Brevet FR2003088A1 — publié le 19691107

La présente invention a pour objet une pompe entraînée par un moteur à courant continu à chemise d'entrefer et servant à refouler des liquides agressifs ou toxiques, en particulier à refouler des électrolytes dans des piles électrochimiques. 5 XI est connu que des exigences particulièrement sévères sont imposées aux pompes de refoulement d'electrolyte en ce qui concerne l'étanchéité et la sécurité en raison de l'agressivité du liquide à refouler. Ces pompes doivent, par exemple être fermés de façon hermétique vers l'extérieur et doivent pouvoir fonctionner sans entre— 10 tien pendant une durée prolongée. En outre, de telles pompes ne doivent pas exiger l'utilisation de lubrifiants particuliers, car ces derniers pourraient souiller 1'electrolyte ou entrer en réaction chimique avec ce dernier. Gela pourrait conduire à une réduction considérable de la puissance et de la durée de service des 15 piles. En outre, il doit être possible d'utiliser directement pour l'entraînement des pompes le courant continu produit par les piles éle ctrô chimique s. Pour obtenir ce résultat, on a déjà proposé d'utiliser des accouplements magnétiques. 20 Dans ces accouplements, le rotor porte un aimant permanent annulaire qui tourne dans le fluide à refouler et qui est isolé de façon étanche de 1*extérieur par le corps de pompe qui l'entoure. Le champ de l'aimant du rotor passe par le corps de pompe non magnétique vers l'extérieur sur la moitié extérieure également annu-25 laire de l'accouplement, reliée à son tour à l'arbre du moteur d'entraînement• On connaît également des pompes avec moteur à chemise drentre— fer pour courant alternatif ou triphasé, dans lesquelles le rotor porte l'induit avec l'enroulement en court—circuit, induit qui 30 tourne également dans le fluide à refouler et qui doit être protégé spécialement contre la corrosion. Les inconvénients de 11 accouplement magnétique résident surtout dans la taille importante et dans le poids élevé de ces accouplements. Les moteurs à chemise d'entrefer alimentés en courant 35 alternatif exigent une protection supplémentaire contre la corrosion pour le rotor portant l'enroulement et le paquet de tôles et ces moteurs ne peuvent être alimentés en courant continu qu'en passant par un onduleur. En cas de blocage de l'induit ou en cas de surcharge élevée, les courants de court-circuit induits Hanc le 40 rotor peuvent en outre conduire à échauffement indésirable du 69 05045 2 2003088 liquide à refouler. La présente invention a donc pour but de réaliser une pompe de refoulement pour des liquides, fonctionnant sous courant continu, assurant un isolement hermétique vers l'extérieur du compartiment 5 rempli par le fluide à refouler, fonctionnant sans entretien pendant des périodes prolongées et remédiant aux inconvénients énumé— rés ci-dessus. Par conséquent, l'invention a pour objet une pompe avec moteur à chemise d'entrefer pour véhiculer des liquides agressifs ainsi 10 que des liquides devant être isolés de façon hermétique de l'extérieur, en particulier des électrolytes dans des piles électrochimi— ques, cette pompe étant caractérisée par l'utilisation d*un moteur à courant continu sans collecteur, dans lequel un aimant permanent isolé de l'extérieur par la chemise d'entrefer est fixé sur le 15 rotor de la pompe et sert en même temps de rotor pour le moteur et dans lequel les enroulements du moteur ainsi que des éléments semi—conducteurs sont disposés sur la face extérievire de la chemise d'entrefer. Sur le dessin annexé, la référence 1 désigne le rotor de la 20 pompe sur lequel se trouvent un aimant permanent cylindrique 2 et une roue à aubes 3» Le tourillon k d* rotor de la pompe tourne dans un palier 5 baigné et lubrifié par le fluide à refouler et le rou-rillon 6 dans un palier 7 qui est également lubrifié par le fluide à refouler. La chemise d'entrefer fixe 8 porte un enroulement ^ 25 alimenté en courant continu et exerçant la fonction de 1'enroulement d'un moteur à courant continu sans collecteur. La référence 10 désigne des éléments semi-conducteurs, par exemple des plaques magnéto-résistantes ou des générateurs de Hall détectant la position dans l'espace du champ magnétique tournant du rotor et comman-30 dant un circuit électronique pour l'inversion du courant dans les enroulements 9» Le liquide à. refouler est aspiré en 11 et il est refoulé en 12 hors de la