FR3115336A1 - Pompe pour fluide cryogénique - Google Patents
Pompe pour fluide cryogénique Download PDFInfo
- Publication number
- FR3115336A1 FR3115336A1 FR2010711A FR2010711A FR3115336A1 FR 3115336 A1 FR3115336 A1 FR 3115336A1 FR 2010711 A FR2010711 A FR 2010711A FR 2010711 A FR2010711 A FR 2010711A FR 3115336 A1 FR3115336 A1 FR 3115336A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- valve
- pump
- valve seat
- pump body
- guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 18
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
- F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
- F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/102—Disc valves
- F04B53/1022—Disc valves having means for guiding the closure member axially
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/102—Disc valves
- F04B53/1032—Spring-actuated disc valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/1087—Valve seats
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
- F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
- F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
- F04B2015/081—Liquefied gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
- F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Titre : Pompe pour fluide cryogénique L’invention concerne une pompe comprenant :- un corps de pompe présentant au moins une tubulure d’admission (303), la tubulure d’admission (303) présentant un siège de soupape (315) ayant un profil semi-elliptique de révolution autour d’un axe central (C) du siège de soupape (315) ;- pour chaque siège de soupape (315), une soupape (800) présentant une tige (802), la soupape (800) étant mobile dans la tubulure d’admission (303) ;caractérisé en ce que le corps de pompe (300) présente, dans chaque tubulure d’admission (303) au moins une encoche (3031), et en ce que la pompe (1) comprend également, pour chaque soupape (800) :- un guide (850) de la soupape (800), le guide (850) étant reçu au moins partiellement dans la ou chaque encoche (3031) ;et en ce que le guide (850) est monté dans la ou chaque encoche (3031) avec un jeu fonctionnel (J). Figure pour l’abrégé : Fig. 5
Description
Le domaine de l’invention est celui de la conception et de la fabrication des dispositifs de pompage de fluide.
Plus précisément, l’invention concerne une pompe pour fluide cryogénique.
Les fluides cryogéniques sont des fluides, généralement des gaz, stockés à l’état liquide, qui sont pompés pour être déplacés d’un réservoir à un autre.
Classiquement les pompes comprennent un corps de pompe définissant une chambre fluidique, le corps de pompe présentant une entrée pour aspirer le fluide dans le corps de pompe, et une sortie pour éjecter le fluide hors du corps de pompe.
L’aspiration et l’éjection du fluide sont réalisés par l’intermédiaire d’un piston mobile à l’intérieur du corps de pompe.
Plus particulièrement, le piston comprend une tête dont la périphérie radiale est en contact avec l’intérieur de la chambre fluidique pour définir alternativement un volume d’aspiration et un volume d’éjection de fluide à l’intérieur du corps fluidique.
Pour permettre l’aspiration ou l’éjection du fluide, au moins une soupape d’admission et une soupape d’éjection sont montées sur le corps de pompe pour permettre, respectivement, l’entrée du fluide dans le corps de pompe et sa sortie hors du corps de pompe.
Les corps de pompe comprennent généralement une culasse dans laquelle est mobile le piston, et un couvre-culasse qui vient recouvrir la culasse et sur lequel sont montées la (ou les) soupape(s) d’admission et la (ou les) soupape(s) d’éjection. Pour étanchéifier le corps de pompe, un joint de culasse est alors intercalé entre la culasse et le couvre culasse.
Les fluides cryogéniques, par leurs caractéristiques intrinsèques, ont un impact sur les éléments d’une pompe lors de leur circulation dans la pompe.
Notamment, les pièces de la pompe, peuvent se rétracter si bien que la culasse et le couvre culasse peuvent s’écarter, laissant alors un jeu trop important pour être comblé par le joint de culasse. Il peut alors en résulter des fuites de fluide hors du corps de pompe.
Dans le cas d’un fluide inflammable ou dont la détente peut provoquer sa combustion, il existe donc des risques d’incendie voire d’explosion de la pompe.
L’invention a notamment pour objectif de palier les inconvénients de l’art antérieur
Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer une pompe permettant de pomper un fluide cryogénique sans fuites, ou quasiment.
L’invention a également pour objectif de fournir une telle pompe dont le fonctionnement des soupapes est automatique.
L’invention a en outre pour objectif de fournir une telle pompe qui soit simple de fabrication.
Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l’invention qui a pour objet une pompe comprenant :
- un corps de pompe présentant au moins une tubulure d’admission entre l’extérieur et l’intérieur du corps de pompe, la tubulure d’admission présentant, à une extrémité débouchant dans le corps de pompe, un siège de soupape ayant un profil semi-elliptique de révolution autour d’un axe central du siège de soupape ;
- pour chaque siège de soupape, une soupape présentant une tige ;
la soupape étant mobile en translation, selon un axe de déplacement défini par la tige de la soupape, entre :
- une position de passage dans laquelle elle est écartée du siège de soupape ;
- une position d’obturation dans laquelle elle obture le siège de soupape,
caractérisé en ce que le corps de pompe présente, dans chaque tubulure d’admission, en amont du siège de soupape selon un sens d’écoulement de fluide depuis l’extérieur vers l’intérieur de la pompe, au moins une encoche,
et en ce que la pompe comprend également, pour chaque soupape :
- un guide en translation de la soupape, le guide étant reçu au moins partiellement dans la ou chaque encoche ;
- des moyens de rappel de la soupape dans sa position d’obturation, les moyens de rappel étant intercalés entre la soupape et le guide,
et en ce que le guide est monté dans la ou chaque encoche avec un jeu fonctionnel autorisant un passage de l'axe de déplacement d'une position désaxée par rapport à l'axe central, dans la position de passage, à une position confondue avec l'axe central, dans la position d'obturation.
- un corps de pompe présentant au moins une tubulure d’admission entre l’extérieur et l’intérieur du corps de pompe, la tubulure d’admission présentant, à une extrémité débouchant dans le corps de pompe, un siège de soupape ayant un profil semi-elliptique de révolution autour d’un axe central du siège de soupape ;
- pour chaque siège de soupape, une soupape présentant une tige ;
la soupape étant mobile en translation, selon un axe de déplacement défini par la tige de la soupape, entre :
- une position de passage dans laquelle elle est écartée du siège de soupape ;
- une position d’obturation dans laquelle elle obture le siège de soupape,
caractérisé en ce que le corps de pompe présente, dans chaque tubulure d’admission, en amont du siège de soupape selon un sens d’écoulement de fluide depuis l’extérieur vers l’intérieur de la pompe, au moins une encoche,
et en ce que la pompe comprend également, pour chaque soupape :
- un guide en translation de la soupape, le guide étant reçu au moins partiellement dans la ou chaque encoche ;
- des moyens de rappel de la soupape dans sa position d’obturation, les moyens de rappel étant intercalés entre la soupape et le guide,
et en ce que le guide est monté dans la ou chaque encoche avec un jeu fonctionnel autorisant un passage de l'axe de déplacement d'une position désaxée par rapport à l'axe central, dans la position de passage, à une position confondue avec l'axe central, dans la position d'obturation.
Le montage avec jeu fonctionnel du guide dans la ou chaque encoche de la tubulure d’admission permet d’adapter la position de la soupape par rapport au siège de soupape de manière automatique et fiable.
En effet, grâce au jeu fonctionnel, la soupape, qui est alors repoussée dans sa position d’obturation par la pression du fluide dans la chambre fluidique du corps de pompe, vient contre le siège de soupape de manière libre et non contrainte. Cela évite notamment que la soupape ne soit bloquée en déplacement à cause de contraintes trop importantes.
Pour réaliser une étanchéité correcte au niveau du siège de soupape, la soupape, par la pression régnant dans la chambre fluidique, trouve sa position définitive d’étanchéité de manière naturelle. Cette position définitive d’étanchéité correspond à une position dans laquelle la tige de la soupape s’étend dans l’axe de la tubulure, cette position pouvant être différente lors de la venue en butée de la soupape contre le siège de soupape.
Le jeu fonctionnel permet ainsi de rattraper et d’autoriser la mobilité libre de la soupape pour sa venue contre le siège de soupape, cela afin que la soupape atteigne sa position d’étanchéité nominale de manière sûre.
Avantageusement, la soupape comprend une tête située à une extrémité de la tige, la tête présentant une portion à profil semi-elliptique tournée vers la tige et complémentaire de forme avec le siège de soupape.
La portion à profil semi-elliptique du piston permet une coopération de forme avec le siège de soupape, ce qui assure une bonne étanchéité entre le siège de soupape et la tête de soupape dans la position d’obturation de la soupape.
De préférence, la tête de la soupape présente, une rainure annulaire à l’intérieure de laquelle est logé un joint annulaire, le joint annulaire étant intercalé entre la tête de la soupape et le siège de soupape dans la position d’obturation de la soupape.
Le joint annulaire, par sa venue au contact sur le siège de soupape, dans la position d’obturation de la soupape, permet de garantir une bonne étanchéité entre le siège de soupape et la soupape.
Ainsi, la soupape peut être légèrement désaxée par rapport à l’axe de la tubulure, le joint permettant alors de compenser ce léger désaxement et donc de garantir l’étanchéité entre la soupape et le siège de soupape, notamment lorsque la soupape n’est pas intégralement dans sa position d’obturation.
