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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INTENTION Il Perfeotionnements aux pompes à piston à mouvement de va-et-vient ".
L'invention concerne une pompe à piston animée d'un mouvement de va-et-vient. Elle a pour objet la réalisation d'une pompe de ce genre à même de fonctionner efficacement à des vitesses supérieures à 500 coups à la minute et à des pressions de 300 livres par pouce carré et plus.
Après des expériences de longue haleine, l'inventeur a mis sur pied une pompe à piston dont l'efficacité volumé-
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trique dépasse 97 % et qui peut marcher à des vitesses allant jusqu'à 1.500 coups à la minute et à des pressions de 5.000 livres par pouce carré et plus.
Au cours de ces expériences l'inventeur a constaté que pour obtenir la très grande efficacité volumétrique requise, il importe que l'alésage de la pompe soit presque complètement vidé de liquide avant chaque course d'aspiration étant donné que la perte d'efficacité volumétrique est due en ordre premier au dégagement de l'air ou d'autres gaz du liquide pompé.
Dans la pompe perfectionnée conforme à l'invention, il existe deux éléments essentiels à considérer. Tout d'abord, on doit faire usage d'une soupape d'admission du type conique ou champignon que l'on dispose au fond de l'alésage de la pompe, de manière qu'elle se trouve en regard de l'extrémité du piston ; on doit recourir à une soupape de refoule- ment du type à boulet ou du type conique ou champignon, que l'on monte dans un passage qui donne dans l'alésage de la pompe à travers une paroi latérale de oelui-ci et aussi près que possible de la soupape d'admission.
Avec une pompe possédant les deux caractéristiques essentielles ci-dessus, l'inventeur a constaté que l'on arrive aux résultats optima quand les conditions suivantes sont réalisées :
1. ) Un piston sensiblement parallèle dont l'extrémité, à l'achèvement de la course de décharge soit aussi près de la face de la soupape d'aspiration, que le permet la pratique.
2.) Un alésage de pompe sensiblement parallèle sur toute la longueur de celle-ci et, à son extrémité intérieure, aussi exempt que possible de poches dans lesquelles le liquide serait susceptible de se rassembler.
3.) Un passage de débit ménagé dans le côté de la partie
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alésée de la pompe, de manière à être masqué ou presque masqué par le piston à l'achèvement de la course de refoulement.
En ce qui concerne les caractéristiques 1 et 2 ci-dessus, le diamètre de l'extrémité du piston et/ou de l'alésage peut être légèrement réduit ou augmenté à condition que la masse du liquide de la partie alésée soit forcée de traverser la face du piston ou de contourner la tête de la soupape d'aspiration sur sa route vers le passage.de refoulement.
L'inventeur a constaté que la réduotion croissante du passage de refoulement par le piston, pendant la course de décharge n'a pas d'influence importante sur l'efficacité générale de la pompe parce que, à mesure que la surface du passage diminue, la vitesse du piston diminue également. Conséquemment, il ne se crée pas de vitesse excessive de liquide.
L'inventeur a constaté également que l'existence de vitesses relativement élevées en travers de la face du piston, autour de la tête de la soupape d'aspiration et dans le passage de refoulement a pour effet d'évacuer les bulles de gaz à mesure de leur formation et que ceci constitue un facteur très important pour l'obtention d'une efficacité volumétrique très grande qui constitue une caractéristique saillante des pompes conformes à l'invention.
L'isolement complet, ou presque complet, où se trouve le passage de refoulement relativement à la chambre de la pompe, au commencement de la course d'aspiration)empêche qu' une masse liquide se trouvant dans le passage de débit ait un effet désavantageux sur l'efficacité volumétrique de la pompe.
On peut dire que, dans ses grandes lignes, l'invention porte sur une pompe à piston à grande vitesse à même de fonctionner efficacement à des vitesses supérieures à 500 coups à la minute et à des pressions de 300 livres par pouce carré,
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et plus ;
comporte une partie alésée ou passage de pompe, un piston qui peut coulisser dans la susdite partie alésée de manière à la combler entièrement à la fin " intérieure " de la course, un siège à l'extrémité intérieure de la susdite partie alésée et en regard de l'extrémité du susdit piston pour admettre une soupape d'admission du type conique, un passage de refoulement ménagé dans la paroi latérale de la partie alésée de la pompe, à son extrémité intérieure et qui donne dans la partie alésée de la pompe à proximité immédiate de la soupape d'admission et des organes servant à imprimer une course relativement peu ample au piston en question.
