EP1280996A1 - Pompe de dosage pour produits liquides - Google Patents

Pompe de dosage pour produits liquides

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EP1280996A1
EP1280996A1 EP00920319A EP00920319A EP1280996A1 EP 1280996 A1 EP1280996 A1 EP 1280996A1 EP 00920319 A EP00920319 A EP 00920319A EP 00920319 A EP00920319 A EP 00920319A EP 1280996 A1 EP1280996 A1 EP 1280996A1
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EP
European Patent Office
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metering pump
driving gear
pump according
pump
shaft
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EP00920319A
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German (de)
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EP1280996B1 (fr
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Philippe Zimmermann
Joseph Ruegg
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Pomtava SA
Original Assignee
Pomtava SA
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Publication date
Application filed by Pomtava SA filed Critical Pomtava SA
Publication of EP1280996A1 publication Critical patent/EP1280996A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1280996B1 publication Critical patent/EP1280996B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0076—Fixing rotors on shafts, e.g. by clamping together hub and shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0034—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps for other than the working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
    • F04C15/0038—Shaft sealings specially adapted for rotary-piston machines or pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2220/00—Application
    • F04C2220/24—Application for metering throughflow

Definitions

  • the present invention relates to a dosing pump for liquid products, as described in the preamble of claim 1.
  • a gear pump of the type considered here comprises at least one driving gear and one driven gear, said gears each being carried by a shaft mounted on bearings arranged in the body of the pump. These bearings create parasitic spaces that are difficult to rinse and capable of retaining degraded, crystallized or hardened pumping product.
  • One way to avoid these parasitic spaces is to have seals on each bearing, i.e. at least four seals per pump. These seals are expensive, generally require maintenance, and are always susceptible to leakage.
  • Document JP-04041984 describes a gear pump in which the two gears are guided by the outer peripheral surface of the friction-sliding teeth on an inner peripheral surface of the pump chamber. If the problems mentioned above are partially eliminated by the elimination of the support shafts of the gears, the driving gear of this device is rotated by a shaft which is rigidly fixed to it. This has the drawback in particular of imposing the lateral position of the driving gear, which requires an enlargement of the pump chamber, hence additional lateral parasitic spaces difficult to rinse.
  • a first object of the invention is therefore to propose a metering pump for liquid products improved with respect to known metering pumps.
  • Yet another object is to provide a metering pump capable of metering a volume of liquid precisely.
  • FIG. 1 represents a side view according to a first section of a metering pump for liquid products according to the invention
  • FIG. 2 represents the same pump according to a section in a plane perpendicular to the section plane of the previous figure
  • Figure 3 shows schematically the components of a metering pump.
  • FIG. 1 shows that the body 1 of the pump comprises a bottom plate 10, an intermediate plate 11 and a front plate 12, these three plates having here an essentially quadrangular external shape of similar dimensions and being superimposed as seen on the Fig. Fixing means, shown diagrammatically at 13, hold these three plates together. A seal, not shown in the figure, seals the contacting faces of these three plates.
  • the intermediate plate 11 seen in elevation in FIG. 2, consists essentially of a plate, quadrangular according to this embodiment, comprising a chamber 110, composed of at least two lobes, capable of each receiving a gear 30, 31 of a set of gears 3.
  • the chamber 110 passes completely through the intermediate plate 11.
  • the intermediate plate 11 further comprises a channel d liquid inlet 111 opening into chamber 110 as well as a liquid outlet channel 112 leaving said chamber.
  • the orifices of the two channels can each be arranged on a side wall of the intermediate plate 11, as shown here, or else the channels 111 and / or 112 can extend into one or the other of the bottom plates 10 or before 12, their orifices being arranged on an outer face of these plates.
  • the pump also comprises a set of gears 3 comprising a driving gear 30 and at least one driven gear 31 as well as drive means 4 and sealing means 5.
  • the drive means 4 comprises a motorized means, not shown in this figure, terminated by a drive shaft 40 passing through a bearing 120 arranged in the front plate 12.
  • the bearing 120 can be a plain bearing as shown here or a rolling bearing.
  • the end 41 of the shaft 40 is formed so as to be introduced into a housing 300 of the gear 30, of corresponding shape, so as to be able to drive said gear in rotation.
