FR2708050A1

FR2708050A1 - Appareil de pompage à double membrane ayant un actionneur à ventouse à deux étapes.

Info

Publication number: FR2708050A1
Application number: FR9408894A
Authority: FR
Inventors: Johnson Harold; Daniel J Kvinge; Plager Steven Paul; Zarneke Richard Dean
Original assignee: Graco Inc
Current assignee: Graco Inc
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 1995-01-27
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: CN1099103A; GB9403514D0; TW233330B; AU671506B2; US5368452A; KR950003628A; GB2280479A; DE4425515A1; AU5495594A; KR100298229B1; FR2708050B1; JPH0735048A; CN1097165C; GB2280479B; DE4425515B4; JP3517270B2

Abstract

L'invention concerne une pompe à double membrane actionnée par la commutation sélective de l'air sous pression sur l'une ou l'autre des deux chambres à membrane (30, 32); la vanne d'actionneur (70) est une vanne à cloche qui peut coulisser sur des orifices pratiqués dans une plaque de vanne (62), et qui peut être actionnée par des pistons pneumatiques; ces pistons pneumatiques sont accouplés par l'intermédiaire de passages à une vanne pilote (60) qui est constituée par une seconde vanne à cloche qui peut coulisser au-dessus d'orifices (64, 58, 66) pratiqués dans une plaque de vanne (62), cette vanne à cloche pouvant être actionnée par des goupilles (68, 69) qui pénètrent dans les chambres à membranes et entrent en contact avec des éléments à membranes (40, 42) sur des positions prédéfinies.

Description

La présente invention concerne un appareil de pompage à membranes; elle se

rapporte plus particulièrement

à une pompe à double membrane qui dispose d'un actionneur à ventouse à deux étages qui régule l'opération de pompage.

Les pompes à double membrane sont bien connues dans ce secteur; sur ces pompes, une source d'air sous pression alimente sélectivement chacune des deux chambres à membranes, afin d'y provoquer une déflexion des membranes respectives, ce qui a pour conséquence de pomper des subs-10 tances liquides qui sont introduites dans la chambre à membrane. Chaque membrane isole efficacement la chambre en deux moitiés, une première moitié qui est soumise à des pressions d'air variables, et une seconde moitié, qui est exposée aux matières liquides qui sont pompées.15 L'alimentation en air sous pression d'une pompe à double membrane est typiquement commandée par une ventouse; cette ventouse est habituellement actionnée par une jonction mécanique établie avec les membranes. Par conse- quent, la déflexion de l'une des membranes provoque le20 basculement de la ventouse par l'actionneur, si bien que de l'air sous pression est introduit dans la chambre à membrane, ce qui provoque alors la déflexion de la seconde membrane, jusqu'à ce que l'actionneur mécanique fasse basculer la ventouse dans le sens opposé. Ce mouvement alternatif des membranes respectives se poursuit tant que la pression de l'air d'admission comprimé est supérieure à celle des liquides contenus dans la partie "évacuation" des chambres à membrane. Lorsque la pression du liquide et celle de l'air sont identiques, le cycle des membranes cesse et la pompe adopte ce qu'on appelle un "état de blocage". Cet état de blocage subsiste jusqu'à ce qu'il se produise un déséquilibre de pression, et la force d'entraînement de la pression d'air s'exerçant sur la membrane provoque un nouveau mouvement de la membrane. La vanne d'actionneur qui commande le flux d'air sous pression qui pénètre dans les chambres à membrane est typiquement reliée mécaniquement aux membranes elles-mêmes, de manière à être actionnée sur des positions prédéfinies des membranes. Dans certains cas, les pompes à double membrane ont fait appel à une vanne pilote reliée mécaniquement à la membrane, et qui achemine alors le flux d'air sous pression5 vers une vanne d'actionneur, et celle-ci achemine le flux d'air sous pression vers la chambre à membrane. Différents types de distributeurs à tiroir cylindrique ont été utilisés pour l'une ou l'autre de ces fonctions de vanne, ou pour les deux.10 Généralement, la vanne d'actionneur dont le rôle consiste à acheminer le flux d'air sous pression vers une chambre à membrane évacue en même temps l'air sous pression de l'autre chambre à membrane. L'air qui s'échappe par la vanne d'actionneur subit une décompression rapide et soudaine, ce qui provoque une forte chute de température à proximité de la vanne d'actionneur. Des cycles d'évacuation répétés, en particulier lorsque l'air sous pression a une teneur en humidité importante provoque une accumulation de givre près de la vanne d'actionneur et dans la chambre d'évacuation. Ce givre peut s'accumuler et créer l'apparition de glace qui, dans les cas extrêmes, peut bloquer tout mouvement physique ultérieur de la vanne d'actionneur et

endommager ainsi le système de pompage.