L'agencement est, en fait, tel qu'à la fin de chaque course de décharge, l'extrémité intérieure du piston se trouve à peu près en contact avec la face opposée de la soupape d'admission, de manière que l'on évacue presque complètement le liquide de la partie alésée de la pompe, avant chaque oourse d'aspiration.
Le corps d'une pompe conforme à l'invention est d'un type nouveau et peut consister en un bloc de métal usiné où l'on a pratiqué un ou plusieurs alésages, généralement trois, pour admettre un nombre correspondant de pistons ; une admission donne au fond de chaque passage, un siège sert à recevoir la soupape d'admission et entoure cette ouverture, tandis qu'une évacuation s'ouvre dans la paroi latérale de ohaque alésage à proximité immédiate du fond, pour recevoir la soupape d'évacuation.
Chaque piston de la pompe est de préférence actionné par l'intermédiaire d'un roulement à billes ou à galets, monté directement sur une partie circulaire exoentrique faisant partie d'un arbre excentrique ou de commande; les extrémités extérieures de chaque piston sont maintenues en contact avec la périphérie de son roulement à billes ou à galets par des
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organes à ressort qui servent, de préférence, également à faire fonctionner le piston ou les pistons lors de leur course d'aspiration.
Pour faire comprendre clairement l'invention et en permettre la réalisation, on va à présent, procéder à la des- cription d'un exemple de réalisation, avec le seoours des dessins ci-joints dont :
La figure 1 est une coupe partielle et transversale pratiquée dans une pompe à grande vitesse conforme à la présente invention.
La figure 2 représente un détail fragmentaire montrant la disposition de la soupape d'admission par rapport au passage d'évacuation.
La pompe illustrée par les dessins à titre d'exemple est du type à piston à grande vitesse, à va-et-vient ; elleoomporte un oorps a dans lequel sont ménagés un ou plusieurs alésages qui servent à admettre à coulissement un nombre égal de pistons b qui sont actionnés par l'intermédiaire d'exoen- triques à roulements à galets dont les bagues circonférentielles extérieures ( non représentées ) sont en contact direot aveo ces pistons.
Dans la pompe conforme à l'invention, on se passe entièrement de la chambre de pompe de forme courante de capacité relativement grande; le liquide aspiré par la pompe se rend au passage d'évacuation par la faoe du piston et en oontournant la tête de la soupape d'aspiration.
Du fait que chaque piston comble presqu'entièrement l'extrémité intérieure de chaque passage à chaque course de refoulement, on accroît dans une mesure considérable l'efficacité volumétrique de la pompe.
Pour atteindre ce résultat, on monte la soupape d'admission g à l'extrémité inférieure de chaque alésage de pompe;
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cette soupape est du type conique automatique à face plate h qui fait opposition à une face plate parallèle i du fond de chaque piston ; cedernier peut être légèrement chanfreiné, ainsi que le fait paraitre, de façon exagérée la figure 2.
Cependant, on peut renoncer à ce chanfrein si on le désire.
Lorsque le piston se déplace, il est amené, à la,fin de ohaque course Il intérieure Il ou course de refoulement, si près de la soupape d'admission que les deux faces opposées plates h et i, respectivement, se touchent à peu près; elles ne laissent entre elles qu'un léger jeu opératoire. Il se orée ainsi un vide partiel sur la faoe de la soupape d'admission à ohaque course " extérieure " ou course d'aspiration, qui facilite considérablement l'ouverture de la soupape. Il en résulte également l'expulsion de la presque totalité du liquide, de l'air ou du gaz de la chambre de la pompe, de sorte que dans des conditions de travail normales, celle-ci fait de l'autoamorçage.
Ceci permet également de faire marcher la pompe à des vitesses élevées, sans qu'il se produise de la oavitation ou des chocs ou des vibrations indésirables. La tige 1 de la soupape d'admission est sur le même axe que l'axe du piston et se trouve du côté de la soupape éloigné de la chambre de la pompe; elle opère dans un guide-soupape k arrangé par rapport au passage d'admission 1, de manière à étrangler ce dernier aussi peu que possible. La soupape est maintenue sur son siège par un léger ressort m et son diamètre est à peu près aussi grand que celui de l'alésage de la pompe, de manière que l'on diminue encore plus la réduction du courant du liquide qui passe la soupape.
Dans le présent exemple, la soupape de débit ou refoulement n fait un angle droit avec la soupape d'admission; elle est aussi près que possible de l'extrémité intérieure de chaque passage de la pompe de façon à réduire au minimum la capacité de la pompe de la chambre.