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L'invention est relative à un dispositif de commande pour des pompes refoulant des liquides et entraînées par des moteurs rotatifs, ces pompes aspi- rant le liquide par un conduit d'aspiration muni d'une soupape de retenue et refoulant ce liquide dans un conduit de refoulement. Les pompes de ce genre sont généralement constituées par des pompes à piston avec un ou plusieurs cylindres de pompe dont les pistons, qui peuvent coulisser axialement avec une course con- stante, aspirent le liquide par un conduit dont la longueur est de préférence réduite et muni d'une soupape de retenue pour refouler le liquide dans un conduit de refoulement. Des pompes de refoulement de ce genre sont utilisées pour ac- tionner des machines de travail de différents genres.
Elles conviennent surtout pour actionner des presses utilisées par exemple pour courber ou redresser des profilés dont on se sert pour le soutènement dans les mines. Le liquide sous pression, fourni aux cylindres de la machine de travail par le conduit de refou- lement, retourne, généralement par un conduit séparé,. à un réservoir collecteur hors duquel il est aspiré à nouveau par le piston de la pompe à l'aide du conduit d'aspiration muni d'une soupape de retenue.
Ces pompes connues,pour le refoulement de liquides, présentent l'in- convénient qu'indépendamment de la quantité de liquide sous pression, nécessaire pour faire fonctionner la machine de travail, ou indépendamment de la pression du liquide régnant dans le conduit de refoulement, on aspire à chaque cour du piston une quantité constante de liquide, et on l'introduit dans le conduit de refoulement. On fait donc circuler continuellement une quantité de liquide excessivement grande et correspondant aux besoins maxima, ce qui donne lieu à un échauffement intense du liquide, de sorte que l'on doit prévoir des disposi- tions spéciales pour assurer le refroidissement de celui-ci, par exemple des grands réservoirs'collecteurs et l'intervention d'une quantité totale importante de liquide.
Comme la quantité de liquide, calculée d'après les besoins maxima, doit être amenée à la pression totale, la consommation d'énergie, nécessaire pour actionner ces pompes, est excessivement élevée.
Pour écarter ces inconvénients, on a déjà proposé d'adjoindre aux conduits d'aspiration aboutissant aux cylindres de la pompe, un dispositif d' étranglement réglable qui, le cas échéant, est commun à plusieurs de ces con- duits, le réglage de ce dispositif permettant de dégager une partie de la sec- tion d'écoulement du conduit d'aspiration qui va en augmentant ou en diminuant entre environ 5 et 100 %. Les détails de ce dispositif d'étranglement peuvent être constitués de manières très différentes.
Un mode de réalisation particuliè- rement efficace et simple consiste à avoir recours à un registre, en formes de plaques, qui peut être déplacé transversalement par rapport à l'axe longitudinal du conduit d'aspiration et qui comporte au moins un orifice de passage, de forme allongée suivant la direction de son déplacement. Ce registre peut être déplaça- ble en ligne droite ou peut être constitué sous la forme d'un tiroir rotatif.
On peut utiliser également des tiroirs, en forme de piston, qui sont déplaçables axialement ou qui peuvent tourner autour de leur axe.
Dans la plupart des cas, les pompes de refoulement de liquide ne comportent pas de dispositifs d'étranglement de ce genre. Toutefois, même si l'on a recours à des dispositifs d'étranglement du genre susindiqué, ceux-ci ne permettent pas, dans la plupart des cas, d'adapter automatiquement la quantité de liquide introduite par la pompe dans le conduit de refoulement aux besoins momentanés en liquide de la machine opératrice, par exemple la presse hydrauli- que. Il résulte qu'avec ces pompes, et dans le cas où la machine de travail fonctionne par chocs, la pression du liquide dans le conduit de refoulement augmente brusquement à un degré considérable.
Il est connu, dans des cas de ce genre, de faire comporter aux conduits de refoulement une soupape de décharge ou de surpression qui est maintenue par un ressort dans sa position de fermeture et est ouverte par la pression régnant dans le conduit de refoulement quand une pression maximum, le cas échéant réglable, est dépasséeo Ces soupapes de déchar- ge présentent, toutefois, l'inconvénient qu'elles ne fonctionnent pas avec une
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sensibilité suffisamment grande par suite de l'effort considérable exercé par le ressort et qu'elles ne s'ouvrent pas assez vite, en cas d'accroissements brusques de pression, pour produire une diminution de la pression, au moment voulu, dans le conduit de refoulement.
Par ailleurs, avec ces soupapes connues, qui sont sollicitées dans le sens de l'ouverture par la pression du liquide régnant dans le conduit de refoulement, on ne peut donner, généralement, à la section de passage de la soupape que des dimensions relativement réduites, de sorte qu'on ne dispose pas d'un passage suffisant pour l'écoulement du liquide sous pression et que la diminution voulue de la pression dans le conduit de refoulement ne se fait que très lentement.
Pour écarter ces inconvénients, on propose, conformément à l'inven- tion, pour des pompes refoulant des liquides et actionnées par des moteurs ro- tatifs, de commander la soupape de décharge, adjointe au conduit de refoulement, en dépendance du moment de rotation ou couple moteur, exigé pour l'entraînement de la pompe. Comme le couple à fournir par le moteur varie proportionnellement et synchroniquement avec les variations de la pression du liquide dans le conduit de refoulement, il est ainsi possible, même dans le cas où la machine de travail subit des charges très variables et sans avoir recours à des dispositifs spéciaux pour régler la quantité de liquide aspirée ou refoulée par la pompe, de maintenir dans le conduit de refoulement une pression de liquide qui reste pratiquement constante.
Un avantage particulier par rapport aux soupapes de décharge connues actionnées directement par la pression du liquide régnant dans le conduit de refoulement, réside dans le fait, qu'on peut obtenir, en dépendance du couple exigé pour l'entraînement de la pompe, une commande notablement plus sensible et pratiquement sans inertie de la soupape. De plus, pour la commande proposée con- formément à l'invention, on peut donner sans plus à la section de passage de la soupape des dimensions suffisamment grandes pour que, même avec des poussées importantes de la pression, on obtienne des diminutions, en un temps très court, de la pression du liquide dans le conduit de refoulement, jusqu'à sa valeur normale.
