CA1053972A - Pompes a piston axial - Google Patents

Abstract

: L'invention concerne des perfectionnements aux pompes à piston axial, du type comportant, en combinaison, au moins une pluralité de pistons disposés en couronne, engagés dans des logements d'un barillet fixe et en contact permanent avec un plateau incliné calé sur l'arbre de la pompe et une valve annulaire rotative montée sur un excentrique calé sur ledit arbre de la pompe et des moyens assurant une compensation hydrostatique axiale, caractérisés en ce que lesdits moyens comportent, par logement du piston, une cuvette ménagée dans le barillet et une bobine axialement mobile logée dans cette cuvette, ces cuvettes et bobines étant dirigées vers une face d'un champignon porté par l'arbre de la pompe.

Description

Cette inv~ntion concerne les pom~es 3 piston axial du type comportant substantiellement une pluralité de pistons engagés dans un barillet fi~e et en contact avec une paroi inclinée solidaire de l'axe rotatif de la pompe, ce type de pompe comportant, en outre, comme dispositions caractéristiques, une valve annulaire, ladite paroi ou plateau de commande in-cliné rotatif, un dispositif limiteur de pression, une chambre de distribution à deux faces parallèles et à lumières symé-triques. Ces élements matériels sont conditionnés d'une tel-le manière que la position de l'anneau de distributeur peut se modifier en cours de fonctionnement par rapport audit plateau incliné, ceci à l'intervention d'un dispositif à rainure hélico;dale. Ce genre de pompe est bien connu et se trouve révélé par le brevet américain n 3.074.345. Toutefois, les caractéristiques de telles pompes actuellement connues sont telles que, si elles peuvent donner certains résultats favo-rables pour les petits débits, elles ne conviennent certaine-ment pas pour les pompes de grand format et favorisant de hau*es pressions. En effet, il a été etabli que la réaction axiale sur le plateau incliné e. portant sur l'arbre de la pompe augmente comme le carré des dimensions de la pompe alors que la longévité des butées mécaniques et roulement diminue hyperboliquement en fonction du carré de la charge. Effective-ment, au-delà de 30 à 35 cc. tour et pour les pressions actuel-lelnent usuelles de 300 3 400 bars par exemple, la ion~évité de la pompe devient infcrieure au minimum acceptable sur le marché
actuel.
On a déjà proposé de compenser hydrostatiquement les susdites reactions axiales à 7'2ide de circuits de dérivation établissant une communication entre les deux faces dudit pla-teau. Cette solution, décri.e par exemple dans le brevet fran~ais n 1.409.274, n'est ~uère intéressante car elle en-* delivre le 22 janvier 1963 ** delivre le 19 juillet 1965 lOS;~'7'~
entralne des pertes de charge et des ph~nom~nes de résonnance dus à l'in~vitable longueur des conduits de d~rivation.
Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients des pompes connues.
A cet effet, l'invention vise une pompe a piston axial, munie d'un arbre, du type comportant au moins une pluralité de pistons disposés en couronne autour dudit arbre et engagés dans des logements d'un barillet fixe relativement à l'arbre et en con-tact permanent avec un plateau incliné calé sur l'arbre, ce type comportant aussi une valve annulaire montée sur un excentrique calé sur l'arbre, des moyens d'admission et de sortie pour lesdits logements et des moyens assurant une compensation hydrostatique axiale. Cette pompe se caractérise en ce que les-dits moyens compensateurs comportent: pour chaque logement, une cuvette ménagée dans le barillet et une bobine, axialement mobile, logée dans cette cuvette; un champignon annulaire porte par ledit arbre et dont une face radiale est en regard desdites cuvettes et bobines et delimite, avec lesdites bobines, des ~ -alveoles. Elle se caractérise en plus en ce qu'une surface desdites bobines, périphérique aux alvéoles, glisse sur ladite face radiale du champignon, les alveoles etant délimités exclu-sivement par lesdites bobines et ledit champignon.
A simple titre d'exemple, une réalisation de l'in-vention est décrite en détail ci-apres en se référant aux dessins annexés dans lesquels:
la figure 1 représente, en coupe longitudinale, une pompe perfectionnée conforme a l'invention, la figuxe 2 xeprésente, d'une maniere schematique, le dispositif a compensation axiale selon l'inyention; et la ~igure 3 represente a echelle agxandie la partie indiquée en F3 à la figure 1.
Dans cette exécution, les elements essentiels d'une

- 2 -10~
pompe appliquant les perfectionnements faisant l'objet de la presente sont convne sui~: le carter 1 est divisé en deux CllalllbleS 2-3, et comporte, aux cleux l>outs, un couvercle, res-pectivement 4-5. Ces éléments sont traversés axialement par un arbre 6 forme de deux tronyons rotatifs 7 et 8. Sur ledit tronc,on 7, dans la chambre 2, est calé un plateau à face inclinée 9. Contre un épaulement 10 formé entre les deux susdites chambres 2-3, est appliqué un barillet 11 calé sur le carter 1.
Dans ledit barillet fixe 11 sont aménagés des cylindres 12 disposés en couronne à égale distance de l~axe A-B de l'arbre de la pompe. Dans chaque cylindre est disposé un piston 10~ '7'~

