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~ WO90/08896 PCT/FR90/00089
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POMPE A PISTON ALTERNATIF AUTOREVERSIBLE A Ti~ANSMISSION
HYDRAULIQUE DU SIGNAL D'INVERSION
La presen;e invention concerne unc .om?e ~ !~iston animt;e d'un
mouvement rectili~ne aiternati~ par une ccurce d'ener~ic
h~drauli~iue ?our ?roauire u~ it de fluide souj une ~r~s:ion
é~_le ou ci.rérer..e ~ celle fo rnie p, r 1~ ceu-ce~
'ur ce t~e d'r~p~areil de l'art antérieur lei mo.ens d'in~-er-
sion automatique du mouvement alternatif font appel ~ une
source d'énergie au~iliaire, électriiue ou pneumatique, et
necessitent des dispositions .r1?~ro,riées ainsi ~ue des liaisons
e~térieures pour capter, traiter. transmettre et r~ceptionner
lv le signal d'inver,ion.
La ?om?e à ~iston, oDiet de la ?résente invention, o'fre 1'2-
vantage d'utiliser une transmission h!drauli.;ue du si~nal
d'inversion automatique, la rendant ainsi in~cpen~ nte ce tou-
te autre source d'énergie, permettant une construction totale-
1~ ment intégrée et sensiblement simplifiée.L'invention crée ainsi une pompe à piston alternatif autore-
versible à transmission hydraulique du signal d'inversion
comprenant une arrivée d'énergie débouchant ~ur un tiroir prin-
cipal dont l'inversion commandée par un tiroir pilote "ermct ie
diriger alternativement par des canau~ d'alimentation, l'energie
de l'arrivée vers un côte ou l'autre d'un piston ie commande,
lequel agit sur des pistons commandés afin d'aspirer et de
- refouler un fluide transitant dans des enceintes au travers des
clapets d'aspiration et, dcs clapets de refoulement, caract;~riac~e
en ce .iu'elle comporte ~ chaque e~trémitc de sa course ~ l'in-
térieur d'un c~clindre fermé, au moins un poussoir ~n~onc~ al-
ternqtivement par le piston de commande pour transmettre le
signal d'inversion au tiroir pilote par l'interme~iiaire d'unc
colonne liquide.
;0 Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les colonne~
liquides con,tituant l'élément de liaison entre les ~,oussoirs
et le tiroir pilote comportent dcs cla!~ets anti retour lour
assurer leur rem~lissa~e leur protcction en nression, et
'o~?poser a l'inversion prcmaturce du tiroir pilotc cn cas d
cavitation.
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La pompe à piston, objet de l'invention, com~orte en outre
à chaque extrémité du tiroir pilote au moinj un c~nal :llter-
nativement ouvert ou fermé par le tiroir principal pour au
toriser d'un côté et condamner de l'autre l'échappement dec
colonnes li~uides, afin de préparer l'inversion suivante du
tiroir pilote.
Selon la pompe de l'invention, les canaux ouverts ou fermes
par le tiroir principal comportent un clapet anti retour ~e~-
tiné à s'opposer au~ fuites éventuelles du tiroir principal
lQ pour éviter l'inversion prematurée du tiroir pilote.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le prolonge-
ment de l'arrivée d'énergie dirigée vers le tiroir pilote com-
porte un réducteur de pression permettant de limiter l'energic
destinée a déplacer le tiroir principal.
La pompe à pisto~ de l'invention comporte par ailleurs une tigc
témoin solidaire du tiroir pilote et accessible dc l'e~tcricur
pour permettre la manoeuvre du dit tiroir et faciliter ainsi
l'amorçage du mouvement alternatif lors de la premicrc misc en
service.
Egalement, dans la ?ompe de l'invention, les poussoirs enfoncCs
par le piston de commande à chaque fin de course sont altern~ti-
vement repoussés en l'absence de pression dans les canaux d'ali-
mentation par des ressorts.
La pompe de l'invention comprend en outre au moins un clapet
d'aspiration destine à assurer le remplissage de l'enceinte et
un clapet de refoulement destiné a s'opposer au retour de l'e~
nergie produite par les pistons commandés.
Dans la pompe de l'invention, l'~tanchéit~ des pistons comm~ndL~s
est assur~e par des joints appropri~s ~ la pression et au luide
~0 admis dans l'enceinte.
Divers avantages de l'invention ressortiront de la description
ci après et de la figure l du dessin annexe .lui re~rL~scnte en
coupe un mode de realisation dans lequel le piston de comman~e
tl) solidaire des pistons commandés t~, ') est animee d'un mou-
aS vement rectiligne alternatif a l'interieur d'un c!lin~rc fcrm~(5) sous l'action d'une pression hydraulique introduite plr
l'arrivce (5) et dirigée alternativement vers les c:~nau.~ ~'ali-
mentation (~,~') par le changement de position du tiroir ~rin-
cipal (15).
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'-';, ' '' ' `
.
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bans la position occupee '~ar le tiroir (l~) sur la figure,
la pression arrive sur le piston (l) par le canal (~'), le
.anal (~) étant relif à l'échapement (-'!, le picton (l) se
place en poussant le piston ('~ lequel ch.~s~e ie fluide
_cntenu d.~n~ l'enceinte (6) au traver~ du clapet ~? refoule-
mr-nt (7) pendant que l'enceinte (6') se remplit au travers
du clapet d'aspiration (8').
