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La présente invention se rapporte aux pompes du type à déplacement par air sous pression, c'est-à-dire aux pompes dans lesquelles le liquide, qui est fréquemment un liquide difficile à manipuler avec les pompes ordinaires, est déplacé par de l'air ou un autre fluide gazeux sous pression, que l'on appellera de l'air pour les besoins de la description.
De telles pompes comprennent une chambre munie dt'un clapet d'admission et de refoulement situé près du fond et, à la partie supérieure, d'un raccord à l'aide duquel
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on peut aspirer l'air, pour faire pénétrer le liquide dans la chambre, ou l'admettre sous pression pour refouler le liquide au-dehors de celle-ci.
Jusqu'à présent, on commandait l'extraction et l'admission de l'air, en fonction du niveau du liquide dans la chambre, au moyen de flotteurs. Ces flotteurs sont des organes peu sûrs car ils sont sujets à des corrosions, à des incrustations ou peuvent coller aux parois.
Le but principal de la présente invention est de fournir un type de pompe à déplacement par air sous pression, de construction perfectionnée et qui n'exige pas de flotteur pour son fonctionnement.
Une pompe selon l'invention est caractérisée en ce que la chambre se déplace dans la direction verticale en fonction du poids du liquide qu'elle contient, ce qui permet de l'utiliser pour commander directement ou indirec- tement l'extraction ou l'admission de l'air dans ladite chambre.
Le poids de la chambre vide est équilibré par un contrepoids ou par un ressort afin que la chambre se soulève lorsqu'elle se vide et descende lorsqu'elle se remplit.
En conséquence, on peut utiliser la fin du mouvement de la chambre dans la direction ascendante pour ouvrir la soupape commandant l'extraction de l'air contenu dans la chambre et permettre à celle-ci de se remplir de liquide et de commencer à descendre, la fin du mouvement de la chambre dans la direction descendante étant utilisée pour ouvrir la soupape d'admission d'air. sous pression en vue de refouler le-liquide.
Il va de'soi que les soupapes peuvent être actionnées par le mouvement de la chambre par l'intermédiaire
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de moyens mécaniques ou indirectement à l'aide d'interrup- teurs de fin de course ou de soupapes pilotes.
La connexion entre la chambre et les soupapes d'arrivée ou d'extraction d'air peut être réalisée par un tube ou un tuyau qui peut être flexible ou être agencé de façon à permettre un mouvement libre de la chambre dans la direction verticale.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé,donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Les figures 1 et 2 sont des schémas montrant un mode de construction d'une pompe du type à déplacement par air sous pression établie selon l'invention,
Les figures 3 et ° sont des vues partielles de deux autres modes d'exécution de cette pompe.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 ot 2, la pompe comprend une enveloppe fixe 1 .comportant, à sos extrémités opposées des raccords d'admission et de refoulement 2 et 3 et un raccord supplémentaire 4 en un point intermédiaire. Le passage du liquide à travers l'en- veloppe fixe est commandé par des clapets de retenue;, d'admis- sion et de refoulement 5 et 6, clapets qui sont normalement fermés par l'action de la pesanteur.
Un tuyau flexible 7 relie le raccord inter- médiaire 4 à la chambre 8, qui est suspendue par un pivot 9 à un balancier 10 tournant autour d'un axe 11 et portant un contre-poids réglable 12 destiné à équilibrer en totalité ou en partie le poids de la chambre 8. On peut utiliser un ressort au lieu du contre-poids 12 ou en supplément de celui-ci.
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L'extrémité libre du balancier 10, est arti- culée en 13 à une bielle 14 qui est à son tour articulée en 15 à une manivelle 16 associée à un robinet à trois voies monté dans un carter 17.
La manivelle 16 est solidaire d'un levier ascendant 13 portant un contrepoids 19.
Un tube de connexion 20 part du carter 17 et aboutit à un raccord 21 situé sur la partie supérieure de la chambre 8, le tube 30 comportant une partie constituée par un tuyau flexible 22 relié au raccord 21.
