EP0285475A1 - Groupe motopompe destiné notamment aux installations d'alimentation en liquide - Google Patents

Groupe motopompe destiné notamment aux installations d'alimentation en liquide Download PDF

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EP0285475A1
EP0285475A1 EP88400503A EP88400503A EP0285475A1 EP 0285475 A1 EP0285475 A1 EP 0285475A1 EP 88400503 A EP88400503 A EP 88400503A EP 88400503 A EP88400503 A EP 88400503A EP 0285475 A1 EP0285475 A1 EP 0285475A1
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EP
European Patent Office
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pump
pump unit
circuit
membrane
diaphragm
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Withdrawn
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EP88400503A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christian Mabillot
Roger Amand
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Ets Pompes Guinard Dite Ste
Original Assignee
Ets Pompes Guinard Dite Ste
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B5/00—Use of pumping plants or installations; Layouts thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/0209—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid

Definitions

  • the present invention relates to pump units intended in particular for water or other liquid supply installations.
  • the user of a tap or downstream spray device is deprived of liquid for a certain period of time before each engine start.
  • the invention overcomes these drawbacks by motor-pump unit, in which the exaggerated pressure drop before each start-up is less in both intensity and duration, and in which the decrease in pressure is more spread out after the engine has stopped, which prevents any water hammer.
  • the subject of the invention is therefore a pump unit with switch of the control circuit operated by the displacement of a membrane subjected to the opposing forces of a spring and of the pressure of the liquid in the discharge pipe of the pump and thus displaced, following a first stroke, as long as the pressure of the liquid in the delivery duct remains above a prescribed value, to a position which corresponds to the closing of the circuit and which is reached for said value, characterized in that the membrane is mounted so as to move, when the pressure of the liquid in the discharge line becomes less than said value, beyond the position which corresponds to the closing of the circuit, following a second stroke of length at least equal to one third of that of the first.
  • the length of the second race is at least equal to half that of the first race, and in particular the length of the second race is at least equal to that of the first.
  • the spring is mounted so as to be only partially relaxed when the membrane is in the position which corresponds to the closing of the circuit. It is therefore certain that a certain pressure prevails in the discharge pipe when the membrane is in the closed position of the circuit.
  • the switch comprises a flexible blade which deforms elastically when the membrane passes beyond the position which corresponds to the closing of the circuit.
  • means are provided for moving the diaphragm away from the moving contact of the switch when the diaphragm passes beyond the position corresponding to the closing of the circuit. It is thus certain that the force exerted by the movable contact on the fixed contact of the switch does not reach an intensity such that the switch can be damaged.
  • the separation means comprise a rigid element interposed between a plate secured to the membrane and the movable contact of the switch and provided with abutment faces intended to come into contact with shoulders of the plate fixed to the membrane , the distance between the shoulders of the plate being greater than that between the abutment faces of the element, as well as an auxiliary spring interposed between the movable contact and the element so as to push back the element when the membrane tends to move closer to the mobile contact.
