Brevet FR2271424A1 — publié le 19751212

La présente invention concerne de façon générale les pompes centrifuges et plus précisément une pompe centrifuge de Pitot. Une telle pompe comprend un carter rotatif1 un dispositif d'introduction du fluide qui doit eAtre pompé dans le carter, un tube de Pitot fixé dans le carter et destiné à prélever du fluide près de la périphérie du carter, avec un effet de refoulement, et un conduit fixe de refoulement destiné à recevoir le fluide du tube de Pitot et relie å celui-ci, le conduit de refoulement étant coaxial au carter rotatif. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 776 655 décrit un exemple de pompe de Pitot. Dans une telle pompe, comme une pression hydraulique est créée dans le carter étant nnné la rotation de celui-ci, 'a une valeur nettement supérieure 8 -la pression du fluide admis, et comme les surfaces distantes le long du carter et sur lesquelles s'exerce la pression sont inégales, il existe 'ae poussée longitudinale résultante qui tend à déplacer le carter axialement contre ses paliers. flans le cas des pompes è plusieurs étages surtout, créant des pressions internes très éle uvées, la poussée longitudinale totale résultante exercée sur le carter dépasse souvent la capacité que peuvent supporter les paliers si bien que ceux-ci s'usent excessivement et présentent des pannes-. Selon l'invention, une pompe de Pitot comprend un dispositif incorporé et destiné à assurer la compensation de la poussée exercée par le fluide et tendant k déplacer le carter en diréction axiale, contre ses paliers, si bien que la charge des paliers est réduite. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé dont la figure unique est une coupe d'une pompe selon un mode de réalisation avantageux de l'invention. La pompe selon l'invention a un carter rotatif 9 porté par une structure fixe de support qui comprend un élément coulé 10 d'ent-rée-sortie, boulonné sur un boîtier il qui est lui-meme boulonné sur une plaque 12 formant cloison et une enareloppe 13. Une autre plaque 14 formant eloison et une cloche 15 d'extrémité sont boulonnées sur l'enveloppe 13. Un conduit central 18 forme un passage longitudinal 18a de refoulement et est placé perpendicuiairement au boîtier Il sur lequel il estoulonné. Un premier tube 19 de Pitot et un second tube 20 de Pitot sont portés sur le conduit 18, le second tube 20 ayant un coussinet formant un manchon ou un prolongement cylindrique tubulaire 21, qui tourillonne sur un organe de portée ayant la forme d'un arbre cylindrique ou d'un prolongement 22 d'arbre, associé au carter 9. Le carter 9 comprend un manchon 25 placé autour du conduit 18 et boulonné sur une cloche 26 d'extrémité. Un premier tronçon 27, un second tronçon 28 et une cloche 29 d'extrémité sont boulonnés successivement sur la cloche 26, l'arbre 22 étant boulonné sur la cloche 29. Un arbre 30 d'entraînement est boulonné sur la face externe de la cloche 29. L'arbre 30 est porté dans la plaque 14 par un palier 33. Une réserve d'huile du palier 33 est conservée dans la cloche 15 et une bague 34 de graissage facilite la répartition de l'huile. Le palier 33 comprend un joint empêchant le passage du fluide entre la cloche 15 et l'intérieur de l'enveloppe 13. Le manchon 25 du carter 9 est porté dans un autre palier 35 lui-meme porté dans le boîtier 11, une réserve d'huile du palier étant conservée dans le compartiment 36, une bague 37 de graissage étant placée.autour du palier. La plaque 12 empoche le passage du fluide entre le comparti.ment 36 d'huile et l'intérieur de l'enveloppe 13. Il existe un faible jeu, de l'ordre de 0,125 mm, entre l'intérieur du manchon 21 et l'extérieur de l'arbre cylindrique 22, et, étant donné sa longueur et sa dimension, cet espace constitue un joint fluide empêchant toute fuite importante de fluide de la chambre 53 dans cet espace, bien qu'une telle fuite soit souhaitable pour la lubrification de ces surfaces, selon l'invention. La matière en petite quantité qui fuit doit être retirée de l'intérieur de l'arbre 22 et cette opération est réalisée par un tube 65 d'évacuation disposé longitudinalement dans le conduit 18 et débouchant dans le passage annulaire 25a d'entrée en 66. Ainsi, toute fluide qui passe par l'espace compris entre le manchon 21 et l'arbre 22 est renvoyé à l'entrée et recircule dans la pompe, selon l'invention. Le fluide qui doit être pompé pénètre dans l'élément 10 par le passage 50 d'entrée et s'écoule dans le passage annulaire 25a dans le manchon 25 puis dans les passages radiaux 51 de la cloche 26 d'extrémité, avant de pénétrer dans la chambre 52. Le carter 9 est entraingEans le sens horaire, dans une vue de droite, par l'arbre 30, le tube 19 prélevant du fluide près de la périphérie externe de la chambre 52, avec