Dans ce cas, la rainure annulaire est préférentiellement pratiquée sur la portion à profil semi-elliptique de la tête de la soupape.
La présence de la rainure permet de loger le joint annulaire de sorte que celui-ci reste en position sur la tête de soupape lors du déplacement de la soupape et permette ainsi l’étanchéité entre la soupape et le siège de soupape, même lorsque la soupape n’est pas dans sa position d’obturation.
Avantageusement, le joint annulaire présente une partie bombée venant en appui contre le siège de soupape dans la position d’obturation de la soupape, la partie bombée se déformant élastiquement pour épouser le siège de soupape et réaliser une obturation hermétique du siège de soupape.
La présence de la partie bombée sur le joint annulaire permet de compenser un éventuel désaxement de la soupape et donc de garantir l’étanchéité entre la soupape et le siège de soupape dans toutes les configurations ou quasiment, lorsque la soupape est dans sa position d’obturation ou proche de sa position d’obturation.
Avantageusement, le guide comprend un fût central depuis lequel s’étendent radialement trois bras, chaque bras étant monté dans une encoche.
Une telle architecture du guide permet de le positionner dans la tubulure sans que celui-ci ne représente une gêne à l’écoulement du fluide en direction de la chambre fluidique du corps de pompe.
En outre, l’utilisation de trois branches permet de garantir une orientation idéale de la soupape lors de son déplacement entre sa position d’obturation et sa position de passage, ou inversement. Enfin, cette architecture de guide favorise le guidage la soupape lors de son déplacement.
De préférence, les moyens de rappel comprennent un ressort de compression monté autour du fût central du guide, le ressort étant intercalé entre les bras du guide et une butée solidaire de la tige à une extrémité opposée de la tête.
De tels moyens de rappel peuvent être remplacés de manière simple et rapide. Par ailleurs, le positionnement des moyens de rappel permet de positionner la soupape dans une position normalement fermée, c’est-à-dire de conserver la soupape dans sa position d’obturation lorsque aucun fluide n’est pompé ou lorsque le piston provoque une compression du fluide dans la chambre fluidique. Cela permet donc de garantir l’étanchéité entre le siège de soupape et la soupape, et donc d’éviter une fuite de fluide hors du corps de pompe.
Le fluide ne peut ainsi s’évacuer que par la tubulure d’éjection du corps de pompe.
Selon un aspect avantageux, la butée est montée de manière amovible sur la tige.
Ainsi, il est possible de pouvoir changer rapidement les moyens de rappel par simple retrait de la butée qui est montée de manière amovible sur la tige. En outre, cela permet de monter rapidement la tige ou la soupape sur le guide, de manière aisée pour un technicien.
Préférentiellement, la pompe comprend une chemise présentant une paroi de fond, le corps de pompe étant monté dans la chemise, la paroi de fond de la chemise bouchant une ouverture de la tubulure d’admission débouchant à l’extérieur du corps de pompe.
La présence de la chemise venant recevoir le corps de pompe permet de fermer les tubulures et ainsi de ne pouvoir monter la soupape que par l’extérieur du corps de pompe.
En d’autres termes, le corps de pompe peut ainsi être monobloc, ce qui n’empêche pas le montage des soupapes pour l’admission de fluide dans la chambre fluidique, tout en permettant de limiter les fuites de fluide hors du corps de pompe puisque le corps de pompe peut être réalisé de manière monobloc, c’est-à-dire en une seule pièce sans présence de joint qui formerait alors entre les pièces un risque de fuite de fluide.
Avantageusement, chaque tubulure d’admission forme avec la paroi de fond de la chemise et la soupape associée une réserve de fluide dans le corps de pompe.
La réserve de fluide permet de créer une zone tampon dans laquelle le fluide est collecté préalablement à son entrée dans la chambre fluidique du corps de pompe, ce qui assure un fonctionnement continu de la pompe et notamment une alimentation de la chambre fluidique de manière continue, notamment lorsque la course du piston dans le corps de pompe est variable.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation préférentiel de l’invention, donné à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
la figure 1 est une vue de dessus d’une pompe selon l’invention, la pompe comprenant un compartiment moteur et deux compartiments de pompage répartis de part et d’autre du compartiment moteur ;
la figure 2 est une vue simplifiée en coupe longitudinale de la pompe selon l’invention, sur laquelle est représenté le compartiment moteur et un seul des compartiments de pompage ;
la figure 3 est une vue en perspective de dessus d’un corps de pompe de la pompe selon l’invention, cette figure présentant un médaillon de détail à échelle agrandie illustrant une tubulure d’admission du corps de pompe à l’intérieur de laquelle est montée une soupape d’admission ;
la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d’une soupape d’admission de la pompe selon l’invention ;
la figure 5 est une vue de face d’une soupape d’admission de la pompe selon l’invention, cette figure présentant un médaillon de détail à échelle agrandie illustrant un joint périphérique monté sur la soupape d’admission.
