<Desc/Clms Page number 1>
"Procédé de pompage à oscillation et pompe pour la mise en @ oeuvre de ce procédé"
La présente invention est relative à un procédé de pompage à oscillation ou à mouvement pendulaire du liquide, où l'on introduit, dans la canalisation à oscillation - pré- vue entre, d'une part, le cylindre de pompe rempli d'un liquide neutre, d'eau par exemple et, d'autre part, le liquide
<Desc/Clms Page number 2>
à pomper,notamment un liquide agressif eu chargé de consti- tuants solides chaque course d'aspiration, une petite quantité dosée de liquide neutre complémentaire, qui assure l'étanchéité de l'interstice annulaire entre le cylindre de pompe et le piston de pompe,
ainsi qu'à une pompe pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Dans les pompes à oscillation employées couramment pour le pompage de liquides agressifs ou chargés de consti- tuants solides, il s'agit d'obtenir que, d'une part, le li- quide neutre - par exemple l'eau ou(compte tenu du liquide à pomper) l'huile, le glycol ou un autre liquide ne réagissant pas avec le liquide à pomper - interposé entre le liquide à pomper, (par exemple le carbamate, l'urée ou (d'autres) des acides ou une suspension chargée de constituants solides) et le piston de la pompe, ne s'incorpore dans une mesure intolé- rable au liquide à pomper et que, d'autre part, il n'absorbe pas le liquide à pomper en une proportion qui rendrait inopé- rante la protection recherchée.
A la suite des expériences effectuées à ce jour avec de telles pompes, on a constaté qu'il était avantageux d'introduire continuellement - c'est-à- dire, utilement, à chaque course d'aspiration de la pompe dans le liquide neutre contenu dans'la canalisation à oscil- lation, une petite quantité supplémentaire de liquide neutre s'élevant jusque 0,5 % du débit. A cette fin, une canalisa- tion de dérivation conduit de l'obturateur hydraulique men- tionné plus haut à la partie coté pompe de la canalisation à oscillation. Dans cette canalisation de dérivation est prévue une soupape de retenue s'ouvrant vers la canalisation à oscillation, afin d'empêcher un refoulement du liquide vers l'obturateur hydraulique.
D'ailleurs le jeu de coulissement du piston de pompe dans le cylindre de pompe a été prévu aussi
<Desc/Clms Page number 3>
étroit que possible, afin que 7'obturateur liquide soit soustrait dans toute la mesure possible aux pressions de re- foulement, généralement très élevées, qui peuvent dépasser de beaucoup 300 at. manométriques et qu'il ne se produise pratiquement pas de fuites de liquide neutre.
Grâce à l'introduction supplémentaire de liquide neu- tre, on réduit le risque de voir des constituants du liquide à pomper se mélanger au liquide, neutre,.étant donné que, désormais, une quantité convenablement réduite de liquide neutre est pompée dans le liquide à pomper. La très faible dilution, qui en résulte, du liquide à pomper, peut généra- lement être tolérée.
Un autre inconvénient des. pompes à oscillation décrites ci-dessus et courantes actuellement réside en ce qu'un grais- sage suffisant du piston de pompe n'est guère possible, étant donné le faible jeu de coulissement requis et les vitesses élevées désirées de la pompe. De plus, les exigences de plus on plus rigoureuses en ce qui concerne la pureté du li- quide.pompé interdisent souvent l'incorporation d'un liqui- de neutre supplémentaire dans une mesure suffisante pour empêcher la contamination du liquide neutre par des consti- tuants du liquide à pomper, notamment agressif.
L'invention vise à éliminer les inconvénients précités,
Suivant l'invention, ce but est atteint par le fait que le liquide neutre supplémentaire est amené à la canalisation à oscillation, depuis l'obturateur hydraulique, directement.. à travers le cylindre de pompe, le long du piston de pompe.
On a constaté avec surprise qu'en dépit des pressions de refoulement élevées, on peut: désormais renoncer au jeu de coulissement très étroit, jugé nécessaire jusquà présent, du piston de pompe, l'interstice annulaire agrandi pouvant servir d'autre part à l'amenée du liquide neutre supplémentaire
<Desc/Clms Page number 4>
dans la cavité du cylindre et la canalisation à oscillation, ce qui procure non seulement une simplification de la construc- tion, grâce à l'élimination de la canalisation de dérivation précitée, mais, et surtout, le grand avantage d'une améliora- tion notable du graissage du piston de la pompe.
