Brevet FR2325848A1 — publié le 19770422

La présente invention concerne les paliers de pompes centrifuges et plus précisément les dispositifs de réfrigération prévus pour ces paliers lorsque les pompes avec lesquelles ils sont utilisés véhiculent des fluides à température relativement élevées. Dans le domaine des pompes centrifuges véhiculant des fluides tels que du gazoil léger à des températures pouvant atteindre 2500 et plus, on a déjà proposé de réfrigérer le palier prévu pour l'arbre de la pompe par une circulation d'eau dans des passages prévus dans le carter du palier. Un tel dispositif nécessite une circulation d'eau de réfrigération importante. Cette circulation peut atteindre par exemple 2 m3 par heure. La présente invention vise un dispositif permettant d'assurer une bonne réfrigération du palier sans nécessiter une telle utilisation d'eau, tout au moins dans les conditions d'utilisation normales. Plus précisément, l'invention vise un dispositif de réfrigération caractérisé en ce qu'il comporte un disque avantageusement porteur d'ailettes sensiblement radiales, qui est fixé à l'arbre de la pompe entre I'étanchéité prévue pour cet arbre en sortie du corps de pompe et le roulement qui est disposé entre cet arbre et le carter du palier, et en ce qu'au moins une ouverture est ménagée dans ce carter au niveau du disque en vue de l'établissement d'un courant d'air de refroidissement. La présence du disque à ailettes et la disposition d'au moins une ouverture dans le carter au niveau de ce disque créent ainsi une sorte de barrage thermique en avant du palier, barrage qui est susceptible de maintenir la température du palier à un niveau acceptable pour autant que l'apport de calories venant de la pompe n'excède pas un niveau déterminé. Ce barrage permet ainsi d'éviter, dans des situations normales, la circulation d'un liquide de réfrigération tel que de l'eau dans le carter du palier. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un palier de pompe centrifuge équipé d'un dispositif de réfrigération selon l'invention, - la figure 2 est une vue en bout du disque de réfrigération du dispositif équipant le palier de la figure 1, et - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III du disque représenté à la figure 2. Dans la figure 1, la référence 10 désigne une pompe centrifuge destinée à véhiculer des fluides à températures élevées, de l'ordre par exemple de 250 à 2800C. L'entrainement de la pompe est assuré par un arbre 12 dont l'extrémité 14 est destinée à être accouplée par tous moyens appropriés 16 au moteur d'entraînement de la pompe (non représenté). A sa sortie du corps 18 de la pompe 10, l'arbre de pompe 12 est monté sur un palier fixe indiqué par la référence générale 20. Le palier 20 se compose essentiellement d'un carter 22 qui est assujetti au corps de pompe 18 par une série de boulons tels que 24, et de deux roulements 26 et 28 disposés à un certain espace l'un de l'autre, entre l'arbre 12 et des alésages coaxiaux 30 et 32 ménagés dans le carter 22. Le roulement 28 comporte, dans l'exemple représenté, deux chemins de billes 34 et 36. Il est maintenu sur un épaulement annulaire 38 de l'arbre 12 par une bague 40 montée de manière amovible sur cet arbre. Il est maintenu par ailleurs contre un épaulement annulaire 42 ménagé dans l'alésage 32 par un bouchon 44 convenablement fixé par des boulons 46 sur le carter 22. Le bouchon 44 comporte une garniture annulaire d'étanchéité 48 apte à éviter une fuite vers l'extérieur du lubrifiant prévu pour le roulement 28. Le roulement 26 ne comporte qu'un seul chemin de billes 50. Il est maintenu en butée sur un épaulement annulaire 52 de l'arbre 12 par un bouchon 54 fixé au carter 22 par une série de boulons tels que 56. Comme le bouchon 44, le bouchon 54 comporte une garniture annulaire d'étanchéité 58 propre à éviter une fuite vers 1'extérieur du lubrifiant prévu pour le roulement 26. Les roulements 26 et 28 sont ainsi aptes à maintenir fermement dans la direction axiale