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"Perfectionnements aux pompes à débit variable"
La présente invention se rapporte aux pompes à débit variable du type à plateau ballant et vise à permettre le contrôle de telles pompes d'une manière simple et aisée.
L'invention consiste en une pompe à débit variable du type à plateau ballant, combinée avec: un cylindre dont une extrémité peut être mise en communication avec le côté de refoulement de la pompe; un orifice de passage de fluide à l'extrémité opposée de ce cylindre ; un piston sollicité par un ressort et monté dans ce cylin- dre de manière à coulisser sous l'action d'une pression de fluide., ce'piston étant prévu pour modifier la position du plateau ballant de la pompe; des moyens pour assurer une communication étranglée entre les deux extrémités du cylindre ; un organe obturateur mobile pour contrôler le dit orifice, et des moyens influencés par la pression du fluide et destinés à actionner le dit organe obturateur.
Dans les dessins explicatifs annexés :
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Fig. 1 est une vue d'élévation latérale. et 1en coude. d'une pompe 1 1I1,,11"'1 ,..,... ...-r.. 1 .111"
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à débit variable comprenant l'objet de la présente invention et appelée à alimenter une machine motrice en combustible liquide.
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Fiv, 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2*2 de la Fig. 1, Fig. 3 est une vue analogue à la FiS' l, Mais relative à une variante.
Figs. 4 à s sont devues en coupe montrant des détails modifiés de la pompe représentée aux Figs. 1 ou 3.
La pompe montrée dans les Figs. 1 et 2 comporte un corps rota- tif o disposé dans un carter p et présentant, autour de son axe,
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une série ù'alésages tels que q, dans chacun desquels se trouve disposé un plongeur, 1:. par exemple, monté à mouvement alternatif.
Lorsque le corps o tourne, les plongeurs r. sont déplacés dans un sens par un plateau ballant s à position angulaire réglable et, dans l'autre sens, par des ressorts tels que t, ces derniers étant situés à l'intérieur des alésages q du corps rotatif, et servant à maintenir une face en bout, de ce corps en contact avec une face en
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bout 11 du carter po. La face en bout u¯ dru carter présente un ori- fice d'admission arqué (non montré), en communication avec un orifi ce d'admission de liquide v du carter, la paroi u de ce carter
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présentant en outre un orifice de décharge arqué w, en communication avec uo orifice de décharge de liquide (non représenté), d. u ca,rter.
Le but de l'invention, telle qu'appliquée à, la pompe représen- tée dans les Figs. 1 et 2 consiste à contrôler le débit de la pompe en fonction de la pression du fluide déterminée par la vitesse de rotation du corps de pompe o. Pour développer cette pression de fluide, on peut prévoir dans le corps rotatif o, ou combiner avec celui-ci, une pompe centrifuge. Ainsi, comme montré au dessin, le corps o peut être formé de manière à présenter un alésage axial x,
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dont une extrémité est en communication avec l'orifice d'a.imission v¯, tandis que son autre extrémité est en co..ruunication avec une série de canaux radiaux, y par exemple, prévue dans le corps o.
Du liquide provenant L1U 1,orii'ice Q'2..taïâ1021 y tra.uJ7sé l'alésage x et est expulsé par l'action centrifuge à travers les canaux radiaux y vers l'intérieur du carter p de la pompe, autour du corps de pompe .0..
Lore de la mise en oeuvre de la présente invention suivant le mode de réalisation représenté dans les Figs. 1 et 2, une extrémité
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du carter de pompe c>nt :,unie d'un cylindre 2 fermé aux c1Gux extrÀ,1>,1t-és* Le cylindre contient un piston de contrôle 3, sollicité par un ressort 4. Fartant d'un côté de ce pibton, une tige 5 tra- verse un orifice de la paroi intérieure de ce cylindre, pour être connectée au plateau ballant s.
La partie intérieure du cylindre 2, c'est-à-dire la partie qui correspond à la face du piston 3 pour-
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vue de la tige 5, communique librement avec l'orifice de refoulement w à travers un passage 6 pratiqué dans le carter p, cette partie du cylindre étant d'autre part en communication avec l'autre partie, ou partie extérieure, de ce cylindre (c'està-dire, la partie qui contient le ressort 4) à travers un passage étranglé 7, l'étranglement étant obtenu à l'aide d'un bouchon fixe ou réglable 8 (Fig. 2). L'extrémité extérieure du cylindre 2 est munie d'un petite orifice 9, dont l'extrémité extérieure forme un siège ppurun organe obturateur 10, solidaire d'un levier 11, ce dernier étant monté à pivotement sur l'extrémité extérieure du cylindre 2.