pompe. La référence 13 désigne des paquets de tôles qui ferment le circuit du champ magnétique. Le corps de la pompe, la chemise d'entrefer et la roue à aubes 35 peuvent, selon le liquide à refouler, être réalisés en une matière résistant aux alcalis ou aux acides, par exemple.en une matière synthétique telle que le polyméthylméthacrylate, le polyéthylène et autres ou en un métal ou des alliages de métaux résistant à la corrosion.. kO L'aimant permanent peut également être réalisé en une matière 69 05045 3 2003088 résistant à la corrosion, par exemple en ferrite de baryum ou en un alliage de métal alcalin, de nickel et de cobalt» De ce fait, une protection spéciale contre la corrosion pour l'aimant n'est pas nécessaire. L'aimant 2 peut être un aimant poly- ou bipolaire, l'u— tilisation d'un aimant bipolaire étant particulièrement avantageuse. Les aimants bipolaires peuvent être fabriqués d'une manière très simple et permettre l'utilisation d'une matière ayant une direction magnétique préférentielle. En raison de leur faible encombrement et leur entraînement sous courant continu, les pompes conformes à l'in— 10 vention conviennent également 1res bien pour les véhicules automobiles. Par rapport aux pompes connues jusqu'ici, entraînées par des moteurs à courant continu, la pompe conforme à l'invention présente surtout l'avantage d'être réalisée suivant un mode de construction 15 sensiblement plus simple et de permettre une réduction considérable de l'encombrement et du poids. Le fait que le rotor de la pompe remplit la fonction du rotor du moteur permet de supprimer le rotor du moteur» nécessaire jusqu'ici pour l'entraînement d'une pompe à accouplement magnétique, ainsi que les deux paliers du moteur, né-20 cessaires pour le guidage de ce rotor ; en outre, l'aimant d'accouplement extérieur est également superflu. La pompe conforme à l'invention est caractérisée en outre par le fait qu'elle peimet également de refouler des liquides sensibles à un échauffement excessif. Du fait qu'après blocage du rotor, le 25 signal de commande fourni par les éléments semi—conducteurs ne change plus, l'inversion du courant dans les enroulements s'arrête, ce qui empêche l'induction de courants de court—circuit dans l'aimant du rotor. Par rapport aux pompes avec moteur à induction connu à chemise 30 d'entrefer, la pompe conforme à l'invention présente également l'avantage que sa vitesse peut être réglée aisément, comme cela est déjà connu pour les moteurs usuels à courant continu. Un autre avantage de la pompe conforme à l'invention réside dans le fait que les paliers sont lubrifiés par le liquide à refou— 35 1er. Cela permet un fonctionnement sans entretien pendant une durée prolongée. Une souillure du liquide à refouler par des lubrifiants particuliers pour les paliers est impossible, ce qui fait qu'une perturbation de la réaction électrochimique dans les piles électrochimiques n'est pas à craindre. L'aimant permanent du rotor de kO la pompe peut être realise a partir d'une matière résistant à la 69 05045 4 2003088 corrosion ; une protection spéciale contre la corrosion n*est pas nécessaire. La pompe conforme à l'invention convient en outre pour refouler des liquides dont l'échappement hors du corps de la pompe doit 5 être absolument empêché, par exemple des liquides radioactifs, toxiques ou stériles ou des liquides réagissant avec l'air ambiant. 69 05045 5 2003088 REVENDICATIONS 1»— Pompe avec moteur à chemise d'entrefer pour refouler des liquides agressifs ainsi que des liquides devant ôtre isolés de façon hermétique vers l'extérieur, en particulier des électro- 5 lytes dans des piles électrochimiques, caractérisée par l'uti lisation d'un moteur à courant continu sans collecteur, dans lequel un aimant permanent isolé de l'extérieur par la chemise d1entrefer est fixé sur le rotor de la pompe et sert en même temps de rotor pour le moteur et dans lequel les enroulements 10 du moteur ainsi que des éléments semi-conducteurs sont montés extérieure sur la face/de la chemise d'entrefer. 2#~ Pompe suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les éléments semi-conducteurs sont des plaques magnétorésis-tantes» 15 3»— Pompe suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les éléments semi-conducteurs sont des générateurs de Hall. k,- Utilisation de la pompe suivant les revendications 1 à 3 comme pompe de refoulement dans des véhicules automobiles.