FR2523656A1

FR2523656A1 - Pompe rotative a membrane

Info

Publication number: FR2523656A1
Application number: FR8204611A
Authority: FR
Inventors: Francis Forrat
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1982-03-18
Filing date: 1982-03-18
Publication date: 1983-09-23
Also published as: FR2523656B1

Abstract

LA PRESENTE INVENTION SE RAPPORTE AUX POMPES A VIS A MEMBRANE. LA POMPE SELON L'INVENTION, DU TYPE COMPRENANT UN ROTOR HELICOIDAL 3 MONTE TOURNANT A L'INTERIEUR D'UN STATOR CREUX 2 AVEC LEQUEL IL COOPERE PAR DES FILETS HELICOIDAUX DE SORTE QU'ILS RESTENT EN CONTACT L'UN AVEC L'AUTRE LE LONG D'AU MOINS UNE LIGNE DE CONTACT 24, LE ROTOR ETANT ENVELOPPE DANS UNE MEMBRANE SOUPLE 16 FIXEE AU STATOR 2, SE CARACTERISE EN CE QUE LA MEMBRANE 16 COMPORTE DES MOYENS 28 PERMETTANT DE LA FIXER AU STATOR 2 LE LONG DE LA LIGNE DE CONTACT 24. APPLICATION AU POMPAGE DE LIQUIDES CORROSIFS.

Description

La présente invention se rapporte aux pompes rotatives à membrane.

Plus précisément, elle a pour objet une pompe rotative du type comprenant un rotor hélicoïdal monté tournant à l'intérieur d'un stator creux pour définir au moins une chambre à volume constant se déplaçant le long de l'axe du rotor entre un orifice d'entrée et un orifice de sortie formés dans le stator. Dans une telle pompe, encore appelée pompe à vis, le rotor peut être avantageusement enveloppé dans une membrane souple fixée au stator, un lubrifiant tel que de l'huile étant disposé dans l'espace défini entre la membrane et le rotor.Grâce à cette disposition, les pompes rotatives de ce type présentent un rendement sensiblement amélioré et un couple de démarrage à sec réduit, ce qui permet d'éliminer tout risque de grippage : en effet, le film de lubrifiant qui se trouve entre le rotor et la membrane fixée au stator réduit le frottement entre ces deux organes à une valeur minimale, et la membrane supprime tout contact direct entre le rotor et le stator.

De plus, la membrane protège le rotor contre l'action du fluide à pomper qui peut être un liquide corrosif.

Cependant, de telles pompes présentent encore certains inconvénients. En effet, les membranes se détériorent rapidement lorsqu'on les fait travailler en haute pression : cette détérioration est un pincement résultant d'une torsion anormale dans le sens de la rotation de la vis. Ce pincement peut provoquer une coupure, ce qui rend l'exploitation de l'appareil particulièrement coûteuse à cause des changements fréquents de membrane.

La présente invention a justement pour objet d'éviter cet inconvénient en empêchant le pince ment de la membrane.

Selon la principale caractéristique de la pompe rotative objet de l'invention, celle-ci, du type comportant un rotor hélicoidal monté tournant i l'intérieur d'un stator creux avec lequel il coopere par des filets hélicoidaux de sorte qu'ils restent en contact l'un avec l'autre le long d'au moins une ligne de contact, ledit rotor étant enveloppé dans une membrane souple dont les extrémités sont fixées au stator, se caractérise en ce que la membrane comporte des moyens permettant de la fixer au stator le long de la ligne de contact.

Selon un premier mode de réalisation, lesdits moyens de fixation comprennent une nervure faisant saillie sur la face externe de la membrane le long de la ligne de contact et maintenue dans une gorge de dimensions correspondantes ménagée sur la face interne du stator.

Selon un autre mode de réalisation, ces moyens de fixation comprennent des tétons répartis le long de la ligne de contact, chaque téton étant maintenu dans un trou de dimensions correspondantes ménagé sur la face interne du stator.

Suivant les cas, les nervures ou les tétons peuvent être répartis sur deux lignes de contact qui se trouvent diamétralement opposées dans toute section droite de la pompe ou sur trois lignes de o contact décalées de 120 les unes par rapport aux autres dans toute section droite de la pompe.

