Brevet FR2501305A1 — publié le 19820910

la présente invention se rapporte à une pompe à sable fonctionnant sous l'eau, et plus particulièrement à l'amélioration de l'agitateur de cette pompe. Une pompe à sable conventionnelle fonctionnant sous l'eau comprend un agitateur qui est monté sur un arbre de sortie d'un moteur qui, lors de sa rotation, agite le sable dans le lit d'eau et fait tourbillonner ce sable vers le haut et une pompe d'aspiration qui aspire le sable tourbillonnant en même temps que l'eau qui tourbillonne. Cependant, dans une telle pompe à sable fonctionnant sous l'eau, comme l'agitateur et l'ouverture d'aspiration de la pompe sont disposés si près l'un de l'autre, le courant de l'eau dirigé vers le bas, qui est provoqué par l'agitateur et l'écoulement d'eau vers le haut provoqué par une hélice de la pompe d'aspiration interfèrent l'un avec l'autre, et donc l'opération d'excavation du sable avec une telle pompe souffre d'une efficacité extrêmement mauvaise. Pour résoudre les défauts ci-dessus de la pompe d'aspiration, un type perfectionné de pompe fonctionnant sous l'eau a été développé et une telle pompe est révélée dans le modèle d'utilité japonais N0 51-38005. La pompe est sensiblement construite de façon qu'un filtre perforé et cylindrique dont l'extrémité inférieure est fermée d'une plaque extrême, soit prévu entre l'ouverture d'aspiration et l'agitateur et une ouverture circulaire dont le diamètre interne est presqu'égal au diamètre externe de l'agitateur est formée dans la plaque extrême du filtre perforé et un corps en forme de parapluie qui engage librement l'ouver- ture circulaire est monté sur l'arbre de sortie du moteur. Du fait de cette construction, lors de la rotation de l'arbre de sortie du moteur, le sable et l'eau peuvent être nettement séparés en écoulement s'agitant qui redes- cend vers le lit de la mer et écoulement d'aspiration qui se déplace vers la pompe par le corps en forme de parapluie, donc l'interférence entre l'écoulement en agita- tion et l'écoulement vers le haut peut être empêchée. Cependant, comme l'agitateur est disposé au loin du corps en forme de parapluie, il y a souvent une dépression dans l'espace entre l'agitateur et le corps en forme de parapluie avec pour résultat la présence de cavitation. Cette cavitation provoque la vibration de l'arbre menant et produit des bulles autour des agitateurs et de plus, de)petites pierres se trouvant dans le sable peuvent frapper la pompe, pouvant l'endommager. Par conséquent, une telle pompe à sable est également loin d'être optimale en termes de l'efficacité d'excavation du sable ainsi que de son entretien. En conséquence, la présente invention a pour objet une pompe fonctionnant sous l'eau, permettant de surmonter tous les défauts ci-dessus des pompes conventionnelles fonctionnant sous l'eau. En effet, la pompe fonctionnant sous l'eau selon l'invention est totalement exempte de cavitation pendant l'opération d'excavation du sable et ainsi elle peut présenter une efficacité améliorée d'excavation. La présente invention, en résumé, révèle une pompe fonctionnant sous l'eau, qui comprend un moteur sous l'eau dont l'arbre de sortie s'étend vers le bas et sur lequel est montée une hélice, un carter de pompe enfermant l'arbre de sortie, un agitateur fixé solidement à l'extension inférieure de l'arbre de sortie, l'agitateur se composant d'un cône tronqué et d'un certain nombre d'ailettes qui sont radialement montées sur la paroi circonférencielle du cône tronqué et un filtre cylindrique perforé disposé entre une entrée d'aspiration de l'hélice et l'agitateur, le filtre étant pourvu d'une plaque extrême à son extrémité inférieure dans laquelle est formée une ouverture circulaire, caractérisée en ce qu'un moyen de séparation d'écoulement pour séparer un écoulement d'agitation et un écoulement d'aspiration est disposé dans l'ouverture circulaire, en ce que le moyen de séparation d'écoulement est intégralement monté de façon contiguë à l'extrémité supérieure du cône tronqué de l'agitateur et en ce que le moyen de séparation d'écoulement a un diamètre externe qui est sensiblement égal au diamètre interne de l'ouverture circulaire de la plaque extrême du filtre perforé. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 montre une pompe à sable fonction- nant sous l'eau selon la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la partie inférieure de la pompe à sable ci-dessus; - la figure 3 est une vue en perspective de l'agitateur de la pompe cidessus; et - les figures 4 à 6 montrent des vues en perspec- tive de modifications de l'agitateur de la pompe à sable ci-dessus. La pompe à sable fonctionnant sous l'eau selon l'invention sera décrite ciaprès en se référant aux dessins joints. Sur la figure 1, une pompe à sable 1 fonctionnant sous l'eau est dressée verticalement sur un lit d'eau 2 et une telle pompe à sable 1 comprend sensiblement un corps vertical et allongé de pompe 3 qui est supporté sur le lit d'eau 2 au moyen d'un renforcement de support 4, un filtre cylindrique et perforé 5 disposé entre le corps vertical 3 de la pompe et le renforcement de support 4, un moteur 6 enfermé dans le corps de pompe 3, un agitateur 7 monté fixement à l'extrémité inférieure d'un arbre de sortie 8 du moteur 6, une hélice 9 montée fixement à l'arbre de sortie 8 et une gaine 10 de transfert de sable dont une extrémité communique avec l'extrémité supérieure de la pompe à sable 1. La partie inférieure de la pompe à sable 1 o sont produits l'écoulement d'agitation du sable et l'écoulement d'aspiration du sable-, par l'agitateur 7 et l'hélice 9., respectivementjlors de la rotation de l'arbre de sortie 8 du moteur 6, est représentée sur la figure 2. Sur le dessin, le repère 9a désigne une ouverture d'aspiration qui est formée dans l'hélice 9. Le filtre cylindrique et perforé 5 est pourvu d'une plaque extrême horizontale 11 à son extrémité inférieure, qui est également perforée. La plaque extrême 11 est pourvue d'une ouverture circulaire 12 par laquelle passe l'arbre de sortie 8. Comme on peut facilement le voir sur la figure 2, l'agita- teur 7 est sensiblement disposé juste en dessous de l'ouverture circulaire 12 et il se compose d'un cône tronqué 7a, d'un certain nombre d'ailettes 7b radialement fixées à la paroi périphérique du cône tronqué 7a et d'une protubérance de connexion 7c au moyen de laquelle l'agita- teur 7 est connecté solidement à l'extrémité inférieure de l'arbre de sortie 8. Un moyen 13 de séparation d'écoulement est intégralement fixé de façon contiguë à l'extrémité supérieure du cône tronqué 12a et il est disposé dans l'ouverture circulaire 12. Grâce à cette construction, il n'y a pas-d'espace entre l'agitateur 7 et le moyen 13 de séparation d'écoulement, lequel était la cause de cavitation. Sur les figures 2 et 3, le moyen 13 de séparation d'écoulement est construit de façon qu'une plaque circulaire ait son pourtour externe se fondant intégralement avec les extrémités supérieures des ailettes 7b. Cependant, un tel moyen 13 de séparation d'écoule- ment peut également être construit comme cela est repré- senté sur les figures 4 à 6. En effet, sur la figure 4, le moyen 13 de séparation d'écoulement se compose d'un certain nombre de plaques horizontales 30 en forme d'éventail qui s'étendent en direction circonférencielle, les extrémités proximales de ces plaques horizontales 30 en forme d'éventail se confondant avec les extrémité supérieures des ailettes 7b de l'agitateur 7. Sur la figure 5, le moyen 13 de séparation d'écoulement se compose d'un certain nombre de plaques horizontales 40 en forme d'éventail qui s'étendent en direction circonféren- cielle, et chaque plaque horizontale 40 en forme d'éventail est disposée entre deux ailettes 7b. Sur la figure 6, le moyen 13 de séparation d'écoulement se compose d'un certain nombre d'extensions axiales 50 dont les extrémités proximales se confondent avec les extrémités supérieures des ailettes 7b et les extensions axiales 50 sont inclinées dans une direction opposée à la direction d'inclinaison des ailettes 7b