Ce levier 11 est soumis à l'action d'un ressort 12 qui tend à appliquer l'organe obturateur 10 sur son siège. Le cylindre 2 est contenu dans une chambre 13, formée sur l'extrémité adjacente du carter de pompe p ou fixée à cette extrémité, laquelle chambre communique avec l'orifice d'admission v de la pompe ou avec un bac. Le côté extérieur de la chambre 13 est limité par un diaphragne ou membrane 14 présentant au centra une butée 15 qui peut venir s'appuyer sur l'extrémité du levier 11 éloignée de l'organe obturateur 10.
Sur le côté opposé du diaphragme 14 se trouve uneautre chambre, désignée par 16 et qui est limitée d'une part par ce dia- phragme et, d'autre part, par une plaque d'obturation d'extrémité 17, cette dernière chambre étant en communication avec la pompe centrifuge précitée, par l'intermédiaire d'un passage 18 et de l'espace intérieur du carter de pompe p. De plus, une tige 19 est réunie au diaphragme 14 au moyen d'un ressort 20, ce dernier étant situé dans un logement tubulaire 21 partant du centre de la plaque d'obturation d'extrémité 17, cette tige étant montée de manière à traverser une boîte à bourrage prévue dans l'extrémité extérieure du logement du ressort.
La tige 19 peut être commandée par l'opé rateur à l'aide d'un/levier 22 supporté par un pied 23a prévu sur le logement 21 du ressorte
En supposant que le plateau ballant s- occupe la position de débit maximum représentée dans la Fig. l, ce.plateau restera dans cette position aussi longtemps que la pression dans la chambre 16, c'estàdire la pression agissant sur le diaphragme 14, est inférieure à une certaine valeur déterminée d'avance. Tant que cet état sub-. siste, l'organe obturateur 10 de 1'.orifice 9 occupe la position de fermeture, et la pression de part et d'autre du piston de commande 3 est en équilibre.
Toutefois, lorsque la pression agissant sur le diaphragme 14 dépasse la valeur déterminée d'avance, le diaphragme (sous l'influence de la pression agissant sur lui) soulèvera l'organe obturateur 10 de son siège. La pression du liquide dans la partie extérieure du cylindre 2 baissera de ce fait, tandis que le piston 3 sera déplacé par la pression du fluide agissant dans la. partie intérieure de ce cylindre, contre l'antagonisme du ressort
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4, et déplacera à son tour le plateau ballant s. dans une direction qui correspond à la réduction du débit de la pompe, jusqu'à, ce qu'un nouvel état déquilibre soit atteint. Lorsqu'il s'agit de modifier la rapidité avec laquelle la pression agissant.
sur le diaphragme 14 exerce son'-', effet, l'opérateur peut actionner le levier 22 d'une manière appropriée. La Fig. 1 montre ce levier, dans une position extrême, en traits pleins et, dans l'autre position extrême, en traits mixtes.
On peut pré voir n'importe quel moyen approprié permettant à l'opérateur de soulever l'organe obturateur 10 de son siège sur l'orifice 9. Un exemple d'un tel dispositif est représenté dans la. Fige 3. Dans ce mode de réalisation, il est fait usage d'un levier 94 pour faire varier la rapidité avec laquelle la pression agissant sar le diaphragme 14 exerce son effet, ce levier étant monté sur un arbre 95 prévu sur le côté extérieur du diaphragme, et étant commandé par l'action de l'opérateur à l'aide d'un autre levier 96 monté sur l'arbre 95 en un point situé à l'extérieur de la chambre 16.
Le levier 94 est réuni au diaphragme 14 au moyen d'un ressort 97, la disposition étant telle que l'effet exercé par le ressort sur le diaphragme peut être modifié en imprimant au levier un déplacement angulaire. Le levier 94 présente, ou est combiné d'une autre manière avec une butée 98, destinée à déplacer, en agissant sur le diaphragme 14, le levier 11, qui porte l'organe obturateur 10, pour l'amener dans une position dans laquelle l'organe obturateur est soulevé de son siège. Cette situation qu'il est utile d'établir lorsqu'on désire faire marcher la, machine motrice au. ralenti, a pour effet de libérer le liquide contenu dans la partie extérieure du cylindre 2.
