CH615982A5 - - Google Patents

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CH615982A5
CH615982A5 CH1273377A CH1273377A CH615982A5 CH 615982 A5 CH615982 A5 CH 615982A5 CH 1273377 A CH1273377 A CH 1273377A CH 1273377 A CH1273377 A CH 1273377A CH 615982 A5 CH615982 A5 CH 615982A5
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B3/00—Machines or pumps with pistons coacting within one cylinder, e.g. multi-stage
    • F04B3/003—Machines or pumps with pistons coacting within one cylinder, e.g. multi-stage with two or more pistons reciprocating one within another, e.g. one piston forning cylinder of the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10S417/00—Pumps
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Description

La présente invention a pour objet une pompe pour gaz liquéfiés qui tend à obvier aux inconvénients précités par le fait qu'elle comporte à l'intérieur d'un boîtier un cylindre relié à l'alimentation en gaz liquéfié par l'intermédiaire d'un clapet de non retour et à une conduite de trope plein, par le fait qu'un piston mobile est monté déplaçable à l'intérieur de ce cylindre définissant ainsi une chambre d'aspiration et une chambre d'évacuation; par le fait que ce piston porte une jupe coopérant avec un piston fixé rigidement au bâti déterminant ensemble une chambre de compression reliée par l'intermédiaire d'un clapet de non retour à la sortie sous pression de la pompe et par le fait que la chambre de compression est reliée à la chambre d'aspiration par au moins un passage muni d'un clapet de non retour.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution de la pompe selon l'invention.
La figure 1 en est une coupe longitudinale.
La figure 2 en est une coupe longitudinale partielle à plus grande échelle.
La figure 3 est une coupe longitudinale à plus grande échelle du piston fixe.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure
3.
s La pompe pour gaz liquide illustrée comporte un bâti formé d'un boîtier 1 et d'un couvercle 2 définissant un espace cylindrique à l'intérieur duquel se trouve une douille cylindrique 3 concentrique au boîtier 1. Cette douille est coincée entre une rondelle ressort 4 prenant appui contre le fond du boîtier 1 et un io joint 5 s'appuyant contre le couvercle 2 et définit ainsi un cylindre à l'intérieur de l'espace libre du boîtier 1.
Un piston mobile 6, solidaire d'une tige de piston 7 coulissant de façon étanche dans le couvercle 2 et traversant celui-ci, sépare le cylindre défini par la douille en deux chambres, une 15 chambre d'aspiration 8 et une chambre d'évacuation 9.
La chambre d'aspiration 8 est reliée par un clapet de non retour 10 à l'arrivée 11 de gaz liquide. Ce clapet de non retour 10 est constitué par un disque coopérant avec un siège entourant un orifice. Lorsque la pression dans la chambre d'aspiration est 20 supérieure à celle régnant dans le conduit d'arrivée 11, le clapet de non retour est fermé et obture l'arrivée de gaz liquide.
Cette chambre d'aspiration 8 est encore reliée, par une soupape calibrée comprenant un pointeau 12 soumis à l'action d'un ressort 13 logé dans un conduit 14, à l'espace libre 15 25 entourant la douille 3, espace qui communique librement avec une conduite de trop plein 16.
Il faut remarquer que lorsque le piston mobile 6 est en position avancée, vers la gauche de la figure 1, la conduite de trop plein 16 est reliée directement au conduit d'arrivée 11 par 30 l'intermédiaire de la chambre d'aspiration 8 et de l'ouverture 22 pratiquée dans la douille 3. On assure ainsi un parfait dégazage de cette chambre d'aspiration 8 à chaque cycle de va-et-vient du piston mobile 6.
L'extrémité libre de la tige 7 est destinée à être raccordée de 35 façon conventionnelle à un moteur rotatif par un système de bielle et manivelle en vue d'être entraînée dans des déplacements de va-et-vient.
La face libre du piston mobile 6 porte une jupe 17 concentrique à la douille 3 et dont la paroi interne coopère avec un 40 piston fixe 18, solidaire d'un embout fixé rigidement sur et formant une traversée étanche du fond du boîtier 1. Cette jupe '17 et ce piston fixe 18 définissent une chambre de compression 19 reliée par l'intermédiaire d'un clapet de non retour à bille 20, logé dans un canal traversant l'embout, à une conduite de sortie 45 21.
La chambre d'évacuation 9, entourant le piston fixe 18 et la jupe 17, est reliée, par une ouverture 22 pratiquée dans la douille 3, à l'espace 15 et donc à la conduite de trop plein 16.
L'étanchéité entre les chambres d'aspiration 8 et d'évacua-50 tion 9 est réalisée par des segments fendus 23 empilés et maintenus à la périphérie du piston 6. Ces segments sont par exemple en tefflon ou tout autre matière supportant des très basses températures. L'étanchéité entre ces deux chambres n'est pas forcément absolue ; elle est donc facile à réaliser, ceci 55 d'autant plus que la différence de pression entre ces deux chambres est relativement faible, de l'ordre de 1 à 10 atmosphères.
L'étanchéité entre le piston fixe 18 et la jupe 17 est plus délicate a réaliser car on a une grande différence de pression, 60 pouvant aller jusqu'à plusieurs centaines d'atomsphères, et elle doit être parfaite. Cette étanchéité est réalise par deux segments fendus 24,25 empilés contre deux autres segments fendus 26, 27 concentriques et dont les fentes 28,29 sont décalées angulairement. Tous ces segments sont également réalisés en une m matière résistant aux températures cryogénique, par exemple entre cent cinquante degrés centigrades inférieurs à zéro.
Enfin, la chambre de compression 19 est reliée à la chambre d'aspiration ou de précompression 8, par au moins un canal 30,
3
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ici deux, obturés par une soupape formée par un anneau 31 soumis à l'action d'un ressort 32.
Le fonctionnement de la pompe pour gaz liquéfiés est le suivant :
1. Lorsque le piston mobile 6 se déplace dans le sens de la flèche f, soit en direction du piston fixe 18, les opérations simultanées suivantes sont réalisées:
a) Le gaz liquide contenu dans la chambre de compression 19 est chassé dans le conduit de sortie d'utilisation 21, la bille 20 se déplaçant contre l'action de son ressort de rappel. La soupape 31 obture les passages 30.
b) Le volume de la chambre d'aspiration 8 augmente, le disque 10 se soulève de son siège et du gaz liquide entre et remplit cette chambre d'aspiration 8. Du fait de la faible pression régnant dans la chambre d'aspiration 8, une certaine quantité de gaz se vaporise; cela n'a toutefois aucune importance, comme on le verra plus loin.
c) Le volume de la chambre d'évacuation 9 diminue et le mélange de gaz liquide et gazeux contenu dans cette chambre est évacué par le conduit de trop plein 16 pour être recyclé.
Enfin de course du piston mobile 6, la chambre d'aspiration 8 est directement reliée à la conduite de trop plein 16 ce qui assure un dégazage parfait de cette chambre 8 avant le retour du piston 6.
2. Lorsque le piston mobile 6 se déplace dans l'autre sens, soit vers la gauche (figure 1), les opérations simultanées suivantes sont réalisées:
a) Du fait de la contre-pression et de son ressort de rappel, le clapet de non retour 20 est fermé, le conduit de sortie 21 est isolé.
b) Le gaz liquide contenu dans la chambre d'aspiration ou 5 de précompression 8 est comprimé, la soupape 31 est ouverte contre l'action de son ressort 32 et la chambre de compression 19 est remplie de gaz liquide sous une pression de 1 à 10 atmosphères suffisante pour éviter toute vaporisation du gaz liquide entrant et contenu dans cette chambre de compression.
c) Le gaz liquide vaporisé et le gaz liquide en excès contenus dans la chambre d'aspiration sont évacués par le conduit 14 et le clapet de non retour 12,13 dont la pression d'ouverture est supérieure à celle de la soupape 31,32. Le conduit 14 étant situé en fonctionnement de la pompe, sur la génératrice haute du cylindre formé par la douille 3, on est assuré que le gaz vaporisé ne reste pas dans cette chambre d'aspiration.
d) Le clapet de non retour 10 est obturé par la sur-pression ^ régnant dans la chambre d'aspiration 8.
On voit ainsi que grâce à cette pompe à double étage, il ne peut jamais y avoir de vaporisation du gaz liquéfié dans la chambre de compression, celle-ci étant remplie par du gaz liquide sous pression de quelques atmosphères. Par contre, du 25 gaz liquide peut être vaporisé dans la chambre d'aspiration; ceci est toutefois sans conséquence sur le fonctionnement de la pompe, ce gaz étant évacué et recyclé.
15
C
3 feuilles dessins

