EP2674622B1

EP2674622B1 - Pompe hydraulique à pistons axiaux pouvant fonctionner dans les deux sens

Info

Publication number: EP2674622B1
Application number: EP13170973.5A
Authority: EP
Inventors: Louis-Claude Porel
Original assignee: Hydro Leduc SAS
Current assignee: Hydro Leduc SAS
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2033-06-07
Also published as: US20130336815A1; EP2674622A2; FR2992034B1; FR2992034A1; EP2674622A3

Description

La présente invention est relative à une pompe hydraulique à pistons axiaux, notamment de faible ou très faible cylindrée, pouvant fonctionner dans les deux sens de rotation de façon à pouvoir actionner un récepteur hydraulique dans un sens ou dans l'autre.
Il s'avère nécessaire de pouvoir actionner, par exemple dans un tube de forage pétrolier, un vérin hydraulique à double effet et cela sans avoir à disposer un distributeur dans le circuit hydraulique et/ou tout en logeant la pompe dans un volume très faible.
Pour cela, il est avantageux d'employer la technologie des pompes à plateau biais et pistons axiaux.
Les pompes hydrauliques à plateau incliné, ou plateau biais, actionnant des pistons axiaux sont connues depuis fort longtemps.
En particulier il est connu d'employer des pistons creux, qui prennent appui sur un plateau biais par l'intermédiaire de patins de glissement au travers desquels chaque piston est alimenté en liquide , lorsque son patin de glissement passe sur un sillon arqué, appelé lunule, gravé sur la face du plateau biais ; le refoulement du liquide ainsi aspiré à l'intérieur du piston creux se faisant par un clapet anti-retour disposé à l'extrémité du cylindre dans lequel coulisse le piston.
Il est connu d'employer pour ce genre de pompe ce que l'on appelle une distribution par glace, les pistons étant portés par un barillet entrainé en rotation, la face arrière dudit barillet étant appliquée par un ressort contre une glace, constituée par un disque muni de perçages arqués.
Il s'avère cependant que cette technique, largement utilisée par le demandeur n'est pas utilisable pour des pompes de cylindrée inférieure à 4 à 5 cm³, parce que, dans ce cas, pour éviter que la pression de refoulement ne sépare la face arrière du barillet de la glace de distribution, il faut donner auxdites lunules une section tellement faible qu'il est, dans la pratique, impossible de les usiner. De plus, la très petite taille des lunules condamne la pompe à avoir une aspiration très réduite, ce qui n'est pas forcément compatible avec l'application souhaitée de la pompe.
Le document FR 1 162 272 divulgue les charactéristiques de la préamble de la revendication 1.
La présente intervention concerne une pompe à pistons axiaux pouvant fournir un débit dans les deux sens de rotation et convenant pour des très faibles cylindrées, la cylindrée de cette pompe pouvant être de l'ordre de de 40 mm³ et même moins.
Selon la présente invention la pompe est caractérisée par le fait qu'elle comporte un carter, un arbre d'entrainement commun monté rotatif par rapport au carter, deux plateaux biais portés par l'arbre d'entrainement commun, ces deux plateaux biais étant symétriques et opposés et comportant chacun une lunule d'alimentation, un piston creux respectif prenant appui sur chaque plateau biais par l'intermédiaire d'un patin de glissement et apte à coulisser dans un cylindre respectif lié au carter, la lunule du plateau biais étant à chaque fois disposée de manière à passer sur le piston creux pendant une phase d'aspiration du piston creux, chaque cylindre étant muni d'un clapet anti-retour du côté refoulement; de telle sorte que seul-un des deux plateaux biais fournisse un débit lorsque l'arbre d'entraînement tourne dans un sens, l'autre plateau biais fournissant un débit lorsque l'arbre tourne dans l'autre sens, ce qui permet de réaliser une pompe de très faible cylindrée délivrant un débit sur l'un des deux orifices de refoulement de la pompe et cela en fonction du sens de la rotation de la pompe.
De préférence la pompe comporte deux orifices distincts de refoulement, un pour chaque débit, ainsi que un clapet anti-retour par piston de pompe.
Selon un mode de réalisation, la pompe hydraulique comporte deux orifices de refoulement, l'un refoulant le liquide mis en pression par l'un des plateaux biais, l'autre refoulant le liquide mis en pression par l'autre plateau biais ; l'alimentation en liquide se faisant soit par un orifice d'alimentation débouchant dans le volume où oscille l'un ou l'autre des plateaux biais, soit à travers les roulements portant lesdits plateaux biais.
Afin de faciliter la compréhension de la présente invention on a représenté aux dessins annexés :

