Brevet FR2336575A1 — publié le 19770722

La présente invention concerne une pompe a entraînement magnétique et. a trait notamment à une pompe rotative puissante a entraînement magnétique dans laquelle l'élément menant et l'élément mené sont séparés l'un de l'autre et sont indépendants l'un de l'autre et dans laquelle aucune poussée ntest exercée dans la direction axiale de la pompe en raison de la suppression de la force magnétique produite dans ladite direction entre les éléments menant et mené. Dans une pompe classique de ce genre on utilise des aimants cylindriques mené et menant disposés concentriquement l'un dans l'autre pour transmettre un couple d'une source de force motrice a la roue a aubes d'une pompe. Un but principal de la présente invention est de réalisér une pompe rotative perfectionnée a entraînement magnétique munie d'une roue a aubes -et apte a assurer un entraînement magnétique important a travers un diaphragme imperméable Plusieurs formes d'execution de la présente invention sont décrites ci-apres a titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une pompe rotative a entralnement magnétique de type classique ;; -la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'une pompe rotative à entraînement magnétique conforme à-la présente in invention ; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation de la pompe rotative a entraînement magnétique conforme à la présen- te invention ; et - la figure 4 est une représentation graphique du rapport entre une certaine combinaison d'aimants et le couple ainsi assuré oa entre l'espacement entre les aimants et le couple assuré par ces aimants. Sur la figure 1 on voit une pompe rotative entraînement magnétique classique comprenant par exemple un aimant cylindrique extérieur 2' monté sur une extrémité de l'arbre d'entraînement 7' d'un moteur (non représenté) destiné à faire tourner l'aimant 2' de la pompe, un aimant cylindrique intérieur 1' monté sur une extrémité de l'arbre rotatif 5' de la pompe, l'aimant 1' étant disposé à I'intérieur de l'aimant 2', et un diaphragme imperméable interposé entre les aimants. Dans une pompe rotative à entraînement magnétique classique, les aimants intérieur et extérieur sont entraînés respectivement en rotation par l'arbre en porte-à-faux 5' de la pompe et l'arbre 7' du moteur. La pompe occupe de ce fait un volume important et il se pose aussi un probleme en ce qui concerne le fonctionnement du diaphragme. Dans une autre pompe classique de ce type, dans laquelle un aimant menant est monté directement sur l'arbre d'entrainement, un aimant mené est monté directement sur la roue à aubes de la pompe dans la chambre de pompe, l'aimant menant entraînant en rotation la roue à aubes à travers -le diaphragme dans la chambre de pompe. Un couple d'entraînement transmis de l'aimant menant à l'aimant mené s accroît avec l'augmentation de l'attraction magnétique produite entre ces aimants, mais une telle augmentation de l'attraction magnétique est appliquée directement, sous forme d'une poussée, sur un roulement situé dans la chambre de pompe, ce qui soulève de nombreux problèmes tels que l'usure excessive du roulement et le coût élevé qu'entraîne la haute précision exigée dans l'assemblage de l'aimant menant et du corps de la pompe. La pompe conforme à la présente invention est différente de ces pompes classiques et élimine les inconvénients mentionnés. Plus précisément la pompe conforme à la présente invention comprend un élément mené dans lequel au moins un aimant permanent mené est monté sur l'arbre rotatif de la pompe et un élément menant dans lequel au moins deux aimants permanents menants sont montés sur un arbre d'entraînement (à relier à une source de force motrice) aligné avec l'arbre rotatif, aimants qui peuvent tourner concentriquement par rapport à l'arbre rotatif de la pompe et qui peuvent entraîner en rotation l'aimant mené en raison de l'attraction magnétique entre les aimants menant et mené, les éléments menant et mené étant séparés et indépendants l'un de l'autre, ladite pompe étant caractérisée en ce que l'aimant menant est de préférence réalisé en forme de disque et éventuellement traité pour le rendre resistant à la corrosion, l'aimant mené étant monté sur une extrémité de l'arbre rotatif de la pompe tandis que la roue à aubes de la pompe est montée sur l'autre extrémité de cet arbre. L'aimant mené est logé dans un boîtier qui est séparé de la chambre de pompe ou qui est étanche aux liquides et à l'air vis-à-vis de cette chambre, ou si l'aimant mené est traité pour le rendre résistant à la corrosion, l'aimant mené ainsi traité peut-être logé dans un boitier résistant à la corrosion sans la nécessité de prévoir un joint étanche aux liquides entre la chambre de pompe et l'intérieur du boîtier de l'aimant. Les aimants menants, étant de préférence constitués d'un disque percé à son centre d'un trou ou ayant une forme annulaire, sont disposés de telle façon que l'aimant mené soit intercalé, par l'intermediai- re du diaphragme ou de la