BE408314A - - Google Patents

Description

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  "Pompe à liquide à commande électrique" 
La présente invention concerne une pompe à liquide à commande électrique, de préférence une pompe à membrane, dont 1-'organe actif, c'est-à-dire le piston ou la membrane, est animé d'un mouvement oscillant par l'armature à mouvement al- ternatif d'un électro-aimant. 



   Conformément à l'invention, l'électro-aimant de l'appareil est alimenté de courant alternatif et l'inversion du mouvement du système oscillant est produite par la variation naturelle d'intensité du courant alternatif d'alimentation en coopération avec l'action d'un jeu de ressorts sur le système à mouvement oscillant.      

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   Il est à recommander de disposer et de déterminer le jeu de ressorts du système à mouvement oscillant de telle manière qu'il produise un mouvement oscillant uniforme de celui- ci à la cadence de la fréquence de la force d'attraction varia- ble de l'électro-aimant (fréquence du courant alternatif). 



  Ceci peut être obtenu en particulier et de préférence par le réglage ou accord de la fréquence propre d'oscillation du jeu de ressorts à cette fréquence du courant d'alimentation. 



   Il est particulièrement avantageux de régler ou de rendre réglable la fréquence du système oscillant tout entier -de préférence en tenant compte des masses, animées d'un mou- vement oscillant, du liquide de la pompe- exactement ou appro-   ximativement   à la résonance avec les oscillations magnétiques ou électriques provoquant ou entretenant le mouvement oscil- lant du système. Dans ce but, il est à recommander de détermi- ner la fréquence du système oscillant surtout au moyen du jeu de ressorts agissant sur ce système, et, en cas de besoin., de choisir les masses des autres parties oscillantes du système d'une valeur si faible qu'elles n'exercent qu'une influence peu importante sur le phénomène d'oscillation ou sur sa fré- quence. 



   Le dessin ci-joint représente un exemple de réalisa- tion de l'appareil suivant   l'invention.,   dont la construction montre également différentes mesures et avantages de nature   fondamentale  qui n'ont pas encore été mentionnés ci-dessus. 



   L'électro--aimant   1,   actionnant la pompe à liquide, est un électro-aimant à courant alternatif, dont l'enroulement 2 est parcouru par le courant alternatif dU réseau et qui exerce ainsi sur l'armature 3 une force d'attraction, variant périodiquement de façon correspondant à son intensité. Cet   @   

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 électro-aimant possède un circuit magnétique ferméaussi complètement que passible, de façon à fournir, pour le poids et l'encombrement les plus faibles, une puissance électromagnétique aussi grande que possible. Pour cette raison, le nombre et la grandeur des entrefers, interrompant le circuit magnétique, sont également limités à un minimum, deux de ces entrefers occupant une position oblique par rapport à la direction d'oscillation de l'armature. 



   L'armature 3 est reliée rigidement par une tige de piston droite 4 à la partie médiane de la membrane-piston 5. 



  Le bord de cette membrane est serré dans le corps de pompe 6, qui est supporté par des colonnes 7. 



   Le jeu de ressorts agissant sur le système oscillant comprend les ressorts à boudin cylindriques 8 et 9, qui prennent appui, d'une part, contre un plateau 10; placé dans une position réglable sur les colonnes   7,   et, d'autre part, contre un collet 11 et 12, respectivement, de la tige de piston 4. 



  La disposition des ressorts est réalisée de telle manière qu'ils s'opposent au mouvement oscillant de l'armature, que celui-ci s'effectue vers le haut ou vers le   bas   et qu'ils ont par suite toujours tendance à ramener le système mobile dans sa position médiane. La fréquence propre d'oscillation du jeu de ressorts est réglée exactement ou approximativement à la fréquence de la force magnétique d'attraction de l'électroaimant 1 ou à la fréquence du courant alternatif d'alimentation, ou à un harmonique de celle-ci. La masse des ressorts doit,de même que celle   de.tout.le   système oscillant., être aussi petite que possible. En relevant ou abaissant le plateau 10, on peut régler d'avance ou après coup la tension initiale des ressorts.

   Au lieu d'un ressort à boudin cylindrique, on peut 
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 - également employer avantageusement un ressort dont la défor- 

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 mation n'est pas proportionnelle à la charge, par exemple un ressort en volute d'une construction appropriée. 



   La membrane-piston 5 constitue la limite inférieure, et le fond ou couvercle 14 du corps de pompe constitue la limite supérieure de la chambre de travail 13 de la pompe. Dans le fond ou couvercle 14 sont disposées, sous forme de clapets facilement mobiles., qui recouvrent des ouvertures en forme d'anneau ou de fente, la valve d'aspiration 15 et la valve de refoulement 16 de la pompe. La valve d'aspiration -et il en est de même pour la valve de refoulement- doit pouvoir se déplacer aussi facilement que possible, et de préférence être construite de telle manière que sa fréquence naturelle de travail soit égale ou supérieure à la fréquence d'oscillation de la membrane-piston 5.

