Pompe électromagnétique polir fluides gazeux. La présente invention se rapporte aux pompes électromagnétiques dans lesquelles l'organe moteur est animé d'un mouvement de va-et-vient par l'action d'un circuit magné tique variable.
Dans la plupart des appareils de ce type connus jusqu'à présent, les variations du champ magnétique sont produites par un mécanisme spécial. Dans les autres, l'alimen tation a lieu directement par un courant-va- riable qui est généralement le courant alter natif industriel, de 40 et plus de périodes par seconde, qui déterminent<B>160</B> et plus de Courses simples de l'organe moteur. A une telle fréquence, l'amplitude des oscillations que cet organe peut accomplir ne dépasse pas quelques dixièmes de millimètres, ceci sur- 'tout en raison des effets de l'inertie.
En dépit des avantages certains qui dé coulent de la simplicité de leur construction et de leur adaptation directe aux courants les plus répandus, les pompes de cette -der- nière catégorie n'ont obtenu qu'un succès très relatif pour le déplacement des liquides et absolument nul pour celui des gaz.
La présente invention a pour but de ré aliser une pompe, électromagnétique destinée aux fluides gazeux, travaillant avec un bon rendement sous des régimes pouvant dépasser 250 courses-seconde et avec des amplitudes inférieures à un demi-millimètre, avec un fonctionnement régulier même sous des vi brations brusques de pression -et de débit, -et pouvant être branchée directement sur les réseaux à courants alternatifs usuels. Dans la forme d'exécution représentée aux dessins annexés, la pompe présente, en autre, l'avan- tage.d'être peu encombrante et est pourvue de moyens antiphoniques.
Conformément à la présente invention, dans une pompe électromagnétique du type susdit, dont l'électro-aimant est alimenté di rectement par un courant alternatif indus triel, la partie mobile, au moment où l'entre- fer atteint le maximum, heurte contre un organe fixe, en matériel .dur et élastique, .ce qui provoque un rebondissement de la partie mobile et accélère .sa course de retour. Ce fait permet d'obtenir- avec une alimentation de l'électro-aimant par un courant alternatif de fréquence industrielle, des courses plus longues et le maintien d'un synchronisme parfait même sous des charges très variables.
Des avantages ultérieurs peuvent être ré alisés si l'organe mobile -de l'élément moteur et le piston sont directement solidaires entre eux, de manière que le piston suit fidèlement les oscillations dudit organe mobile moteur et si le piston est constitué par un -disque -de matériel rigide, à l'exclusion de membranes ou autres organes souples analogues, de sorte qu'il peut être réglé pour fonctionner avec un espace nuisible extrêmement petit.
Une forme de construction de pompe sui vant l'invention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé.
Les fig.l et 2 montrent la pompe en coupes verticales faites suivant deux plans perpendiculaires entre eux. La fig. 3 -est une coupe suivant la ligne 3$-3$ de la fig. 2. Les fig.4 -et 5 .sont des schémas démonstra tifs -du fonctionnement d'organes opérateurs respectivement rigide et flexible.
L'appareil moteur de la pompe comprend deux électro-aimants feuilletés 1 et l' en forme de-<B>C,</B> munis chacun de deux enroule ments 2 et 2'. Ces électro-aimants, rangés avec leur pôles de même nom contigus, sont fixés à plat, à l'aide de vis 3, à un pontet 4 au-dessous de leur armature feuilletée mo bile 5.
La pompe comprend une chambre 6 en forme -de disque creux muni de deux sou papes 7 et 8, respectivement d'aspiration et -de refoulement, et d'un piston 9 composé de deux disques rigides superposés, établi dans la cavité de ladite chambre 6 parallèlement au fond de celle-ci. L'étanchéité parfaite du piston -et son guidage partiel sont assurés par une membrane annulaire 10, très flexible et souple, serrée, d'une part, entre les deux -dis- ques du piston 9 et, de l'autre, entre la péri phérie de la chambre 6 et un anneau 11, au moyen de vis 12. La partie libre :de la mem brane a une surface très limitée par rapport à celle du piston, de manière que la fonction d'organe opérateur est réservée complètement au piston.
Celui-ci -est accouplé directement à l'armature mobile 5 au moyen d'une tige de guidage 13 qui sert en même temps -de boulon et dont les extrémités sont guidées à glissement dans les coussinets 14 et 14'. Ceux-ci, en forme de manchons à larges brides, peuvent être vissés en position dans les moyeux établis respectivement au centre de la chambre 6 et du pontet 4. Ce dernier, avec l'appareil moteur qu'il supporte, -est fixé, à l'aide de deux goujons 15, à deux oreilles 11' de l'anneau 11. Les goujons ont leurs extrémités filetées en sens opposés; en les faisant tourner au moyen d'une clé s'adaptant à leurs prolongements prisma tiques 15', on peut faire varier la distance qui sépare l'appareil moteur de la chambre 6.
Deux ressorts à boudin 16, disposés au centre de chaque électro-aimant 1, agissent sur le piston 9 en sens contraire à celui de l'attraction magnétique. Ces ressorts prennent appui sur les petits .disques 17 munis de vis .de réglage 17' qui s'engagent dans deux bras du pontet 4 formant croix avec lui. Les brides finales des coussinets 14, 14' servent d'organes -de butée contre lesquels vont heur ter le disque en acier 5' fixé sur l'arma ture 5 et une large bride 13' .dont- est munie la tige 13. Ces brides, réglables en position, limitent donc la course de l'équipage mobile.