  • the end 41 and the housing 300 both have a hexagon shape, but any other shape allowing a rotation drive could be suitable.
  • the gears 30 and 31 are not supported by any shaft, being only guided in rotation by the outer peripheral surface of the teeth in sliding contact on the inner periphery of the lobes of the chamber 110.
  • the lubrication of the moving surfaces relative between them is ensured by the pumping product.
  • the shaft 40 connected in a non-rigid manner to the driving gear 30 by its end 41 is only used for driving said gear, without having any support or guiding function.
  • the shaft 40, respectively its end 41 can therefore only transmit a torque to the driving gear 30, to the exclusion of any other force in any direction.
  • the gears 30 and 31 no longer being guided laterally by a shaft, they can be positioned laterally under the effect of the pressure of the pumping product acting on their lateral faces.
  • the seal 5 may consist in a known manner of stuffings, lip seals or, as shown here, of a mechanical seal.
  • the mechanical seal has the advantage of offering the lowest rotational friction force.
  • a mechanical seal will be chosen, the latter comprising a sealing ring 50 mounted freely around the shaft 40, capable of moving. axially in a housing 121 arranged in the bearing 120, being pressed against the front face of the gear 30 by an elastic means, for example a spring 51 in order to mechanically seal between the chamber 110 and the shaft 40.
  • An O-ring seal 52 forms a static sealing barrier on the rear of the sealing ring 50. Means not shown in the figure make it possible to prevent the rotation of the sealing ring.
  • the construction of the packing 5 as described here makes it possible to postpone the sealing barrier as close as possible to the end 41 of the shaft 40, relative to the known constructions, thus contributing substantially to the reduction of the hollow spaces that need to be rinsed between two pumping products.
  • the gear 30 was positioned laterally by the balance of pressures exerted on its two lateral faces. Since the surface of the side face of the gear 30 connected as described to the shaft 40 is less than the opposite side face, the gear 30 would tend to be pressed against the internal face of the front plate 12.
  • the means elastic bands 51 will therefore be dimensioned so as to exert an axial force capable of compensating for the difference in opposite forces exerted on the two opposite lateral faces of the gear 30.
  • the seal 5 described above is supplemented by a supply 53 of a barrier liquid coming from an external reservoir 54.
  • the barrier liquid fills the portion of the housing 121 arranged on the side of the O-ring seal 52 opposite to that bathed by the pumping liquid, thus exerting a back pressure on this seal in order to improve its sealing.
  • a leakage of barrier liquid in the direction of the chamber 110 or of the pumping liquid across the seal 52 causes a variation in the level of barrier liquid in the reservoir 54. By monitoring this level, it is therefore possible to detect a leak liquid in the packing, one way or the other.
  • the presence of a barrier liquid in the hollow parts of the housing 121 also prevents condensation and crystallization of the pumping liquid in these hollow parts.
  • the gear metering pump as described above is therefore optimized in order to substantially improve its rinsability by eliminating the hollow spaces to be rinsed between two different products to be pumped, which saves product as well as time. rinse.
  • the simplified construction of the pump, reducing the number of its components and requiring only the presence of a single seal decreases the production cost as well as the risk of leaks and improves its reliability.
  • the above pump can advantageously be used to dose a product to be pumped, the volume of product pumped being essentially proportional to the number of revolutions of the gears 30 or 31. It is therefore possible, by controlling this number of revolutions, to obtain a precision dosing pump.
  • a pump is shown diagrammatically in FIG. 3.
  • the other end of the shaft 40 is driven by a motor 41, preferably an electric motor, but which can also be a pneumatic, hydraulic motor or of any known type, capable of driving the shaft 40.
  • a reduction gear or a gearbox 42 can be placed on the shaft 40 between the motor 41 and the pump. The speed of rotation of the gears 30 and 31 of the pump, respectively the volume of liquid pumped, is therefore equal or proportional to the number of rotations of rotation of the shaft 40 as well as of the motor 41.
  • An encoder 43 capable of detecting this number of revolutions can therefore send a control signal to a control unit 44, for example an electronic unit containing or not a programmed microprocessor, capable of recording this signal and regulating the pumping process, for example cutting the power supply to the motor 41 when the desired amount of product has been pumped.
