FR3033006A1 - Pompe a decharge rapide - Google Patents

Abstract

La pompe (10) comporte une chambre (28) délimitée par un piston (26) mobile dans un corps (24) comprenant une ouverture d'admission (30) propre à communiquer avec la chambre (28), des moyens anti-retour (34) autorisant le passage de fluide depuis l'ouverture (30) vers la chambre (28), et interdisant le passage depuis la chambre (28) vers l'ouverture (30) ; une ouverture d'expulsion (36) entre la chambre (28) et un conduit (38), et des moyens anti-retour (40), autorisant le passage de fluide depuis la chambre (28) vers le conduit (38), et interdisant le passage depuis le conduit (38) vers la chambre (28). Le corps creux (24) comporte une ouverture de décharge (48), communiquant avec le conduit (38) et propre à communiquer avec l'ouverture (30), et des troisièmes moyens anti-retour (52), mobiles entre une position ouverte, dans laquelle le conduit (38) communique avec l'ouverture (30), et une position fermée interdisant le passage de fluide entre le conduit (38) et l'ouverture (30), la pompe (10) comportant des moyens (54) de déplacement des troisièmes moyens anti-retour (52).

Description

1 Pompe à décharge rapide La présente invention concerne une pompe, destinée à augmenter la pression dans un espace clos, notamment en vue d'agir sur un élément sensible à la pression, par exemple un actionneur pneumatique. On connaît déjà, dans l'état de la technique, une pompe comportant un corps creux et un piston, logé dans le corps creux de manière mobile le long d'une direction longitudinale, le piston délimitant avec le corps creux une chambre de compression de volume variable en fonction d'une position du piston dans la direction longitudinale. Le corps creux comporte habituellement : - une ouverture d'admission, destinée à communiquer avec une source de fluide, et propre à communiquer avec la chambre de compression, - des premiers moyens anti-retour, agencés entre l'ouverture d'admission et la chambre de compression, autorisant le passage de fluide depuis l'ouverture d'admission vers la chambre de compression, et interdisant le passage de fluide depuis la chambre de compression vers l'ouverture d'admission, - une ouverture d'expulsion, débouchant dans la chambre de compression, et communiquant avec un conduit d'expulsion, - des seconds moyens anti-retour, agencés entre la chambre de compression et le conduit d'expulsion, autorisant le passage de fluide depuis la chambre de compression vers le conduit d'expulsion, et interdisant le passage de fluide depuis le conduit d'expulsion vers la chambre de compression. Lorsque le piston se déplace dans un premier sens, le volume de la chambre de compression augmente, et du fluide emplit cette chambre de compression en passant à travers l'ouverture d'admission. Lorsque le piston se déplace dans un second sens opposé au premier, le volume de la chambre de compression diminue, et le fluide est expulsé à travers l'ouverture d'expulsion. Les premiers et seconds moyens anti-retour permettent au fluide de ne circuler que dans un seul sens.

En appliquant au piston des mouvements d'oscillation, dans le premier sens puis dans le second sens le long de la direction longitudinale, ce piston expulse une quantité de fluide souhaitée dans le conduit d'expulsion. Lorsque ce conduit d'expulsion est lié à un espace clos, la pression dans cet espace clos augmente alors. L'invention a notamment pour but de perfectionner une telle pompe, notamment pour des applications où un retour rapide en position initiale peut être souhaité.

