Brevet FR2479348A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne un système de pa- liers pour la roue à ailettes, montée sur un arbre commun, du premier étage d'une pompe à condensat verticale multi- étagée, notamment d'une pompe dans laquelle la première roue est à double flux. Dans les pompes à condensat, qui, pour la plupart, sont disposées verticalement, il s'est avéré avantageux, lorsque sa hauteur d'aspiration est très faible, de munir le premier étage d'une roue à double fluxo En aval de cet- te roue peut être montée une roue directrice avec des con- duites correspondantes de changement de direction et de retour, ou une volute, simple ou double, qui, par exemple par des canaux, dirige le fluide à déplacer vers les éta- ges suivants de la pompe. Dans les pompes à condensat de IL ce type, le montage de l'arbre s'effectue au moyen de pa- liers radiaux à effet hydrodynamique, lubrifiés par le fluide pompé. Suivant les dimensions de ces pompes, on peut utiliser aussi pour l'arbre des paliers supplémentai- res à effet hydrostatique. Pour réaliser un montage sûr des roues et empêcher qu'elles frottent contre le corps, l'arbre est, au-dessous de la première roue, qui fait fonc- tion de roue d'aspiration, guidé dans un palier radial hy- drodynamique, comme décrit, par exemple, dans la demande de brevet allemand DE-OS 24 38 736. Or on a constaté que les paliers radiaux à effet hy- drodynamique qui sont placés directement à l'orifice d'as- piration de la première roue et se trouvent en même temps à l'endroit le plus bas de la pompe, sont exposés, par sui- te de la cavitation et des partieules inévitables de corps étrangers. à des sollicitations qui augmnentent les risques d'usure prématurée. A cela vient sajouter l'inconvéniont supplémentaire que lorsque ces pompes a condensat sont desssées verticalement sur un couloir de séchage, une ins- pection du palier radial le plus bas n'est possible que lorsqu'on démonte l'ensemble de la pompe. En cas de d6t&- rioration, il faut généralement changer aussi le support de palier, car les nervures utilisées pour la fixation du palier deviennent de moins en moins aptes à leur fonction par suite de leur plus forte usure sous l'effet de la ca- vitation. L'invention a donc pour objet de réaliser un systé- me de paliers pour première roue de pompe à condensat qui fonctionne de façon parfaite. A cet effet, la partie de l'arbre de la pompe sur laquelle est montée la première roue est en porte-à-faux, le moyeu de la.première roue présente des prolongements axiaux, un palier radial hydrostatique est monté sur cha- que prolongement et/ou sur la face du corps de pompe si- tuée en regard de ce prolongement et une alimentation en liquide nous pression des paliers radiaux hydrostatiques a lieu au moyen de conduits d'un des étages suivants de la pompe. Grâce à cet agencement, des efforts au palier., beau- coup plus grands peuvent être supportés que dans le sys- tème de paliers connu. Des essais ont montré que lorsque la roue est montée directement par son moyeu, les pertes dans l'interstice sont considérablement moindres que ce n'est le cas aux joints entre la roue et l'arbre dans les paliers normaux sur l'arbre, bien que le liquide sous pres- sion soit prélevé à l'un des étages suivante de la pompe. Dans une forme d'exécution du système de palier se- lon l'invention, un manchon déflecteur en une ou plusieurs pièces est disposé à la sortie côté aspiration du palier radial hydrostatique. Comme ce manchon est fait d'un maté- riau résistant mieux à l'usure que celui du corps de pompe, on peut ainsi empêcher efficacement une usure par érosion à la sortie du palier. La configuration de ce manchon peut être telle qu'avec le liquide sortant du palier il influe sur les tourbillons de charge partielle et secondaires qui existent à l'entrée de la roue. Selon une autre caractéristique de l'invention, I' arbre de la pompe est monté dans le corps par l'intermé- diaire d'un palier radial hydrodynamique entre le premier et le deuxième étage. Ce palier permet d'éviter un frot- tement éventuel des paliers radiaux hydrostatiques lors- que la pompe démarre ou continue de tourner par inertie. Dans une autre forme d'exécution du système de pa- liers selon l'invention, des moyens aptes à produire une forte résistance à l'écoulement sont montés à l'orifice de sortie tourné vers le côté aspiration de la première roue du palier radial. hydrodynamique. On évite ainsi une cavitation du liquide qui se trouve entre l'arbre et ce pa- lier. Pour protéger ce palier hydrodynamique, il est pré- vu selon une autre caractéristique de l'invention de-re- couvrir l'orifice d'entrée du palier radial hydrodynamique, qui communique avec le côté refoulement de la première roue, d'un disque qui tourne avec l'arbre de la pompe et forme un passage étroit avec la paroi du corps. L'anneau de liquide défini entre le corps et le disque, qui produit un effet centrifuge, empêche efficacement la pénétration de particules étrangères. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1.' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, dont l'unique figure est une vue en coupe axiale, représentant, à titre d'exemple non limita- tif,une forme d'exécution de ce système de paliers. A l'intérieur d'un carter en forme de pot 1 est placée verticalement une pompe à condensat multi-étagée, dont le premier étage s'étend presque jusqu'au fond 2 du carter 1. La roue à ailettes 2 de ce premier étage est en l'occurrence à double flux; elle débite dans une double vo- lute 4 ou dans une roue directrice. L'arbre 5, de la pompe a sa partie qui porte la roue 3 montée en porte-à-faux dans un palier radial hydro- dynamique 6. Le fluide déplacé, aspiré par l'orifice 7 et les fentes 8, est dirigé par des canaux 9 vers les éta- ges suivants, non représentés, de la pompe. Chaque moitié de la roue 3 présente un prolongement axial 10 de son moyeu, sur la face externe duquel est mon- té un palier radial hydrostatique 11. Des conduits 12 as- surent l'alimentation des paliers hydrostatiques 11 en fluide sous pression et communiquent avec les étages sui- vants, dont la pression est plus élevée. Par suite de la présence de paliers sur les prolon- gements du moyeu de la roue, l'arbre est supporté radiale- ment là o se produisent les efforts rédiaux. On peut donc renoncer à la présence d'un palier supplémentaire au-des- sous de la première roue À, prévue jusqu'ici pour empêcher des flèches d'une grandeur indésirable de l'arbre de la pompe. Un autre avantage de l'agencement selon l'invention est que le choix des prolongements du moyeu de la roue pour l'emplacement des paliers permet d'avoir des paliers de plus grand diamètre et résistant donc beaucoup mieux aux efforts radiaux. En outre, les pertes au joint sont, dans ce type de montage de la roue, bien inférieures a ce qu'elles seraient avec des paliers sur l'arbre et des joints normaux au niveau de la roue. Pour améliorer les propriétés des paliers, un manchon séparé 13 peut être en- filé sur les prolongements 10 du moyeu, pour pouvoir uti- liser, indépendant du matériau de la roue et du corps-de pompe et conjointement à celui du palier hydrostatique 11, des matériaux ayant de bonnes qualités de glissement et u- ne meilleure résistance à l'usure, pour le cas o ces pro- priétés seraient nécessaires. Ceci pourrait aussi servir de protection contre les particules de corps étrangers en- trainées par le liquide sous pression. Pour protéger contre l'usure par érosion la paroi 14 du corps à la sortie du palier hydrostatique tournée vers le côté aspiration, un manchon déflecteur 15 est fi- 3xé à cet endroit. Ce manchon, qui peut être fait d'une ou de plusieurs pièces, présente dans la forme d'exécution choisie une partie cylindrique 16, qui s'enfonce dàns 1' orifice d'aspiration prolongé de la roue 3. On dispose ain- si de diverses possibilités pour influer sur le tourbillon de charge partielle et secondaire qui existe à l'entrée de la roue. Pour le palier radial à effet hydrodynamique 6, on eu 5 peut utiliser comme matériau du charbon ou du bronze, par exemple. Pour protéger ce palier contre la pénétration des particules de corps ftrangers, un disque recouvrant 1 interstice annulaire du palier-, cfté refoulement, est mon- té sur l'arbre 5 et ce disque 17 définit entre lui et la paroi opposée 18 du corps un espace annulaire 199 dans le- quel se maintient un anneau liquide dont l'effet centrifu- ge dû à la rotation empêche la pénétration des particules éventuellement entrainées par le liquide. Io Conmmne le palier hydrodynamique 6 communique par son extrémité inférieure avec l'orifice d'aspiration 20 de la roue 3, des mesures de protection contre la cavitation dans l'interstice 21 sont nécessaires. Dans la forme d'exécu- tion décrite, le manchon 22 qui porte le palier est prolon- gé en direction de la roue 3 suffisant pour qu'il se crée une forte résistance à '1écouloment dans l'interstice 21 défini entre la gaine de protection 23 de l'arbre et le manchon 22 et le coussinet du palier 6. La pression qui se crée par refoulement dana l'interstice 21 empêche tout risque de cavitation du liquide. I1 va de soi qu'un choix approprié des matériaux constitue une autre mesure pour empêcher une cavitation éventuelle à cet endroeit. - REVENDICATIONS - 1.- Système de paliers pour la roue à ailettes, montée sur -un arbre commun, du premier étage d'une pompe à condensat verticale multi-Stagée, notamment d'une pompe dans laquelle la première roue est à double flux, caracté- risé en ce que la partie de l'arbre (5) de la pompe sur laquelle est montée la première roue (3) est en porte-à- faux, en ce que le moyeu de cette première roue présente des prolongements axiaux (10), en ce qu'un palier radial hydrostatique (11,13) est monts sur chaque prolongement (10) et/ou sur la face du corps de pompe située en regard de ce prolongement, et en ce qu'une alimentation en liqui- de sous pression des paliers radiaux hydrostatiques a lieu au moyen de conduits (12) d'un des étages suivants de la pompe. 2.- Système de paliers selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un manchon déflecteur (15,16) fait d'une ou de plusieurs pièces est disposé à la sortie côté aspiration de chaque palier radial hydrostatique (11,13). 3.- Système de paliers selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'arbre (5) de la pompe est monté dans la corps par l'intermédiaire d'un palier radial hydrodynamique (6) entre le premier et le deuxième étage. 4.- Système de paliers selon la revendication 3, caractérisé en ce que des moyens (22) aptes à produire une forte résistance à l'écoulement sont montés à l'orifice de sortietourné vers le coté aspiration de la première roue, du palier radial hydrostatique (6). 5.- Système de paliers selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que l'orifice d'en- trée du palier radial hydrodynamique (6), qui communique avec le côté refoulement de la première roue (3), est re- couvert par un disque (17 qui tourne avec l'arbre (5) de la pompe et définit entre lui et une paroi (18) du corps un passage étroit (19).