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"Perfeotionnements aux valves de décharge pour pompes à piston:. plongeur à mouvement alternatif".
La présente invention est relative à des pompes à piston à mouvement alternatif, du type dans lequel un ou plu- sieurs postons de pompe sont déchargés par une valve à piston, sur laquelle agit un ressort et qui se déplace dans le sens de sa longueur pour décharger la pompe sous l'action de la pression du liquide débité.
Le but de la présente invention est de parvenir à un agencement perfectionné de la pompe et de la valve du type ci-dessus décrit, au moyen duquel le refoulement d'un liquide par la pompe dans la canalisation dans laquelle la pompe débite se trouve réduit soit progressivement lorsque la pression du li- quide qui se trouve dans cette donduite augmente, soit immédia- tement quand le liquide qui se trouve dans la conduite dans laquelle la pompe débite atteint une pression fixée d'avanoe.
Dans une forme de réalisation proposée pour la ré- glage du volume de l'air comprimé fourni par des compresseurs poly-cylindriques à un seul étage, on règle le débit des cylin-
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dres automatiquement et d'une manière consécutive en fonction de la valeur de la pression à laquelle se trouve portée l'air contenu dans un réservoir, et cela à l'aide de moyens comprenant un by-pass pour chaque cylindre, ce by-pass étant agencé de façon à établir une communication entre le côté avant, ou sous-pression, du cylindre, et l'atmosphère, ces moyens comprenant en outre une valve de by-pass pour chaque cylindre, cette valve étant agencée de façon à couper ou à fermer la communication précitée sous l'in- fluence d'un ressort ou d'un dispositif analogue,
et à l'ouvrir sous l'influence de la pression de l'air qu'on fait arriver par une conduite séparée ainsi qu'un dispositif de commande pneuma- tique relié par chacune des valves de by-pass précitées par une conduite séparée ce dispositif de commande communiquant d'un côté avec le réservoir d'air sous-pression ou la chambre de sortie du compresseur, et étant actionné par la pression qui règne dans ce réservoir ou dans cette chambre, de manière à ouvrir et à fermer les dits conduits l'un après l'autre et à permettre à l'air com- primé d'y entrer, suivant la valeur de la. pression qui règne dans ladite chambre.
D'une façon générale, la présente invention consiste dans la combinaison d'une pompe à piston à mouvement alternatif destinée à refouler un liquide, avec une valve à piston fonction- nant automatiquement et qui se déplace dans le sens de sa lon- gueur et par rapport à un orifice de refoulement prévu dans la paroi de chaque alésage ou cylindre de la pompe, en sens contrai- re d'une charge fixée d'avance, et sous l'effet de la pression du liquide refoulé, en vue d'ouvrir un ouplusieurs des orifices précités de manière à faire dériver une partie ou la totalité du liquide contenu dans un ou ,plusieurs des alésages ou cylindres de la pompe au cours de la course de refoulement, de telle sorte que le refoulement du liquide par la pompe dans la conduite ,dans la- quelle cette pompe débite, soit réduit soit progressivement,
lors- que la pression du liquide dans ladite conduite augmente, soit instantanément,lorsque le liquide qui se trouve dans la conduite dans laquelle la pompe débite atteint une pression d'une valeur
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fixée d'avance.
Conformément à une application pratique de la présente invention, chaque alésage ou cylindre de la pompe à piston à mouvement alternatif comporte au moins deux orifices de refoule- ment, l'un de ces orifices étant l'orifice normal de refoulement à travers lequel le liquide pompé est refoulé dans la conduite dans laquelle la pompe débite, l'autre orifice constituant un conduit ou une lumière de by-pass à travers lequel oulaquelle une partie ou la totalité du liquide pompé peut passer, sous la oommande automatique de la valve de déchargement, au lieu d'être refoulé dans la conduite dans laquelle la pompe débite, La valve de déchargement, qui est de préférence du type sans joint à bour- rage, se déplace, en sens contraire d'une force d'une valeur fi- xée d'avance fournie par exemple par un ressort ou un organe équivalent,
pour ouvrir chaque conduit de by-pass, par la pression du liquide qui se trouve dans la conduite dans laquelle la pompe débite.
Dans une forme de réalisation de la présente invention, on obtient ce résultat en soumettant la valve en forme de piston à la pleine pression régnant dans la conduite dans laquelle la pompe débite, en faisant communiquer directement le volume inté- rieur d'un cylindre, prévu pour la valve et dans lequel on fait agir une pression, avec le volume intérieur de la conduite dans laquelle la pompe débite. Dans cette forme de, réalisation, on manoeuvre la valve de façon qu'elle réduise progressivement le débit de liquide refoulé par la pompe dans la conduite lorsque la pression du liquide dans cette conduite augmente.
Dans cette autre forme de réalisation, la valve en forme de piston est soumise à l'action d'une pression qui est inférieure à celle qui existe dans la conduite dans laquelle la pompe débite, par le fait qu'on met l'intérieur du cylindre de commande de la valve en communication avec l'orifice d'échappe- ment d'une valve dé décharge reliée à la canalisation dans la- quelle la pompe débite.
