Brevet FR2406102A1 — publié le 19790511

L'invention concerne des pompes centrifuges montées en série que l'on utilise dans des installations oùcirculent des fluides d'alimentation, telles que des installations de chauffage. Dans ce cas, plusieurs pompes centrifuges peuvent êbe branchées en série ou en parallèle. Ce montage est réalisé d'abord pour des raisons de régulation (addition des hauteurs de refoulement), et en second lieu également pour des raisons de régulation (addition des courants d'alimentation, ou pour réaliser une déviation sur une pompe de remplacement s'il y a défaillance d'une pompe centrifuge. Dans le montage en parallèle de deux pompes centrifuges par exemple, il faut prévoir l'installation coûteuse de tuyaux dits bifurqués, pourvus d'organes de retenue ou analogues permettant l'inversement automatique ou manuel de la circulation d'une pompe à une autre.De même, les pompes peuvent être inversées selon un intervalle détermix pour obtenir des durées de fonctionnement régulières. Les pompes peuvent être aussi mises en marche ensemble et simultanément pour augmenter le courant d'alimentation. Ces possibilités ne vont pas sans difficultés lorsqu'il s'agit de pompes centrifuges montées en série car la pompe à l'arrat devrait par exemple toujours être traversée par le courant et, du fait des pertes d'énergie de toutes façoziréduites d'une telle installation et de ce fait de la hauteur de refoulement réduite de la pompe centrifuge restant en fonctionnement, une fraction de la hauteur de refoulement se trouverait annihilée dans les parties de son bottier et de sa roue mobile traversées par le courant. De même, le danger de la production indésirable de bruits provoqués par les passages compliqués du courant ainsi que le danger d'une vitesse rotative réduite du rotor et de ce fait d'une usure des paliers seraient plus importants. D'un autre côté, dans un montage en série des pompes, les tuyaux bifurqués pourraient 8tre éliminés, et la place nécessaire au montage sur les côtés serait plus réduite. On connait déjà un ensemble constitué par deux pompes centrifuges montées en série et fonctionnant en commun alternativement ou tour à tour (brevet allemand Nb 1.808.411), mais ce système en tourne comme le montage en parallèle précédemment mentionné de deux pompes centrifuges la nécessité de mesures supplémentaires coûteuses constituées par des tubes additionnels ou des boîtiers additionnels. L'objet de l'invention est d'éliminer les inconvénients décrits de pompes montées en série et de ce fait de permettre l'ex- ploitation des avantages d'une disposition peu coûteuse et épargnant de la place, la solution étant constituée, lorsqu'il s'agit de pompes du type mentionné ci-dessus, par une déviation à fonctionnement automatique comprenant un organe de retenue rouvrant en direction de la chambre soumise à la pression et disposée entre la chambre d'aspiration et la chambre de pression, dérivation qui, lorsque la roue mobile est en mouvement et lorsque de ce fait une pression plus élevée règne dans la bâche spirale, ferme la tubulure d'aspiration contre cette dernière de sorte que la pompe en fonctionnement travaille alors normalement.En ce qui concerne cette déviation à fonctionnement automatique, on peut par exemple utiliser un passage pratiqué dans une paroi de séparation entre la tubulure d'aspiration et la bAche spirale respectives dans laquelle tourne la roue mobile. Les figures 1 à 6 représentent des modes de réalisation traditionnels et des exemples de réalisation de pompes centrifuges montées en série selon l'invention, à savoir la figure 1, une vue schématique d'un montage en série jusqu' ici habituel et comprenant les pompes 1 et 1' la figure 2, un montage en parallèle de ces pompes 1 et 1' entraînant l'utilisation conteuse de tuyaux bifurqués ainsi que d'un organe de retenue 3 destiné à la commutation du circuit d'une pompe à l'autre; les figures 3 et 3a par contre représentent un exemple de réalisation d'un montage en série selon l'invention comprenant une déviation 8 avec un organe de retenue 9 et une paroi de séparation 4 entre la tubulure d'aspiration 5 et par exemple la bâche spirale 6 dans laquelle tourne la roue mobile 7.Lorsque la roue mobile tourne et lorsque de ce fait une pression élevée règne dans la bâche spirale 6, l'organe de retenue 9 ferme la tubulure d'aspiration 5 par rapport à cette bâche, ce qui garantit un fonctionnement normal de la pompe. Quand la pompe 1 est à I'arr-t et quand la seconde pompe 1' montée derrière elle fonctionne, il règne dans la tubulure d'aspiration de la pompe à l'arrêt une pression plus importante que celle règnant dans la chambre 6 de sa bâche spirale, ce qui provoque l'ouverture de l'organe de retenue 9. La pompe en fonctionnement peut alors être traversée par le courant