Un autre problème posé par le type de pompes

à double membrane susmentionné est lié aux pertes d'effica-

cité provoquées par l'usure des vannes d'actionneurs. Typi-

quement, ces vannes d'actionneurs ont des vitesses cycliques pouvant atteindre plusieurs centaines de cycles à la minute pendant la durée de vie de la pompe. Or, au fur et à mesure de l'usure de ces actionneurs, les dispositifs d'étanchéité à l'air associés aux actionneurs subissent des fuites qui dégradent le fonctionnement sous pression de la pompe. Ceci peut provoquer en fin de compte une panne de la pompe lorsque la fuite devient si importante qu'elle ne permet plus

d'utiliser efficacement les actionneurs.

L'invention comprend une pompe à double membrane qui est munie d'une vanne pilote et d'une vanne d'actionneur composées de cloches de vannes qu'on peut déplacer en les faisant coulisser sur une plaque de métal5 trempé. Cette plaque de métal comporte six orifices d'admis- sion d'air, dont trois servent à acheminer l'air sous pression et l'air d'évacuation entre la vanne pilote et la vanne d'actionneur, et trois servent à acheminer l'air sous pression et l'air d'échappement entre les chambres à mem-10 branes et la vanne d'actionneur. La vanne coulissante d'actionneur dispose d'un élément échangeur de chaleur qui est exposé à l'air d'admission chaud et sous pression, et comporte une cloche de vanne qui est exposée aux effets de la décompression et du refroidissement de l'air d'évacuation;15 l'échangeur de chaleur absorbe la chaleur de l'air chaud d'admission, afin d'éviter que du givre ne s'accumule dans

l'actionneur et à proximité de l'orifice d'évacuation.

La présente invention a pour objet et avantage principaux de fournir un actionneur à ventouse et une vanne

pilote à une pompe à double membrane, de conception à auto-

étanchéité, et qui comporte un échangeur de chaleur pour le

réglage de la température.

La présente invention a également pour objet et pour avantage de fournir une vanne pilote et une vanne d'actionneur à une pompe à double membrane, ces deux vannes constituant des pièces qui coulissent sur une plaque en métal trempé. Par ailleurs, la présente invention a pour objet et pour avantage de fournir une vanne d'actionneur à auto-étanchéité pour une pompe à double membrane qui est conçue avec un nombre de pièces relativement limité, et qui est accessible pour l'entretien sans qu'il faille démonter

complètement la pompe.

La présente invention a pour autre objet et avantage de fournir une chambre à air extérieure qui entoure en grande partie la chambre d'évacuation, afin d'utiliser l'air d'alimentation relativement plus chaud pour réguler la température de l'air d'évacuation, qui est relativement plus froid. En d'autres termes, la présente invention propose un appareil de pompage à double membrane qui dispose d'une paire de membranes interconnectées et à alignement axial, qui peuvent chacune effectuer un mouvement de va-et-vient dans une chambre à membrane, laquelle chambre comporte une section chargée du pompage du liquide, et une autre section pneumati-10 que, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) une chambre d'actionneur placée sur une

position intermédiaire entre les cham-

bres à membrane respectives, et une paire de goupilles coulissantes, chaque

goupille reliant la chambre de l'action-

neur à l'une des sections pneumatiques d'une chambre à membrane et pouvant coulisser sous l'effet du contact avec la membrane; (b) une vanne pilote raccordée à ladite paire de goupilles qui peuvent coulisser dans ladite chambre de l'actionneur;

(c) une vanne d'actionneur placée dans la-

dite chambre d'actionneur, ladite vanne

d'actionneur comportant une paire d'élé-

ments d'actionnement coulissants, et des moyens permettant de déplacer lesdits éléments d'actionnement reliés à ladite vanne pilote; (d) des passages qui raccordent ladite vanne d'actionneur à chacune desdites sections pneumatiques des chambres à membranes; (e) des moyens permettant d'introduire de l'air sous pression dans ladite chambre de l'actionneur, et des passages de vanne d'actionneur qui peuvent s'ouvrir de manière sélective vers ladite chambre de l'actionneur en déplaçant lesdits éléments d'actionnement; lesdits

passages de vanne d'actionneur étant re-

liés auxdits passages de raccordement de ladite vanne d'actionneur à chacune

desdites sections pneumatiques des cham-

bres à membranes; grâce à quoi, les positions prédéterminées desdites membranes provoquent l'activation de ladite vanne pilote, qui active elle-même ladite vanne d'actionneur afin d'acheminer

l'air sous pression vers la section corres-

pondante des sections pneumatiques desdites

chambres à membranes.