  • the motor control circuit to include a delay device keeping the pump set in operation for a prescribed period after opening. ture of the circuit.
  • the membrane is wedged by its periphery in a housing and the housing is open bottom and is fixed by the bottom directly on the body of the pump, so as to open into the discharge portion thereof.
  • the pump unit shown in Figures 1 to 3 essentially consists of a motor 1 driving a pump 2 wedged on the motor output shaft 3. Water comes from a source, not shown, through the intake pipe of the pump 2 and, after being pressurized by it, is discharged through the discharge pipe 4 to a tap R user.
  • a passage 5 is drilled in the pump body 6.
  • a bottomless housing 7 is bolted to the pump body 6 so as to cover the passage 5.
  • a flexible membrane 8 is wedged by its periphery between the housing 7 and the body pump 6.
  • the diaphragm 8 is integral with a plate 9 slidably mounted by a finger 10 in an opening at the top of the housing 7.
  • the end of a spring 11 is applied to the underside of the top of the housing 7. The another end of this spring 11 pushes the plate 9 radially in the direction of the shaft 3.
  • the plate 9 is extended by a lateral branch 12 having two shoulders 13 and 14.
  • a helical spring 16 of less stiffness than the spring 11.
  • One end of the spring 11 is applied to the top of a cage 17.
  • the top of the cage 17 can come into abutment with the shoulder 14.
  • the bottom of the cage 17 can come into abutment with the shoulder 13.
  • the other end of the spring 16 pushes a movable contact 18 with finger 19 of a switch 20 mounted on the electrical circuit C for controlling the motor 1.
  • a circuit 21 is also mounted on circuit C, by which the pump 2 continues to operate for approximately 20 seconds, after the switch 20 is open.
  • This pump unit operates as follows.
  • valve R is closed.
  • the diaphragm 8 is in the high position, under the effect of the pressure of the water in the discharge duct which prevails over the forces exerted by the spring 11.
  • the branch 12 pushes back, by the shoulder 13, the cage 17 upwards.
  • the spring 16 is relaxed. Finger 19 is pushed up. Switch 20 is open.
  • valve R has just been opened.
  • the pressure in the discharge pipe 4 drops.
  • the spring 11 pushes the membrane 8 down.
  • the branch 12 lowers.
  • the shoulder 14 comes into contact with the top of the cage 17 and drives it down.
  • the movable contact 18 lowers until the finger 19 comes to close the switch 20 in the position shown in Figure 2.
  • the control circuit C makes start engine 1.
  • Pump 2 delivers pressurized water.
  • the volume reserved for water, between the high position of the diaphragm 8 and the position which corresponds to the closing of the circuit represents a reserve of compensation for leakage in the installation which avoids frequent starting of the pump.
  • the pressure in the discharge conduit 4 continues to decrease and the spring 11 continues to lower the membrane 8.
  • the arrangement is such that the membrane 8 can still perform a stroke representing at least one third of that which it has already performed.
  • the branch 12 continues to lower, but the finger 19 pressing on the switch 20 prevents the movable contact 18 from lowering further.
  • the spring 16 compresses.
  • the bottom of the cage 17 leaves the shoulder 13 ( Figure 3).
  • the pump 2 continues to operate for approximately 20 seconds thanks to the timing device 21, after the switch 20 has been opened. This avoids too many starts of pump 2.
  • the diaphragm is mounted so as to move when the pressure of the liquid in the delivery duct becomes lower than a prescribed value, beyond the position which corresponds to the closing of the circuit over a fairly long stroke, safely prevents everything pressure "hole” at valve R, when it opens and any water hammer after it is closed.
  • the branch 12 directly attacks, by its shoulder 14, the flexible blade 22 of the switch 20. It is the flexibility of the blade 22 which makes it possible to protect the switch from any damage when, depending on the Figure 6, the membrane is in the low position.

