FR2729437A1

FR2729437A1 - Self cleaning fluid pump

Info

Publication number: FR2729437A1
Application number: FR9500676A
Authority: FR
Inventors: Jean Claude Bosvot; Georges Briffox
Original assignee: Kodak Pathe SA
Current assignee: Kodak Pathe SA
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1995-01-17
Publication date: 1996-07-19
Also published as: FR2729437B1

Abstract

The pump consists of an inlet (14) and an outlet (15) and the gears for moving the material from the inlet to the outlet. The pumping gears are mounted on at least one rotating shaft (2, 3), which is supported and guided in its rotation by appropriate bearings. Between the bearings is a pumping zone (20) and a dead zone (9). A cleaning tube (10) is introduced into a hole (8), which is provided longitudinally in the rotating shaft. A source of pressurised cleaning fluid is connected, selectively, when required, to deliver the cleaning fluid to the cleaning tube. The tube has an outlet orifice (40), which is arranged so that the emerging cleaning fluid circulates in the pumping and the dead zones in order to clean them.

Description

POMPE A DISPOSITIF DE NETTOYAGE EN PLACE
L'invention concerne le domaine des pompes et concerne en particulier le nettoyage de telles pompes. Une liste non exhaustive de pompes pouvant utiliser le système selon l'invention comprend les pompes à engrenages, les pompes mettant en oeuvre des mobiles conjugués, telles que les pompes à lobes, ainsi que tout type de pompe entrainenent magnétique, en particulier les pompes centrifuges.PUMP WITH CLEANING DEVICE IN PLACE
The invention relates to the field of pumps and relates in particular to the cleaning of such pumps. A non-exhaustive list of pumps that can use the system according to the invention includes gear pumps, pumps using conjugated mobiles, such as lobe pumps, as well as any type of magnetic driven pump, in particular centrifugal pumps. .

La Figure 1 & laquelle il est maintenant fait référence, illustre de manière schématique le principe d'une pompe à engrenages. Celle-ci comprend principalement deux roues dentées dont l'une 1 est entraînée par un moteur. L'autre roue 2 s'engrène sur la première et se trouve entrainée en sens inverse (ainsi que représenté par les flèches A et B). Le liquide est introduit dans la pompe par une entrée 14, est emprisonné entre les dents 3 de chaque pignon et le corps 4 de la pompe, et est évacué par la sortie 15. Le sens du flux de fluide poé est indiqué par les flèches C et D. Les faces des dents en contact 5 assurent I'étanchéité et empêchent un retour du liquide vers l'entrée. Figure 1 & which is now referred to schematically illustrates the principle of a gear pump. This mainly comprises two toothed wheels, one of which 1 is driven by a motor. The other wheel 2 meshes with the first and is driven in the opposite direction (as represented by the arrows A and B). The liquid is introduced into the pump through an inlet 14, is trapped between the teeth 3 of each pinion and the body 4 of the pump, and is discharged through the outlet 15. The direction of the flow of poetic fluid is indicated by the arrows C and D. The faces of the teeth in contact 5 ensure sealing and prevent a return of the liquid towards the inlet.

Les Figures 2A-2C représentent de lanière schématique un autre type de pompe à engrenages dite & 1engrenages internes" et dans laquelle les engrenages sont disposés àifféremment des engrenages de la Figure 1. Dans ce type de pompe, la roue dentée 1 est entrainée par un moteur (non représenté) et s'engrène sur une roue à denture interne 2. Figures 2A-2C show schematically another type of gear pump called "internal gears" and in which the gears are arranged differently from the gears of Figure 1. In this type of pump, the toothed wheel 1 is driven by a motor (not shown) and engages on an internal gear 2.

Le liquide arrivant par la partie supérieure est emprisonné entre les dents 3 des engrenages et une partie fixe en forme de lunule 4. Comme précédemment, les faces des dents en contact empêchent le retour du liquide vers l'amont. La
Fig. 2A illustre l'entrée du liquide par la partie supérieure de la pompe. La Fig. 2B illustre le passage du liquide; et la Fig. 2C illustre la sortie du liquide de la pompe par la partie inférieure. The liquid arriving from the upper part is trapped between the teeth 3 of the gears and a fixed part in the form of a lunula 4. As previously, the faces of the teeth in contact prevent the return of the liquid upstream. The
Fig. 2A illustrates the entry of the liquid through the upper part of the pump. Fig. 2B illustrates the passage of the liquid; and Fig. 2C illustrates the outlet of the pump liquid from the lower part.

