Pompe à membrane à actionnement hydraulique

Description

[0001] Il est habituel de mettre en oeuvre, dans les pompes à membranes à commande hydraulique, des membranes planes composites dont on pince le bord de manière étanche entre deux pièces mobiles du corps.

[0002] Lorsque, en position de repos, la membrane pincée est plane, elle travaille en extension, ce qui à la longue entraîne une déformation permanente. Cette déformation est, dans la pratique, aléatoire et constitue une incertitude quant au fonctionnement de la pompe.

[0003] Pour remédier à l'inconvénient d'une telle déformation, on met parfois en place une membrane de diamètre extérieur supérieur au diamètre de montage dans la pompe. Il se produit alors un flambage qui crée une incertitude quant à la position de la membrane au repos.

[0004] Ces déformations, voulues ou non, ont également une incidence sur le fonctionnement des systèmes de compensation commandée qui peut comporter des aléas indésirables. Elles constituent un problème important pour les pompes à double membrane. Il est en effet difficile de remplir correctement l'espace intermédiaire (entre les deux membranes) délimité par des membranes déformées de manière aléatoire.

[0005] Enfin le serrage de la membrane sur sa périphérie entraîne un affaiblissement de cette dernière à ce niveau, affaiblissementqui peut se traduire par une déchirure ou du moins par une longévité moins importante.

[0006] La présente invention entend remédier à ces inconvénients en proposant une nouvelle membrane.

[0007] Par le brevet français No 581223, on connaît une membrane en caoutchouc pour pompe dont les deux faces sont au contact de deux fluides différents, cette membrane formant une coupelle sensiblement sphérique qui comporte un bord annulaire extérieur sensiblement plan.

[0008] Par le brevet français No 1547601, on connaît également une membrane pour pompe à vide, qui est constituée par deux couches, l'une en caoutchouc et l'autre en un tétrafluoréthylène.

[0009] Par le brevet US No 3771907, on connaît une membrane pour pompe à boisson mue mécaniquement, cette membrane étant fixée dans le corps de pompe par un bourrelet faisant saillie sur chacune des faces du bord annulaire de cette membrane.

[0010] Dès lors, selon l'invention, la membrane pour pompe à membrane à commande hydraulique dont les deux faces sont au contact de deux fluides différents forme une coupelle sensiblement sphérique comportant un bord annulaire extérieur sensiblement plan, et est constituée par deux couches, l'une en caoutchouc et l'autre en matière plastique telle qu'un tétrafluoréthylène, et est pourvue sur chacune des faces de son bord d'un bourrelet de fixation de la membrane dans le corps de pompe.

[0011] Il sera par ailleurs avantageux que la profondeur de la coupelle sphérique intérieure soit de l'ordre de 4 à 6% du diamètre intérieur dudit bord annulaire.

[0012] La présente invention concerne également la pompe adaptée pour recevoir au moins une telle membrane, dont le corps comporte au moins deux éléments entre lesquels la membrane est serrée.

[0013] Cette pompe est remarquable en ce que chacun desdits éléments est pourvu d'une gorge torique pour recevoir les bourrelets susdits et en ce que le rapprochement des éléments en fin de serrage est limité à 80% environ de l'épaisseur totale de la membrane au niveau de ses bourrelets, le serrage n'étant effectué que sur les bourrelets.

[0014] 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 dégager les avantages et les caractéristiques secondaires.

[0015] Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels:

la fig. 1 est une vue en coupe de la membrane selon l'invention;

les fig 2 et 2A illustrent une pompe à double membrane dans laquelle la membrane est appliquée, la fig. 2A étant une vue grossie d'un détail de la fig. 2.

[0016] Sur la fig. 1, on voit une membrane selon l'invention constituée par une calotte sphérique 1 de diamètre D entourée d'un rebord annulaire 2 sensiblement plan de largeur E.

[0017] Cette calotte 1 et ce rebord 2 sont en une seule pièce et constitués par un matériau composite dont la couche la plus épaisse 3 est en caoutchouc (naturel ou synthétique) et dont la couche la plus mince 4 est constituée par une matière plastique, notamment par un tétrafluoréthylène. Dans le cas de la figure, la proportion en épaisseur des deux constituants est environ % pour le caoutchouc et ^Ik pour le tétrafluoréthylène.

[0018] La profondeur de la calotte sphérique F (ou la flèche de celle-ci dans le plan de coupe) est comprise entre 0,04 et 0,06 D.

[0019] Il faut remarquer enfin que le rebord 2 comporte sur chacune de ses faces un bourrelet 2a et 2b constitué sensiblement par un demi-tore dont le rayon R est de l'ordre de l'épaisseur de la membrane. Dans la pratique, on a constaté que, pour toutes les membranes d'une gamme, on pouvait adopter une valeur de R égale à 2,5 mm.

[0020] La fig. 2 illustre schématiquement une pompe à double membrane à commande hydraulique. La chambre de commande 5 est associée de manière connue à un piston 6 et à un dispositif de compensation 7. Une première membrane 8 isole cette chambre d'une chambre intermédiaire 9, elle-même isolée par une seconde membrane 10 de la chambre de pompage 11.

[0021] Les membranes 8 et 10 sont attelées, comme le montre en détail la fig. 2A, par pincement entre des éléments 12a, 12b, 12c du corps de pompe. Ces éléments sont pourvus frontalement de gorges toriques 13 pour recevoir les bourrelets 2a, 2b des membranes.

