Brevet FR2459892A1 — publié le 19810116

La présente invention concerne une roue à ailettes à un flasque pour des pompes centrifuges, notamment pour des pompes à courant libre. Les roues à ailettes de ce type sont principalement utilisées pour faire circuler des liquides qui contien- nent des éléments solides. Parmi ces derniers on peut ci- ter principalement des textiles, qui, lorsqu'il se présen- tent sous la forme de gros chiffons, gênent considérable- ment la circulation du liquide pompé. Au cours d'essais et à l'occasion du contrôle de pompes défaillantes, on a cons- taté que ces chiffons s'appliquaient souvent par toute leur surface sur la roue à ailettes, étaient retenus par l'ef- fet d'aspiration de celle-ci et gênaient énormément l'arri- vée du liquide à la roue et donc son transport par cette dernière. Outre les perturbations dans le fonctionnement de la pompe, il en résulte un autre danger, plus sérieux encore: la consommation de courant du moteur électrique qui entraîne la pompe augmente au point qu'on peut s'atten- dre à ce que la charge de ce moteur devienne rapidement ex- cessive. On connaît déjà des pompes centrifuges dont la roue a un seul flasque et qui sont munies de moyens pour main- tenir les éléments solides écartés de la zone de la roue. C'est ainsi que la pompe centrifuge décrite dans le brevet allemand NI 22 00 847 présente une saillie disposée sur le côté de la roue o se trouvent les ailettes, au voisinage de l'axe de rotation, et cette saillie, par exemple un er- got, trouble la symétrie de l'écoulement du liquide en a- mont de la roue. Le recours à cette saillie n'est toutefois possible que dans les roues o les ailettes ne s'étendent pas jusqu' à la zone du moyeu. Si, au contraire, les ailettes sont prolongées jusqu'au moyeu, il se produit à l'entrée de la roue des conditions d'écoulement différentes, dans lesquel- les la présence d'une saillie dans la roue ne peut plus assurer l'entraînement des morceaux de textile par le li- quide. Cette difficulté est éliminée dans une pompe cen- trifuge telle que celle décrite dans la demande de brevet allemand DE-OS 27 14 376, dans laquelle un ou plusieurs éléments en forme de règle et munis d'une arête tranchante sont placés à côté de la roue. Ces éléments troublent é- galement la symétrie du courant de liquide qui s'établit à la roue. Les corps solides qui se trouvent déjà dans la zone de la roue et dépassent du diamètre de celle-ci sont saisis par cette sorte de règle et déchirés par la roue lorsqu'elle tourne. Les deux solutions qui viennent d'être décrites ne permettent l'entraînement des corps solides par le liquide dans une proportion suffisante que lorsque la roue a une vitesse de rotation élevée et un diamètre qui ne dépasse pas la moyenne. Lorsque la vitesse est trop faible, la force centrifuge qui agit sur les corps solides à entrai- ner diminue fortement. Un trop grand diamètre de roue em- pèche les moyens.de dilacération placés à la périphérie de celle-ci d'agir efficacement. A cela vient s'ajouter le fait que le plus souvent ce sont précisément les grosses pompes qui travaillent sur les liquides les plus chargés en solides. Dans le secteur des eaux résiduelles principa- lement, la proportion de tissus synthétiques difficilement décomposables ne cesse d'augmenter. L'invention a donc pour objet, dans une pompe cen- trifuge du type précité, d'améliorer la capacité d'entraî- nement des corps solides contenus dans le liquide pompé et ce, même pour des roues de grand diamètre et pour une fai- ble vitesse de rotation en service. A cet effet, la roue à un flasque selon l'invention est caractérisée par des ailettes de hauteurs différentes, la différence de hauteur étant au moins égale à 15%. Dans une forme d'exécution avantageuse, les ailet- tes de même hauteur sont disposées symétriquement les u- nes par rapport aux autres dans la roue. Enfin, selon une autre caractéristique, la face des ailettes hautes et/ou des ailettes basses tournée vers le côté refoulement présente une pente d'au moins 60. Les différences de hauteur entre les ailettes provo- quent une modification de l'écoulement axial. Le profil de cet écoulement s'établit proportionnellement aux hauteurs des ailettes et aux différences qui existent entre elles. Par suite de ces conditions différentes dans l'écoulement axial à l'intérieur de la roue, des corps fibreux plats aspirés à l'entrée de la roue ne peuvent venir s'enfoncer entre les ailettes ou se placer sur celles-ci, mais ils ne sont saisis par la roue que de façon très lâche et seu- lement en partie. Même de gros morceaux d'étoffe, comme des serpillères, sont maintenus écartés de la roue par ce type d'écoulement axial et peuvent ainsi glisser le long des ailettes dans un mouvement qui diffère de la rotation de la roue. La disposition symétrique des ailettes de même hau- teur permet de conserver la symétrie de l'écoulement ra- dial. La pente donnée à la face des ailettes tournée vers le côté refoulement a pour effet d'accélérer le processus d'entraînement des corps solides par le courant liquide en diminuant les risques d'adhérence entre ces corps et les ailettes. La conformation de la roue à ailettes selon l'in- vention élimine les risques d'obstruction avec une effica- cité qui n'est pas diminuée par l'usure et qui reste pen- dant toute la durée de service de la pompe centrifuge. Du fait que les corps solides sont entraînés par le liquide presque sans contact avec les ailettes, les caractéristi- ques de débit ne sont pas modifiées. Il n'est donc plus nécessaire de prévoir une marge de sécurité en plus pour la partie hydraulique et pour le moteur électrique, comme cela est indiepensable pour les pompes connues qui traitent des liquides contenant des matières en fibres. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, a titre d'exemple non li- mitatif, une forme d'exécution de cette roue à ailettes Fig. t est une vue en coupe montrant les ailettes de hauteurs différentes d'une roue selon l'invention; Fig. 2 est une vue de face de cette roue; Fig. 3 et 4 sont des vues de c8té représentant respectivement une ailette haute et une ailette basse. La roue 2 logée dans le corps de pompe 1 comporte huit ailettes: quatre hautes 3 et quatre basses 4. Les ailettes de même hauteur sont disposées symétriquement les unes par rapport aux autres. Comme le montrent les fig. 3 et 4, la face des ailettes 4 et 4 tournée vers le côté refoulement est incli- née sur le flasque. Ceci réduit encore davantage le risque d'adhérence de corps étrangers fibreux. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux roues dont les ailettes sont incurvées comme à la fig. 2. Elle s'applique aussi aux ailettes rectilignes dans le sens radial. - REVENDICATIONS - 1.- Roue à ailettes à un flasque pour des pompes centrifuges, notamment des pompes à courant libre, caracté- risée par des ailettes (3,4) de hauteurs différentes, les différences de hauteur entre les ailettes étant au moins de 15%. 2.- Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que les ailettes de même hauteur sont disposées symétri- quement les unes par rapport aux autres. 3.- Roue selon la revendication 1 ou la revendica- tion 2, caractérisée en ce que la face des ailettes hautes (3) et/ou des ailettes basses (4) qui est tournée vers le côté refoulement présente dans. le sens axial de la roue une inclinaison d'au moins 60.