13 sollicité en permanence en position de retrait par un res-sort individuel 14. Le contact entre chaque piston 13 et la face inclinée du plateau 9 est assuré par un dispositif 3 rotule 15. Le susdit barillet fixe 11 présente des canaux 16, chacun d'eux étant en communication permanente avec un desdits cylindres 12 et débouchant, d'autre part, dans le dis-positif de distribution logé dans la susdite chambre 3 du carter de la pompe.
Ce dispositif de distribution comprend des passages 19, 20, 20' et, entre les parois fixes 17-18 un distributeur ou obturateur rotatif 21, monté de toute façon adéquate, sur un excentrique 22, lui -même monté sur le tronçon rotatif 8 de l'arbre 6 de la pompe.
La caractéristique essentielle des présents perfec-tionnements consiste en le fait qu'à chacun des cylindres 12 du barillet fixe 11 est associé un dispositif de compensation hydrostatique axial.
Chacun de ces dispositifs est constitué par une cu-vette 23, aménagée dans le barillet 11 et dans laquelle est : 20 logée une bobine 24. Cette dernière comporte, côté barillet un alésage 25 et du côté opposé, un alvéole 26 entouré d'une face annulaire 27. Un ressort 28, logé dans ledit alésage 25 et prenant appui sur le fond de la cuvette 23, refoule : la bobine 24 versla face 29 d'un champignon 30 porté par le troncon d'arbre 7.
:. Un passage calibré 31 est prévu dans la bobine 24, mettant en communication l'alésage 25, respectivement l'in-térieur de la cuvette 23, avec l'alvéole 26.
_ Un joint d'étanchéité 32 ceinture la bobine 24.
Comme représenté clairement à la figure 3, les di-mensions de la bobine 24 sont telles que cette dernière peut être axialement déplacée dans la cuvette sur une courte dis-. :

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ll)S;~ 7'~

tance.
Lorsque le cylindre 12 est mis sous pression, le fluide décolle légèrement la face 27 de la face 29, formant ainsi un chemin de fuite.
La surface 27, l'alvéole 26, le passage 31 et la cuvette 23 sont respectivement dimensionnés en manière telle que, le cylindre 12 étant sous pression, un équilibre soit obtenu, entre d'une part, le produit de la pression par la surface du fond de la cuvette 23 et, d'autre part, le pro-duit de la pression par la surface du fond de l'alvéole 26 additionné du produit de la surface de la face annulaire 27 .
par l'intégrale de la chute de pression par le susdit chemin de fuite.
Ces dispositions donnent des résultantes R1 (figure 2) qui équilibrent les resultantes R2 agissant sur le plateau incliné 9.
L'effort axial ~R2 exercé sur l'arbre, et portant sur le roulement 33, est donc compensé par l'effort de sens opposé ~ Rl.
Dans la pratique, il est préférable de rendre Rl très légèrement inférieur à R2 afin d'éviter toute vibration du train mobile de la pompe.

Claims (4)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Pompe à piston axial, munie d'un arbre, du type comportant au moins une pluralité de pistons disposés en cou-ronne autour dudit arbre et engagés dans des logements d'un barillet fixe relativement à l'arbre et en contact permanent avec un plateau incliné calé sur l'arbre; comportant aussi une valve annulaire montée sur un excentrique calé sur l'arbre, des moyens d'admission et de sortie pour lesdits logements, et des moyens assurant une compensation hydrostatique axiale, pompe caractérisée a) en ce que lesdits moyens compensateurs comportent:
- pour chaque logement, une cuvette ménagée dans le barillet et une bobine, axialement mobile, logée dans cette cuvette;
- un champignon annulaire porte par ledit arbre et dont une face radiale est en regard desdites cuvettes et bobines et délimite, avec lesdites bobines, des alvéoles;
b) en ce qu'une surface desdites bobines, périphérique aux alvéoles, glisse sur ladite face radiale du champignon, lesdits alvéoles étant délimités exclusivement par lesdites bobines et ledit champignon.

2. Pompe suivant la revendication 1, selon laquelle chaque bobine comporte un alésage du côté du fond de sa cuvette, du côté opposé à son alvéole; un passage calibré étant de plus prévu entre l'alésage et l'alvéole de chaque bobine.

3. Pompe suivant les revendications 1 ou 2, où les-dits moyens compensateurs comportent, en plus, pour chaque bobine, un ressort la plaquant contre ladite face radiale du champignon.

4. Pompe suivant les revendications 1 ou 2, où les-dits moyens compensateurs comportent, en plus, pour chaque bobine, un ressort la plaquant contre la surface radiale du cham-pignon, ce ressort étant logé dans ledit alésage de la cuvette.