La Figure 3 est la représentation schématique d'un iode de réalisation industriel d'une pompe telle que celle décrite en référence à la Fig. 1. Les parties identiques & BR< celles décrites en référence à la Fig. 1 sont représentées par les mêmes références numériques. Ainsi qu'il apparat de manière plus claire sue cette figure, l'arbre d'entraînement est muni d'un dispositif d'étanchéité. FIG. 3 is the schematic representation of an industrial iodine of a pump such as that described with reference to FIG. 1. The identical parts & BR <those described with reference to FIG. 1 are represented by the same reference numerals. As appears more clearly on this figure, the drive shaft is provided with a sealing device.

La lubrification des paliers 6 est assurée par la circulation du fluide pompé. Certains modeles de pompes comportent des dispositifs améliorant la lubrification des paliers par recirculation d'une partie du flux liquide dans des canaux usinés dans les axes ou le couvercle. The bearings 6 are lubricated by the circulation of the pumped fluid. Some pump models include devices improving the lubrication of the bearings by recirculating part of the liquid flow in channels machined in the axes or the cover.

Un inconvénient majeur de ces pompes réside dans le fait qu'elles sont difficiles à nettoyer sans démontage, en particulier dans la "zone morte" située au dela des paliers, et dans laquelle une partie du fluide passe (au niveau des paliers) afin d'en assurer la lubrification. A major drawback of these pumps lies in the fact that they are difficult to clean without dismantling, in particular in the "dead zone" located beyond the bearings, and in which part of the fluid passes (at the level of the bearings) in order to '' provide lubrication.

Le brevet US 4 523 924 décrit une pompe & engrenage comportant des moyens permettant un démontage rapide de certains éléments de la pompe afin d'en assurer le démontage. US Patent 4,523,924 describes a pump & gear comprising means allowing rapid disassembly of certain elements of the pump in order to ensure disassembly.

Le brevet US 4 153 400 concerne une pompe & lobes présentant des orifices percés dans le carter pour en assurer le nettoyage. Cette solution, du point de vue de l'efficacité n'est pas satisfaisante. US patent 4,153,400 relates to a pump & lobes having holes drilled in the casing to ensure cleaning. This solution, from the point of view of efficiency, is not satisfactory.

Les mêmes inconvénients existent pour la pompe décrite dans le brevet US 5 253 988, ou le nettoyage s'effectue par un circuit de dérivation entre l'entrée et la sortie de la pompe et en mettant en communication les extrémités des axes de la pompe. The same drawbacks exist for the pump described in US Pat. No. 5,253,988, where cleaning is carried out by a bypass circuit between the inlet and the outlet of the pump and by placing the ends of the axes of the pump in communication.

En réalité, dans tous les cas évoqués ci-avant, le nettoyage s'effectue en faisant circuler dans la pompe un liquide de nettoyage introduit dans la pompe par les voies d'entrée normales. In reality, in all the cases mentioned above, cleaning is carried out by circulating in the pump a cleaning liquid introduced into the pump through the normal inlet channels.

Aussi, est-ce un des objets de la présente invention que de fournir une pompe comportant des moyens permettant le nettoyage en place de la pompe, afin d'éviter les fastidieuses opérations de démontage/remontage. It is therefore one of the objects of the present invention to provide a pump comprising means allowing the cleaning in place of the pump, in order to avoid the tedious disassembly / reassembly operations.

D'autres objets de la présente invention détaillée apparaîtront de manière détaillée dans la description qui suit. Other objects of the present detailed invention will appear in detail in the description which follows.