Le c.rter 17 présente un raccord 23 pour l'admission d'air sous pression et un autre raccord 24 relié à l'atmosphère.
Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2,le liquide pénètre dans l'enveloppe fixe 1 par le raccord d'admission 2 et après avoir soulevé le clapet 5, dans la position représentée, il passe par le raccord 4 et le tuyau flexible 7 pour arriver dans la chambre 8 qu'il remplit, l'air étant refoulé de la chambre 8 du fait que le tube 20 est mis en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire du robinet à trois voies.
Quand une quantité suffisante de liquide est entrée dans la chambre 8, celle-ci descend sous Inaction du poids du liquide qu'elle contient à rencontre de ltaction du contre-poids 12, et par suite le levier 18, avec son contre-poids 19, est amené au-delà d'une position d'équilibre instable dans la position représentée à la figure 2.
Le tube 20 et l'intérieur de la chambre 8 sont alors reliés par le robinet à trois voies, qui a tourné d'un angle de 90 ,.. à une source d'air comprimé et en conséquence, le liquide contenu dans la chambre 8, dans le tuyau flexible 7 et le raccord 4 est ref.oulé vers le bas, ce qui provoque la fermeture
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du clapet 5 et l'ouverture du. clapet 5 et il est évacué par le raccord de refoulement 3.Par suite de la réduction de poids provenant du refoulement du liquide hors de la chambre 8 et du tuyau 7, la chambre s'élève alors et actionne le robinet à trois voies de façon à remettre le tube 20 en avec l'atmosphère et le cycle se répète.
Si les conditions sont telles que le liquide ne caisse pénétrer dans l'enveloppa fixe et dans le chambre sous la seule action de la pesanteur;, par exemple en rai- son du fait que la pompe est placée :à un niveau, 'supérieur à celui de la source de liquideon pout extraire l'air compris dans la chambre 8 on reliant le raccord 24 du robinet à trois voies à une source de vide partiel au lieu de le mettre en communication avec l'atmosphère et dans ce cas;
, le liquide sera réellement aspiré à travers le clapet 5, le raccord 4 et le tuyau flexible 7 dans la chambre 8 .
Bien que sur les figures on ait représenté un robinet à trois voies du type rotatif, on pourrait utiliser une soupape de typo quelconque. Le mécanisme peut en variante commander une soupape pilote actionnant à son tour des soupapes réglant l'admission et l'aspiration de l'air.
Sur les figures 1 et 2, la chambre 8 a une forme cylindrique et elle est reliée à l'enveloppe fixe par l'intermédiaire d'un tuyau, flexible 7. Il peut êtreavan- tageux dans certains cas d'éviter l'emploi de cette chambre cylindrique 8, auquel cas le poids nécessaire'de liquide pourra être contenu entièrement dans un long tuyau plié ou enroulé sur lui-même en serpentin ou en hélice comme il est représenté sur la figure 3. Le tuyau enroulé en
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hélice 25 est formé à sa partie supérieure par uri organe {d'obturation 26 articulé par un pivot 9 à l'extrémité du balancier 10-.
On voit sur la figure que l'extrémité inférieure du tuyau 25 est fixée directement au raccord 4 de l'enveloppe fixe.
Un tel agencement est facile à réaliser et commode à nettoyer par une chasse-d'eau et il présente l'avantage d'utiliser un tuyau 25 relativement long par conséquent très flexible et permettant d'emmagasiner un volume important do liquide.
On remarquera sur les figures 1, 2 et 3 que le tuyau 7, ou 25, lorsqu'il rejoint le raccord 4 est sensiblement horizontal, ce qui supprime toute réaction verticale importante sur le tuyau due à la pression du liquide qui rendrait le fonctionnement du mécanisme peu sur par suite des variations de la pression ou du vide, le fonctionnement n'étant alors plus uniquement sous la dépendance du poids du liquide contenu dans le tuyau.