L'invention est particulièrement importante pour des pompes de re- foulement de liquides avec un réglage de la quantité de liquide aspiré, à l'aide d'un dispositif d'étranglement commandé en dépendance avec le couple exigé du moteur pour entraîner la pompe. Comme ce couple dépend de la puissance à fournir à la machine de travail ou de la pression du liquide dans le conduit de refou- lement, ce couple peut augmenter brusquement, 'en cas de sollicitations par à- coups de la machine de travail, à un degré tel que le dispositif d'étranglement, adjoint au conduit d'aspiration, se ferme brusquement ou vienne occuper sa posi- tion extrême dans laquelle le passage libre de la section d'aspiration est réduit au minimumo Pour des presses servant au dressage ou à la courbure de pièces,
ce cas se produit généralement quand le poinçon de la presse commence à agir sur.la pièce à usinero Par cette fermeture brusque du dispositif d'étranglement, on diminue très fortement la quantité de liquide aspirée, mais à ce moment une partie au moins du cylindre de la pompe est remplie complètement avec du liquide, de sorte que la quantité totale de liquide contenue dans ce cylindre doit être re- foulée, en antogonisme avec la contre-pression qui a augmenté brusquement, dans le conduit de refoulement.
L'effort nécessaire à cet effet ne peut généralement pas être fourni par un moteur triphasé asynchrone quand celui-ci tourne 9' sa vitesse normale, de sorte que la vitesse du moteur diminue aussi brusquement et que le moteur fait un ou quelques tours à une vitesse très lente, ce qui donne lieu à une charge considérable du moteur et du réseau alimentant celui-ci.
Ces difficultés sont évitées, conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, à l'aide d'une soupape de décharge qui s'ouvre automa- tiquement pendant peu de temps lors d'un accroissement brusque du couple exigé pour l'entraînement de la pompe. On décharge ainsi le conduit de refoulement de manière telle, quand on exige du moteur entraînant la pompe qu'il fournisse un couple qui augmente brusquement par exemple quand le poinçon de la presse commence
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à agir sur la pièce usinée,que la quantité de liquide, qui se trouve encore dans les cylindres de la pompe, puisse être refoulée, contre l'effet d'une contre- pression relativement faible, dans le conduit de refoulement.
La commande du dispositif d'étranglement, constitué de préférence par un registre ou tiroir, en dépendance avec le couple exigé du moteur entraî- nant la pompe;, peut se faire de manière telle que l'enveloppe ou carter du moteur entraînant la pompe puisse se déplacer aungulairement par rapport à son bâti, dans le plan de rotation du rotor du moteur par l'effet du couple antogoniste transmis à l'enveloppe ou au stator du moteur, contre l'action d'un effort de rappel, le registre étant relié de manière telle à l'enveloppe du moteur qu'il puisse être commandé par le déplacement angulaire de cette enveloppeo L'effort, qui s'oppose au déplacement angulaire,
peut être fourni par un organe élastique ou par un contrepoids qui agit sur le pourtour de l'enveloppe du moteur et s'oppose audit couple antogoniste. La valeur et la caractéristique de cet effort de rappel, la liaison entre l'enveloppe ou le stator du moteur et le dispositif.- d'étrangle- ment ainsi que la constitution des orifices de passage pour le liquide à refouler peuvent être adaptées les unes aux autres, de toute manière voulue dans chaque cas et cela avantageusement de manière telle que, lorsque le coupe antagoniste admissible au maximum est atteint, la quantité du liquide soit réduite à la quantité minimum nécessaire pour assurer la lubrification des cylindres de la pompe, cette quantité correspondant à peu près à 5% du remplissage total de ces cylindres.
Quand l'effort exigé par la machine opératrice diminue et que le couple antogoniste transmis au stator ou l'enveloppe du moteur est réduit en conséquence, on obtient, par un déplacement en sens inverse de l'organe étrangleur que la section du conduit d'aspiration de la pompe soit augmentée jusqu'à ce qu' un équilibre soit établi entre le couple antagoniste transmis au stator du moteur et l'effort de rappel agissant en sens inverse.
En faisant comporter à la pompe une commande de ce genre, on utilise avantageusement le mouvement angulaire de l'enveloppe de la pompe également pour la commande de la soupape de décharge. A cet effet, il est avantageux de relier de manière telle le corps obturateur de,la soupape de décharge à l'enveloppe du moteur entraînant la pompe, de préférence par des organes d'actionnement méca- niques, que lorsque l'envelopppe du moteur a dépassé la position angulaire corres- pondant à la position dans laquelle l'organe étrangleur fait intervenir la plus petite ouverture de passage, le corps obturateur de la soupape soit écarté de son siège.
Conformément à un mode de réalisation avantageux, on prévoit pour l'actionnement de la soupape de décharge une commande par câble Bowden dont le poussoir, guidé de manière à pouvoir coulisser en substance tangentiellement à l'enveloppe du moteur, vient en contact, par son extrémité orientée en sens inverse par rapport au mouvement angulaire d l'enveloppe du moteur, avec une butée prévue sur cette enveloppe. L'extrémité du câble, opposée à celle où ae trouve le poussoir, est reliée, le cas échéant indirectement, au corps obturateur de la soupape de décharge.
Afin que l'effort nécessaire pour écarter le corps obturateur de son siège soit aussi réduit que possible, on adjoint au corps obtu- rateur de la soupape de décharge, maintenu dans sa position de fermeture par la pression du liquide contenu dans le conduit de refoulement et, de préférence, en plus par un élément élastique, un piston de commande sollicité continuellement dans le sens de l'ouverture de la soupape, par la pression du liquide contenu dans le conduit de refoulement.
Ce piston est, avantageusement, placé coaxiale- ment par rapport au corps obturateur et est relié rigidement à celui-ci tout en étant logé dans un cylindre de commande communiquant continuellement avec le conduit de refoulement, le piston pouvant coulisser axialement et d'une manière étanche dans ce cylindre contre l'effort de rappel produit par un ressort de compression. La face du piston, sollicitée par la pression du liquide refoulé, est alors égale à ou un peu plus petite que la face du corps obturateur sollici- tée par le liquide refculé, de sorte que, pour l'ouverture de la soupape de
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décharge, il suffit de vaincre, en substance, l'effort exercé par le ressort sur le corps obturateur dans le sens de la fermeture.