3033006 2 A cet effet, l'invention a notamment pour objet une pompe comportant un corps creux et un piston, logé dans le corps creux de manière mobile le long d'une direction longitudinale, délimitant avec le corps creux une chambre de compression de volume variable en fonction d'une position du piston dans la direction longitudinale, le corps creux 5 comportant : - une ouverture d'admission, destinée à communiquer avec une source de fluide, et propre à communiquer avec la chambre de compression, - des premiers moyens anti-retour, agencés entre l'ouverture d'admission et la chambre de compression, autorisant le passage de fluide depuis l'ouverture d'admission 10 vers la chambre de compression, et interdisant le passage de fluide depuis la chambre de compression vers l'ouverture d'admission, - une ouverture d'expulsion, débouchant dans la chambre de compression, et communiquant avec un conduit d'expulsion, - des seconds moyens anti-retour, agencés entre la chambre de compression et le 15 conduit d'expulsion, autorisant le passage de fluide depuis la chambre de compression vers le conduit d'expulsion, et interdisant le passage de fluide depuis le conduit d'expulsion vers la chambre de compression, caractérisée en ce que : - le corps creux comporte une ouverture de décharge, communiquant avec le 20 conduit d'expulsion et propre à communiquer avec l'ouverture d'admission, et des troisièmes moyens anti-retour, mobiles entre une position ouverte, dans laquelle le conduit d'expulsion communique avec l'ouverture d'admission, et une position fermée interdisant le passage de fluide entre le conduit d'expulsion et l'ouverture d'admission, - la pompe comporte des moyens de déplacement des troisièmes moyens anti- 25 retour. En déplaçant les troisièmes moyens anti-retour en position ouverte, le conduit d'expulsion communique avec l'ouverture d'admission, si bien que le fluide à haute pression contenu dans le conduit d'expulsion est évacué à travers l'ouverture d'admission, jusqu'à ce que la pression dans le conduit d'expulsion soit réduite à la 30 pression de la source de fluide, par exemple la pression atmosphérique. Il est ainsi possible de décharger rapidement la pompe, rendant son utilisation possible pour des applications où une telle décharge rapide est souhaitable. Une pompe selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement 35 envisageables. 3033006 3 - Les moyens de déplacement comportent : un élément ferromagnétique mobile entre une première position dans laquelle les troisièmes moyens anti-retour sont en position ouverte et une seconde position dans laquelle les troisièmes moyens anti-retour sont en position fermée, un organe élastique sollicitant l'élément ferromagnétique vers sa 5 première position, et une bobine électrique, entourant l'élément ferromagnétique, reliée électriquement à des moyens d'alimentation électrique propres à appliquer un courant réglable, la position de l'élément ferromagnétique étant fonction de la tension du courant. - Les troisièmes moyens anti-retour comportent un clapet anti-retour sollicité en position fermée par un organe élastique, et les moyens de déplacement comportent un 10 élément d'actionnement solidaire du piston, destiné à coopérer avec le clapet anti-retour pour le passer dans la position ouverte, en le poussant à l'encontre de la sollicitation de l'organe élastique, lorsque le piston se trouve dans une position de décharge prédéterminée, et ledit élément ferromagnétique est formé par une tige solidaire du piston. 15 - Le piston est mobile, dans la direction longitudinale, entre : une première position extrême, dans laquelle l'élément d'actionnement coopère avec le clapet anti-retour, et dans laquelle le volume de la chambre de compression est maximal, une seconde position extrême, dans laquelle le volume de la chambre de compression est minimal, et au moins une position intermédiaire, dans laquelle l'élément d'actionnement est maintenu 20 à distance du clapet anti-retour. - Les troisièmes moyens anti-retour comportent un clapet anti-retour, ledit élément ferromagnétique étant formé par ce clapet anti-retour. - Le piston comporte une tige en matériau ferromagnétique, notamment en fer doux, s'étendant dans la direction longitudinale, la pompe comportant une bobine 25 électrique entourant la tige, reliée électriquement à des moyens d'alimentation électrique propres à appliquer un courant électrique variable, la position du piston étant fonction de la tension du courant électrique. - L'ouverture d'admission comporte un filtre. - La pompe comporte un réservoir de fluide de volume variable, formant la source 30 de fluide. - Le fluide est du gaz, notamment de l'air. L'invention concerne également un ensemble d'une pompe et d'un élément commandable sensible à la pression commandé par la pompe, caractérisé en ce que la pompe est telle que définie précédemment, l'élément commandable étant relié au conduit 35 d'expulsion de la pompe.

3033006 4 Par exemple, l'élément commandable comporte une membrane mobile d'un vase d'expansion équipant un système Rankine, ledit système Rankine comprenant : - un évaporateur, - une machine à vapeur agencée en aval de l'évaporateur, 5 - un condenseur agencé en aval de la machine à vapeur, - un dispositif de pompage agencé en aval du condenseur, et - le vase d'expansion agencé entre le condenseur et le dispositif de pompage, le vase d'expansion comportant : - une enceinte, 10 - ladite membrane, montée mobile dans l'enceinte, séparant l'enceinte en une première partie communiquant avec le condenseur et le dispositif de pompage, et une seconde partie communiquant avec le conduit d'expulsion de la pompe. Conformément à un autre exemple, l'élément commandable est un actionneur de 15 vanne, notamment pour un dispositif d'échappement de véhicule automobile. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un ensemble d'une pompe selon 20 un premier exemple de mode de réalisation et d'un élément commandable commandé par ladite pompe, la pompe comportant un piston représenté dans une position intermédiaire ; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 de la pompe de la figure 1, dans laquelle le piston est représenté dans une première position extrême ; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 de la pompe dans laquelle le piston 25 est représenté dans une seconde position extrême ; - la figure 4 représente schématiquement un ensemble d'une pompe selon un deuxième exemple de mode de réalisation et d'un élément commandé par la pompe ; - la figure 5 est une vue similaire à la figure 4 de la pompe selon la figure 4 dans une situation de décharge ; 30 - la figure 6 représente schématiquement une pompe selon un troisième exemple de mode de réalisation de l'invention ; - la figure 7 représente un ensemble d'une pompe selon l'invention et d'un élément commandable par la pompe, équipant un système Rankine. On a représenté, sur la figure 1, un ensemble 8 comportant une pompe 10 et un 35 élément commandable 12 sensible à la pression, commandé par la pompe 10.

