Brevet FR2398198A1 — publié le 19790216

L'invention concerne une pompe qui comprend un arbre entrat- nant une turbine de pompage logée dans un carter de pompe, ainsi qu'une boîte a garnitures qui est montée sur le carter, à l'exté- rieur de celui-ci, dans la région où l'arbre entre dans le carter. Pour empecher les fuites de liquides à la traversee de l'arbre, d'une pompe rotative, telle qu'une pompe centrifuge, ou d'une pompe alternative, par exemple, d'une pompe à pistons, diverses sortes de joints ont été imaginés, mais la plupart d'entre eux ne sont pas suffisamment efficaces et, de plus, sont motteux, à quoi s'ajoute que leur entretien demande beaucoup de travail. L'invention a pour objet une pompe qui comporte une chambre ménagée dans une boîte à garnitures, qui reçoit le liquide qui s'est échappé de l'intérieur du carter de celle-ci, ce liquide étant évacué de cette chambre par une petite pompe auxiliaire des tinée à renvoyer ce liquide à l'intérieur du carter de la pompe. Le but de l'invention n'est pas d'enrayer complètement les fuites le long du joint de traversée de l'arbre, mais de permettre de réaliser un dispositif qui empeche complètement les pertes de liquide et la pollution de l'environnement en recyclant dans le carter principal de la pompe le liquide qui s'est échappé, c'està-dire, en l'empêchant de s'échapper dans l'atmosphère et ce, en utilisant une petite pompe auxiliaire. Le dispositif de l'invention a, en outre, l'avantage de ne nécessiter aucune matière particulière coûteuse, ni des procédures d'usinage de précision, de sorte que son prix reste modéré, à quoi s'ajoute qu'il n'est pas nécessaire de démonter la pompe principale pour l'entretien et que la dépose d'une partie seulement de ce dispositif permet facilement de le réparer et de remplacer les composants détériorés avec un minimum de travail et de dépense. L'invention a également pour objet une pompe comportant en outre un dispositif pour séparer automatiquement les gaz et les liquides et qui renvoie seulement le liquide dans le carter de la pompe, grâce à quoi on évite les inconvénients dus à l'introduction de gaz ou d'air dans le carter de cette dernière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en reférence au dessin annexé,dans lequel : la figure 1 est une vue latérale d'une pompe centrifuge conforme à l'invention, vue du c & é du dispositif destiné à empêcher les fuites de liquide le long du joint de l'arbre ; la figure 2 est une vue en plan de la pompe centrifuge de la figure 1 ;; la figure 3 est une vue en coupe de la pompe précédente suivant la ligne A-A de la figure 4, le plan de coupe passant par la ligne médiane de l'arbre de celle-ci la figure 4 est une vue en coupe, perpendiculaire à l'arbre de la pompe précédente, suivant la ligne B-B de la figure 3, et qui montre la pompe auxiliaire prévue par l'invention la figure 5 est une vue latérale, identique à la figure I, illustrant un autre mode de réalisation du dispositif anti-fuite de l'invention, avec séparation des gaz et des liquides , la figure 6 est une vue en plan identique à la figure 2, mais qui se rapporte à la pompe de la figure 5 la figure 7 est une coupe verticale suivant une ligne A-A de la figure 8, et la figure 8 est une vue en coupe perpendiculaire à l'arbre, suivant la ligne B-B de la figure 7, et qui montre également la pompe auxiliaire utilisée par l'invention. En se référant aux figures I à 4, on voit un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention destiné à empêcher les fuites de liquide le long de l'arbre d'une pompe centrifuge. La pompe centrifuge représentée comprend des organes fixes et des organes mobiles. Les organes fixes comprennent une botte à paliers 13, un carter de pompe 1, un capot 3 et les composants secondaires qui s'y rapportent ; les organes mobiles comprennent un arbre 15, une turbine 14, une bride d'accouplement 18 et les composants secondaires qui s'y rapportent. Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe montrant l'intérieur de cette pompe. Le-couple d'une source motrice extérieur est appliqué à la bride d'accouplement 18 qui est solidaire de l'extrémité de l'arbre 15 de la pompe, lequel transmet ainsi ce couple à la turbine 14, laquelle est de ce fait, entraînée en rotation dans le carter I, l'arbre 15 étant supporté par deux roulements 17 logés dans la bote à paliers 13. Sous l'impulsion du couple de la source motrice extérieure, la turbine 14 en tournant dans la chambre délimitée à l'intérieur du carter 1 et du couvercle 3, aspire un liquide par l'ajutage d'aspiration 4 du couvercle 3. Le liquide ainsi aspiré dans la turbine 14 est propulsé par cette dernière et est évacué le long du pourtour de la bâche en spirale 5 formée dans le carter 1 et s'échappe par l'ajutage de sortie 2 dudit carter 1. Une partie du liquide propulsé par la turbine 14 passe dans l'intervalle qui subsiste entre la face arrière de cette dernière et la paroi adjacente du carter 1 et tend à s'échapper de l'enve- loppe de la pompe à l'endroit où l'arbre 15 entre dans le carter 1, en passant dans l'intervalle entre les organes fixes et mobiles de la pompe Pour éviter cette fuite, on a prévu un joint d'arbre ou de traversée à l'extérieur du carter 1 de la pompe. Ce joint de traversée comprend une boîte à garnitures 6 entourant l'arbre 15 et des inserts constitués par des garnitures avant 7 et arrière 8 remplissant la boîte, ainsi qu'un joint annulaire disposé entre ces garnitures, et un -presse-garniture 10 tenant ces inserts dans la boîte 6. Le liquide qui s'échappe de l'enveloppe de la pompe est d'abord arreté par les garnitures antérieures 7. Dans le cas ou la pression du liquide qui fuit est élevée, ou lorsque les garnitures avant 7 et le manchon 16 couvrant l'arbre 15 sont usés, le liquide peut arriver à la bague d'étanchéité 9 en traversant les garnitures avant Le liquide qui arrive à la bague d'étanchéité 9 s'écoule et s'accumule dans un réservoir 11 ménagé dans la boîte à garnitures 6 dans laquelle le joint annulaire est logé. Le liquide accumulé dans le réservoir Il est aspiré dans le carter à diaphragme 21 d'une pompe auxiliaire par un canal 25 reliant celle-ci à la boîte à garnitures 6, cette pompe auxiliaire étant composée d'un moteur électrique 19 et d'un pulsateur 20 logés dans le carter 21. Ainsi, le mouvement alternatif répété d'une membrane ou diaphragme 22 contenue dans le carter 21 ouvre un clapet d'aspiration 23 en fermant un clapet de refoulement 24 pendant la course d'aspiration de la membrane et le liquide contenu dans le réservoir 11 est ainsi aspiré dans le carter 21 par le canal 25 du tuyau de liaison 27 ;; pendant la course de refoulement de la membrane 22, le clapet d'aspiration 23 se ferme, tandis que le da- pet de refoulement 24 s'ouvre, de sorte que liquide qui est entré dans le carter 21 est refoulé dans une chambre de retour 12 de la boîte à garnitures 6 qui communique avec le carter 1 par un canal de refoulement 26 du tuyau de liaison 27, le liquide retournant de là dans le carter 1 de la pompe. Dans la variante représentée sur les figures 5, 6, 7 et 8, la pompe auxiliaire 19-20 est raccordée hydrauliquement à la chambre à diaphragme 21 par une conduite de transmission de pression d'hui- le 127 (figures 6 et 8). Lorsque des gaz et des liquides se trouvent mélangés dans le réservoir Il de la boîte à garnitures 6, ils sont aspirés dans le carter 21 pendant la course d'aspiration de la membrane 22, et pendant la course de refoulement de cette dernière, les gaz et le liquide se séparent en deux phases dans le carter 21 par suite de la différence de leurs densités, les gaz gagnant la chambre à air 28 située directement sous la chambre 23 du clapet d'aspiration et s'élevant à travers cette chambre sans pourtant pouvoir ouvrir le clapet 125 et retournent finalement dans le réservoir Il de la boîte à garnitures 6. A la course de refoulement, la pression régnant dans le carter 1 de la pompe agit dans la chambre 24 du clapet de refoulement 126 qui ferme la chambre 24, de sorte que les gaz poursuivent leur chemin de la chambre d'aspiration 23 où la résistance est moins grande, vers le réservoir 11.Quand le liquide inférieur a été refoulé vers le haut, il ouvre le clapet de refoulement 126, puis entre dans la chambre d'aspiration 23 et referme finalement cette chambre après avoir poussé le clapet d'aspiration 125 vers le haut par suite de la différence des densités,et par