Claims (5)

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1. Pompe cryogénique pour gaz liquide, caractérisée par le fait qu'elle comporte à l'intérieur d'un boîtier (1) un cylindre (3) relié à l'alimentation en gaz liquéfié (11) par l'intermédiaire d'un clapet de non retour (10) et à une conduite de trop plein (16), par le fait qu'un piston mobile (6) est monté déplaçable à l'intérieur de ce cylindre définissant ainsi une chambre d'aspiration (8) et une chambre d'évacuation (9), par le fait que ce piston (6) porte une jupe (17) coopérant avec un piston (18)
fixé rigidement au bâti (1) déterminant ensemble une chambre de compression (19) reliée par l'intermédiaire d'un clapet de non retour (20) à la sortie sous pression (21) de la pompe et par le fait que la chambre de compression (19) est reliée à la chambre d'aspiration (8) par au moins un passage (30) muni d'un clapet de non retour (31).
2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le volume de la chambre d'aspiration (8) est supérieur à celui de la chambre de compression (19).
2
REVENDICATIONS
3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la pression d'ouverture de la soupape (31) séparant la chambre d'aspiration (8) de la chambre de compression (19) est plus faible que la pression d'ouverture de la soupape (12,13) reliant la chambre d'aspiration (8) à la chambre d'évacuation (9).
4. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que, lorsque le piston mobile (6) est dans sa position avancée, la chambre d'aspiration (8) est directement reliée à la chambre d'évacuation (9) sorte qu'une liaison directe entre un conduit d'arrivée (11) et un conduit de trop plein (16) est réalisée.
5. Pompe selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'étanchéité entre le piston fixe (18) et la chambre de compression (19) est réalisée par au moins deux segments fendus (26,27) concentriques dont les fentes (28,29) sont décalées angulairement, empilés avec au moins un autre segment fendu (24,25).
Il existe de nombreuses pompes pour des gaz liquéfiés, qui toutes sont du type à piston, mais qui ne donnent pas entièrement satisfaction. En effet, à moins de calorifuger et de refroidir la pompe à la température du gaz liquéfié, et ceci n'est pas toujours suffisant, ces pompes se désamorcent très facilement. En effet, du côté de l'aspiration de la pompe, il se crée une dépression favorisant la vaporisation du gaz qui emplit une partie de la chambre de compression avec un fluide compressible, ce qui provoque rapidement le désamorçage.
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