3033006 5 Dans cet exemple, l'élément commandable 12 est un actionneur pneumatique, destiné à commander une vanne d'échappement d'un dispositif d'échappement de véhicule automobile. Cet élément commandable 12 comporte de manière classique un corps 14 délimitant une chambre 16 dans laquelle est logée une membrane étanche 18 5 séparant la chambre 16 en des premier 16A et second 16B compartiments. La membrane 18 est déplaçable dans la chambre 16, si bien que le volume des compartiments 16A et 16B dépend de la position de cette membrane 18. La membrane 18 est liée à une tige 20, de sorte que le déplacement de la membrane 18 entraîne le déplacement de la tige 20.

10 L'actionneur 12 comporte enfin un organe élastique 22, notamment un ressort, appliquant une force élastique de sollicitation, sollicitant la membrane 18 vers une première position, représentée sur la figure 1, dans laquelle le volume du premier compartiment 16A est minimal ou nul, et le volume du second compartiment 16B est maximal. La membrane 18 est mobile jusqu'à une seconde position, dans laquelle le 15 volume du premier compartiment 16A est maximal et le volume du second compartiment 16B est minimal ou nul. La tige 20 est reliée à ladite vanne d'échappement. La vanne d'échappement est mobile entre une position fermée et une position ouverte. Plus particulièrement, la vanne d'échappement est en position fermée lorsque la membrane 18 est dans ladite première 20 position, et en position ouverte lorsque la membrane 18 est dans la seconde position. On notera que la membrane 18 peut prendre diverses positions intermédiaires entre ces première et seconde positions, chacune de ces positions intermédiaires correspondant à une position intermédiaire de la vanne entre la position fermée et la position ouverte.

25 Afin de déplacer la membrane 18, on fait varier la pression dans le premier compartiment 16A. Ainsi, en augmentant cette pression, une force de pression est opposée à la force élastique de sollicitation de l'organe élastique 22, ce qui permet de déplacer la membrane 18 lorsque la force de pression est supérieure à la force élastique. A l'inverse, lorsque la pression diminue, la force de pression devient inférieure à la 30 force élastique, si bien que la membrane 18 est ramenée vers sa première position par l'organe élastique 22. La pression dans le premier compartiment 16A est commandée par la pompe 10. La pompe 10 comporte un corps creux 24 et un piston 26 logé dans le corps creux 24 de manière mobile le long d'une direction longitudinale X. Le corps creux 24 présente 35 par exemple une forme générale cylindrique s'étendant dans la direction longitudinale X.

3033006 6 Le piston 26 délimite avec le corps creux 24 une chambre de compression 28 de volume variable en fonction d'une position du piston 26 dans la direction longitudinale X. Le piston 26 est mobile dans la direction longitudinale X entre une première position extrême, représentée sur la figure 2, dans laquelle le volume de la chambre de 5 compression 28 est maximal, et une seconde position extrême, représentée sur la figure 3, dans laquelle le volume de la chambre de compression 28 est minimal. Le piston peut prendre toute position intermédiaire entre les première et seconde positions extrêmes, et notamment une position dite de repos, représentée sur la figure 1, qui sera décrite ultérieurement plus en détail.

10 Le corps creux 24 comporte une ouverture d'admission 30, destinée à communiquer avec une source de fluide, et propre à communiquer avec la chambre de compression 28. La source de fluide est par exemple l'atmosphère environnant la pompe 10, auquel cas le fluide est de l'air. Dans ce cas, l'ouverture d'admission 30 est avantageusement 15 équipée d'un filtre à air afin d'éviter toute contamination du corps creux 24 par des particules et/ou des liquides indésirables. En variante, la source de fluide est formée par un réservoir connecté à l'ouverture d'admission 30. Un tel réservoir présente un volume variable, de sorte que la pression reste constante dans ce réservoir lorsque du fluide en est aspiré par la pompe 10. Dans 20 ce cas, le fluide peut être également de l'air, ou en variante de l'huile ou tout autre fluide envisageable. Dans l'exemple décrit, l'ouverture d'admission 30 communique avec la chambre de compression 28 à travers des orifices 32 ménagés dans le piston 26. Des premiers moyens anti-retour 34, agencés entre l'ouverture d'admission 30 et la chambre de 25 compression 28, autorisent le passage de fluide depuis l'ouverture d'admission 30 vers la chambre de compression 28, et interdisent le passage de fluide depuis la chambre de compression 28 vers l'ouverture d'admission 30. Dans l'exemple décrit, ces premiers moyens anti-retour 34 sont formés par une membrane anti-retour propre à se décoller du piston 26 lorsque du fluide transite depuis l'ouverture d'admission 30 vers la chambre de 30 compression 28, et à s'appliquer contre le piston 26 de manière à obturer les orifices 32 pour interdire le passage de fluide depuis la chambre de compression 28 vers l'ouverture d'admission 30. Le corps creux 24 comporte par ailleurs une ouverture d'expulsion 36, débouchant dans la chambre de compression 28, et communiquant avec un conduit d'expulsion 38.