paroi du boîtier dans lequel est disposé l'aimant mené, entre les aimants menants (en d'autres termes, ces trois aimants sont disposés parallèlement les uns aux autres de façon que l'aimant mené soit disposé dans le boîtier entre les aimants menants). Les aimants menants sont reliés entre eux au moyen d'une plaque. On peut éventuellement envisager plusieurs dispositifs analogues comprenant des aimants mené et menants, un boitier et une plaue de liaison pour réaliser une pompe rotative puissante à entraînement magnétique. L'aimant mené en forme de disque que l'on envisage d'utiliser de préférence dans la présente invention peut être préparé par aimantation d'un matériau magnétique adéquat en forme de disque ou par encastrement de morceaux aimantés dans Ia surface ou périphérie d'un matériau adéquat en forme de disque. L'aimant annulaire menant utilisé de préférence dans la réalisation de la présente invention peut être préparé sensiblement de la même façon. Commue on l'a déjà mentionné ci-dessus, la pompe conforme à la presente invention peut être fabriquée, en fonction de la puissance désirée, de telle façon qu'un nombre désiré des aimants menés en forme de disque logés respectivement dans des boitiers soit disposé entre les aimants annulaires menants dans la pompe résultante. On décrit maintenant la présente invention avec plus de détails en se référant aux figures 2 à 4. Si on se rapporte à la figure 2 on y voit un aimant mené en forme de disque I qui a été traité pour le rendre résistant à la corrosion et qui est lo gé dans un boîtier à aimant 3 afin de séparer l'aimant de manière étanche d'une chambre de pompe 8, ou il peut être logé dans le boitier à aimant sans la nécessité de ltempêcher de venir en contact avec une solution chimique refoulée par la pompe si l'aimant mené I a été préalablement traité pour le rendre résistant à la corrosion et si le boitier 3 est en un matériau résistant à la corrosion ou a été traité pour le rendre résistant à la corrosion.L'aimant mené 1, disposé dans le boîtier à aimant 3, est situé entre des aimants menants annulaires 2 montés sur un roulement fixé à la paroi du boîtier 3 et les aimants menants 2 sont reliés ensemble à leur périphérie au moyen d'une plaque de liaison 4, as sur rant ainsi la meilleure exploitation des surfaces magnétiques aptes à produire une attraction magnétique pour obtenir un couple d'entraînement important à transmettre à la roue d'aubes 6 de la pompe. En outre, la poussée exercée en sens axial dans les pompes magnétiques classiques en raison de l'attraction magnétique des aimants n'est pratiquement pas exercée sur le-roulement qui supporte l'aimant mené I logé dans le boîtier à aimant 3. Comme on le représente sur la figure 3, deux ou plusieurs aimants menés 1, logés respectivement dans des boîtiers 3, peuvent être disposés le long de l'arbre rotatif 5 auquel ils sont fixés, chaque aimant 1 ainsi logé étant disposé entre des aimants menants 2, qui sont fixés à l'arbre d'entraînement 7 du moteur (non représenté) de telle façon qu'ils ne viennent pas en contact avec le corps de la pompe ni avec une solution corrosive refoulée par la Pompe. Lorsque les aimants menants annulaires 2 sont entraînés en rotation par le moteur par 11 intermédiaire d'un joint à cardan par exemple, ils entraînent en rotation à leur tour et en synchronisme avec eux le boitier 3 en raison de l'attraction magnétique. Du fait que les aimants menés 1 sont fixés à l'arbre rotatif 5 de la pompe et que la roue à aubes 6 de la pompe est fixée sur une ex trémité de cet arbre, comme on le voit sur la figure 3, la roue à aubes est , elle aussi, entraînée en rotation avec les aimants menés 1. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le mécanisme d'entraînement par transmission de couple se compose essentiellement d'au moine un aimant mené logé dans le boîtier et fixé à'arbre rotatif de la pompe et d'au moins deux aimants menants fixés à l'arbre de commande du moteur et reliés ensemble au moyen d'une plaque de liaison, chaque aimant mené logé dans un boîtier étant disposé entre les aimants menants, de telle façon que le mécanisme de transmission de couple soit rendu étanche aux liquides par rapport à la chambre de pompe ou indépendant d'elle pour éviter sa corrosion par une solution chimique refoulée par la pompe.Selon un autre mode de réalisation de la présente invention le mécanisme d'entraînement par transmission de couple peut être differencié de celui du premier mode de réalisation seuIëment en ce qu il réalise en un matériau résistant à la corrosion ou a été traité pour le rendre résistant à la corrosion et que le ou les aimants menés ont été traités pour les rendre résistants à la corrosion, permettant ainsi de séparer le mécanisme. de transmission de couple de la chambre de pompe sans la nécessitée de prévoir entre eux un joint étanche aux liquides. Dans ce dernier cas, du fait qu'ils sont résistants à la corrosion le boîtier à aimant et au moins un aimant mené ne seront pas corrodés même si une