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Procédé et dispositif de réglage pour pompes alternatives.
La présente invention a pour objet un procédé de réglage pour pompe alternatives, ainsi qu'un dispositif de mise en oeuvre.
L'invention résout le problème de régler avec la plusgran- de précision la quantité de liquide admis ou la quantité de liqui- de débité à chaque coup de la pompe, ou les deux quantités susdi- te s, même pour des quantités$ ou débits minimes et pour des vites- sestrès élevés ; l'invention résout aussi le problème de fixer le moment de sortie du liquide en dépendance de la quantité de liquide pompée, de sorte que, lorsque la quantité ou le débit augmente, la sortie se produit plus t8t ou plus tard.
Le procédé conforme à l'invention consiste en ce que la cham- bre d'aspiration et de compression du liquide est déformable à réaction élastique en conséquence de la compression du liquide, la déformation étant d'autre part réglable.
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Le dispositif de réalisation a st caractérisé par le fait que au moins une partie de la surface de la cavité dans laquelle le liquide subit la compression est déformable à réaction élasti- que, en combinaison avec un arrêt réglable adapté à limiter la dite déformation.
Dans une forme d'exécution avantageuse, le dispositif incor- poré à une pompe à piston, comporte comme élément principal un contre-piston Placé sous l'action d'un ressort, et un arrêt ré- glable pour le dit contre-piston.
Suivant une autre forme.d'exécution, le dispositif incorporé à une pompe à membrane, comporte une contre-membrane déformable en conséquence de la compression et combinée avec un arrêt ré- glable qui limite la déformation de la contre-membrane.
Evidemment on pourra concevoir d'autres formes d'exécution basées sur les idées fondamentales définies ci-dessis et compre- nant toute ou une partie des caractéristiques qui re ssortiront de la description ci-dessous, faite en se référant au dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, dans lequel : la fig.l montre en coupe axiale une pompe à piston et la fig. 2 une pompe à membrane, conforme à l'invention.
Dans la forme d'exécution suivant la fig.1, 1 est le contre-
Piston et 2 est son arrêt réglable. L'arrêt 2 est vissé en 3 et son réglage se fait en le vissant plusou moins sur le corps 4 de la pompe. La surface d'arrêt ou arrêt proprement dit est for- mée par un cône 5 du contre-piston 1, 1'organe d'arrêt 2 présentant une surface conique 5. corre spondante. 6 est le piston 7 et a sont respectivement les conduites d'amission et de sortie du liquide.
Le contre-piston 1 est sollicté par un ressort 9 qui appuie Par -1 tune de ses extrémités contre le fond 10 et Par son autre extrémité appuie contre la partie saillante du contre-piston.
Le piston 6 peut être actionné par un arbre coudé ou par tout autre moyen équivalent. Dans la position représentée, le
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dispositif commence à fonctionner de la manière suivante : le piston se trouve à son point mort supérieur ; le liquide entre par le conduit 7 et remplit l'espace compris entre le pis- ton et le contre-piston. Le pi ston commence al or s à descendre et refoule le liquide à travers le conduit 7 jusqu'à ce qu'il couvre le bord inférieur de ce conduit, ensuite il pousse vers le bas le liquide qui était resté et oblige par suite le contre-piston 1 à céder en comprimant le ressort 9 jusqu'à ce que le contre- piston démasque le bord supérieur du conduit de sortie 8.
Le liquide sort alors par le conduit 8 et les deux pistons poursui- vent leur course conjointement.
Ensuite le piston 6 commence sa course montante et est sui- vi par le contre-piston 1 jusqu'au moment où il est stoppé par l'arrêt 5 qui bute contre la surface 5'. Par contre le piston 6 continue à monter, démasque le conduit 7 et le cycle précédemment décrit se répète.
La quantité de liquide pompée à chaque coup est donc déter- minée par la distance entre le plan supérieur du contre-pi ston 1 et le bord inférieur du conduit d'entrée 7. A son tout cette distance est déterminée par le niveau auquel a été établil'arrêt 2, ce niveau étant réglé en vissant plusou moins le. corpsd'ar- rêt 2 sur le filetage 3 du corps 4 de la pompe. Etant donné que le piston 6 agec le liquide enfermé entre les deux pistons travaille à réaction du ressort 9, la pression du liquide pen- dant sa sortie à travers le conduit 8 demeure approximativement constante et égale à la pression exercée par le ressort 9 ;
on peut régler cette pression par un réglage du ressort, moyennant un dispositif approprié (non indiqué au dessin) ou en remplaçant le ressort par un .autre.
