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La présente invention se rapporte à une pompe pour le transport et la compression de gaz, qui est actionnée par un fluide gazeux et qui est destinée en particulier au gonflage d'accessoires et d'équipements de camping.
Dans ce but on a employé jusqu'à présent des pompes à air, qui sont actionnées à la main ou au piedo Le gonflage d'objets d'équipement de camping, par exemple de matelas pneumatiques est pour cette raison fastidieux et fatigant.
Le gonflage à force des poumons est également très fatigant et présente en outre des inconvénients pour le revêtement de caoutchouc, étant donné que beaucoup d'hu- midité est introduite avec l'air. Des conséquences nuisibles peuvent en outre se manifester pour la personne qui gonfle les objets d'équipement, telles qu'une sensation de vertige momentanée, la tendance aux crampes et éventuellement des maux de têtes prolongés .
Le but de la présente invention est la suppression des inconvénients précités, et la création d'une pompe de construction simple, toujours prête à l'emploi, qui est actionnée d'une autre manière. On se base sur le fait que pres- que toutes les personnes qui utilisent des équipements de camping gonflables, dis- posent également d'un véhicule automobile.
Compte tenu de ce fait, L'invention prévoit la création d'une pompe d'un type nouveau actionnée par un fluide gazeuxµ qui est caractérisée par le fait que les gaz d'échappement d'un moteur sont transmis à la pompe en guise de fluide d'entraînement
Cette pompe est de préférence commandée par des soupapes de manière telle que des gaz d'échappement sont transmis à une ou plusieurs chambres de la pompe suivant un rythme alterné, afin de faire varier le volume de ces chambres sous l'action de la pression alternativement décroissante et croissante des gaz d'échappement dans ces chambres.
Les variations de volume produites de cette ma- nière agissent au moyen de parois intermédiaires mobiles ou similaires sur les chambres séparées voisines, pour aspirer dans ces chambres le gaz à transporter, pour l'y comprimer et enfin pour l'en chasser.
Comme pour le gonflage d'accessoires de camping une faible pression est suffisante, les pressions induites dans la conduite de gaz d'échappement ne sont pas exagérées en cas de construction appropriée de la pompe. Un accroisse- ment de pression dans le tuyau d'échappement de 1/2 atmosphère n'exerce pas d'ac- tion sensible sur la marche d'un moteur à quatre temps, de sorte qu'il n'y a pas de danger d'un étranglement ou de retours de flamme.
Comme presque toujours une pression de quelques décimètres de colon- ne d'eau est suffisante pour le gonflage, donc une pression qui au cours de la marche normale du véhicule est sensiblement dépassée par l'entrave constituée par le silencieux, la marche du moteur n'est troublée d'aucune manière.
L'admission et 1 échappement des gaz d'échappement pour la pompe peu- vent être réglées par des spupapes commandées ou à action automatiqueo Grâce à un règlage approprié de la soupape, les gaz d'échappement peuvent être récueillis dans-la chambre de travail, jusqu'à ce qu'ils aient atteint une pression déter- minée désirée. Les gaz d'échappement refoulent alors dans une mesure correspon- dante les parois intermédiaires ou séparations mobiles se trouvant entre les cham- bres de travail et les chambres contenant le gaz à transporter dans ces dernières chambres, et compriment par conséquent le gaz à transporter.
Les séparations précitées peuvent être constituées par des membranes, par des sachets dilatables, par des postons ou d'autres moyens appropriés.
Pour atteindre des pressions élevées,il est préférable de maintenir les soupapes d'admission et d'échappement pour les gaz d'échappement à l'aide de dispositifs de commande appropriés dans leurs positions extrêmes et de ne les manoevrer que lorsque les gaz d'échappement dans les chambres de la pompe ont atteint sensiblement leur pression maximum ou minimum. Pour le maintien des sou-
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papes dans les positions extrêmes on peut employer des verrouillages basculants. ou des moyens similaires. Des moyens de blooage magnétiques sont cependant égale- ment avantageux, qui agissent dans au moins une des positions extrêmes.
Les soupapes d'admission et d'échappement pour le gaz à transporter et à comprimer ont de préférence la forme de soupapes de retenue à courait aisée,.
.qui peuvent être constituées par des plaques figides ou élastiques, appliquées sous une pression très légère sur les ouvertures de passage.