Pour des pompes refoulant un liquide et comportant un organe étran- gleur commandé en dépendance avec le couple exigé du moteur entraînant la pompe, l'actionnement de cet organe étrangleur peut, selon une autre caractéristique de l'invention, se faire également à l'aide d'un câble Bowden. A cet effet, on a recours à une disposition suivant laquelle le poussoir du câble Bowden, qui peut être guidé de manière à pouvoir coulisser, en substance, tangentiellement par rapport à l'enveloppe du moteur, est serré continuellement, par sa face orientée dans le sens du déplacement angulaire de cette enveloppe et à l'aide d'un organe élastique, contre une butée prévue sur l'enveloppe du moteur.
L'effort nécessai- re pour produire ce serrage est fourni avantageusement par un ressort de com- pression, préalablement tendu, intercalé entre un bouton, prévu au bout du pous- soir et serré contre la butée, et l'extrémité voisine de la gaine du êâble Bowden, cette extrémité étant empêchée de se déplacer longitudinalement. L'uti- lisation d'un câble Bowden pour actionner l'organe étrangleur présente l'avantage qu'on peut obtenir le déplacement, avec une sensibilité plus grande, de cet organe en dépendance avec la position angulaire momentanée de l'enveloppe du moteur. Par contre, quand on utilise des tiges de liaison, certaines erreurs sont inévitables par suite du jeu existant dans les articulations.
Par ailleurs, l'étanchéité de la gaîne du câble Bowden par rapport à l'enveloppe de la pompe, utilisée comme réservoir collecteur, peut être obtenue d'une manière plus simple que celle d'un levier qui doit effectuer des mouvements angulaires.
Pour un mode de réalisation avantageux, on dispose en substance co- axialement l'un par rapport à l'autre le poussoir pour la commande de l'organe étrangleur et le poussoir pour la commande de la soupape de décharge, les faces frontales, orientées l'une vers l'autre, de ces poussoirs étant en contact avec les faces opposées d'une butée prévue sur l'enveloppe du moteur. Pour empêcher également, lors d'un accroissement important brutal du couple exigé du moteur entraînant la pompe, une fermeture complète de l'orifice d'aspiration, il est nécessaire de limiter de manière telle, par des butées, le déplacement longitu- dinal du poussoir commandant l'organe étrangleur que celui-ci ne puisse pas être déplacé au-delà de la position correspondant à l'ouverture à 5 % de la section de passage pour l'aspiration.
Les butées limitant l'amplitude du coulis- sement du poussoir du câble Bowden peuvent alors être adjointes directement à l'organe d'étranglement, de sorte que la position finale de celui-ci peut être exactement déterminée. Mais il est également possible d'adjoindre les butées au poussoir du câble Bowden pour limiter ainsi directement le coulissement du poussoir.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple, un mode de réa- lisation de l'invention.
La fig. 1 montre, en élévation schématique, une pompe à plusieurs cylindres pour le refoulement d'un liquide, cette pompe étant actionnée par un moteur rotatif.
La fig. 2 montre, à plus grande échelle, une partie du dispositif de la fig. 1.
La fige 3 montre, en coupe axiale schématique, la soupape de décharge.
La pompe, montrée sur la fig. 1 , comporte quatre cylindres 1 établis, en étoile, dans une enveloppe fixe 2 autour d'un excentrique (non montré) entrai- né par un arbre.
Les pistons (également non montrés), qui travaillent dans ces cylin- dres 1, sont articulés à des sabots qui reposent sur l'excentrique et sont guidés par une douille résistant à l'usure et tournant librement autour de l'excentrique.
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Par suite de la rotation à vitesse constante de l'excentrique, les pistons de la pompe sont animés d'un mouvement de va et vient axial dans les cylindres 1 à une vitesse et avec une amplitude de course constanteso
A l'extrémité externe des cylindres 1, placés dans un même plan, sont prévues des têtes de cylindre 3 dans lesquelles débouchent les conduits d'aspi- ration et de refoulement. Sur la figo 1 on ne montre pas les conduits d'aspira- tion reliés aux t$etes 3 et munis de soupapes de retenue, mais uniquement les conduits de refoulement 4 reliés aussi à ces têtes 3 et munis de soupapes de sortie qui débouchent dans un réservoir collecteur commun 5 d'où part un conduit de refoulement 6, commun aux différents cylindres de la pompe et aboutissant aux cylindres de travail d'une machine opératrice (non montrée), par exemple une presse à cintrer.
Depuis les cylindres de travail de cette machine, le liquide (huile) est ramenée par un conduit de retour (non montré), dans un réservoir 7 dans lequel est logée également la pompe.
Pendant la course d'aspiration des pistons de la pompe, le liquide à refouler, constitué de préférence par de l'huile, est aspiré directement en passant par les soupapes des conduits d'aspiration et par le dispositif d'étran- glement 8 commun aux différents cylindres de la pompe, hors du réservoir 7 dont une partie importante est remplie avec l'huile à refoulero Pendant la course de compression des pistons de la pompe, le liquide est refoulé hors des cylindres 1 et par les conduits de raccordement 4 dans le réservoir collecteur 50
Dans le conduit de refoulement, partant du réservoir collecteur 5, est établie une soupape de décharge 9 qui s'ouvre quand une pression maximum réglable règne dans le conduit de refoulement 6 pour permettre à l'huile de re- tourner directement au réservoir 7.
La soupape de décharge 9 sert surtout à empêcher que des accroissements de pression inadmissibles se produisent dans le conduit de refoulement, ces augmentations de pression pouvant résulter, pendant un arrêt prolongé de la machine opératrice et pendant que la pompe continue à fonctionner, du fait que la diminution, par étranglement, de la quantité de liquide aspirée, a été limitée à environ 5 % de la quantité totale nécessaire pour remplir les cylindreso
Pour l'exemple montré sur les dessins, le dispositif d'étranglement 8 est constitué par un tiroir rotatif annulaire qui peut tourner autour d'un axe dans le sens des deux flèches a et a1.
Dans ce tiroir rotatif sont ménagées quatre ouvertures (non montrées), en forme de goutte ou de triangle, allongées dans le sens de la rotation du tiroir, qui, par la rotation du tiroir, dégagent des parties allant en augmentant ou en diminuant d'une manière continue et comprises entre environ 5 et 100 % de la section d'écoulement des conduits d'aspiration dont les extrémités sont parallèles les unes aux autreso la plus grande longueur de l'ouverture de passage correspond, dans ce cas, à un multiple du diamètre intérieur du conduit d'aspiration, alors que sa plus grande largeur est à peu près égale à ce diamètre intérieur.
