Pompe à pistons et cylindres à agencement en barillet

Description

[0001] La présente invention se rapporte à une pompe comportant plusieurs capacités de pompage du liquide formées par des cylindres et des pistons dont l'agencement est dit en barillet.

[0002] La présente invention s'applique notamment à des pompes servant au pompage de boues.

[0003] On connaît une pompe décrite par exemple dans le brevet Français 904061 comprenant plusieurs capacités de pompage formées chacune d'un cylindre et d'un piston se déplaçant dans l'alésage de ce cylindre. Les cylindres sont fixés au bâti selon une disposition dite "en barillet", les pistons étant déplacés selon les génératrices d'un cylindre fictif. Ces pistons sont solidaires de tiges qui sont articulées à des bielles elles-mêmes articulées à un plateau incliné par rapport à l'axe longitudinal de la pompe. Le plateau incliné est animé d'un mouvement de nutation par un mécanisme d'entrainement.

[0004] La circulation du liquide, en amont et en aval de chaque capacité de pompage, est contrôlée par les clapets assurant un fonctionnement à simple effet. Un clapet d'aspiration est placé en amont d'une capacité de pompage de manière à s'ouvrir sous l'effet de la dépression créée par la course d'aspiration du piston. Un clapet de refoulement est placé en aval de chaque capacité de pompage de manière à s'ouvrir lors de la course de refoulement du piston, le clapet d'aspiration étant fermé.

[0005] Les capacités de pompage du liquide sont raccordées à un tuyau d'aspiration commun par l'intermédiaire de tuyauteries, la circulation du liquide étant contrôlée par les clapets d'aspiration. Les capacités de pompage sont par ailleurs raccordées à un tuyau de refoulement commun par des tuyauteries, la circulation du liquide étant contrôlée par les clapets de refoulement.

[0006] Il est nécessaire de déposer les tuyauteries mentionnées précédemment lorsque les clapets et les sièges de clapet doivent être changés. Or la durée de vie de ces éléments est relativement brève et leur remplacement doit pouvoir être effectué rapidement et facilement.

[0007] La présente invention a pour objet de limiter les inconvénients liés, dans les pompes connues, aux tuyauteries qui servent à canaliser le liquide jusqu'aux capacités de pompage et de ces capacités jusqu'au tuyau commun d'évacuation. L'invention a pour objet une pompe du type à barillet dans laquelle on évite l'emploi de tuyauteries servant à canaliser le liquide à déplacer, en amont et en aval des capacités de pompage. Le liquide à déplacer est canalisé dans des conduits de faibles longueurs entre d'une part la tuyauterie générale d'admission et les capacités et d'autre part entre ces capacités et la tuyauterie générale de refoulement. Ceci entraine une égale répartition du liquide à déplacer dans les conduits et permet dans certains cas la suppression de la pompe de gavage. Par ailleurs les risques de cavitation dûs aux pulsations peuvent être réduits L'entretien est facile grâce à l'emploi de culasses facilement démontables qui sont percées de conduits canalisant le liquide à déplacer et sont équipées de clapets. L'encombrement de la pompe selon l'invention est par ailleurs plus faible que celui des pompes connues.

[0008] La pompe selon l'invention comporte plusieurs capacités de pompage formes par des cylindres fixés à un bâti selon une disposition en barillet et par des pistons susceptibles de coulisser dans ces cylindres sous l'action d'un mécanisme d'entraînement, dans laquelle le liquide est canalisé après la tuyauterie générale d'aspiration par un canal central de distribution et par des conduits radiaux qui communiquent en aval de clapets d'aspiration avec lesdites capacités de pompage en aval desquelles des clapets de refoulement contrôlent l'écoulement du liquide qui est canalisé par des conduits collecteurs radiaux qui débouchent dans un canal collecteur raccordé à la tuyauterie générale de refoulement et elle est essentiellement caractérisée par le fait qu'elle comporte une culasse centrale percée d'une part dudit canal central de distribution et desdits conduits radiaux et d'autre part desdits conduits collecteurs radiaux et du conduit collecteur de refoulement et des culasses latérales sur lesquelles sont montés les clapets d'aspiration et de refoulement et qui sont percées de conduits communiquant avec les conduits radiaux et avec les capacités de pompage, chacune des culasses latérales étant appliquée avec étanchéité contre une portée de la culasse centrale.