   Au-dessus des valves sont disposées, dans le corps de pompe, la chambre d'aspiration 17 et la chambre de refoulement 18 du liquide soumis à l'action de la pompe, chambres auxquelles sont raccordées la conduite d'aspiration 19 et la conduite de refoulement 26. Les valves doivent de préférence être disposées de telle manière que le trajet de la valve d'aspiration à la valve de refoulement- soit aussi court que possible. En outre, il est à recommander de constituer les corps des valves par des bagues en caoutchouc, renforcées par une armature de fil métaLlique, qui recouvrent des ouvertures en forme de fente. 



   La chambre d'aspiration 17 est limitée à sa partie supérieure par une paroi 21 en matière élastique, qui peut consister par exemple en une membrane en caoutchouc, ou par une paroi formée par une membrane soumise à l'action d'un ressort; cette disposition   a'pour   but de compenser des coups de bélier ou   acoups   de pression et de maintenir une résistan- 

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 ce aussi constante que possible à l'écoulement du liquide pendant le pompage. Pour la même .raison, la chambre de refou-   l.ement   18 comporte également un couvercle sous forme de membrane 22, qui, pour un très fort accroissement de la pression dans la chambre 18, s'applique contre le couvercle convexe 24, muni d'ouvertures 23.

   Les membranes 21 et 22 remplacent les réservoirs d'air à l'aspiration et au refoulement, autrement employés dans des pompes à piston, et présentent par rapport à ceux-ci l' avantage qu'elles peuvent, en n'exigeant qu'un faible encombrement,bien suivre la périodicité élevée du fonctionnement de la pompe suivant l'invention. Elles peuvent de préférence être exactement ou approximativement en résonance avec la fréquence du système oscillant, ce qu'on peut obtenir par une détermination convenable des membranes en matière élastique ou par la disposition de ressorts réglables servant d'appui aux membranes consistant en matière élastique ou non élastique. 



   L'appareil décrit travaille sensiblement de la ma-   nière suivante : lorsquel'enroulement 2 de l'électro-aimant   1 est alimenté de courant alternatif du réseau, l'armature 3, et les parties reliées à celle-ci, c'est-à-dire en particulier la membrane-piston 5, oscillent à la cadence de la fréquence du courant alternatif, et l'amplitude de ces oscillations deviendra particulièrement grande lorsque le système oscillant, ou tout au moins les ressorts 8 et 9, sont réglés ou accordés à la fréquence de la force variable d'attraction due au champ magnétique.

   Le volume de la chambre de travail est alternativement   accru,   et réduit par la membrane à mouvement oscillant 5, de sorte que, par une coopération appropriée du clapet d'aspiration 15 et du clapet de refoulement 16, du liquide 
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 yovenant de la conduite d'aspiration 19 est refoulé dans la 

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 conduite de refoulement 2G. Les variations de pression et de volume,se produisant dans le liquide pendant chaque période en dehors de la chambre de travail, sont compensées par les membranes 21 et 22. Lors de la course d'aspiration, la membrane 21 est soumise à une traction; lors de la course de refoulement, la membrane 22 est soumise à une compression; ces membranes travaillent alternativement, pour ainsi dire avec un déphasage de 90  dans le temps.

   En d'autres mots, pendant la course d'aspiration, la membrane 22 refoule le liquide, et, pendant la course de refoulement, la membrane 21 aspire une nouvelle quantité de liquide. Les deux réservoirs d'air assurent ainsi l'entretien de l'énergie cinétique. 



   Si on prélève de la pompe, les autres conditions restant égales, une quantité plus faible de liquide, la pression augmente dans la chambre 18, de sorte que les oscillations de la membrane 5 et de   1''armature   3 sont influencées de telle manière que l'électro-aimant absorbe une quantité plus faible correspondante d'énergie. Le mode de fonctionnement de l'appareil s'adapte ainsi automatiquement aux conditions variables d'utilisation. Mais, s'il arrive le cas limite qu'on ne prélève plus du tout de liquide de la conduite de refoulement, la pompe ne continue à travailler que jusqu'à ce que la membrane 22 ait atteint sont extension maximum,   c'est-à-dire   soit appliquée contre le couvercle 24.

   A ce. moment, il ne reste plus, comme paroi élastique délimitant le liquide, que la membrane-piston 5, qui est amenée, par la pression élevée de liquide engendrée dans la chambre de travail, dans'sa position la plus basse, dans laquelle l'armature 3.s'applique sur les surfaces correspondantes du noyau de l'électro-aimant.

   Etant donné qu'on peut, comme le montre l'exemple de réalisation représentésur le des- 

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 qu'il n'existe pratiquement plus aucun entrefer notable lorsque   l'armature   est complètement attirée, le circuit du noyau de 1-'électro-aimant est, lors d'un arrêt ou d'une forte réduction du prélèvement de liquide, fermé de telle manière que ce dernier agit, au point de vue du courant alternatif d'alimentation, comme une bobine de réactance à résistance inductive élevée et n'absorbe pratiquement plus de courant. Il n'est par suite pas nécessaire, avec un appareil tel que décrit, d'interrompre l'alimentation de courant alternatif lors de courtes interruptions de fonctionnement.