Le raccordement de la pompe au tuyau ou à la conduite d'échappement d'un moteur peut avoir lieu au moyen d'un tuyau conique en matériau élastique pouvant'être glissé sur l'extrémité du tuyau d'échappement ou au moyen d'un bou- chon conique foré en matériau élastique introduit dans l'extrémité du tuyau d'é- chappement. Pour la fabrication de la pompe suivant l'invention, des variantes sont possibles. C'est ainsi que deux ou plusieurs étages de pression peuvent être prévus en série et peuvent être commandé de la manière indiquée. En outre les gaz d'échappement peuvent exercer leur pression alternativement des deux côtés sur les pièces mobiles.
Le poids d'une douille de commande servant de soupapes et les forces de ressort agissant sur cette douille peuvent être calculés de ma- nière telle que la soupape est commandée pour une pression d'air finale détermi- née. Enfin un manomètre et au moins une soupape de sûreté peuvent être raccordés aux conduites.
Les dessins représentent schématiquement des formes d'exécution de l'objet de l'invention, données uniquement à titre d'exemple.
Les Figs. 1 à 3 sont des coupes longitudinales schématiques à travers différentes formes d'exécution de la pompe suivant l'invention.
Dans l'exemple de la Fig. 1, un tuyau conique 2 est glissé sur l'ex- trémité du tuyau d'échappement 1 du moteur, et ce tuyau 2 se termine par une par- tie cylindrique 3. Sur la partie cylindrique 3 est prévue une soupape de sûreté 4, qui maintient la pression nécessaire ou désirée. Un ressort 5 agissant sur la soupape de sûreté 4 et faisant fonction de contrepoids peut être règlé à la dif- férence de pression désirée.
Dans la partie cylindrique 3 pénètre un cylindre 6 de diamètre plus petit, qui à l'aide d'un anneau intermédiaire 7 est relié de manière étanche au cylindre 3. Au-dessus de l'anneau 7 le cylindre 6 présente une ou plusieurs ou- vertures 8, tandis que ce cylindre 6 est fermé par une paroi frontale 9 à l'extré- mité dirigée vers le tuyau d'échappement.
Au-dessous de l'anneau 7, le cylindre 6 présente également une ou plusieurs ouvertures 10, de préférence un peu plus grandes. Dans le cylindre 6 est montée une douille 11 mobile axialement et appliquée de manière relativement étanche contre le cylindre 6, douille qui ne présente des fentes de passage 12 qu'à un seul niveau.
La partie inférieure du cylindre 6 se trouve dans le carter de pompe 13, qui est subdivisé en deux chambres par une membrane 14, dont la chambré inférieu- re 16 présente une-.soupape de retenue d'admission 15. Une deuxième soupape de retenue 17, de préférence un peu plus petite, raccorde la chambre 16 à la conduite d'échappement 18, par laquelle l'air comprimé est dirigé vers l'engin à gonfler 19..
Un ressort en spirale 20 exerce une légère pression sur la face infé- rieure de la membrane 14, pour refouler cette dernière vers le haut à l'encontre de l'action des gaz d'échappement. Le ressort en spirale-20 est relié à la mem- brane 14 par une pièce filetée 21, qui au moyen d'une pièce intermédiaire 22 est raccordée de manière telle à la douille 11, que la douille 11, dès que la mem- brane 14 a atteint sensiblement sa position la plus basse sous l'action des gaz d'échappement se trouvant dans la chambre 23, est entraînée vers le dessous,
de sorte que les passages 12 de la douille 11 viennent se placer au-dessus des ou-
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vertures 10 du cylindre 6 et que les gaz d'échappement peuvent sortir de la cham- bre 230
Sous la pression du ressort 20 la membrane 14 est alors de nouveau refoulée vers le haute Un peu avant d'atteindre sa position la plus hauts elle re- foule également-la douille 11 vers le haut au moyen de la pièce intermédiaire 22, de sorte que les passages 12 de cette douille viennent se placer devant les ouver- tures 8 pour l'admission des gaz d'échappement, tandis que les ouvertures d'échap- pement 10 sont obturées par la partie inférieure de la douille 11.
Suivant sa position la douille 11 dégage donc au moyen des fentes de passage 12 soit l'ouver- ture d'admission, soit l'ouverture d'échappement pour les gaz d'échappement, tan- dis que l'autre ouverture est obturée par la douille même.