  • the encoder can be placed at the end of the shaft on the motor 41, as shown diagrammatically by the encoder 43 in position A, on the shaft 40, before or after the possible reduction gear 42, as shown diagrammatically by the positrons B and C or in the pump itself, as shown schematically by position D.
  • the encoder, 43 is of any known type, optical, inductive, capacitive or other, capable of reading the number of revolutions of the motor 41, of the shaft 40 or of a gear 30 or 31, depending on the position A, B, C or D where it is placed .
  • the construction of the metering pump can be compact, the motor 41 being directly attached to the pump body 1 or else the construction can be more dispersed, the shaft 40 then consisting of a flexible drive shaft.
  • a pump is advantageously associated with a robotic painting arm, for example for painting car bodies, the pump including its drive motor being housed in the mobile part of the robotic arm or else, so as to reduce the masses in motion as a minimum, the motor 41 can be housed in a base portion of the robotic arm while the pump body can be housed in the movable end of the arm, the two elements being connected by a flexible shaft 40.
  • a dispersed construction, with a flexible or rigid drive shaft 40 also makes it possible to obtain an explosion-proof pump, the motor 41 capable of producing a spark that can be removed from the pump body 1 likely to be in an explosive atmosphere .
  • the modular construction described therefore allows the use of such a dosing pump in numerous applications, painting, dosing of chemical, food, pharmaceutical or other products.
  • the constituent elements of the pump body 1 as well as the gears 3 and the seal 5 are made of materials essentially compatible with the pumped products, these materials possibly being metals or alloys, for example stainless steel, synthetic materials or ceramics, these materials can be whether or not coated with a protective layer.
  • the various components of the pump do not have to be made of the same material.
  • a gear metering pump according to the invention.
  • the pump has been described as comprising a driving gear and a driven gear; it could just as easily include a plurality of driven gears arranged on the periphery of a driving gear.
  • the chamber of the pump body will therefore include the number of lobes required to each accommodate a gear.
  • the pump body has been described as consisting of three assembled plates, this for reasons of ease of machining of the chamber 110 of the intermediate plate. It would also be possible for the intermediate plate 11 to be made in one piece with either the bottom plate 10 or the front plate 12.
  • the pump body 1 has been described as being of quadrangular shape, it could in fact have any shape suitable for containing a pumping chamber as described.
  • the metering pump has been described as comprising in particular an electric motor and an encoder. These two elements could be replaced by a stepping motor, the number of steps to be taken being determined by the volume of product to be pumped.

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Description

Pompe de dosage pour produits liquides.
La présente invention concerne une pompe de dosage pour produits liquides, telle que décrite dans le préambule de la revendication 1.
On connaît notamment deux types de dispositifs pour le dosage fin de produits liquides, la pompe à engrenage motorisée et le débitmètre à régulateur de débit. Ces deux types de dispositifs présentent des problèmes, notamment dans les cas où il est nécessaire de changer assez rapidement de produit liquide à doser, comme par exemple dans les installations robotisées de peinture de carrosseries de voitures. En effet, dans le cas d'un changement rapide du produit à doser, il est nécessaire que le dispositif de dosage puisse être rapidement et facilement rincé, de manière à ce que lors du dosage d'un produit déterminé, il ne reste aucune particule du produit précédent dans le dispositif de dosage. Les deux types de dispositifs connus présentent des problèmes de rinçage dus à des accès difficiles pour le produit de rinçage ou de nettoyage, ou à des espaces parasites dans lesquels le produit à éliminer peut subsister sous forme de film ou d'amas. D'autre part un rinçage non optimalisé provoque une augmentation de consommation de produit de même qu'une augmentation de la durée nécessaire à un rinçage acceptable.
