Pompe <B>à</B> membrane La présente invention a pour objet une pompe à membrane comprenant une enceinte divisée en deux chambres par une membrane circulaire oscillant perpen diculairement à son plan sous l'action d'un fluide com- primé affluant périodiquement dans la première cham bre, la seconde chambre étant en liaison par l'intermé diaire d'une soupape, alternativement, avec au moins un conduit d'amenée du fluide à pomper et avec au moins un conduit de refoulement de ce fluide,
dans lequel les ouvertures d'accès aux deux chambres se font face et sont disposées de part et d'autre de la partie centrale de la membrane.
Le fonctionnement de telles pompes n'est évidemment possible que si la membrane est montée dans son boîtier de façon absolument étanche et surtout si elle ne crève pas sous l'action d'une brusque dépression. Une telle dépression peut notamment se produire lorsque la pom pe a été mise en action tout en maintenant fermée la vanne commandant le débit du conduit d'amenée du flui de à pomper.
La présente invention a pour but d'obvier à cet in convénient, et à cet effet la pompe selon l'invention est caractérisée par le fait que la membrane est munie, en regard de chaque ouverture de l'enceinte,
d'un élément rigide de dimension supérieure à celle des ouvertures et que les parois de l'enceinte sont formées par deux surfa ces de forme tronconique s'étendant chacune entre la partie périphérique de la membrane et l'une des ouvertu res.
L'unique figure du dessin annexé représente, à titre d'exemple, une coupe longitudinale dans une pompe objet de la présente invention.
Cette pompe comprend une cloche 1, formant carter, fermée de manière étanche par une bride 2 dont la par tie supérieure est recouverte par un couvercle 3 sur le couronnement 3' duquel sont fixées deux pièces 4 et 5 permettant de relier à la pompe un conduit d'amenée du fluide, par la pièce 4, et un conduit de refoulement du fluide -pompé, par la pièce 5.
La bride 2 présente sur sa face inférieure un manchon 6 formant cylindre pour un piston 7 fixé à une bielle 8 articulée de manière excentrée sur un disque 9 suscepti ble d'être entraîné en rotation.
L'espace compris entre les parois internes de la clo che 1, la paroi externe du manchon 6 et la face inférieu re du piston 7 est rempli d'huile comme d'ailleurs l'es pace disposé au-dessus du piston 7 dont nous parlerons par la suite.
Les faces en regard de la bride 2 et du couvercle 3 présentent un aspect identique. Toutes deux sont en ef fet planes en 2a et 3a sur leurs parties en contact mu tuel ; en outre elles présentent chacune une rainure annu laire 2b et 3b de section droite arrondie, dont le bord externe coïncide avec le bord interne de leur partie pla ne 2a et 3a,
et s'étendent ensuite selon un profil tronco nique en 2c et 3c jusqu'à un passage cylindrique 2d et 3d pratiqué dans leurs parties centrales et dont l'embou chure est évasée tronconiquement en 2e et 3e.
Le passage 2d débouche à sa partie inférieure dans une chambre tronconique 6b découpée dans la bride 2 au-dessus du manchon 6 et en communication avec l'in térieur de ce manchon.
Entre la bride 2 et le couvercle 3 est disposée une membrane discoïde 10 présentant sur son pourtour un bourrelet annulaire 11 de section droite supérieure à celle de la gorge qui est formée par les rainures 2b et 3b dans laquelle la membrane est engagée et pincée. Cette membrane 10 est percée dans son centre par une ouverture donnant passage à une douille 12 sur la quelle sont montés deux anneaux métalliques 13 et 14 enserrant la membrane sous l'action d'un écrou 15 vissé sur une partie filetée de cette douille 12.
Les anneaux 13 et 14 présentent un profil et des di mensions radiales correspondant à celles des dégage ments tronconiques 2e et 3e.
La douille 12 est reliée au piston 7 par l'intermédiaire d'une tige 16, munie à son extrémité supérieure d'une tête 16a, et d'un ressort 17 tendu entre cette tête 16a et un épaulement 12a que présente la douille à sa partie inférieure. La membrane 10 délimite donc deux chambres dis tinctes dans l'espace formé par les surfaces tronconiques 2c et 3c de la bride 2 et du couvercle 3. La chambre inférieure qui est directement en con tact avec l'intérieur du cylindre 6, est donc remplie d'hui le.
La chambre supérieure est susceptible d'être reliée alternativement avec la pièce 4, et le conduit d'amenée du liquide à pompes et avec la pièce 5, et son conduit de refoulement, au travers de deux soupapes dont seule la bille d'obturation 18a et la pièce formant siège 18b,
res pectivement 19a et 19b ont été représentées au dessin. La soupape comprenant les éléments 18a et 18b est agencée de manière à mettre en communication l'inté rieur de la pièce 4 avec -la chambre disposée au-dessus de la membrane 10 lorsque la pression régnant dans cette chambre est inférieure à celle du liquide alimenté par la tubulure reliée à la pièce 4. Cette liaison est bien entendu interrompue dès que cette précision devient supérieure.