Ce conduit d'échappement comporte une section réduite en un point situé au delà de la communication
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avec le cylindre de commande de la valve, de manière à fournir une pression de retenue suffisante pour manoeuvrer la valve et à réduire ainsi immédiatement le débit de la pompe dans la conduite quand le liquide se trouve dans cette conduite atteint la pression fixée d'avance qui est nécessaire à l'ouverture de la valve de décharge
Dans une pompe conforme à la présente invention, on peut appliquer le liquide sous pression, servant à commander la valve en forme de piston, soit sur un piston associé à la valve, soit directement sur l'une des extrémités de la valve.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
Sur ce dessin :
La figure 1 est une coupe horizontale ou transversale à travers les orifices de refoulement de la conduite dans laquelle la pompe doit débiter, et à travers lesorifices de by-pass d'une pompe à trois pistons constituant une première forme de réalisa- tion dans laquelle la valve de commande des orifices de by-pass est soumise à l'action de la pleine pression qui règne dans la conduite dans laquelle la pompe débite.
La figure 2 est une représentation schématique d'une seconde forme de réalisation dans laquelle la valve de commande des by-pass est soumise à une pression de retenue existant du côté de l'échappement d'une valve de décharge prévue dans la con- duite dans laquelle la pompe débite.
La pompe représentée dans la figure 1 du dessin joint comprend un corps de pompe 1 qui est percé de manière à comporter trois cylindres ou alésages de pompe 2,3 et 4.
De part et d'autre de chaque cylindre de la pompe et à 1'extrémité intérieure de ces derniers, on prévcit deux conduits transversaux de sortie, les conduits 5,6 et7 étant les conduits normaux de refoulement servant à faire passer le liquide pompé dans une conduite commune 8 dans laquelle la pompe débite et les
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conduits opposés 9,10 et 11 étant les conduits de by-pass cons- tituant l'une des caractéristiques de la présente invention.
Les conduits de by-pass 9,10 et 11 débouchent dans un alésage transversal 12 percé dans le corps de la pompe et usiné de manière à recevoir une valve 13 en forme de piston ajus- tée de façon à permettre à la valve en forme de piston de se dé- placer librement dans cet alésage, tout en évitant les fuites du liquide sous pression sans montage de bourrages de joint.
La broche qui constitue la valve 13 en forme de pis- ton comporte un conduit 14 qui s'étend dans le sens de sa lon- gueur en son centre, ce conduit étant ouvert à l'une des extré- mités ou aux deux, où il est mis en communication avec l'échappe- ment.
Dans l'exemple représenté, la broche de la valve com- porte sur sa circonférence deux parties 15 et 16 de section ré- duite, tandis que l'une des extrémités de la valve diminue de diamètre à la façon d'un cône, comme cela est indiqué en 17.
Les parties 15 et 16 de section réduite sont mises en communica- tion par des conduits radiaux 18 avec le conduit central 14 de la broche de la valve, tandis qu'une communication semblable entre le conduit oentral précité et l'extrémité 17 en cône est réalisée par l'ouverture 19 à cette extrémité de la valve.
La valve en forme de piston est représentée, dans la figure, dans sa position de fermeture, dans laquelle elle est maintenue par un ressort 20 qui exerce son action contre l'ex- trémité ouverte ou extrémité d'échappement de la valve, par l'in- termédiaire d'une rondelle de butée 21, la force du ressort étant réglée par une vis 22 qui agit sur une rondelle de butée corres- pondante 23 prévue sur l'extrémité extérieure du ressort. Quand la valve se trouve dans cette position, sonextrémité opposée est maintenue avec force contre la face opposée du flasque 24 cons- tituant une partie du carter qui contient le liquide à pomper dans lequel le corps de la pompe est immergé.
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Avec la construction ci-dessus décrite, un mouvement effectué en direction de son extrémité par la valve en forme de piston en sens contraire de l'action du ressort 20 a pour effet d'amener les parties 15 et 16 de section réduite à tour de rôle en face des extrémités ouvertes des conduits 9 et 10 de by-pass respectivement, en mettant ainsi les cylindres correspondants de la pompe, en communication avec le conduit 14 de la vale et par conséquent, par l'intermédiaire de l'extrémité ouverte de ce conduit, avec l'échappement vers l'intérieur du carter préci- té contenant le liquide, Le dernier cylindre restant de la pom- pe s'ouvre et se met en communication avec l'échappement quand l'extrémité conique 17 de la valve commence à passer par dessus le conduit 11 de by-pass.
Les parties 15 et 16 de section réduite, de la bro- che de la valve sont agencées de façon que la valve passe devant les conduits de by-pass sous l'action du piston de commande le conduit 9 étant dégagé le premier et dans une mesure telle que la pression qui règne dans le cylindre de pompe correspondant ne soit pas suffisante pour soulever la soupape de refoulement, dont chacune est désignée par 25, par conséquent le refoulement du liquide par le piston de la pompe cesse bien que le cylindre correspondant de la pompe ne soit pas entièrement déchargé.