Selon l'invention, ces objets sont atteints au moyen d'une pompe comprenant:
a) une entrée pour recevoir un matériau fluide à distribuer;
b) une sortie pour l'evacuation du fluide pompé;
c) des moyens de pompage pour pomper ledit matériau vers la sortie, lesdits moyens de pompage étant montés sur au moins un arbre rotatif maintenu et guidé en rotation par des paliers appropriés, lesdits paliers délimitant à l'intérieur de la pompe une zone de pompage et une zone morte, le matériau pompé assurant lors de son passage de la zone de pompage vers la zone morte, la lubrification desdits paliers;
d) des moyens pour entraîner en rotation au moins un des arbres rotatifs;
e) des moyens pour le nettoyage en place de la zone de pompage et de la zone morte;
ladite pompe étant caractérisée en ce que les moyens de nettoyage comprennent::
i) un tube de nettoyage introduit dans un trou ménagé longitudinalement dans le (ou les) arbre(s) rotatif(s);
ii) une source de fluide de nettoyage sous pression; et
iii) des moyens pour connecter sélectivement ledit tube de nettoyage à ladite source de fluide de nettoyage, ledit tube comportant au moins un orifice de sortie disposé de manière à ce que le fluide nettoyage puisse circuler dans la zone morte afin de la nettoyer.According to the invention, these objects are achieved by means of a pump comprising:
a) an inlet for receiving a fluid material to be dispensed;
b) an outlet for the evacuation of the pumped fluid;
c) pumping means for pumping said material towards the outlet, said pumping means being mounted on at least one rotary shaft maintained and guided in rotation by appropriate bearings, said bearings delimiting a pumping area inside the pump. and a dead zone, the pumped material ensuring during its passage from the pumping zone towards the dead zone, the lubrication of said bearings;
d) means for rotating at least one of the rotary shafts;
e) means for cleaning up the pumping area and the dead area;
said pump being characterized in that the cleaning means comprise:
i) a cleaning tube introduced into a hole formed longitudinally in the (or) shaft (s) rotary (s);
ii) a source of pressurized cleaning fluid; and
iii) means for selectively connecting said cleaning tube to said source of cleaning fluid, said tube having at least one outlet orifice arranged so that the cleaning fluid can circulate in the dead zone in order to clean it.

Avantageusement, les moyens de pompage comprennent deux arbres à engrenages disposés entre l'entrée et la sortie, un premier arbre étant entraîné par un moteur, un second étant entraîné par le premier, par engagement de leurs engrenages respectifs. Advantageously, the pumping means comprise two gear shafts arranged between the inlet and the outlet, a first shaft being driven by a motor, a second being driven by the first, by engagement of their respective gears.

Selon un premier mode de réalisation, la pompe est entraînée par un moteur magnétique. According to a first embodiment, the pump is driven by a magnetic motor.

A titre d'exemple encore, la pompe est une pompe & engrenages internes ou une pompe à lobes. As another example, the pump is an internal gear pump or a lobe pump.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le tube de nettoyage est connecté sélectivement à une source de liquide de nettoyage ou à une source de gaz sous pression. According to an advantageous characteristic of the invention, the cleaning tube is selectively connected to a source of cleaning liquid or to a source of pressurized gas.

Dans la description qui suit, il sera fait référence aux dessins dans lesquels:
-la Fig. 1 représente de manière schématique une pompe à engrenages;
-les Figs. 2A-2C illustrent schématiquement un autre type de pompe à engrenages;
-la Fig. 3 représente une autre vue de la pompe illustrée & la Fig. 1;
-la Fig. 4 représente un premier mode de réalisation de la pompe selon la présente invention; et
-la Fig. 5 représente un second mode de réalisation de la pompe selon l'invention.In the description which follows, reference will be made to the drawings in which:
-Fig. 1 schematically represents a gear pump;
- Figs. 2A-2C schematically illustrate another type of gear pump;
-Fig. 3 shows another view of the pump illustrated in FIG. 1;
-Fig. 4 shows a first embodiment of the pump according to the present invention; and
-Fig. 5 shows a second embodiment of the pump according to the invention.

La Fig. 4 & laquelle il est maintenant fait réference, illustre de manière schématique un premier mode de réalisation de la pompe selon la présente invention. Selon ce premier mode, on utilise une pompe à engrenages du type de celle discutée en référence à la Fig. 1. Fig. 4 & which is now referred to, schematically illustrates a first embodiment of the pump according to the present invention. According to this first mode, a gear pump of the type of that discussed with reference to FIG. 1.