un effet de refoulement, et le transmettant à une seconde chambre 53 par un passage annulaire 54 et des passages radiaux 55 de distribution formés dans le tronçon 28 du carter. Le tube 20 foncion- ne de la meme manière que le tube 19 et-transmet le fluide par passage 18a de l'intérieur du conduit 18, jusqu'au passage 58 de sortie. La pompe de Pitot décrite jusqu'a présent peut comporter un seul étage ou plus de deux étages, et non pas les deux étages représentés. Dans le mode de réalisation représenté, lorsque le carter 9 tourne à 3 000 tr/mn environ et que la pression du fluide 'a entrée est d'environ 1,75 bar dans les passages 50 et 25a, la pression du fluide la périphérie de la chambre 52 est de l'ordre de 21 bars, la pression dans le passage annulaire 54 est de l'ordre de 42 bars, la pression à la périphérie externe de la chambre S3 est de l'ordre de 63 bars, et la pression dans le conduit 18 d'évacuation est de l'ordre de 84 bars. De plus, la pression près de la périphérie interne de la chambre 53 est de l'ordre de 49 bars. En l'absence du manchon 21, de l'arbre 22 et du tube 65, la pression~relativement élevée du fluide régnant dans la cham- bre 53 s'exerce sur la totalité de la surface gauche de la cham- bre, comme représenté sur le dessin, alors que la pression exercée sur la partie droite de la chambre est réduite de la sec tion du support du tube de Pitot en 56. Dans ce cas, comme la section à droite de la chambre 53 est inférieure å la section à gauche, il existe une force résultante agissant sur le carter 9 et tendant à déplacer celui-ci longitudinalement vers la gauche, sur le dessin, et étant donné les pressions relativement élevées impli-quées, les paliers 33 et les éléments coopérants peuvent supporter une surcharge axiale. L'arbre 22 a un diamètre externe sensiblement égal au diamètre externe 56 de manière que cette surcharge ne se transmette pas au palier 33, si bien que les surfaces efficaces droite et gauche de la chambre 53 sont pratiquement égales, les forces exercées par le fluide étant donc sensiblement égales. Ainsi, il n'existe pratiquement aucune force résultante agissant sur le carter 9 et tendant à déplacer celui-ci axialement et à surcharger le palier 33. Le manchon 21 constitue -aussi un support externe de l'extrémité gauche du carter 9, comme représenté sur le dessin, selon une autre caractéristique de l'invention. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'a' titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REYENDICATIONS 1. Pompe de Pitot, destinée à pomper Ull fluide, caractérisée en ce quelle comprend un carter rotatif autour d'un axe central, et comprenant une chambre annulaire de pompage, un bottier externe entourant le carter rotatif et ayant un ca nal d'entrée et un canal d'évacuation, un arbre d'entrafnement pénétrant à une extrémité du bottier et associé rigidement au carter, l'arbre ayant un prolongement cylindrique dépassant dans la chambre de pompage et concentrique à l'axe de celle-ci, et un palier placé entre l'arbre d'entratnement et le bottier, ladite pompe comprenant de plus un dispositif de forme générale tubulaire disposé longitudinalement dans le boîtier et sur lequel peut tourneur le carter, le dispositif tubulaire étant monté à demeure sur le bottier et ayant un passage d'entrée faisant communiquer le canal d'entrée et la chambre de manière que celle-ci reçoive un fluide à pomper, le dispositif tubulaire ayant un tube de Pitot monté à demeure sur lui et dépassant radialement dans la chambre, le tube de Pitot ayant,près de son extrémité externe, une entrée tournée en sens opposé au sens de rotation du carter, un passage assurant la communication entre Itentrée du tube de Pitot et un passage longitudinal de refoulement formé dans 11organe tubulaire, ce passage communiquant 'a son tour avec la sortie, l'organe tubulaire ayant un prolongement tubulaire cylindrique par rapport auquel tourne le prolongement cylindrique de l'arbre d'entratnement, la section efficace maximale du dispositif tubulaire dans la chambre étant sensiblement égale à la section efficace maximale du prolongement cylindrique de l'arbre de manière que la pression exercée par le fluide dans la chambre s1 exerce sur des zones sensiblement égales exposées dans la chambre, sur le carter et sur le dispositif tubulaire, et un dispositif destiné 'a relier le prolongement tubulaire cylindrique à une zone dont la pression est bien inférieure à la pression dans la chambre et qui est proche de la pression atmosphérique, de manière qu'il n'y ait pratiquement aucune force hydraulique qui tende à déplacer le carter axialement par rapport au bottier et sa surcharger le palier. 