Brevet FR2488345A1 — publié le 19820212

L'invention concerne une pompe à engrenages chauffable pour milieux visqueux, et, en particulier, pour huile lourde. Les pompes de ce genre servent en particulier au pompage du combustible dans les installations de chauffage à huile lourde. Il est nécessaire de les chauffer pour maintenir le milieu à pomper à des températures permettant le pompage. Dans le cas de l'huile lourde, on vise à une température de l'ordre de 80DC par exemple. Si la température devient notablement inférieure à ce niveau, la résistance à l'écoulement augmente fortement, de sorte qu'il ne se produit plus guère de pompage et que, dans les cas extrêmes, la pompe fonctionne à sec. Par suite, il est connu, soit d'enrouler un fil de résistance électrique autour de la pompe, soit d'installer une plaque électrique chauffante sur le côté de la pompe. Ces deux dispositions sont désavantageuses à plusieurs égards. D'une part, elles rendent difficile l'accès à la pompe lors des travaux d'entretien et de réparation. D'autre part, elles nécessitent une isolation coûteuse si l'on veut que l'énergie thermique profite principalement à la-pompe et ne rayonne pas inutilement dans l'atmosphère. Enfin, la méthode de la plaque chauffante entraîne des coûts de construction appréciables et les dépenses correspondantes. C'est pourquoi le but de la présente invention est de réaliser le chauffage que l'on souhaite impartir à la pompe d'une façon plus efficace qu'antérieurement sur le plan constructif, sans nuire pour autant à l'accessibilité de la pompe, notamment aux fins de réparation ou d'entretien. En outre, la solution selon l'invention se distingue par un faible coût de construction et un rendement thermique élevé. Selon l'invention, ces buts sont atteints par le fait que le chauffage s'effectue au moyen d'une cartouche chauffante cylindrique logée dans une perforation du corps de la pompe. On obtient ainsi l'avantage que la source de chaleur est placée entièrement à l'intérieur de la pompe. Ceci permet une installation peu encombrante et économique qui assure un rendement particulièrement élevé, car pratiquement aucune chaleur perdue ne peut arriver à l'extérieur. En outre, le démontage de la pompe est possible sans aucun travail supplémentaire. En même temps, on obtient l'avantage de pouvoir opérer avec une grande charge de chauffe à la surface de la cartouche, car cette dernière n'est pas baignée par le liquide à chauffer et elle ne risque donc pas de subir une carbonisation. Pour assurer un transfert de chaleur optimal et homogène vers les canaux qui, à l'intérieur de la pompe, conduisent le fluide à chauffer, la cartouche chauffante est avantageusement disposée, parallèlement à l'axe du rotor, entre les conduits d'aspiration et de refoulement de la pompe. Par suite, non seulement l'intérieur de la pompe, mais encore ces conduits d'aspiration et de refoulement sont uniformément alimentés en chaleur. Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, la cartouche chauffante est logée dans l'une des perforations qui sont prévues dans le corps de pompe pour le montage du couvercle à bride. Par suite, les travaux de montage nécessaires à l'installation de la cartouche chauffante sont réduits au minimum. I1 suffit simplement d'adapter la longueur de la perforation qui est déjà prévue dans le corps de pompe pour le montage du couvercle à la profondeur à laquelle est logée la cartouche chauffante, et, éventuellement, de tailler un filetage dans le couvercle à bride. Enfin, il peut également être avantageux de relier la cartouche chauffante à un régulateur thermostatique de type connu. Etant donné que les fils de connexion de la cartouche chauffante sont sensibles au flambage, il est recommandé de les faire passer dans un tube protecteur rigide. Avantageusement, la longueur de ce tube protecteur est calculée de telle manière que la liaison des fils de connexion avec les conducteurs de prolongement plus solides puisse être réalisée à l'intérieur du tube protecteur. Les fils de connexion sont alors protégés contre tout effort mécanique et, en particulier, contre tout effort de flexion. En effet, la zone de flexion est ainsi reportée vers une zone non critique, c'est-à-dire vers la zone où se trouvent les conducteurs de prolongement plus solides. Le tube protecteur lui-même peut avantageusement être fixé par deux pattes sur le couvercle à bride du corps de pompe, par exemple au moyen des deux vis de fixation adjacentes du couvercle à bride. I1 est particulièrement avantageux que le tube protecteur présente à son extrémité arrière un anneau d'étan chéité élastique qui peut être serre, par vissage d'une vis de pression, sur les conducteurs de prolongement des fils de connexion. On obtient ainsi une fermeture qui est à la fois étanche et résistante à la traction, et donc une protection optimale des fils de connexion. Parfois, il est également souhaitable que les conducteurs de prolongement reliés aux fils de connexion ne soient pas libres, mais passent dans une gaine de protection spéciale. En pareil cas, et selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, la vis de pression peut être constituée par le manchon d'une gaine de protection qui raccorde cette dernière au tube protecteur. Ceci signifie que, lorsqu'on raccorde la gaine de protection, on obtient automatiquement le serrage désiré de l'anneau d'étanchéité disposé dans le tube protecteur sur les conducteurs de prolongement ainsi, les fils de connexion de la cartouche chauffante sont soulagés des efforts de traction.Le tube protecteur lui-même peut être réalisé de diverses manières, et, en particulier, on peut utiliser des tuyaux flexibles ondulés qui presentent une grande flexibilité et assurent une bonne protection contre tous les efforts mécaniques. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels - La figure 1 est une vue en coupe axiale de la pompe selon la présente invention - La figure 2 représente une vue en coupe prise selon la ligne II-II de la figure 1 - La figure 3 montre une vue en plan de l'objet de la figure i - La figure 4 est une vue en coupe agrandie montrant le raccordement de la cartouche chauffante au tube protecteur; - La figure 5 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 4, mais elle représente en outre une gaine de protection supplémentaire pour les conducteurs de prolongement ; et - La figure 6 montre une vue en plan de la pompe et du tube protecteur fixé au couvercle à bride. Dans un corps de pompe 1 est monté, sur des roulements à biles 2 et 3, un arbre 4 qui peut être entraine par son extrémité libre. A son autre extrémité, il porte un rotor 5 en forme de cylindre denté. Le rotor 5 tourne dans un évidement coaxial 6 pratiqué à l'intérieur de la pompe. A l'intérieur du rotor 5 est montée, excentriquement par rapport à celui-ci, une roue dentée 7 qui engrène en sa région supéricure avec le rotor 5. La roue dentée 7 est montée sur un axe 8 qui est fixé à son tour à un couvercle à bride 9 vissé sur le corps de pompe. La figure 2 montre plus nettement l'excentricité entre le rotor 5 et la roue dentée 7. Elle montre en outre que, dans l'espacement résultant de cette excentricité, est disposé un segment circulaire 9a présentant une forme en croissant et faisant corps avec le couvercle à bride 9. Par suite, au-dessus et au-dessous du segment circulaire 9a sont formées des chambres fermées dans lesquelles le liquide à refouler est transporté d'un côté à l'autre de l'intérieur de la pompe selon le sens de rotation du rotor 5 et de la roue dentée 7. Les conduits d'aspiration et de refoulement qui débouchent de part et d'autre dans l'intérieur de la pompe sont désignés par les repères 10 et 11. Pour maintenir l'intérieur de la pompe à la température désirée, par exemple à 800C, une cartouche chauffante cylindrique 12 est logée dans le corps de pompe 1. Cette cartouche chauffante 12 se trouve juste au-dessus du rotor 5, entre les conduits d t aspiration et de refoulement 10 et 11. La chaleur dégagée par cette cartouche se répartit ainsi de manière optimale entre les régions de la pompe qui sont parcourues par le liquide sans que la cartouche elle-même soit en contact direct avec le milieu à pomper. Il est ainsi exclu que le milieu puisse se carboniser et attacher à la cartouche chauffante. Les pertes de chaleur, qui étaient inévitables avec les modes de chauffage à enveloppement antérieurement connus, sont également exclues grâce au fait que la cartouche chauffante est logée directement dans la pompe. En effet, au-dessous de la cartouche chauffante se trouve la cavité de la pompe sous la forme de l'évidement 6, latéralement se trouvent les conduits d'aspiration et de refoulement 10 et 11, et au-dessus de la cartouche chauffante se trouve le limiteur de pression13qui relie les conduits d'aspiration et de refoulement.Ainsi, la chaleur dissipée par la pompe arrive toujours dans des régions où elle est nécessaire, et il est superflu de prendre des mesures spéciales d'isolation. La cartouche chauffante 12 est formée d'un tubeenveloppe dans lequel est enroulé un conducteur chauffant résistant à la chaleur. De telles cartouches chauffantes sont des éléments préfabriqués normalisés que l'on peut se procurer à un prix avantageux. La vue en plan représentée sur la figure 3 montre une localisation particulièrement avantageuse de la cartouche chauffante 12. Comme on le voit, cinq vis de fixation sont prévues pour visser le couvercle à bride 9 sur le corps de pompe 1. Il suffit alors d'utiliser l'une des perforations prévues pour la fixation du couvercle à bride 9, à savoir celle du haut, pour y loger la cartouche chauffante. De cette manière, il y a simplement lieu d'adapter la perforation existante du corps de pompe aux dimensions de la cartouche chauffante et de fermer ensuite la perforation correspondante du couvercle à bride 9 par une vis 14 à perçage axial afin que la cartouche chauffante soit empêchée de glisser au dehors et que ses fils de connexion 15, 16 puissent être amenés à l'extérieur.Bien entendu, il entre dans le cadre de la présente invention d'utiliser en outre cette vis à perçage axial pour fixer le couvercle à bride 9 sur le corps de pompe, ce qui est toutefois superflu dans la plupart des cas d'application, car, à cet effet, les