II est généralement admis que la pompe à engrenage représente le dispositif de dosage le plus fiable et le plus précis, mais qu'elle est aussi le dispositif de dosage le plus difficile à rincer de manière convenable. Une pompe à engrenages du type considéré ici comprend au moins un engrenage menant et un engrenage mené, lesdits engrenages étant portés chacun par un arbre monté sur des paliers disposés dans le corps de la pompe. Ces paliers créent des espaces parasites difficiles à rincer et aptes à conserver du produit de pompage dégradé, cristallisé ou durci. Une manière d'éviter ces espaces parasites consiste à disposer des garnitures d'étanchéité sur chaque palier, soit au minimum quatre garnitures par pompe. Ces garnitures d'étanchéité sont coûteuses, nécessitent généralement un entretien et sont toujours susceptibles de fuir. Le document JP-04041984 décrit une pompe à engrenages dans laquelle les deux engrenages sont guidés par la surface périphérique extérieure des dents en frottement glissant sur une surface périphérique intérieure de la chambre de la pompe. Si les problèmes mentionnés plus haut sont partiellement éliminés par la suppression des arbres support des engrenages, l'engrenage menant de ce dispositif est entraîné en rotation par un arbre qui lui est rigidement fixé. Ceci a pour inconvénient notamment d'imposer la position latérale de l'engrenage menant, ce qui nécessite un élargissement de la chambre de la pompe, d'où des espaces parasites latéraux supplémentaires difficiles à rincer.
Un premier but de l'invention est donc de proposer une pompe de dosage pour produits liquides améliorée relativement aux pompes de dosage connues.
Un autre but de l'invention est de proposer une pompe de dosage dont la rinçabilité est nettement améliorée relativement aux pompes connues.
Encore un autre but est de proposer une pompe de dosage apte à doser un volume de liquide de manière précise.
Ces différents buts sont obtenus par une pompe de dosage pour produits liquides possédant les caractéristiques mentionnées dans la partie caractérisante de la revendication 1 .Des variantes et formes d'exécution particulières sont décrites dans les revendications dépendantes.
Une forme d'exécution préférentielle d'une pompe de dosage pour produits liquides est décrite ci-dessous, cette description étant à considérer en regard du dessin annexé comportant les figures où :
la figure 1 représente une vue latérale selon une première coupe d'une pompe de dosage pour produits liquides selon l'invention, la figure 2 représente la même pompe selon une coupe dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure précédente,
la figure 3 représente schématiquement les éléments constitutifs d'une pompe de dosage.
La figure 1 montre que le corps 1 de la pompe comprend une plaque de fond 10, une plaque intermédiaire 11 et une plaque avant 12, ces trois plaques ayant ici une forme extérieure essentiellement quadrangulaire de dimensions semblables et étant superposées comme on le voit sur la figure. Des moyens de fixation, schématisés en 13, maintiennent ces trois plaques assemblées. Un joint d'étanchéité, non représenté sur la figure, assure l'étanchéité des faces en contact de ces trois plaques.
La plaque intermédiaire 11, vue en élévation à la figure 2, est constitué essentiellement d'une plaque, quadrangulaire selon cette forme d'exécution, comprenant une chambre 110, composée d'au moins deux lobes, aptes à recevoir chacun un engrenage 30, 31 d'un jeu d'engrenages 3. Comme on le voit sur la figure 1, dans la forme d'exécution représentée de la pompe, la chambre 110 traverse complètement la plaque intermédiaire 11. La plaque intermédiaire 11 comprend en outre un canal d'entrée de liquide 111 débouchant dans la chambre 110 ainsi qu'un canal de sortie de liquide 112 sortant de ladite chambre. Les orifices des deux canaux peuvent être disposés chacun sur une paroi latérale de la plaque intermédiaire 11, comme représenté ici, ou alors les canaux 111 et/ou 112 peuvent se prolonger dans l'une ou l'autre des plaques de fond 10 ou avant 12, leurs orifices étant disposés sur une face extérieure de ces plaques.
La pompe comprend en outre un jeu d'engrenages 3 comprenant un engrenage menant 30 et au moins un engrenage mené 31 ainsi que des moyens d'entraînement 4 et des moyens d'étanchéité 5.
Le moyen d'entraînement 4 comprend un moyen motorisé, non représenté sur cette figure, terminé par un arbre d'entraînement 40 traversant un palier 120 aménagé dans la plaque avant 12. Le palier 120 peut être un palier lisse comme représenté ici ou un palier à roulements. L'extrémité 41 de l'arbre 40 est formée de manière à être introduite dans un logement 300 de l'engrenage 30, de forme correspondante, de manière à pouvoir entraîner en rotation ledit engrenage. Dans le cas représenté ici, l'extrémité 41 et le logement 300 ont tous deux une forme en six pans, mais toute autre forme permettant un entraînement en rotation pourrait convenir.