Le piston de commande 3 monté dans le cylindre 2 peut alors se déplacer contre 1'antego- nisme :le son ressort de charge 4, et cela'sous l'effet de la pression du liquide contenu dans la partie intérieure du cylindre, ce déplacsment étant poursuivi jusqu'au moment où ce piston atteint une position d'équilibre dans laquelle les pressions antagonistes au liquide et du ressort sont équilibrées..
Cette action du piston de commande 5 a pour effet d'amener le plateau ballant s dans une position qui correspond à un débit de la pompe réduit en conséquence. Le piston 3 restera désormais dans cette position et la pompe Fournira un débit constant, suffisant pour maintenir la machine motrice en marche
Lorsqu'il veut rétablir la marche normale de la pompe, l'opé- rateur libère le levier 96, à la suite de quoi le levier 11 réagit à l'action de la pression du liquide s'exerçant sur le diaphrag- me 14.
Lorsque le levier 94 est déplacé depuis la position dans la-
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quelle le ressort 97 produit son effet maximum, la tendance qu' aurait ce ressort à produire une déformation du diaphragme rencontre l'opposition d'une lame élastique 99, dont une extrémité est réunie au diaphragme 14 en un point proche du centre de celuici, tandis que son autre extrémité est connectée au couvercle d'extrémité 17
Sous les autres rapports, la pompe montrée dans la Fig. 3 est sensiblement analogue à celle représentée dans les Figs. 1 et 2 et comporte les mêmes signes de référence.
La Fig. 4 représente les moyens destinés à permettre à la pompe montrée dans les Figs.l et 2 ou 3 de fonctionner automati- quement comme pompe à débit constant pour le cas où la pression du fluide agissant sur le piston de commande 3 viendrait à descendre en-dessous d'une valeur déterminée d'avance. Dans ce mode de réalisation, le bouchon fixe ou réglable 8, montré dans la Fig. 2, est remplacé par une petite soupape-piston 100 soumise à l'action d'un ressort de pression Hélicoïdal 101 de puissance appropriée.
La soupape 100 est montée à coulissement dans un alésage 102 pratiqué dans le carter de pompe p, une extrémité de cette soupapeétant soumise à la pression du liquide refoulé par la pompe, pression qui tend à déplacer la soupape contre l'antagonisme de son ressort de charge 101.
Lorsque la pompe est en action et que la pression du liquide refoulé par cette pompe dépasse une valeur déterminée d'avance, cette pression surmonte l'antagonisme du ressort 101 agissant sur la soupape 100 et déplace!, cette dernière vers sa position d'ouvetture. Dans cette dernière position, cette soupape 100 se trouve écartée de l'extrémité adjacente du passage 103 conduisant à l'extrémité intérieure du cylindre 2, établissant ainsi une communication libre entre cette extrémité du cylindre et le côté refoulement de la pompe$ Par contre, si la pression du fluide refoulé par la pompe vient à descendre au-dessous d'une limite déterminée d'avance, la soupape 100 est rappelée par son ressort 101 jusqu'à. la position représentée au dessin, dans laquelle cette soupape interrompt l'arrivée du liquide de la pompe au cylindre 2.
Dans cette position de la soupape 100, le piston 3 est amené, par son ressort de charge 4, à déplacer la tige 5, destinée à opérer le réglage de la pompe, dans une position dans laquelle la pompa fournit un débit maximum et fonctionne comme pompe à débit constant.'
Pour permettre au piston 3 d'effectuer le déplacement voulu, on munit la soupape 100 de passages 104 qui établissent la commu- nication libre entre les deux extrémités du cylindre 2 lorsque
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la soupape est fermée. De plus, les diamètres respectifs de la soupape 100 et de l'alésage 102 sont tels qu'il existe autour de la soupape un canal étranglé ou passage de fuite à travers lequel le liquide peut s'écouler entre les deux extrémités du cylindre 2 lorsque la. soupape est ouverte.
