Brevet FR2474110A1 — publié le 19810724

La présente invention concerne une pompe centrifuge dont le corps présente deux volutes opposées et mécaniquement similaires dans le sens de la similitude mécanique. Pour la réalisation du principe de travail d'une machine à déplacement de fluide, le corps de cette machine doit délimiter le fluide qui s'y trouve par rapport au milieu ambiant. Ceci peut avoir lieu indépendamment de la forme du corps concerné, de sorte qu'avec le temps des formes de corps fondamentalement différentes se sont établies pour faire face à d'autres problèmes particuliers. Dzns une machine du type de celle selon l'invention, on utilise un corps à double volute, qui, d'une manière générale, remplit la tâche particulière de produire, sur toute l'étendue de la plage de travail de la machine, une force radiale peu importante et aussi constante que possible. On peut y parvenir en utilisant deux volutes opposées et mécaniquement similaires. Suivant la force d'exécution choisie, le corps à double volute entoure la roue mobile ou une roue fixe placée en aval de la roue mobile. La demande de brevet allemand DE-OS 26 40 866 décrit par exemple un corps à deux volutes décalées l'une relativement à l'autre. La première volute se développe au-delà du début de la seconde et, grâce à des canaux de dérivation, rejoint la seconde volute à l'endroit ou celle-ci débouche dans une tubulure de sortie communie. Dans ce corps, connue dans tous les corps à double volute, le problème est que, par suite de son plus grand diamètre extérieur, son encombrement et sa charge sont supérieurs à ceux d'un corps à volute unique. L'invention a pour objet de réaliser pour des pompes centrifuges un corps à double volute de petit diamètre extérieur sans qu'il en résulte d'inconvénients du point de vue hydraulique. A cet effet, dans la pompe centrifuge selon l'invention, il est prévu de disposer autour de la roue mobile, ou d'une roue fixe située en aval de la roue mobile, un corps à deux volutes qui embrassent chacune un angle maximal de 1800, corps dont le diamètre extérieur est égal à celui de la première volute au commencement de la seconde. Le fait de ramener le diamètre extérieur du corps à celui de chacune des volutes diamétralement opposées permet une économie de poids de matière qui n' est pas négligeable. Pour les pompes à corps à double volute dans lesquelles on désire une tubulure de sortie commune, il est prévu, dans une forme plus élaborée de l'invention, que la première volute, à partir du début de la seconde volute, débouche à travers un ou plusieurs canaux qui s'étendent à côté de cette dernière, avec elle, de façon connue, dans un orifice de sortie commun. Dans les cas où un autre étage de pompe est placé en aval de la roue mobile à double flux, il est Féltu dans une autre forme d'exécution de l'invention de relier les extrémités des volutes à la roue mobile d'aval par un ou des canaux placés sur un ou des diamètres inférieures à celui du corps à double volute. Pour obtenir des conditions hydrauliques uniformes dans les volutes ou la tubulure de sortie de la pompe, une autre forme d'exécution de l'invention prévoit ded > nner au canal ou aux canaux une section constante ou variable sur leur longueur, suivant le cas. Grâce à l'-nvention, on peut réaliser un corps à double volute de très petit diamètre. Bien que l'aptitude au moulage de ce corps soit aussi plus grande que dans les pompes connues de ce type, sa fabrication par cette technique constitue encore une opération extrêmement délicate. Une forme d'exécution encore plus élaborée de la pompe selon l'invention permet à la fois de faciliter encore davantage le moulage du corps et de créer dans la pompe des conditons d'écoulement optimales. Dans cette forme d'exécution, le corps à double volute et ses canaux ont un profil ouvert sur la face interne du corps, tournée vers l'arbre de la pompe, et des pièces insérées de forme tubulaire, appliquées contre le corps de façon étanche, forment la paroi intérieure du corps, tournée vers l'arbre précité. Grâce 14 cet agencement, les zones du corps à double volute dans lesquelles circule le fluide sont accessibles sans problème, ce qui facilite la fabrication par moulage et permet, par exemple, d'effectuer des opérations de polissage en vue de diminuer la résistance a l'écoulement des volutes et des canaux. Ce libre-accès a la double volute permet en outre un contrôle plus facile de l'état de surface et l'élimination des défauts de moulage éventuels. On peut aussi mieux positionner les noyaux qui correspondent à la forme des volutes et des canaux, ce qui facilite ltobtention de conditions optimales pour l'écoulement du fluide. Ceci signifie en outre une amélioration considérable de l'usinage d'une telle double volute. De toute façon ,l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence auxdessins schématiques annexés, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette pompe: la Figure 1 est une vue en coupe transversale d'une pompe centrifuge à corps d double volute, avec tubulure de sortie commune la Figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la figure 1; la Figure 3 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 1; la Figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 1 ; la Figure 5 est une vue en coupe transversale d'une seconde forme d'exécution de la pompe selon l'invention, dans laquelle le corps est complété par des pièces insérées les Figures 6 et 7 sont des vues en coupe suivant VI-VII de la figure 5 représentant deux variantes de réalisation des pièces insérées. La figure 1 montre un corps à double volute 1, à l'intérieuz duquel est montée une roue mobile 2. La première volute 3 embrasse un angle maximal de 180e (des angles plus petits peuvent être choisis) et se termine au point 4, qui constitue aussi le point de départ de la seconde volute 5, laquelle débouche dans l'orifice de sortie 6. Pour un meilleur guidage de la veine fluide, une nervure déflectrice 7 est prévue à l'intérieur de l'orifice de sortie 6. On peut voir à la figure 2 que le fluide sortant de la volute 3 se répartit au point 4 entre deux canaux 8, 9. Ces deux canaux 'retendent a côté de la seconde volute 5 qui commence au point 4 et tous trois débouchent dans l'orifice de sortie commun 6. Celui-ci communique par d'autres moyens avec la tubulure de reculement de la pompe ou avec-l'étage de pompe suivànt, suivant le cas. La figure 3, qui est une vue en coupe partielle du côté droit du corps de pompe représenté à la figure 1, montre la roue mobile 2, qui envoie le fluide à pomper dans la première volute 3. La figure 4 montre en coupe partielle le côté gauche du corps à double volute 1. On peut y voir la seconde volute 5 et, parallèlement à elle, un de chaque côté, les deux canaux 8, 9, dans lesquels circule le fluide sortant de la première volute 3. La seconde volute 5 et les deux canaux 8, 9 débouchent ensemble dans l'orifice de sortie commun 6. Suivant le débit désiré pour la pompe centrifuge, on peut utiliser une forme d'exécution dans laquelle le fluide sortant de la première volute 3 est dirigé vers l'orifice de sortie 6 par un seul canal qui longe la seconde volute 5. Le corps selon l'invention constitue un progrès considérable dans la mesure où, par rapport aux corps à double volute connus, l'aptitude au moulage et au contrôle est considérablement améliorée, tandis que la charge du corps a pu être réduite considérablement. Les canaux peuvent être dirigés vers la roue mobile suivante en suivant des cercles de plus petit diamètre. La figure 5 montre que des pièces de forme tubulaire 15 sont insérées dans le corps i, à côté des orifices d'entrée des volutes 3, 5. Dans cette forme d'exécution, les canaux 8 et 9 du corps s'ouvrent sur la face interne de celui-ci, ce qui facilite le moulage. Les pièces insérées 15 constituent ici la paroi intérieure du corps 1, tournée vers l'arbre lO,qui isole les canaux de la seconde volute 5. On peut voir à la figure 6 que les pièces insérées 15, qui ont la forme de tronçons de tube, peuvent être fixées de l'extérieur sur le corps 1, par exemple au moyen de vis 12. L'étanchéité entre ces pièces 15 et le corps 1 est assurée par des joints toriques 13. A la figure 7, la fixation des pièces insérées 15 s'effectue à l'intérieur du corps 1, sur des saillies 14 de forme appropriée que présente ce dernier. Ces saillies peuvent venir de moulage ou être formées après coup par enlèvement de matière. On peut voir que la roue 2 est ici une roue simple, tandis qu'à la figure 6, il s'agit d'une roue double. REVENDICATIONS 1.- Pompe centrifuge dont le corps présente deux volutes opposées et mécaniquement similaires dans le sens de la similitude mécanique, caractérisée en ce qu'autour de la roue mobile (2) ou d'une roue fixe située en aval de cette roue mobile est disposé un corps (1) à deux volutes (3,5) dont chacune embrasse un angle maximal de 180 , et en ce que ledit corps (1) présente un diamètre extérieur égal à celui de la première volute (3) au commencement de la seconde volute. 2.- Pompe centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première volute (3), à partir du début de la seconde volute (5), débouche à travers un ou plusieurs canaux (8,9) qui s'étendent à côté de cette dernière, avec elle, de façon connue en soi, dans un orifice de sortie commun (6). 3.- Pompe centrifuge selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que les extrémités des volutes (3,5) sont reliées à une roue mobile d'aval par un ou des canaux placés sur un ou des diamètres inférieurs à celui du corps à double volute (1). 4.- Pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le ou les canaux (8,9) ont une section constante ou variable sur leur longueur. 5.- Pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 2 à i, caractérisée en ce que le corps à double volute (1) et ses canaux (8,9) ont un profil ouvert sur la face interne du corps, tournée vers l'arbre (10) de la pompe, et en ce que des pièces insérées (15) de forme tubulaire, appliquées contre le corps de façon étanche (joints 13), forment la paroi intérieure du corps, tournée vers l'arbre précité.