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Abstract

L'interrupteur du circuit de commande (C) est manoeuvré par le déplacement d'une membrane (8) soumise aux forces antagonistes d'un ressort (11) et de la pression du liquide dans le conduit de refoulement (4) de la pompe (2). La membrane est montée de manière à se déplacer au-delà de la position qui correspond à la fermeture du circuit (C). Installation d'alimentation en eau.

Description

  • La présente invention concerne les groupes motopompes destinés notamment aux installations d'alimentation en eau ou autre liquide.
  • A la deuxième addition 90.551 au brevet français 1.476.501, on décrit un groupe motopompe. Un inter­rupteur du circuit électrique de commande du moteur entraînant la pompe est manoeuvré par le déplacement d'une membrane soumise aux forces antagonistes d'un ressort et de la pression du liquide refoulé par la pompe. La membrane se déplace au fur et à mesure que la pression du liquide dans le conduit de refoulement diminue jusqu'à une position d'extrémité qui correspond à la fermeture du circuit de commande du moteur. Le moteur démarre. Il entraîne la pompe. La pression du liquide remonte dans le conduit de refoulement. Il s'écoule un certain délai entre la fermeture du circuit de commande du moteur et la remontée de la pression. Pendant tout ce délai, la pression est exagérément basse. A l'arrêt du moteur, la pression chute brusquement dans le conduit de refoulement. Il peut se produire un coup de bélier avec remontée temporaire brusque de la pression, ce qui provoque le démarrage intempestif du moteur.
  • L'utilisateur d'un robinet ou d'un dispositif d'aspersion en aval est privé de liquide pendant un certain laps de temps avant chaque démarrage du moteur.
  • L'invention pallie ces inconvénients par un groupe motopompe, dans lequel la chute exagérée de pression avant chaque démarrage est moindre tant en intensité qu'en durée, et dans lequel la diminution de la pression est plus étalée après l'arrêt du moteur, ce qui empêche tout coup de bélier.
  • L'invention a donc pour objet un groupe moto­pompe à interrupteur du circuit de commande manoeuvré par le déplacement d'une membrane soumise aux forces antago­nistes d'un ressort et de la pression du liquide dans le conduit de refoulement de la pompe et ainsi déplacée, sui­vant une première course, tant que la pression du liquide dans le conduit de refoulement reste supérieure à une valeur prescrite, jusqu'à une position qui correspond à la fermeture du circuit et qui est atteinte pour ladite valeur, caractérisé en ce que la membrane est montée de ma­nière à se déplacer, quand la pression du liquide dans le conduite de refoulement devient inférieure à ladite valeur, au-delà de la position qui correspond à la fermeture du circuit, suivant une seconde course de longueur au moins égale au tiers de celle de la première.
  • Il règne encore une certaine pression dans le conduit de refoulement quand la membrane atteint la position de fermeture du circuit de commande de la pompe. Il ne peut pas y avoir de coup de bélier. De plus, le délai qui s'écoule entre l'ouverture du robinet et celui où le moteur se met en marche n'est pas suffisant pour que la pression dans le conduit de refoulement atteigne une valeur très faible ou pratiquement nulle, comme c'était le cas dans les réalisations antérieures.
  • Suivant une variante, la longueur de la seconde course est au moins égale à la moitié de celle de la première course, et notamment la lon­gueur de la seconde course est au moins égale à celle de la première.
  • Avantageusement, le ressort est monté de manière à n'être détendu que partiellement quand la membrane est dans la position qui correspond à la fermeture du circuit. On est donc sûr ainsi qu'une certaine pression règne dans le conduit de refoule­ment lorsque la membrane est dans la position de fermeture du circuit.
  • Suivant une variante, l'interrupteur comprend une lame souple qui se déforme élastiquement quand la membrane passe au-delà de la position qui corres­pond à la fermeture du circuit.
  • Suivant une autre variante, il est prévu des moyens pour désolidariser en déplacement la membrane et le contact mobile de l'interrupteur quand la mem­brane passe au-delà de la position correspondant à la fermeture du circuit. On est sûr ainsi que la force exercée par le contact mobile sur le contact fixe de l'interrupteur n'atteint pas une intensité telle que l'interrupteur puisse être abimé.
  • Suivant un mode de réalisation, les moyens de désolidarisation comprennent un élément rigide interposé entre un plateau solidaire de la membrane et le contact mobile de l'interrupteur et muni de faces de butée destinées à venir en contact avec des épaulements du plateau fixé à la membrane, la distance entre les épaulements du plateau étant supé­rieure à celle entre les faces de butée de l'élé­ment, ainsi qu'un ressort auxiliaire interposé entre le contact mobile et l'élément de manière à repous­ser l'élément quand la membrane tend à le rapprocher du contact mobile.
  • Pour empêcher des démarrages fréquents du groupe motopompe, il est avantageux que le circuit de commande du moteur comprenne un dispositif de temporisation maintenant le groupe motopompe en fonc­tionnement pendant une durée prescrite après l'ouver­ ture du circuit.