35 Des seconds moyens anti-retour 40, notamment un clapet anti-retour de type classique, sont agencés entre l'ouverture d'expulsion 36 et le conduit d'expulsion 38, afin d'autoriser 3033006 7 le passage de fluide depuis la chambre de compression 28 vers le conduit d'expulsion 38, et à interdire le passage de fluide depuis le conduit d'expulsion 38 vers la chambre de compression 28. Lorsque le piston 26 se déplace depuis sa position de repos, représentée sur la 5 figure 1, vers sa seconde position extrême, représentée sur la figure 3, le fluide contenu dans la chambre de compression 28 est expulsé à travers l'ouverture d'expulsion 36, cette expulsion étant autorisée par les seconds moyens anti-retour 40. Au cours de ce déplacement, la membrane anti-retour des premiers moyens anti-retour 34 est appliquée contre les orifices de passage 32 du piston 26, si bien que le fluide ne s'échappe pas à 10 travers ces orifices de passage 32. Lorsque le piston 26 se déplace depuis sa seconde position extrême représentée sur la figure 3 vers sa position de repos représentée sur la figure 1, le volume de la chambre de compression 28 augmente, et sa pression diminue de sorte que du fluide est aspiré dans cette chambre de compression 28. Du fait des seconds moyens anti-retour 15 40, le fluide n'est pas aspiré depuis le conduit d'expulsion 38. En revanche, les premiers moyens anti-retour 34 autorisent le passage de fluide à travers les orifices de passage 32, si bien que le fluide est aspiré depuis la source de fluide, à travers l'ouverture d'admission 30 et les orifices de passage 32. En réitérant les mouvements du piston 26 décrits ci-dessus, du fluide est 20 progressivement introduit dans le conduit d'expulsion 38. Comme cela est représenté sur la figure 1, le conduit d'expulsion 38 communique avec le premier compartiment 16A de l'actionneur 12, qui est un espace clos, si bien que l'introduction progressive de fluide dans le conduit d'expulsion 38 augmente la pression dans ce conduit d'expulsion 38 et dans le premier compartiment 16A, jusqu'à une 25 pression souhaitée. Cette augmentation de pression entraîne le déplacement de la membrane 18, comme indiqué précédemment. Le piston 26 comporte une tige 42 en matériau ferromagnétique, notamment en fer doux, s'étendant dans la direction longitudinale X dans le corps creux 24. La pompe 10 comporte alors une bobine électrique 44, entourant la tige 42, reliée 30 électriquement à des moyens d'alimentation électrique propres à appliquer un courant variable à la bobine électrique 44. Ainsi, la position du piston 26 est fonction de la tension de ce courant électrique. Plus particulièrement, une augmentation du courant électrique tend à entraîner le piston 26 vers sa seconde position extrême. La pompe 10 comporte par ailleurs un organe élastique 46, appliquant une force 35 élastique sollicitant le piston 26 vers sa première position extrême. Ainsi, la force magnétique induite par le courant électrique circulant dans la bobine 44 s'oppose à la 3033006 8 force élastique appliquée par l'organe élastique 46 sur le piston 26. Plus le courant électrique est fort, plus la force magnétique est importante, le piston 26 se déplaçant vers sa seconde position extrême lorsque la force magnétique est supérieure à la force élastique de l'organe élastique. En revanche, en diminuant le courant électrique, la force 5 magnétique diminue, et le piston 26 se déplace vers sa première position extrême lorsque cette force magnétique est inférieure à la force élastique appliquée par l'organe élastique 46. Le piston 26 reste dans sa position de repos, représentée sur la figure 1, lorsqu'un courant de maintien relativement faible, par exemple de 5 volts, est appliqué à la bobine 10 44, afin de générer une force magnétique opposée et de valeur égale à la force élastique. Le corps creux 24 de la pompe 10 selon l'invention comporte une ouverture de décharge 48, communiquant avec le conduit d'expulsion 38 et propre à communiquer avec l'ouverture d'admission 30. Par exemple, cette ouverture de décharge 48 communique avec le conduit d'expulsion 38 via une conduite de dérivation 50.