Lorsque la pièce intermédiaire 22 a la forme d'un ressort de traction et de pression, comme le montre la Fig. 1, cette connexion élastique permet un certain déphasage entre les mouvements de la membrane 14 et de la douille 11.
Lorsque la pression monte dans l'engin à gonfler 19, la contre-pression ralentit le mouvement de descente de la membrane 140 Le déphasage devient plus faible et- enfin tellement petit que la pompe s'arrête, lorsque la douille 11 passe lente- ment au point mort, pour lequel les passages 12 se trouvent entre les ouvertures 8 et 10 et dégagent éventuellement une partie des ouvertures 8 et aussi une par- . tie des ouvertures 10. La circulation des gaz d'échappement est alors entravée, mais ces gaz peuvent s'échapper par les ouvertures 10 partiellement dégagéeso Une soupape de sûreté n'est pas nécessaire dans cette forme de réalisation.
Lorsque la pression dans l'engin à gonfler diminue, l'équilibre est rompu et les éléments mobiles recommencent à osciller sous la pression des gaz d'échappement plus ou moins compriméso
Les pression finale dans l'engin à gonfler dépend donc du poids de la douille 11, de la grandeur des forces de ressort et de la grandeur de l'in- stallation ainsi que des distances des ouvertures de passage 8 et 10, et aussi 12.
On peut donc déterminer la pression finale dans l'engin à gonfler par des dimensions appropriées données aux éléments précitéso
De plus la pression finale augmente, lorsqu'une plus grande quantité de gaz d'échappement est fournie à la pompe, de sorte que le ralentissement du mouvement de descente de la membrane, nécessaire pour l'arrêt de la pompe, ne se produit que plus tardo En pratique cela signifie que l'usager peut accroître la pression dans son bateau gonflable ou similaire au-delà de la pression finale normale, en donnant plus de gaz au moteuro
Par suite de la forme de ressort de traction et de compression don- née à la pièce intermédiaire 22, on peut provoquer un mouvement saccadé interrom- pu de la douille 11,
par le fait que cette douille est maintenue à l'aide d'un verrou basculant 24 dans ses positions extrêmes de manière telle que c'est seule- ment lorsque la membrane 14 se trouve près de sa position la plus basse ou la plus haute, que la douille 11 saute de la position d'admission vers la position d'échappement et inversémento
La pièce intermédiaire élastique 22 est reliée à la douille 11 au moyen d'un boulon 25. L'extrémité du boulon 25 qui émerge du cylindre 6 passe par une fente longitudinale dans le cylindre 6 et empêche ainsi la rotation de la douille 11, et fait en sorte que cette douille ne peut être déplacée au-delà de la distance prévue, ni vers le haut ni vers le bas. Les fentes de passage 12 se trouvent par conséquent toujours exactement au-dessus des ouvertures 8 ou 10.
Le verrou basculant 2°,,qui fait en sorte que la douille occupe tou- jours la position d'admission ou d'échappement exacte, est articulé sur l'extré- mité du boulon 25 qui émerge du cylindre 60
La fig. 2 représente une forme de réalisation de la pompe suivant l'invention avec plusieurs étages de pressiono Avec cette pompe des'pressions
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plus élevées peuvent être atteintes, de sorte que des pneumatiques d'automibile ou des objets similaires peuvent être gonflés avec cette pompe.
Lès pompes à plusieurs étages peuvent tout comme la pompe à un seul étage fonctionner avec une membrane ou un piston. Dans l'exemple de réalisation suivant la Fig. 2, une pompe à piston 26 est prévue pour le deuxième étage.
Au-dessous du piston 27 est prévue une soupape de retenue d'échappe- ment 29 dans le cylindre 28, tandis que la soupape d'admission 30 se trouve dans le piston 27.
La membrane 31 du premier étage est du type soufflet. A son extrémité inférieure est montée la plaque de base 32 produisant une fermeture hermétique, plaque qui par l'intermédiaire d'une tringle de connexion 33 actionne le piston
27. Lorsque la plaque de base 32 est refoulée par la pression des gaz d'échappe- ment dans la'bhambre 23 vers le dessous, l'air dans la chambre 16 du premier éta- ge est précomprimé et,passe dans la conduite de raccordement 34, qui débouche dans la conduite d'air comprimé 35 du deuxième étage 26. Entre les.conduites 34 et 35 est prévue une soupape de retenue 36.