La figure 1 illustre une pompe 1 comprenant un compartiment moteur 100 et au moins un compartiment de pompage 200.
Plus précisément, tel que cela est illustré sur la figure 1, la pompe 1 comprend avantageusement deux compartiments de pompage 200.
Les deux compartiments de pompage 200 sont situés chacun de part et d’autre du compartiment moteur 100.
En référence à la figure 2, le compartiment moteur 100 intègre des moyens moteurs 101 en prise avec un arbre de transmission 110 lui-même raccordé au compartiment de pompage 200.
Dans la suite de la description, il n’est fait référence qu’à un seul compartiment de pompage 200, étant entendu que les deux compartiments de pompage 200 sont identiques et présentent les mêmes caractéristiques structurelles et fonctionnelles.
Tel qu’illustré sur la figure 2, le compartiment de pompage 200 comprend un corps de pompe 300 à l’intérieur duquel un piston 600 est monté mobile en translation selon un axe de translation X.
L’axe de translation X définit une direction longitudinale à la pompe 1.
Pour permettre le pompage d’un fluide, le compartiment de pompage 200 comprend également :
- un raccord d’alimentation 203 débouchant dans une rampe d’admission 2031 monté autour du corps de pompe 300, et
- un raccord d’évacuation 204.
- un raccord d’alimentation 203 débouchant dans une rampe d’admission 2031 monté autour du corps de pompe 300, et
- un raccord d’évacuation 204.
Plus particulièrement, la rampe d’admission 2031 se présente sous la forme d’une canalisation annulaire entourant le corps de pompe 300, cette canalisation annulaire ayant une pluralité d’orifices permettant d’alimenter fluidiquement le corps de pompe 300.
En outre, la pompe 1 comprend un compartiment intermédiaire 400 intercalé entre le compartiment moteur 100 et chaque compartiment de pompage 200 ainsi que des moyens d’isolation 500.
Dans le but de protéger le compartiment de pompage 200, la pompe 1 comprend un carter 201 fermé à l’une de ses extrémités par un bouchon 202a.
A l’autre de ses extrémités, le carter 201 s’étend en direction du compartiment moteur 100 et est refermé par un capot 202b permettant de définir un volume interne au carter 201 dans lequel le corps de pompe 300 est logé et protégé.
De préférence, un vide est réalisé dans le volume interne au carter 201.
Tel que cela est visible sur les figures 1 et 2, le raccord d’alimentation 203 et le raccord d’évacuation 204 débouchent chacun dans le carter 201 pour permettre respectivement l’alimentation fluidique et l’extraction de fluide dans ou hors du corps de pompe 300.
La liaison entre l’arbre de transmission 110 et le piston 600 est réalisé par des moyens de couplage mécaniques ad hoc, ces moyens de couplage mécanique pouvant être réversibles, c’est-à-dire qu’ils permettent de dissocier l’arbre de transmission 110 du piston 600.
Avantageusement, les moyens moteurs 101 comprennent une vis à billes ou, plus avantageusement encore, une vis à rouleau.
La vis à billes ou la vis à rouleau permet de pouvoir transformer un mouvement de rotation des moyens moteurs 101 en un mouvement de translation de l’arbre de transmission 110 et donc du piston 600 dans le corps de pompe 300.
Avantageusement, les moyens moteurs 101 comprennent un moteur à courant continu.
Le corps de pompe 300 définit une chambre fluidique 301 à l’intérieur de laquelle le piston 600 est mobile en translation selon l’axe de translation X.
Par sa mobilité dans la chambre fluidique 301, le piston permet le pompage et l’éjection de fluide depuis une réserve fluidique jusqu’à un réservoir à remplir.
Plus particulièrement, et de manière classique, lorsque le piston se déplace dans un premier sens selon l’axe de translation X, de sorte à augmenter le volume dans la chambre fluidique 301, une dépression se crée à l’intérieur de la chambre fluidique 301 pour permettre l’entrée de fluide dans la chambre fluidique 301 via le raccord d’alimentation 203 et plus particulièrement via la rampe d’admission 2031.
A l’inverse, lorsque le piston 600 se déplace dans un deuxième sens opposé au premier sens, le volume de la chambre fluidique 301 se réduit au fur et à mesure du déplacement du piston 600 dans la chambre fluidique 301, ce qui provoque la compression du fluide contenu dans la chambre fluidique 301 et donc son évacuation du corps de pompe 300 via le raccord d’évacuation 204, à destination du réservoir à remplir.