Suivant des dispositions préférées, éventuel-

lement combinées: - l'appareil comprend en outre une chambre d'évacuation d'air placée dans ledit appareil de pompage, et des premiers passages reliant ladite vanne pilote à ladite chambre d'évacuation d'air, et des seconds passages reliant ladite vanne d'actionneur à ladite chambre d'évacuation d'air; - ladite vanne d'actionneur comporte en outre des moyens échangeurs de chaleur en vue d'accroître la température desdits seconds passages; - ledit échangeur de chaleur comporte en outre des ailettes métalliques fixées à ladite vanne d'actionneur; - lesdits éléments d'actionnement de la vanne d'actionneur comprennent en outre chacun un piston qui peut coulisser à l'intérieur d'un cylindre; - lesdits moyens de déplacement desdits éléments de vanne d'actionneur comportent en outre des passages pour l'air qui établissent une liaison entre ladite vanne pilote et lesdits cylindres; - l'appareil comprend en outre un couvercle amovible placé sur ladite chambre de l'actionneur; - l'appareil comprend en outre une chambre d'évacuation d'air intégrée dans ledit appareil de pompage, et des premiers passages qui relient ladite vanne pilote à ladite chambre d'évacuation d'air, ainsi que des seconds passages qui raccordent ladite vanne d'actionneur à ladite chambre d'évacuation d'air; - ladite vanne d'actionneur comprend en outre

des moyens échangeurs de chaleur servant à élever la tempéra-

ture desdits seconds passages; - lesdits moyens échangeurs de chaleur comprennent en outre des ailettes métalliques fixées à ladite

vanne d'actionneur.

La présente invention propose également un appareil de pompage à double membrane, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un carter qui dispose d'une paire de chambres à membranes alignées sur un

axe, et comportant une section inter-

médiaire de carter;

(b) une paire de couvercles amovibles, cha-

que couvercle étant fixé à l'une des-

dites chambres à membrane, et une mem-

brane souple fixée par serrage entre

chacun desdits couvercles et ledit car-

ter; (c) un arbre coulissant dans ladite section intermédiaire du carter, le long dudit

axe, et des moyens de fixation des ex-

trémités respectives dudit arbre à cha-

cune desdites membranes; (d) une chambre de vanne d'actionneur placée dans ladite section intermédiaire du carter, et des moyens servant à faire pénétrer de l'air sous pression dans ladite chambre de vanne d'actionneur;

(e) une vanne d'actionneur dans ladite cham-

bre de vanne d'actionneur, comportant

des moyens permettant d'acheminer sélec-

tivement ledit air sous pression jus- qu'auxdites chambres à membranes, et

comportant des moyens de commande des-

dits moyens d'acheminement sélectif; (f) une vanne pilote placée dans ladite chambre de vanne d'actionneur, raccordée auxdits moyens de commande de la vanne d'actionneur, et comportant des moyens permettant de réagir à des positions prédéfinies desdites membranes pour activer lesdits dispositifs de commande de la vanne d'actionneur; et (g) une chambre d'évacuation dans ladite section intermédiaire du carter, et des passages qui relient ladite chambre d'évacuation à ladite vanne pilote et à

ladite vanne d'actionneur.

Suivant des dispositions préférées, éventuel-

lement combinées et relatives à ce dernier aspect de l'inven-

tion: - ladite vanne d'actionneur comprend une cloche de vanne qui peut coulisser sur une plaque de vanne, ladite plaque de vanne étant percée de trois orifices alignés, l'orifice central étant raccordé auxdits passages qui mènent à ladite chambre d'évacuation, et chacun des autres orifices étant raccordé aux passages qui mènent à l'une desdites chambres à membranes; - l'appareil comprend en outre un échangeur de chaleur fixé à ladite cloche de vanne; - ledit échangeur de chaleur comprend en outre un élément métallique qui comporte un grand nombre d'ailettes qui pénètrent dans ladite chambre d'actionneur;

- lesdits moyens de commande de la vanne d'actionneur comprennent en outre au moins un piston pneuma-

tique relié à ladite cloche de vanne, et des passages d'air de raccordement entre ledit au moins un piston pneumatique et5 ladite vanne pilote; - lesdits moyens de vanne pilote pour réagir à des positions prédéfinies desdites membranes comprennent en outre une paire de goupilles montées de manière à pouvoir coulisser dans ladite section intermédiaire du carter,10 comportant des premières extrémités respectives qui pénètrent dans les chambres à membranes respectives, et des secondes extrémités raccordées à ladite vanne pilote; - ladite vanne pilote comprend en outre une cloche de vanne pouvant coulisser sur une plaque de vanne, ladite plaque de vanne étant percée de trois orifices alignés, l'orifice central étant raccordé auxdits passages qui mènent à ladite chambre d'évacuation, et chacun des autres orifices étant raccordé aux passages qui mènent audit au moins un piston de ladite vanne d'actionneur; - lesdites secondes extrémités de goupilles sont raccordées à ladite cloche de vanne pilote; l'appareil comprend en outre un silencieux raccordé à ladite chambre d'évacuation; - l'appareil comprend en outre une chambre extérieure placée dans ledit carter, tout près de ladite chambre d'évacuation, et un passage pour le raccordement entre ladite chambre extérieure et ladite chambre de vanne d'actionneur. D'autres objets et avantages supplémentaires

ressortiront de la description suivante, en référence aux

dessins annexés sur lesquels: la figure 1 présente une vue d'extrémité en élévation de la pompe selon l'invention; la figure 2 présente une vue en élévation latérale de la pompe; la figure 3 présente une vue en coupe trans- versale le long de la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 présente une vue en coupe trans- versale le long de la ligne 4-4 de la figure 2; la figure 5 présente une vue d'en haut de la pompe, le long de la ligne 5-5 de la figure 1; la figure 6 présente une vue en coupe transversale le long de la ligne 6-6 de la figure 5, et la figure 7 présente une vue isométrique de

l'ensemble à vanne d'actionneur.