On constate sur la figure que les engrenages 30 et 31 ne sont supportés par aucun arbre, étant uniquement guidés en rotation par la surface périphérique extérieure des dents en contact glissant sur la périphérie intérieure des lobes de la chambre 110. La lubrification des surfaces en mouvement relatif entre elles est assurée par le produit de pompage. L'arbre 40, relié de manière non rigide à l'engrenage menant 30 par son extrémité 41 ne sert qu'à l'entraînement dudit engrenage, sans avoir de fonction de support ou de guidage. L'arbre 40, respectivement son extrémité 41 ne peuvent donc transmettre qu'un couple de rotation à l'engrenage menant 30, à l'exclusion de tout autre effort selon n'importe quelle direction. Les engrenages 30 et 31 n'étant plus guidés latéralement par un arbre, il peuvent se positionner latéralement sous l'effet de la pression du produit de pompage agissant sur leurs faces latérales. On peut donc avoir un espace latéral de chaque côté de chaque engrenage aussi petit que possible, à condition que l'on puisse avoir une lame de produit sous pression assurant le centrage latéral de l'engrenage dans son lobe. De cette manière, on diminue fortement les espaces creux qu'il serait nécessaire de rincer entre deux produits à pomper et on n'a besoin que d'une seule garniture d'étanchéité 5 à monter sur l'arbre 40.
La garniture d'étanchéité 5 peut être constituée de manière connue de bourrages, de joints à lèvres ou, comme représenté ici, d'une garniture mécanique. La garniture mécanique a, relativement aux autres types de garnitures d'étanchéité connus, l'avantage d'offrir la plus faible force de frottement de rotation. De préférence on choisira donc une garniture mécanique, celle-ci comprenant une bague d'étanchéité 50 montée de manière libre autour de l'arbre 40, apte à se déplacer axialement dans un logement 121 aménagé dans le palier 120, étant pressée contre la face avant de l'engrenage 30 par un moyen élastique, par exemple un ressort 51 afin d'assurer mécaniquement l'étanchéité entre la chambre 110 et l'arbre 40. Un joint O-ring 52 fait barrière d'étanchéité statique sur l'arrière de la bague d'étanchéité 50. Des moyens non représentés sur la figure permettent d'empêcher la rotation de la bague d'étanchéité. La construction de la garniture d'étanchéité 5 telle que décrite ici permet de reporter la barrière d'étanchéité le plus près possible de l'extrémité 41 de l'arbre 40, relativement aux constructions connues, contribuant ainsi de manière substantielle à la diminution des espaces creux qu'il est nécessaire de rincer entre deux produits de pompage. Il a été mentionné précédemment que l'engrenage 30 était positionné latéralement par l'équilibre des pressions s'exerçant sur ses deux faces latérales. Vu que la surface de la face latérale de l'engrenage 30 reliée comme décrit à l'arbre 40 est inférieure à la face latérale opposée, l'engrenage 30 aurait tendance à être pressé contre la face interne de la plaque avant 12. Les moyens élastiques 51 seront donc dimensionnés de manière à exercer une force axiale apte à compenser la différence des forces opposée exercées sur les deux faces latérales opposées de l'engrenage 30.
De manière optionnelle, la garniture d'étanchéité 5 décrite ci- dessus est complétée d'une alimentation 53 d'un liquide de barrage en provenance d'un réservoir extérieur 54. Le liquide de barrage remplit la portion du logement 121 disposée du côté du joint O-ring 52 opposé à celui baigné par le liquide de pompage, exerçant ainsi une contre-pression sur ce joint afin d'améliorer son étanchéité. Une fuite de liquide de barrage en direction de la chambre 1 10 ou du liquide de pompage en travers du joint 52 entraîne une variation du niveau de liquide de barrage dans le réservoir 54. En contrôlant ce niveau, il est donc possible de détecter une fuite de liquide au niveau de la garniture d'étanchéité, dans un sens ou dans l'autre. La présence d'un liquide de barrage dans les parties creuses du logement 121 évite en outre une condensation et une cristallisation du liquide de pompage dans ces parties creuses. La pompe de dosage à engrenages telle que décrite ci-dessus est donc optimisée afin d'améliorer de manière substantielle sa rinçabilité en éliminant les espaces creux à rincer entre deux produits différents à pomper, ce qui permet d'économiser du produit ainsi que du temps de rinçage. La construction simplifiée de la pompe, diminuant le nombre de ses composants et ne requérant la présence que d'une seule garniture d'étanchéité diminue d'autant le coût de production ainsi que le risque de fuites et améliore sa fiabilité.