[0022] Une fois serrés les uns contre les autres, les éléments 12a, 12b, 12c ainsi que les gorges 13 ont des dimensions telles que, d'une part, l'écrasement des bourrelets 2a, 2b n'excède pas 20% de la dimension E (voir fig. 1 ) de la membrane à cet endroit et que, d'autre part, le reste de la membrane situé entre les éléments susdits n'est pas pincé. Ainsi, les membranes sont encastrées uniquement au niveau des bourrelets qui coopèrent avec les éléments 12a à 12c à la manière de joints toriques pour assurer l'étanchéité entre les chambres 5, 9 et 11.

[0023] Les avantages de l'invention résident dans le fait qu'une pompe équipée de la membrane ci-dessus décrite possède, à diamètre égal, une plus grande capacité. En outre, la longévité de la membrane est accrue et sa tenue en fonctionnement améliorée. L'étanchéité assurée au montage est meilleure (analogue à celle du joint torique) avec un effort de serrage inférieur à celui habituellement pratiqué sur les pompes classiques. Enfin, dans l'application aux pompes à double membrane, le volume intermédiaire est beaucoup mieux défini par les membranes selon l'invention et peut être beaucoup mieux rempli.

[0024] L'invention trouve une application intéressante dans le domaine des pompes à membranes commandées hydrauliquement, et particulièrement des pompes doseuses.

Revendications

1. Membrane pour pompe à membrane à commande hydraulique dont les deux faces sont au contact de deux fluides différents, cette membrane formant une coupelle (1 ) sensiblement sphérique qui comporte un bord annulaire (2) extérieur sensiblement plan et ladite membrane étant caractérisée en ce qu'elle est constituée, d'une façon connue en soi, par deux couches, l'une (3) en caoutchouc et l'autre (4) en matière plastique telle qu'un tétrafluoréthylène, et en ce que chacune des faces dudit bord est pourvue d'un bourrelet (2a, 2b) de fixation de la membrane dans le corps de pompe.

2. Membrane selon la revendication 1, caractérisée en ce que la profondeur (F) de la coupelle sphérique intérieure est de l'ordre de 4 à 6% du diamètre intérieur (D) dudit bord annulaire.

3. Membrane selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bourrelets (2a, 2b) susdits sont sensiblement semi-toriques, de rayon extérieur égal à 2,5 mm.

4. Pompe à commande hydraulique à simple ou double membrane adaptée pour recevoir au moins une membrane selon l'une des revendications 1 à 3, et dont le corps comporte au moins deux éléments (12a, 12b) entre lesquels la membrane (10) est serrée, caractérisée en ce que chacun desdits éléments est pourvu d'une gorge torique (13) pour recevoir les bourrelets susdits et en ce que le rapprochement des éléments en fin de serrage est limité à 80% environ de l'épaisseur totale (E) de la membrane au niveau de ses bourrelets, le serrage n'étant effectué que sur les bourrelets.

Claims

1. Diaphragm for hydraulically-controlled diaphragm pump of which two faces are in contact with two different fluids, said diaphragm forming a cup-shaped member (1) which is substantially spherical and comprises an annular outer edge (2) substantially plane, said diaphragm being characterised in that it is constituted in a manner known per se, by two layers, one (3) in rubber and the other (4) in plastic material such as tetrafluor- ethylene and in that each of the faces of said edge is provided with a bead (2a, 2b) by which the diaphragm is secured in the pump body.

2. Diaphragm according to Claim 1, characterised in that the depth (F) of the internal cup-shaped member is between 4 and 6% of the inner diameter (D) of said annular edge.

3. Diaphragm according to Claim 1, characterised in that the beads (2a, 2b) are substantially semi-annular of outer radius equal to 2.5 millimetres.

4. Hydraulically controlled pump with single or double diaphragm according to any one of Claims 1 to 3, and of which the body comprises at least two elements (12a, 12b) between which the diaphragm (10) is gripped, characterised in that each of said elements is provided with an annular groove (13) to receive said beads and in that the bringing together of the elements at end of tightening is limited to about 80% of the total thickness (E) of the diaphragm at the level of its beads, tightening being applied on the beads only.

Ansprüche

1. Membran für eine Membranpumpe mit hydraulischer Steuerung, deren beide Flächen in Kontakt mit zwei verschiedenen Fluiden stehen, welche Membran eine im wesentlichen kugelförmige Schale (1) bildet, die einen im wesentlichen ebenen ringförmigen Aussenrand (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf an sich bekannte Weise aus zwei Schichten, nämlich einer (3) aus Kautschuk und einer anderen (4) aus Plastikmaterial, wie Tetrafluoräthylen, gebildet ist, und dass jede der Flächen des Randes mit einem Wulst (2a, 2b) zum Fixieren der Membran im Pumpenkörper versehen ist.

2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (F) der inneren kugelförmigen Schale im Bereich von 4 bis 6% des Innendurchmessers (D) des ringförmigen Randes liegt.

3. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wülste (2a, 2b) im wesentlichen halbringförmig sind, mit einem Aussenradius gleich 2,5 mm.

4. Pumpe mit hydraulischer Steuerung mit einfacher oder doppelter Membran zur Aufnahme von zumindest einer Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, deren Körper zumindest zwei Elemente (12a, 12b) umfasst, zwischen denen die Membran (10) eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Elemente mit einer ringförmigen Rille (13) zur Aufnahme der Wülste versehen ist und dass die Annäherung der Elemente am Ende des Klemmens auf etwa 80% der Gesamtdicke (E) der Membran in Höhe der Wülste begrenzt ist, wobei nur die Wülste geklemmt sind.

Dessins