[0009] L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés.

La figure 1 est une coupe longitudinale de la pompe selon l'invention.

La figure 2 est une vue en perspective écfa- tée d'une partie de la pompe représentée par la figure 1.

[0010] En se référant aux figures 1 et 2, la pompe comporte un groupe de cylindres 11 qui sont fixés sur un bâti 2 selon une disposition dite en barillet, les axes de ces cylindres étant des génératrices d'un cylindre fictif dont l'axe est repéré 21. Dans chaque cylindre est engagé un piston 12. Ce piston est muni d'une garniture d'étanchéité qui assure l'étanchéité avec l'alésage du cylindre. Ce piston et ce cylindre forment ensemble, du côté de la face active 14 du piston, une capacité de pompage 15 qui contient le liquide à déplacer. Chaque piston est solidaire d'une tige de piston 13 qui est liée, éventuellement par des accouplements, à un coulisseau 16 guidé dans une chemise 17 solidaire du bâti. Chaque coulisseau 16 est lié à une bielle 31 par une articulation à rotule 311. Cette bielle est liée par une articulation à rotule 312 à un plateau 32 faisant partie d'un mécanisme d'entrainement 3 connu en soi. Le plateau 32 est incliné sur l'axe 21 de manière que les articulations 312 des bielles soient contenues dans un plan incliné par rapport à l'axe 21. Ce plateau est animé d'un mouvement de nutation autour de l'axe 21 par le mécanisme d'entraine- ment. Un tel mécanisme d'entrainement adapté au déplacement alternatif des pistons 12 est par exemple décrit dans le brevet français 2.211.090 ou dans le brevet français 2.271.459.

[0011] Le liquide à déplacer entre dans la pompe par une tuyauterie générale d'aspiration 81 et sort par une tuyauterie générale de refoulement 82. Ces deux tuyauteries sont coaxiales à l'axe 21.

[0012] Le liquide à déplacer est canalisé, entre la tuyauterie 81 et la tuyauterie 82, dans une culasse centrale 4 et dans des culasses latérales 5. La culasse centrale 4 est fixée au bâti par des tirants 91. Les culasses latérales 5 sont appliquées par des portées planes contre des portées plane 43 de la culasse centrale, ces portées étant parallèles à l'axe 21. Les culasses latérales sont par ailleurs appliquées par des brides 54 contre le bâti 2.

[0013] La culasse centrale comporte un canal central de distribution 41 qui est raccordé coaxialement à la tuyauterie générale d'aspiration 81. Ce canal 41 alimente des conduits de dérivation 42 qui rayonnent tout autour de l'axe 21 de manière que les sorties au niveau des portées 43 soient situées dans un plan perpendiculaire à cet axe 21. Le liquide s'écoule dans ces conduits 42 du centre vers l'extérieur, selon le sens des flèches.

[0014] Le liquide à déplacer circule dans chaque culasse latérale 5 en étant contrôlé par un clapet d'aspiration 61 et par un clapet de refoulement 71. Le clapet d'aspiration 61 est associé à un siège 62 contre lequel il est appliqué par un ressort 64. Le clapet d'aspiration 61 se déplace selon un axe perpendiculaire à l'axe 21. L'ensemble peut être démonté grâce à un bouchon 63 qui se visse dans le corps de la culasse latérale. Le clapet de refoulement 71 est associé à un siège 72 contre lequel il est appliqué par un ressort 74. Le clapet de refoulement se déplace selon un axe parallèle à l'axe 21. L'ensemble des organes associés au clapet de refoulement peut être démonté grâce à un bouchon 73 se vissant dans le corps de la culasse latérale.