La pompe ci-dessus peut avantageusement être utilisée pour doser un produit à pomper, le volume de produit pompé étant essentiellement proportionnel au nombre de tours des engrenages 30 ou 31. Il est donc possible, en contrôlant ce nombre de tours, d'obtenir une pompe de dosage de précision. Une telle pompe est représentée schématiquement sur la figure 3.
On reconnaît sur cette figure le corps de pompe 1 avec l'engrenage menant 30 entraîné par l'arbre 40 comme décrit précédemment. L'autre extrémité de l'arbre 40 est entraînée par un moteur 41, de préférence un moteur électrique, mais pouvant être aussi un moteur pneumatique, hydraulique ou de n'importe quel type connu, apte à entraîner l'arbre 40. Un réducteur ou une boîte à vitesse 42 peut être disposé sur l'arbre 40 entre le moteur 41 et la pompe. La vitesse de rotation des engrenages 30 et 31 de la pompe, respectivement le volume de liquide pompé, est donc égal ou proportionnel au nombre de tours de rotation de l'arbre 40 ainsi que du moteur 41. Un codeur 43, apte à relever ce nombre de tours peut donc envoyer un signal de commande à une unité de commande 44, par exemple une unité électronique contenant ou non un microprocesseur programmé, apte à enregistrer ce signal et à réguler le procédé de pompage, par exemple couper l'alimentation du moteur 41 lorsque la quantité voulue de produit a été pompée. Le codeur peut être disposé en bout d'arbre sur le moteur 41, comme schématisé par le codeur 43 en position A, sur l'arbre 40, avant ou après l'éventuel réducteur 42, comme schématisé par les positons B et C ou dans la pompe elle-même, comme schématisé par la position D. Le codeur, 43 est de n'importe quel type connu, optique, inductif, capacitif ou autre, apte à relever le nombre de tours du moteur 41, de l'arbre 40 ou d'un engrenage 30 ou 31, selon la position A, B, C ou D où il est placé.
La construction de la pompe de dosage peut être compacte, le moteur 41 étant directement accolé au corps de pompe 1 ou alors la construction peut être plus dispersée, l'arbre 40 étant alors constitué d'un arbre d'entraînement souple. Une telle pompe est avantageusement associée à un bras robotisé de peinture, par exemple pour la peinture de carrosseries de voitures, la pompe y compris son moteur d'entraînement étant logés dans la partie mobile du bras robotisé ou alors, de manière à réduire les masses en mouvement au minimum, le moteur 41 peut être logé dans une portion de socle du bras robotisé alors que le corps de pompe peut être logé dans l'extrémité mobile du bras, les deux élément étant reliés par un arbre 40 souple. Une construction dispersée, avec un arbre d'entraînement 40 souple ou rigide, permet aussi d'obtenir une pompe anti-explosion, le moteur 41 susceptible de produire une étincelle pouvant être éloigné du corps de pompe 1 susceptible de se trouver dans une atmosphère explosive.
Dans chacune des applications possibles d'une telle pompe de dosage, l'incorporation ou non d'un réducteur ou d'une boîte de vitesse 42 ainsi que le positionnement du codeur 43 selon l'une quelconque des positions décrites plus haut, sont déterminés en fonction de l'application considérée.
La construction modulaire décrite permet donc l'utilisation d'une telle pompe de dosage dans de nombreuses applications, peinture, dosage de produits chimiques, alimentaires, pharmaceutiques ou autres.
Les éléments constitutifs du corps de pompe 1 ainsi que les engrenages 3 et la garniture d'étanchéité 5 sont réalisés en des matériaux essentiellement compatibles avec les produits pompés, ces matériaux pouvant être des métaux ou alliages, par exemple de l'acier inoxydable, des matériaux synthétiques ou des céramiques, ces matériaux pouvant être revêtus ou non d'une couche de protection. Il n'est pas nécessaire que les divers éléments composant la pompe soient constitués du même matériau.