En se référant d'abord aux figures 1 et 2, on dispose de plusieurs vues en élévation de l'invention. Une pompe à double membrane 10 comporte un carter de pompe 12 auquel est fixée une paire de couvercles de membranes 14, 16.15 Un collecteur 18 d'admission de liquide est également monté dans le carter 12, ainsi qu'un collecteur 20 de décharge de liquide. Un silencieux d'évacuation d'air 22 est fixé de manière amovible sur le carter 12. Le liquide qui doit être pompé par la pompe 10 est raccordé à l'un ou l'autre des orifices d'admission 24, 25 ou aux deux, et le liquide pompé

fourni par la pompe 10 est évacué par les orifices d'évacua-

tion 26, 27. Un ensemble à vanne d'actionneur qui sera décrit plus en détail ci-après est accessible par une plaque de

recouvrement amovible 28.

La figure 3 présente une vue en coupe trans-

versale de la pompe 10, le long de la ligne 3-3 de la figure 1. Les première et seconde chambres à membrane 30, 32 sont respectivement formées dans les couvercles de membrane 14, 16. Le collecteur d'admission 18 est raccordé aux chambres à membrane 30, 32 par des clapets de non-retour à boules de l'admission 34, 35. Le collecteur de décharge 20 est raccordé aux chambres à membrane 30, 32 par des clapets de non-retour à boules de l'évacuation 38, 39. Une membrane 40 est fixée entre le couvercle 14 et le carter 12, ce qui isole la chambre à membrane 30 de la chambre à air à membrane 44. Une autre membrane 42 est fixée entre la plaque de recouvrement 16 et le carter 12, afin d'isoler ainsi la chambre à membrane 32 de la chambre à air à membrane 46. La partie centrale de la membrane 40 est fixée entre deux plaques 41a, 41b, ces

plaques étant fixées elles-mêmes sur une tige 50 de raccor-

dement de la membrane par une attache 48. La partie centrale de la membrane 42 est fixée entre deux plaques 43a, 43b, ces plaques étant fixées à la tige 50 de raccordement de la membrane par l'attache 49. La tige de raccordement 50 établit une interconnexion entre les deux membranes 40, 42, ce qui10 amène ces deux membranes à se déplacer en parallèle. La tige

de raccordement 50 se déplace en coulissant dans une ouver-

ture centrale pratiquée dans le carter 12, en laissant un

espace suffisant entre la tige de raccordement 50 et l'ouver-

ture centrale pour que l'air puisse passer entre ces élé-

ments.

Une chambre d'actionneur 52 est reliée à un orifice d'admission d'air 51, auquel est raccordée une source

d'alimentation en air comprimé. Le silencieux 22 de l'évacua-

tion d'air est relié à un orifice d'évacuation d'air 55, qui

s'ouvre sur une chambre d'évacuation 56. Un passage d'évacua-

tion 57 s'ouvre également sur la chambre d'évacuation 56, et le passage d'évacuation 57 est en communication d'écoulement avec le passage d'évacuation 58 par l'espace qui se trouve entre la tige de raccordement 50 et l'ouverture pratiquée dans le carter 12. Une vanne pilote 60 commande le flux d'air

qui pénètre dans le passage 58 grâce à sa faculté de coulis-

ser sur une plaque 62 de vanne. Trois orifices sont pratiqués dans cette plaque de vanne 62, l'orifice central étant aligné sur le passage 58. Les deux orifices extérieurs de la plaque de vanne 62 sont raccordés aux passages 64, 66. La surface inférieure de la vanne pilote 60 a été conçue sous la forme d'une cloche: elle est désignée par le terme de cloche de vanne. La dimension de cette cloche de vanne est suffisante pour permettre à l'air de s'écouler par n'importe lequel de deux orifices placés sous la cloche de la vanne. Dans la position indiquée sur la figure 3, la vanne pilote 60 est placée de manière à aligner sa cloche de vanne inférieure, afin qu'il y ait une communication d'écoulement entre les passages 66 et 58, en créant ainsi un raccordement d'évacua- tion vers la chambre d'évacuation 56. Sur son autre position,5 la cloche de vanne de la vanne pilote 60 permet la commu- nication d'écoulement entre le passage 64 et le passage 58, ce qui permet au flux d'évacuation de communiquer avec la chambre d'évacuation 56. La vanne pilote 60 est relié aux goupilles 68, 69 de l'actionneur; ces goupilles peuvent respectivement coulisser horizontalement par les passages qui aboutissent aux chambres à air à membrane 44, 46. La goupille 68 de l'actionneur raccorde la vanne pilote 60 à la chambre à air à membrane 44, et la goupille 69 de l'actionneur raccorde la vanne pilote 60 à la chambre à air à membrane 46. Les plaques 41b, 43b peuvent entrer en contact avec les extrémités respectives des goupilles d'actionneur 68, 69; ces plaques font respectivement glisser horizontalement les goupilles d'actionneur, et de ce fait, horizontalement en coïncidence avec la vanne pilote. Dans la vue présentée sur la figure 3, la goupille 69 de l'actionneur pénètre dans la chambre à air à membrane 46; de ce fait, elle se place de manière à entrer en contact avec la plaque 43b chaque fois que la membrane 42 se déplace vers la gauche. Le mouvement correspondant vers la gauche de la goupille 69 de l'actionneur fera coulisser tout l'ensemble composé de la goupille 69 de l'actionneur, de la vanne pilote 60 et de la goupille 68 de l'actionneur, ce qui amène l'extrémité de la goupille 68 de l'actionneur à