Cette forme de la section des ouvertures de passage permet d'obtenir dans la gamme des petites sections de passage,une mo- dification extrêmement précise de la quantité du liquide aspiré, alors que, dans la gamme des sections de passage plus grandes, il suffit de déplacer le tiroir rotatif 8 suivant un petit angle pour produire déjà une variation rela- tivement importante de la quantité de liquide aspirée. La largeur la plus petite des ouvertures, en forme de goutte ou de triangle, du tiroir 8 a une valeur telle que, même pour l'étranglent le plus prononcé, subsiste un passage correspondant à environ 5 % de la totalité de la section d'écoulement du conduit d'aspiration.
Le tiroir rotatif 8 est articulé, en 10, à l'extrémité du fil d'un câble Bowden 11 dont la gaine est reliée, à l'extrémité opposée, à un point fixe, de sorte qu'elle ne peut pas coulisser. L'extrémité 13a, en forme de bouton, du poussoir 13 de ce câble, est serrée par l'intermédiaire d'un ressort à boudin 14 à tension préalable, par sa face frontale contre une butée 15 soudée sur l'en- veloppe 16 d'un moteur triphasé asynchrone 170
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L'arbre 20 du rotor 18 de ce moteur 17 est tourillonné dans le support de paliers 19 et cet arbre 20 actionne la pompe à l'aide de la transmission 21.
L'enveloppe 16 du moteur est montée de manière à pouvoir tourner, indépendamment du rotor 18, par rapport au support 19 et elle est équilibrée par un contre-poids 23 agissant sur son pourtour, par exemple à l'aide d'un câble 22, par rapport au couple antagoniste agissant, pour une charge normale, sur l'enveloppe 16 du moteur.
A la place d'un tiroir rotatif 8, on peut évidemment prévoir un dis- positif d'étranglement constitué d'une manière différente pour faire varier la quantité de liquide aspirée par les cylindres de la pompe, par exemple un regis- tre commun aux différents conduits d'aspiration ou individuel pour chacun de ces conduits, ce registre pouvant être déplacé suivant un chemin rectiligne trans- versalement par rapport à la direction longitudinale du conduit d'aspiration.
On peut utiliser également un tiroir en forme de piston qui peut tourner autour de son axe longitudinal ou peut être déplacé axialement. Ledit registre ou ledit tiroir sont déplacés en dépendance du couple exigé du moteur de la pompe à l'aide d'organes de commande appropriés.
Pour l'exemple montré sur la fig. 1, on établit coaxialement par rapport au poussoir 13, qui sert à la commande du tiroir rotatif 8, le poussoir 24 d'un autre câble Bowden 25 dont le fil est relié, par son extrémité opposée à celle où se trouve le poussoir 24, à l'organe d'actionnement 26 d'une soupape de décharge 27 dont le corps obturateur 28 bouche un passage de décharge du con- duit de refoulement 6. Les faces frontales 13a, 24a, orientées l'une vers l'autre, des poussoirs 13 et 24, sont respectivement en contact avec les faces opposées de la butée 15 prévue sur l'enveloppe 16 du moteur.
Le poussoir 24 peut, comme visible sur la fig. 2, coulisser axialement et tourner dans un trou ménagé dans un organe de guidage 12a solidaire du bâti 12. A l'aide d'un bouton 24a, établi sur la face frontale du poussoir 24, celui- ci prend librement appui sur la butée 15 de l'enveloppe 16 du moteur. L'extrémité du poussoir 24, opposée à celle où se trouve le bouton 24a, est articulée, en 29, au fil 30 du câble Bowden 25, alors que la gaine de ce câble est retenue par une rotule 31, dans un bras 12b solidaire du bâti 12.
Le corps obturateur 28 de la soupape de décharge 27 bouche, comme visible sur la fig. 3, un passage de décharge 32 par lequel le liquide peut re- tourner, depuis le conduit de refoulement 6, dans le réservoir 7. L'organe ou tige d'actionnement 26 de la soupape de décharge, relié rigidement au fil 30 du câble Bowden 25, est relié à un piston de commande 34 qui peut coulisser axiale- ment et d'une manière étanche dans le cylindre de commande 330 Ce piston est relié rigidement, par une tige, au corps obturateur 28 de la soupape de décharge.
La chambre arrière du cylindre 33 est reliée continuellement, par une dérivation 6a, au conduit de refoulement 6, de sorte que la face arrière du piston 34 est sollicitée constamment par la pression du liquide refoulé. La face avant du piston 34 prend appui, à l'aide d'un ressort de compression 35, sur le fond du cylindre 33 qui se trouve du côté de l'organe obturateur 28. La face arrière du piston 34, sollicitée par la pression du liquide refoulé, a des dimensions égales à la face du corps obturateur 28 sollicitée par le liquide refoulé,de sorte qu' il suffit, pour écarter le corps obturateur 28 de son siège, de vaincre unique- ment l'effort exercé par le ressort de compression 35 pour maintenir ledit corps dans sa position de fermeture.
La tension du ressort hélicoïdal 35 peut être très faible car il suffit qu'elle puisse, après l'ouverture de la soupape de décharge 27, ramener le corps obturateur 28 de celle-ci à sa position de ferme- ture. Il est évidemment possible de remplacer la dérivation 6a, montrée sur la fig. 3, par un passage qui traverse longitudinalement le corps obturateur 28, la tige de liaison et le piston de commande 34, pour faire agir ainsi, sur la face arrière du piston 34, la pression du liquide qui se trouve dans le conduit de refoulement 6.