Le graissage du piston de pompe peut encore être nota- blement amélioré lorsque, conformément à un mode de réalisa- tion particulièrement favorable de l'invention, on introduit un excès de liquide neutre supplémentaire, excès qui est ain- si aspiré à partir de la canalisation à oscillation. Une telle disposition offre d'autre part un autre avantage essen- tiel indépendant du problème de graissage mentionné, avantage qui consiste en ce que, désormais, on peut interdire, avec une grande certitude, toute pénétration de constituants du liquide à pomper dans le cylindre de la pompe à oscillation.
Ce nouvel avantage est donc acquis également là où le liquide neutre supplémentaire serait encore toujours,introduit, avec l'excès cité plus haut, à travers la canalisation de dériva- tion courante à ce jour et où l'excès serait aspiré hors de la canalisation à oscillation.
Suivant d'autres caractéristiques particulièrement favorables du procédé suivant l'invention, l'excès amené pendant.la course d'aspiration de la pompe et qui représente à peu près 4% du débit de la pompe à oscillation, est aspiré de la canalisation à oscillation pendant la course de refou- lement, qui suit, de la pompe.
Dans une pompe qui convient pour la mise en oeuvre du procédé de pompage à oscillation suivant l'invention, l'in- terstice annulaire entre le piston de la pompe et le cylin- dre de celle-ci, dans la partie située entre l'obturateur hydraulique et la cavité de cylindre, est ajusté, suivant l'invention, à une valeur qui détermine exactement l'admis-
<Desc/Clms Page number 5>
sion désirée du liquide neutre dans la cavité de cylindre à partir de l'obturateur hydraulique, tandis qu'une soupape de retenue s'ouvrant vers l'obturateur hydraulique est prévue entre, d'une part, une première pompe auxiliaire alimentant l'obturateur liquide et, d'autre part, cet obturateur.
Suivant d'autres caractéristiques particulièrement fa- vorables de l'invention, une canalisation d'aspiration est.. raccordée à la canalisation d'oscillation, dans la région côté pompe, remplie de liquide neutre, canalisation aboutis- sant à une seconde pompe auxiliaire, les courses de refoule- ment des deux pompes auxiliaires étant de préférence mises en concordance avec la course d'aspiration du piston de la pompe à oscillation.
D'autres particularités de l'invention concernent d'autres détails constructifs d'une pompe à oscillation convenant pour la mise en oeuvre du procédé de pompage à oscillation ou pendulaire suivant l'invention.
Des essais pratiques effectués avec des pompes à oscil- lation lubrifiées suivant l'invention ont démontré qu'il a été possible d'allonger du simple au multiple la durée de fonctionnement sans perturbations de la pompe, comparative- ment aux pompes à oscillation graissées de la manière cou- rante à ce jour.
L'invention est représentée à titre d'exemple dans les dessins annexés, dans lesquels
La Figure 1 est une pompe pendulaire ou à oscillation suivant l'invention, en une vue latérale schématique qui montre la disposition d'ensemble.
La Figure 2 est une représentation schématique mon- trant la corrélation entre les commandes de pompe auxiliai- res et la commande de pompe principale.
<Desc/Clms Page number 6>
La Figure 3 est une vue partielle en coupe longitudina- le montrant la pompe, principale de la disposition d'ensemble suivant la Figure 1, à une échelle plus grande.
La Figure 4 représente une vue partielle analogue, en coupe longitudinale, d'une pompe principale légèrement modi- fiée par rapport à la Figure 3.
Le système,de pompe à oscillation représenté dans'la Figure 1 se compose essentiellement d'une pompe principale 1 établie sous la forme d'une pompe à piston, d'un bloc distri- buteur 3 relié à la pompe principale par une oanalisation à oscillation 2, d'une première pompe auxiliaire 5 dont le côté refoulement est raccordé à un obturateur hydraulique 4 de la pompe principale 1, ainsi que d'une seconde pompe au- xiliaire 6 dont le côté aspiration est raccordé à la canali- sation à oscillation 2. Alors que la disposition représentée ne comporte qu'une de chacune des pompes précitées et un bloc distributeur, il va de soi que, compte tenu des besoins de la pratique, le système peut comprendre trois pompes et blocs distributeurs similaires,.rassemblés en un groupe.