pénétrer dans la chambre à air à membrane 44.

La figure 4 présente une vue en coupe trans-

versale prise le long des lignes 4-4 de la figure 2. Sur cette vue, les passages d'évacuation sont parfaitement visibles entre le silencieux d'évacuation d'air 22, la vanne pilote 60 et la vanne d'actionneur 70. Par exemple, les

passages d'évacuation associés à la vanne pilote 60 compren-

nent le passage 58, l'espace qui entoure la tige de raccor-

dement 50, le passage 57, la chambre d'évacuation 56, et l'orifice d'évacuation d'air 55. Le passage d'évacuation 71 qui provient de la vanne d'actionneur 70 est directement raccordé à la chambre d'évacuation 56. Une chambre extérieure5 53 peut être constituée dans le carter de pompe 12, de la manière indiquée en pointillés dans la figure 4. En outre, un passage d'air 54 peut être réalisé entre la chambre exté- rieure 53 et la chambre d'admission d'air 52, ce qui permet à l'air d'admission relativement chaud de circuler librement

dans l'ensemble de la chambre extérieure 53. Cette chambre extérieure 53 entoure en grande partie la chambre d'évacua-

tion 56, et la circulation de l'air d'admission relativement plus chaud dans la chambre extérieure 53 a tendance à réchauffer la chambre d'évacuation 56. Ce processus d'échauf-15 fement réduit l'accumulation de givre dans la chambre d'évacuation 56, ainsi que la condensation provoquée par le passage de l'air d'évacuation, qui est relativement plus

froid, par l'orifice d'évacuation d'air 55.

La figure 5 présente une vue d'en haut de la pompe 10 prise le long des lignes 5-5 de la figure 1. Sur

cette vue, la plaque de recouvrement amovible 28 est claire-

ment visible. La figure 6 présente une vue en coupe transver-

sale, faite le long de la ligne 6-6 de la figure 5, de la vanne d'actionneur 70. Cette vanne d'actionneur 70 est reliée à une paire d'éléments à pistons coulissants 72, 74, qui peuvent respectivement coulisser à l'intérieur de logements de cylindres. Le flux du piston 72 communique avec le passage 64 de la vanne pilote, par l'intermédiaire du passage 73; le flux du piston 74 communique avec le passage 66 du robinet pilote par l'intermédiaire du passage 75. Le côté inférieur de la vanne d'actionneur 70 comporte une dépression en forme

de cloche, qui peut coulisser sur la plaque de vanne 62.

Trois orifices sont pratiqués dans cette plaque de vanne 62, un orifice central dont le flux est en communication avec la chambre d'évacuation 56 par le passage 71, et les orifices extérieurs respectifs dont le flux est en communication avec les chambres à air à membrane 44, 46. Un premier passage 76 relie le premier orifice extérieur de la plaque de vanne 62 à la chambre à air à membrane 44; un second passage 78 relie l'autre orifice extérieur de la plaque de vanne 62 à la chambre à air à membrane 46. Dans la position indiquée sur la figure 6, la vanne d'actionneur 70 est placée de manière à évacuer l'air provenant de la chambre à air à membrane 46 vers la chambre d'évacuation 56, en créant une voie de communication du flux d'air entre le passage 78 et le passage 71. Sur son autre position, la vanne d'actionneur 70 crée une voie de communication du flux d'évacuation entre le passage

76 et le passage 71.

Le fonctionnement de la vanne d'actionneur 70 et de la vanne pilote 60 sont illustrés de façon très claire sur la vue isométrique de la figure 7. La vanne pilote 60 et la vanne d'actionneur 70 ont la forme de vannes à tiroir qui

peuvent se déplacer en coulissant sur la plaque de vanne 62.

