d'une valeur e fonction de l'angle d'inclinaison. Ces dispositions sont prejudiciables dans certaines applications des pompes pour des dosages extrêmement précis. L'une des solutions à ce problème que propose l'invention est illustree par la figure 3 sur laquelle on retrouve certains des éléments déjà décrits avec les mêmes références. On notera en regard de cette figure que la face supérieure 4a du plateau possède une portion de surface 7 sur laquelle prennent appui les pistons 2. Cette portion de surface 7 est telle que, dans un plan contenant l'axe la et perpendiculaire à l'axe 5 c'est-à-dire le plan de figure - elle possède une trace 7a circulaire constituée par un arc de cercle centré sur l'axe 5. Ainsi, quelle que soit l'inclinaison du plateau 4 autour de l'axe 5, le point de contact 8 des pistons avec le plateau dans le plan susdit est fixe. I1 est donc situe à une distance fixe du barillet 1. Si l'inclinaison du plateau est realisée dans le sens de la flèche A, le lieu du point 8 lors de la rotation du plateau est un cercle contenu dans un plan perpendiculaire à l'axe la qui définit le point mort de refoulement de tous les pistons. On voit qu'ainsi tous les pistons ont un point mort de refoulement invariable et indépendant de l'inclinaison du plateau. Ce résultat sera obtenu si, par ailleurs, la surface 7 ne presente pas de pente ascendante à partir de la face 4a du plateau le long de la ligne de contact des pistons lorsque ce plateau est perpendiculaire à l'axe la. Une forme preféree de la surface 7 sera constituée par la surface engendree par la rotation de la trace 7a autour de l'axe la. La surface 7 sera alors torique (comme sur la figure). On aura note que les pistons 2 presentent une surface d'extrémité 2d du côté du plateau convexe (ici sphérique) telle que le contact de ces pistons avec la surface 7 soit pratiquement ponctuel. Cette surface 2d peut affecter le profil d'une came dans le plan de la figure - et plus generalement dans chaque plan radial passant par les axes 2a - qui permettrait,-compte tenu de la géo- metrie des éléments mobiles les uns par rapport aux autres, de rendre la variation de la course des pistons par inclinaison du plateau proportionnelle - fonction linéaire - du déplacement de l'organe 6. On prendra soin dans ce cas d'arrêter les pistons en rotation autour de leur axe par rapport au corps de pompe. Un tel profil des surfaces 2d apporte un perfectionnement à la pompe affectant dans un ordre éleve la precision du reglage, compte tenu du fait que les corrections qu'il apporte sont minimes. De la même manière, on pourra réaliser en profil de came adéquat l'extrémité de contact de L'organe 6 avec le plateau 4 ou la surface 4b de contact de ce plateau avec ledit organe dans le même but. On notera dans ce cas que la conformation de l'organe 6 sera de revolution et que le taillage de la face 4b sera réalise au-delà de l'arbre 5 par rapport à l'axe la si le plateau est incliné dans le sens A. Enfin, sur cette figure 3, on à represente une partie 4c du plateau 4 coopérant avec une piste circulaire 9 s'etendantdans un plan perpendiculaire à l'axe la et réglable le long de cet axe. Ces deux moyens viennent en substitution de l'organe central 6 pour assurer le reglage de l'inclinaison du plateau 4. La surface d'appui de ladite partie 4c pourra elle aussi être taillée en surface de came pour rendre linéaire la relation entre le mouvement de la piste 9 et la variation de la course des pistons subsequente. La position de l'axe 5a de l'arbre 5 peut être indifferente au moins en théorie (hormis son orientation) et est repre- sentee quelconque sur la figure. Il peut cependant être avantageux de la prevoir à l'aplomb des axes 2a. La disposition selon l'inven tion permet de choisir au mieux des possibilités technologiques la position de cet axe. En se reportant enfin aux figures 4A et 4B, on voit que le plateau 4 comporte en guise de portion de surface une ligne 11 dont la trace dans le plan perpendiculaire susdit est constituee par la trace de l'axe 5a lui-même. Ainsi, l'axe 5a est contenu dans le plan du plateau 4 et est tangent à la ligne 11 qui est la ligne des points de contact des pistons sur le plateau. Dans cette réalisationplus simple, le résultat recherche n'est obtenu qu'à une approximation près due à l'épaisseur matérielle des pièces mises en oeuvre, approximation qui peut dans bien des cas être suffisante. L'invention trouve une application intéressante dans le domaine des pompes de precision. Elle n'est pas limite à la description qui vient d'en être donnée mais couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportees sans sortir de son cadre ni de son esprit.

Claims: REVENDICATIONS 1. Pompe à pistons alternatifs duwtype à barillet fixe (1) comportant une pluralité de pistons (2) parallèles dont les axes (2a) sont régulièrement repartis sur un cylindre et qui sont maintenus en appui par leur extremite exterieure (2b) au barillet sur un plateau (4) tournant autour de l'axe (la) dudit cylindre et susceptible d'être incline autour d'un arbre (5) perpendiculaire à l'axe (la) du cylindre susdit, caracterisee en ce que la portion de surface (7) du plateau (4) sur laquelle s'appuient lesdites extrémités (2b) des pistons possède dans un plan passant par l'axe dudit cylindre (la) et perpendiculaire audit arbre (5) d'articulation du plateau (4) une trace (7a) circulaire centrée sur l'axe (5a) de l'arbre d'articulation (5). 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite portion de surface (7) est torique et est definie par la surface engendre par la trace (7a) susdite lors d'un mouvement de revolution autour de l'axe (la) dudit cylindre. 3. Pompe selon l'une quelconque des revendications precedentes, caractérisée en ce que le contact (8) entre les extrémités (2b) des pistons susdites et ladite portion de surface (7) est pratiquement ponctuel. 4. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite portion de surface est réduite à une ligne dont la trace dans le plan susdit est constituee par la trace de l'axe de l'arbre d'articulation susdit. 5. Pompe selon l'une quelconque des revendications prece- dentes, caractérisée en ce que l'inclinaison du plateau est reglee au moyen dgun point d'appui mobile (6) le long de l'axe dudit cylindre (la) qui coopère avec une face du plateau (4b) opposée à celle pourvue de la portion de surface 7 susdite et en ce que la partie de contact de cette face (4b) avec ledit point (6) presente un profil de came permettant une variation de la course des pistons proportionnelle au deplacement du point le long dudit axe (la). 6. Pompe selon l'une quelconque des revendications prece dents caractérisée en ce que l'inclinaison du plateau est reglée par une piste circulaire (9) centree sur l'axe dudit cylindre coope rant avec une partie (4c) du plateau diamétralement opposee à l'axe d'articulation (5) susdit, ladite piste etant reglable en position le long dudit axe (la). 7. Pompe selon la revendication 6, caractérisée en ce que le contact entre ladite partie du plateau et la piste est assure le long d'un profil de came ménage sur ladite partie permettant une variation de la course des pistons proportionnelle au déplacement de ladite piste. 8. Pompe selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le point de contact des pistons avec la portion de surface (7) susdite évolue le long d'un profil de came (2b) ménagé à l'extrémité desdits pistons (2) pour permettre une variation de la course de ces derniers proportionnelle au déplacement de l'élément de commande (6, 9) de l'inclinaison du plateau.

Inventors: COUILLARD, FRANCOIS, Couillard, François
Applicants: COUILLARD, FRANCOIS
Application year: 1981
Main classification: F04B1
IPC codes: F04B1