En référence à la figure 3, le corps de pompe 300 présente au moins une tubulure d’admission de fluide 303 débouchant à l’intérieur de la chambre fluidique 301.
Plus précisément, le corps de pompe 300 présente trois tubulures d’admission 303 régulièrement réparties à la périphérie du corps de pompe 300.
Pour permettre un pompage efficace de fluide, c’est-à-dire une succession de phases d’admissions et de phases d’éjection, chaque tubulure d’admission 303 est pourvue d’une soupape 800 permettant d’obturer ou non la tubulure d’admission 303 afin de laisser passer ou d’empêcher le passage de fluide depuis l’extérieur du corps de pompe 300 vers la chambre fluidique 301 ou inversement depuis la chambre fluidique 301 vers l’extérieur du corps de pompe 300.
Plus particulièrement, chaque tubulure d’admission 303 présente à une extrémité débouchant dans le corps de pompe 300, un siège de soupape 315.
Le siège de soupape 315 présente un profil semi-elliptique de révolution autour d’un axe central C du siège de soupape 315.
En référence aux figures 4 et 5, chaque soupape 800 présente une tête de soupape 801 et une tige 802 s’étendant depuis la tête 801, la tige 802 définissant un axe de déplacement D de la soupape 800 par rapport au siège de soupape 315.
Ainsi, chaque soupape 800 est mobile en translation selon l’axe de déplacement D, entre :
- une position de passage dans laquelle elle est écartée du siège de soupape 315 ;
- une position d’obturation dans laquelle elle obture le siège de soupape 315.
- une position de passage dans laquelle elle est écartée du siège de soupape 315 ;
- une position d’obturation dans laquelle elle obture le siège de soupape 315.
La pompe 1 comprend également, pour chaque soupape 800, un guide 850 par lequel la soupape 800 est guidée en déplacement.
Le guide 850 prend place dans la tubulure d’admission 303 telle qu’expliqué ci-après.
En référence à la figure 4 et à la figure 5, le guide 850 présente un fût central 851 depuis lequel s’étendent au moins deux bras 852.
Plus particulièrement, tel que cela est visible sur la figure 3, le guide 850 présente trois bras 852 régulièrement espacés les uns des autres.
Autrement dit, deux bras 852 adjacents sont écartés angulairement l’un de l’autre d’un angle de 120°.
La pompe 1 comprend également, pour chaque soupape 800, des moyens de rappel 805 de la soupape 800 dans sa position d’obturation.
Les moyens de rappel 805 sont intercalés entre la soupape 800 et le guide 850.
Plus précisément, les moyens de rappel 805 comprennent un ressort de compression monté autour du fût central 851 du guide 850, le ressort étant intercalé entre les bras 852 du guide 850 et une butée 806 solidaire de la tige 802 à une extrémité opposée à la tête 801.
Avantageusement, la butée 806 est montée de manière amovible sur la tige 802, ce qui permet de pouvoir changer le ressort de compression en cas de besoin.
Tel que cela est illustré sur le médaillon de détail de la figure 3, sur la figure 4 et sur la figure 5, pour chaque soupape 800, le corps de pompe 300 présente, dans chaque tubulure d’admission 303, en amont du siège de soupape 315, selon un sens d’écoulement de fluide depuis l’extérieur vers l’intérieur du corps de pompe 300, au moins une encoche 3031.
Plus précisément, tel que cela est visible sur le médaillon de détail de la figure 3, chaque tubulure d’admission 303 présente trois encoches 3031 dans chacune desquelles est logé un bras 852 du guide 850.
Tel que cela est visible sur la figure 5, le guide 850 est monté dans la ou dans chaque encoche 3031 avec un jeu fonctionnel J.
Ce jeu fonctionnel J autorise un passage de l’axe de déplacement D d’une position désaxée par rapport à l’axe central C dans la position de passage de la soupape 800, à une position confondue avec l’axe central C dans la position d’obturation de la soupape 800.
Cela permet à la soupape 800 d’être libre en déplacement pour favoriser l’entrée de fluide dans la chambre 301 du corps de pompe 300 et de pouvoir assurer une bonne étanchéité lorsque le procédé de pompage est dans une phase d’évacuation et que la pression régnant dans la chambre 301 provoque une venue de la tête 801 de soupape 800 contre le siège de soupape 315.
La bonne étanchéité assurée par la soupape 800 est réalisée lorsque l’axe de déplacement D de la soupape 800 est confondue avec l’axe central C du siège de soupape 315.
Tel que cela est visible sur les figures 4 et 5, la tête 801 de soupape 800 présente une portion à profil semi elliptique 801a, tournée vers la tige 802, et complémentaire de forme avec le siège de soupape 315.