Quand la, pression augmente dans la conduite dans laquelle la pompe débite, la broche se déplace davantage, de manière à dé- charger complètement le cylindre 2 de la pompe, et de façon que la seconde partie de section réduite, désignée par 16, de la broche commence à dégager le conduit intermédiaire 10 de by- paes qui est en communication aved le cylindre intermédiaire 3 de la pompe, de telle sorte que la pression qui règne dans ce cylindre de la pompe se réduise dans une mesure telle que le piston intermédiaire cesse de refouler.
Finalement, quand la pression qui règne dans la conduite dans laquelle la pompe dé- bite augmente encore davantage, l'extrémité conique 17 de la broche de la pompe dégage partiellement le troisième conduit 11
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de by-pass, en réduisant par ce moyen le débit du troisième piston à un point tel qu'il cesse de refouler, Quand la pression diminue, l'ordre de fonctionnement est inversé, jusqu'à, ce que les trois pistons refoulent de nouveau.
Dans l'exemple représenté, le mouvement effectué en direction de son extrémité par la valve en forme de piston pour décharger chaque piston de la pompe lui est communiqué par des moyens qui comprennent unpetit piston hydraulique 26 qui fait saillie par rapport à l'une des extrémités de la broche de la valve, et qui pénètre dans un cylindre 27, tandis que pour li- miter la course précitée en direction de l'extrémité de la bro- che de la valve, on prévoit une partie élargie 28 sur l'extrémité extérieure du piston. L'intérieur du cylindre 27 est en permanen- ce en communication avec l'intérieur de la conduite dans laquelle la pompe débite grâce à une conduite de jonction 29.
En raison de la disposition qui vient d'être décrite, le piston 26 est constamment soumis à l'action de la pleine pres- sion qui règne dans le liquide contenu dans la conduite dans la- quelle la pompe débite, et quand cette pression augmente au point de surmonter la résistance opposée par le ressort 20, le piston 26 est refoulé vers l'intérieur et déplace ainsi la valve en forme de piston pour décharger progressivement chaque piston de la pompe à tour de rôle.
Dans une variante qui n'est pas représentée, on peut supprimer le piston 26 au moyen d'une construction dans laquelle la broche de la valve se prolonge dans le cylindre de commande 27.
Dans ce dispositif, on prévoit une troisième partie de section réduite sur son pourtour dans le corps de la broche de la valve, pour décharger le piston dans le cylindre 4 de la pompe.
Les pistons de la pompe peuvent, dans le cas d'une pompe à pistons multiples à laquelle la présente invention est particulièrement applicable, être déchargés dans n'importe quel ordre désiré grâce à une disposition réciproque appropriée des parties précitées de section réduite, et soit tous ensemble, soit
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un ou plusieurs d'entre eux en même temps. D'autre part, quoi qu'il soit préférable d'abattre l'arête menante de chaque partie de section réduite, comme cela est indiqué en 30, de façon à ob- tenir une réduction plus progressive de la charge de chaque piston, ce perfectionnement n'ést pas indispensable.
En ce qui concerne la disposition réciproque des par- ties de section réduite de la broche de la valve, il est évident qu'à moins qu'une autre pompe débite également dans la même cana- lisation, le cylindre de la pompe qu'on décharge en dernier lieu ne peut être déchargé que partiellement, étant donné que, du moment que la pompe se décharge elle-même progressivement, dans la posi- tion finale de la valve il fait que la pompe débite un peu de li- quide dans la conduite en vue de fournir une preesion suffisante pour surmonter l'action du ressort 20 et de maintenir la valve dans la position extrême ou de fin de course.
Dans la forme de réalisation représentée da.ns la fi- gure 2, le cylindre 27 reçoit le liquide sous pression de la con- duite d'échappement 31 d'une valve ou soupape de décharge 32 fonctionnant automatiquement, qui est reliée à la. canalisation 8 dans laquelle la pompe débite, et on obtient une pression suffi- sante poi;r la manoeuvre de la valve de by-pass de la pompe par étranglement de l'orifice de sortie du tuyau d'échappement 31, comme cela est indiqué en 33. Par ce moyen, on réalise une pres- sion de retenue dans le tuyau d'échappement, cette pression étant suffisante pour surmonter l'action du ressort 20 qui, dans cette forme de réalisation, est naturellement beaucoup plus léger que le ressort nécessaire dans la première forme de réalisation.
Avec la disposition qui vient d'être décrite, on peut maintenir dans la canalisation dans laquelle la pompe débite une pression subissant des variations relativement faibles. On peut également utiliser plusieurs pompes débitant toutes dans la même conduite, mais une seule soupape de décharge, les pompes étant mises en charge et déchargées progressivement en fonction de la demande.
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Dans les deux formes de réalisation, on peut équilibrer la broche de la valve, quand elle est soumise à l'action de la pression, en ménageant une chambre dans 1"alésage 12 dans lequel la broche de la valve exécute son mouvement de va-et-vient, de manière à réaliser des cavités 34 (voir figure 1) aux endroits où les orifices 9,10 et 11 débouchent dans le conduit 12.