15 Des troisièmes moyens anti-retour 52 sont agencés entre cette ouverture de décharge 48 et cette conduite de dérivation 50. Ces troisièmes moyens anti-retour sont mobiles entre une position ouverte, représentée sur la figure 2, dans laquelle le conduit d'expulsion 38 communique avec l'ouverture d'admission 30, et une position fermée interdisant le passage de fluide entre le conduit d'expulsion 38 et l'ouverture d'admission 20 30. La pompe 10 comporte des moyens 54 de déplacement de ces troisièmes moyens anti-retour 52. Dans le premier exemple décrit, les troisièmes moyens anti-retour 52 comportent un clapet anti-retour 52A sollicité en position fermée par un organe élastique 52B. Les 25 moyens de déplacement 54 comportent un élément d'actionnement 56, notamment formé par un percuteur, solidaire du piston 26, par exemple porté par la tige 42. Cet élément d'actionnement 56 est destiné à coopérer avec le clapet anti-retour pour le passer en position ouverte, en le poussant à l'encontre de la sollicitation de l'organe élastique 52B, lorsque le piston 26 se trouve dans la première position extrême. Cette première position 30 extrême forme donc une position de décharge. On notera que le piston 26 passe dans sa première position extrême lorsque le courant électrique circulant dans la bobine 44 est nul, auquel cas aucune force magnétique ne s'oppose à la force élastique appliquée par l'organe élastique 46 sur le piston 26. La décharge peut donc être effectuée de manière simple et rapide, en 35 interrompant le courant électrique circulant dans la bobine 44.

3033006 9 On a représenté, sur la figure 4, une pompe 10 selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure 4, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Dans cet exemple, la pompe 10 est une pompe à huile. Dans ce cas, l'actionneur 5 12 est un vérin, comportant un piston 58 mobile dans un corps 60, séparant ce corps 60 en un premier compartiment 62 communiquant avec le conduit d'évacuation 38 de la pompe 10, et un second compartiment 64. Le vérin 12 comporte également un organe élastique 66 sollicitant le piston 58 vers une première position dans laquelle le premier compartiment 62 présente un volume 10 minimal ou nul. La tige 20 est solidaire du piston 58 d'une part, et d'un élément de valve 68 d'autre part, de sorte que cet élément de valve 68 est déplaçable en fonction de la position du piston 58, par l'intermédiaire de la tige 20. Conformément à ce deuxième mode de réalisation, l'ouverture d'admission 30 est connectée à un réservoir 70 rempli d'huile, comportant une poche souple 72 de volume 15 variable en fonction de la quantité d'huile dans cette poche 72. La pompe 10 comporte une conduite d'admission 74, s'étendant entre l'ouverture d'admission 30 et la chambre de compression 28. Les premiers moyens anti-retour 34 comportent alors un clapet anti-retour autorisant le passage de fluide depuis la conduite d'admission 74 vers la chambre de 20 compression 28 et interdisant le passage de fluide depuis la chambre de compression 28 vers la conduite d'admission 74. Dans ce mode de réalisation, le piston 26 ne comporte pas d'ouverture de passage. Toutefois, comme précédemment, le volume de la chambre de compression 28 dépend de la position du piston 26.

25 Comme précédemment, la chambre de compression 26 comporte une ouverture d'expulsion 36, débouchant dans la chambre de compression 28, et communiquant avec le conduit d'expulsion 38. Les seconds moyens anti-retour 40 sont agencés dans cette ouverture d'expulsion 36, entre la chambre de compression 28 et le conduit d'expulsion 38, afin d'autoriser le passage d'huile depuis la chambre de compression 28 vers le 30 conduit d'expulsion 38, et interdire le passage de fluide depuis le conduit d'expulsion 38 vers la chambre de compression 28. Le fonctionnement de cette pompe est identique à celui de la pompe selon le premier mode de réalisation. Conformément à ce deuxième mode de réalisation, l'ouverture de décharge 48 est 35 ménagée dans une conduite de décharge 76 s'étendant entre la conduite d'expulsion 38 3033006 10 et la conduite d'admission 74. Les troisièmes moyens anti-retour 52 sont logés dans cette conduite de décharge 76. Les moyens de déplacement 54 comportent alors un élément ferromagnétique 78 mobile entre une première position dans laquelle les troisièmes moyens anti-retour 52 5 sont en position ouverte et une seconde position dans laquelle les troisièmes moyens anti-retour 52 sont en position fermée. Ces moyens de déplacement 54 comportent également un organe élastique 80 sollicitant l'élément ferromagnétique 78 vers sa première position, ainsi qu'une bobine 82 entourant l'élément ferromagnétique 78, reliée électriquement à des moyens d'alimentation électrique propres à appliquer un courant 10 réglable, la position de l'élément ferromagnétique étant fonction de la tension du courant. Plus particulièrement, les troisièmes moyens anti-retour 52 comportent un clapet antiretour, ledit élément ferromagnétique 78 étant formé par ce clapet anti-retour. Comme cela est représenté sur la figure 5, lorsque le courant est interrompu dans la bobine 82, aucune force magnétique n'est appliquée sur le clapet anti-retour 78, si bien 15 qu'il n'est soumis qu'à la force élastique de l'organe élastique 80, qui l'entraîne vers sa première position. Dans cette position, le conduit d'expulsion 38 communique avec le conduit d'admission 74 si bien que l'huile à haute pression contenue dans le conduit d'expulsion 38 est évacuée vers le réservoir 70. Ainsi, une décharge de la pompe peut être réalisée de manière très simple en interrompant le courant circulant dans la bobine 20 électrique 82. En revanche, en fonctionnement normal de la pompe, un courant de maintien circule en continu dans la bobine 82 pour maintenir le clapet 78 dans sa position fermée. La force magnétique ainsi appliquée au clapet 78, ajoutée à la force de pression de l'huile contenue dans le conduit d'expulsion 38, maintient le clapet en position fermée à 25 l'encontre de l'effort élastique appliqué par l'organe élastique 80. On a représenté, sur la figure 6, une pompe 10 selon un troisième exemple de mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure 6, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Conformément à ce troisième mode de réalisation, la pompe 10 est une pompe à 30 air. Par exemple, l'ouverture d'admission 30 est connectée à un réservoir 70, comportant une poche 72 de volume variable, formant une source d'air. L'air circule depuis l'ouverture d'admission 30 jusqu'à la chambre à compression 28 par l'intermédiaire d'au moins une conduite d'admission 74, en passant à travers des moyens anti-retour 34.

