Brevet FR2417655A1 — publié le 19790914

La présente invention se rapporte à une pompe à vis sans fin, en particulier, pour le transport des eaux usées, qui comprend une enveloppe cylindrique montée à rotation, à laquelle est reliée, de façon à être solidaire en rotation, une vis sans fin comportant un arbre-noyau central intérieur, ainsi qu'un mécanisme de rotation. Il existe une pompe à vis dont la vis sans fin n'est pas logée dans une enveloppe cylindrique, mais est montée de façon à tourner autour de son axe dans une auge oblique ayant une section approximativement semi-circulaire. Pour obtenir un débit acceptable de cette pompa il est nécessaire de réduire à un minimum l'inter- valle entre la vis ou plus précisément, entre son bord périphérique hélicofdal, et la face intérieure de l'auge. Indépendamment du fait que le respect de cette condition rend mal aisé et compliqué le montage de la vis sans fin, l'intervalle en question varie après un certain temps de service, par suite de la flexion de la vis sans fin. Ceci suffit en soi pour détériorer le débit de la pompe.A cela s'ajoute une usure tant de la vis elle-même que de l'auge qui se traduit par une diminution supplémentaire du débit de la pompe à vis. Dans une autre pompe à vis connue du type ci-dessus, l'enveloppe cylindrique entourant la vis sans fin se compose de deux auges approximativement du type ci-dessus, dont les bords longitudinaux rectilignes se touchent et sont reliés par soudage ou par vissage. Pour rendre solidaire en rotation la vis sans fin et son enveloppe, on place la vis, avant l'assemblage des deux auges, dans l'une de ces dernières puis, à partir du côté ouvert, on relie la vis à cette auge d'une manière appropriée, par exemple par soudage. Ensuite, on relie cette première auge, de la manière indiquée, à la seconde. En conséquence, il n'y a pas de liaison entre la vis sans fin et la seconde auge, d'où il résulte un assemblage relativement non-rigide entre la vis sans fin et son enveloppe. Ce qui précède explique que des flexions peuvent apparaître tant de l'enveloppe tubulaire de la vis que de la vis elle-même et peuvent avoir pour conséquences des grippages et de l'usure qui se répercutent de façon nuisible sur le débit, sur la consommation d'énergie, sur la fiabilité et sur la durée de service de la pompe. Par ailleurs, il subsiste entre la face intérieure de la seconde auge et le bord périphérique de la vis sans fin un étroit intervalle qui, pour Tes raisons indiquées plus haut, contribue à diminuer le débit de la pompe. La présente invention s'est fixé pour but d'apporter une pompe à vis du type spécifié ci-dessus qui ne présente pas d'intervalle entre la vis et la face intérieure de son enveloppe et où une flexion tant de la vis elle-même que de son enveloppe est évitée, dans une large mesure ou bien est rendue sans inconvénient. L'invention atteint les buts qu'elle s'est fixés en ce que la vis sans fin est reliée de façon étanche, tout au long de son bord périphérique hélicoidal à son enveloppe, de préférence, par soudage. Le mode de construction de l'invention produit une structure rigide au point que la pompe à vis peut, sans risque de flexion notable, être fabriquée, même sous de grandes longueurs. Dans le cas improbable où des flexions se produiraient néammoins, elles ne pourraient, en raison de la rigidité mentionnée, qu'être très faibles et du fait de la suppression de l'intervalle mentionné entre la vis et son enveloppe résultant de la solidarisation de ceux-ci, cette flexion serait inoffensive puisque la solidarisation en question élimine les à-coups et la friction entre la vis sans fin et son enveloppe et, par conséquent, l'usure entre ces dernières. En outre, un autre avantage de l'invention, qui résulte de la liaison étancheéntre la vis sans fin et son enveloppe, est d'empêcher un reflux du liquide transporté par la pompe. La vis sans fin et son enveloppe peuvent être faites d'une matière appropriée quelconque telle qu'une matière plastique. Tou tefois, il est préférable d'adopter un métal, en particulier Ita cier, pour la