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Le fonctionnement de la commande est le suivant :
Quand la pompe et son moteur fonctionnent sous une charge normale,le couple antagoniste transmis à l'enveloppe 16 du moteur est équilibré par le contre-poids 23 qui agit dans le sens de rotation opposéo Quand le couple demandé au moteur de la pompe augmente, plus spécialement d'une manière brusque, l'en- veloppe 16 du moteur est soumise à un couple antagoniste qui agit dans le sens de la flèche x, de sorte que cete enveloppe est déplacée angulairement dans ce sens avec une amplitude qui dépend de la variation du couple à fournir par le moteur de la pompeo Pendant ce déplacement, le bouton 13a du poussoir 13 du câble Bowden 11 est maintenu.
continuellement en contact, par le ressort de com- pression hélicoïdal 14 à tension préalable, avec la butée 15 qui tourne dans le sens de la flèche x et il se produit, par suite du mouvement relatif du fil du câble Bowden 11 par rapport à la gaine de ce câble qui est immobilisée par le bras 12c du bâti 12, un déplacement du tiroir rotatif 8 de la pompe dans le sens de la flèche a. De cette manière, on diminue la section de passage des conduits d'aspiration et, par conséquent, la quantité de liquide aspirée. Plus le couple antagoniste, transmis à l'enveloppe 16 du moteur, est grand, ce couple étant proportionnel au couple à fournir par le moteur de la pompe, plus la quantité de liquide aspirée par les pistons des' cylindres 1 de la pompe est petite.
Pour empêcher que, lors d'un accroissement intense et brutal du couple antagoniste, le tiroir 8 dépasse la position pour laquelle la section du passage est la plus petite, c'est-à-dire dans laquelle ce passage correspond à 5 % de la section totale du conduit d'aspira%ion, il ne peut pas y avoir une liaison rigide entre la butée 15 et le poussoir 130 Au contraire, la liaison entre ces deux pièces est constituée de manière telle que le bouton 13a soit continuellement maintenu en contact, par son ressort de compression 14, avec la butée 15 de l'enveloppe du moteur jusqu'à une position finale du poussoir 13 déterminée par des butées 12d, 13b.
Le poussoir 13 peut donc suivre le mouvement angulaire de l'énvelop- pe 16 du moteur jusqu'à une position finale déterminée par les butées 12d et 13b, adjointes à ce poussoir. Cette position finale du poussoir 13 correspond à la position du tiroir étrangleur 8 dans laquelle la section d'aspiration de la pompe a été étranglée jusqu'à correspondre à environ 5 % de la section d'aspira- tion totale. Il est évident que les butées déterminant l'amplitude maximum du poussoir 13 ou du tiroir étrangleur 8 pourraient être adjointes directement au tiroir 8, de manière telle que sa position, pour laquelle la section de passage est réduite au minimum, soit déterminée exactement.
La soupape de décharge 27, pour l'exemple montré relatif à une pompe de refoulement d'un liquide avec un tiroir d'étranglement 8, a pour fonction, lors d'un accroissement intense et brusque du couple à fournir par le moteur de pompe et lors d'un mouvement brusque correspondant du tiroir 8 jusqu'à sa position finale, d'empêcher que le liquide qui se trouve encore dans les cylin- dres de la pompe doive être refoulé, contre l'effet d'une contre-pression qui augmente considérablement et brusquement, dans le conduit de refoulement 6.
La soupape de décharge 27 est, dans le cas où l'enveloppe 16 du moteur exécute un déplacement angulaire aussi grand dans le sens de la flèche x, ouverte pendant peu de temps à l'aide de la butée 15 et du câble Bowden 25, de sorte qu'il se produit une diminution importante de la pression dans le conduit de refoulement 6.
La quantité de liquide qui se trouve encore dans les cylindres de la pompe, peut donc être refoulée, contre l'effet d'une contre-pression relativement faible, dans le conduit de refoulemento
Il est évident que la soupape de décharge 27 et les moyens 24, 25, servant à son actionnement, de pair avec la butée 15 prévue sur l'enveloppe 16 du moteur, comme montré sur les dessins, peuvent également être utilisés quand la pompe de refoulement de liquide ne comporte pas un organe d'étranglement commandé en dépendance du couple exigé du moteur de la pompe.
Dans ce cas, on
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adopte toutefois également, de préférence, le mode de support de l'enveloppe 16 du moteur, montré sur la fig. 1, afin que celui-ci puisse se déplacer angulaire- ment par rapport au support 19 dans le sens x par l'effet du couple antagoniste transmis à l'enveloppe 16 contre l'action du dispositif de rappel 23.
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The invention relates to a control device for pumps delivering liquids and driven by rotary motors, these pumps sucking the liquid through a suction pipe provided with a check valve and delivering this liquid in a pipe. of repression. Pumps of this kind are generally constituted by piston pumps with one or more pump cylinders, the pistons of which, which can slide axially with a constant stroke, suck the liquid through a duct, the length of which is preferably reduced and provided a check valve for discharging the liquid in a discharge pipe. Delivery pumps of this kind are used to drive working machines of various kinds.
They are especially suitable for operating presses used, for example, to bend or straighten sections which are used for support in mines. The pressurized liquid, supplied to the cylinders of the working machine through the discharge pipe, returns, generally through a separate pipe. to a collecting tank from which it is sucked again by the pump piston using the suction pipe fitted with a check valve.
These known pumps, for the delivery of liquids, have the disadvantage that, independently of the quantity of liquid under pressure, necessary to operate the working machine, or independently of the pressure of the liquid prevailing in the delivery duct, a constant quantity of liquid is sucked from each court of the piston, and it is introduced into the discharge duct. An excessively large quantity of liquid is therefore circulated continuously and corresponding to the maximum requirements, which gives rise to an intense heating of the liquid, so that special arrangements must be made to ensure the cooling thereof, for example large tanks' collectors and the intervention of a large total quantity of liquid.
As the quantity of liquid, calculated according to the maximum requirements, must be brought to the total pressure, the energy consumption necessary to operate these pumps is excessively high.
In order to avoid these drawbacks, it has already been proposed to add to the suction ducts leading to the cylinders of the pump, an adjustable throttling device which, where appropriate, is common to several of these ducts, the adjustment of this. device making it possible to release a part of the flow section of the suction duct which increases or decreases between approximately 5 and 100%. The details of this choke device can be put together in very different ways.
A particularly effective and simple embodiment consists in having recourse to a register, in the form of plates, which can be displaced transversely with respect to the longitudinal axis of the suction duct and which comprises at least one passage orifice, elongated in the direction of its movement. This register can be movable in a straight line or can be constituted in the form of a rotary drawer.
It is also possible to use drawers, in the form of a piston, which can be moved axially or which can rotate about their axis.
In most cases, liquid delivery pumps do not have such throttling devices. However, even if one uses throttling devices of the aforementioned type, these do not, in most cases, automatically adapt the quantity of liquid introduced by the pump into the delivery pipe to the momentary fluid requirements of the operating machine, for example the hydraulic press. As a result, with these pumps, and in the case where the working machine operates by shocks, the pressure of the liquid in the discharge duct suddenly increases to a considerable degree.
