Brevet FR2232690A1 — publié le 19750103

a présente invention concerne une pompe centrifuge à un seul étage dans laquelle le volume de pompe est circulaire et dont le diamètre de la roue å aubescorrespond sensiblement au diamètre du volume de la pompe, et dans laquelle également au moins une sortie configurée en diffuseur débouche directement de manière sensiblement tangentielle dans le volume de la pompe. tes pompes centrifuges de ce type présentent des avantages en raison de leurs petites dimensions extérieures qui resultent du fait que ces pompes ne présentent pas un volume extérieur habituel de forme hélicoldale qui,sinon, absorbant directement le liquide circulant ou par l'intermédiaire d'une couronne d'aubes fixes .Par ailleurs, ces pompes conviennent particulièrement bien pour former une pression élevée et elles présentent une caractéristique plate, ctest-à-dire que la pression délivrée ne varie que très légèrement au fur et à mesure que le débit augmente, et ceci jusqu a un débit qui correspond à la vitesse du liquide à l'entrée de l'évacuation d'un ordre de grandeur analogue à la vitesse périphérique de la roue à aubes A partir de ce débit, la pression tombe brutalement ta pompe conforme à l'invc tion est caractérisée par le fait que 1 'évacuation en forme de diffuseur est formée par un orifice conique dans le carter de la pompe et par une portion de diffuseur pouvant etre mnntée en prologement de l'o- rifice conique, dont le canal d'écoulement est formé par une portion de canal cylindrique et une portion de canal conique s'y raccordant. On obtient de cette manière une pompe pouvant être adaptée de manière simple à la caractéristique désirée, sans qutil soitrécessaire de procedér à une adaptation de la pièce formant diffuseur. La caractéristique peut etre en effet modifiée dans une zone vaste par le perçage dutrou conique la pompe pouvant cependant être utilisée avec une pièce formant diffuseur inchangée. Cela signifit qu'en Stocklt quelques différentes dimensions de pièces formant diffuseur , on peut livrer des pompes présentant-des caractéristiques adaptées dans une large zone pour les cas particuliers. Coformément à l'invention, l'orifice conique à I'extrémité de l'évacuation présente un diamètre qui est d'autant plus petit par rapport au diamètre de la portion de canal cylindrique qu'un prolongement voulu de l'orifice conique à l'intérieur de la pièce formant diffuseur est tangent au canal d'écoulement de la pièce formant diffuseur au niveau de la transition entre la portion de canal cylindrique et la portion de canal conique .Ceci définit le plus petit diamètre de 1' extrémité large du trou conique pour lequel un eventuel détachement d'interface se produisant en raison de l'élargissement brusque de la section au niveau de la transition de l'orifice dans la portion de canal cylindrique peut etre intercepté avant la transition dans la-portion de canal conique de la pièce formant diffuseur , si bien que le degré d'efficacité du diffuseur n'est pas sensiblement diminuée. Par ailleurs, le trou conique peut être agrandi en étant percé à un diamètre dont la dimension correspond au diamètre de la portion de canal cylindrique, pour la caractéristique varant de manière correspondante. Au cas où pour 11 orifice on a prévu une dimension inférieure à la dimension maximale , il est de peu d'importance que la pièce formant diffuseur soit rapportée ou non exactement coaxialement au trou. Ainsi, le montage de la pièce formant diffuseur est considérablement facilité. Conformément à l'invention, ceci étant vu dans la direction parallèle à l'axe de rotation de la roue à aubeS la partie extérieure du carter de la pompe peut etre de forme parallélépipèdique . Cette forme est avantageuse par le fait qu'elle permet que le carter de la pompe puisse comporter jusqu'à quatre sorties du type prévu par l'invention, qui peuvent etre ensuite utilisées pour alimenter plusieurs systèmes de pression parallèle avec des débits prédéterminés . te débit de chaque sème est maintenu constant approsimativement,même si la pression varie considérablement -. 'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre en se référant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant divers modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une coupe axiale d'un mode de réalisation de la pompe conforme à l'invention ; - la figure 2 est une coupe de I.'objet de l'invention à échelle agrandie - la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III III de la figure 1 - la figure 4 estune coupe suivant la ligne IV - IV de la figure 1 ; et - la figure 5 est une coupe suivant la ligne V - V de la figure 4. Le carter de la pompe représente sur les dessins se compose de trois parties, à savoir d'une partie avant1, d'une partie médiane 2 et d'une partie arrière 3. Ces trois parties smt fabriquées par usinage sans copeau de blocs d'aciermou , et le volume de la pompe est formé par un intervalle situé entre la partie avant 1 et la partie médiane 2, ledit intervalle étant