FR2695965A1

FR2695965A1 - Reciprocating pump for industrial liquids with security seals on piston rods - has bellows seals separating pump working chamber from driving piston space

Info

Publication number: FR2695965A1
Application number: FR9211312A
Authority: FR
Inventors: Delcambre Michel; Houet Claude; Passa Rene
Original assignee: KREMLIN
Current assignee: KREMLIN
Priority date: 1992-09-23
Filing date: 1992-09-23
Publication date: 1994-03-25
Anticipated expiration: 2012-09-23
Also published as: FR2695965B1

Abstract

The piston in the chamber (1) drives the piston rods (3, 3') in reciprocation, causing the rods (3, 3') to move the pump pistons (2,2') with seals (9,9') to and fro in their cylinders. Each pump cylinder is connected to an inlet port (5,5') and a discharge port (7,7'). On the suction stroke, the piston rod pulls a piston inwards, and liquid passes through the crown of the pump piston, ready for discharge. On the discharge stroke, the piston rod closes the ball valve (6, 6') and drives the liquid through the non return valve (8,8'). The piston rods work in conventional seals (10,10'), and have flexible seals (11, 11') made of a suitable material fixed securely to the piston rods at one end and at the other to be end of the pump working chamber. USE/ADVANTAGE - Used in air or steam driven pumps handling abrasive or corrosive liquids, with the advantage of protecting the piston rods and seals from damage.

Description

La présente invention concerne le domaine des pompes à mouvement longitudinal alternatif. The present invention relates to the field of pumps with reciprocating longitudinal movement.

De nombreux mode les de pompes destinées à transvaser des produits chimiquement, mecaniquement agressifs, des produits visqueux, sont connus. Ce type de pompes, à mouvement longitudinal alternatif comporte classiquement une ou plusieurs cavités, munies chacune d'un orifice d'entrée, d'un orifice de sortie, d'un clapet d'aspiration, d'un clapet de refoulement et d'un piston en liaison étanche avec les parois internes de ces cavités, ce piston étant mû par un moteur par l'intermédiaire d'une tige de piston en liaison étanche avec ce moteur. Il peut s'agir de pompes à simple ou double effet, dont la tige de piston peut être ou ne pas être en contact avec le produit à pomper. Many modes of pumps intended for transferring chemically, mechanically aggressive products, viscous products, are known. This type of pump, with reciprocating longitudinal movement conventionally comprises one or more cavities, each provided with an inlet port, an outlet port, a suction valve, a discharge valve and a piston in tight connection with the internal walls of these cavities, this piston being driven by a motor by means of a piston rod in tight connection with this motor. They may be single or double acting pumps, the piston rod of which may or may not be in contact with the product to be pumped.

Il peut ainsi résulter rapidement de l'usure des moyens d'étanchéité dits haute-pression isolant le piston des parois internes des cavités, une fuite de produit dans la chambre de la cavité où se trouve la tige de piston, dans les configurations de pompe dans lesquelles la tige de piston n'est pas en contact avec le produit à pomper. Dans ce cas, et dans les configurations de pompe où il y a contact, en ordre de marche, de la tige de piston et du produit, le problème crucial des fuites de produit à pomper à partir de la tige de piston vers l'élément moteur se pose. Il s'avère d'autre part que les moyens d'étanchéité classiques tels que Joints isolant la tige de piston de l'élément moteur n'apportent pas le plus souvent une solution suffisante à ce problème. It can thus quickly result from the wear of the so-called high-pressure sealing means isolating the piston from the internal walls of the cavities, a leak of product in the chamber of the cavity where the piston rod is located, in the pump configurations. in which the piston rod is not in contact with the product to be pumped. In this case, and in pump configurations where there is contact, in working order, of the piston rod and of the product, the crucial problem of leakage of product to be pumped from the piston rod to the element engine arises. It also turns out that conventional sealing means such as seals insulating the piston rod from the driving element do not usually provide a sufficient solution to this problem.

La présente invention a précisément pour résultat d'éviter de telles fuites de produits de la tige de piston vers l'élément moteur. The present invention precisely results in avoiding such leakage of products from the piston rod to the motor element.

