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Auteur(s)
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Jean LECLERC : Ingénieur de l’École supérieure de chimie industrielle de Lyon - Docteur 3e cycle chimie minérale et structurale - Consultant
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Toute cinétique qui engendre un volume variable est capable de servir de base à la réalisation d’un modèle de pompe à vide, c’est-à-dire qu’il est impossible de dénombrer les différents types de pompes qui ont été réalisées et encore moins celles qui ont été inventées. On se limitera ici à la description des machines réalisées industriellement qui sont déjà nombreuses et qui ne cessent d’augmenter. En effet, les possibilités que nous apportent les nouveaux matériaux et les procédés de fabrication utilisant des machines automatiques permettant des tolérances très faibles ont donné lieu à de nouvelles réalisations même fondées sur des principes anciens.
Pour tout renseignement théorique sur les techniques du vide, le lecteur pourra se reporter aux articles [1] [6].
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Pompes rotatives
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3. Pompes alternatives
3.1 Pompes à piston
Définition normative : « Pompe volumétrique dans laquelle le gaz est comprimé et expulsé par le mouvement alternatif d’un piston dans un cylindre ».
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Ancêtre de toutes les pompes à vide, la pompe aspirante et refoulante est d’un principe suffisamment connu pour que nous ne le rappelions pas ici. Résultat de trois siècles d’améliorations successives, ces machines sont réputées pour leur robustesse et leur simplicité de construction. Malheureusement elles ne sont plus guère construites.
Le volume mort, au point mort haut, est la cause de la limitation de la pression limite accessible par les pompes à piston. Pour un étage, cette valeur est de 103 Pa (figure 2). Les pompes bicylindriques atteignent une pression limite de 30 à 50 Pa.
Leur encombrement important, ainsi que leur poids et leur faible débit-volume, ont conduit à leur remplacement par des machines rotatives. Néanmoins, le besoin en vide propre sans hydrocarbure a conduit les constructeurs à réaliser des machines à plusieurs étages permettant un facteur de compression de l’ordre de 50 à 100 000 et même plus.
cette pompe (figure 3) comporte quatre pistons d’égales dimensions ; les deux premiers sont connectés en parallèle de façon à obtenir un plus grand débit-volume dans le domaine des hautes pressions. Le dernier piston est à double effet (c’est-à-dire qu’il comprime à l’aller et au retour). Les pistons sont à segments et ont un joint à lèvre à leur extrémité. Les gaz présents sur les faces arrière des pistons (excepté pour le piston d’échappement) sont pompés par le piston suivant afin de diminuer les fuites du joint à lèvre. [nbsp ]Chaque piston a un double système de clapets. À haute pression (figure 3 a ), les clapets fonctionnent comme dans un compresseur ordinaire, mais quand la pression devient trop basse (figure 3 b ), l’admission se fait par d’étroits orifices dans le cylindre (figure 3 c ) placés près de l’extrémité en fin de course du...
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