solution corrosive pénètre dans le boîtier par suite d'une fuite de la chambre de pompe.Par conséquent, les pompes conformes à la présente invention ont une vie utile plus longue. Comme on l'a déjà indiqué, le mécanisme d'entraînement par transmission de couple conforme à la présente invention se compose essentiellement d'un ou de plusieurs aimants menés logés chacun dans le boîtier a aimants et d'au moins deux aimants menants entre lesquels sont disposés le ou les aimants menés logés en boîtier, disposition qui permet la meilleure exploitation des surfaces aptes à produire une attraction magnétique des aimants menants et menés et, par conséquent, d'obtenir la plus grande force magnétique ou couple d'entraînement. Cela ressort de la figure 4 qui représente le rapport entre des combinaisons d'aimants menants et menés et le couple d'entraSnement ainsi obtenu. Sur la figure 4 on donne un graphique (A) qui représente le rapport entre un mécanisme d'entraînement par transmission de couple (désigné ci-apres "mécanisme de couple" pour la commodité) se composant d'un aimant mené 1 et d'un aimant menant 2 espacés d'une certaine distance l'un de l'autre, et le couple d'entraînement ainsi obtenu ; un graphique (B) qui représente le rapport entre un mécanisme de couple constitué d'un aimant mené 1 et de deux aimants menants 2 espacés d'une certaine distance dans cet ordre, et le couple d'entra;- nement ainsi obtenu; et un graphique (C) qui représente le rapport entre un mécanisme de couple constitué d'un aimant mené 1 et de deux aimants menants 2 entre lesquels est disposé l'aimant mené 1 à une certaine distance d'eux et le couple d'entraînement obtenu.En d'autres termes, la figure 4 représente rapport entre le nombre et la disposition des aimants menants et menés utilisés et l'es- pacement entre eux, et le couple d'entraînement obtenu Si on compare ces graphiques, on constate que le graphique (C) représente sensiblement des couples plus de deux fois plus grands que ceux que représente le graphique (A) et que le graphique (B) représente des couples d'entraînement sensiblement inférieurs à ceux représentés sur le graphique (C) et ce en raison de la maniere différente de disposer les aimants bien qu'on utilise le même nombre et le même type d'aimants pour obtenir les deux graphiques (B) et (C). Selon la présente invention le mécanisme de couple représenté sur la figure 2 peut être fabriqué d'une seule piece, tandis que le mécanisme de couple représenté sur la figure 3 peut être fabriqué comme un ensemble composé de deux unités. De la sorte, on peut assembler deux ou plusieurs unités pour obtenir le couple d'entraînement voulu. Le ou les aimants menés utilisés dans la présente invention peuvent être rendus résistants à la corrosion en les revêtant d'une résine synthétique telle qu'un terpolymere acrylonitrile-butadière-styrene ou un polypropylene ou en les revêtant d'une feuille non-magnétique adéquate d'acier inoxydable dtune épaisseur de 0,5 mm par exemple. Le ou les boîtiers à aimant utilisés dans la présente invention peuvent être en un matériau non magnétique, tel qu'une résine synthétique, ou ou en-acier inoxydable non magnétique, ou peuvent être recouverts comme on l'a indiqué ci-dessus. Les mesures prises pour combattre la corrosion peuvent varier selon les propriétés de la solution à pomper. REVENDICATIONS 1. Pompe rotative à entraînement magnétique comprenant au moins un aimant mene fixé à l'arbre rotatif d'une pompe et au moins un aimant menant fixé à un arbre d'entraînement destiné à être accouplé à une source de force motrice et positionné- de façon à être adapté pour tourner concentriquement avec la pompe rotative de la pompe entraînant ainsi en rotation au moins un aimant mené en raison de l'attraction magnétique produite entre les aimants menants et menés, le ou les aimants menants étant séparés et indépendants du ou des aimants menés, ladite pompe étant caractérisée en ce que le ou les aimants menés en forme de dispque sont fixés à une extrémité de l'arbre rotatif de la pompe, tandis que la roue à aubes de la pompe est fixée à l'autre extrémité de cet arbre, et sont logés chacun dans un-boîtier à aimant de façon à les séparer, de manière étanche aux liquides, de la chambre de la pompe et en ce qu'au moins deux aimants menants de forme annulaire sont positionnés de sorte que chacun des aimants menés-logés respectivement dans les boîtiers à aimant est disposé entre les aimants menants et sont reliés ensemble à leur périphérie au moyen d'une plaque à liaison, pouvant ainsi transmettre un couple d'entraînement élevé à la roue à aubes de la pompe lorsque cette derniere fonctionne. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisésen ce que le ou les aimants menés sont traités pour les rendre résistants à la corrosion et en ce que les boîtiers à aimant sont chaucn en un matériau résistant à la corrosion, évitant ainsi la nécessité de prévoir un joint étanche aux liquides entre la chambre de la pompe et l'intérieur de chaque boîtier à aimant.