passant par la roue mobile à l'arrêt et en plus par l'organe de retenue 9, avec pour avantage une peigne très réduite de hauteur de refoulement et de faibles réductions de vitesse dans la roue mobile à l'arrêt, et de ce fait des bruits réduits et un fléchissement réduit de l'entratnement. Lorsque la pompe est remise en marche, organe de retenue 9 se ferme et le processus se reproduit dans l'autre pompe montée en série et maintenant arrêtée. Dans le cas où les deux pompes fonctionnent, les deux organes de retenue 9 se ferment et, dans le cas où les deux pompes sont a' l'arrêt quand l'installation de chauffage fonctionne par exemple par gravité, les deux organes de retenue 9 s'ouvrent et réduisent de ce fait la résistance des pompes à l'arrêt montées dans la conduite. Il est vrai qu'on connait déjà une ouverture entre la chambre d'aspiration et la chambre de pression dans des pompes de circulation de chauffage par exemple, permettant de régler la caractéristique de fonctionnement de la pompe en marche au moyen d'un pas- sage dont la grandeur peut être réglée à la main ou automatiquement. Lorsqu'un tel passage a de grandes dimensions, la pompe en question peut être alors réglée uniquement à la main en fonction également de l'importance correspondante du passage du courant porteur lorsque la pompe est à l'arrêt. Mais une ouverture automatique de ce passage n'est pas possible dans le mode de réalisation connu car il est réalisé soit sous forme d'une valeur à régler définitivement, soit sous forme d'un genre de clapet de retenue a'ouvrant dans la mauvaise direction en ce qui concerne le but de l'invention (brevet allemand NO 2.127.449). En vue d'élargir le domaine d'utilisation de l'invention, il est possible de disposer l'organe de retenue 9 en plus de la régulation par déviation connue, ou de le rassembler en une disposition commune (par exemple en une déviation de régulation que l'on peut régler au choix), en soulevant l'organe de retenue 9 et l & dessus en ouvrant complètement automatiquement le clapet de retenue 9 lorsque la pompe à l'arrêt est traversée par un courant séparé, ou bien comme déjà décrit, d'aménager seulement l'organe de retenue 9. Cet organe de retenue 9 peut alors entourer la totalité de la surface annulaire située entre les chambres d'aspiration et de pression, ou bien seulement une partie d'entre elles. Un autre exemple de réalisation est représenté sur la figure 4 où, dans une pompe de circulation de chauffage réalisée sous forme d'un moteur à tube ouvert, la totalité du rotor du moteur de la pompe est déplacé lorsque la pompe est à l'arrêt en direction laté rale du moteur par une force (telle que magnétique, mécanique etc.) agissant en direction axiale, formant ainsi un intervalle de passage 1i suffisamment important de la tubulure d'aspiration à la chambre de pression au niveau du col 10 du rotor, le courant d'alimentation précédemment mentionné y trouvant un passage additionnel. Lorsque la pompe est remise en marche, le rotor est à nouveau tiré en direction de la pompe après avoir surmonté la force axiale précé demment mentionnée par une force axiale appliquée du côté du moteur, le col du rotor s'enfonçant dans la partie de l'intervalle du cOté de l'aspiration et la pompe se remettant à fonctionner normalement. Ce déplacement ne peut être réalisé que par un déplacement du rotor à l'arrêt sur l'arbre vers le côté de la pression sous l'action d'une force axiale et qui, en fonctionnement, est à nouveau pressée par la force axiale du rotor à l'encontre de la force mentionnée - qui est plus petite que la force axiale - pour reprendre sa position axiale normale. Aussi bien dans le cas du déplacement axiale de la totalité du rotor que dans celui de la roue mobile seule, on peut utiliser une paire d'aimants permanents pouvant faire fonction de palier axial lorsque la pompe est remise en marche selon une disposition qui repousse les aimants (dans ce cas il n'est plus nécessaire de prévoir un autre dispositif coûteux et compliqué pour décharger la force axiale) et en outre, lorsqu'un déplacement axial désiré d'un des aimants est effectué par l'extérieur, la roue mobile ou la totalité du rotor est entraînée en direction du c8té de la pression et sert en plus de ce fait de régulateur de dérivation (par l'inter- médiaire de l'intervalle Il du côté de l'aspiration qui devient libre). Lorsque la position des aimants est inchangée, la régulation de la dérivation reste constante lorsque la pompe fonctionne et, lorsque la pompe est arrêtée et en raison du déplacement axial de la roue mobile, on obtient à nouveau la surface en section transversale augmentée réservée au courant de passage Il dans l'intervalle du côté de l'aspiration que l'on désire pour la disposition en série. Naturellement, le dispositif de montage, de