obtenu par lé fait que la partie avant présente un évidement limité par une paroi cylindrique 4 et unfond 5, qui débouche dans un orifice d'entrée 6 de la pompe en étant entouré par un collet 7 pour permettre le raccordement à une canalisation d'amenée.L'arrière du volume de la pompe est formé par une partie annulaire extérieure 8 de la partie avat de la partie médiane 2, qui présente un évidement assez bas 9 pour recevoir le moyeu 10 de la roue de la pompe. Le moyeu 10 porte des aubes 12 disposées radialement, dont les extrémités se trouventimmédiatement à l'intérieur de la paroi cylindrique 4, si bien que la roue de la pompe remplit approximativement entièrement le volume de la pompe Comme on le remarque mieux à l'aide de la figure 2, la roue de la pompe est fixée sur l'arbre 15 à l'aidé d'une vis 16 et d'une partie 17 venant en prise dans l'arbre 15 et dans le moyeu 10 de la roue à aubes. La vis 16 présente iii collet 13 et, entre ce dernier et le moyeu 10 , -on a prévu un joint d'étanchéité 14.Sur la face arrière du moyeu 10 est fixée une bague 18 qui présente'sur sa face arrière un évidement 19 dans lequel est logée une bague coulissante 20, par exemple en métal fritté , en carbone ou en céramique, si bien que cette bague coulissante tourne en même temps que la bague 18. La bague coulissante 20 cooptée avec une bague coulissante 21 qui est logée dans un évidement 22 dans la première face frontale d'une douille 23. Cette douille 23 est montée à l'intérieur d'un volume 24 formé par un orifice médian de la partie médiane 2 et est entourée par un joint double formant lèvres 25 qui vient en prise partielement sur la face frontale de la douille 23-et partiellement dans la paroi intérieure de l'orifice 24 ainsi qu'au foidd'un évidement 26 comportant une bague 27, ladite bague étant fixée sur la partie médiane 2 à l'aide de quatre vis dont la disposition est montrée à la figure 7. La douille 23 comporte sur sa zone d'extrémité arrière une fente 30 dirigée axialement (figure 2) dans laquelle vient en prise un axe 31 fixé dans la bague 27. La douille 23 peut en conséquence se déplacer axialement, mais elle est empêchée de tourner par rapport à la bague 27 . Entre l'arbre 15 et la douille 23 est prévue un ressort de pression 33 qui maintient au contact l'un de l'autre les deux bagues coulissantes 20 et 21. La face frontale avant et la face frontale arrière du moyeu de la roue de pompe sont reliées par l'intermédiaire de quatre canaux de compensation 34, et l'on comprendra en conséquence que le dispositif d'étanchéité de la pompe est formé par le joint mécanique entre les deux bagues coulissantes 20 et 21 et le joint à lèvres 25 double entourant la douille 23. te carter de pompe composé des parties 1 , 2 et 3, est solidaire d'un bâti 35, des pièces d'écartement 36 étant soudées sur la face arrière de la partie 3 du carter , qui sont soudées par leur autre extrémité sur la face frontale du bati 35. Le bâti 35 porte un moteur non représenté pour entraîner la roue à aubeset porte par ailleurs, par l'intermédiaire d'un logement 37, l'arbre 15. Les trois parties de carter 1,2 et 3 sont assemblées en étant serrées par quatre vis 38, dont la disposition es montrée à la figure 3 et, par ailleurs, dans une vue de côté à la figure 5. Be carter de pompe formé par les parties 1,2,3 est de forme paralléléptedique , lorsqu 'on le regarde dans le sens de l'axe de l'arbre 15, et les quatre vis 38 sont disposées dans les coins de ce parallélépipède , si bien que les dimensions extérieures du carter peuvent être maintenues à l'intérieur de linges définies et étroites puisque cette disposition permet le plus grand diamètre possible de la paroi de cylindre 4du corps de pompe,en conservant simultanément une faculté de résistance suffiaante vis-à-vis des pressions élevées fournies par 7a pompe La pompe représentée comporte une seule évacuation qui est formée par le trou conique 40 (figure 4) , qui part de la première face extérieure plane de la partie avant de carter et débouche au travers de la paroi cylindrique 4 sensiblement tangentiellement dans le volume de la pompe . Une pièce 41 formant diffuseur fait partie de ltévacuation 4,qui est fixée au moyen de quatre vis 42 sensiblement coaxialement au trou 4 . Le canal d'écoulement de la pièce formant diffuseur se compose d'une portion de canal cylindrique 43 et d'une portion de canal conique 44 qui sty rattache.La pompe peut également comporter quatre évacuations au lieu d'une seule, qui , comme le montre la figure 4, sont configurées de la même manière et sont disposées respectivement sur les côtés du carter dela pompe Au cours de la fabrication de la partie avant 1 du carter, le trou ou les trous 40 sont réalisés avec la conicité représentée sur les dessins, mais avec un diamètre côté carter plus important qui présente une dimension telle qu'un prolnngement intentionnel de la surface intérieure du trou conique 40 est tangent à la transition 45 entre la portion de canal cylindrique 43 et la portion de canal conique 44 Ceci