35 Lorsque le volume de la chambre à compression 28 diminue, l'air est expulsé jusqu'à une 3033006 11 conduite d'expulsion 38, à travers une ouverture d'expulsion 36 comportant les seconds moyens anti-retour 40. Comme dans le second mode de réalisation, l'ouverture de décharge 48 est agencée entre le conduit d'expulsion 38 et le conduit d'admission 74, et comporte un 5 clapet 78 en matériau ferromagnétique, entouré par une bobine électrique 82. Le fonctionnement de cette pompe 10 selon le troisième mode de réalisation est similaire au fonctionnement de la pompe 10 selon le deuxième mode de réalisation décrit précédemment. On a représenté sur la figure 7 un système Rankine 100 utilisant une pompe 10 10 selon l'invention, par exemple selon l'un quelconque des modes de réalisation décrits précédemment. Plus particulièrement, la pompe 10 est avantageusement une pompe à air. Le système Rankine 100 comporte de manière classique un évaporateur 102, une machine à vapeur 104 agencée en aval de l'évaporateur 102, un condenseur 106 agencé 15 en aval de la machine à vapeur 104, et un dispositif de pompage 108 agencé en aval du condenseur 106, ainsi qu'un vase d'expansion 110 agencé entre le condenseur et le dispositif de pompage 108. Le système Rankine 100 est destiné à récupérer la chaleur de gaz d'échappement émis par un moteur à combustion interne essence ou diesel, en évaporant un fluide de 20 travail, par exemple de l'eau éthanol, R134, R245 ou tout autre fluide ayant les caractéristiques requises, dans l'évaporateur 102 généralement agencé en aval d'un système de dépollution. Le fluide de travail est ensuite détendu dans la machine à vapeur 104, de type moteur à piston, turbine, ou tout autre moyen permettant de transformer un gaz sous 25 pression à une certaine température en un travail mécanique. La machine à vapeur 104 fournit donc un travail mécanique, qui pourra par exemple ensuite être transformé en électricité. Une fois détendu, le fluide est condensé dans le condenseur 106, qui est formé par un échangeur de chaleur avec une source froide, par exemple de l'eau de 30 refroidissement du véhicule automobile ou l'air ambiant. Une fois revenu à l'état liquide, le fluide est pompé par le dispositif de pompage 108 pour être réintroduit dans l'évaporateur 102. La pression obtenue dans cet évaporateur 102 est imposée par la machine à vapeur 104. Un tel système Rankine fonctionne en boucle fermée, sans perte de fluide de 35 travail.

3033006 12 Pour le bon fonctionnement du système Rankine, il est nécessaire de minimiser les fuites externes et d'interdire les entrées d'air. Certains fluides, tels que l'eau éthanol, sont entièrement liquides aux pressions et températures rencontrées lorsque le véhicule est à l'arrêt (pressions et températures atmosphériques). L'air est absolument à proscrire 5 dans un système clos car il est compressible. Ainsi, si une bulle d'air était aspirée par le dispositif de pompage 108, le débit serait imprévisible. En conséquence, lorsque le véhicule est à l'arrêt et froid, tout le fluide est sous forme liquide si la pression interne du système est à la pression atmosphérique. En revanche, si le volume dédié au fluide de travail est constant, la pression 10 interne à froid diminuerait jusqu'à atteindre une pression de l'ordre de 0,1 bar correspondant à la pression de vapeur saturante aux alentours de 20 à 40°C. En d'autres termes, il restera une partie du fluide de travail sous forme vapeur à très basse pression et température ambiante. Un véhicule tel qu'une voiture est à l'arrêt la plus grande partie de sa vie. Or dans 15 ces conditions, la pression régnant à l'intérieur est tellement faible par rapport à la pression atmosphérique que le risque d'introduire un peu d'air au cours de ces longues expositions est important. Pour annuler tout risque de fuite, il faut que le système soit à la pression atmosphérique durant les arrêts du véhicule. Si le système est à la pression atmosphérique à l'arrêt sans air à l'intérieur, alors l'ensemble du circuit fluide est sous 20 forme liquide. Quand le moteur est mis en marche, les gaz d'échappement chauffent le fluide de travail pour le transformer en vapeur. Cette vapeur a une densité plus faible que le liquide correspondant. Le volume supplémentaire nécessaire à la formation de la vapeur doit être procuré par un élément supplémentaire, qui est le vase d'expansion 110.