[0015] Chaque culasse latérale comporte, en amont du siège 62 associé au clapet d'aspiration, un canal radial 51 qui prolonge un conduit de dérivation 42 de la culasse centrale. L'étanchéité entre les conduits 42 et 51 est assurée par des joints. Ce conduit radial communique à l'aval du clapet 61 avec une capacité de pompage 15 par l'intermédiaire d'un conduit 52 qui est parallèle à l'axe 21. Ce conduit 52 communique avec une chambre 56 comprise entre le clapet d'aspiration 61 et le clapet de refoulement 71. L'écoulement du liquide, en aval de la chambre 56, est contrôlé par le clapet de refoulement 71. En aval de ce clapet 71, le liquide est canalisé dans un conduit de refoulement radial 53.

[0016] La culasse centrale est percée radialement par des conduits collecteurs 45 qui débouchent dans un canal collecteur 44. Ce canal 44 est raccordé coaxialement à la tuyauterie générale de refoulement 82. Chaque conduit collecteur 45 est raccordé à un conduit de refoulement radial 53 d'une culasse latérale. L'étanchéité, au niveau des portées latérales, entre les conduits 45 et 53 est assurée par des joints d'étanchéité.

[0017] Sur chaque culasse latérale, l'axe de déplacement du clapet d'aspiration 61 est perpendiculaire à l'axe 21, l'axe de déplacement du clapet de refoulement 71 étant parallèle à cet axe 21. La culasse centrale 4 et les culasses latérales 5 peuvent être obtenues par moulage. La culasse centrale 4 peut éventuellement être réalisée en deux parties.

[0018] Le fonctionnement de la pompe illustrée par les figures 1 et 2 va maintenant être décrit.

[0019] Les pistons 12 sont animés d'un mouvement alternatif qui aspire et refoule le liquide amené par la tuyauterie générale d'aspiration 81. Lors de la phase d'aspiration, le clapet d'aspiration 61 d'une culasse latérale 5 se lève sous l'effet de la dépression créée par la course d'aspiration du piston associé à cette culasse. Une quantité de liquide venant des conduits dérivation 42 est alors admise dans la capacité de pompage 15. Lors de la phase de refoulement, le clapet d'aspiration 61 est appliqué contre le siège associé 62. Le clapet de refoulement 71 s'écarte du siège associé de manière à permettre l'écoulement du liquide dans les conduits de refoulement 53 et 45. Du fait que les pistons 12 sont décalés selon l'axe 21 de la pompe, le débit de liquide dans la tuyauterie générale de refoulement 82 est relativement régulier dans le temps.

[0020] Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imager des variantes et perfectionnements de détails et de même envisager l'emploi de moyens équivalents.

Revendications

1. Pompe à plusieurs capacités de pompage (15) formées par des cylindres (11) fixés à un bâti (2) selon une disposition en barillet et par des pistons (12) susceptibles de coulisser dans ces cylindres (11) sous l'action d'un mécanisme d'entraînement (3), dans laquelle le liquide est canalisé après la tuyauterie générale d'aspiration (81) par un canal central de distribution (41) et par des conduits radiaux (42, 51) qui communiquent en aval de clapets d'aspiration (61) avec lesdites capacités de pompage (15) en aval desquelles des clapets de refoulement (71) contrôlent l'écoulement du liquide qui est canalisé par des conduits collecteurs radiaux (53, 45) qui débouchent dans un canal collecteur (44) raccordé à la tuyauterie générale de refoulement (82), caractérisée par le fait qu'elle comporte une culasse centrale (4) percée d'une part dudit canal central de distribution (41) et desdits conduits radiaux (42) et d'autre part desdits conduits collecteurs radiaux (45) et du conduit collecteur de refoulement (44) et des culasses latérales (5) sur lesquelles sont montés les clapets d'aspiration (61) et de refoulement (71) et qui sont percées de conduits (51, 52, 56, 53) communiquant avec les conduits radiaux et avec les capacités de pompage, chacune des culasses latérales (5) étant appliquée avec étanchéite contre une portée (43) de la culasse centrale.

2. Pompe selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la culasse centrale (4) est limitée par des portées planes (43) parallèles à l'axe de la pompe.

3. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait que les culasses latérales (5) sont appliquées contre le bâti (2).

4. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait que le canal central de distribution (41) et que le canal collecteur de refoulement (44) sont disposés selon l'axe (21) de la pompe.

5. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait que les axes de déplacement des clapets d'aspiration (61) sont disposés perpendiculairement à l'axe de la pompe et que les axes de déplacement des clapets de refoulement (71) sont disposés parallèlement à l'axe de la pompe.

Ansprüche

1. Pumpe mit einer Mehrzahl von Pumpendurchlässen (15), die von Zylindern, die in tonnenförmiger Anordnung an einem Gestellrahmen (2) befestigt und von Kolben (12) gebildet sind, die in den Zylindern (11) unter Wirkung eines Antriebsmechanismus (3) verschiebbar sind, in welcher Pumpe die Flüssigkeit mittels der allgemeinen Ansaugrohrleitung (81) durch einen zentralen Verteilerkanal (41) und durch radiale Leitungen (42, 51) geführt wird, die in Strömungsrichtung nach den Ansaugklappen (61) mit den Pumpendurchlässen (15) kommunizieren, wobei in Strömungsrichtung nach den letzteren Förderklappen (71) die Strömung der Flüssigkeit steuern, die in radialen Sammelleitungen (53, 45) geführt wird, welche in einen Sammelkanal (44) münden, der mit der Förderleitung (82) in Verbindung ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zentralen Zylinderkopf (4), der einerseits vom zentralen Verteilerkanal (41) und den radialen Leitungen (42) und anderseits von den radialen Sammelleitungen (45) und dem Fördersammelkanal (44) durchsetzt ist, und seitliche Zylinderköpfe (5) aufweist, auf welchen die Ansaugklappen (61) und die Förderklappen (71) angeordnet sind und welche Zylinderköpfe von Leitungen (51, 52, 56, 53) durchsetzt sind, die mit den radialen Leitungen und mit den Pumpendurchlässen kommunizieren, und daß jeder der seitlichen Zylinderköpfe (5) abdichtend gegen eine Auflagefläche (43) des zentralen Zylinderkopfes anliegt.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Zylinderkopf (4) von ebenen Auflageflächen (43) begrenzt ist, die parallel zur Achse der Pumpe angeordnet sind.

3. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Zylinderköpfe (5) gegen den Gestellrahmen (2) anliegen.

4. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Verteilerkanal (41) und der zentrale Fördersammelkanal (44) entlang der Achse (21) der Pumpe angeordnet sind.

5. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungsachsen der Ansaugklappen (61) lotrecht in bezug auf die Achse der Pumpe und die Verschiebungsachsen der Förderklappen (71) parallel in bezug auf die Achse der Pumpe angeordnet sind.

Claims

1. A pump comprising a plurality of pumping chambers (15) which are formed by cylinders (11) which are fixed to a support structure (2) in a barrel type arrangement and pistons (12) which are capable of sliding in said cylinders (11) under the action of a drive mechanism (3), wherein the liquid is carried after the general intake pipe (81) by a central distribution passage (41) and radial conduits (42, 51) which communicate downstream of intake valves (61) which said pumping chambers (15), downstream of which discharge valves (71) control the flow of liquid which is carried by radial collector conduits (53, 45) which open into a collector passage (44) connected to the general . discharge pipe (82), characterised in that it comprises a central cylinder head (4) which is provided on the one hand with said central distribution passage (41) and said radial conduits (42) and on the other hand said radial collector conduits (45) and the discharge collector passage (44) and lateral cylinder heads (5) on which the intake valves (61) and discharge valves (71) are mounted and which are provided with conduits (51, 52, 56, 53) communicating with the radial conduits and with the pumping chambers, each of the lateral cylinder heads (5) being sealingly applied against a surface (43) of the central cylinder head.

2. A pump according to claim 1 characterised in that the central cylinder head (4) is delimited by flat bearing surfaces (43) parallel to the axis of the pump.

3. A pump according to either of the preceding claims characterised in that the lateral cylinder heads (5) are applied against the support structure (2).

4. A pump according to any one of the preceding claims characterised in that the central distribution passage (41) and the discharge collector passage (44) are disposed along the axis (21) of the pump.

5. A pump according to any one of the preceding claims characterised in that the lines of movement of the intake valves (61) are disposed perpendicularly to the axis of the pump and the lines of movement of the discharge valves (71) are disposed parallel to the axis of the pump.

Dessins