L'invention apparaîtra mieux a la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une
pompe à vis à membrane selon l'invention - la figure 2 est une vue schématique en perspective
d'une telle pompe montrant la membrane équipée de
nervures dans le cas où il y a deux lignes de con
tact entre le rotor et le stator - la figure 3 est une vue semblable à la figure 2
montrant la membrane équipée de tétons ; et - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3
montrant la membrane équipée soit de nervures, soit
de tétons dans le cas où il y a trois lignes de
contact entre le rotor et le stator.

Sur la vue en coupe de la figure 1, on voit une pompe conforme à l'invention, portant la référence générale 1, et qui se compose d'un stator 2 à l'intérieur duquel est monté un rotor hélicoidal 3.

Ce dernier est entrarné.par un moteur 4 par l'intermédiaire d'un accouplement élastique 6. Dans l'exemple représenté ici, le stator 2, qui peut être réalisé en un matériau élastomère tel que du caoutchouc, est traversé longitudinalement par un passage héli cotidal 8 dans lequel tourne le rotor 3.

Le passage hélicoidal 8 comporte deux filets et le rotor 3 un seul, le pas du filet du passage hélicoïdal 8 étant le double de celui du filet du rotor : ainsi, la rotation de ce dernier à l'intérieur du stator 2 provoque le déplacement d'au moins une chambre à volume constant 10 contenant le fluide à pomper qui est introduit par un orifice d'entrée 12 et évacué par un orifice de sortie 14. Sur la figure, on voit encore une membrane souple 16 en forme de tuyau cylindrique de section circulaire dont les deux extrémités 18 et 20 sont fixées au stator de façon à envelopper le rotor tandis que l'espace compris entre celui-ci et la membrane 16 est entièrement rempli de lubrifiant. La chambre à volume constant 10 se trouve ainsi définie entre la membrane 16 et le stator 2.

Dans le cas particulier représenté ici, le rotor 3 est équipé d'un excentrique 22, de sorte que l'axe du rotor est décalé par rapport à l'axe du stator qui est lui-même confondu avec celui du moteur 4.

Ainsi, la rotation du moteur 4 entraîne la rotation en sens inverse du rotor 3 par suite de la coopération du rotor avec le stator. La configuration des filets du rotor et du stator fait qu'au cours de ce mouvement, il y a toujours contact entre ces deux éléments le long de lignes de contact telles que 24 et 26, représentées respectivement en traits interrompus et en traits mixtes sur la figure, qui correspondent aux sommets des filets du stator.

C'est le long de ces lignes de contact qu'il risque d'y avoir pincement de la membrane au cours de la rotation du rotor à l'intérieur du stator. Afin d'éviter le glissement de la membrane par rapport au stator le long de ces lignes, il est prévu des moyens de fixation tels que par exemple des nervures 28, visibles sur la figure 1.

La forme de celles-ci apparaît plus nettement sur la vue en perspective de la figure 2 où l'on voit la membrane 16 montée à l'intérieur du stator.

Dans le cas particulier des figures 1 et 2, où le stator comprend deux filets hélicoidaux, le contact entre le rotor et le stator se fait suivant les deux lignes de contact 24 et 26 seulement. On voit sur la figure les deux nervures 28 et 28a qui équipent la membrane; 16, le tracé de ces nervures étant confondu avec celui de lignes 24 et 26. Pour maintenir ces nervures dans le stator, on réalise à l'intérieur de celui-ci et le long des lignes de contact 24 et 26 des gorges de dimensions légèrement supérieures à celles des nervures 28 et 28a.

La figure 2 représente la pompe dans le cas où le rotor n'est pas monté à l'intérieur de la membrane : c'est pourquoi le contact entre celle-ci et la face interne du stator se fait en deux points seulement correspondant aux nervures 28 et 28a.

Si le rotor était en place, le contact se ferait sur une zone plus vaste et la membrane oscillerait entre une position supérieure correspondant au trait mixte 16a prolongé par la partie en trait plein située au- dessus des nervures 28 et 28a et une position inférieure correspondant au trait mixte 16b et à la partie en trait plein située au-dessus des nervures 28 et 28a.

