FR2601725A1 - Pump with a dual-action reciprocating piston - Google Patents

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Abstract

The pump piston 5 comprises two portions of different diameters 10, 6 sliding in corresponding bores 11, 7 of a sleeve 4 thereby delimiting, within the latter, a front intake and delivery chamber 12, communicating with a delivery cavity 13 via a non-return valve 20, and an annular chamber 14 communicating permanently 15, 16 with the delivery cavity 13.

Description

La présente invention concerne les pompes à piston et plus particulièrement les pompes du type comprenant au moins un piston actionnable dans un mouvement de va-etvient et comportant une premiere et une seconde portions de diamètres différents coulissant respectivement dans des première et seconde portions correspondantes d'un alésage étagé dans Lequel la première portion de piston délimite, par son extrémité antérieure, une chambre d'aspiration et de refoulement et, par son extrémité postérieure, une chambre intermédiaire annulaire. The present invention relates to piston pumps and more particularly to pumps of the type comprising at least one piston actuable in a reciprocating movement and comprising first and second portions of different diameters sliding respectively in corresponding first and second portions of a stepped bore in which the first piston portion delimits, by its front end, a suction and delivery chamber and, by its rear end, an annular intermediate chamber.

Les pompes classiques à haute pression mettent généralement en oeuvre un piston à simple effet, la course de retour du piston ne servant qu'a réalimenter par aspiration la chambre de refoulement et d'aspiration, ce fonctionnement en demi-période nécessitant généralement la mise en oeuvre de deux pistons opérant en opposition de phases et induisant des problèmes de pulsations et de bruits- de fonctionnement. Conventional high-pressure pumps generally use a single-acting piston, the return stroke of the piston only serving to replenish the discharge and suction chamber by suction, this half-period operation generally requiring the setting in work of two pistons operating in opposite phases and inducing problems of pulsations and operating noises.

Le document DE-A-33 34 697 décrit une pompe à piston du type défini plus haut mais destinée à être associée à une pompe primaire pour en pallier les déficiences, Le fluide sous pression en provenance de La pompe primaire étant adressé à la chambre annulaire, d'ob il peut s'échapper vers une bâche par une restriction, de façon à normalement empêcher le piston de coopérer avec son arbre à came d'actionnement. Document DE-A-33 34 697 describes a piston pump of the type defined above but intended to be associated with a primary pump in order to overcome the deficiencies thereof, the fluid under pressure coming from the primary pump being addressed to the annular chamber , ob it can escape to a cover by a restriction, so as to normally prevent the piston from cooperating with its actuating camshaft.

La présente invention a pour objet de proposer une pompe à piston à double effet de conception simple, robuste et fiable, de faibles coûts de fabrication et de montage, permettant d'obtenir un débit refoulé plus régulier et de supprimer notablement les bruits de fonctionnement. The object of the present invention is to provide a double-acting piston pump of simple, robust and reliable design, low manufacturing and assembly costs, making it possible to obtain a more regular pumped flow rate and to suppress notably the operating noises.

Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, La chambre d'aspiration et de refoulement communique avec une cavité de refoulement via un moyen de clapet anti-retour de refoulement, la chambre annulaire, ayant typiquement une section efficace qui est La moitié de celle de la chambre d'aspiration et de refoulement, communiquant en permanence. avec la cavité de refoulement. To do this, according to a characteristic of the invention, the suction and discharge chamber communicates with a discharge cavity via a discharge non-return valve means, the annular chamber, typically having an effective section which is half from that of the suction and discharge chamber, permanently communicating. with the discharge cavity.

Avec un tel agencement, conformement à l'objet de l'invention, les courses alLer et retour du piston sont exploitees pour fournir, à chaque période, au circuit d'utilisation un débit certes diminué en quantité mai-s plus régulier, la communication entre la chambre annulaire et la cavité de refoulement réalisant un effet double d'assistance et d'amortissement du mouvement du piston limitant les battements dans la pompe et les bruits de fonctionnement. With such an arrangement, in accordance with the object of the invention, the alLer and return strokes of the piston are exploited to provide, at each period, to the circuit of use a flow rate certainly reduced in quantity may-s more regular, communication between the annular chamber and the delivery cavity achieving a double effect of assistance and damping of the movement of the piston limiting the beats in the pump and the operating noises.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de La description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec le dessin annexé sur lequel :
- la figure unique représente schématiquement, en coupe longitudinale, un mode de réalisation d'une pompe monopiston à double effet selon l'invention.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the following description of an embodiment, given by way of illustration but in no way limiting, made in relation to the appended drawing in which:
- The single figure shows schematically, in longitudinal section, an embodiment of a double-acting single-piston pump according to the invention.