  • Suivant une variante de réalisation, la mem­brane est coincée par son pourtour dans un boîtier et le boîtier est à fond ouvert et est fixé par le fond directement sur le corps de la pompe, de ma­nière à déboucher dans la partie refoulement de celle-ci.
  • Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple :
    • les figures 1, 2 et 3 sont des vues en coupe longitudinale partielle d'un groupe motopompe suivant l'invention, respectivement alors que le robinet qu' il alimente est fermé , vient de s'ouvrir et est ouvert,
    • les figures 4 à 6 sont des vues partielles correspondantes d'une variante.
  • Le groupe motopompe représenté aux figures 1 à 3 se compose essentiellement d'un moteur 1 en­traînant une pompe 2 calée sur l'arbre 3 de sortie du moteur. De l'eau arrive d'une source, non repré­sentée, par le conduit d'admission de la pompe 2 et, après avoir été mise sous pression par celle-ci, est refoulée par le conduit 4 de refoulement vers un robinet R utilisateur.
  • Un passage 5 est percé dans le corps de pompe 6. Un boîtier 7 sans fond est boulonné sur le corps de pompe 6 de manière à recouvrir le passage 5. Une membrane souple 8 est coincée par son pour­tour entre le boîtier 7 et le corps de pompe 6. La membrane 8 est solidaire d'un plateau 9 monté cou­lissant par un doigt 10 dans une ouverture du som­met du boîtier 7. L'extrémité d'un ressort 11 est appliquée sur la face inférieure du sommet du boî­tier 7. L'autre extrémité de ce ressort 11 repousse le plateau 9 radialement en direction de l'arbre 3.
  • Le plateau 9 est prolongé par une branche 12 latérale ayant deux épaulements 13 et 14.
  • Sur le sommet du boîtier 7 est fixé un axe 15 entouré d'un ressort hélicoïdal 16 de moindre raideur que le ressort 11. L'une des extrémités du ressort 11 s'applique sur le sommet d'une cage 17. Le sommet de la cage 17 peut venir en butée avec l'épaulement 14. Le fond de la cage 17 peut venir en butée avec l'épaulement 13. L'autre extrémité du ressort 16 repousse un contact mobile 18 à doigt 19 d'un interrupteur 20 monté sur le circuit C électri­que de commande du moteur 1. Sur le circuit C est monté également un dispositif de temporisation 21 grâce auquel la pompe 2 continue à fonctionner pen­dant 20 secondes environ, après que l'interrupteur 20 est ouvert.
  • Ce groupe motopompe fonctionne de la manière suivante.
  • A la figure 1, le robinet R est fermé. La membrane 8 est en position haute, sous l'effet de la pression de l'eau dans le conduit de refoulement qui l'emporte sur les forces exercées par le ressort 11. La branche 12 repousse, par l'épaulement 13, la cage 17 vers le haut. Le ressort 16 est détendu. Le doigt 19 est repoussé vers le haut. L'interrupteur 20 est ouvert.
  • A la figure 2, on vient d'ouvrir le robinet R. Immédiatement, la pression dans le conduit de re­foulement 4 s'abaisse. Le ressort 11 repousse la membrane 8 vers le bas. La branche 12 s'abaisse. L'épaulement 14 vient en contact avec le sommet de la cage 17 et l'entraîne vers le bas. Le contact mobile 18 s'abaisse jusqu'à ce que le doigt 19 vien­ne fermer l'interrupteur 20 en la position représen­tée à la figure 2. Le circuit de commande C fait démarrer le moteur 1. La pompe 2 refoule de l'eau sous pression. Le volume réservé à l'eau, entre la position haute de la membrane 8 et la position qui cor­respond à la fermeture du circuit, représente une réserve de compensation de fuite dans l'installation qui évite les mises en route fréquentes de la pompe. Dans le délai qui s'écoule, entre le démarrage du moteur 1 et la fermeture de l'interrupteur 20, la pression dans le conduit de refoulement 4 continue de diminuer et le ressort 11 continue à abaisser la membrane 8. L'agencement est tel que la membrane 8 peut effectuer encore une course représentant au moins le tiers de celle qu'elle a déjà effectuée. La branche 12 continue à s'abaisser, mais le doigt 19 en appui sur l'interrupteur 20 empêche le contact mobile 18 de s'abaisser davantage. Le ressort 16 se comprime. Le fond de la cage 17 quitte l'épaulement 13 (figure 3).
  • A la fermeture du robinet R, la pression augmente dans le conduit de refoulement 4. La mem­brane 8 remonte progressivement en comprimant le ressort 11. La branche 21 repousse la cage 17 vers le haut. L'interrupteur 20 s'ouvre. On retrouve la position de la figure 1.
  • La pompe 2 continue à fonctionner pendant 20 secondes environ grâce au dispositif de temporisa­tion 21, après que l'interrupteur 20 a été ouvert. On évite ainsi un nombre de démarrages trop fréquents de la pompe 2.
  • Grâce au fait que la membrane est montée de manière à se déplacer quand la pression du liquide dans le conduit de refoulement devient inférieure à une valeur prescrite, au-delà de la position qui correspond à la fermeture du circuit sur une course assez longue, on empêche de manière sûre tout "trou" de pression au robinet R, lors de l'ouverture de celui-ci et tout coup de bélier après sa fermeture.
  • Aux figures 3 à 6, la branche 12 attaque di­rectement, par son épaulement 14, la lame souple 22 de l'interrupteur 20. C'est la souplesse de la lame 22 qui permet de protéger l'interrupteur de tout dom­mage lorsque, suivant la figure 6, la membrane est en position basse.