Trois orifices alignés sont pratiqués dans cette plaque de vanne 62 pour chacune des deux vannes. La vanne pilote 60 peut être déplacé par glissement sur les trois orifices grâce aux goupilles 68, 69 de l'actionneur; ces goupilles sont à leur tour déplacées soit par le contact de la plaque de

membrane 41b, soit par celui de la plaque de membrane 43b.

Sur la position présentée sur la figure 7, la surface inférieure en forme de cloche 61 de la vanne pilote 60 permet au flux d'air de traverser entre le passage 64 et le passage 58. Le passage 66 est ouvert dans la chambre de l'actionneur 52; durant le fonctionnement, la chambre de l'actionneur 52 est remplie d'air sous pression par l'orifice d'admission d'air 51. Par conséquent, l'air sous pression contenu dans la chambre de l'actionneur 52 franchit librement le passage 66, dont le flux est en liaison avec le piston 74 lié à la vanne d'actionneur 70. Sur son autre position, la vanne pilote 60 permet à l'air de s'écouler entre le passage 58 et le passage 66, ce qui expose le passage 64 à l'air sous pression contenu dans la chambre de l'actionneur 52. L'air sous pression de la chambre de l'actionneur 52 peut donc franchir librement le passage 64, et entrer en contact avec le piston 72 de la vanne d'actionneur 70. Sur l'une ou l'autre de ses positions de fonctionnement, la vanne pilote 60 permet à l'un des5 passages 64, 66 de communiquer avec le passage d'évacuation 58, tout en permettant à l'autre passage d'être alimenté en air sous pression pour communiquer avec l'un des pistons 72,

74 qui sont associés à la vanne d'actionneur 70.

La vanne d'actionneur 70 peut aussi coulisser sur la plaque de vanne 62; elle a une surface inférieure 77 en forme de cloche qui permet à l'air sous pression de la chambre de l'actionneur 52 de communiquer soit par le passage 76, soit par le passage 78 vers l'une des chambres à air à

membrane. Sur la position indiquée sur la figure 7, l'action-

neur 70 est placé au-dessus des deux orifices qui permettent une communication de flux entre le passage 76 et le passage 71; le passage 71 est le passage d'évacuation qui mène à la chambre d'évacuation 56. C'est pourquoi l'air de la chambre à air à membrane 44 est évacué par le passage 76 vers la chambre à air d'évacuation 56, et en même temps, la chambre à membrane 46 est alimentée en air sous pression par le

passage 78.

La vanne d'actionneur 70 est construit de préférence en différents matériaux. Une cloche de vanne 80 est fabriquée de préférence en matière plastique à faible usure et à faible coefficient de frottement; un échangeur de chaleur 82 est fabriqué de préférence en aluminium ou en un autre métal présentant d'excellentes caractéristiques de

transfert de chaleur, et comportant un grand nombre d'ai-

lettes contribuant au transfert de chaleur; l'échangeur de chaleur 82 est fixé à la vanne à cloche 80 par un joint torique 81 qui s'ajuste par compression entre les deux

pièces; il garantit ainsi l'étanchéité à l'air entre celles-

ci. La vanne pilote 60 est construite de préférence en une matière plastique à faible usure et à faible coefficient de frottement. Un type de matière plastique qui a fait la preuve de ses performances sur les vannes d'actionneurs 70 et sur la vanne pilote 60 est fabriqué en acétal comportant des fibres de Teflon. Durant le fonctionnement, l'air sous pression est admis dans une première chambre à air à membrane pour provoquer la déflexion de la membrane vers l'extérieur, et

provoquer en même temps la déflexion vers l'intérieur de l'autre membrane. Après une déflexion prédéfinie, la membrane qui subit une déflexion vers l'intérieur entre en contact10 avec une goupille d'actionnement, ce qui provoque le glis-

sement de la vanne pilote sur une nouvelle position sur la plaque de vanne 62. La vanne pilote permet ensuite au flux d'air sous pression d'accéder à un deuxième piston de vanne d'actionneur, ce qui amène la vanne d'actionneur sur une deuxième position et bloque le flux d'air sous pression alimentant le premier cylindre à air de membrane, tout en permettant à l'air sous pression de s'échapper vers la seconde chambre à membrane. En même temps, la nouvelle position de la vanne d'actionneur 70 permet à la première chambre à air à membrane d'être évacuée vers lachambre d'évacuation 56. Ainsi, les deux membranes placées dans la pompe 10 vont poursuivre leurs cycles tant que de l'air sous pression alimentera la chambre d'actionneur 52, et tant que la force de l'air comprimé qui provoque la déflexion des membranes respectives sera suffisante pour surmonter la contre-pression du liquide qui est pompé. Pendant chaque déflexion d'une membrane vers l'intérieur, du liquide est aspiré dans la chambre à membrane qui est soumise à une déflexion vers l'intérieur, tandis que l'autre membrane oblige simultanément le liquide à quitter sa chambre à membrane en passant par le clapet de non-retour à boule de son orifice d'évacuation. Ce processus de pompage est inversé lorsque la membrane subit une déflexion en sens inverse; mais dans chaque cas, le liquide pénètre dans une chambre à membrane par l'un des clapets de non-retour à boules 34, 35, et il s'échappe vers le collecteur de décharge par ces

clapets de non-retour à boules 38, 39.