Selon la présente invention, ce résultat est atteint par une pompe à mouvement longitudinal alternatif comportant une ou plusieurs cavités, munies chacune d'un orifice d'entrée associé à un clapet d'aspiration, d'un orifice de sortie associé à un clapet de refoulement, d'un piston mû par un moteur au moyen d'une tige de piston, de premiers moyens d'étanchéité entre le piston et les parois internes de la cavité et de seconds moyens d'étanchéité entre la tige de piston et la paroi d'extrémité de la cavité située du côté du moteur, caractérisée en ce que les dits seconds moyens d'étanchéité consistent en un soufflet disposé autour d'une ou de chacune de plusieurs tiges de pistons, fixé à une première extrémité de façon solidaire de la tige de piston, et fixé à l'autre extrémité de façon solidaire de ladite paroi d'extrémité de la cavité constituant un isolement étanche de la cavité par rapport au moteur. According to the present invention, this result is achieved by a reciprocating longitudinal movement pump comprising one or more cavities, each provided with an inlet orifice associated with a suction valve, with an outlet orifice associated with a check valve. delivery of a piston driven by a motor by means of a piston rod, first sealing means between the piston and the internal walls of the cavity and second sealing means between the piston rod and the wall end of the cavity located on the motor side, characterized in that the said second sealing means consist of a bellows disposed around one or each of several piston rods, fixed to a first end in a manner integral with the piston rod, and fixed to the other end integrally with said end wall of the cavity constituting a sealed isolation of the cavity from the motor.

Dans la mise en oeuvre d'une telle pompe selon l'invention, le produit ne circule plus qu'entre le réservoir d'alimentation relié au circuit d'aspiration, la cavité de la pompe et le circuit de refoulement, sans aucune possibilité de fuite vers l'extérieur, et en particulier vers l'élément moteur. Ainsi, la présence du soufflet selon l'invention rend superflue la mise en oeuvre d'un Joint d'étanchéité classique entre la tige de piston et la paroi d'extrémité de la cavité située du côté du moteur, dans ladite paroi d'extrémité. In the implementation of such a pump according to the invention, the product only circulates between the supply tank connected to the suction circuit, the cavity of the pump and the delivery circuit, without any possibility of leakage towards the outside, and in particular towards the motor element. Thus, the presence of the bellows according to the invention makes it unnecessary to use a conventional seal between the piston rod and the end wall of the cavity located on the side of the engine, in said end wall. .

Cependant, rien n'empêche d'associer un tel Joint au présent soufflet. However, nothing prevents associating such a seal with the present bellows.

D'autre part, il est indispensable que le ou les soufflets soient constitués, comme les autres moyens d'étanchéité de la pompe, d'un matériau résistant mécaniquement et chimiquement au produit à pomper, dans des conditions de pression élevée, et sur des durées importantes. En effet, ces produits à pomper consistent essentiellement, mais pas exclusivement, en peintures et vernis à solvants, peintures à l'eau, céramiques et émaux liquides, produits chargés et abrasifs, produits visqueux. On the other hand, it is essential that the bellows or bellows be made, like the other sealing means of the pump, of a material resistant mechanically and chemically to the product to be pumped, under conditions of high pressure, and on important durations. In fact, these products to be pumped consist essentially, but not exclusively, of solvent-based paints and varnishes, water-based paints, ceramics and liquid enamels, loaded and abrasive products, viscous products.

Une autre caractéristique de l'invention est par conséquent que le ou les soufflets sont constitués, comme les autres moyens d'étanchéité de la pompe, de polyéthylène à haut poids moléculaire et/ou de polytétrafluoroéthylène chargé ou non et/ou de polyuréthanne lorsque le produit à pomper ne contient pas de solvants et/ou de métal à condition, en ce qui concerne le ou les soufflets, que la course du piston soit réduite. Another characteristic of the invention is therefore that the bellows or bellows are made, like the other sealing means of the pump, of high molecular weight polyethylene and / or of polytetrafluoroethylene whether or not charged and / or of polyurethane when the product to be pumped does not contain solvents and / or metal provided, as far as the bellows are concerned, that the piston stroke is reduced.