fabrication de la pompe. Un moyen particulièrement efficace pour obtenir une bonne rigidité par un procédé de fabrication relativement simple consiste à former l'enveloppe de la pompe avec une bande enroulée en hélice de manière à produire des spires juxtaposées dont les bords longitudinaux sont reliés, de préférence par soudage. L'avantage qui découle de ce procédé, en particulier, en ce qui concerne l'acces sibilité pendant la fabrication, peut encore être augmenté en ce qu'on relie les bords longitudinaux solidarisés d'au moins une bande simultanément avec le bord périphérique hélicoïdal de la vis sans fin, et en ce que le nombre des bandes correspond à celui des filets ou des spires de la vis.Ainsi, la bande, dont la largeur correspond à la distance axiale séparant les spires individuelles de la vis, s'enroule autour de la vis elle-même qui a été préfabriquée avec son noyau central servant d'arbre. Au besoin, plusieurs sections de bandes peuvent être montées l'une derrière l'autre dans la direction d'enroulement et peuvent être reliées d'une manière appropriée, par exemple, par soudage, aux sections déjà en place. Une forme de réalisation particulièrement judicieuse de l'invention, permettant d'obtenir une flexion minimale de la pompe à vis, en particulier, lorsque celle-ci est relativement longue, est caractérisée en ce que la pompe à vis, qui débite en oblique de bas en haut, possède un palier à son extrémité supérieure et un second palier à une certaine distance axiale de son extrémité inférieure. Le second palier peut être situé approximativement au milieu de la pompe, de préférence, à la manière d'une poutre articulée de Gerber, avec un espacement axial correspondant approximativement au tiers de la longueur de la pompe, par rapport à son extrémité inférieure. Le second palier, qui peut avantageusement avoir la structure d'un palier rotatif en couronne, est, de préférence, installé au-dessus du niveau le plus élevé du liquide transporté arrivant par l'amont. Lorsque la pompe à vis est très longue, ayant, par exemple, plus de quinze mètres, un palier supplémentaire peut être prévu. Du côté bas, c'est-à-dire du côté de la pompe à vis par lequel le liquide à transporter arrive, on a prévu, pour régler la vitesse de la pompe, un dispositif de commande à flotteur qui règle le débit. Etant donné que la quantité d'eau devant être transportée peut varier considérablement au cours de la journée, par exemple, en cas de pluie où des volumes d'eau particurière- ment importants doivent être évacués, il est proposé pour pouvoir maitriser des volumes variables de liquide par unité de temps d'utiliser pour l'entraînement de la pompe deux moteurs ayant des puissances différentes, dont l'un, qui a une puissance relativement faible, peut être réglé, de préférence, en continu, par le dispositif de réglage, à l'intérieur d'un domaine de vitesses relativement étroit correspondant à la quantité de liquide qui afflue normalement, tandis que le second, qui a une puissance plus grande, peut entrer en action lorsque le volume du liquide qui afflue dépasse un certain seuil, le petit moteur étant, dans ce cas, mis hors d'action, le second moteur ayant une vitesse constante et plus grande que celle de ce dernier. Les deux moteurs sont, de préférence, montés en série par l'intermédiaire d'un accouplement à roue libre. Ceci permet, dans des conditions économiques, de transporter avec une seule pompe, relativement rigide, et qui, par conséquent, peut être relativement longue, des volumes d'eau différents pour lesquels il était nécessaire, jusqu'à présent, de monter côte à côte plusieurs pompes à vis. Une autre forme de réalisation de l'invention est caractérisée en ce que dans le noyau central, de préférence, creux, est monté un conduit d'aération qui présente respectivement, pour chaque spire de la vis, un embranchement qui débouche au-dessus du niveau le plus élevé du liquide transporté dans l'espace correspondant du filet. Ce conduit assure, dans l'éventualité où l'entrée de l'enveloppe cylindrique de la vis serait noyée, l'aération nécessaire des spires de la vis et empêche ainsi un reflux du liquide transporté, ce qui garantit un amorçage convenable de la pompe à vis. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence à la figure unique du dessin annexé dont la partie supérieure est une vue latérale et la partie inférieure une vue en coupe d'une pompe à vis conforme à celle-ci. La pompe à vis représentée sert à transférer un liquide, par exemple de liteau usée, d'un premier réservoir ou d'un canal d'amenée 17 dans un second réservoir ou canal 18 qui est à un niveau plus élevé que le premier. Le réservoir ou canal inférieur 17 qui comporte une conduite d'arrivée 19, représente le côté d'amont ou immergé de la pompe à vis, tandis que le canal supérieur 18 en constitue l'aval ou le côté émergé. Le liquide qui sort à ltextrémité supérieure de la vis sans fin gagne, par un déversoir 16, le canal 18. La pompe à vis représentée comprend une enveloppe cylindrique 1 qui est solidaire en rotation d'une vis sans fin 12 montée sur un noyau central faisant fonction d'arbre 2. Le noyau 2 est creux et constitue un conduit central. Toute la pompe à vis est installée dans une position inclinée. Enfin, la pompe est montée à rotation et est pourvue à cette fin, d'un mécanisme d'actionnement qui sera décrit plus loin. Sur toute sa longueur, le bord hélicoïdal de la vis 12 est relié de façon étanche à l'enveloppe cylindrique, par exemple, par soudage. Dans I'exemple représenté, l'enveloppe tubulaire 1 est formée par trois bandes 13 enroulées en hélice de manière que leurs bords longitudinaux 14 se touchent. Sur le dessin, on n'a représenté que quelques-uns des bords longitudinaux 14. La bande 13 est, de préférence, en acier, ce qui permet de solidariser les bords longitudinaux 14 mentionnés par soudage. On obtient une bonne accessibilité des cordons de soudure pendant la fabrication ou pendant l'assemblage de la pompe à vis en s'arrangeant pour relier en même temps les bords longitudinaux 14 des bandes 13 avec le pourtour hélicoidal 3 de la vis 12, par exemple, par soudage. Le nombre des bandes 13 - qui dans le cas présent est trois - correspond au nombre des filets 15 de la vis sans fin 12 qui, dans le cas présent est également trois. La largeur des bandes 13 correspond à l'espacement axial a entre les différents filets 15 de la vis ou des bords périphériques 3 de celles-ci. La pompe à vis représentée, qui est inclinée de bas en haut et qui opère dans cette direction, possède à son extrémité supé- rieure un premier palier li et à une certaine distance axiale de son extrémité inférieure un second palier 10. Le second palier 10 est situé approximativement au milieu de la longueur de la pompe. D'autre part, le second palier 10, qui est situé au-dessus du niveau 6 du liquide devant être pompé a la forme d'un palier rotatif en couronne. Pour régler la vitesse de rotation de la pompe à vis, c'est àdire, la vitesse de son mécanisme d'entraînement, on a prévu dans le réservoir ou dans le canal 17 contenant le liquide à transpor ter un régulateur à flotteur 4 qui détermine le débit par unité de temps. De préférence, le régulateur à flotteur 4 est un dispositif de réglage à variation continue. Compte tenu du fait que le débit par unité de temps du liquide à pomper varie considérablement, en particulier, quand il s'agit d'eaux usées, on a prévu pour l'entraînement de la pompe à vis deux moteurs 7, 8 ayant des puissances différentes, qui sont montés en série par l'intermédiaire d'un accouplement à roue libre 9. Le moteur 8, qui a une puissance relativement faible, et dont la vitesse est variable peut, avantageusement, être réglable en continu en fonction du débit d'arrivée du liquide, à l'intérieur d'un domaine de vitesses relativement étroit. Par contre, le moteur 7, qui est plus puissant, et qui tourne à une vitesse constante et plus élevée, peut être mis en marche lorsque le débit d'arrivée du liquide dépasse une certaine limite, de préférence, en mettant en même temps à l'arrêt le moteur moins puissant. A l'intérieur du noyau creux 2 de la vis est monté un conduit de ventilation qui présente, pour chaque filet 15 de la vis, un embranchement débouchant au-dessus du niveau maximal 6 du liquide d'entrée. REVENDICATIONS 1. Pompe à vis, en particulier, pour le transport des eaux usées, qui comprend une enveloppe cylindrique montée à rotation, à laquelle est reliée, de façon à être solidaire en rotation, une vis sans fin comportant un arbre-noyau central intérieur, ainsi qu'un mécanisme de rotation, caractérisée en ce que la vis sans fin (12) est reliée de façon étanche à l'enveloppe cylindrique (1) tout le long de son bord périphérique hélicordal. 