It is known, in cases of this kind, to make the discharge conduits comprise a relief or overpressure valve which is held by a spring in its closed position and is opened by the pressure prevailing in the discharge conduit when a maximum pressure, which can be adjusted if necessary, is exceeded o These relief valves have, however, the disadvantage that they do not operate with a
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sufficiently high sensitivity due to the considerable force exerted by the spring and that they do not open quickly enough, in the event of sudden increases in pressure, to produce a decrease in pressure, at the desired time, in the duct of repression.
Moreover, with these known valves, which are urged in the direction of opening by the pressure of the liquid prevailing in the delivery duct, generally, the passage section of the valve can only be given relatively small dimensions. , so that there is not a sufficient passage for the flow of the pressurized liquid and that the desired decrease in the pressure in the discharge duct takes place only very slowly.
In order to avoid these drawbacks, it is proposed, in accordance with the invention, for pumps delivering liquids and actuated by rotary motors, to control the discharge valve, added to the discharge pipe, depending on the torque. or motor torque, required to drive the pump. As the torque to be supplied by the motor varies proportionally and synchronously with the variations in the pressure of the liquid in the delivery duct, it is thus possible, even in the case where the working machine is subjected to very variable loads and without having to resort to special devices for regulating the quantity of liquid sucked in or delivered by the pump, to maintain a liquid pressure in the delivery duct which remains practically constant.
A particular advantage over the known relief valves actuated directly by the pressure of the liquid prevailing in the delivery duct, lies in the fact that, depending on the torque required for driving the pump, a control can be obtained. significantly more sensitive and virtually no valve inertia. In addition, for the control proposed in accordance with the invention, the passage cross section of the valve can be made sufficiently large so that, even with large pressure surges, decreases can be obtained, in a very short time, from the pressure of the liquid in the discharge pipe, to its normal value.
The invention is particularly important for pumps for the delivery of liquids with an adjustment of the quantity of liquid sucked in, with the aid of a throttle device controlled in dependence on the torque required of the motor to drive the pump. As this torque depends on the power to be supplied to the working machine or on the pressure of the liquid in the delivery duct, this torque can increase abruptly, in the event of sudden stresses on the working machine. a degree such that the throttling device, attached to the suction duct, closes abruptly or comes to occupy its extreme position in which the free passage of the suction section is reduced to the minimum o For presses used for straightening or the curvature of parts,
this case generally occurs when the punch of the press begins to act on the workpiece By this sudden closing of the throttle device, the quantity of liquid sucked in is very strongly reduced, but at this moment at least part of the cylinder of the pump is filled completely with liquid, so that the total quantity of liquid contained in this cylinder must be re-filled, in antagonism with the back pressure which has suddenly increased, in the discharge pipe.
The effort required for this generally cannot be provided by an asynchronous three-phase motor when it is running 9 'its normal speed, so that the speed of the motor also drops sharply and the motor makes one or a few revolutions at a time. very slow speed, which gives rise to a considerable load on the motor and the network supplying it.
These difficulties are avoided, in accordance with a preferred embodiment of the invention, by a relief valve which automatically opens for a short time upon a sudden increase in the torque required for the engine. pump drive. The discharge pipe is thus relieved in such a way, when the motor driving the pump is required to provide a torque which increases suddenly, for example when the punch of the press starts.
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to act on the machined part, so that the quantity of liquid, which is still in the cylinders of the pump, can be discharged, against the effect of a relatively low back pressure, into the delivery duct.
The control of the throttle device, preferably constituted by a register or slide, depending on the required torque of the motor driving the pump ;, can be done in such a way that the casing or casing of the motor driving the pump can be controlled. move aungularly with respect to its frame, in the plane of rotation of the rotor of the motor by the effect of the antogonal torque transmitted to the casing or to the stator of the motor, against the action of a return force, the register being connected in such a way to the motor casing that it can be controlled by the angular displacement of this envelope The force, which opposes the angular displacement,
can be provided by an elastic member or by a counterweight which acts on the perimeter of the motor casing and opposes said antogonist torque. The value and the characteristic of this return force, the connection between the casing or the stator of the motor and the throttling device as well as the constitution of the passage orifices for the liquid to be delivered can be adapted to each other. to the others, in any manner desired in each case and this advantageously in such a way that, when the maximum admissible opposing cut is reached, the quantity of the liquid is reduced to the minimum quantity necessary to ensure the lubrication of the cylinders of the pump, this quantity corresponding to approximately 5% of the total filling of these cylinders.
When the force required by the operating machine decreases and the antogonist torque transmitted to the stator or the motor casing is reduced accordingly, one obtains, by a displacement in the opposite direction of the throttle member that the section of the duct of suction of the pump is increased until a balance is established between the opposing torque transmitted to the stator of the motor and the return force acting in the opposite direction.
By causing the pump to include a control of this kind, advantageously the angular movement of the casing of the pump is also used for controlling the discharge valve. To this end, it is advantageous to connect the shutter body of the relief valve to the casing of the motor driving the pump in such a way, preferably by mechanical actuators, only when the casing of the motor has passed the angular position corresponding to the position in which the throttle member involves the smallest passage opening, the shutter body of the valve is moved away from its seat.
According to an advantageous embodiment, for the actuation of the discharge valve, a Bowden cable control is provided, the pusher of which, guided so as to be able to slide substantially tangentially to the casing of the engine, comes into contact with its end oriented in the opposite direction to the angular movement of the motor casing, with a stop provided on this casing. The end of the cable, opposite to that where the pusher is located, is connected, if necessary indirectly, to the shutter body of the relief valve.
So that the force required to move the shutter body away from its seat is as small as possible, the shutter body of the discharge valve is added to the shutter body, held in its closed position by the pressure of the liquid contained in the discharge pipe. and, preferably, in addition by an elastic element, a control piston continuously urged in the direction of the opening of the valve, by the pressure of the liquid contained in the discharge duct.
This piston is advantageously placed coaxially with respect to the obturator body and is rigidly connected to the latter while being housed in a control cylinder continuously communicating with the delivery duct, the piston being able to slide axially and in a manner. sealed in this cylinder against the return force produced by a compression spring. The face of the piston, stressed by the pressure of the discharged liquid, is then equal to or a little smaller than the face of the shutter body stressed by the refculated liquid, so that, for the opening of the discharge valve
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discharge, it suffices to overcome, in substance, the force exerted by the spring on the shutter body in the closing direction.
