Brevet FR2241902A1 — publié le 19750321

La présente invention a pour objet un paquet du stator à t81e3pour moteurs électriques On utilise pour des pompes sans bottes à étoupes des unités d'entrainement électriques comprenant un paquet de tôles du stator avec enroulement, un tube à paroi mince en un alliage d'acier non magnétique et introduite dans l'alésage du stator et le paquet de tôles du rotor à cage , dans la plupart des cas également entouré par des tôles d'acier nonmagnétique le fluide refoulé par la pompe parcourt-en dérivation la section d'écoulement du tube d'entrefer, formée par l'entrefer entre l'alésage intérieur du tube d'entrefer et la surface extérieure de l'enveloppe du rotor Le courant partiel du fluide refoulé sert d'agent réfrigérant pour 1' évacuation des pertes de stator et des pertes par courant de Foucault produites par l'alternance de l'aimantation dans le tube d'entrefer La section de reflux est très souvent forme par l'alésage creux de l'arbre du rotor / pompe. Des pompes sans bolAte à étoupes sont très souvent utilisées pour le refoulement et la circulation de fluide sous forme de liquide à haute température, pour la technique du génie chimique Justement dans le génie chimique, il est fréquemment nécessaire dlemployer,en plus de hautestempérature,également de hautes pressions Par le tube d'entrefer, l'alésage dtln fluide sous forme liquide. le tube d'entrefer exposé à de telles contraintes de pression est pourvu, à l'extérieur du paquet de tôles du stator, de. douilles cylindrique de renforcement, qui absorbentls contraintes de presion ; Un paquet de tôles découpé et assemblé par des agrafes ou par rivetage est relativement labile et ne peut pas être exposé aux contraintes de pression élevées sans des précautions supplémentairesO Ceci est particulièrement vrai pour la contrainte des dents de stator à partir du tube d'entrefer L'enroulement disposé dans les gorges du stator ne donne pas un appui suffisant et uniforme des dents du stator Imprégnerou imbiber ' les parties de ltenroulement situées dans les gorges améliore également pas de façon significative les caractéristiques mécaniques du paquet de tôles du stator lors des contraintes de pression élevée. Une condition pour des mesures efficaces permettant l'absorbtion des pression élevées dans l'alésage du stator sont de formations des denis du stator et donc sans déterioration de l'enroulement estla fixation mécanique du paquet de tolets du stator dans les sens radial et axial avant l'assemblage dans un bottier, Il est en outre nécessaire que les faces frontales du paquet de tôles du stator soient travaillées pour être plan et parallèle pour obtenir que les douilles de renforcement pour le tube d'entrefer prenne appui sur toute la surface L'invention considère comme remplies les conditions qui viennent d'entre décrites et assurent que l'arrangement particulier dans les gorges, rainures ou encoches du paquet de tôles du stator soient pleinement efficace pour l'absorbtion des pressions très élevées. La pression de travail maximum qui peut être produite et la pression d'essai qui en dépend sont absorbées à l'extérieur du paquet de tôles du stator grâce à un dimensionnement approprié des douilles de renforcement. L'épaisseur de ces tu bes rend nécessaire de prévoir l'écartement correspondant entre l'enroulement et ltalésage du stator Plus l'enroulement est éloigné de l'alésage du stator et/ou de l'entrefer, plus grand est la conductance de dispersion de,ha gorge du stator, si l'on calcul l'hauteur de baguette selon ltepaisseur des douilles de renforcement en considérant comme normal la largeur de l'entrefer.Par les mêmes mesures les dents du stator deviennent considérablement plus longues et l'hauteur de la culasse du stator de façon correspondante plus petite L'invention permet,par une réalisation géométrique particulière de la gorge du stator et par des mesures supplémentaires pour la partie entre l'alésage du stator et l'espace de, gorge en combinaison avec les mesures récitées concernant l'assemblage du paquet de tôles et le façonnnage ou formagedes faces frontales du stator,l1absorbtion des contraintes élevées au cours du fonctionnement de la pompe à entrainer.La baguette de gorge du stator comprend une ou plusieurs découpes rondes de sorte que,d!une part la conductance de dispersion de la partie inférieure de la gorge du stator soit cJnsidérablement réduite, et que d'autre part, par l'introduction ou enfoncement de barres rondes d'isolation pne déformation des dents par des contraintes de pression provenant du tube d'entrefer soit évitée . De telles barres peuvent être des barres rondes étirées, renforcées de fibres de verre et réalisées en résine époxy ou, si les températures sont supérieures à 1500, des barres en céramique oxydées.La baguette entre les découpes zendes et l'alésage du stator est en plus remplie ou recouverue selon Martens d'une résine sans dissolvant, remplie de matière appropriée de remplissage et réalisée à base de résine époxy possédant une stabilité élevée de température et de armez Pour des contraintes de température extremement élevée , il convient de choisir comme matière pour le remplissage des gorges des résines de silicium exempte de dissolvant, avec des matières appropriées de remplissage à base d'amiante ou de mica. Le paquet de tôles du stator lui-même est entouré par une enveloppe de tôles d'acier et est pourvu de bague de pression de tôles d'acier disposés dans la zone de la culasse du stator. Re outre, les tôles d'extrémité du paquet de tôles sont renforcées de façon correspondante. Trois tôles d'extrémité d'épaisseur d' 1 , 5mm et assemblées par collage ou soudure sont très souvent mises en place devant le paquet de tôles proprement dite en tôle dynamo. Les faces de front du paquet de tôles sont usinées dans