Lorsqu'un engin 19 est gonflé, de l'air faiblement comprimé est refoulé directement du premier étage par la conduite 34 et la soupape de retenue 36, aussi longtemps que l'engin 19 peut être gonflé sans une pression importante, donc lorsque seul un travail de remplissage isotonique doit être fourni. Lorsque la pression monte dans l'engin 19 à gonfler, et que la pression produite par le premier étage n'est plus suffisante pour ouvrir la sou-' pape de retenue 36, et que la plaque de base 32 ne peut plus bouger,-l'admission d'air direct à partir du premier étage s'arrête.
Lorsque le robinet à trois voies 37 est alors placé de manière telle qu'il y a une communication directe entre la chambre 16 et l'air extérieur, la plaque de base 32 peut de nouveau se déplacer et le deuxième étage 26, qui par suite de la section plus réduite de son piston peut donner naissance à un multi- ple de la pression qui règne dans la chambre 23, achève l'augmentation de pres- sion isométrique dans l'engin à gonfler.
Il est évident qu'à la place du robinet à trois voies on peut égale- ment prévoir une soupape, qui établit automatiquement une communication directe de la chambre 16 avec l'air extérieur lorsqu'une pression déterminée est dépassée.
La communication entre les conduites 34 et 35 peut également être suppriméeo Dans ce cas la conduite aboutissant à l'engin à gonfler doit être interchangée, lors- que la pompe s'est arrêtée après avoir atteint la pression finale du premier éta- geo Grâce à la disposition décrite, de grandes durées de gonflage, qui auraient été nécessaires en cas d'emploi du seul deuxième étage 26, sont évitées.
Pour des buts spéciaux on peut évidemment négliger l'emploi direct du premier étage. Dans une telle forme de réalisation, les soupapes 15 et 17 se- raient inutiles. Un passage d'air pourrait les remplacer.
Pour des pompes à plusieurs étages (Fig. 3), qui doivent produire des pressions élevées, il peut être utile de les faire précéder par un moteur en- traîné par les gaz d'échappement, qui tout comme le premier étage de l'exemple de réalisation décrit ci-dessus présente une membrane 31 avec une plaque de base
32. Grâce à une modification appropriée de la douille 11 et des cylindres 3 et 6, et par une disposition adéquate des ouvertures dans la douille et des conduites de communication, les gaz d'échappement peuvent être admis alternativement dans les chambres 16 et 23, de sorte que le mouvement de la plaque de base 32 et de la membrane 31 est produit dans les deux sens par la pression des gaz d'échappe- ment.
Les chambres de pompe successives présentent chaque fois une section de piston décroissante. Par un agencement approprié des soupapes, on fait en sor- te que l'air peut pénétrer dans la chambre 39 d'un côté du piston, mais ne peut plus s'en échapper. Les pistons 41 présentent des soupapes de retenues 42,
qui
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ne permettent le passage de l'air que dans un sens de sorte que lorsque les pis- tons 41 remontent l'air passe de 1 autre côté de ces pistonso
En cas de construction suffisamment précise on peut obtenir de cette manière des pressions élevées avec un débit satisfaisante
Le mouvement de la plaque de base 32 peut être assisté dans le sens du travail le plus important par un ressort 430
Sur l'appareil peuvent être prévus un manomètre 44 et des soupapes de sûreté supplémentaires
Dans les formes de réalisation de la pompe suivant l'invention repré- sentées par les Figs.1et 2, il est inutile de prévoir une soupape de sûreté 4,5 si l'ouverture de passage 12 de la douille 11 est plus large dans le sens de la.
course que l'interstice entre les ouvertures 8 et 10o En effet dans ce cas, lors- que la douille 11 occupe sa position moyenne, il existe un faible passage pour les gaz d'échappement, tant par l'ouverture 8 que par l'ouverture 10; sans la mesure précitée, les deux ouvertures 8 et 10 seraient obturées lorsque la douille II occupe sa position moyenne. Comme les gaz d'échappement peuvent ainsi toujours s'échappercette forme d'ouverture de passage 12 fait fonction de soupape d'échap- pement ou de soulagement dans la position moyenne de la douille 11.