2. Pompe de Pitot, destinée à pomper un fluide, caractérisée en ce qu'elle comprend un carter rotatif autour d'un axe central, et comprenant une-chambre annulaire de pompage, un bottier externe entourant le carter rotatif et ayant un canal d'entrée et un canal d'évacuation, un arbre d'entratnement pénétrant à une extrémité du boîtier et associé rigidement au carter, l'arbre ayant un prolongement cylindrique dépassant dans la chambre de pompage et concentrique à l'axe de celle-ci, et un palier placé entre l'arbre d'entraSnement et le bottier, ladite pompe comprenant de plus un dispositif de forme générale tubulaire, disposé longitudinalement dans le boftier et sur lequel peut tourner le carter, le dispositif tubulaire étant monté à demeure surale bottier et ayant un passage d'entrée assurant la communication entre- le canal d'entrée et la chambre, et permettant ainsi l'introduction d'un fluide qui doit être pompe dans la chambre, le dispositif tubulaire t ayant un tube de Pitot monté à demeure sur lui et dépassant radialement dans la chambre, le tube ayant près de son extrémité externe une entrée tournée en sens opposé au sens de rotation du carter et un passage assurant la communication entre l'entrée du tube de Pitot et un passage longitudinal de refoulement de l'organe tubulaire, le passage longitudinal de refoulement communiquant à son tour avec la sortie, le dispositif tubulaire ayant un prolongement cylindrique tubulaire par rapport auquel tourne le prolongement cylindrique de l'arbre d'entraînement, la section efficace maximale du dispositif tubulaire dans la chambre étant sensiblement égale à la section efficace maximale du manchon cylindrique de manière que la pression du fluide présent dans la chambre s'exerce sur des surfaces sensiblement égales exposées dans la chambre, sur le carter et sur le dispositif tubulaire, et un conduit de refoulement placé dans le dispositif tubulaire et assurant la communication entre l'intérieur du prolongement tubulaire cylindrique et le passage d'entrée, la périphérie du prolongement cylindrique d'arbre et.l'intérieu-r du prolongement tubulaire cylindrique délimitant un faible espace entre eux, permettant l'écoulement d'une petite quantité de fluide de la chambre qui lubrifie l'espace compris entre le prolongement de l'arbre et le prolongement tubulaire, la petite quantité de fluide qui s'écoule étant transmise par le conduit de refoulement dans le passage d'entrée de manière qu'aucune force hydraulique pratiquement n'ait tendance à déplacer axialement le carter par rapport au bottier et à surcharger les paliers. 3. Pompe de Pitot, destinée à pomper un fluide, caractérisée en ce qu'elle comprend un carter rotatif autour d'un axe central, et comprenant une chambre annulaire de pompage, un boîtier externe entourant le carter rotatif et ayant un canal d'entrée et un canal d'évacuation, un arbre d'entraînement pénétrant à une extrémité du bottier et associé rigidement au carter, l'arbre ayant un premier organe cylindrique de support placé dans la chambre et concentrique-à l'axe de celle-ci, et un palier placé entre 11 arbre d'entratnement et le bottier, ladite pompe comprenant de plus un dispositif de forme générale tubulaire disposé longitudinalement dans le bottier, le carter qui est sensiblement cylindrique, pouvant tourner sur le dispositif tubulaire qui est lui-même fixé à demeure sur le bottier et qui comprend un passage d'entrée assurant la communication entre le canal d'entrée et la chambre, lors de l%ntrée d'un fluide qui doit être pompé dans la chambre, le dispositif tubulaire ayant un tube de Pitot fixé sur lui et dépassant ra dialement dans la chambre, ce tube de Pitot ayant près de son extrémité externe une entrée tournée en sens opposé au sens de rotation du carter et un passage assurant la communication entre l'entrée et un passage longitudinal de refoulement placé dans l'organe tubulaire, qui, lui-même, communique avec la sortie, le dispositif tubulaire ayant un second organe cylindrique de support par rapport auquel tourne le premier organe cylindrique de support, la section efficace maximale du dispositif tubulaire dans la chambre étant sensiblement égale à la section efficace maximale du premier organe de support, de manièrique la pression exercée dans la chambre par le fluide agisse sur des zones exposées du carter et du dispositif tubulaire qui sont sensiblement égales, les organes de support délimitant entre eux un petit espace permettant l'écoulement d'une petite quantité de fluide de la chambre, ce fluide luhrifiant les organes de support, et un conduit d'évacuation placé dans le dispositif tubulaire et destiné à transmettre le fluide qui s'est échappé dans le passage d'entrée de manière qu'aucune force hydraulique résultante en pratique ne tende à déplacer axialement le carter par rapport au bottier et à surcharger le palier.