quatre vis de fixation restantes sont le plus souvent suffisantes. La figure 4 montre une variante particulièrement avantageuse. Dans celle-ci, on utilise une cartouche chauffante 12 qui est déjà solidaire d'une douille de vissage 14a. Il faut ajouter qu'ici les fils de connexion 15 et 16 n'arrivent pas directement à l'extérieur, mais passent tout d'abord dans un tube protecteur 17. ta longueur de ce tube protecteur 17 est calculée de telle sorte que la liaison des fils avec les conducteurs de prolongement plus solides 18, 19 s'effectue dans le tube en question. A l'extrémité du tube protecteur 17 est monté un corps de vis 20 contenant un anneau d'étanchéité élastique 21. La fermeture du corps de vis est assurée par une vis de-pression 22 qui peut se visser dans celui-ci et qui s'appuie axialement sur l'anneau d'étanchéité 21, en le comprimant et en le serrant sur les conducteurs de prolongement 18 et 19 du fait de l'expansion radiale qui en résulte. Le tube protecteur 17, avec la fermeture que l'on vient de décrire, n' assure pas seulement l'étanchéité, mais aussi - et surtout - soulage les fils de connexion 15 et 16 de tous les efforts mécaniques, et, en particulier, des efforts de traction et de flexion. Le fait que les fils de connexion 15 et 16 soient soulagés et qu'ils soient isolés hermétiquement de l'environ nement extérieur, et, en particulier, des projections d'eau et autres, signifie que la cartouche chauffante ainsi raccordée, et donc aussi la pompe selon l'invention, satisfont à des normes de protection particulièrement sévères. La figure 5 montre une variante de la figure 4 qui s'en distingue uniquement par le fait que la vis de pression 22 est constituée par le manchon de raccordement 22a d'une gaine protectrice 23 recouvrant les conducteurs de prolongement 18 et 19. Autrement dit, lorsque l'on raccorde la gaine de protection 23 en vissant son manchon de raccordement 22a, le blocage de l'anneau d'étanchéité élastique 21 s'effectue automatiquement de la même manière que, dans le dispositif selon la figure 4, il est assuré au moyen de la vis de pression 22. La gaine protectrice 23 peut se présenter sous la forme d'un tuyau souple ondulé qui est entouré, pour augmenter son étanchéité, d'une gaine de matière synthétique moulée par injection. Toutefois, bien entendu, on peut envisager également d'autres structures pour la réalisation de cette gaine protectrice. Enfin, la figure 6 montre la fixation du tube protecteur 17 sur le couvercle à bride 9. On voit que le tube protecteur 17 présente à cet effet deux pattes verticales 17a et 17b qui s'étendent jusqu'aux vis de fixation adjacentes du couvercle à bride 9 et qui sont fixées par ces vis au couvercle à bride. Hien entendu, il entre dans le cadre de la présente invention de fixer le tube protecteur 17 à la pompe d'une autre façon. Pour récapituler, l'avantage offert par l'invention est que l'on obtient une possibilité d'installation de la cartouche chauffante particulièrement peu encombrante, économique et très efficace. Du fait du montage à sec de la cartouche, une charge de chauffe superficielle très élevée, atteignant environ 20 W/cm2, et une température de surface atteignant environ 4000C sont possibles. En outre, autre avantage des dispositions selon la présente invention est que la cartouche chauffante peut être montée, même après coup, sans moyens importants et sur place, dans des pompes qui sont déjà en service. - REVENDICATIONS 1. Pompe à engrenages chauffable pour milieux visqueux, en particulier pour huile lourde, caractérisée en ce que le chauffage s'effectue au moyen d'une cartouche chauffante cylindrique (12) logée dans une perforation du corps de la pompe. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cartouche chauffante (12) est disposée parallèlement à ltaxe du rotor entre les conduits d'aspiration et de refoulement (10, 11) de la pompe. 3. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, du genre dans lequel le corps de pompe est fermé par un couvercle à bride vissé, caractérisée en ce que la cartouche chauffante (12) est logée dans l'une des perforations prévues dans le corps de pompe pour le montage du couvercle à bride (9). 4. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la cartouche chauffante (12) est reliée à un régulateur thermostatique. 5. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les fils de connexion (15, 16) de la cartouche chauffante (12) passent dans un tube protecteur rigide (17). 6. Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que le tube protecteur (17) est fixé par deux pattes (17a, 17b) au couvercle à bride (9) du corps de pompe (1). 7. Pompe selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le tube protecteur (17) présente à son extrémité arrière un anneau d'étanchéité élastique (21) qui peut être serré, par vissage d'une vis de pression (22), sur les conducteurs de prolongement (18, 19) des fils de connexion (15, 16). 8. Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que la vis de pression est constituée par le manchon de raccordement (22 a) d'une gaine de protection (23) qui raccorde ce dernier au tube protecteur (17).