Bien que la pompe selon l'invention puisse présenter des configurations variées, une pompe à axe horizontal, moteur à air central, double effet et quatre clapets, dont les deux pistons comportent chacun un simple joint haute-pression, est particulièrement appropriée. Although the pump according to the invention can have various configurations, a pump with a horizontal axis, central air motor, double effect and four valves, the two pistons of which each have a single high pressure seal, is particularly suitable.

Une telle pompe constitue précisément l'exemple de mise en oeuvre de l'invention décrit maintenant en regard de la figure annexée, qui est un schéma de principe vu en coupe. Les termes droite et gauche utilisés ci-dessous doivent se comprendre relativement à cette figure. Such a pump constitutes precisely the example of implementation of the invention now described with reference to the appended figure, which is a block diagram seen in section. The terms right and left used below should be understood in relation to this figure.

Un moteur à air central 1 entraîne simultanément deux pistons 2 et 2' situés respectivement à sa droite et à sa gauche, alternativement de gauche à droite puis de droite à gauche, par l'intermédiaire de deux tiges de pistons 3 et 3'. Les deux pistons 2 et 2' sont placés dans deux cavités 4 et 4' isolées l'une de l'autre, munies - de conduites d'entrée 5 et 5' reliees à deux réservoirs de produits séparés ou à un réservoir commun non représentés sur la figure, ces conduites 5 et 5' étant de surcroît respectivement associées à des clapets d'aspiration 6 et 6', montés en l'occurrence à l'intérieur des pistons 2 et 2', et - de conduites de sortie 7 et 7' sur lesquelles sont directement disposés des clapets de refoulement 8 et 8'. A central air motor 1 simultaneously drives two pistons 2 and 2 'located respectively to its right and to its left, alternately from left to right then from right to left, by means of two piston rods 3 and 3'. The two pistons 2 and 2 'are placed in two cavities 4 and 4' isolated from each other, provided with - inlet pipes 5 and 5 'connected to two separate product tanks or to a common tank not shown in the figure, these pipes 5 and 5 'being additionally respectively associated with suction valves 6 and 6', in this case mounted inside the pistons 2 and 2 ', and - outlet pipes 7 and 7 'on which are directly disposed discharge valves 8 and 8'.

Des Joints haute-pression 9 et 9' assurent l'étanchéité entre les pistons 2 et 2' et les parois cylindriques internes des cavités 4 et 4'. D'autres moyens d'étanchéité 10 et 10' peuvent être placés de manière classique entre les tiges 3, 3' et les parois d'extrémité des cavités 4 et 4' situées du côté du moteur 1, dans lesdites parois d'extrémité, assurant l'étanchéité entre les tiges 3, 3' et le moteur 1
Enfin, les soufflets 11 et 11' sont montés en liaison étanche avec les tiges 3 et 3' à une extrémité, et fixés à l'autre extrémité de telle manière qu'une communication entre le volume interne des soufflets 11 et 11' et l'air ambiant soit prévue, notamment au moyen d'ouvertures pratiquées sur une partie des parois cylindriques des cavités 4 et 4', au voisinage desdites parois d'extrémité des cavités 4 et 4', des Joints étanches 12 et 12' étant alors fixés sur la partie non ouverte desdites parois cylindriques au voisinage desdites parois d'extrémité. Une telle communication avec l'air ambiant permet à la fois d'éviter des variations de pressions dans le volume interne des soufflets i1 et 11', et de voir apparaître une fuite de produit vers l'extérieur lorsqu'un soufflet est détérioré.High pressure seals 9 and 9 'ensure the seal between the pistons 2 and 2' and the internal cylindrical walls of the cavities 4 and 4 '. Other sealing means 10 and 10 ′ can be placed in a conventional manner between the rods 3, 3 ′ and the end walls of the cavities 4 and 4 ′ located on the side of the motor 1, in said end walls, sealing between the rods 3, 3 'and the motor 1
Finally, the bellows 11 and 11 'are mounted in leaktight connection with the rods 3 and 3' at one end, and fixed at the other end so that communication between the internal volume of the bellows 11 and 11 'and the ambient air is provided, in particular by means of openings made on part of the cylindrical walls of the cavities 4 and 4 ', in the vicinity of the said end walls of the cavities 4 and 4', watertight seals 12 and 12 'then being fixed on the unopened part of said cylindrical walls in the vicinity of said end walls. Such communication with the ambient air makes it possible both to avoid variations in pressures in the internal volume of the bellows i1 and 11 ′, and to see a product leak appear towards the outside when a bellows is damaged.