Pour parfaire encore l’étanchéité entre la soupape800 avec le siège de soupape 315, chaque soupape 800 présente une rainure annulaire 803 à l’intérieur de laquelle est logé un joint annulaire 804.
Plus particulièrement, la rainure annulaire 803 est pratiquée sur la tête 801 de la soupape 800, et le joint annulaire 804 est monté à l’intérieur de la rainure annulaire 803.
La rainure annulaire 803 est avantageusement pratiquée sur la portion à profil semi-elliptique de la tête 801 de la soupape 803.
Ainsi, dans la position d’obturation de la soupape 800, le joint annulaire 804 est intercalé entre la tête de soupape 801 et le siège de soupape 315.
En référence au médaillon de détail de la figure 4, le joint annulaire 804 présente une partie bombée 8041. La partie bombée 8041 est destinée à venir en appui contre le siège de soupape 315 dans la position d’obturation de la soupape.
Ainsi, lorsque la soupape 800 est dans sa position d’obturation, la partie bombée 8041 du joint annulaire 804 se déforme élastiquement pour épouser le siège de soupape 315 et réaliser une obturation hermétique du siège de soupape 315.
En fonctionnement, lorsque le procédé de pompage est dans une phase d’admission, le fluide à pomper entre dans la tubulure d’admission 303 et exerce une pression sur la tête 801 de la soupape 800. La pression repousse la soupape 800 en direction de la chambre fluidique 301 du corps de pompe 300.
Cela provoque alors une compression des moyens de rappel 805 entre la butée 806 de la soupape 800 et les bras 852 du guide 850.
Lorsque le procédé entre dans sa phase d’éjection du fluide, la pression dans la chambre fluidique 301 augmente.
Le fluide contenu dans la chambre fluidique 301 exerce alors un effort sur la tête 801 du piston 800 pour faire remonter celle-ci en direction de la tubulure d’admission 303, à l’aide notamment des moyens de rappel 805.
Lorsque la soupape 800 remonte en direction de la tubulure d’admission 303, le guide 850 se retrouve alors libre de mouvement dans les encoches 3031, et peut se déplacer dans la tubulure d’admission 303, grâce au jeu fonctionnel J (représenté sur la figure 4).
Plus précisément, les bras 852 se déplacent dans les encoches 3031 afin de permettre le replacement de l’axe de déplacement D pour que la soupape 800 se positionne de manière optimale contre le siège de soupape 315.
La pression exercée par le fluide contenu dans la chambre fluidique 301 est alors uniforme sur la tête du piston 301, ce qui provoque alors le passage de l’axe de déplacement D d’une position désaxée par rapport à l’axe central C à une position confondue avec l’axe central C lorsque la soupape 800 est dans sa position d’obturation.
L’effort exercé par les moyens de rappel 805 entre la butée 806 et le guide 850 provoque alors la mise en butée dans les encoches 3031 des bras 852 du guide 850.
Le montage de la soupape 800 dans le corps de pompe 300 ne peut être réalisé que par l’extérieur du corps de pompe 300.
Pour cela, la tête 801 de la soupape 800 est introduite de biais dans la tubulure d’admission 303 puis la tige 802 de la soupape 800 est pivotée de sorte que l’axe de déplacement D de la soupape 800 soit aligné ou quasiment avec l’axe central C du siège de soupape 315.
Le guide 850 est alors positionné de sorte que ses bras puissent être en regard des encoches 3031, ce qui permet, lorsque la soupape 800 est relâchée, que la tête vienne se loger dans le siège de soupape 315, de manière à former une liaison hermétique entre la tête 801 de la soupape 800 et le siège de soupape 315. Lorsque la liaison est hermétique entre la soupape 800 et le siège de soupape 315, cela correspond à un positionnement colinéaire de l’axe de déplacement D avec l’axe central C.
Tel qu’illustré sur la figure 2, la pompe 1 comprend une chemise 314 présentant une paroi de fond 3141. Le corps de pompe 300 est monté dans la chemise 314 à force, c’est-à-dire sans jeu entre la chemise 314 et le corps de pompe 300.
La paroi de fond 3141 de la chemise 314 bouche alors une ouverture de la tubulure d’admission 303 débouchant à l’extérieur du corps de pompe 300, ce qui permet de former une réserve de fluide dans la tubulure d’admission 3030 du corps de pompe 300.
La réserve de fluide, est alors remplie lorsque le fluide à pomper atteint la tubulure d’admission 303 et que la soupape 800 est dans sa position d’obturation.
La soupape 800 qui vient d’être décrite permet de pouvoir adopter sa position de passage et sa position d’obturation de manière automatique simplement par la pression ou la dépression régnant dans la chambre fluidique 301.