l'arbre 12 dans le carter 22. Le carter 22 forme entre les roulements 26 et 28 une chambre 60 qui est destinée à recevoir un certain volume d'un lubrifiant convenable tel que de l'huile pour les roulements 26 et 28. Des passages axiaux 62 et 64 sont prévus dans le carter 22 pour conduire le lubrifiant contenu dans la chambre 60 vers les espaces annulaires définis entre le carter 22 et les bouchons 44 et 54. Selon l'invention, le carter 22 forme entre sa partie principale qui enferme les roulements 26 et 28 et sa partie qui est fixée au corps de pompe 18 une chambre 66 qui s'étend tout autour de l'arbre 12. Cette chambre 66 communique avec l'extérieur par l'intermédiaire de deux larges ouvertures opposées 68. Un grillage de sécurité 70 recouvre chacune des ouvertures 68, de manière à éviter l'introduction d'objets volumineux dans la chambre 66. La pompe 10 est de son côté pourvue d'une étanchéité angulaire de tout type approprié 72 disposée autour de l'arbre 12 et fixée au corps de pompe 18 par le moyen de boulons tels que 74 ; l'étanchéité 72 a pour but d'éviter une fuite vers l'extérieur du fluide véhiculé par la pompe 10. Dans la chambre 66 est disposé un disque 76 qui est pourvu d'une pluralité d'ailettes radiales 78 et qui est rendu solidaire par tous moyens appropriés de l'arbre 12. Dans une réalisation préférée, le disque 76 est réalisé en deux demi-couronnes 82 et 84 (voir la figure 2) qui sont serrées l'une contre l'autre par l'intermédiaire de boulons indiqués schématiquement en 83. Des vis 86 assurent le blocage du disque 76 sur l'arbre 12. La réalisation du disque 76 en deux parties 82 et 84 présente l'avantage de permettre, d'une part, une installation aisée du disque sans démontage de la pompe et, d'autre part, une dépose rapide du disque en vue par exemple de permettre une intervention sur la garniture annulaire d'étanchéité 58. L'entraînement du disque 76 par l'arbre 12 crée dans la chambre 65 une circulation d'air susceptible d'assurer une bonne réfrigération du palier 20. Ce disque 76 joue en effet le rôle d'un ventilateur et crée au droit du palier une sorte de barrage thermique. A titre d'exemple, on a constaté que le dispositif de l'invention permettait de maintenir le palier 20 à une température d'environ 650C pour une température de 2650C du fluide véhiculé par la pompe 10 (pompe process de type 2 1/2 ER2 de la société WORTHINGTON). Dans les mêmes conditions la température du palier aurait été d'au moins 800C sans le dispositif de l'invention, température qui constitue un maximum à ne pas dépasser pour les paliers à roulements. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réfrigération des paliers de pompes centrifuges dans lesquelles l'arbre de la pompe qui est destiné à être accouplé au moteur d'entraînement, est monté tournant dans un carter fixe associé au corps de la pompe par l'intermédiaire d'au moins un roulement, caractérisé en ce qu'il comporte un disque qui est fixé à l'arbre de pompe entre l'étanchéité prévue pour cet arbre en sortie du corps de pompe et le roulement et en ce qu'au moins une ouverture est ménagée dans le carter au niveau du disque de manière à permettre l'établissement d'un courant d'air apte à définir un barrage thermique au droit du palier. 2. Dispositif de réfrigération selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque est équpé d'une pluralité dtail- tes sensiblement radiales. 3. Dispositif de réfrigération selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un grillage de protection est disposé sur les ouvertures précitées ménagees dans le carter. 4. Dispositif de réfrigération selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le carter comporte deux roulements à billes espacés entre lesquels il définit une chambre destinée à recevoir un lubrifiant pour ces roulements. 5. Dispositif de réfrigération selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le disque est constitué de deux demi-couronnes fixées l'un à l'autre par au moins deux boulons.