_n présence de pression côté canal (4'), lc poussoir (9')
est enfoncé, l'excédent de son volume dcplac- tr~nsite vers
l'échappement (22) par le canal (17') lequel est ouvert par
le tiroir (15). En l'absence de pression côté c.~nal (l), le
poussoir (~) est repousse par son ressort ('O).
Ln fin de course, le piston de commande (l) enfonce le noussoir
(~) lequel va déplacer la colonne li~luide (lO) prcalablcmcnt
remplie au travers du clapet (ll) prévu a cet effet.
Cette colonne li(luide (lO) blo~uee dans toutes ses issuej,
notamment par le tiroir (15) specialement conçu pour fermcr le
canal (17), va faire pression sur le tiroir pilote (l;) lequel
se trouve relié à l'échappement (22) 3 son autre extrcmitc par
le canal (17') judicieusement ouvert par le tiroir (15).
Dans ces conditions, le tiroir (13) solidaire de sa tiBe t--
moin (21) peut se déplacer pour occuper sa position inverse.
Position dans laquelle le tiroir (1i) dirige l'cnergie prove-
nant du prolongement de l'arrivée (;) vers le canal (l~') pour
déplacer le tiroir (15). L'autre extrémite du tiroir (15) ~tant
reliée a l'échappement (22) par le canal (l~) le tiroir (15)
peut se déplacer pour occuper sa position inverse.
On notera que la restriction de passage (l'~) figurant sur lc
prolongement de l'arrivee t;) vers le tiroir ~l~) représente
;O un réducteur de pression permettant de limiter l'cnergie desti-
née à déplacer le tiroir (15).
A ce stade, les tiroirs (l;) et (15) occupent les po;itions in-
verses dc celles représent~es sur la figurc, et la source d'~-
nergie provenant ~e 1'3rrivée (;~ est diri~ee vers le piston (l)
;5 par le canal (~). Le canal (~') ctant relic u l'cciluppcment ('')
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Le piston (l) peut se déplacer dans le sells inverse, de telle
sorte que le piston commandé ('') chasse le fluide contenu
dans l'enceinte (~') au travers du clapet de refoulement (,')
pendant ~,ue l'enceinte (~) se rem?lit au travers al~ cla?et
d'aspiration (S).
En l'absence de pression côté canal (~'), le poussoir (9')
est repoussé par son ressort (20') et la colonne liquide (lO')
est réalimentée au travers du clapet (ll') prcvu ~ cet effet.
En présence de pression côté canal (~), le poussoir (~i) pour-
suit sa course d'enfoncement, l'e~cédent de volume dcDlac~transite vers l'échappement ('~) par le canal (l-! lequel est
alors ouvert par le tiroir (15). .
Dans l'h-po`thèse où la pression serait etablie sur le poussoir
(9) avant que le canal (17) soit ouvert par lc tiroir (l~), l.
colonne liquide (lO) devra forcer le passage du clapet tar~
prévu a l'effet de limiter la pression dans l.~ colonne liquidc
(10) et vice versa dans l'autre sens pour le canal (17'), la
colonne liquide (10') avec le clapet tare (12').
Par ailleurs, les clapets (14, 14') ont pour fonction de s'o?po-
ser à l'action des fuites éventuelles du tiroir (l;) lesqucllesseraient susceptibles d'inverser prématurément la position du
tiroir (l~). Les clapets (16,16') sont destinés également .i main-
tenir le tiroir (13) dans la position qu'il occupe notamment en
cas de cavit.ation éventuelle dans les colonnes liquides (lO,lO').
La position du tiroir (l~) ainsi établie maintientle tiroir (l;)
dans la situation qui assure la poursuite du mouvement ~u piston
(1) jusqu'à ce qu'il parvienne en fin de course pour enfonccr le
poussoir (~'), ce qui aura pour effet d'inverser ~ nouveau le ti-
roir (13), puis le tiroir (15) pour inverser le mouvement du pis-
ton de commande (l) et ainsi de suite. Les allers et retours dupiston (l) ne pourront être arrêtcs que par la coupure dc l'cncr-
gie à la source ou par un effort rcsistant suffisant pour s'oppo-
ser a l'effort moteur.
Lors du premier démarrage`, la tige temoin (~l) solid.~irc ~u ti-
3; roir (l~) et accessible de l'extcrieur permettra si n~ccssaireune action manuelle sur le dit tiroir pour amorcer le mouvemcnt
alternatif automatique.
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Sur la figur ,(E,E') désignent l'entrée du fluid~ et (s! la
sortie. ('i, 24') illustrent des ~is d'ascemblare. ~es jcints
appropriés ('~ ') assurent l'ctanchéité des piston~ com-
mandés ~', '').
D'autres modes de réalisation de l'invention peuvent être uti-
lisés tel que deux pompes à piston alternatif simple effet
juxtaposees pour obtenir le même résultat, ou encore une seule
pompe à piston alternatif simple effet pour produire un débit
discontinu. D'autre part, le tiroir principal et le tiroir
pilote peuvent être utilisés à distance, ensemble ou scp.qrem-
ment, et reliés par des tu~auteries, sans sortir du cadre de
l'invention.