Diverses variantes d'exécution peuvent être envisagées pour la construction d'une pompe de dosage à engrenages selon l'invention. La pompe a été décrite comme comprenant un engrenage menant et un engrenage mené ; elle pourrait tout aussi bien comprendre une pluralité d'engrenages menés disposés sur la périphérie d'un engrenage menant. La chambre du corps de pompe comprendra donc le nombre de lobes requis pour accueillir chacun un engrenage. Le corps de pompe a été décrit comme constitué de trois plaques assemblées, ceci pour des raisons de facilité d'usinage de la chambre 110 de la plaque intermédiaire. Il serait aussi possible que la plaque intermédiaire 11 soit constituée en une seule pièce avec soit la plaque de fond 10, soit la plaque avant 12. De même, le corps de pompe 1 a été décrit comme étant de forme quadrangulaire, il pourrait en fait avoir n'importe quelle forme apte à contenir une chambre de pompage comme décrite. D'autre part, la pompe de dosage a été décrite comme comprenant notamment un moteur électrique et un codeur. Ces deux éléments pourraient être remplacés par un moteur pas à pas, le nombre de pas à effectuer étant déterminé par le volume de produit à pomper.

Claims

Revendications
1. Pompe de dosage à engrenages comprenant un corps de pompe (1) comprenant une chambre (110) constituée d'au moins deux lobes cylindriques sécants, un premier lobe recevant un engrenage menant (30), au moins un deuxième lobe recevant un engrenage mené (31), lesdits engrenages étant supportés uniquement par leur périphérie extérieure en appui sur la surface périphérique intérieure de chaque lobe,
caractérisée en ce que
l'engrenage menant (30) est entraîné en rotation par un arbre d'entraînement (40) dont l'extrémité (41) est introduite dans un logement axial (300) dudit engrenage menant, la forme de ladite extrémité d'arbre (41) coopérant avec la forme dudit logement axial pour fournir un couple d'entraînement audit engrenage menant (30), l'arbre d'entraînement (40) n'offrant aucun moyen de support ou de guidage radial ou axial à l'engrenage menant (30).
2. Pompe de dosage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une garniture d'étanchéité (5) montée sur l'arbre d'entraînement (40), ladite garniture d'étanchéité étant positionnée sur la face d'une plaque avant (12) du corps de pompe, tournée vers l'engrenage menant (30), à proximité immédiate de l'extrémité (41) dudit arbre.
3. Pompe de dosage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la garniture d'étanchéité (5) est composée d'une garniture mécanique comportant une douille (50) disposée dans un logement (121) coaxial à l'arbre d'entraînement (40), ladite douille étant pressée par des moyens élastiques (51) contre une portion de paroi latérale de l'engrenage menant (30), ladite garniture d'étanchéité comprenant des moyens aptes à empêcher la rotation de la douille (50),ladite douille supportant un joint torique (52) assurant l'étanchéité dudit logement coaxial (121).
4. Pompe de dosage selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens élastiques (51) sont dimensionnés de manière à exercer une force axiale sur l'engrenage menant (30) transmise par la douille (50), apte à contrebalancer la force axiale de sens inverse due à la différence des surfaces latérales de l'engrenage menant (30) sur lesquelles s'exerce la pression du produit de pompage.
5. Pompe de dosage selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une alimentation (53) d'un liquide de barrage débouchant dans ledit logement coaxial (121) du côté du joint torique (52) opposé à celui tourné vers l'engrenage menant (30).
6. Pompe de dosage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est associée à un dispositif de codage (43) apte à fournir un signal (430) proportionnel au nombre de tours effectués par l'un des engrenages (30,31) de la pompe.
7. Pompe de dosage selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit signal (430) est envoyé à une unité de commande (44) apte à réguler le procédé de pompage selon le signal reçu.
8. Pompe de dosage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est associée à un moteur (41) apte à entraîner en rotation ledit arbre d'entraînement (40).
9. Pompe de dosage selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'arbre d'entraînement (40) est un arbre souple.
10. Pompe de dosage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est associée à un bras robotisé comprenant notamment une portion de socle fixe et un bras mobile.
11. Pompe de dosage selon la revendication 10, caractérisée en ce que le corps de pompe (1) ainsi que le moteur (41) sont montés sur ledit bras mobile du bras robotisé.
12. Pompe de dosage selon la revendication 10, caractérisée en ce que le corps de la pompe (1) est monté sur le bras mobile alors que le moteur (41) est monté sur la portion de socle du bras robotisé.
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