Le bloc distributeur 3 correspond à une exécution .courante, où le liquide à transporter est aspiré par une ca- nalisation d'aspiration 7, au moyen de la colonne de liquide qui oscille dans la canalisation d'oscillation 2 et des sou- papes de retenue, disposées dans le bloc distributeur, mais non représentées en particulier, et peut envoyé dans une canalisation de refoulement 8. A la première pompe auxi- liaire est affecté un boîtier de distribution 9 tandis qu'à la seconde po'npe auxiliaire est affecté un boîtier de distribution courant 10, pourvu de soupapes de retenue côté aspiration et côté refoulement, respectivement 11 et
12, tandis qu'une soupape de retenue 14,
qui s'ouvre vers le joint hydraulique 4 est en outre intercalée dans la ca-
<Desc/Clms Page number 7>
nalisation de refoulement 13 aboutissant à ce point. La sou- pape d'aspiration 11, reliée par une canalisation d'aspira- tion 15 à l'extrémité côté pompe de la canalisation à oscilla- tion 2 et la soupape de refoulement 12 de la seconde pompe auxiliaire 6 sont réglées pour une pression d'ouverture supé- rieure de 10 à 20% à la pression de service de la pompe prin- cipale 1, de sorte qu'un échappement de quantités de liquide incontr8lables hors du tube à oscillation 2 est exclu.
La quantité de liquide refoulée par course du piston de la pompe auxiliaire 6 peut être roulée d'une manière courante quelconque et qui n'a donc pas été représentée en particulier, La canalisation de refoulement 16 partant de la seconde pompe auxiliaire contient un débitmètre courant 17, par exemple sous la forme dun rotamètre, après quoi elle présente une sortie libre 18.
La première pompe auxiliaire 5 aspire le liquide neu- tre 19 d'un réservoir 20, en passant par un débitmètre 21, par'exemple sous la forme d'un rotamètre, qui est situé à proximité immédiate du débitmètre 17 et fourait une indica- -tion en commun avec celui-ci. ('race à cette disposition, on a la possibilité de déterminer, par une simple observation des deux appareils de mesure, la quantité de liquide intro- duite dans la canalisation à oscillation et non aspirée et d'empêcher que le liquide à transporter ne soit dilué à un degré intolérable. Le réservoir 20 est raccordé à une canali- sation d'alimentation à travers une soupape à flotteur 22 et est constamment maintenu au même degré de remplissage par cette soupape à flotteur.
Ainsi qu'il ressort de le. Figure 2, les pistons des deux pompes auxiliaires 5 et 6 exécutent leurs courses de refoulement au moment précis où le piston 24 de la pompe
<Desc/Clms Page number 8>
principale effectue sa course d'aspiration, et inversement.
Le cylindre 25 de la pompe principale 1 est représenté d'une manière plus détaillée dans la Figure 3, Il comprend le joint hydraulique 4, raccordé à la canalisation de refoulement 13 @ et situé sensiblement dans la région médiane du guidage du piston. Le guidage du piston est formé par deux fourreaux de carbone 26 et 26a, le fourreau 26 étant situé au-dessus et le fourreau 26a au-dessous du joint hydraulique. Au point de sortie du piston, situé au-dessus du fourreau de carbone 26, on prévoit en outre dans le cylindre de pompe 25 un segment d' étanchéité 27 conformé en segment racleur, qui présente une ouverture 28 évasée vers l'extrémité extérieure à la manière d'un cône, destinée au piston de pompe 24.
D'ailleurs le pis- ton de pompe 24 dispose d'un jeu étroit dans le fourreau de charbon supérieur 26, ce qui assure un guidage précis à ce piston. Afin que la lèvre racleuse du segment d'étanchéité
27 puisse néanmoins être sollicitée par une pression hydrau- lique contre le piston de pompe 24, le fourreau de carbone 26 petites est pourvu, par exemple, de trois rainures longitudinales 29 qui se raccordent par leurs extrémités inférieures au joint hydraulique 4. En dépit de la forte pression exercée en fonctionnement par la lèvre racleuse, la bague d'étanchéité offre une grande longévité si l'on introduit de petites quan- tités de lubrifiant goutte à goutte, à intervalles réguliers, dans l'ouverture conique 28.
L'intervalle annulaire 30 entre le fourreau de char- bon inférieur 26a et le piston de pompe.24 est calculé de telle façon que, pendant la marche dé la pompe à oscillation, et lorsque les pressions hydrauliques présentent des valeurs appropriées, chaque course du piston de pompe 24 détermine. exactement une admission de 4,5 % de liquide neutre à par-. tir du joint hydraulique 4, vers la cavité de cylindre 31
<Desc/Clms Page number 9>
de la pompe principale 1, Dans une forme de réalisation pra- tique, avec des pressions de la pompe principale 1 de 300 at. manométriques environ, on a, dans la construction de pompe représentée dans la Figure 3, une largeur d'intervalle de 0,3 mm, par exemple.