Toutefois, le tuyau a de préférence une légère pente vers le bas, en direction du raccord 4, pour faciliter l'écou- lement du liquide.
@ On remarquera que dans le mode do construc- tion décrit en regard des figures 1 et 2, le tuyau 7 est nécessairement un tuyau flexible étant donné que la chambre 8 doit pouvoir effectuer un mouvement important dans la direction verticale pour actionner directement le robinet.
L'agencement représenté sur la figure 4 est prévu pour permettre un fonctionnement satisfaisant avec un tuyau 7 formé en une matière plus rigide telle qu'un .métal,
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ou Io verre. Un'tel'tuyau én1m?-tier.è:;plus' ,rigid.e - pGut 'être capable', st Ji' 9st - èorrèeteinent ét0.bü:iß, -de flécher ,lo1'lg9.:tûdl.- nalement d'une quantité suffisante pour déclencher le fonctionnement
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d'une'soupape convenable.
En. pareil casle 'balancier 10 porte toujours un contre-poids 12 et il est aussi relié à un point fixe par l'intermédiaire d'un ressort à boudin 27 et d'un
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organe de réglage 28 afin de' Dermettro d t équi librer de façon précise la chambre 8.
Toutefois dans ce mode de construction, au lieu d'actionner le robinet et la soupape directement, cette dernière est commandée électriquement et est cons- tituée par une soupape à trois voies 29 commandée par électro-aimants, les enroulements de ceux-ci étant reliés par.des conducteurs 30 à deux micro-interrupteurs 31 et 32 montés sur les faces opposées du balancier. L'un des micro- interrupteurs 31 et 32,ou los deux, peuvent être réglables verticalement au moyen d'un écrou de réglage 33 associé à une partie fixe de l'appareil.
Avec un tel agencement, et en réglant convenablement les organes 28 et 33,on peut actionner la soupape 29 par un mouvement ascendant et descendant minimum de la chambre 8 et une faible flexion du tuyau 7.
On notera que les contre-poids 12 et 19, et le ressort 27, équilibrant le poids de la chambre et du liquide sont réglables de manière à permettre de pomper divers liquides de densités différentes. Ces réglages peuvent également être utilisés, lorsqu'on désire nettoyer la pompe complètement après usage à l'aide d'un liquide de nettoyage de façon que ce liquide puisse s'élever dans la chambre à un niveau supérieur à celui du liquide pompé habituellement .
. Au lieu d'utiliser un tuyau flexible 7, @
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ou en variante un tuyau enroulé en serpentin 25, on pourrait utiliser un tuyau 7 rigide relié à l'enveloppe 1 par l'inter- médiaire d'un soufflet ou d'un autre organe flexible approprie ou au moyen d'un joint pivotant muni d'une garniture ou d'un anneau d'étanchéité ou d'autres moyens empêchant les fuites à l'articulation.
Le tuyau. 7 ou 25 peut être en métal, en verre, en caoutchouc,, ou en une autre matière appropriée et il peut avantageusement être totalement ou en partie transparent, ce qui permet d'observer le niveau du liquide à l'intérieur du tuyau. Par exemple, los tuyaux 7 et 25 pourraient être formés d'une matière thermoplastique sensi- blement transparente telle que par exemple le polyéthylène, le méthacrylate de méthyle, le chlorure de polyvinyle, le "Nylon" ou d'autres matières appropriées.
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The present invention relates to pumps of the pressurized air displacement type, i.e. pumps in which the liquid, which is frequently a liquid difficult to handle with ordinary pumps, is displaced by air. or another gaseous pressurized fluid, which will be called air for the purposes of the description.
Such pumps include a chamber with an inlet and outlet valve located near the bottom and, at the top, a connection with which
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we can suck the air, to make the liquid penetrate into the chamber, or admit it under pressure to force the liquid out of it.
Until now, the extraction and admission of air has been controlled, depending on the level of the liquid in the chamber, by means of floats. These floats are unsafe organs because they are subject to corrosion, encrustation or can stick to the walls.