constitue le trou le plus étroit qui convient à la pièce formant diffuseur représentée sur les dessins .Pour la dimension indiquée du trou 40, il se formera,pour le liquide s'écoulant, un élargissement en-sectiOn brutal ,de périphérie relativement faible qui se situe à peu près au niveau correspondant au degré d'efficacité d'un diffuseur idéal. Un détachement d'interface du liquide provoqué éventuellement par l'élargissement brutal de la section est intercepté en raison des dimensions du trou 40 par rapport à celles de la transition 45 sur ce dernier et ne peut entrainer pour cette raison aucune perte de pression sensible.Par l'utilisation d'une portion de canal cylindrique 431on obtient donc que la caractéristique de la pompe soit adaptée de manière simple aux différents cas, à savoir par le percement du trou 40, la plus grande limite de dimension de ce trou correspondant à un diamètre donné sur le côté sortie du carter qui correspond au diamètre de la portion cylindrique de canal 43. Toutefois, si l'on conserve quelques pièces formant diffuseur de dimensinns différentes en stock on peut élargir la zone à l'intérieure de Laquelle le trou 40 peut être percé si bien que l'on peut procéder à une adaptation de la caractéristique de la pompe suivant les cas dans une zone assez grande, uniquement en utilisant différentes pièces 41 formant diffuseur. Lorsque la pompe comporte plus d'une sortie ou évacuation, ces dernières peuvent être adaptées au débit désiré individuellement en réalisant des perçages plus ou moins grands pour les trous coniques correspondants, si bien quechaque sortie peut être utilisée pour l'alimentation de plusieurs systèmes de pressionsparallèles, avec chacun un débit prédéterminé. Lorsque le ou les trous coniques ne peuvent pas être percés au diamètre le plus grand adapté aux pièces formant diffuseur disponibl, il n'est pas nécessaire de respecter une grande précision au cours du montage si l'on veille à ce qu'aucune partie de la paroi de la portion de canal cylindrique 43 ne dépasse de la paroi intérieure dutrou conique 40. En raison de la forme rectangulaire de la pompe, le nettoyage et l'entretien peuvent être réalisés de manière simple et,par le petit volume de pompe qui ne présente pas la forme hélicoidale généralement rencon- trée dans les pompes centrifuges, on arrive à avoir des dimensions extérieures limitées. Il est encore possible,par la configuration de la pompe conforme à l'invention,d'accéder facilement aux joints ondulés pour les vérifications, étant donné que Par le démontage ds quatre vis 38, la partie avant du carter peut être retirée , à la suite de quoi on enlévera la roue de pompe en dévissant la vis 16 de l'arbre 15. En même temps, on retirera la bague 18 et la bague coulissante 20, puis on enlèvera la bague coulissante 21 et la douille 23 en même temps que la partie médiane 2 du carter . te Joint double à lèvres peut être ensuite libéré par le dévissage des vis 28 et le démontage de a bague 27. Pendant ce démontage, la partie arrière 3 du carter est maintenue sur le bâti 35 par les pièces d'écartement 36, mais seul le palier 37 peut être retiré pour un examen par le Mit qu'un couvercle 47,qui apparait à la figure 3, peut être enlevé par un orifice médian de grandes dimensions 48 de la partie arrière 3 du carter de la pompe Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qutà titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des 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. R E V E N I C A T I 0 N s. 1. Pompe centrifuge a un seul étage, dans laquelle le volume de la pompe est circulaire et dont le diamètre de la roue à aube correspond sensiblement au diamètre du volume de la pompe , et dans laquelle on a également prévu au moins une sortie configurée en diffuseur débouchant sensiblement tangentiellement et directement dans ledit volume de la pompe , carac térisG en ce que la sortie en forme de diffuseur est formée d'un trou conique dans le carter de la pompe et d'une pièce formant diffuseur pouvant être montée en prolongement du tou conique précité , dont le canal d'écoulement est formé par une portion de canal cylindrique et une portion de canal -conique se rattachant à cette dernière. 2. Pompe centrifuge selon la revendiation 1, caractérisée en ce que le trou c-onique précité à l'extrémité de sortie présente une surface de section qui est d'autant plus petite que la surface en section de la portion cylindrique de canal qu'un prologement voulu du trou conique dans la pièce formant diffuseur-est tangent aucanal- d'écoulement de la pièce formant diffuseur au niveau de la transition entre la portion cylindrique de canal et la portion conique de canl 3. Pompe centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que,vu parallèlement à l'axe de- rotation. de la roue à aubeS le côté extérieur du carter de la pompe est Te forme parallélépipèdique et en ce que, sur l'une ou deux ou trois en encore quatre des côtés ainsi formés, un trou conique comportant une pièce formant diffuseur débouche.