For pumps delivering a liquid and comprising a throttle member controlled in dependence on the torque required from the motor driving the pump, the actuation of this throttle member can, according to another characteristic of the invention, also take place at the pump. using a Bowden cable. For this purpose, recourse is had to an arrangement according to which the pusher of the Bowden cable, which can be guided so as to be able to slide, in substance, tangentially with respect to the casing of the motor, is clamped continuously, by its face oriented in the direction of angular displacement of this casing and with the aid of an elastic member, against a stop provided on the casing of the motor.
The force required to produce this clamping is advantageously provided by a compression spring, tensioned beforehand, interposed between a button, provided at the end of the push-button and clamped against the stop, and the neighboring end of the sheath. of the Bowden cable, this end being prevented from moving longitudinally. The use of a Bowden cable to actuate the throttle member has the advantage that the displacement, with greater sensitivity, of this member can be obtained in dependence on the momentary angular position of the motor casing. . On the other hand, when using connecting rods, certain errors are inevitable due to the play existing in the joints.
Moreover, the tightness of the sheath of the Bowden cable with respect to the casing of the pump, used as a collecting tank, can be obtained in a simpler manner than that of a lever which must perform angular movements.
For an advantageous embodiment, the pusher for the control of the throttle member and the pusher for the control of the discharge valve are arranged in substance coaxially relative to each other, the end faces oriented. one towards the other, of these pushers being in contact with the opposite faces of a stop provided on the motor casing. To also prevent, during a sudden large increase in the torque required from the motor driving the pump, a complete closing of the suction port, it is necessary to limit in such a way, by means of stops, the longitudinal displacement of the pump. pusher controlling the throttle member that it cannot be moved beyond the position corresponding to opening at 5% of the passage section for suction.
The stops limiting the amplitude of the sliding of the bowden cable pusher can then be added directly to the throttle member, so that the final position of the latter can be precisely determined. But it is also possible to add the stops to the pusher of the Bowden cable to thus directly limit the sliding of the pusher.
The accompanying drawings show, by way of example, one embodiment of the invention.
Fig. 1 shows, in schematic elevation, a multi-cylinder pump for the delivery of a liquid, this pump being actuated by a rotary motor.
Fig. 2 shows, on a larger scale, part of the device of FIG. 1.
Fig 3 shows, in schematic axial section, the relief valve.
The pump, shown in fig. 1, comprises four cylinders 1 established in a star shape in a fixed casing 2 around an eccentric (not shown) driven by a shaft.
The pistons (also not shown), which work in these cylinders 1, are hinged to shoes which rest on the eccentric and are guided by a wear-resistant bushing and rotating freely around the eccentric.
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As a result of the constant speed rotation of the eccentric, the pump pistons are driven in an axial reciprocating movement in the cylinders 1 at a constant speed and with a constant stroke amplitude.
At the outer end of the cylinders 1, placed in the same plane, are provided cylinder heads 3 into which the suction and delivery ducts open. In figo 1 we do not show the suction ducts connected to the heads 3 and provided with check valves, but only the delivery ducts 4 also connected to these heads 3 and provided with outlet valves which open into a common collecting tank 5 from which starts a delivery duct 6, common to the various cylinders of the pump and leading to the working rolls of an operating machine (not shown), for example a bending press.
From the working cylinders of this machine, the liquid (oil) is returned by a return duct (not shown), into a reservoir 7 in which the pump is also housed.
During the suction stroke of the pump pistons, the liquid to be delivered, preferably oil, is sucked directly through the valves of the suction lines and through the common throttle device 8 to the different cylinders of the pump, outside the reservoir 7, a large part of which is filled with the delivery oil During the compression stroke of the pump pistons, the liquid is pumped out of the cylinders 1 and through the connection pipes 4 into the collecting tank 50
In the discharge pipe, starting from the collecting tank 5, there is established a discharge valve 9 which opens when a maximum adjustable pressure prevails in the discharge pipe 6 to allow the oil to return directly to the tank 7.
The relief valve 9 serves above all to prevent inadmissible increases in pressure from occurring in the discharge line, which may result, during a prolonged shutdown of the operating machine and while the pump continues to operate, due to the fact that the reduction, by constriction, of the quantity of liquid sucked, has been limited to about 5% of the total quantity necessary to fill the cylinders
For the example shown in the drawings, the throttling device 8 consists of an annular rotary slide which can rotate about an axis in the direction of the two arrows a and a1.
In this rotary drawer are formed four openings (not shown), in the shape of a drop or triangle, elongated in the direction of the rotation of the drawer, which, by the rotation of the drawer, release parts going by increasing or decreasing of continuously and between about 5 and 100% of the flow section of the suction ducts whose ends are parallel to each other - the greatest length of the passage opening corresponds, in this case, to a multiple of the internal diameter of the suction duct, while its greatest width is approximately equal to this internal diameter.
This shape of the section of the passage openings makes it possible to obtain, in the range of small passage sections, an extremely precise modification of the quantity of the liquid sucked in, whereas, in the range of larger passage sections, it is sufficient to move the rotary slide 8 at a small angle to already produce a relatively large variation in the amount of liquid sucked up. The smallest width of the openings, in the shape of a drop or of a triangle, of the drawer 8 has a value such that, even for the most pronounced constriction, there remains a passage corresponding to approximately 5% of the entire section of flow from the suction line.
The rotary slide 8 is articulated, at 10, at the end of the wire of a Bowden cable 11, the sheath of which is connected, at the opposite end, to a fixed point, so that it cannot slide. The end 13a, in the form of a button, of the pusher 13 of this cable, is clamped by means of a coil spring 14 with prior tension, by its front face against a stop 15 welded to the casing 16. of a three-phase asynchronous motor 170
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The shaft 20 of the rotor 18 of this motor 17 is journaled in the bearing support 19 and this shaft 20 actuates the pump by means of the transmission 21.
The casing 16 of the motor is mounted so as to be able to rotate, independently of the rotor 18, relative to the support 19 and it is balanced by a counterweight 23 acting on its periphery, for example using a cable 22 , with respect to the opposing torque acting, for a normal load, on the casing 16 of the motor.