The main object of the present invention is to provide a type of pressurized air displacement pump, of improved construction and which does not require a float for its operation.
A pump according to the invention is characterized in that the chamber moves in the vertical direction as a function of the weight of the liquid it contains, which makes it possible to use it to directly or indirectly control the extraction or the extraction. admission of air into said chamber.
The weight of the empty chamber is balanced by a counterweight or by a spring so that the chamber rises when emptying and descends when it fills.
Consequently, the end of the movement of the chamber in the upward direction can be used to open the valve controlling the extraction of the air contained in the chamber and allow the latter to fill with liquid and begin to descend, the end of the movement of the chamber in the downward direction being used to open the air intake valve. under pressure in order to discharge the liquid.
It goes without saying that the valves can be actuated by the movement of the chamber via
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by mechanical means or indirectly using limit switches or pilot valves.
The connection between the chamber and the air inlet or outlet valves may be made by a tube or pipe which may be flexible or may be arranged to allow free movement of the chamber in the vertical direction.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawing and from the text forming, of course, part of said invention.
FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a method of construction of a pump of the pressurized air displacement type established according to the invention,
Figures 3 and ° are partial views of two other embodiments of this pump.
In the embodiment shown in Figures 1 ot 2, the pump comprises a fixed casing 1 .comportant, at sos opposite ends of the inlet and outlet fittings 2 and 3 and an additional fitting 4 at an intermediate point. The passage of the liquid through the fixed casing is controlled by check valves, inlet and outlet 5 and 6, valves which are normally closed by the action of gravity.
A flexible pipe 7 connects the intermediate fitting 4 to the chamber 8, which is suspended by a pivot 9 from a rocker 10 rotating around an axis 11 and carrying an adjustable counterweight 12 intended to balance in whole or in part. the weight of the chamber 8. A spring can be used instead of the counterweight 12 or in addition to it.
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The free end of the balance 10 is articulated at 13 to a connecting rod 14 which is in turn articulated at 15 to a crank 16 associated with a three-way valve mounted in a housing 17.
The crank 16 is integral with an ascending lever 13 carrying a counterweight 19.
A connection tube 20 starts from the casing 17 and ends at a connector 21 located on the upper part of the chamber 8, the tube 30 comprising a part constituted by a flexible pipe 22 connected to the connector 21.
The c.rter 17 has a connection 23 for the admission of pressurized air and another connection 24 connected to the atmosphere.
In the embodiment of Figures 1 and 2, the liquid enters the fixed casing 1 through the inlet connector 2 and after lifting the valve 5, in the position shown, it passes through the connector 4 and the flexible pipe 7 to arrive in the chamber 8 which it fills, the air being discharged from the chamber 8 due to the fact that the tube 20 is placed in communication with the atmosphere by means of the three-way valve.
When a sufficient quantity of liquid has entered the chamber 8, the latter descends under the influence of the weight of the liquid which it contains against the action of the counterweight 12, and consequently the lever 18, with its counterweight 19. , is brought beyond an unstable equilibrium position in the position shown in Figure 2.
The tube 20 and the interior of the chamber 8 are then connected by the three-way valve, which has rotated through an angle of 90, ... to a source of compressed air and consequently, the liquid contained in the chamber. 8, in the flexible pipe 7 and the fitting 4 is forced downwards, which causes the closure
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valve 5 and the opening of. valve 5 and it is discharged through the discharge connection 3. As a result of the weight reduction resulting from the discharge of the liquid out of the chamber 8 and the pipe 7, the chamber then rises and actuates the three-way valve in a putting the tube 20 back in with the atmosphere and the cycle repeats.
If the conditions are such that the liquid does not penetrate into the fixed envelope and into the chamber under the sole action of gravity ;, for example due to the fact that the pump is placed: at a level, 'greater than that of the liquid source to extract the air included in the chamber 8, connecting the connection 24 of the three-way valve to a source of partial vacuum instead of putting it in communication with the atmosphere and in this case;
, the liquid will actually be sucked through the valve 5, the connection 4 and the flexible pipe 7 in the chamber 8.