la zone des gorges du stator de sorte qu'il s'étendent exactement perpendiculairement par rapport à 11 enveloppe extérieure du paquet de tôles et de l'alésage d u stator et possède des faces planes et parallèles les unes par rapport aux autres. Après l'introduction et la fixation de ltenroulemeni du stator et après l'enfoncement des barres isolantes ainsi qu'après le remplissage des fentes des gorgea les fac-es de front et l'alésage du stator sont finies avant la mise en place des tubes d'entrefer , afin que les douilles de renforcement prennent appui sur toute leur surface circulaire perpendiculairement sur les faces de front du paquet de tôles. Ainsi on obtient un système pour moteurs à tube d'entrefer, approprié aux contraintes de pression éivées. Le système conforme à l'invention résiste à une pression d'essai jusqu'à 750 atmosphères de surpression sans que déformation du paquet de tôles du stator et du tube d'entrefer à mince paroi et introduit se manifeste. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails, et avantages de celle-ci apparaitront mieux au cours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnes uniquement à titre d'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention etaans lesquels - la figure 1 illustre shématiquement un moteur électrique conçu selon l'invention, et - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale à travers une gorge du stator Le paquet de tôles feuilletées du stator 1,avec des tôles dynamo et une isolation thermique de haute qualité,comprend à ses deux côtés plusieurs tôles d'extrémité renforcées 2 qui sont assemblées par collage ou par soudure par point. Be paquet de tôles 1 est assemblé à sa circonférenceextérieure et à ses côtés de front par um enveloppe en tôle d'acier.Dans l'alésage du stator 8 est introduite un tube d'entrefer à mince paroi 6, qui est entouré , sa zone de sortie du paquet de tôles du stator, par des douilles de renforcement 7 pour pouvoir résister aux contraintes de pression éleva L'enroulement du stator 5 est considérablement plus écarté de l'alésage du stator que dans les cas de paquets de tôles de stator à gorges normales 1?espace de- gorge pour l'enroulement 10 de la gorge de stator 9 et pour cette raison relié à l'alésage du stator 8 entre les baguettes 13 par plusieurs découpes rondes 11. Ces découpes rondes sont remplies de barres de résine époxy 12 renforcées par des mèches-de laine de verre. Ces barres sont bien posées par un ajustement approprié dans les alésages de paquet de tôles du stator.Les extrémités des barres coïncident avec les plans des tôles d'extrémité 2. La face totale de front en-dessous de espace d'enroulement de gorge 10 est, avec l'alésage du stator 8 finit après la mise en place de l'enroulement 5 et avant l'introduction du tube d'entrefer 6. On obtient de cette façon que l'alésage du stator est aligné avec les faces de front et que les faces de fronts des douilles de renforcement reposent uniformément sur toutes leurs surfaces. Pour obtenir que le tube d'entrefer 6 repose uniformément sur toute sa surface dans l'alésage du stator 8, des fentes de gorgetou d'encoches 13 dans l'alésage du stator 8 sont remplim ou recouverus de- résine isolante 14 remplie et sans dissolvant. Le remplissage des gorges 13 doit être effectué de telle façon que les zones de bord de l'alésage du stator 8 soient recouvertes. Ces mesures assurez que, lors du finissage, après la réalisation des alésages du stator 8 , le tube d'entrefer 6 soit bien et uniformément posé. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. in particulier, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent REVENDIC AfC IONS 1. Paquet de tôles de stator avec enveloppe en tôle d'acier et de tôles d'extrémité renforcéenpour moteurs électriques comprenant un tube d'entrefer placé entre l'alésage de stator et le rotor et exposé à de fortes pression produites par la pompe entrainée pour la circulation du fluide, caractérisé en ce que I'espace pourles bobines obtenu par découpes d'encoches est plus profond que dans le cas dewmoteurs électriques classiques,pour pouvoir y loger des douilles de renforcement glissées sur le tube d'entrefer à l'extérieur du paquet de tôles de stator, et que les fentes de gorge devenues ainsi- plus longues sont interrompues par plusieurs découpes rondes remplies, dans la zone des dents de stator,de barres isolantes ayant des propriétés thermiques et mécaniques convenables pour renforcer mécaniquement le paquet de tôles de stator. 2. Paquet de tôles de stator pour moteurs à tube d'entrefer selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fentes entre la découpe et l'alésage du stator sont coulées ou recouvertes en résine isolante contenant des matièresde remplissage, après l'introduction des barres isolantes de telles façon que les zones de bord des tetes des dents comprennent une couche de résine assemblant supplémentairement par effet de collage les dents de stator et qui sont saisies lors du finissage de l'alésage du stator. 3o Paquet de tôle du stator selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise comme barre isolante deux barres en époxy-résine ou en résine de silicium étirées et renforcées par des mèches de soie ou de laine de verre, et , pour des contraintes extremement élevée de température, desbarresen céramique oxydées, comme renforcement mécanique de la partie découpée du paquet de tôles de stator. 4. Paquet de tôles de stator selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tôles d'extrémité constituées par plusieurs tôles d'acier de plus grade épaisseur sont assemblées entre elles par collage ou par soudure par point, et que les barres isolantes, après la mise en place des bobines de l'enroulement et avant que les fentes des gorges soient coulées, sont soumises à un travail de finissage0