25 Le vase d'expansion 110 comporte une enceinte 112 et une membrane 114, montée mobile dans l'enceinte 112, séparant l'enceinte 112 en une première partie 116 communiquant avec le condenseur 106 et le dispositif de pompage 108, et une seconde partie 118 communiquant avec le conduit d'expulsion 38 de la pompe 10. Ainsi, la pompe 10 permet de gérer la pression dans cette seconde partie 118 de l'enceinte 112. Cette 30 seconde partie 118 est par exemple équipée d'un capteur de pression, permettant de connaître la pression dans cette seconde partie 118. Avantageusement, la membrane 114 est métallique, afin de présenter une étanchéité satisfaisante, empêchant la migration de particules de gaz au travers de cette membrane au cours de la vie du véhicule.

35 II est à noter que le système n'est généralement pas totalement étanche. Il est donc préférable de stocker, dans le vase d'expansion 110, un volume tampon de fluide de 3033006 13 travail qui diminuera au fur et à mesure qu'une partie du fluide du système sera perdu. Un tel volume tampon est suffisant pour couvrir la fuite du système qui est d'environ 200 cm3 pour la durée de vie du véhicule, qui est généralement de 15 ans et 5000 h d'utilisation. Dans un tel système Rankine, une fois que le fluide de travail est détendu (à la 5 sortie de la machine à vapeur 104), il est condensé dans le condenseur 106. Le condenseur est alimenté par un fluide basse température (par exemple l'eau de refroidissement moteur, ou par l'air ambiant). La pression de condensation dépend de la température de ce fluide basse température. Pour certains fluides de travail, (l'eau, mélange eau éthanol, acétone, toluène... 10 par exemple), le vase d'expansion 110 permet de tenir compte de l'augmentation de volume dudit fluide de travail du fait de son passage de l'état liquide à l'état vapeur dans une partie de l'évaporateur 102, dans la machine à vapeur 104 et dans une partie du condenseur 106. Le but de l'association du vase d'expansion 110 avec le condenseur 106 est 15 d'assurer la pression la plus basse possible au niveau de la sortie de la machine à vapeur 104 tout en assurant que le fluide de travail est complètement liquide à la sortie du condenseur 106 et surtout à l'entrée de la pompe haute pression 108, afin d'assurer que cette dernière pompe toujours un liquide. Il est donc nécessaire de gérer la pression du liquide de travail entre le 20 condenseur 106 et la pompe 108. Pour cela, on connaît la température de la source froide (eau moteur connue généralement au niveau du calculateur d'injection, ou de l'air ambiant, elle aussi mesurée au niveau de l'admission moteur), ainsi que le débit de cette source froide (le débit d'eau dépend du régime moteur, et le débit d'air dépend de la vitesse du véhicule et/ou de la vitesse du ventilateur). Cette température et ce débit 25 permettent de calculer le flux thermique. On peut donc connaître la température du fluide de travail soit par calcul soit en la mesurant directement. La définition géométrique du vase d'expansion 110 permet de connaître en tout point de fonctionnement du cycle la pression résultante du fluide de travail. Or dans certains cas il faut corriger cette pression pour être sûr de l'état de fluide 30 de travail. Pour adapter la pression à la température de la source froide on applique dans la partie 116 une pression que l'on gère grâce à la pompe 10. Avantageusement, la pression dans la première partie 116 est mesurée par ledit capteur de pression, ce qui permet d'appliquer la pression nécessaire pour assurer que le 35 fluide est liquide à la sortie du condenseur 106, et ce quelle que soit la température de la source froide.

