Brevet FR2220693A1 — publié le 19741004

La présente invention se rapporte à une pompe centrifuge, notamment une pompe immergée, disposée dans un forage dans la terre pour pomper l'eau jusqu'au niveau du sol à travers un tube de forage, du type comportant un corps tubulaire allongé entourant un moteur électrique dont l'arbre d'entraînement s'etend vers le haut au travers d'une chambre d'admission qui est pourvue.d'%ri fices d'entrée d'eau, l'arbre traversant en outre une ou? plusieurs chambres de pompage qui contiennent chacune un rotor centrifuge monté sur l'arbre d'entraînement, la chambre de pompage supérieure étant reliée à un tube de pompage. Avec de telles pompes, il peut arriver que la pompe manque d'eau, par exemple dans le cas d'une pompe immergée, lorsque le niveau d'eau dans le forage ou la pompe est snstallée a baissé suffisamment pour que les rotors soient situés au-dessus du niveau de l'eau et soient alors remplis plus ou moins d'air.Entre la chambre de pompage la plus haute et le tube de pompage, on dispose généralement un clapet de non-retour qui est maintenu fermé sous l'effet de la pression de la colonne d'eau et le pompage de l'eau ne commence pas tant que la pompe n'a pas produit une pression suffisante pour ouvrir le clapet de non-retour. S'il n'y a pas une hauteur d'eau suffisante, la pompe aspire un mélange d'air et d'eau et l'air, du fait de son faible poids, peut s'accumuler dans une zone adjacente a l'arbore d'entraînement, l'air prenant au bout d'un certain temps un volume tel qu'il obture l'entrée du premier rotor de sorte que la pompe cesse de fonctionner. Si aucune mesure n'est prise pour empêcher cette situation, la pompe tourne sans eau et il en résulte un effet nuisible sur ses paliers. On peut éviter une telle situation en empêchant le moteur électrique de démarrer et de tourner si le niveau d'eau est trop bas dans le trou, ce problème pouvant être résolu a l'aide d'indri cateurs de niveau d'eau qui commandent par l'intermédiaire de moyens électriques le démarrage du moteur électrique et qui empêchent sa rotation si le niveau d'eau est trop bas. Cependant, un tel dispositif de commande est assez compliqué. On sait munir de telles pompes d'une ouverture supérieure par l'intermédiaire de laquelle l'air passant dans la pompe peut s'échapper mais l'existence de cette ouverture produit également un échappement d'eau en marche normale de sorte que le rendement de la pompe est diminué. La pompe de l'invention est caractérisée en ce qu'il est prévu sur l'arbre d'entraînement des moyens profilés et agencés de façon que l'eau se trouvant dans une zone adjacente à l'arbre d'entraînement soit refoulée vers le haut par des palettes ou volûtes en direction de l'entrée du rotor le plus bas tandis qu'une fraction substantielle de l'eau se trouvant dans la chambre d'admission s'écoule à l'extérieur de la zone d'activité des palettes. L'expérience et la pratique ont montré que des palettes qui sont toujours complètement ou partiellement immergées dans l'eau peuvent empêcher un fonctionnement è sec de la pompe du fait que, lorsque le niveau d'eau est bas, une pompe munie de tels moyens pompe l'eau à une pression normale mais avec un débit diminué du fait de la réduction de l'alimentation en eau, de sorte qu'il ne se produit pas de remplissage de la pompe avec de l'air. Les palettes ont pour effet d'entraîner vers le haut l'eau se trouvant dans une zone adjacente a l'arbre d'entraînement de sorte que l'eau est refoulée vers le haut en direction de l'entrée du premier rotor, ce qui perturbe l'équilibre entre l'eau et l'air se trouvant dans la pompe, tandis qu'une partie de l'eau que les palettes entraînent dans la pompe est retenue dans celle-ci, Ainsi la pompe reçoit une quantité nouvelle d'eau qui peut déplacer l'air se trouvant dans la pompe et ainsi elle est a nouveau obligée de travailler normalement. Du fait qu'une fraction importante de l'eau entrante s'écoule a l'extérieur de la zone d'activité des palettes, celles-ci n'affectent que très peu la fonction de la pompe en marche normale de sorte que la capacité de la pompe n'est pas limitée sensiblement. La force nécessaire pour entraîner les palettes est assez faible et sans importance pour le rendement total de la pompe. L'effet des palettes peut être comparé à ce qui se produit dans une pompe horizontale lorsque l'eau est entraînée par gravité vers le volume intérieur du rotor. Le volume d'eau entraîné dans le rotor est pompé vers l'extérieur ou bien, dans le cas ou llex- trématé de refoulement de la pompe est obturée, cette eau remplit la pompe. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de-la description, donnée- à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui est une vue latérale en section droite d'une pompe immergée suivant l'invention. La pompe comporte un corps ou carter tubulaire allongé 1 dans la partie de fond duquel est monté un moteur électrique 2 dont l'arbre d'entraînement 3 s'étend vers le haut au travers du corps. Au-dessus du moteur électrique, il est prévu une chambre d'admission 4 comportant plusieurs orifices 5 par l'intermédiaire desquels l'eau peut pénétrer dans la pompe. La partie de pompage proprement dite est placée au-dessus de la chambre d'admission 4. La pompe représentée comporte deux étages et il est prévu dans chaque étage un rotor centrifuge 6 pourvu d'une entrée 7.L'extrémité de-refoulement de l'étage de pompage supérieur est reliée à un tube de pompage 8 qui se prolonge vers le haut dans le forage ou-la pompe est montée; il est prévu entre le tube de pompage 8 et la chambre de pompage completement supérieure un clapet de non-retour pouryu d'un obturateur en forme de disque 9 sur lequel agit la colonne d'eau se trouvant dans le tube de pompage 8 pour obturer le clapet, ce dernier étant ouvert lorsque la pression régnant dans la chambre supérieure de pompage a augmenté à une valeur suffisante pour soulever l'obturateur 9 du clapet. A peu près au même niveau que les orifices 5, il est prévu sur l'arbre d'entraînement 3 une palette ou ailette 10 se présentant sous la forme d'une voûte de vis sans fin ayant une forme telle que, lorsque l'arbre tourne, elle refoule vers le haut l'eau se trouvant dans une zone adjacente à l'arbre. L'eau située entre la périphérie de la palette et la paroi intérieure de la chambre d'admission 4 n'est pas influencée par la rlette et elle circule vers le haut pendant la marche normale de la pompe sous l'effet de la succion produite par les rotors 6. En conséquence, la palette ne fonctionne pas normalement comme un moyen d'alimentation en eau de la pompe. La palette 10 peut être formée d'une bande de matière elas- tique qui est maintenue en position sur l'arbre par élasticité de la matière. La palette peut être profilée de telle sorte qu'elle puisse être montée sur-et démontée de l'arbre, les spires étant appliquées l'une contre l'autre dans une direction axiale de façon que le bord intérieur de la palette puisse être écarté de la surface de l'arbre. Dans la position de montage représentée sur le dessin, les spires de la palette sont appliquées contre la surface de l'arbre par les forces produites par l'élasticité de la matière. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s 'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATION Pompe centrifuge, notamment pompe immergée, du type comportant un corps tubulaire allongé (1) entourant un moteur électrique (2) pourvu d'un arbre d'entraînement (3) s'étendant vers le haut au travers d'une chambre d'admission (4) qui est en outre pourvue d'orifices (5) d'entrée d'eau, l'arbre traversant en outre une ou plusieurs chambres de pompage qui contiennent chacune un rotor centrifuge (6) fixé sur l'arbre d'entraînement (3), la chambre de pompage supérieure étant reliée à un tube de pompage (8), ladite pompe étant caractérisée en ce qu'il est prévu sur l'arbre d'entraînement (3) des palettes ou ailettes (10) qui sont profilées et agencées de manière que l'eau se trouvant dans une zone adjacente à l'arbre d'entraînement soit refoulée vers le haut par les palettes en direction de l'entrée (7) du rotor inférieur (6) tandis qu'une fraction substantielle de l'eau se trouvant dans la chambre d'admission (4) s'écoule à l'extérieur de la zone d'activité des palettes.