Par ailleurs, cette soupape 800 assure une bonne étanchéité dans sa position d’obturation par la présence du jeu fonctionnel J qui permet à la soupape 800 de pouvoir se désaxer librement pour assurer un passage de fluide non perturbé et de recouvrer une position d’obturation totalement hermétique.
L’obturation hermétique de la tubulure d’admission 300 par la soupape 800 est, en outre, complétée par la présence du joint annulaire 804 dont la partie bombée 8041 se déforme élastiquement pour épouser la forme du siège de soupape 315.
Avantageusement, le joint annulaire 804 est réalisé dans un matériau de la famille des polyimides ce qui lui permet de conserver ses caractéristiques structurelles et fonctionnelles en utilisation dans des températures extrêmes, chaudes ou froides.
Claims (10)
- Pompe (1) comprenant :
- un corps de pompe (300) présentant au moins une tubulure d’admission (303) entre l’extérieur et l’intérieur du corps de pompe (300), la tubulure d’admission (303) présentant, à une extrémité débouchant dans le corps de pompe (300), un siège de soupape (800) ayant un profil semi-elliptique de révolution autour d’un axe central (C) du siège de soupape (315) ;
- pour chaque siège de soupape (315), une soupape (800) présentant une tige (802) ;
la soupape (800) étant mobile en translation, selon un axe de déplacement (D) défini par la tige (802) de la soupape (800), entre :
- une position de passage dans laquelle elle est écartée du siège de soupape (315) ;
- une position d’obturation dans laquelle elle obture le siège de soupape (315),
caractérisé en ce que le corps de pompe (300) présente, dans chaque tubulure d’admission (303), en amont du siège de soupape (315) selon un sens d’écoulement de fluide depuis l’extérieur vers l’intérieur de la pompe (1), au moins une encoche (3031),
et en ce que la pompe (1) comprend également, pour chaque soupape (800) :
- un guide (850) en translation de la soupape (800), le guide (850) étant reçu au moins partiellement dans la ou chaque encoche (3031) ;
- des moyens de rappel (805) de la soupape (800) dans sa position d’obturation, les moyens de rappel (805) étant intercalés entre la soupape (800) et le guide (850),
et en ce que le guide (850) est monté dans la ou chaque encoche (3031) avec un jeu fonctionnel (J) autorisant un passage de l'axe de déplacement (D) d'une position désaxée par rapport à l'axe central (C), dans la position de passage, à une position confondue avec l'axe central (C), dans la position d'obturation. - Pompe (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la soupape (800) comprend une tête (801) située à une extrémité de la tige (802), la tête (801) présentant une portion à profil semi-elliptique tournée vers la tige (802) et complémentaire de forme avec le siège de soupape (315).
- Pompe (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la tête (801) de la soupape (800) présente, une rainure annulaire (803) à l’intérieure de laquelle est logé un joint annulaire (804), le joint annulaire (804) étant intercalé entre la tête (801) de la soupape (800) et le siège de soupape (315) dans la position d’obturation de la soupape (800).
- Pompe (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la rainure annulaire (803) est pratiquée sur la portion à profil semi-elliptique de la tête (801) de la soupape (800).
- Pompe (1) selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce que le joint annulaire (804) présente une partie bombée (8041) venant en appui contre le siège de soupape (315) dans la position d’obturation de la soupape (800), la partie bombée (8041) se déformant élastiquement pour épouser le siège de soupape (315) et réaliser une obturation hermétique du siège de soupape (800).
- Pompe (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le guide (850) comprend un fût central (851) depuis lequel s’étendent radialement trois bras (852), chaque bras (852) étant monté dans une encoche (3031).
- Pompe (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de rappel (805) comprennent un ressort de compression monté autour du fût central (851) du guide (850), le ressort étant intercalé entre les bras (852) du guide (850) et une butée (806) solidaire de la tige (802) à une extrémité opposée de la tête (801).
- Pompe (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la butée (806) est montée de manière amovible sur la tige (802).
- Pompe (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend une chemise (314) présentant une paroi de fond (3141), le corps de pompe (300) étant monté dans la chemise (314), la paroi de fond (3141) de la chemise (314) bouchant une ouverture de la tubulure d’admission (303) débouchant à l’extérieur du corps de pompe (300).
- Pompe (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque tubulure d’admission (303) forme avec la paroi de fond (3141) de la chemise (314) et la soupape (800) associée une réserve de fluide d’entrée de fluide dans le corps de pompe (1).