2.- Pompe à vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que la vis sans fin (12) est reliée à son enveloppe (1) par soudage, 3.- Pompe à vis selon la revendication 1 et/ou 2, caractérisée en ce que l'enveloppe (1) est formée par, au moins, une bande (13) enroulée de manière à former des spires hélicoldales successives, cependant que les bords longitudinaux (14) de la ou des bandes (13) qui se touchent sont reliés ensemble. 4.- Pompe à vis selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'une, au moins, des bandes (13) est en métal, de préférence, en acier. 5. Pompe à vis selon la revendication 3 et/ou 4, caractérisée en ce que les bords longitudinaux (14) de la ou des bandes (13) sont reliés ensemble par soudage. 6.- Pompe à vis selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que les bords longitudinaux (14) de la ou des bandes (13), qui sont reliés entre eux sont simultanément reliés au bord périphérique hélicoidal (3) de la vis sans fin (12). 7.- Pompe à vis selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que le nombre des bandes (13) correspond au nombre des filets tel5) de la vis sans fin (12). 8.- Pompe à vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la pompe à vis, qui s'élève en oblique de bas en haut, comporte un premier palier (11) à son extrémité supérieure et un second palier (10) qui est espacé axialement deson extrémité inférieure. 9.- Pompe à vis selon la revendication 8, caractérisée en ce que le second palier (10) est espacé de l'extrémité inférieure d'une distance axiale correspondant approximativement à un tiers de la longueur de la pompe. 10.- Pompe à vis selon la revendication 8 et/ou 9, caracté risée en ce que le second palier (10) est installé au-dessus du niveau (6) du liquide transporté. 11.- Pompe à vis selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le second palier (10) est un pa lier rotatif en couronne. 12.- Pompe à vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que pour régler la vitesse de rotation de la pompe, un dispositif de commande à flotteur (40) coopère avec le liquide transporté afin d'augmenter ou de diminuer le débit, suivant le besoin. 13.- Pompe à vis selon la revendication 12, caractérisée en ce que pour évacuer les quantités variables de liquide par unité de temps qui affluent, la pompe est entraînée par deux moteurs (7, 8) ayant des puissances différentes, le premier moteur (8), dont la puissance est plus faible, pouvant être réglé, au moyen du dispositif de réglage (4), opérant, de préférence, en continu, dans les limites d'un domaine de vitesses relativement étroit, correspondant à la quantité de liquide qui afflue, tandis que le second moteur((7), qui a une puissance plus grande, entre en ac tion quand la quantité de liquide qui afflue dépasse un certain seuil, le moteur (8) ayant une puissance plus faible étant mis hors d'action, le second moteur tournant à une vitesse constante et plus élevée que le premier. 14.- Pompe à vis selon la revendication 13, caractérisée en ce que les deux moteurs (7, 8) sont montés en série par i'inter- médiaire d'un accouplement à roue libre (9). 15.- Pompe à vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que le noyau central (2), qui constitue l'arbre de la vis sans fin est, de préférence, creux et renferme un conduit d'aération (5) comportant pour chaque spire (15) de la vis un embranchement qui débouche au-dessus du niveau le plus élevé (6) du liquide transporté, dans l'espace du filet correspondant.