EP0066522B1 - Pompe à membrane à actionnement hydraulique - Google Patents

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EP0066522B1
EP0066522B1 EP82401008A EP82401008A EP0066522B1 EP 0066522 B1 EP0066522 B1 EP 0066522B1 EP 82401008 A EP82401008 A EP 82401008A EP 82401008 A EP82401008 A EP 82401008A EP 0066522 B1 EP0066522 B1 EP 0066522B1
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EP
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diaphragm
pump
beads
membrane
elements
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EP82401008A
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EP0066522A1 (fr
EP0066522B2 (fr
Inventor
Max-Albert Malizard
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Dosapro Milton Roy SA
Original Assignee
Dosapro Milton Roy SA
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Publication date
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Publication of EP0066522B1 publication Critical patent/EP0066522B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009—Special features
    • F04B43/0081—Special features systems, control, safety measures
    • F04B43/009—Special features systems, control, safety measures leakage control; pump systems with two flexible members; between the actuating element and the pumped fluid

Definitions

  • the present invention intends to remedy these drawbacks by proposing a new membrane.
  • French patent No. 581223 discloses a rubber membrane for a pump, the two faces of which are in contact with two different fluids, this membrane forming a substantially spherical cup which has a substantially planar outer annular edge.
  • a membrane for a vacuum pump is also known, which is made up of two layers, one made of rubber and the other of a tetrafluoroethylene.
  • the diaphragm for a hydraulically operated diaphragm pump forms a substantially spherical cup having a substantially planar outer annular edge, and is formed by two layers, the one made of rubber and the other of plastic such as tetrafluoroethylene, and is provided on each of the faces of its edge with a bead for fixing the membrane in the pump body.
  • the depth of the interior spherical cup prefferably be of the order of 4 to 6% of the interior diameter of said annular edge.
  • the present invention also relates to the pump adapted to receive at least one such membrane, the body of which comprises at least two elements between which the membrane is clamped.
  • each of said elements is provided with an O-ring groove to receive the aforementioned beads and in that the bringing together of the elements at the end of tightening is limited to approximately 80% of the total thickness of the membrane at the level of its beads, the tightening being carried out only on the beads.
  • a membrane according to the invention constituted by a spherical cap 1 of diameter D surrounded by an annular rim 2 substantially planar of width E.
  • This cap 1 and this rim 2 are in one piece and consist of a composite material, the thickest layer 3 of which is made of rubber (natural or synthetic) and the thinnest layer 4 of which is constituted by a plastic material, in particular by a tetrafluoroethylene.
  • the thickness proportion of the two constituents is approximately% for the rubber and I k for the tetrafluoroethylene.
  • the depth of the spherical cap F (or the arrow thereof in the cutting plane) is between 0.04 and 0.06 D.
  • the rim 2 has on each of its faces a bead 2a and 2b consisting substantially of a half-torus whose radius R is of the order of the thickness of the membrane.
  • R radius
  • Fig. 2 schematically illustrates a double diaphragm pump with hydraulic control.
  • the control chamber 5 is associated in a known manner with a piston 6 and with a compensation device 7.
  • a first membrane 8 isolates this chamber from an intermediate chamber 9, itself insulated by a second membrane 10 from the pumping chamber 11.
  • the membranes 8 and 10 are coupled, as shown in detail in FIG. 2A, by pinching between elements 12a, 12b, 12c of the pump body. These elements are frontally provided with toric grooves 13 to receive the beads 2a, 2b of the membranes.
  • the elements 12a, 12b, 12c as well as the grooves 13 have dimensions such that, on the one hand, the crushing of the beads 2a, 2b does not exceed 20% of the dimension E (see fig. 1) of the membrane at this location and that, on the other hand, the rest of the membrane located between the above elements is not pinched.
  • the membranes are embedded only at the level of the beads which cooperate with the elements 12a to 12c in the manner of O-rings to seal between the chambers 5, 9 and 11.
  • the advantages of the invention lie in the fact that a pump equipped with the above-described membrane has, for equal diameter, a greater capacity.
  • the longevity of the membrane is increased and its operating performance improved.
  • the tightness ensured during assembly is better (similar to that of the O-ring) with a clamping force lower than that usually practiced on conventional pumps.
  • the intermediate volume is much better defined by the membranes according to the invention and can be much better filled.
  • the invention finds an interesting application in the field of hydraulically controlled diaphragm pumps, and in particular metering pumps.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