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2010711A FR3115336B1 (fr) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | Pompe pour fluide cryogénique |
PCT/EP2021/077929 WO2022084072A1 (fr) | 2020-10-19 | 2021-10-08 | Pompe comprenant des moyens de refroidissement |
EP21783562.8A EP4229297A1 (fr) | 2020-10-19 | 2021-10-08 | Pompe comprenant des moyens de refroidissement |
US18/249,510 US20230383742A1 (en) | 2020-10-19 | 2021-10-08 | Pump comprising cooling means |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2010711A FR3115336B1 (fr) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | Pompe pour fluide cryogénique |
FR2010711 | 2020-10-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3115336A1 true FR3115336A1 (fr) | 2022-04-22 |
FR3115336B1 FR3115336B1 (fr) | 2022-10-07 |
Family
ID=73699114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2010711A Active FR3115336B1 (fr) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | Pompe pour fluide cryogénique |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3115336B1 (fr) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1077092A (en) * | 1964-01-31 | 1967-07-26 | Svenska Diamantbergborrnings A | Slurry pump control valve |
CA2045322A1 (fr) * | 1990-06-25 | 1991-12-26 | Cornelis Johannes De Konig | Vanne de pompe a boue |
US20130032745A1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Face sealing annular valve |
US20150211641A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Gardner Denver Water Jetting Systems, Inc. | Valve cartridge assembly with a suction valve in line with a discharge valve and a suction valve seat circumscribing an inlet which the suction valve covers |
US20200232301A1 (en) * | 2019-01-17 | 2020-07-23 | Flomatic Corporation | Drain-back valve |
-
2020
- 2020-10-19 FR FR2010711A patent/FR3115336B1/fr active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1077092A (en) * | 1964-01-31 | 1967-07-26 | Svenska Diamantbergborrnings A | Slurry pump control valve |
CA2045322A1 (fr) * | 1990-06-25 | 1991-12-26 | Cornelis Johannes De Konig | Vanne de pompe a boue |
US20130032745A1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Face sealing annular valve |
US20150211641A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Gardner Denver Water Jetting Systems, Inc. | Valve cartridge assembly with a suction valve in line with a discharge valve and a suction valve seat circumscribing an inlet which the suction valve covers |
US20200232301A1 (en) * | 2019-01-17 | 2020-07-23 | Flomatic Corporation | Drain-back valve |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3115336B1 (fr) | 2022-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2964933B1 (fr) | Dispositif de dosage compact pour injecteur a deux circuits de carburant pour une turbomachine d'aeronef | |
FR2728310A1 (fr) | Ensemble de transfert de carburant pour alimenter un moteur | |
WO2014202905A1 (fr) | Carter intermédiaire amélioré de turbomachine et ensemble d'entrainement de boitier d'accessoire | |
WO2012080612A2 (fr) | Compresseur frigorifique à spirales | |
CA2625314C (fr) | Drain de carter d'echappement de turbomachine | |
FR3051839A1 (fr) | Logement de joint d'etancheite pour injecteur de turbomachine | |
FR2764936A1 (fr) | Dispositif de reglage de la synchronisation de soupapes | |
FR2538498A1 (fr) | Connecteur hydraulique automatique notamment pour appareil immerge | |
FR3115336A1 (fr) | Pompe pour fluide cryogénique | |
WO2018096239A1 (fr) | Turbomachine a double flux equipee d'un systeme de decharge | |
FR2547012A2 (fr) | Robinet lubrifie a obturateur tournant fendu | |
EP0268521A1 (fr) | Vanne de sas perfectionnée | |
FR3115333A1 (fr) | Piston pour pompe de fluide cryogénique | |
FR2794191A1 (fr) | Compresseur a mecanisme de valve de haute precision | |
FR2671379A1 (fr) | Dispositif de remplissage a distance d'un reservoir d'huile. | |
WO2008062144A2 (fr) | Dispositif d'assemblage pour un actionneur electromagnetique d'un injecteur pour moteur a combustion interne | |
FR2869367A1 (fr) | Dispositif de raccordement d'un tube d'injection de carburant sous pression | |
FR2599110A1 (fr) | Robinet equipe de clapets d'obturation et anti-retour | |
FR2907873A1 (fr) | Dispositif d'alimentation en fluide gazeux,pour circuit de circulation de fluide gazeux et dispositif de filtration equipe d'un tel dispositif d'alimentation en fluide gazeux | |
EP4229297A1 (fr) | Pompe comprenant des moyens de refroidissement | |
FR3124233A1 (fr) | Procédé de formage d’un dispositif de protection thermique | |
FR2961566A1 (fr) | Actionneur a verin d'un organe mobile dans une turbomachine | |
FR3139365A1 (fr) | Vanne de decharge a porte intrusive | |
EP4288650A1 (fr) | Dispositif d'étanchéité pour vanne de décharge d'une turbomachine | |
EP3393965B1 (fr) | Equipement comprenant une vanne coaxiale insérable pour transférer un fluide dans un réservoir et procédé |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20220422 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |