Brevet FR2039287A1 — publié le 19710115

La présente invention concerne d'une façon générale un système de pompage1 et concerne plus particulièrement des améliorations et des simplifications apportées à la construction et au mode de fonctionnement des pompes entraînées par un moteur électrique, comme par exemple les pompes principales et de surcompression treDchsse en série. Dans le passé, on estimait que la conception de ces pompes entrainées par un moteur nécessita-it le positionnement espacé axialement de pompes de surcompression et principales le long d'un arbre supporté par palier près du rotor du moteut.Cette disposition contribue considérablement à donner une dimension hors-tout plutôt grande de l'ensemble pompe et moteur, laquelle dimension constitue un désavantage considérable dans certains milieux. De même, le poids de l'unité est supérieur à celui qui est recherché, du fait de cette construction antérieure. La présente invention a pour objectif majeur de surmonter ce qui précède, de même que d'autres problèmes associés à l'appareil de pompe entrains par moteur. Essentiellement, l'invention concerne la combinaison avec une transmission comportant un arbre rotatif qui est supporté par palier de façon à avoir une section en porteà-faux, de deux rotors de pompe d'une première et d'une seconde pompes, reliés en relation menée à la section en porte-à-faux, les pompes étant reliées en série en ce qui concerne la distribution de fluide. En particulier, la seconde pompe peut avoir un corps de pompe contenant un alésage ou des alésages de piston, le premier rotor de pompe (qui peut avantageusement comprendre une roue à aubes à écoulement axial) étant logé dans le corps de pompe a l'intérieur des alésages de piston. Un autre objectif de îa présente invention consiste G fournir une combinaison qui comporte un corps de pompe tel qu'il est décrit; un mécanisme baladeur relié fonctionnellement au moyen piston dans l'alésage ou les alésages pour imprimer un mouvement de va-et- vient au moyen piston sous l'effet de la rotation du corps de pompe, et une liaison de transmission reliant l'arbre moteur et le corps de pompe caractérisée en ce que le corps de pompe est supporté,pour tourner et en relation de porte-à-faux, par ltextré- mité de l'arbre.Comme on va le voir, la liaison de transmission peut comprendre des cannelures d'ajustement mutuel ménagées sur le corps de pompe et sur l'extrémité de l'arbre, ces cannelures ayant en particulier des bords extérieurs usinés qui sont convexes vers ltexterieur pour tenir compte du léger défaut d'alignement comme par exemple entre le corps de pompe et l'arbre,de ce fait l'extrémité opposée du corps de pompe peut s'adapter convenable- ment de façon étanche contre la structure de plateau > travers laquelle le fluide est distribué vers et en provenance de l'alésage ou des alésages de piston, comme on le verra ci-après. Des objectifs supplémentaires comportent le positionnement du mécanisme baladeur mentionné à proximité étroite du palier supportant l'arbre au moteur, et radialement vers l'extérieur des cannelures; et la fourniture de cette structure de plateau ainsi qu'on la désigne et munie de lumières pour loger cette alimentation de fluide en direction des-alésages de piston et a. distribution de fluide provenant des alésages de piston; et l'inclusion d'un ressort à l'intérieur du corps de pompe pour solliciter ce dernier vers et contre la structure de plateau. Ces objectifs et avantages ainsi que d'autres de la présente invention, de même que les détails d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, seront plus complètement compris à partir de la description ci-jointe des dessins, dans lesquels La Figure 1 est une vue en élévation verticale, prise en coupe, d'un mode de réalisation préféré de la présente invention; La Figure 2 est une vue en élévation en bout, prise sur la ligne 2-2 de la Figure 1; et La Figure 3 est une coupe fragmentaire, prise en coupe partielle, du corps de pompe et de l'appareil d'alimentation et de distribution du fluide associé du mode de réalisation de la Figure 1. En se référant d'abord aux Figures 1 et 2, la transmission par moteur électrique 10 comporte un arbre de rotor 11 portant des structure lamellairesde rotor 12, l'arbre étant supporté par palier aux endroits repérés 13 et 14. Une structure de carter 15 et 16 associée aux coiffes d'extrémité ou chapeaux 17 et 18 supportent les paliers. Cette structure comporte également des passages 19 et 20 dans lesquels de l'air de refroidissement est aspiré par un ventilateur 21, l'air s'écoulant par les rayons de la structure lamellaire 22 et en relation de refroidissement avec le rotor. Le ventilateur 21 peut être porté de façon appropriée par l'arbre 11, comme on l'a indiqué.La structure de rotor comporte également des bagues d'extrémité 23 et 24, et des barres appropriées (non représentées) noyées dans les structures lamellaires pour relier entre elles les bagues 23 et 24, formant ainsi la construction habituelle en cage d'écureuil. De même, le moteur comporte des structures lamellaires de stator 25 dont les enroulements d'extrémité 26 et 27 font saillie vers l'extrémité, ceux-ci étant logés dans le carter 28 qui supporte les coiffes d'extrémité 17 et 18 par dessus le carter, de même que via les gorges pratiquées vers l'extrémité 29 entre les ailettes 30. Une structure d'étanchéité 31 est logée à l'intérieur d'un bossage 15a monté sur le chapeau 15, afin d'assurer l'étanchéité entre l'arbre et le bossage, interdisant l'accès du fluide à l'intérieur de la chambre de pompe 32 vers l'intérieur du moteur électrique, le palier 13 étant à découvert sur l'intérieur 33 de la chambre 32 aux fins de graissage. La chambre 32 peut être reliée de façon appropriée au carter du moteur et au chapeau d'extrémité 15, par exemple au moyen des dispositifs de fixation 34 représentés. En considérant maintenant les particularités qui concernent plus particulièrement la présente invention, on notera que l'arbre 11 comporte une section en porte-à-faux lla faisant saillie vers la gauche du palier 13. Selon un aspect de la présente invention, deux rotors de pompage d'une première et d'une seconde pompes sont reliés en relation menée à la section lla, chaque pompe comportant une entrée et une sortie, la sortie de la première pompe étant en communication d'alimentation de fluide sous pression avec l'entrée de la seconde pompe. Dans l'exemple représenté, le premier rotor de pompage (de surpression) a la forme d'une roue aubes à écoulement axial 3a logée dans le carter de pompe 39 de la seconde pompe et en dedans d'une série d'alésages de piston 61 logés dans le corps de pompe et espacés autour de l'axe 41. Le corps de pompe joue le rôle de rotor de pompage de la seconde pompe, il supporte la roue à aubes 38 pour tourner avec elle, et il comporte des chambrages pour laisser passer des fluides pompés par cette roue aubes. En outre, le corps de pompe est porté et entrainé par la section en porte-à-faux lla de l'arbre 11 de telle façon qu'il peut être étroitement rapproché du palier 31, réduisant pratiquement la longueur axiale totale de l'appareillage des pompes fixées au moteur.En particulier, le corps de pompe peut être avantageusement relié à la section de l'arbre lla par des cannelures d'ajustement mutuel 43 ménagées sur le carter et sur l'extrémité de l'arbre, permettant un déplacement axial des carters de pompe sur l'arbre pour des raisons qui vont apparaitre ultérieurement. De même, les cannelures peuvent être formées (comme par exemple en usinant les bords extérieurs des cannelures de l'arbre de façon qu'elles soient convexes vers l'extérieur), avec un jeu tel que le carter de pompe puisse basculer légèrement, par rapport à l'arbre, pour des raisons qui vont être expliquées ultérieurement. La première pompe ou pompe-de surcompression possède un orifice d'admission repéré 50 auquel est amené le fluide en 51 par l'intermédiaire du raccord 52, ce fluide passant par la lumière 53 ménagée dans le plateau d'extrémité 54, comme représenté au mieux sur la Figure 3. Après avoir passé à travers la roue à aubes 38, le fluide surcompressé tourne en 55,sur la Figure 1, dans les passages radiaux 56 qui sont répartis circulairement et s'etendent entre les alésages 61. Ces passages produisent un effet turbo-centrifuge pour surcomprimer encore la pression du fluide qui se manifeste à la volute 57 formée dans le carter 32. Après la volute 57, le fluide passe par la sortie courbe 58 du carter 32 , une lumière 59 ménagée dans le plateau d'extrémité 54 puis aux orifices d'admission 60 de la seconde pompe. Ces entrées sont représentées sur la Figure 1 comme étant formées dans le corps de pompe 39, et font communiquer directement la lumière 59 du plateau 54 avec les alésages axiaux 61 recevant le piston du corps de pompe à mesure que les orifices d'admission passent par rotation devant la lumière 59 du plateau. On peut donc constater que la face terminale du corps de pompe doit venir en contact à plat sur le plateau 54, et que le rifle des cannelures 43 est de permettre un léger basculement du corps de pompe par rapport à l'arbre ce qui permet un tel contact face contre face entre le plateau et le corps de pompe. De plus, un ressort 62 pousse le corps de pompe vers le plateau, le ressort formant l'étanchéité contre un épaulement terminal 63 de l'arbre et appuyant contre un disque 64 monté à l'intérieur du corps de pompe. Ce disque sert également à empêcher toute fuite de fluide de la chambre 65 à l'intérieur du corps de pompe. Ce disque sert également à empêcher touté fuite de fluide de la chambre 65 à l'intérieur du corps de pompe vers l'intérieur 33 du carter par l'intermédiaire des cannelures. Les pistons 66 se déplacent axialement d'avant en arrière dans les alésages 61 à mesure que le corps de pompe tourne, ce mouvement de va-et-vient étant assuré par le mécanisme baladeur qui est également mobile pour faire varier de façon réglable l'ampleur du mouvement alternatif du piston. Comme représenté, le mécanisme baladeur comporte un plateau oscillant 67, dont l'inclinaison est commandée par un plateau de guidage 69 monté sur le plateau oscillant. A cet égard, une bride 70 se trouvant sur le plateau de guidagé non rotatif est retenue entre des butées 71 et 72, ces dernières étant sollicitées par un ressort en 73 pour supporter élastiquement la déformation de la bride 70 vers la droite sur la Figure 1.La butée 71 est constituée par un plongeur 74 actionné de façon réglable en 75 de manière à être déplacé-vers la droite et vers la gauche et à régler ainsi l'inclinaison du plateau oscillant par rapport à l'axe 41 de manière à commander le débit de la pompe. A mesure que le corps de pompe tourne, le fluide est déchargé depuis les alésages 61 lorsque les orifices d'admission croisent la lumière de sortie 76 du plateau 5, comme on le voit sur la Figure 3. Un raccord de sortie est représenté par le repère numérique 77 en communication avec la lumière 76. Le fluide fuit vers l'intérieur de la chambre 33 via le jeu 79 existant entre le pourtour du corps de pompe et la chambre, au croisement entre la chambre annulaire 80 et la volute 57, de ce fait l'intérieur 33 est mis sous pression, en vue du graissage du palier 13. Tout fluide se trouvant dans l'intérieur 33 qui fuit au-delà du palier 13 est rejeté vers l'extérieur par la bague de protection d'huile 84 se trouvant dans la chambre annulaire 85, qui est purgée au repère 86, de façon à empêcher ainsi l'accès du lubrifiant vers l'intérieur du moteur. De ce qui précède, il apparaît clairement que la pompe incorpore. les caractéristiques de simplicité et de taille réduite, sans sacrifier les avantagés de l'opération de pompage Ç étages multiples. REVENDICATIONS 1. Un ensemble de poupe comportant : une liaison de transmission comprenant un arbre rotatif qui est supporté par palier de façon à avoir une section en porte-à-faux, et deux rotors de pompage d'une première et d'une seconde pompes, reliés en relation menée à ladite section en porte-à-faux, chaque pompe ayant une entrée et une sortie, la sortie de la première pompe étant en communication d'alimentation de fluide sous pression avec l'entrée de la seconde pompe, 2. Un ensemble selon la revendication 1, dans lequel le second rotor de pompage comporte un corps de pompe contenant des alésages de piston, le premier rotor de pompage étant contenu dans ledit corps de pompe vers l'intérieur desdits alésages de piston. 3. Un ensemble selon la revendication 2, dans lequel le rotor de première pompe est constitué par une roue à aubes : débit axial, le corps de pompe comportant des chambrages pour laisser passer le fluide pompé par la roue à aubes, la première po mpe comportant également une roue à aubes centrifuge portée par ledit corps de pompe et dans laquelle le fluide su écoule en passant entre ladite roue à aubes à écoulement axial et l'entrée de la seconde pompe. 4. Une pompe à piston alternatif comportant : un corps de pompe contenant un moyen alésage de piston, et un moyen piston pouvant effectuer un va-et-vient dans ledit moyen alésage, un mécanisme baladeur relié fonctionnellement audit moyen piston pour imprimer un mouvement de va-et-vient au moyen piston en réponse à la rotation du corps de pompe par rapport au mécanisme, ledit mécanisme baladeur étant mobile pour faire varier de façon réglable l'amplitude du mouvement de va-et-vient du piston, un moteur électrique ayant un arbre de rotor, et une liaison de transmission entre l'arbre et le corps de pompe, caractérisée en ce que le corps de pompe est supporté pour tourner et en relation de porteà-faux par l'extrémité de 11 arbre. 5. Une pompe selon la revendication 4, comprenant une pompe de surcompression qui comporte un rotor pouvant être entraîné en rotation par ladite transmission à proximité dudit corps de pompe, la pompe de surcompression ayant une sortie qui peut communiquer avec ledit moyen alésage de piston. 6. Une pompe ou ensemble de pompe, selon la revendication 2,3,4 ou 5, dans laquelle ladite liaison comporte des cannelures d' ajustement mutuel ménagées sur le corps de pompe et sur 1' arbre et permettant un déplacement axial relatif du corps de pompe et de l'arbre. 7. Une pompe ou ensemble de pompe selon la revendication 6, dans laquelle lesdites Cannelures ont un jeu et caractérisée en ce que le corps de pompe peut basculer par rapport 3 l'arbre. 8. Une pompe ou ensemble de pompe selon la revendication 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, dans laquelle ladite liaison permet un déplais Cernent axial du corps de pompe sur l'arbre, et comportant une structure de plateau qui limite le déplacement du corps de pompe par rapport à l'arbre, ladite structure délimitant des lumières d'entrée et de sortie de fluide qui communiquent avec ledit alésage de piston, et un ressort, à l'intérieur du corps de pompe, sollicitant le corps de pompe vers ladite structure de plateau. 9. Une pompe selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle ledit mécanisme baladeur est situé radialement vers l'extérieur de ladite liaison. 10. Une pompe selon la revendication 9, comportant un palier supportant ledit arbre à proximité étroite dudit mécanisme baladeur.