Claims (9)

1. Groupe motopompe à interrupteur du cir­cuit de commande (C) manoeuvré par le déplacement d'une membrane (8) soumise aux forces antagonistes d'un ressort (11) et de la pression du liquide dans le conduit de refoulement (4) de la pompe (2) et ain­si déplacée, suivant une première course, tant que la pression du liquide dans le conduit de refoulement (4) reste supérieure à une valeur prescrite, jusqu'à une position qui correspond à la fermeture du cir­cuit (6) et qui est atteinte pour ladite valeur, ca­ractérisé en ce que la membrane (8) est montée de ma­niére à se déplacer, quand la pression du liquide dans le conduit de refoulement devient inférieure à ladite valeur, au-delà de la position qui correspond à la fermeture du circuit (C), suivant une seconde course de longueur au moins égale au tiers de celle de la première.
2. Groupe motopompe suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de la seconde course est au moins égale à la moitié de celle de la première.
3. Groupe motopompe suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur de la seconde course est au moins égale à celle de la première.
4. Groupe motopompe suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort (11) est monté de manière à n'être déten­du que partiellement quand la membrane (8) est dans la position qui correspond à la fermeture du circuit (6).
5. Groupe motopompe suivant l'une des reven­dications précédentes, caractérisé en ce que l'inter­rupteur comprend une lame souple (22) qui se déforme élastiquement quand la membrane (8) passe au-delà de la position qui correspond à la fermeture du circuit (C).
6. Groupe motopompe suivant l'une des reven­dications 1 à 4, caractérisé par des moyens pour désolidariser en déplacement la membrane (8) et le contact mobile (18) de l'interrupteur quand la mem­brane (8) passe au-delà de la position correspondant à la fermeture du circuit (C).
7. Groupe motopompe suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de désolidarisa­tion comprennent un élément rigide (17) interposé entre un plateau (12) solidaire de la membrane et le contact mobile (18) de l'interrupteur et muni de faces de butée destinées à venir en contact avec des épaulements du plateau fixé à la membrane, la distance entre les épaulements (13, 14) du plateau étant supérieure à celle entre les faces de butée de l'élément, ainsi qu'un ressort (16) auxiliaire interposé entre le contact mobile (18) et l'élément (17) de manière à repousser l'élément (17) quand la membrane (8) tend à le rapprocher du contact mobile (18).
8. Groupe motopompe suivant l'une des reven­dications précédentes, caractérisé en ce que le cir­cuit de commande comprend un dispositif de temporisa­tion (21) maintenant le groupe motopompe en fonction­ nement pendant une durée prescrite après l'ouverture du circuit.
9. Groupe motopompe suivant l'une des reven­dications précédentes, dans lequel la membrane est coincée par son pourtour dans un boîtier (7), carac­térisé en ce que le boîtier (7) est à fond ouvert et est fixé, par le fond directement sur le corps (16) de la pompe (2) de manière à déboucher dans la par­tie refoulement de la pompe.
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