Comme on le voit sur les dessins, un corps de pompe 1 définit une cavité de mécanisme 2 communiquant avec un logement étagé 3 dans lequel est montée une chemise 4 formée intérieurement avec un aLésage étagé dans Lequel est monté à coulissement un piston de pompe étagé 5. De façon plus spécifique, le piston 5 comprend une portion allongée de plus petit diamètre 6 s'étendant à coulissement dans une portion d'alesage de diamètre correspondant 7 de La chemise 4 et se prolongeant dans La cavité 2 pour hêtre reliée dans une Liaison articulée au moyen d'une biellette 8 à un arbre d'actionnement à excentrique 9.Le piston 5 comporte, à son extrémité opposée à L'arbre d'actionnement 9, une portion d'extrémité de diamètre agrandi 10 montée à coulissement dans une portion d'alésage Il de diamètre correspondant dans la chemise 4. As seen in the drawings, a pump body 1 defines a mechanism cavity 2 communicating with a stepped housing 3 in which is mounted a jacket 4 formed internally with a stepped bore in which is slidably mounted a stepped pump piston 5 More specifically, the piston 5 comprises an elongated portion of smaller diameter 6 extending to slide in a bore portion of corresponding diameter 7 of the jacket 4 and extending into the cavity 2 for beech connected in a connection. articulated by means of a link 8 to an eccentric actuation shaft 9. The piston 5 comprises, at its end opposite to the actuation shaft 9, an end portion of enlarged diameter 10 mounted to slide in a portion of bore II of corresponding diameter in the jacket 4.

Le piston 5 délimite ainsi dans L'alésage étagé de La chemise 4 deux chambres à volume variable, à savoir, par l'extrémité antérieure de sa portion d'extrémité de diamètre élargi 10, une chambre d'aspiration et de refoulement 12 communiquant, vers L'extérieur, avec une cavité de refoulement 13, et, par La face postérieure annulaire de cette portion d'extrémité 10, une chambre intermédiaire annulaire 14. The piston 5 thus delimits in the stepped bore of the jacket 4 two chambers with variable volume, namely, by the anterior end of its enlarged diameter end portion 10, a communicating suction and discharge chamber 12, outwardly, with a discharge cavity 13, and, via the annular rear face of this end portion 10, an annular intermediate chamber 14.

La chemise 4 comporte, au voisinage de l'extrémité de la chambre annulaire 14 voisine de la cavité 2, un passage transversal 15 communiquant en permanence avec la cavité de refoulement 13 par un passage Longitudinal 16 forme entre la chemise 4 et l'alésage 3 du corps 1. The jacket 4 comprises, in the vicinity of the end of the annular chamber 14 adjacent to the cavity 2, a transverse passage 15 communicating permanently with the delivery cavity 13 by a longitudinal passage 16 forms between the jacket 4 and the bore 3 body 1.

Selon un aspect de l'invention, la chemise 4 est maintenue en position dans l'alésage 3 en butée contre un épaulement 17 s'étendant radialement vers l'intérieur de l'alésage 3, au voisinage de la cavité 2, par un insert 18 monté dans le corps 1 et portant contre L'extrémité adjacente de la chemise 4. La cavité de refoulement 13 est formée dans L'insert 18 qui comporte en outre un passage de refoulement 19 permettant la connexion de la cavité de refoulement 13 à un circuit d'utilisation (non représenté). According to one aspect of the invention, the jacket 4 is held in position in the bore 3 in abutment against a shoulder 17 extending radially towards the inside of the bore 3, in the vicinity of the cavity 2, by an insert 18 mounted in the body 1 and bearing against the adjacent end of the jacket 4. The delivery cavity 13 is formed in the insert 18 which further comprises a delivery passage 19 allowing the connection of the delivery cavity 13 to a operating circuit (not shown).

Dans la cavité de refoulement 13 est monté un clapet antiretour de refoulement 20 sollicite en appui contre un siège annulaire 21 formé par l'extrémité de la chemise 4 entourant la chambre d'aspiration et de refoulement 12 et sollicité contre son siège par un ressort 22 prenant appui sur le fond de la cavité 13. L'élément de clapet 20 peut ainsi isoler la chambre d'aspiration et de refoulement 12 de la cavité de refoulement 13, mais sans empecher la communication permanente entre cette cavité de refoulement 13 et la chambre annulaire 14.In the discharge cavity 13 is mounted a discharge check valve 20 urged to bear against an annular seat 21 formed by the end of the jacket 4 surrounding the suction and discharge chamber 12 and urged against its seat by a spring 22 bearing on the bottom of the cavity 13. The valve element 20 can thus isolate the suction and discharge chamber 12 from the discharge cavity 13, but without preventing permanent communication between this discharge cavity 13 and the chamber ring 14.