Dans le type de pompe représenté, les chambres des cavités 4 et 4' situées vers le moteur sont toujours remplies de produit à pomper. Lors d'un mouvement vers la droite des pistons 2 et 2', tel que représenté sur la figure en annexe, le clapet 6 se ferme, le clapet 8 s'ouvre, du produit est amené par aspiration par la conduite 5 dans la chambre de gauche de la cavité 4 et le produit se trouvant dans la chambre de droite en est progressivement expulsé par la conduite 7, tandis que le clapet 8' se ferme, que le clapet 6' s'ouvre pour laisser passer du produit qui est aspiré dans la chambre de gauche de la cavité 4' du fait de la dépression qui y apparat
Lors d'un mouvement des pistons 2 et 2' vers la gauche, c'est l'inverse qui se produit.In the type of pump shown, the chambers of the cavities 4 and 4 'located towards the motor are always filled with product to be pumped. During a movement to the right of the pistons 2 and 2 ′, as shown in the appended figure, the valve 6 closes, the valve 8 opens, product is brought by suction through line 5 into the chamber left of the cavity 4 and the product in the right chamber is gradually expelled from it through the pipe 7, while the valve 8 'closes, that the valve 6' opens to let pass the product which is sucked in the left chamber of the cavity 4 'due to the depression which appears there
When the pistons 2 and 2 'move to the left, the opposite occurs.

Ainsi, les conduites de sortie 7 et 7' fournissent alternativement des produits qui peuvent être identiques ou différents, de sorte que, s'ils sont identiques, on peut disposer d'une alimentation continue en reliant les conduites 7 et 7'. Thus, the outlet pipes 7 and 7 'alternately supply products which may be identical or different, so that, if they are identical, a continuous supply can be obtained by connecting the pipes 7 and 7'.

Claims

1. Reciprocating longitudinal movement pump comprising one or more cavities (4, 4 '...), each provided with an inlet orifice (5, 5' ...) associated with a suction valve (6, 6 '...), an outlet orifice t7, 7' ...) associated with a discharge valve (8, 8 '...), a piston (2, 2' ...) driven by a motor (1> by means of a piston rod (3, 3 '...), first sealing means (9, 9' ...) between the piston (2, 2 '.. .) and the internal walls of the cavity (4, 4 '...) and second sealing means 11, 11' ...) between the piston rod (3, 3 '...) and the wall end of the cavity (4, 4 '...) located on the motor side (1), characterized in that said second sealing means (11, 11' ...) consist of a bellows (it, it '...) arranged around one or each of several piston rods (3, 3' ...), fixed to a first end integrally with the piston rod (3, 3 '..) , and at the other end integral with said wall d 'end of the cavity (4, 4' ...), constituting a sealed isolation of the cavity (4, 4 '. ..> relative to the engine (1).

2. Pump according to claim 1, characterized in that it comprises sealing means (10,10 '...) auxiliary of the bellows (11, 11' ...), places between the piston rod (3 , 3 '...) and the end wall of the cavity (4, 4' ...) located on the side of the motor tl), in said end wall.

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that the bellows (11, 11 '...) is constituted, like the other sealing means of the pump C9.9' ... and 10, 10 ' ...) when they are present, of high molecular weight polyethylene and / or of polytetrafluoroethylene loaded or not and / or of polyurethane when the product to be pumped does not contain solvents and / or metal provided, as far as relates to the bellows (11, it '...), that the stroke of the piston (2, 2' ...? be reduced.

4. Pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has a horizontal axis, double effect, comprises a central air motor (1), four valves (6, 6 ', 8, 8') , two pistons (2, 2 ') fitted with simple high-pressure seals (9, 9').