de l'agitateur 7. La façon dont la pompe à sable fonctionnant sous l'eauayant la construction ci-dessusfonctionne sera décrite ci-après en se référant aux figures 1 à 3. Quand l'arbre de sortie 8 est entraîné ou tourne afin de forcer la rotation simultanée de l'agitateur 7 et de l'hélice 9, l'eau s'écoule dans la direction des flèches sur la figure 2. Cet écoulement d'eau force le sable au fond de la mer 2 à tourbillonner vers le haut. Subséquem- ment, l'écoulement d'eau qui contient le sable qui tourbillonne est aspiré dans la pompe 3 par les ouvertures a du filtre perforé 5 et une ouverture d'aspiration 9a de l'hélice 9. Comme on l'a décrit ci-dessus, la pompe selon l'invention permet de produire un écoulement régulier d'eau autour de l'agitateur 7,exempt de toute cavitation, et donc la présence des vibrations de l'arbre de sortie 8 ou de la formation de bulles, les deux conduisant à l'inefficacité de l'opération d'excavation du sable, peut être efficacement empêchée, tandis que les dégradations pouvant être provoquées par le choc de petites pierres contenues dans le sable qui tourbillonne, sur l'arbre de sortie 8, peuvent également être empêchées. En conséquence, l'efficacité d'excavation du sable de la pompe à sable fonctionnant sous l'eau peut être fortement améliorée, tandis que la durée de vie de la pompe est également fortement prolongée. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Pompe fonctionnant sous l'eau du type compre- nant un moteur sous l'eau ayant un arbre de sortie s'étendant vers le bas et sur lequel est montée une hélice, un carter de pompe enfermant ledit arbre de sortie, un agitateur fixé solidement à l'extension inférieure dudit arbre de sortie, ledit agitateur consistant en un cône tronqué et un certain nombre d'ailettes radialement montées sur la paroi circonférencielle dudit cône tronqué et un filtre cylindrique perforé disposé entre une entrée d'aspiration de ladite hélice et ledit agitateur, ledit filtre étant pourvu d'une plaque extrême à son extrémité inférieure, dans laquelle est formée une ouverture circu- laire, caractérisée en ce qu'un moyen de séparation d'écoulement (13) pour séparer un écoulement d'agitation et un écoulement d'aspiration, est disposé dans ladite ouverture circulaire (12), en ce que ledit moyen de sépara- tion d'écoulement est intégralement monté de façon contiguë à l'extrémité supérieure dudit cône tronqué (7a) dudit agitateur (7) et en ce que ledit moyen de séparation d'écoulement a un diamètre externe qui est sensiblement égal au diamètre interne de ladite ouverture circulaire (12) de ladite plaque extrême (11) dudit filtre perforé (5). 2.- Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen précité de séparation d'écoulement se compose d'une plaque circulaire (20) dont le pourtour inférieur se conf9nd intégralement avec les extrémités supérieures des ailettes précitées de l'agitateur. 3.- Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen précité de séparation d'écoulement se compose d'un certain nombre de plaques horizontales en forme d'éventail (30) qui s'étendent en direction circon- férencielle, chacune desdites plaques ayant son extrémité proximale se confondant avec les extrémités supérieures des ailettes de l'agitateur. 4.- Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen précité de séparation d'écoulement se compose d'un certain nombre de plaques horizontales en forme d'éventail (40) qui s'étendent en direction circonférencielle, chacune desdites plaques horizontales étant disposée entre deux ailettes. 5.- Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les ailettes précitées de l'agitateur sont inclinées dans une direction par rapport à l'axe de l'arbre de sortie précité et en ce que le moyen de séparation d'é- coulement précité se compose d'un certain nombre d'exten- sions axiales (50) dont les extrémités proximales se confondent avec lesdites ailettes et lesdites extensions axiales sont également inclinées dans une direction opposée à la direction d'inclinaison desdites ailettes.