A chaque va-et-vient de la vanne d'actionneur , elle libère de l'air sous pression de l'une des chambres à membrane vers la chambre d'évacuation 56, et de là, vers l'extérieur en passant par le silencieux 22. Ceci provoque une décompression rapide de la chambre à membrane sous pression, et une expansion rapide de l'air pendant qu'il traverse le passage d'évacuation 71 et la chambre d'évacua- tion 56. Cette rapide expansion de l'air a pour effet de10 refroidir le système et abaisse la température des parois du passage d'évacuation et de l'ensemble de l'actionneur pendant que la vanne continue de fonctionner. Si l'air sous pression a une teneur en humidité significative, cet effet de refroi- dissement peut provoquer l'accumulation de givre sur les15 surfaces qui sont les plus proches du point de décompression de l'air, c'est-à-dire dans la zone contiguë au passage d'évacuation 71. Dans certains cas, cette accumulation de givre peut devenir suffisamment grave pour bloquer les passages et empêcher tout mouvement ultérieur de la vanne d'actionneur. C'est pourquoi la vanne d'actionneur 70 est conçue avec un échangeur de chaleur métallique qui a pour

rôle de transférer la chaleur à la zone du passage d'évacua-

tion. Cet échangeur de chaleur est particulièrement efficace, car il se trouve à l'intérieur de la chambre de l'actionneur

52, o le flux d'air sous pression est relativement continu.

Cet air sous pression qui est fourni à la chambre 52 de l'ac-

tionneur est de l'air relativement chaud, par rapport à l'air d'évacuation; c'est pourquoi la chaleur dégagée par cet air peut être transmise par la structure de l'échangeur de

chaleur de la vanne d'actionneur 70 afin d'éviter la for-

mation de givre.

La présente invention peut être réalisée sous d'autres formes spécifiques, sans s'écarter de l'esprit ou des caractéristiques essentielles de ladite invention; c'est pourquoi la réalisation illustrée devra être considérée en

tous points de vue comme étant une illustration sans carac-

tère restrictif.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil de pompage à double membrane qui dispose d'une paire de membranes interconnectées et à alignement axial, qui peuvent chacune effectuer un mouvement5 de va-et-vient dans une chambre à membrane, laquelle chambre comporte une section chargée du pompage du liquide, et une autre section pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) une chambre d'actionneur (52) placée sur une position intermédiaire entre les chambres à membrane respectives, et une

paire de goupilles (68, 69) coulis-

santes, chaque goupille reliant la cham-

bre de l'actionneur à l'une des sections pneumatiques (44, 46) d'une chambre à membrane et pouvant coulisser sous l'effet du contact avec la membrane (40, 42); (b) une vanne pilote (60) raccordée à ladite paire de goupilles qui peuvent coulisser dans ladite chambre de l'actionneur; (c) une vanne d'actionneur (70) placée dans ladite chambre d'actionneur, ladite vanne d'actionneur comportant une paire d'éléments d'actionnement coulissants (72, 74), et des moyens permettant de déplacer lesdits éléments d'actionnement reliés à ladite vanne pilote; (d) des passages (76, 78) qui raccordent ladite vanne d'actionneur à chacune

desdites sections pneumatiques des cham-

bres à membranes; (e) des moyens (51) permettant d'introduire de l'air sous pression dans ladite chambre de l'actionneur, et des passages

de vanne d'actionneur qui peuvent s'ou-

vrir de manière sélective vers ladite chambre de l'actionneur en déplaçant

lesdits éléments d'actionnement; les-

dits passages de vanne d'actionneur

étant reliés auxdits passages de raccor-

dement de ladite vanne d'actionneur à chacune desdites sections pneumatiques des chambres à membranes; grâce à quoi, les positions prédéterminées desdites membranes provoquent l'activation de ladite vanne pilote, qui active elle-même ladite vanne d'actionneur afin d'acheminer

l'air sous pression vers la section corres-

pondante des sections pneumatiques desdites

chambres à membranes.

2. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comprend en outre une chambre d'évacuation d'air (56) placée dans ledit appareil de pompage, et des premiers passages (57, 58) reliant ladite vanne pilote à ladite chambre d'évacuation d'air, et des seconds passages (71) reliant ladite vanne d'actionneur à ladite chambre

d'évacuation d'air.

3. Appareil selon la revendication 2, carac-

térisé en ce que ladite vanne d'actionneur comporte en outre des moyens échangeurs de chaleur (82) en vue d'accroître la

température desdits seconds passages.

4. Appareil selon la revendication 3, carac-

térisé en ce que ledit échangeur de chaleur comporte en outre

des ailettes métalliques fixées à ladite vanne d'actionneur.

5. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que lesdits éléments d'actionnement de ladite vanne d'actionneur comprennent en outre chacun un piston (72,

74) qui peut coulisser à l'intérieur d'un cylindre.

6. Appareil selon la revendication 5, carac-

térisé en ce que lesdits moyens de déplacement desdits éléments de vanne d'actionneur comportent en outre des passages (64, 66) pour l'air qui établissent une liaison

entre ladite vanne pilote et lesdits cylindres.

7. Appareil selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il comprend en outre un couvercle amovible placé sur ladite chambre de l'actionneur.5

8. Appareil selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il comprend en outre une chambre d'évacuation

d'air intégrée dans ledit appareil de pompage, et des premiers passages qui relient ladite vanne pilote à ladite chambre d'évacuation d'air, ainsi que des seconds passages10 qui raccordent ladite vanne d'actionneur à ladite chambre d'évacuation d'air.

9. Appareil selon la revendication 8, carac-

térisé en ce que ladite vanne d'actionneur comprend en outre

des moyens échangeurs de chaleur servant à élever la tempéra-

ture desdits seconds passages.

10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens échangeurs de chaleur comprennent en outre des ailettes métalliques fixées à ladite

vanne d'actionneur.

11. Appareil de pompage à double membrane caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un carter (12) qui dispose d'une paire

de chambres à membranes (30, 32) ali-

gnées sur un axe, et comportant une section intermédiaire de carter; (b) une paire de couvercles amovibles (14, 16), chaque couvercle étant fixé à l'une desdites chambres à membrane, et une

membrane souple (40, 42) fixée par ser-

rage entre chacun desdits couvercles et ledit carter; (c) un arbre (50) monté coulissant dans ladite section intermédiaire du carter, le long dudit axe, et des moyens de

fixation (48, 49) des extrémités respec-

tives dudit arbre à chacune desdites membranes; (d) une chambre de vanne d'actionneur (52) placée dans ladite section intermédiaire du carter, et des moyens (51) servant à faire pénétrer de l'air sous pression

dans ladite chambre de vanne d'action-

neur; (e) une vanne d'actionneur (70) dans ladite

chambre de vanne d'actionneur, compor-

tant des moyens permettant d'acheminer sélectivement ledit air sous pression jusqu'auxdites chambres à membranes, et

comportant des moyens de commande des-

dits moyens d'acheminement sélectif; (f) une vanne pilote (60) placée dans ladite chambre de vanne d'actionneur, raccordée auxdits moyens de commande de la vanne d'actionneur, et comportant des moyens permettant de réagir à des positions prédéfinies desdites membranes pour activer lesdits dispositifs de commande de la vanne d'actionneur; et

(g) une chambre d'évacuation (56) dans la-

dite section intermédiaire du carter, et des passages qui relient ladite chambre d'évacuation à ladite vanne pilote et à

ladite vanne d'actionneur.

12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite vanne d'actionneur comprend une cloche de vanne (77) qui peut coulisser sur une plaque de vanne (62), ladite plaque de vanne étant percée de trois orifices alignés (71, 76, 78), l'orifice central étant raccordé auxdits passages qui mènent à ladite chambre d'évacuation, et chacun des autres orifices étant raccordé

aux passages qui mènent à l'une desdites chambres à mem-

branes.

13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un échangeur de

chaleur (82) fixé à ladite cloche de vanne.

14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit échangeur de chaleur comprend en outre un élément métallique qui comporte un grand nombre

d'ailettes qui pénètrent dans ladite chambre d'actionneur.

15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de la vanne

d'actionneur comprennent en outre au moins un piston pneuma-

tique relié à ladite cloche de vanne, et des passages d'air de raccordement entre ledit au moins un piston pneumatique et

ladite vanne pilote.

16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits moyens de vanne pilote pour réagir à des positions prédéfinies desdites membranes comprennent en outre une paire de goupilles (68, 69) montées

de manière à pouvoir coulisser dans ladite section inter-

médiaire du carter, comportant des premières extrémités respectives qui pénètrent dans les chambres à membranes respectives, et des secondes extrémités raccordées à ladite

vanne pilote.

17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite vanne pilote comprend en outre une cloche de vanne (61) pouvant coulisser sur une plaque de vanne (62), ladite plaque de vanne étant percée de trois orifices alignés (64, 58, 66), l'orifice central étant raccordé auxdits passages qui mènent à ladite chambre d'évacuation, et chacun des autres orifices étant raccordé30 aux passages qui mènent audit au moins un piston de ladite

vanne d'actionneur.

18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que lesdites secondes extrémités de

goupilles sont raccordées à ladite cloche de vanne pilote.

19. Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un silencieux (22)

raccordé à ladite chambre d'évacuation.

20. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chambre extérieure (53) placée dans ledit carter, tout près de ladite chambre d'évacuation, et un passage (54) pour le raccordement entre ladite chambre extérieure et ladite chambre de vanne d'actionneur.