   Si, après   une;telle   interruption, on prélève à nouveau du liquide sous pression, et si par suite la pression diminue dans la chambre 18, l'armature et la membrane-piston de la pompe se remettent automatiquement en mouvement, de sorte que la disposition d'un réservoir particulier quelconque à liquide pour la mise en marche de la pompe est superflue. 



   Il est à recommander de prévoir des liaisons spéciales, par exemple des ressorts à boudin enroulés de façon sûre, entre le bâti fixe et le système à mouvement oscillant, qui empêchent ou rendent plus difficile une déviation de ce dernier par rapport à son trajet prescrit, en particulier une déviation latérale.

Claims (1)

1. RESUME ------------ L'invention concerne: 1.- Une pompe à liquide à commande électrique, de préférence une pompe à membrane, dont l'organe actif (piston, membrane) est animé d'un mouvement oscillant par l'armature à mouvement alternatif d'un électro-aimant, caractérisée en ce que l'électro-aimant est alimenté de courant alternatif et en ce que l'inversion du mouvement du système oscillant est @ <Desc/Clms Page number 8> produite par la variation naturelle d'intensité du courant alternatif d'alimentation, en coopération avec Inaction d'un jeu de ressorts sur le système à mouvement oscillant.

   2.- Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'inversion du mouvement du système oscillant est produite seulement par la variation de la force magnétique d'attraction, par le jeu de ressorts et par les forces antagonistes exercées sur l'organe actif par le liquide de la pompe, de sorte que le système mobile peut effectuer une oscillation complète sans réduction artificielle de sa course d'oscillation.

   3.- Pompe suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le jeu de ressorts agissant sur le système oscillant est disposé et déterminé -de préférence par 1'accord ou réglage de sa fréquence propre d'oscillation à la fréquence de la force variable d'attraction de l'électro-aimant (fréquence du courant alternatif d'alimentation),de telle manière qu'il produit une oscillation uniforme du système mobile à la cadence de cette fréquence.

   4.- Pompe suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'un jeu de ressorts de rappel du système oscillant tend à ramener dans sa position médiane l'armature qui s'écarte de celle-ci dans son mouvement oscillant, quel que soit le côté vers lequel s'effectue le mouvement oscillant de 1-'armature.

   5. - Pompe suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'armature est disposée, par rapport au noyau de l'électro-aimant., de telle manière que lorsque cette armature est attirée, il existe un circuit magnétique fermé, interrompu seulement par des entrefers étroits, EMI8.1 n .....,..p"'>3T'1t>o C!0,,1 omo'YI+ zsar Amu inini-a¯ <Desc/Clms Page number 9> 6.

   - Pompe suivant l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisée en ce que le système oscillant tout entier-de préférence y compris la masse oscillante du liquide de la pompe- est réglé ou peut être réglé exactement ou approximativement à la résonance avec les oscillations magnétiques et électriques provoquant et entretenant le mouvement du système, et on choisit, le cas échéant, pour la masse des parties du système à mouvement oscillant, une valeur si faible qu'elle n'agit que dans une mesure peu importante au point de vue de la détermination de la fréquence.

   7. - Pompe suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que dans la conduite d'aspiration (chambre d'aspiration), ou dans la conduite de refoulement (chambre de refoulement), ou dans les deux conduites (chambres), il est prévu, aussi près que possible du clapet d'aspiration ou de refoulement, une partie de paroi pouvant osciller, de préférence élastique (membrane), comme dispositif compensateur de pression pour maintenir une résistance constante à 1-'écoulement du liquide.

   8.- Pompe suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la partie de paroi, susceptible d'osciller, de la chambre d'aspiraton ou de refoulement est réglée à la résonance avec la fréquence de l'organe actif de la pompe, animé, d'un mouvement oscillant et actionné par l'électro-aimant.

   9.- Pompe suivant l'une quelconque des rvendica- tions précédentes, caractérisée en ce que le mouvement d'attraction de l'armature produit la course d'aspiration de l'organe actif de la pompe.

   10.- Pompe suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système oscillant se règle automatiquement d'après les besoins deiquide à sa- <Desc/Clms Page number 10> tisfaire, de telle manière qu'à un accroissement ou à une diminution du débit (de la pression) correspond un accroissement ou une diminution de l'énergie électrique absorbée.

   11. - Pompe suivant la revendication 7, 8 ou 10, caractérisée en ce que la partie, susceptible d'osciller, de la chambre d'aspiration ou de refoulement est de préférence d'élasticité réglable.

   12.- Pompe suivant la revendication 7, 8, 10 ou 11, caractérisée en ce que des butées limitent la course de la partie, susceptible d'osciller, de la paroi delà chambre d'as- piration ou de refoulement.

   13.- Pompe suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un dispositif permet de régler au début ou après coup le jeu de ressorts agissant sur le système oscillant.

   14.- Pompe suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le clapet d'aspiration -disposé de préférence dans le couvercle ou fond de la chambre de travail de la pompe- est construit de telle manière que sa fréquence naturelle de travail est égale ou supérieure à la fréquence d'oscillation de l'organe actif de la pompe.