Elles servent à faire rebondir ledit équipage à la fin -de chaque course, et sont façonnées en métal dur et élastique.
L'ensemble de la pompe est suspendu élastiquement à l'intérieur d'une enveloppe 18 susceptible d'amortir les sons; cette sus pension -est obtenue à l'aide de deux paires de ressorts à boudin 19, 19', établis suivant deux plans verticaux et perpendiculaires entre eux passant par l'axe de l'appareil, agissant par compression sur celui-ci -et pre- nant appui, respectivement, sur le fond et sous le couvercle de l'enveloppe 18. Cette suspension est très efficace grâce à la faible hauteur de l'appareil relativement à sa lar geur et son montage est simple.
L'en semble de l'appareil est maintenu centré dans son enveloppe au moyen d'un capuchon 20 en matière élastique -et très flexible, serré, à sa. périphérie, au moyen d'un anneau 22 contre le rebord 6' d'une chambre cylin drique et, au centre, entre le couvercle de l'enveloppe 18 et un raccord 21 de sortie du fluide comprimé. Dans le fond de l'en veloppe se trouvent des orifices 18a -et 18b < i travers lesquels on peut opérer la com mande -des goujons 15 et des disques 17. L'enveloppe 18 sert également de chambre, dite d'aspiration, pour amortir les pulsations sonores du fluide à l'entrée par les orifices 18a et 18b.
L'appareil sera placé, de préfé rence, sur une base en feutre; celle-ci a le double avantage de réduire les vibrations et de filtrer le fluide avant son entrée dans l'enveloppe 18.
Le fonctionnement de la pompe est le suivant: Lorsque le courant alternatif est lancé dans les bobines des électro-aimants, l'arma ture 5 est attirée en opposition à l'action des ressorts récupérateurs 16; elle est ensuite repoussée par les mêmes ressarts lorsque le flux magnétique tend à zéro. Le piston, sou mis ainsi à un mouvement de va-et-vient, aspire le fluide de l'intérieur de l'enveloppe 18, ou chambre d'aspiration a, à. travers les orifices 1.8a et 1.8b et la. soupape 7 et le refoule à travers la soupape 8 dans la cham bre de compression b, délimitée par le capu chon 20, d'où il sort à. travers le raccord 21.
Malgré la fréquence élevée des .courses du piston et malgré l'amplitude très réduite de ces courses, en dépit des forces relativement grandes et variables agissant sur l'armature et, par conséquent, sur l'équipage mobile en entier (pour une pompe avec une surface de piston de 40 cm\, consommant à peine 15 watts et travaillant jusqu'à 1/2 atm., la force exercée sur l'équipage mobile varie entre 0 et 20 kg) les vibrations se maintiennent exactement en synchronisme avec les oscil lations du champ magnétique. Ce synchro nisme, qui est indispensable pour le bon fonctionnement de l'appareil, est maintenu, grâce au rebondissement de l'équipage mo bile, contre une surface dure et élastique.
Le rebondissement accélère la vitesse de chaque course et, par ce fait, il facilite le fonctionnement sous des régimes élevés. Le rebondissement contre une surface non fixe, agissant comme un ressort, produirait un effet inverse. L'accélération -de la vitesse permet des courses plus grandes, ce qui aug mente beaucoup le rendement de la pompe. Grâce audit rebondissement, on peut utiliser des équipages mobiles plus lourds, c'est-à:- dire des appareils plus puissants; en effet, l'énergie dynamique est reportée, sans perte sensible, d'une -course à l'autre.
L'augmen tation de la vitesse et de l'amplitude de la course produit sur le gaz des pulsations plus ènergiques et plus nettes, qui commandent mieux les soupapes. La surface de butée, constituée par la bride 14', est réglée de fa çon à réduire l'espace nuisible dans la me sure du possible. Cet espace nuisible -est utile pour éviter les chocs décentrés -du piston sur le corps de pompe; la mesure de la réduction de l'espace dépend de la perfection .de la construction.
Par rapport aux pompes dans lesquelles l'organe opérateur est constitué par une membrane, celle décrite ci-dessus -et -dans la quelle l'organe opérateur fonctionne comme un piston, fournit, pour une course .donnée, un débit supérieur, ce qui, en raison .de la petitesse obligatoire de cette course, consti tue un avantage fondamental. On s'en ren tra compte par l'examen des fig. 4 et 5.
En outre, le piston est, beaucoup moins que les membranes, sujet à .des vibrations parasi taires, très nuisibles dans une pompe spé ciale telle que celle qu'on vient de :décrire et dues surtout aux flexions des organes en mouvement soumis aux efforts de travail et aux forces d'inertie. La fixation rigide du piston à l'armature assure à tout l'équipage rigide ainsi constitué une vibration -de tra vail égale en tous points -et exempte .de vi brations parasitaires. La disposition à plat des électro-aimants accouplés est très avan tageuse au point de vue île la réduction du volume de l'appareil.
Elle diminue surtout sa hauteur et facilite la suspension élastique de la pompe dans son enveloppe.
L'invention n'est nullement limitée aux formes d'exécution décrites ci-dessus. Il est, par exemple, possible de -disposer sur le même arbre plusieurs organes pompants tra vaillant à simple où à double effet, en paral lèle ou en série. En outre, l'électro-aimant lui-même peut être mobile, l'armature étant fixe. Ces deux membres, qui constituent en semble un élément moteur électromagné tique, peuvent aussi porter chacun des en- roulements.