La valve comprenant les éléments 19a et 19b est au con traire agencée de manière à relier la chambre supérieure de la pompe avec l'intérieur de la pièce 5 et la tubulure d'évacuation lorsque le liquide contenu dans cette cham bre est à une pression supérieure à celle régnant dans le conduit de refoulement.
Le fonctionnement de la pompe décrite est identique à celui de toute pompe similaire. Rappelons simplement que le volume des chambres délimitées par la membra ne 10 entre les pièces 2 et 3 varie à chaque instant en fonction de la déformation de la membrane c'est-à-dire de la position du piston 7 dans son cylindre. Lorsque la piston 7 est poussé en direction de la membrane 10 et qu'il obture les orifices 6a pratiqués dans le cylindre 6, le volume d'huile contenu entre le piston 7 et la membrane 10 est soumis à une pression croissant au fur et à mesure du mouvement de ce piston et qui de vient à un certain moment suffisante pour produire une déformation de la membrane en direction du couron nement 3' du couvercle 3.
Si l'espace compris entre ce couronnement 3' et cette membrane est rempli d'un fluide, gazeux ou liquide, ce fluide est à son tour com primé et provoque la fermeture étanche de la valve 18a, 18b et l'ouverture de la valve 19a, 19b de sorte que le fluide peut s'échapper en direction de la tubulure de re foulement.
La déformation maximum en service normal que subit la membrane 10 s'obtient lorsque le piston 7 at teint son point mort supérieur. A partir de cet instant la membrane est tirée vers le bas, au dessin, par le piston 7 avec un certain amortissement fonction des caracté- ristiques du ressort 17 reliant la tige 16_ et. la douille 12. Cette membrane tend d'abord à reprendre la posi tion illustrée au dessin et ensuite à se déf onmer vers le bas.
La membrane 10 se déforme donc périodiquement au-dessus et en dessous d'un plan fictif correspondant à celui de jonction de la bride 2 et du couvercle 3.
En service normal, les différences de pression exis tant dans les chambres supérieure et inférieure de la pompe. sont telles que cette membrane ne peut que diffi- cilement se déformer jusqu'à venir s'appuyer sur les faces 2c et 3c.
Une telle déformation, quoique exceptionnelle n'est cependant pas exclue: il se pourrait par exemple que l'on ait oublié d'ouvrir la vanne disposée en amont de la pompe qui produirait au-dessus de la membrane une dé pression telle que cette membrane serait littéralement aspirée vers le haut.
Même si un tel accident devait se produire, la pompe décrite n'en subirait aucune consé quence à l'encontre de ce qui se produit avec les pom pes connues: en particulier il est impossible de faire cre ver la membrane 10 puisque celle-ci prendra alors appui sur la face tronconique 3 c du couvercle 3 et que sa par tie centrale, réputée la plus faible, serait protégée par les bagues 13 et 14, la bague 14 venant s'appuyer sur le siège que cônstitue l'évasement 3e.
Il en serait de@ même \ au cas où une surpression de vrait se produire par accident dans la chambre inférieure de la pompe, la membrane 10 venant alors s'appuyer sur la face tronconiqué 2c<B>de</B> la bride 2 et étant protégée par appui de l'anneau 13 sur la paroi de l'évasement 2e.
Pour éviter toute production accidentelle de surpres sion en dessous de la membrane 10, la pompe est mu nie d'une soupape 20 disposée à l'extrémité d'un passage 21 que cette soupape est destinée à relier au carter 1.
<B> Diaphragm </B> pump The present invention relates to a diaphragm pump comprising an enclosure divided into two chambers by a circular diaphragm oscillating perpendicularly to its plane under the action of a compressed fluid flowing periodically. in the first chamber, the second chamber being connected by the intermediary of a valve, alternatively, with at least one supply pipe for the fluid to be pumped and with at least one delivery pipe for this fluid,
in which the access openings to the two chambers face each other and are arranged on either side of the central part of the membrane.
The operation of such pumps is obviously only possible if the diaphragm is mounted in its casing absolutely sealed and especially if it does not burst under the action of a sudden depression. Such a depression can in particular occur when the pump has been put into action while maintaining closed the valve controlling the flow rate of the conduit for supplying the fluid to be pumped.
The object of the present invention is to obviate this inconvenience, and for this purpose the pump according to the invention is characterized in that the membrane is provided, facing each opening of the enclosure,
of a rigid element of greater dimension than that of the openings and that the walls of the enclosure are formed by two surfaces of frustoconical shape each extending between the peripheral part of the membrane and one of the openings.
The single figure of the appended drawing represents, by way of example, a longitudinal section through a pump which is the subject of the present invention.
This pump comprises a bell 1, forming a housing, sealed by a flange 2, the upper part of which is covered by a cover 3 on the crown 3 'of which are fixed two parts 4 and 5 making it possible to connect a pipe to the pump. for supplying the fluid, via part 4, and a pumped fluid delivery conduit, via part 5.
The flange 2 has on its underside a sleeve 6 forming a cylinder for a piston 7 fixed to a connecting rod 8 articulated eccentrically on a disc 9 capable of being driven in rotation.