Le dispositif représenté est spécialement adapté aux hautes vitesses de pompage. En pratique on utilisera donc la position du contre-piston indiquée dans le dessin, laquel le correspond à une position pour débit moyen comme position de débit maximum,
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afin d'éviter que le liquide commence à sortir par le conduit 8 à une vitesse trop faible du piston 6 et afin d'obtenir que, simultanément l'avance automatique du moment de sortie du liqui- de, en cas de débits plu s forts, soit relativement faible en dé- pendance de la position de l'arbre coudé..La même disposition sera adoptée pour le point mort inférieur du piston 6, de sorte que ce piston, après la sortie -du liquide à travers le conduit 8, pui sse descendre ultérieurement et,
en poussant directement le contre-piston 1, puisse entrer dans la partie du cylindre située en dessous du conduit 8 ; ceci aussi dans le but de réa- liser la vitesse du piston 6 la plus élevée pendant toute la du- rée de sortie du liquide.
Ces mesures seront naturellement moins nécessaires quand le piston 6 est actionné par un arbre à came s au lieu d'un arbre coudé.
Pour régler le moment de sortie du liquide en dépendance de la position de l'arbre coudé, c'est-à-dire pour réaliser un réglage ultérieur différent de celui décrit, dû à une avance auto- matique ou même pour compenser cette avance une rainure hélicoi- dale 12 est faite dans l'extrémité supérieure du contre-piston.
En outre le contre-piston 1 présente, à son autre extrémité, une surface aplatie 11 et est guidé dans un anneau 13 pourvu d'une fenêtre 13', le dit anneau étant susceptible de tourner. En dé- plaçant angulairement l'anneau 13, on déplace également le con- tre-piston 1, ce qui a pour conséquence que le bord supérieur du conduit 8 sera démasqué plu s t8t ou plu s tard.
Il y a lieu de noter que des dispositifs semblables pour régler le débit sont déjà connus et ont été employés aussi pour régler le moment de la sortie ; toutefois dans ces dispositifs déjà connus, le réglage du moment de la sortie dépendait de la grandeur du débit. l'invention prévoit un dispositif pour amortir le choc du piston contre son arrêt. lire dispositif consiste dans le c@ne 5 du contre-piston, lequel sert en même temps de piston amortis-
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saur hydraulique coulissant dans la cavité 14 qui sert de oylin- dre. Dan la paroi de la cavité 14 est ménagée une rainure 15 qui se rétrécit graduellement de bas en haut.
Dans la position inférieure du contre-piston 1, la cavité 14 se remplit (à tra- vers la rainure 15) de liquide, lequel', à son tour, à traver le conduit 16, remplit les espaces 17 et 18 et, à travers la rai- nure 15, remplit aussi l'espace 19. Quand le contre-piston mon- te vers la position dans laquelle il est représenté, le liquide s'échappe par l'interstice décroissant existant entre le cône 5 et le siège conique 5', d'abord avec facilité et ensuite, du fait que la Section de la rainure 15 va en se rétrécissant, avec une résistance croissante.
De cette manière, on obtient que, au
Plus tard, le contre-piston arrive contre sa butée 2 quand le piston commence à masquer le conduit 7 ; on évite ainsi de pomper une quantité de liquide supérieure à celle qui correspond au niveau réel de la butée 2. Ce di spositif sera superflu en beaucoup de cas, spécialement pour des pressions de refoulement fort basse s ou quand on peut utilise'. le profil descendant d'une came peu rai de pour freiner le contre-piston.
Le dispositif ou,¯ vant l'invention n'a rien à faire avec les pompes à piston dans le squelle s on utilise la force vive pour armer un re ssort moyennant une transmission mécanique ou hydraulique et dans le squelles ce ressort, en restituant le travail de déformation élastique qu'il avait emmagasiné, opère ou aide le refoulement (ay stème à accumulation).
Au contraire, dans le dispositif auivant l'invention, le re ssort 9, ou plus exactement la longueur de ce ressort demeure constante pendant toute la durée du refoulement et par conséquent sa tension aussi demeure pratiquement constante et le ressort sert seulement comme arrêt Pour limiter la descente du prévoyant pour ce but un second arrêt et en adoptant un ressort si faible qu'il sert seulement à son but Principal, c'est-à-dire à renvqyer le contre-piston contre sa, butée.
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Le dispositif décrit'peut aussi fonctionner de manière que, entre le piston 6 et le contre-piston 1, il reste toujours une certaine quantité de liquide. On peut réaliser ce ré agitât par exemple en fixant le point mort du piston 6 à environ la moitié de la distance entre les conduits 7 et 8 en laiosant inaltéré le point mort supérieur. Simultanément on limite la force de la butée du contre-piston 1 de sorte à faire que le contre-piston, dans sa position la plusélevée, n'arrive point en contact avec le piston 6 lorsque celui-ci se trouve dans son point mort infé- rieur. La quantité de liquide qui reste entre les deux pistons pourrait sortir à travers le conduit 8 seulement par chute libre au cas ou le contre-piston par effet du ressort 9 ne fermerait pas le conduit 8 immédiatement après le refoulement.
La dite quantité de liquide reste donc enfermée entre les deux pistons et forme un matelas hydraulique qui évite les chocs mécaniques entre le piston et le contre-piston.