Dans Le mode de réalisation représenté, le piston 5 est formé avec un passage traversant constitué d'une portion longitudinale 23 et d'une portion transversale 24 établissant la liaison entre la cavité 2 et la portion 23. In the embodiment shown, the piston 5 is formed with a through passage consisting of a longitudinal portion 23 and a transverse portion 24 establishing the connection between the cavity 2 and the portion 23.

L'extrémité antérieure de la portion de passage 23 forme un siège pour un clapet anti-retour d'aspiration 25 monté dans la portion 10 du piston 5. La cavité 2 communique, par un passage 26 formé dans le corps 1, avec un circuit'de fluide basse pression.The front end of the passage portion 23 forms a seat for a suction check valve 25 mounted in the portion 10 of the piston 5. The cavity 2 communicates, through a passage 26 formed in the body 1, with a circuit '' of low pressure fluid.

Le fonctionnement de la pompe selon l'invention est le suivant. Lors d'une phase de descente (sur le dessin) du piston 5, le fluide précedemment aspire par Les passages 23 et 24 dans la chambre d'aspiration et de refoulement 12 est comprimé et refoulé dans la chambre de refouLement 13 en repoussant le clapet 20. Lors de cette phase, une partie du fluide comprimé dans la cavité de refoulement 13 parvient par les passages 16 et 15 dans la chambre annulaire 14, maintenant ainsi celle-ci pressurisée et promouvant une assistance à la descente du piston 5.Une fois franchi le point mort bas, lorsque le piston remonte (sur le dessin), une phase d'aspiration s'amorce dans la chambre d'aspiration et de refoulement 12 isolée de la cavité de refoulement 13 par le clapet 20 et permettant l'admission, en provenance du passage 26 et de la cavité 2, du fluide à basse pression qui sera ensuite refoulé comme décrit cidessus. Toutefois, conformément à l'invention, lors de cette phase de remontée du piston 5, Le fluide qui occupait la chambre annulaire 14 se trouve à son tour refoulé par les passages 15 et 16 vers la cavité de refoulement 13 pour continuer à alimenter ainsi, via le passage 19, le circuit d'utilisation, la compression du fluide dans la cavité annulaire 14 réalisant un amortissement efficace du piston 5 lorsque celui-ci approche son point mort haut. Afin d'obtenir un débit de refoulement sensiblement homogène sur deux demi-périodes, la surface efficace de ta chambre annulaire 14 est avantageusement déterminée pour correspondre à la moitié de la section efficace de la chambre d'aspiration et de refoulement 12, de sorte que le débit refoulé de cette dernière vers la chambre annulaire 14 lors du mouvement de descente du piston 5 correspond sensiblement à la moitié du débit nominal qui serait autrement délivré par la chambre 12, la chambre annulaire 14 restituant par contre ce demi-debit nominal lors du mouvement de remontée du piston 5. The operation of the pump according to the invention is as follows. During a descent phase (in the drawing) of the piston 5, the fluid previously sucked in through the passages 23 and 24 in the suction and discharge chamber 12 is compressed and discharged into the discharge chamber 13 by pushing the valve. 20. During this phase, part of the compressed fluid in the discharge cavity 13 reaches through the passages 16 and 15 in the annular chamber 14, thus maintaining the latter pressurized and promoting assistance in the descent of the piston 5.Once crossed the bottom dead center, when the piston rises (in the drawing), a suction phase begins in the suction and discharge chamber 12 isolated from the discharge cavity 13 by the valve 20 and allowing admission from the passage 26 and the cavity 2, the low pressure fluid which will then be discharged as described above. However, in accordance with the invention, during this phase of raising the piston 5, the fluid which occupied the annular chamber 14 is in turn discharged through the passages 15 and 16 towards the discharge cavity 13 to continue to supply thus, via the passage 19, the use circuit, the compression of the fluid in the annular cavity 14 achieving effective damping of the piston 5 when the latter approaches its top dead center. In order to obtain a substantially homogeneous discharge flow over two half-periods, the effective area of your annular chamber 14 is advantageously determined to correspond to half of the effective section of the suction and discharge chamber 12, so that the flow discharged from the latter towards the annular chamber 14 during the downward movement of the piston 5 corresponds substantially to half of the nominal flow which would otherwise be delivered by the chamber 12, the annular chamber 14 on the other hand restoring this nominal half-flow during the piston raising movement 5.

Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparattront à L'homme de l'art, notamment en ce qui concerne les formes, dimensions et aménagements relatifs du piston 5, de la chemise 4 et des clapets anti-retour, ainsi que le mode d'entraînement du piston.  Although the present invention has been described in relation to a particular embodiment, it is not limited thereto but is on the contrary liable to modifications and variants which will appear to those skilled in the art, in particular as regards the shapes, dimensions and relative arrangements of the piston 5, of the jacket 4 and of the non-return valves, as well as the mode of driving the piston.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Pompe à piston, comprenant au moins un piston (5) actionnable dans un mouvement de va-et-vient et comportant une première (10) et une seconde (6) portions de diamètres différents coulissant respectivement dans des première (11) et seconde (7) portions correspondantes d'un alésage étagé dans lequel la première portion (10) du piston (5) délimite, par son extrémité antérieure, une chambre d'aspiration et de refoulement (12) et, par son extrémité postérieure, une chambre intermédiaire annulaire (14), caractérisée en ce que la chambre d'aspiration et- de refoulement (12) communique avec une cavité de refoulement (13) via un moyen de clapet anti-retour de refoulement (20) et en ce que La chambre annulaire (14) communique en permanence avec la cavité de refoulement (13). 1. Piston pump, comprising at least one piston (5) actuable in a reciprocating movement and comprising a first (10) and a second (6) portions of different diameters sliding respectively in first (11) and second (7) corresponding portions of a stepped bore in which the first portion (10) of the piston (5) defines, by its front end, a suction and discharge chamber (12) and, by its rear end, a annular intermediate chamber (14), characterized in that the suction and discharge chamber (12) communicates with a discharge cavity (13) via a non-return discharge valve means (20) and in that La annular chamber (14) communicates permanently with the delivery cavity (13). 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre annulaire (14) a une section efficace qui est la moitié de celle de la chambre d'aspiration et de refoulement (12). 2. Pump according to claim 1, characterized in that the annular chamber (14) has an effective section which is half that of the suction and discharge chamber (12). 3. Pompe selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que l'alésage étagé (7,11) est formé dans une chemise (4) montée dans un logement (3) d'un corps (1) et dont l'extrémité délimitant la chambre d'aspiration et de refoulement (12) forme siege (21) pour le moyen de clapet anti-retour de refouLement (20). 3. Pump according to claim 1 or claim 2, characterized in that the stepped bore (7.11) is formed in a jacket (4) mounted in a housing (3) of a body (1) and whose l end delimiting the suction and discharge chamber (12) forms a seat (21) for the means of non-return discharge valve (20). 4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que la chambre annulaire (14) communique avec la cavité de refoulement (13) par un passage comprenant une portion transversale (15) traversant la chemise (4) et une portion longitudinale (16) s'étendant entre la chemise (4) et la paroi du logement (3). 4. Pump according to claim 3, characterized in that the annular chamber (14) communicates with the delivery cavity (13) by a passage comprising a transverse portion (15) passing through the jacket (4) and a longitudinal portion (16) extending between the jacket (4) and the wall of the housing (3). 5. Pompe selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un passage d'aspiration (23) traversant longitudinalement le piston (5) et formant siège pour un clapet anti-retour d'aspiration (25). 5. Pump according to claim 3 or claim 4, characterized in that it comprises a suction passage (23) passing longitudinally through the piston (5) and forming a seat for a suction non-return valve (25). 6. Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que la cavité de refoulement (13) est délimitée par un insert (18) monte dans le logement (3). 6. Pump according to claim 5, characterized in that the delivery cavity (13) is delimited by an insert (18) mounted in the housing (3). 7. Pompe selon la revendication 6, caractérisée en ce que la chemise (4) est positionnée contre un épaulement (17) du logement (3) par l'insert (18). 7. Pump according to claim 6, characterized in that the jacket (4) is positioned against a shoulder (17) of the housing (3) by the insert (18). 8. Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que le moyen de clapet anti-retour de refoulement (20) est sollicité par un ressort (22) prenant appui dans l'insert (18). 8. Pump according to claim 7, characterized in that the outlet non-return valve means (20) is biased by a spring (22) bearing in the insert (18). 9. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la seconde portion (6) du piston (5) est couplée par une bielle (8) à un excentrique d'actionnement (9).  9. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the second portion (6) of the piston (5) is coupled by a connecting rod (8) to an actuating eccentric (9).
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