The space between the internal walls of the bell 1, the external wall of the sleeve 6 and the inferior face of the piston 7 is filled with oil as moreover the space arranged above the piston 7 of which we will speak later.
The opposite faces of the flange 2 and of the cover 3 have an identical appearance. Both are in fact planar at 2a and 3a on their parts in mutual contact; in addition they each have an annular groove 2b and 3b of rounded cross section, the outer edge of which coincides with the inner edge of their flat part 2a and 3a,
and then extend along a frustoconical profile in 2c and 3c as far as a cylindrical passage 2d and 3d made in their central parts and the mouth of which is flared truncated in 2nd and 3rd.
The passage 2d opens at its lower part into a frustoconical chamber 6b cut out in the flange 2 above the sleeve 6 and in communication with the interior of this sleeve.
Between the flange 2 and the cover 3 is disposed a discoid membrane 10 having on its periphery an annular bead 11 of cross section greater than that of the groove which is formed by the grooves 2b and 3b in which the membrane is engaged and clamped. This membrane 10 is pierced in its center by an opening giving passage to a sleeve 12 on which are mounted two metal rings 13 and 14 enclosing the membrane under the action of a nut 15 screwed onto a threaded part of this sleeve 12.
The rings 13 and 14 have a profile and radial dimensions corresponding to those of the frustoconical openings 2e and 3e.
The sleeve 12 is connected to the piston 7 by means of a rod 16, provided at its upper end with a head 16a, and a spring 17 stretched between this head 16a and a shoulder 12a which the sleeve presents at its lower part. The membrane 10 therefore delimits two distinct chambers in the space formed by the frustoconical surfaces 2c and 3c of the flange 2 and of the cover 3. The lower chamber which is directly in contact with the interior of the cylinder 6, is therefore filled. of today.
The upper chamber is capable of being connected alternately with part 4, and the conduit for supplying the liquid to the pumps and with part 5, and its discharge conduit, through two valves of which only the shut-off ball 18a and the part forming the seat 18b,
19a and 19b respectively have been shown in the drawing. The valve comprising the elements 18a and 18b is arranged so as to place the interior of the part 4 in communication with the chamber arranged above the membrane 10 when the pressure prevailing in this chamber is lower than that of the liquid supplied. by the tubing connected to part 4. This connection is of course interrupted as soon as this precision becomes greater.
The valve comprising the elements 19a and 19b is on the contrary arranged so as to connect the upper chamber of the pump with the interior of the part 5 and the discharge pipe when the liquid contained in this chamber is at a higher pressure. to that prevailing in the discharge pipe.
The operation of the pump described is identical to that of any similar pump. Let us simply remember that the volume of the chambers delimited by the membra ne 10 between the parts 2 and 3 varies at each moment as a function of the deformation of the membrane, that is to say of the position of the piston 7 in its cylinder. When the piston 7 is pushed in the direction of the membrane 10 and it closes the orifices 6a made in the cylinder 6, the volume of oil contained between the piston 7 and the membrane 10 is subjected to an increasing pressure over time. measurement of the movement of this piston and which comes at a certain moment sufficient to produce a deformation of the membrane in the direction of the crown 3 'of the cover 3.
If the space between this crown 3 'and this membrane is filled with a fluid, gaseous or liquid, this fluid is in turn compressed and causes the valve 18a, 18b to be tightly closed and the valve to open. 19a, 19b so that the fluid can escape in the direction of the discharge pipe.
The maximum deformation in normal service to which the diaphragm 10 undergoes is obtained when the piston 7 has reached its upper dead center. From this moment the membrane is pulled down, in the drawing, by the piston 7 with a certain damping depending on the characteristics of the spring 17 connecting the rod 16 and. the sleeve 12. This membrane tends first to resume the position illustrated in the drawing and then to def onmer downwards.
The membrane 10 therefore deforms periodically above and below a fictitious plane corresponding to that of junction of the flange 2 and the cover 3.
In normal service, pressure differences exist both in the upper and lower chambers of the pump. are such that this membrane can only be deformed with difficulty until it comes to rest on the faces 2c and 3c.
Such a deformation, although exceptional, is however not excluded: it could be for example that one forgot to open the valve arranged upstream of the pump which would produce above the membrane a de-pressure such that this membrane would literally be sucked up.
Even if such an accident were to occur, the pump described would suffer no consequences as opposed to what happens with known pumps: in particular it is impossible to puncture the diaphragm 10 since the latter will then be supported on the frustoconical face 3 c of the cover 3 and that its central part, deemed to be the weakest, would be protected by the rings 13 and 14, the ring 14 coming to rest on the seat that the flare 3 constitutes.
It would be the same @ in the event that an overpressure should occur by accident in the lower chamber of the pump, the diaphragm 10 then coming to rest on the truncated face 2c <B> of </B> the flange 2 and being protected by the support of the ring 13 on the wall of the flare 2e.
To avoid any accidental production of overpressure below the membrane 10, the pump is fitted with a valve 20 disposed at the end of a passage 21 that this valve is intended to connect to the casing 1.