Naturellement pour un dispositif du type représenté, il n'est pas nécessaire que le cylindre guidant 1 e s pistons soit construit en une seule pièce. Le cylindre peut être divisé en une partie supérieure et une partie inférieure, et la position de cette division être comprise entre le point mort inférieur du piston 6 et la position la plus élevée du contre-piston 1. On a alors la possibilité d'assigner à un piston un diamètre différent du diamètre de l'autre piston sans se heurter à des difficultés constructives ; par exemple, on peut assigner un diamètre plus petit au contre-piston 1 ; ce faisant, on augmente la précision du réglage qu'on effectue en changeant la hauteur de l'arrêt 5 du dit contre-piston.
Si derrière le conduit de sortie 8 d'un dispositif suivant la forme d'exécution repré sentée, on dispose une soupape à pre s- sion ou un dispositif équivalent (en déplaçant convenablement le conduit 8 vers le haut à proximité du conduit 7) et si, en outre, on emploie un ressort 9 tellement faible qu'il se comprime en -
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tièrement avant l' ouverture de la dite soupape à pre ssion, on peut réaliser un réglage du débit moyennant une limitation de la cour se descendante du contre-piston 1 au lieu de la limitation susdécrite de sa course montante.
Dans cette variante le disposi- tif fonctionne de la manière suivante : L'arrêt de la course du piston 6 est fixa et disposé de manière que la quantité de li- quide contenue entre le contre-piston 1 dans sa position la plus élevée et le piston 6 au moment de son Passage au-del à du bord inférieur du conduit 7, soit égale à la quantité maxima qu' il s'agit de pomper. Le nouvel arrêt réglable arrêtant la cour se descendante du pi ston 1 peut être di spo eé de sorte que le piston 1 dans sa position la plus élevée démasque tout juste le conduit 8, tandis que dans sa position la plus basse la dis- tance entre le contre-piston et le conduit 8 correspond au volu- me maximum qu'il s'agit de pomper.
Par exemple, si les deux pi s- tons ont un même diamètre, cette distance sera égale à la di stan- ce susdécrite entre les deux pistons au moment où le piston 6
Passe au-delà du bord inférieur du conduit 7. Par conséquent, si on modifie la limitation de la course descendante entre ces limites, on s'arrange à ce que le nouvel e space résultant absor- be, en une position moyenne, une partie du liquide pompé, dans la position la plus élevée n'en absorbe aucune partie, et dans la position la plus basse absorbe toute la quantité du liquide pompé.
Tant que tout cet espace est rempli, tout le liquide y contenu possède une pression qui dépend de la caractéristique du ressort 9, laquelle suivant l'invention ne doit pas être suf- fisante à ouvrir la soupape sollicites par son propre ressort. seulement après l'arrivée du contre-piston 1 danssa nouvelle position d'arrêt la pression monte soudainement de façon à ouvrir la dite soupape. tout le liquide pompé, à l'exception de la quan- tité contenue dans l'espace nouvellement créé, sort donc par le conduit 8 et par la soupape susdite.
En conséquence le contreFiston 1 pousse la colonne de liquide qui était primitivement con-
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tenue entre le contre-piston et le conduit 8, jusqu'au moment où le contre-piston est arrêté par sa butée supérieure ; pendant que le piston 6 continue de monter et démasque le conduit 7, il entre par ce conduit 7 une quantité de liquide qui correspond à la distance existant entre les deux pistons, moins la quantité déjà reportée par le contre-piston. Le cycle se répète alors.
Par cette variante, avec un élément dont la construction principale est substantiellement égale à celle représentée dans la fig.l, on obtient un réglage du débit différent tout en pom- pant une quantité de liquide qui reste toujoursconstante, de laquelle cependant une partie seulement peut sortir, puisque l'autre partie est absorbée par un espace créé momentanément et qui est variable. Cette possibilité de réglage est applicable aussi aux pompes à membrane.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 2, deux membranes sont prévues, dont l'une 6a correspond au piston 6 et l'autre, la, au contre-piston 1 de la forme d'exécution précédente. La membrane 6a accomplit un mouvement oscillant sous l'action par exemple d'un organe de commande 6at , tandis que l'expansion élastique de la membrane la vers le bas est li- mitée par un arrêt réglable 2a. 7a est le conduit d'admission du liquide, contrôlé par une soupape 7a' sollicitée par un res- sort; 8a est le conduit de refoulement contrôlé par une soupape 8a' sollicitée elle aussi par un ressort. Le fonctionnement e st semblable à celui qui a été décrit plus haut.
Si la membrane la est complètement libre et possède les mêmes caractéristiques de la membrane 6a, le débit est nul ; si par contre la membrane la est complètement bloquée, le débit est substantiellement égal à la quantité de liquide déplacée par la membrane @a pendant la course de celle-ci vers le bas. Il est évident que, à une posi- tion intermédiaire entre les deux positions susdites, correspon- dra un débit intermédiaire.