Sur la canalisation à oscillation 2 est en outre pré- vu, en un point parcouru uniquement par le liquide neutre, un instrument de contrôle courant 32, adapta à la nature du liquide à transporter, instrument qui réagit à un enrichisse-' ment éventuel du liquide neutre en le liquide, agressif par exemple, à transporter. A l'instrument de contrôle 32 est connecté un générateur d'impulsions (non représenté) qui actionne un rupteur 34, par l'entremise d'un câble 33, lors- qu'un taux d'enrichissement déterminé a été dépassé. Le rupteur 34 est intercalé, d'une manière non représentée en particulier, dans les circuits du courant d'alimentation de la pompe principale 1 et des deux pompes auxiliaires 5 et 6,. de telle sorte que, lorsque le système de contacts du rup- teur 34 intervient, toutes les pompes s'arrêtent à la fois.
Grâce au courant de liquide intense qui parcourt l'intervalle annulaire 30 à chaque course d'aspiration de la pompe principale 1, on obtient un Graissage et un refroi- dissement très favorables du piston de pompe 24. Simulta- nément, la quantité de liquide neutre contenue dans la cana- lisation à oscillation augmente à raison du liquide neutre introduit, ce qui empêche efficacement une incorporation éventuelle de liquide à transporter, dans le liquide neutre.
Toutefois, afin que le liquide neutre ne puisse s'incorpo- @rer au liquide à transporter qu'en une proportion tolérable, compte tenu du problème de transport à résoudre, la seconde pompe auxiliaire 6 aspire, par la canalisation d'aspiration.
15, au cours de la course de refoulement de la pompe prin-
<Desc/Clms Page number 10>
cipale 1, la majeure partie de la quantité de liquide supplé- mentaire introduite, pendant la course d'aspiration de cette dernière pompe, dans la cavité de cylindre 31. Si la quanti- té de liquide supplémentaire amenée par course de refoule- ment était de 4,5 % par exemple, alors,dans le cas d'un pro- blème de transport rencontré dans la pratique - soit, lors du transport du carbamate - la seconde pompe auxiliaire 6 aspire un excès de 4 % du volume transporté par la pompe principale 1.
Il serait d'ailleurs possible d'augmenter davantage l'excès de liquide neutre chassé, ainsi qu'il est décrit, à travers la cavité de cylindre 31 de la pompe principale 1.
Toutefois, comme une telle augmentation, à laquelle corres- pondrait un nouvel agrandissement de l'interstice annulaire 30 de la pompe principale, aboutirait à un guidage moins précis en conséquence du piston de pompe 24 dans le cylindre de pompe 25, on renonce à une augmentation injustifiée de l'excès en question.
Dans une pompe principale 1 légèrement modifiée, représentée dans la Figure 4, le piston de pompe 24 tra- verse des bagues d'étanchéité 35, 35a et 35b, disposées de part et d'autre de l'obturateur liquide 4 et constituées, en principe, de la même manière que la bague d'étanchéité 27 du premier exemple de réalisation. Il s'ensuit que, nonobstant un effet de raclage très favorable, on obtient, ici également,. un bon graissage et une grande longévité.
L'invention n'est pas subordonnée à tous les détails des exemples de réalisation décrits. En particulier, le guidage et l'étanchéification du piston de pompe 24 dans le cylindre 25 de la pompe principale 1 sont encore suscepti- bles de nombreuses variantes, par exemple adaptées au liquide
<Desc/Clms Page number 11>
neutre employé dans chaque cas et où, au lieu de fourreaux de charbon, on peutemployer das fourreaux en métablanc, par exemple, sans pour cela sortir du cadre de l'invention tel que défini ici.
REVENDICATIONS
EMI11.1
saaaasamaaasaasaas
1) Procédé de pompage à oscillation ou à mouvement pendulaire du liquide où l'on introduit, dans la canalisation' à oscillation - prévue entre, d'une part, le cylindre de pom- pe rempli d'un liquide neutre, d'eau par exemple et, d'autre part, le liquide à pomper, notammont un liquide agressif ou chargé de constituants solides -, chaque course d'aspira- tion, une petite quantité dosée de liquide neutre complémen- taire, qui assure l'étanchéité de l'interstice annulaire entre le cylindre de pompe et le piston de pompe, caraot4risé en ce que le liquide neutre supplémentaire est amené à la canali- sation à oscillation (2), depuis l'obturateur hydraulique (4)., directement à travers le cylindre de pompe (25), le long du piston de pompe (24).