Cependant, dans certains cas, la réalisation de ces gorges peut présenter quelques difficultés et il est plus aisé d'équiper la membrane de tétons répartis de place en place le long des lignes de contact, comme illustré sur la figure 3.

Sur cette dernière, on voit encore la membrane 16 à l'intérieur du stator 2, le contact se faisant le long de deux lignes 24 et 26. On voit que la membrane 16 est équipée sur sa face externe de tétons tels que 30 et 32 situés sur les lignes de contact 24 et 26 respectivement. Les tétons 30 et 32 sont maintenus à l'intérieur de trous 34 et 36, ménagés dans l'épaisseur du stator 2. Ceux-ci peuvent aisément être percés depuis l'extérieur du stator puis rebouchés, par exemple par collage-, une fois que la membrane 16 est mise en place. Dans le cas représenté ici, le contact entre le rotor et le stator se fait encore suivant les deux lignes 24 et 26 seulement, ces dernières se trouvant toujours diamétralement opposées dans une section droite quelconque du stator 2.On peut par exemple prévoir de mettre les tétons alternativement suivant un axe horizontal comme les tétons 38 et 40 sur l'axe 41, ou sur un axe vertical, comme les tétons 42 et 44 sur l'axe 43.

La figure 4 illustre une variante dans laquelle le stator 2 comporte trois filets hélicoidaux, de sorte que le contact avec le rotor se fait suivant trois lignes de contact 25, 27 et 29. Là encore, pour plus de clarté, on a représenté la membrane 16 dans le cas où le rotor n'est pas monté à l'intérieur de celle-ci. Dans ce cas, la membrane 16 peut être équipée de trois nervures 31, 31a et 31b, comme indiqué sur la partie gauche de la figure, ou de tétons le long des lignes de contact 25, 27 et 29, les tétons étant disposés dans des sections droites, comme les tétons 35, 37 et 39 visibles au centre de la figure.Comme les trois filets internes du stator sont décalés de 120 degrés les uns par rapport aux autres dans toute section droite du stator, les nervures 31, 3laet31h, de même que les tétons 35, 37 et 39 situés dans une même section droite, sont décalés de 120 degrés les uns par rapport aux autres.

Les pompes à vis à membrane selon l'invention présentent des avantages intéressants puisque le fait d'avoir des nervures ou des tétons qui immobilisent la membrane par rapport au stator le long des lignes de contact entre celui-ci et le rotor empêche les pincements qui pourraient entraîner une coupure ou une déchirure de la membrane, augmentant la durée de vie de celle-ci et réduisant notablement le coût d'exploitation de l'appareil.

Enfin, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation décrit ici, mais qu'elle en couvre au contraire toutes les variantes. En particulier, le nombre de lignes de contact entre le rotor et le stator peut être quelconque suivant la disposition des filets hélicoldaux de l'un et de l'autre, et l'on peut remplacer les nervures et les tétons par tout moyen de fixation équivalent.

Claims

REVENDICATIONS

1. Pompe du type comportant un rotor héli cotidal (3) monté tournant à l'intérieur d'un stator creux (2) avec lequel il coopère par des filets hélicoidaux de sorte qu'ils restent en contact l'un avec l'autre le long d'au moins une ligne de contact (24), ledit rotor (3) étant enveloppé dans une membrane souple (16) dont les extrémités (18, 20) sont fixées au stator (2), caractérisée en ce que la membrane tel6) comporte des moyens permettant de la fixer au stator (2) le long de la ligne de contact t24).

2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation comprennent une nervure (28) faisant saillie sur la face externe de la membrane (16) le long de la ligne de contact (24) et maintenue dans une gorge de dimensions correspondantes ménagée sur la face interne du stator (2).

3. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation comprennent des tétons (30,40) répartis le long de la ligne de contact (24), chaque téton (30) étant maintenu dans un trou (34) de dimensions correspondantes ménagé sur la face interne du stator (2).

4. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens d'immobilisation se trouvent sur deux lignes de contact (24, 26), ces dernières étant diamétralement opposées dans toute section droite de la pompe.

5. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisée en ce que lesdits moyens d'immobilisation se trouvent sur trois lignes de contact (25, 27, 29), ces dernières étant décalées de 120 degrés les unes par rapport aux autres dans toute section droite de la pompe.