La soupape 100 représentée dans la Fig. 4 peut être remplacée par une soupape-piston 100a représentée dans la Fig. 5. Cette soupape se déplace, contre l'antagonisme d'un ressort de cnarge 101a, sous l'effet de la pression du fluide refoulé par la pompe, en vue d'établir une communication libre entre un passage 103a, conduisant à l'extrémité adjacente du cylindre 2, d'une part, et un orifice d'admission 105, en communication avec le côté refoulement de la pompe, d'autre part. Ici, le canal étranglé ou passage de fuite, qui permet au liquide de s'écouler entre les extrémités du cylindre 2 est prévu autour d'un bouchon fixe ou réglable 106, disposé dans l'alésage 102a qui contient la soupape 100a.
En outre, lorsque la soupape 100a est fermée, elle établit la communication entre les passages 103a et un orifice 107 qui communique avec le coté aspiration de la pompe ou avec toute autre partie appropriée du système dans laquelle la pression est relativement réduite.
Si on le désire, la pompe représentée dans les Figs. 1 et 2, comportant ou non les variantes montrées dans les Figs. 3 à 5, peut être pourvue de moyens permettant de soumettre le débit de la pompe à un contrôle thermostatique conçu de telle manière que, dans le cas où une température excessive s'établirait dans une partie quelconque du système alinlenté par la pompe, le débit de cette dernière serait amené à baisser. Un exemple de réalisation de tels moyens est représenté dans la Fig. 6. Dans cet exemple, l'extrémité du cylindre de commande 2 qui comporte l'orifice décrit ci-dessus est, en outre, pourvue d'un autre orifice 108, lequel est normalement fermé par un organe obturateur 109 soumis à l'action d'un ressort de charge.
Cet organe obturateur doit être écarté de son siège contre l'antagonisme de son ressort de charge 110 lorsque la machine motrice alimentée par la pompe est soumise à. une température excessive; cet écartement aurpour effet que les moyens de commande déplacent. le plateau ballant de la pompe dans un sens tel que le débit de cette dernière s'en trouvera réduit à la valeur voulue.
A cette fin, on prévoit, pour la commande de la soupape 109, un électro-aimant comportant un enroulement 111 intercalé dans un circuit électrique qui contient d'autre part une paire de plots 112 normalement ouverts, qui réagissent à l'action d'un dispositif thermostatique (tel qu'une lame bimétallique 113) qui est placé dans un endroit dans lequel une température excessive est susceptible de s'établiro L'électro-aimant est.également pourvu
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d'une armature mobile 114 réunie à l'organe obturateur 109 et appelée à actionner ce dernier.
Lorsqu'une température déterminée d'avance, supérieure à la température normale, est atteinte, les plots 112 se ferment par l'action de la lame 113 et l'organe obturateur 109 s'ouvre, provoquant la réduction voulue.du débit de la pompe. Suivant une variante, le circuit de l'électro-aimant peut être contrôlé par un relais excité au moyen d'un couple thermique placé dans l'endroit en question.
Dans une variante d'exécution des moyens montrés dans la Fig.
6, on peut faire usage de l'orifice mentionné en premier lieu, en combinant,.avec le levier qui réagit à l'action du diaphragme, un dispositif de commande tel qu'un électro-aimant comme celui décrit ci-dessus, cet électro-aimant étant normalement inactif et étant appelé à ouvrir l'orifice lorsque le circuit de l'électro-aimant est fermé par les moyens sensibles à la température.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus, étant donné que des détails seconda ires de la construction et de la disposition peuvent être modifiés pour s'adapter aux différentes exigences.
REVENDICATIONS.
1- Pompe à débit variable du type à. plateau ballant, combi- née avec': un cylindre dont une extrémité est appelée à être mise en communication avec le côté refoulement de la pompe; un orifice de passage de fluide prévu à l'autre extrémité du cylindre; un piston sollicité par un ressort et monté à coulissement dans le cylindre sous l'effet de la pression du fluide et appelé à modifier la position du plateau ballant de la pompe; des moyens pour établir une communication étranglée entre les deux extrémités du cylindre; un organe obturateur mobile pour contrôler le dit orifice; et des moyens sensibles à la pression du fluide, en vue d'actionner le dit organe obturateur.
2 - Pompe à débit variable, comme revendiqué sous 1, dans laquelle les moyens pour l'actionnement de l'organe obturateur présentent la forme d'un diaphragme ou membrane.
3 - Pompe à débit variable, comme revendique sous 2, comportant un ressort qui permet d'exercer.une charge variable sur le diaphragme sous le contrôle d'un opérateur.
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