Ainsi que mentionné ci-avant une telle pompe comprend un premier arbre à engrenages 1 maintenu et guidé en rotation par des paliers 6. L'arbre 1 est entraîné au moyen d'un moteur (non représenté). Les dents 3 de l'arbre 1 sont en engagement avec les dents d'un second arbre à engrenages 2, qui se trouve de ce fait entraîné dans le sens inverse. L'arbre 2 est également soutenu et guidé en rotation par des paliers 6. Les arbres ainsi agencés définissent une zone de pompage 20 qui correspond à la zone située entre les paliers et dans laquelle le liquide à pomper circule, entraîné par le mouvement des arbres à engrenages. ils définissent également une zone dite morte" 9 et qui se situe principalement au delà des paliers, en chaque extrémité du ou des arbres formant la pompe.Cette zone morte reçoit une certaine quantité de fluide pompé, celui-ci passant en effet au niveau du palier afin d'assurer la lubrification correcte des paliers. As mentioned above, such a pump comprises a first gear shaft 1 maintained and guided in rotation by bearings 6. The shaft 1 is driven by means of a motor (not shown). The teeth 3 of the shaft 1 are in engagement with the teeth of a second gear shaft 2, which is therefore driven in the opposite direction. The shaft 2 is also supported and guided in rotation by bearings 6. The shafts thus arranged define a pumping area 20 which corresponds to the area located between the bearings and in which the liquid to be pumped circulates, driven by the movement of the shafts with gears. they also define a so-called dead zone "9 which is mainly located beyond the bearings, at each end of the shaft or shafts forming the pump. This dead zone receives a certain quantity of pumped fluid, the latter passing in effect at the level of the bearing to ensure correct lubrication of the bearings.

Selon la présente invention les arbres sont pourvus d'un trou longitudinal (8) de façon à pouvoir recevoir un tube de nettoyage 10. Certains types de pompes sont, des leur fabrication, conçus avec des arbres creux de façon à assurer une circulation du fluide et à équilibrer les pressions.According to the present invention the shafts are provided with a longitudinal hole (8) so as to be able to receive a cleaning tube 10. Certain types of pumps are, from their manufacture, designed with hollow shafts so as to ensure circulation of the fluid and to balance the pressures.

Selon le mode de réalisation représenté à la Fig. 3, les tubes s'étendent sur toute la longueur des arbres 1 et 2. L'une des extrémités 21 de chacun des tubes de nettoyage est connectée à une source de fluide de nettoyage par l'intermédiaire d'un clapet de fermeture 11. L'autre extrémité des tubes de nettoyage 10 est ouverte (40) de manière à, lorsqu'un fluide de nettoyage est introduit dans le tube 10, le fluide de nettoyage puisse circuler dans la zone morte 9. Des orifices supplémentaires peuvent être ménagés à d'autres endroits des tubes de nettoyage 10, notamment aux environs de la première extrémité du tube de maniere a introduire directement du fluide de nettoyage dans la partie de zone morte 9 située en aval des paliers 6 ou dans toute region de la zone morte non accessible directement. According to the embodiment shown in FIG. 3, the tubes extend over the entire length of the shafts 1 and 2. One of the ends 21 of each of the cleaning tubes is connected to a source of cleaning fluid by means of a closing valve 11. The other end of the cleaning tubes 10 is open (40) so that, when a cleaning fluid is introduced into the tube 10, the cleaning fluid can circulate in the dead zone 9. Additional orifices can be provided at other places of the cleaning tubes 10, in particular around the first end of the tube so as to introduce cleaning fluid directly into the dead zone part 9 situated downstream of the bearings 6 or in any region of the dead zone not directly accessible.

Le mode de réalisation décrit ici permet de minimiser la zone morte en plaçant le clapet de fermeture 11 le plus en aval possible. Le clapet peut être réalisé en tout matériau compatible avec le fluide pompé ainsi qu'avec les fluides de nettoyage. I1 peut être actionné par tout dispositif mécanique, en particulier, par un vérin pneumatique ou hydraulique. The embodiment described here makes it possible to minimize the dead zone by placing the closing valve 11 as far downstream as possible. The valve can be made of any material compatible with the pumped fluid as well as with the cleaning fluids. I1 can be actuated by any mechanical device, in particular, by a pneumatic or hydraulic cylinder.

En fonctionnement normal, le clapet 11 est appliqué sur son siège et la pompe est isolée de l'arrivée des fluides 12. h la fin d'une opération de pompage, la pompe est raccordée par ses orifices d'entrée et de sortie 14 et 15 respectivement à une arrivée de fluide de nettoyage et s une mise à l'égout (ou à un bac de récupération). In normal operation, the valve 11 is applied to its seat and the pump is isolated from the arrival of the fluids 12. At the end of a pumping operation, the pump is connected by its inlet and outlet orifices 14 and 15 respectively to a cleaning fluid inlet and s to a sewer (or to a recovery tank).

L'orifice 12 est raccordé soit à une arrivée de fluide de nettoyage 16 sous pression, soit à une source de gaz comprimé 17. A titre d'exemple, on utilise de l'air.The orifice 12 is connected either to an inlet for cleaning fluid 16 under pressure, or to a source of compressed gas 17. For example, air is used.

L'opération de nettoyage s'effectue d'une part en pompant le liquide de nettoyage par les voies normales de la pompe (entrée 14 et sortie 15); et d'autre part en ouvrant le clapet 11 et en introduisant par l'intermédiaire des tubes 10 alternativement (ou simultanément) du fluide de nettoyage et du gaz comprimé. Le fluide et/ ou le gaz de nettoyage atteint ainsi l'extrémité la plus éloignée de la zone morte 9, revient à l'autre extrémité de la zone morte par l'espace existant entre le tube de nettoyage et 1 'arbre creux correspondant, et de manière générale, atteint tous les endroits de la zone morte, endroits qui pour certains d'entre eux seraient absolument inaccessibles sans démonter la pompe.Dans l'hypothèse ou l'on utilise à la fois un liquide et un gaz de nettoyage, la conjugaison du liquide et du gaz provoque de fortes turbulences dont l'action mécanique renforce l'action du liquide seul. The cleaning operation is carried out on the one hand by pumping the cleaning liquid through the normal channels of the pump (inlet 14 and outlet 15); and on the other hand by opening the valve 11 and by introducing via the tubes 10 alternately (or simultaneously) cleaning fluid and compressed gas. The fluid and / or the cleaning gas thus reaches the end furthest from the dead zone 9, returns to the other end of the dead zone through the space existing between the cleaning tube and the corresponding hollow shaft, and in general, reaches all places in the dead zone, places which for some of them would be absolutely inaccessible without dismantling the pump. In the event that both a liquid and a cleaning gas are used, the conjugation of the liquid and the gas causes strong turbulence whose mechanical action reinforces the action of the liquid alone.

La fin du lavage s'effectue au moyen d'une purge de gaz seul qui permet de vidanger la totalité du volume compris entre le clapet 11 et l'intérieur de la pompe, & la suite de quoi le clapet 11 est refermé. La pompe est alors à nouveau prête pour un cycle de pompage normal. The end of the washing is carried out by means of a gas purge alone which makes it possible to drain the entire volume between the valve 11 and the interior of the pump, and after which the valve 11 is closed. The pump is then again ready for a normal pumping cycle.

La Figure 5 représente un autre type de pompe dans laquelle les arbres à engrenage (du type de ceux décrits en référence à la Figure 3) sont entrainés par un moteur magnétique. L'arbre moteur est muni d'une cloche 31 aimantée qui entraine un rotor 32 au travers d'une paroi fixe 33 en matériau non magnétique. Le liquide pompé se trouve contenu par cette paroi et isolé de l'atmosphère. Figure 5 shows another type of pump in which the gear shafts (of the type described with reference to Figure 3) are driven by a magnetic motor. The motor shaft is provided with a magnetized bell 31 which drives a rotor 32 through a fixed wall 33 made of non-magnetic material. The pumped liquid is contained by this wall and isolated from the atmosphere.

Le rotor entraîne l'arbre à engrenages 4 qui à son tour entraîne en sens inverse l'engrenage 5. Le rotor est baigné par le liquide pompé qui sert de lubrifiant et de fluide de refroidissement.The rotor drives the gear shaft 4 which in turn drives the gear 5. The rotor is bathed by the pumped liquid which serves as lubricant and coolant.

Un inconvénient majeur de ces pompes réside dans le fait qu'elles sont difficiles à nettoyer sans démontage, en particulier dans la zone des paliers et plus encore, pour les entraînements magnétiques, dans la région comprise entre le rotor aimanté et la paroi d'isolement 33. A major drawback of these pumps is that they are difficult to clean without dismantling, in particular in the area of the bearings and even more, for magnetic drives, in the region between the magnetized rotor and the isolation wall. 33.

L'invention vise également les pompes du type ce celle décrite en référence aux Figures 2A-2C, et entraînée par un moteur magnétique. Dans cette hypothèse, on utilise un seul tube de nettoyage 10, placé dans l'arbre 1. Ce mode de réalisation ne nécessite pas de description supplémentaire. The invention also relates to pumps of the type that that described with reference to Figures 2A-2C, and driven by a magnetic motor. In this hypothesis, a single cleaning tube 10 is used, placed in the shaft 1. This embodiment does not require any additional description.

L'invention vient d'être décrite en faisant référence å des modes de réalisation préférés. I1 est évident que des variantes peuvent y être apportées sans s'écarter de l'esprit de l'invention telle que revendiquée ci-après. En particulier, les exemples de pompe discutés ci-avant ne sont donnés qu'a titre indicatif et ne constituent en aucun cas une liste limitative. A titre d'exemple, l'invention pourrait être étendue à d'autres modèles mettant en oeuvre les mobiles conjugués, comme les pompes à lobes, et de manière générale tout type de pompe à entraînement magnétique ou autre, en particulier les pompes centrifuges. The invention has just been described with reference to preferred embodiments. It is obvious that variants can be made without departing from the spirit of the invention as claimed below. In particular, the examples of pumps discussed above are only given for information and in no way constitute a limitative list. By way of example, the invention could be extended to other models using conjugated mobiles, such as lobe pumps, and in general any type of pump with magnetic drive or other, in particular centrifugal pumps.

Claims

1 - Pump including:

a) an inlet (14) for receiving a material

fluid to dispense;

b) an outlet (15) for the evacuation of the fluid

pump;

c) pumping means for pumping said

material to the outlet, said pumping means

being mounted on at least one rotary shaft (2, 3)

maintained and guided in rotation by bearings

appropriate (6), said bearings (6) delimiting

1 inside the pump a pumping area (20) and a

dead zone (9), the pumped material ensuring during its

passage from the pumping zone (20) to the dead zone

(9), the lubrication of said bearings (6);

d) means for driving in rotation at least

one of the rotary shafts (2,3);

e) means (10, 11, 12, 16, 17) for the

cleaning in place of the pumping area (20) and the

dead zone (9);

said pump being characterized in that the

cleaning means include:

i) a cleaning tube (10) introduced into a

hole (8) formed longitudinally in the (or them)

rotary shaft (s) (2, 3);

ii) at least one source of cleaning fluid

under pressure (16, 17); and

iii) means (11) for selectively connecting

said cleaning tube (10) to said fluid source

cleaning, said tube comprising at least one orifice

outlet (40) arranged so that the fluid

cleaning can circulate in the dead zone (9) so

to clean it.

2 - Pump according to claim 1 characterized in that

the pumping means include two trees to

gears (2, 3) arranged between the input and the output

(14, 15), a first shaft (3) being driven by a

motor, a second (2) being driven by the first,

by engagement of their respective gears.

3 - Pump according to claim 2 wherein the motor

is a magnetic motor (31, 32, 33).

4 - Pump according to claim 1, characterized in that

the pumping means are of the gear type

internal (1-5).

5 - Pump according to claim 1 characterized in said

pump is a lobe pump.

6 - Pump according to any one of claims 1 & 5

characterized in that the cleaning tube is

selectively connected to a liquid source of

cleaning (16) or to a source of pressurized gas (17).