Instead of a rotary spool 8, it is obviously possible to provide a throttling device constituted in a different way to vary the quantity of liquid sucked by the cylinders of the pump, for example a register common to the pump cylinders. different or individual suction ducts for each of these ducts, this register being able to be moved along a rectilinear path transversely with respect to the longitudinal direction of the suction duct.
It is also possible to use a slide in the form of a piston which can rotate about its longitudinal axis or can be moved axially. Said register or said slide are moved in dependence on the torque required of the pump motor by means of suitable control members.
For the example shown in fig. 1, is established coaxially with respect to the pusher 13, which serves to control the rotary slide 8, the pusher 24 of another Bowden cable 25 whose wire is connected, by its end opposite to that where the pusher 24 is located, to the actuating member 26 of a discharge valve 27, the shutter body 28 of which blocks a discharge passage of the discharge line 6. The end faces 13a, 24a, oriented towards each other, of the pushers 13 and 24 are respectively in contact with the opposite faces of the stop 15 provided on the casing 16 of the motor.
The pusher 24 can, as can be seen in FIG. 2, slide axially and rotate in a hole made in a guide member 12a integral with the frame 12. Using a button 24a, established on the front face of the pusher 24, the latter rests freely on the stop 15 of the casing 16 of the motor. The end of the push-button 24, opposite to that where the button 24a is located, is articulated, at 29, to the wire 30 of the Bowden cable 25, while the sheath of this cable is retained by a ball joint 31, in an integral arm 12b frame 12.
The shutter body 28 of the discharge valve 27 plugs, as shown in FIG. 3, a discharge passage 32 through which the liquid can return, from the discharge duct 6, into the reservoir 7. The actuating member or rod 26 of the discharge valve, rigidly connected to the wire 30 of the cable Bowden 25, is connected to a control piston 34 which can slide axially and in a sealed manner in the control cylinder 330. This piston is rigidly connected, by a rod, to the shutter body 28 of the relief valve.
The rear chamber of the cylinder 33 is continuously connected, by a bypass 6a, to the delivery duct 6, so that the rear face of the piston 34 is constantly stressed by the pressure of the discharged liquid. The front face of the piston 34 bears, using a compression spring 35, on the bottom of the cylinder 33 which is located on the side of the shutter member 28. The rear face of the piston 34, stressed by the pressure of the discharged liquid, has dimensions equal to the face of the shutter body 28 urged by the discharged liquid, so that it suffices, in order to move the shutter body 28 from its seat, to overcome only the force exerted by the spring compression 35 to maintain said body in its closed position.
The tension of the coil spring 35 may be very low because it is sufficient that it can, after opening the relief valve 27, return the shutter body 28 thereof to its closed position. It is obviously possible to replace the bypass 6a, shown in fig. 3, by a passage which passes longitudinally through the obturator body 28, the connecting rod and the control piston 34, in order to thus act, on the rear face of the piston 34, of the pressure of the liquid which is in the delivery duct 6 .
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The operation of the command is as follows:
When the pump and its motor are operating under a normal load, the opposing torque transmitted to the casing 16 of the motor is balanced by the counterweight 23 which acts in the opposite direction of rotation When the torque requested from the pump motor increases, more especially in an abrupt manner, the casing 16 of the motor is subjected to an antagonistic torque which acts in the direction of the arrow x, so that this casing is angularly displaced in this direction with an amplitude which depends on the variation of the torque to be supplied by the pump motor During this movement, the button 13a of the push-button 13 of the Bowden cable 11 is maintained.
continuously in contact, by the pre-tensioned helical compression spring 14, with the stop 15 which rotates in the direction of the arrow x and it occurs, as a result of the relative movement of the wire of the Bowden cable 11 with respect to the sheath of this cable which is immobilized by the arm 12c of the frame 12, a displacement of the rotary spool 8 of the pump in the direction of arrow a. In this way, the cross section of the suction ducts and, consequently, the quantity of liquid sucked in, is reduced. The greater the counter torque transmitted to the casing 16 of the motor, this torque being proportional to the torque to be supplied by the motor of the pump, the smaller the quantity of liquid sucked by the pistons of the cylinders 1 of the pump. .
To prevent, during an intense and sudden increase in the opposing torque, the spool 8 exceeds the position for which the section of the passage is the smallest, that is to say in which this passage corresponds to 5% of the total section of the suction pipe, there cannot be a rigid connection between the stop 15 and the pusher 130 On the contrary, the connection between these two parts is formed in such a way that the button 13a is continuously kept in contact , by its compression spring 14, with the stop 15 of the motor casing up to a final position of the pusher 13 determined by stops 12d, 13b.
The pusher 13 can therefore follow the angular movement of the casing 16 of the motor up to a final position determined by the stops 12d and 13b, added to this pusher. This final position of the pusher 13 corresponds to the position of the throttle spool 8 in which the suction section of the pump has been throttled until it corresponds to approximately 5% of the total suction section. It is obvious that the stops determining the maximum amplitude of the pusher 13 or of the throttle slide 8 could be added directly to the slide 8, so that its position, for which the passage section is reduced to a minimum, is determined exactly.
The discharge valve 27, for the example shown relating to a pump for delivering a liquid with a throttle slide 8, has the function, during an intense and sudden increase in the torque to be supplied by the pump motor and during a corresponding sudden movement of the spool 8 to its final position, to prevent the liquid which is still in the cylinders of the pump from having to be discharged, against the effect of a back pressure which increases considerably and suddenly, in the delivery pipe 6.
The relief valve 27 is, in the event that the casing 16 of the motor performs such a large angular displacement in the direction of the arrow x, opened for a short time by means of the stopper 15 and the Bowden cable 25, so that there is a significant decrease in the pressure in the delivery pipe 6.
The quantity of liquid which is still in the cylinders of the pump can therefore be discharged, against the effect of a relatively low back pressure, into the delivery pipe.
It is obvious that the relief valve 27 and the means 24, 25, serving for its actuation, together with the stop 15 provided on the casing 16 of the motor, as shown in the drawings, can also be used when the pump liquid delivery does not include a throttle member controlled in dependence on the torque required from the pump motor.
In this case, we
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However, also preferably adopts the mode of supporting the casing 16 of the motor, shown in FIG. 1, so that the latter can move angularly with respect to the support 19 in the x direction by the effect of the opposing torque transmitted to the casing 16 against the action of the return device 23.