  • Il est habituel de mettre en oeuvre, dans les pompes à membranes à commande hydraulique, des membranes planes composites dont on pince le bord de manière étanche entre deux pièces mobiles du corps.
  • Lorsque, en position de repos, la membrane pincée est plane, elle travaille en extension, ce qui à la longue entraîne une déformation permanente. Cette déformation est, dans la pratique, aléatoire et constitue une incertitude quant au fonctionnement de la pompe.
  • Pour remédier à l'inconvénient d'une telle déformation, on met parfois en place une membrane de diamètre extérieur supérieur au diamètre de montage dans la pompe. Il se produit alors un flambage qui crée une incertitude quant à la position de la membrane au repos.
  • Ces déformations, voulues ou non, ont également une incidence sur le fonctionnement des systèmes de compensation commandée qui peut comporter des aléas indésirables. Elles constituent un problème important pour les pompes à double membrane. Il est en effet difficile de remplir correctement l'espace intermédiaire (entre les deux membranes) délimité par des membranes déformées de manière aléatoire.
  • Enfin le serrage de la membrane sur sa périphérie entraîne un affaiblissement de cette dernière à ce niveau, affaiblissementqui peut se traduire par une déchirure ou du moins par une longévité moins importante.
  • La présente invention entend remédier à ces inconvénients en proposant une nouvelle membrane.
  • Par le brevet français No 581223, on connaît une membrane en caoutchouc pour pompe dont les deux faces sont au contact de deux fluides différents, cette membrane formant une coupelle sensiblement sphérique qui comporte un bord annulaire extérieur sensiblement plan.
  • Par le brevet français No 1547601, on connaît également une membrane pour pompe à vide, qui est constituée par deux couches, l'une en caoutchouc et l'autre en un tétrafluoréthylène.
  • Par le brevet US No 3771907, on connaît une membrane pour pompe à boisson mue mécaniquement, cette membrane étant fixée dans le corps de pompe par un bourrelet faisant saillie sur chacune des faces du bord annulaire de cette membrane.
  • Dès lors, selon l'invention, la membrane pour pompe à membrane à commande hydraulique dont les deux faces sont au contact de deux fluides différents forme une coupelle sensiblement sphérique comportant un bord annulaire extérieur sensiblement plan, et est constituée par deux couches, l'une en caoutchouc et l'autre en matière plastique telle qu'un tétrafluoréthylène, et est pourvue sur chacune des faces de son bord d'un bourrelet de fixation de la membrane dans le corps de pompe.
  • Il sera par ailleurs avantageux que la profondeur de la coupelle sphérique intérieure soit de l'ordre de 4 à 6% du diamètre intérieur dudit bord annulaire.
  • La présente invention concerne également la pompe adaptée pour recevoir au moins une telle membrane, dont le corps comporte au moins deux éléments entre lesquels la membrane est serrée.
  • Cette pompe est remarquable en ce que chacun desdits éléments est pourvu d'une gorge torique pour recevoir les bourrelets susdits et en ce que le rapprochement des éléments en fin de serrage est limité à 80% environ de l'épaisseur totale de la membrane au niveau de ses bourrelets, le serrage n'étant effectué que sur les bourrelets.
  • L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif, qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires.
  • Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels:
    • la fig. 1 est une vue en coupe de la membrane selon l'invention;
    • les fig 2 et 2A illustrent une pompe à double membrane dans laquelle la membrane est appliquée, la fig. 2A étant une vue grossie d'un détail de la fig. 2.
  • Sur la fig. 1, on voit une membrane selon l'invention constituée par une calotte sphérique 1 de diamètre D entourée d'un rebord annulaire 2 sensiblement plan de largeur E.
  • Cette calotte 1 et ce rebord 2 sont en une seule pièce et constitués par un matériau composite dont la couche la plus épaisse 3 est en caoutchouc (naturel ou synthétique) et dont la couche la plus mince 4 est constituée par une matière plastique, notamment par un tétrafluoréthylène. Dans le cas de la figure, la proportion en épaisseur des deux constituants est environ % pour le caoutchouc et Ik pour le tétrafluoréthylène.
  • La profondeur de la calotte sphérique F (ou la flèche de celle-ci dans le plan de coupe) est comprise entre 0,04 et 0,06 D.
  • Il faut remarquer enfin que le rebord 2 comporte sur chacune de ses faces un bourrelet 2a et 2b constitué sensiblement par un demi-tore dont le rayon R est de l'ordre de l'épaisseur de la membrane. Dans la pratique, on a constaté que, pour toutes les membranes d'une gamme, on pouvait adopter une valeur de R égale à 2,5 mm.
  • La fig. 2 illustre schématiquement une pompe à double membrane à commande hydraulique. La chambre de commande 5 est associée de manière connue à un piston 6 et à un dispositif de compensation 7. Une première membrane 8 isole cette chambre d'une chambre intermédiaire 9, elle-même isolée par une seconde membrane 10 de la chambre de pompage 11.
  • Les membranes 8 et 10 sont attelées, comme le montre en détail la fig. 2A, par pincement entre des éléments 12a, 12b, 12c du corps de pompe. Ces éléments sont pourvus frontalement de gorges toriques 13 pour recevoir les bourrelets 2a, 2b des membranes.
  • Une fois serrés les uns contre les autres, les éléments 12a, 12b, 12c ainsi que les gorges 13 ont des dimensions telles que, d'une part, l'écrasement des bourrelets 2a, 2b n'excède pas 20% de la dimension E (voir fig. 1 ) de la membrane à cet endroit et que, d'autre part, le reste de la membrane situé entre les éléments susdits n'est pas pincé. Ainsi, les membranes sont encastrées uniquement au niveau des bourrelets qui coopèrent avec les éléments 12a à 12c à la manière de joints toriques pour assurer l'étanchéité entre les chambres 5, 9 et 11.
  • Les avantages de l'invention résident dans le fait qu'une pompe équipée de la membrane ci-dessus décrite possède, à diamètre égal, une plus grande capacité. En outre, la longévité de la membrane est accrue et sa tenue en fonctionnement améliorée. L'étanchéité assurée au montage est meilleure (analogue à celle du joint torique) avec un effort de serrage inférieur à celui habituellement pratiqué sur les pompes classiques. Enfin, dans l'application aux pompes à double membrane, le volume intermédiaire est beaucoup mieux défini par les membranes selon l'invention et peut être beaucoup mieux rempli.
  • L'invention trouve une application intéressante dans le domaine des pompes à membranes commandées hydrauliquement, et particulièrement des pompes doseuses.