Figure 1 une vue en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation d'une pompe d'une cylindrée par exemple inférieure à 40 mm³ pouvant débiter selon le sens de rotation de la pompe.
Figure 2 une vue en plan du premier plateau biais de la pompe de la figure 1 avec une lunule gravée pour tourner dans le sens horaire.
Figure 3 une vue en plan du deuxième plateau biais de la pompe de la figure 1 avec une lunule gravée pour tourner dans le sens inverse horaire.
Les figures 1 à 3 illustrent un mode de réalisation de l'invention, destiné notamment à des pompes de très faibles cylindrées.

En se reportant à ces figures, on voit que l'arbre d'entrainement 100 porte deux plateaux biais 101 et 102 qui sont symétriques et de pentes opposées, chacun comportant une seule lunule 106 et 107, qui sont dans des positions diamétralement opposées. Des pistons 103 sont maintenus en appui contre le plateau biais 101 par des ressorts 104 par l'intermédiaire de patins de glissement 105. De façon analogue, des pistons 103 sont maintenus en appui contre le plateau 102 par des ressorts 104 et par l'intermédiaire des patins de glissement 105. Le plateau 101 tourne dans une chambre 112 remplie de liquide hydraulique et le plateau 102 tourne dans une chambre analogue 113. Le liquide refoulé sous pression par l'effet des pistons actionnés par le plateau 101 traverse le clapet anti-retour 108 et sort par l'orifice 110. De façon analogue, le liquide refoulé sous pression par l'effet du plateau 102 traverse le clapet anti-retour 109 et sort par l'orifice 111.
Il en résulte que lorsque l'arbre 100 tourne dans le sens horaire c'est le plateau 101 qui débite (fig 2) et lorsque l'arbre 100 tourne dans le sens inverse horaire c'est le plateau 102 qui débite (fig 3).
Il est ainsi possible d'avoir une pompe de très faible cylindrée pouvant refouler selon le sens de rotation de la pompe.
En service, la pompe est destinée à être immergée dans un réservoir de liquide hydraulique, par exemple au sein d'un tube de forage pétrolier. Les chambres 112 et 113 se remplissent de liquide hydraulique soit par des perçages non représentés du carter de pompe débouchant dans ces chambres, soit à travers les roulements portant l'arbre 100.
L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » pour un élément n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

Pompe hydraulique tournant dans les deux sens, comportant un carter, un arbre d'entrainement commun monté rotatif par rapport au carter, deux plateaux biais (101,102) portés par l'arbre d'entrainement commun (100), ces deux plateaux biais (101,102) étant symétriques et opposés, un piston creux respectif (103) prenant appui sur chaque plateau biais et apte à coulisser dans un cylindre respectif lié au carter, chaque cylindre étant muni d'un clapet anti-retour (108) du côté refoulement;
caractérisée par le fait que
ces deux plateaux biais comportent chacun une lunule d'alimentation (106,107);
les pistons creux respectifs (103) prennent appui sur chaque plateau biais par l'intermédiaire d'un patin de glissement;
la lunule du plateau biais est à chaque fois disposée de manière à passer sur le piston creux pendant une phase d'aspiration du piston creux;
les clapets anti-retour sont de telle sorte que seul un des deux plateaux biais fournisse un débit lorsque l'arbre d'entrainement (100) tourne dans un sens, l'autre plateau biais fournissant un débit lorsque l'arbre (100) tourne dans l'autre sens.
Pompe hydraulique selon la revendication 1 comportant deux orifices de refoulement (110,111), l'un (110) refoulant le liquide mis en pression par l'un (101) des plateaux biais, l'autre (111) refoulant le liquide mis en pression par l'autre plateau biais (102) et cela en fonction du sens de rotation de l'arbre (100).
Pompe hydraulique selon l'une des revendications 1 et 2 comportant au moins un orifice d'alimentation débouchant dans au moins une des chambres (112, 113) dans lesquelles oscillent les plateaux biais (101, 102).
Pompe hydraulique selon l'une des revendications 1 et 2 dans laquelle le liquide d'alimentation passe au travers de l'un ou de l'autre des roulements portant l'arbre (100) qui porte les plateaux biais (101, 102).