EP0618363B1

EP0618363B1 - Vane pump

Info

Publication number: EP0618363B1
Application number: EP19940400728
Authority: EP
Inventors: Marjolaine Poinsot; Renée Abad
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2014-04-01
Also published as: FR2703408B1; DE69401970T2; EP0618363A1; ES2101455T3; FR2703408A1; DE69401970D1

Description

L'invention est relative à une pompe à palettes, apte à aspirer indifféremment des liquides plus ou moins visqueux ou des matières pâteuses, granuleuses ou fibreuses comme la viande, du genre comportant essentiellement :

une chambre délimitée par un stator, à alésage cylindrique, et par deux flasques latéraux, circulaires, dont l'un d'entre eux comporte un orifice d'entrée et un orifice de sortie;
un rotor, cylindrique, excentré par rapport à ladite chambre, comportant, à la périphérie, d'une part, au moins deux palettes, articulées et amovibles, et, d'autre part, des évidements aptes à loger complétement lesdites palettes et dans lesquels débouchent, pendant la rotation dudit rotor, lesdits orifices d'entrée et de sortie;
les bords d'attaque du rotor, et des palettes, et les bords de fuite des orifices d'entrée et de sortie, de la chambre, fonctionnent à la manière d'une cisaille.

The invention relates to a vane pump, capable of sucking up more or less viscous liquids or pasty, grainy or fibrous materials such as meat, of the kind essentially comprising:

a chamber delimited by a stator, with a cylindrical bore, and by two lateral, circular flanges, one of which comprises an inlet orifice and an outlet orifice;
a rotor, cylindrical, eccentric with respect to said chamber, comprising, at the periphery, on the one hand, at least two pallets, articulated and removable, and, on the other hand, recesses suitable for completely accommodating said pallets and in which open, during the rotation of said rotor, said inlet and outlet orifices;
the leading edges of the rotor, and of the vanes, and the trailing edges of the inlet and outlet orifices, of the chamber, operate in the manner of a shear.

Les pompes connues du genre en question appartenant au domaine technique le plus proche, sont essentiellement décrites dans les brevets suivants:

FR-A-2570444 qui traite d'une pompe à palettes, à dépression, dans laquelle les ouvertures d'admission et d'échappement sont de simples fentes,les palettes étant entièrement logées dans les cavités périphériques du rotor, en appui contre leur fond, et qui est utilisée à des fins d'amplification, par dépression, de la force de freinage d'un véhicule automobile;
GB-A-957593 qui traite d'une pompe à palettes dans laquelle les ouvertures de communication sont également de simples fentes et dont les palettes,d'un type particulier, sont également entièrement logées dans les cavités périphériques du rotor, en appui contre leur fond, et qui est utilisée exclusivement pour pomper des liquides.

Les pompes en question sont conçues pour être utilisées avec des fluides homogènes (air, eau, huile), plus ou moins viqueux, et non des fluides chargés de matières solides. Il en découle des ouvertures d'entrée et de sortie de dimensions réduites (fentes) et des palettes, en position fermées,plaquées contre le fond des cavités du rotor. L'utilisation de matières granuleuses ou fibreuses (du type viande) auraient pour effet de bloquer le rotor puisqu'aucun espace n'est prévu entre la palette fermée et le fond de la cavité du rotor.The known pumps of the kind in question belonging to the closest technical field, are essentially described in the following patents:

FR-A-2570444 which deals with a vane pump, vacuum, in which the intake and exhaust openings are simple slots, the vanes being entirely housed in the peripheral cavities of the rotor, pressing against their bottom , and which is used for the purpose of amplifying, by vacuum, the braking force of a motor vehicle;
GB-A-957593 which deals with a vane pump in which the communication openings are also simple slots and whose vanes, of a particular type, are also entirely housed in the peripheral cavities of the rotor, pressing against them which is used exclusively for pumping liquids.

The pumps in question are designed to be used with homogeneous fluids (air, water, oil), more or less viscous, and not fluids loaded with solid matter. This results in inlet and outlet openings of reduced dimensions (slots) and paddles, in the closed position, pressed against the bottom of the rotor cavities. The use of granular or fibrous materials (of the meat type) would have the effect of blocking the rotor since no space is provided between the closed pallet and the bottom of the rotor cavity.

L'invention vise à réaliser une pompe du genre en question pouvant traiter indifféremment les liquides plus ou moins visqueux ou les matières pâteuses, granuleuses ou fibreuses;de conception simple au niveau des palettes qui ne comportent plus de ressort de pression et au niveau des orifices d'entrée et de sortie qui comportent des moyens simples permettant de cisailler les matières fibreuses; facilement démontable pour le nettoyage et pour le remplacement des pièces défectueuses.The invention aims to produce a pump of the type in question which can treat either more or less viscous liquids or pasty, granular or fibrous materials; of simple design at the level of the pallets which no longer include a pressure spring and at the level of the orifices input and output which include simple means for shearing the fibrous materials; easily removable for cleaning and replacement of defective parts.