3033006 14 On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais pourrait présenter diverses variantes.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Pompe (10) comportant un corps creux (24) et un piston (26), logé dans le corps creux (24) de manière mobile le long d'une direction longitudinale (X), délimitant avec le corps creux (24) une chambre de compression (28) de volume variable en fonction d'une position du piston (26) dans la direction longitudinale (X), le corps creux (24) comportant : - une ouverture d'admission (30), destinée à communiquer avec une source de fluide (70), et propre à communiquer avec la chambre de compression (28), - des premiers moyens anti-retour (34), agencés entre l'ouverture d'admission (30) et la chambre de compression (28), autorisant le passage de fluide depuis l'ouverture d'admission (30) vers la chambre de compression (28), et interdisant le passage de fluide depuis la chambre de compression (28) vers l'ouverture d'admission (30), - une ouverture d'expulsion (36), débouchant dans la chambre de compression (28), et communiquant avec un conduit d'expulsion (38), - des seconds moyens anti-retour (40), agencés entre la chambre de compression (28) et le conduit d'expulsion (38), autorisant le passage de fluide depuis la chambre de compression (28) vers le conduit d'expulsion (38), et interdisant le passage de fluide depuis le conduit d'expulsion (38) vers la chambre de compression (28), caractérisée en ce que : - le corps creux (24) comporte une ouverture de décharge (48), communiquant avec le conduit d'expulsion (38) et propre à communiquer avec l'ouverture d'admission (30), et des troisièmes moyens anti-retour (52), mobiles entre une position ouverte, dans laquelle le conduit d'expulsion (38) communique avec l'ouverture d'admission (30), et une position fermée interdisant le passage de fluide entre le conduit d'expulsion (38) et l'ouverture d'admission (30), - la pompe (10) comporte des moyens (54) de déplacement des troisièmes moyens anti-retour (52).
2. 2. Pompe (10) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de déplacement (52) comportent : - un élément ferromagnétique (42 ; 78) mobile entre une première position dans laquelle les troisièmes moyens anti-retour (52) sont en position ouverte et une seconde position dans laquelle les troisièmes moyens anti-retour (52) sont en position fermée, - un organe élastique (46 ; 80) sollicitant l'élément ferromagnétique (42 ; 78) vers sa première position, et 3033006 16 - une bobine électrique (44 ; 82), entourant l'élément ferromagnétique (42 ; 78), reliée électriquement à des moyens d'alimentation électrique propres à appliquer un courant réglable, la position de l'élément ferromagnétique (42 ; 78) étant fonction de la tension du courant. 5
3. 3. Pompe (10) selon la revendication 2, dans lequel : - les troisièmes moyens anti-retour (52) comportent un clapet anti-retour (52A) sollicité en position fermée par un organe élastique (52B), et les moyens de déplacement (54) comportent un élément d'actionnement (56) solidaire du piston (26), destiné à coopérer avec le clapet anti-retour (52A) pour le passer dans la position ouverte, en le 10 poussant à l'encontre de la sollicitation de l'organe élastique (52B), lorsque le piston (26) se trouve dans une position de décharge prédéterminée, - ledit élément ferromagnétique est formé par une tige (42) solidaire du piston (26).
4. 4. Pompe selon la revendication 3, dans lequel le piston (26) est mobile, dans la direction longitudinale (X), entre : 15 - une première position extrême, dans laquelle l'élément d'actionnement (56) coopère avec le clapet anti-retour (52A), et dans laquelle le volume de la chambre de compression (28) est maximal, - une seconde position extrême, dans laquelle le volume de la chambre de compression (28) est minimal, et 20 - au moins une position intermédiaire, dans laquelle l'élément d'actionnement (56) est maintenu à distance du clapet anti-retour (52A).
5. 5. Pompe (10) selon la revendication 2, dans lequel les troisièmes moyens anti- retour (52) comportent un clapet anti-retour (78), ledit élément ferromagnétique étant formé par ce clapet anti-retour (78). 25
6. 6. Pompe (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le piston (26) comporte une tige (42) en matériau ferromagnétique, notamment en fer doux, s'étendant dans la direction longitudinale (X), la pompe (10) comportant une bobine électrique (44) entourant la tige (42), reliée électriquement à des moyens d'alimentation électrique propres à appliquer un courant électrique variable, la position du piston (26) 30 étant fonction de la tension du courant électrique.
7. 7. Pompe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'ouverture d'admission (30) comporte un filtre.
8. 8. Pompe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un réservoir (70) de fluide de volume variable, formant la source de fluide. 35
9. 9. Pompe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le fluide est du gaz, notamment de l'air. 3033006 17
10. 10. Ensemble (8) d'une pompe (10) et d'un élément commandable (12) sensible à la pression commandé par la pompe, caractérisé en ce que la pompe(10) est selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, l'élément commandable (12) étant relié au conduit d'expulsion (38) de la pompe (10). 5
11. 11. Ensemble (8) selon la revendication 10, dans lequel l'élément commandable (12) comporte une membrane (114) mobile d'un vase d'expansion (110) équipant un système Rankine (100), ledit système Rankine (100) comprenant : - un évaporateur (102), - une machine à vapeur (104) agencée en aval de l'évaporateur (102), 10 - un condenseur (106) agencé en aval de la machine à vapeur (104), - un dispositif de pompage (108) agencé en aval du condenseur (106), et - le vase d'expansion (110) agencé entre le condenseur et le dispositif de pompage, le vase d'expansion (110) comportant : - une enceinte (112), 15 - ladite membrane (114), montée mobile dans l'enceinte (112), séparant l'enceinte (112) en une première partie (116) communiquant avec le condenseur (106) et le dispositif de pompage (108), et une seconde partie (118) communiquant avec le conduit d'expulsion (38) de la pompe (10).
12. 12. Ensemble selon la revendication 10, dans lequel l'élément commandable est 20 un actionneur de vanne, notamment pour un dispositif d'échappement de véhicule automobile.