Claims (4)

1. Membrane pour pompe à membrane à commande hydraulique dont les deux faces sont au contact de deux fluides différents, cette membrane formant une coupelle (1 ) sensiblement sphérique qui comporte un bord annulaire (2) extérieur sensiblement plan et ladite membrane étant caractérisée en ce qu'elle est constituée, d'une façon connue en soi, par deux couches, l'une (3) en caoutchouc et l'autre (4) en matière plastique telle qu'un tétrafluoréthylène, et en ce que chacune des faces dudit bord est pourvue d'un bourrelet (2a, 2b) de fixation de la membrane dans le corps de pompe.
2. Membrane selon la revendication 1, caractérisée en ce que la profondeur (F) de la coupelle sphérique intérieure est de l'ordre de 4 à 6% du diamètre intérieur (D) dudit bord annulaire.
3. Membrane selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bourrelets (2a, 2b) susdits sont sensiblement semi-toriques, de rayon extérieur égal à 2,5 mm.
4. Pompe à commande hydraulique à simple ou double membrane adaptée pour recevoir au moins une membrane selon l'une des revendications 1 à 3, et dont le corps comporte au moins deux éléments (12a, 12b) entre lesquels la membrane (10) est serrée, caractérisée en ce que chacun desdits éléments est pourvu d'une gorge torique (13) pour recevoir les bourrelets susdits et en ce que le rapprochement des éléments en fin de serrage est limité à 80% environ de l'épaisseur totale (E) de la membrane au niveau de ses bourrelets, le serrage n'étant effectué que sur les bourrelets.
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EP0066522B1 true EP0066522B1 (fr) 1984-12-27
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FR2506859A1 (fr) 1982-12-03
EP0066522B2 (fr) 1990-01-31
FR2506859B1 (fr) 1986-04-11

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