La pompe rotative à palettes, selon l'invention est caractérisée par les caractéristiques décrites dans la deuxième partie de la revendication 1.The rotary vane pump according to the invention is characterized by the characteristics described in the second part of claim 1.

Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention donné à titre d'exemple non-limitatif et représenté aux dessins annexés.
Sur ces dessins :

la figure 1 est une vue de face intérieure de la pompe;
la figure 2 est une vue de profil en coupe de la pompe selon AA. La pompe représentée aux figures comporte :
un stator (1) à alésage cylindrique;
un rotor (2), cylindrique, excentré par rapport audit alésage, comportant des évidements (14), débouchant à sa périphérie, aptes à loger complétement les palettes (3) et à contenir simultanément du produit à pomper;
au moins deux palettes (3), articulées et amovibles, fixées pivotantes à la périphérie du rotor au moyen de logements cylindriques débouchant (15), partiellement ouverts, dans lesquels l'extrémité cylindrique (4) de la palette, faisant office d'axe, vient se loger par emboîtement glissant;
un orifice d'entrée (5) et un orifice de sortie (6) débouchant dans la zone dégagée par les évidements (14) pendant les phases d'aspiration et de refoulement;
un flasque arrière (7) et un flasque avant (8), par exemple vissés dans le stator, venant avec ce dernier délimiter la chambre (19) de la pompe;
un axe (9) d'entraînement du rotor comportant une clavette (16) de verrouillage en rotation.

Ainsi réalisés, le rotor comporte des bords d'attaque (10) et de fuite (12); les orifices d'entrée et de sortie comportent des bords de fuite (11) et d'attaque (13); les palettes comportent des bords d'attaque latéraux (17) et d'extrémité (18).
Les bords d'attaque du rotor et des palettes et les bords de fuite des orifices d'entrée et de sortie fonctionnent à la manière d'une cisaille. Dans la réalisation préférée de l'invention,telle que représentée aux figures, les ouvertures (5,6) d'entrée et de sortie débouchent entièrement dans la zone balayée par les parties pleines du rotor.
Les bords d'attaque du rotor et des palettes et les bords de fuite des orifices d'entrée et de sortie, qui sont perpendiculaires aux plans porteurs desdits orifices, peuvent être obliques par rapport auxdits plans de manière à former avec ces derniers un angle de coupe approprié.
Les bords d'attaque du rotor et des palettes et les bords de fuite des orifices d'entrée et de sortie, qui sont rectilignes dans la réalisation préférée de l'invention, peuvent avoir également une forme courbe appropriée pour rendre progressif le cisaillement.
Les bords extrèmes des palettes peuvent être également obliques par rapport aux rayons de l'alésage à l'endroit de leur passage sur les ouvertures périphériques tangentielles.
Les flasques avant et arrière peuvent être fixés par des vis.
Le rotor est immédiatement démontable par simple glissement le long de son axe une fois le flaque avant (7) démonté.
Les palettes sont immédiatement démontables par simple glissement le long de leur logement.
Dans la réalisation préférée de l'invention :

les aires des évidements (14) et celles des parties pleines du rotor (2) sont identiques;
les orifices (5,6) d'entrée et de sortie ont des dimensions et une position telles que les parties pleines du rotor (2) viennent les obturer alternativement;
l'orifice de sortie (6) est positionné de telle manière que le début de son ouverture, lors du déplacement du rotor, coincide avec le début de la fermeture de la palette inférieure de sorte qu'il n'y ait pas de compression du produit à véhiculer à l'intérieur du corps de pompe;
l'effet de cisaillement est exclusivement assuré par les bords d'attaque des évidements du rotor et les bords de fuite de l'orifice de sortie au moment de l'obturation, ce qui permet, en cas de pompage de produits fibreux, comme la viande, de sectionner les parties de matière à cheval entre l'intérieur de la pompe et les orifices correspondants.

Le placage des palettes contre l'alésage du stator est réalisé par l'action combinée de la force centrifuge et de la contre-pression exercée par la matière comprimée se trouvant dans les évidements du rotor.
Une telle configuration permet un démontage manuel, sans aucun outil,simple et rapide du rotor et des palettes.
Cet avantage est extrèmement important dans l'industrie agro-alimentaire où un démontage journalier est nécessaire pour le nettoyage et la désinfection. La pompe selon l'invention peut être par exemple réalisée en acier inox qualité alimentaire. La vitesse de rotation,qui est de l'ordre de 100 tours par minute pour ce type d'application, pourrait être beaucoup plus importante et mettre en oeuvre des matériaux à base de céramique pour les parties en frottement.The characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following detailed description of a preferred embodiment of the invention given by way of non-limiting example and shown in the accompanying drawings.
In these drawings:

Figure 1 is an interior front view of the pump;
Figure 2 is a sectional side view of the pump along AA. The pump shown in the figures includes:
a stator (1) with a cylindrical bore;
a rotor (2), cylindrical, eccentric with respect to said bore, comprising recesses (14), opening at its periphery, capable of completely housing the vanes (3) and simultaneously containing product to be pumped;
at least two pallets (3), articulated and removable, pivotally fixed to the periphery of the rotor by means of cylindrical openings (15), partially open, in which the cylindrical end (4) of the pallet, acting as an axis , is housed by sliding interlocking;
an inlet (5) and an outlet (6) opening into the area cleared by the recesses (14) during the suction and delivery phases;
a rear flange (7) and a front flange (8), for example screwed into the stator, coming with the latter delimiting the chamber (19) of the pump;
an axis (9) for driving the rotor comprising a key (16) for locking in rotation.