régulation et de déplacement dans son ensemble peut être réalisé par exemple par une broche réglable que l'on peut déplacer du c8té de l'aspiration et associée à des paliers en métal dur et une combinaison de ressorts. Un exemple additionnel (figure 5) représente la roue mobile pourvue sur son disque de recouvrement 13 du côté du moyeu et du côté de la pression d'ouvertures de passage très importantes 14 contre lesquelles repose en fonctionnement normal de la pompe centrifuge un tiroir 15 qui ferme les ouvertures 14 lorsque la pompe fonctionne, du fait de la pression élevée règnant dans la chambre située sur les côtés de la roue et soumise à la pression et de ce fait suit la ligne caractéristique de fonctionnement normal. Ce n'est que lorsque la pompe est à l'arrêt et que le courant passe dans l'autre pompe branchée que ce tiroir s'ouvre et libère les ouverture de passage 14. Ce tiroir 15 peut être pourvu de son côté de petits alésages de décharge lorsqu'il s'agit d'une roue mobile normale. Un autre exemple de réalisation avantageux représenté sur la figure 6 permet d'élargir la régulation de la déviation et d'effectuer une combinaison avec un passage supplémentaire 18 pour rendre possible un montage en série des pompes. Dans ce cas, selon le concept de base de l'invention, un second plateau de soupape 17 fonctionnant en direction du c8té de la pression est disposé dans son ensemble sur un plateau de soupape de régulation 16 déjà connu, fonctionnant en direction du côté de l'aspiration (la pression dans la chambre en spirale étant plus grande que celle de la chambre d'aspiration) et commandé à la main ou automatiquement (brevet allemand NO 2.127.449), ledit second plateau maintenant fermées les ouvertures 18 du plateau de soupape de régulation 16 premièrement nommé lorsque la pompe fonctionne, en raison de la pression règnant dans la chambre en spirale qui est supérieure à celle de la chambre d'aspiration.Ce n'est que lorsque la pompe est à l'arrêt et est à nouveau traversée par le courant passant par la seconde pompe montée en série que ce plateau de soupape de régulation 17 s'ouvre et libère les ouvertures 18. Ce plateau de soupape de régulation 16 peut être réalisé sous forme d'un anneau circulaire ou ne recouvrir qu'une partie de la périphérie située entre la chambre d'aspiration et la chambre de pression, le plateau de soupape de régulation 17 pouvant être également constitué sous la forme d'un second anneau circulaire ou seulement disposé en un emplacement de la périphérie. Toutes les solutions décrites peuvent être combinées avantageusement les unes avec les autres selon les cas. L'aménagement selon l'invention de pompes centrifuges que l'on peut monter en série permet, indépendamment du concept de base de l'invention, d'utiliser les pompes individuellement tout en conservant tous les avantages d'une production et d'un montage uniformes sans que les dispositifs additionnels de l'invention constituent alors une gêne. REVENDICATIONS 1.- Pompes centrifuges montées en série, caractérisées en ce qu'il est prévu une déviation à commande automatique (8,11,14,18) comprenant un organe de retenue (9,10,15,17) s'ouvrant en direction de la chambre de pression entre la chambre d'aspiration et la chambre de pression respectives. 2.- Pompes centrifuges montées en série selon la revendicatn 1, caractérisées en ce qu'on utilise comme déviation un passage (8) aménagé dans la paroi de séparation (4) entre la tubulure d'aspiration (5) et la chambre en spirale (6) respectives. 3.- Pompes centrifuges montées en série selon la revendicatbn 1, caractérisées en ce qu'elles comprennent une roue mobile (7) de moteur de pompe que l'on peut déplacer axialement en direction du moteur par une action mécanique ou magnétique et un intervalle de passage (11) disponible lorsque la roue mobile est à l'arrêt dans la zone du col (10) de la roue mobile pour servir de déviation entre la chambre d'aspiration et la chambre de- pression. 4.- Pompes centrifuges montées en série selon la revendiedin 1, caractérisées en ce que la roue mobile (7) est pourvue d'ouvertures de passage (14) importantes sur un disque de recouvrement (13) du c8té du moyeu et du c8té de la pression, et d'un tiroir (13) susceptible d'être commandé en direction de la position de fermeture ou de la position d'ouverture lorsqu'il y a pression de fonctionnement du c8té de la pression ou surpression du côté de l'aspiration par rapport à ces ouvertures. 5.- Pompes centrifuges montées en série selon la revendication 1, caractérisées en ce qu'un plateau de soupape de régulation (16) fonctionnant en direction du côté de l'aspiration et comprenant un passage (18), et un plateau de soupape (17) additionnel fonctionnant en direction du côté de la pression, servent de déviation à régulation automatique.