suite de la viscosité du liquide. En conséquence, la pression s'exerçant dans le carter 21 est augmentée et la chambre de refoulement 24 s'ouvre, permettant ainsi au liquide de retourner dans le carter 1 de la pompe par la chambre 12 de la boîte à garnitures 6. L communication avec le carter de la pompe peut être réalisée par un choix judicieux de la position de l'ouverture dans l'instal- lation, selon les conditions. Dans le cas d'une petite pompe principale, il est possible que le carter 21 de la membrane, comportant la chambre 23 du clapet d'aspiration et la chambre 24 du clapet de refoulement soit éloigné de la boîte à garnitures 6. Dans les exemples qui précèdent on a choisi une pompe à membrane comme pompe auxiliaire, mais n'importe quel autre type de pompe peut engendrer la pression nécessaire pour renvoyer le liquide de fuite dans la pompe principale, le choix pouvant être fonction des propriétés du liquide pompé. Dans le cas d'une pompe principale de petite capacité, celle-ci peut etre pourvue-de canalisations extérieures qui se raccordent à la pompe auxiliaire, celle-ci étant située à part de la boîte à garnitures de la pompe principale. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux exemples décrits et représentés,elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à homme de l'art, suivant les applications envisagées, sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour empêcher les fuites de liquide à la garniture d'étanchéité de l'arbre d'une pompe qui comprend a) une enveloppe de pompe principale qui comprend un carter et un couvercle ; b) un joint de traversée d'arbre monté sur ladite enveloppe qui se compose d'une boîte à garnitures et d'inserts, ainsi que d'un serre-garniture ; c) une chambre de pompe principale et une bâche en spirale dans ladite enveloppe de pompe principale d) un arbre s'étendant dans ledit joint de traversée et tournant dans ladite pompe principale ;; e) des composants des organes rotatifs placés dans ladite chambre de pompe et reliés audit arbre et produisant une action de rotation pour transmettre de l'énergie , ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend - une pompe auxiliaire ayant une entrée d'aspiration et une sortie de refoulement - un tuyau de liaison comportant un canal reliant la sortie de ladite pompe auxiliaire audit joint de traversée et un canal reliant l'aspiration de ladite pompe auxiliaire audit joint de traversée afin d'en extraire le liquide contenu dans un réservoir situé dans la partie inferieure d'une chambre dudit joint, de sorte que le liquide qui a tendance à fuir le long dudit arbre à partir de ladite chambre de pompe principale, est renvoyé dans cette der nière. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite boîte à garnitures comporte une sortie et une entrée pour les liquides et une chambre qui constitue un réservoir pour recueillir le liquide qui s'échappe de ladite boîte à garnitures et pour le renvoyer dans le carter de la pompe. 3.- Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le carter de la pompe comporte une entrée pour recevoir le liquide qui a fui. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bague d'étanchéité a un espace dans lequel le liquide qui a fui est obligé de s'écouler vers le bas dans un réservoir situé à la partie inférieure d'une chambre. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tuyau de liaison comporte un canal d'aspiration reliant la sortie de refoulement de la boîte à garnitures d'un joint de traversée d'arbre à l'entrée d'aspiration de ladite pompe auxiliaire, et un canal de refoulement reliant l'extrémité de la boîte de garnitures recevant le liquide recyclé à la sortie de ladite pompe auxiliaire. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pompe auxiliaire est séparée de l'enveloppe de la pompe principale. 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'S comprend en outre un carter à membrane ayant une chambre à air située sous la chambre d'un clapet d'aspiration et des clapets verticaux d'aspiration et de refoulement disposés de façon que le clapet de refoulement soit normalement plus bas que le clapet d'aspiration, grâce à quoi les gaz et les liquides de fuite sont séparés.