Thus produced, the rotor has leading (10) and trailing (12) edges; the inlet and outlet ports have trailing (11) and leading (13) edges; the pallets have lateral (17) and end (18) leading edges.
The leading edges of the rotor and vanes and the trailing edges of the inlet and outlet ports work like a shear. In the preferred embodiment of the invention, as shown in the figures, the inlet and outlet openings (5,6) open entirely into the area swept by the solid parts of the rotor.
The leading edges of the rotor and of the vanes and the trailing edges of the inlet and outlet orifices, which are perpendicular to the bearing planes of said orifices, may be oblique with respect to said planes so as to form an angle with them suitable cut.
The leading edges of the rotor and of the vanes and the trailing edges of the inlet and outlet orifices, which are rectilinear in the preferred embodiment of the invention, may also have a suitable curved shape to make the shearing progressive.
The extreme edges of the pallets can also be oblique with respect to the radii of the bore at the place of their passage over the tangential peripheral openings.
The front and rear flanges can be fixed with screws.
The rotor is immediately removable by simple sliding along its axis once the front puddle (7) removed.
The pallets are immediately removable by simply sliding along their housing.
In the preferred embodiment of the invention:

the areas of the recesses (14) and those of the solid parts of the rotor (2) are the same;
the inlet and outlet orifices (5,6) have dimensions and a position such that the solid parts of the rotor (2) seal them alternately;
the outlet orifice (6) is positioned in such a way that the start of its opening, when the rotor moves, coincides with the start of the closing of the lower pallet so that there is no compression of the product to be conveyed inside the pump body;
the shearing effect is exclusively ensured by the leading edges of the recesses of the rotor and the trailing edges of the outlet orifice at the time of obturation, which makes it possible, in the event of pumping of fibrous products, such as meat, to cut off the parts of material straddling the interior of the pump and the corresponding orifices.

Plating the vanes against the stator bore is achieved by the combined action of centrifugal force and the back pressure exerted by the compressed material located in the recesses of the rotor.
Such a configuration allows manual disassembly, without any tools, simple and quick of the rotor and the vanes.
This advantage is extremely important in the food industry where daily disassembly is necessary for cleaning and disinfection. The pump according to the invention can for example be made of food-grade stainless steel. The speed of rotation, which is of the order of 100 revolutions per minute for this type of application, could be much greater and use ceramic-based materials for the friction parts.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes principalement dans :

les formes et les dimensions des divers sous-ensembles de la pompe;
le nombre de palettes et d'orifices d'entrée et de sortie de celle-ci.

Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown for which other variants can be provided mainly in:

the shapes and dimensions of the various pump sub-assemblies;
the number of pallets and entry and exit ports thereof.

Claims

Vane pump, fit to indistinctly pumping more or less viscous liquids or pastes, granules or fibres such as meat, of the type essentially including:
- a chamber (19) delimited by a cylinder bore stator (1) and by two side circular flanges (7, 8), one of them (7) including an inlet port (5) and an outlet port (6),

- a rotor (2), cylindric, offset with respect to said chamber (19), including on the periphery, on one side, at least two paddles (3), hinged and removable , and, on the other side, cut-outs 14) fit to completely house said paddles (3) and to which lead, during said rotor (2) rotation, said inlet(5) and outlet (6) ports; the leading edges (10) of the rotor (2) and (17, 18) of the paddles (3) as well as the trailing edges (11) of the inlet (5) and outlet (6) ports, of the chamber act as a shear;
characterized in that the rotor cut-outs (14) simultaneously contain, on its periphery, the paddles (3) in such a way that, between said paddles (3), in closed position, the side flanges (7, 8) , the leading and trailing edges (10, 12) and the bottom of said cut-outs (14), is included a well fit to contain the product to be pumped and to which lead, during said rotor (2) rotation, the inlet (5) and outlet (9) ports, of the chamber (19), which are completely swept by the rotor (2) solid walls.
Pump, according to claim 1, characterized in that the areas of the cut-outs (14) and that of the full parts of the rotor (2) are identical.
Pump, according to claim 1, characterized in that the rotor (2) leading edges (10) and the paddles (3) leading edges (17, 18) are oblique with respect to the side plane of the flange (7) bearing the chamber (19) inlet and outlet ports (5, 6).
Pump, according to claim 1 or claim 3, characterized in that the leading edges (10) of the rotor (2) and (17, 18), of the paddles (3), have a curved shape with respect to the trailing edges (11) of the inlet (5) and outlet (6) ports of the chamber (19).
Pump, according to claim 1, characterized in that the outlet port (6) is positioned in such a way that the beginning of its opening, when displacing the rotor (2) is coincident with the beginning of the closing of the lower paddle (3).