Although the figures show a three-way valve of the rotary type, any type of valve could be used. The mechanism may alternatively control a pilot valve which in turn actuates valves regulating the intake and suction of air.
In Figures 1 and 2, the chamber 8 has a cylindrical shape and it is connected to the fixed casing by means of a flexible pipe 7. It may be advantageous in certain cases to avoid the use of this cylindrical chamber 8, in which case the necessary weight of liquid could be contained entirely in a long pipe folded or wound on itself in a serpentine or in a helix as shown in FIG. 3. The pipe wound in
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propeller 25 is formed at its upper part by uri member {shutter 26 articulated by a pivot 9 at the end of the balance 10-.
It can be seen in the figure that the lower end of the pipe 25 is fixed directly to the connector 4 of the fixed casing.
Such an arrangement is easy to make and convenient to flush clean and has the advantage of using a relatively long hose which is therefore very flexible and allows a large volume of liquid to be stored.
It will be noted in Figures 1, 2 and 3 that the pipe 7, or 25, when it joins the connector 4 is substantially horizontal, which eliminates any significant vertical reaction on the pipe due to the pressure of the liquid which would make the operation of the Mechanism not very reliable as a result of variations in pressure or vacuum, the operation then no longer being solely dependent on the weight of the liquid contained in the pipe.
However, the pipe preferably has a slight downward slope towards the fitting 4 to facilitate the flow of the liquid.
@ It will be noted that in the construction method described with reference to FIGS. 1 and 2, the pipe 7 is necessarily a flexible pipe given that the chamber 8 must be able to effect a significant movement in the vertical direction in order to directly actuate the valve.
The arrangement shown in Figure 4 is provided to allow satisfactory operation with a pipe 7 formed of a more rigid material such as a metal,
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or Io glass. Un'tel'tuyau d'en1m? -Tier.è:; plus ', rigid.e - pGut' to be able ', st Ji' 9st - èorrèeteinent ét0.bü: iß, -de flécher, lo1'lg9.: Tûdl.- nally of a sufficient quantity to trigger the operation
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a suitable valve.
In. such casle 'balance 10 always carries a counterweight 12 and it is also connected to a fixed point by means of a coil spring 27 and a
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adjustment member 28 in order to 'Dermettro d t accurately balance the chamber 8.
However in this mode of construction, instead of actuating the tap and the valve directly, the latter is controlled electrically and is constituted by a three-way valve 29 controlled by electromagnets, the windings of these being connected. par.des conductors 30 with two micro-switches 31 and 32 mounted on the opposite faces of the balance. One of the microswitches 31 and 32, or both, can be vertically adjustable by means of an adjusting nut 33 associated with a fixed part of the device.
With such an arrangement, and by suitably adjusting the members 28 and 33, the valve 29 can be actuated by a minimum upward and downward movement of the chamber 8 and a slight bending of the pipe 7.
It will be noted that the counterweights 12 and 19, and the spring 27, balancing the weight of the chamber and of the liquid, are adjustable so as to allow various liquids of different densities to be pumped. These settings can also be used, when it is desired to clean the pump completely after use with a cleaning liquid so that this liquid can rise in the chamber to a level higher than that of the liquid pumped usually.
. Instead of using a flexible hose 7, @
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or alternatively a pipe wound in a serpentine 25, one could use a rigid pipe 7 connected to the casing 1 by means of a bellows or other suitable flexible member or by means of a swivel joint provided. a packing or sealing ring or other means to prevent leakage at the joint.
The pipe. 7 or 25 may be of metal, glass, rubber, or other suitable material and it may advantageously be totally or partially transparent, which allows the level of the liquid inside the pipe to be observed. For example, pipes 7 and 25 could be formed of a substantially transparent thermoplastic material such as, for example, polyethylene, methyl methacrylate, polyvinyl chloride, "nylon" or other suitable materials.