Brevet FR2519766A1 — publié le 19830718

AiNEM MEINI D'UN DISPOSITIF D'ETANCHEITE A POMPE TURBINE D'EJECTION La présente invention concerne les anémomètres, et en particulier les anémomètres destinés à être embarqués à bord de navires. De tels anémomètres comportent généralement des pales extérieures soumises à 11 action du vent et entratnant en rotation un arbre d'er.traSnement dont la vitesse de rotation est mesurée par des dispositifs à impulsion électrique. Pour assurer le bon fonctionnement de ces dispositifs à bord de navires, il convient d'éviter au maximum la pénétration d'eau le long de l'arbre d'entraînement jusqu'aux organes électroniques de mesure. En outre, les paliers de l'arbre sont généralement réalisés à l'aide de roulements à billes métalliques pour lesquels il convient également d'éviter la pénétration d'humidité.Le faible couple produit par le vent sur les pales de l'anémomètre interdit l'utilisation de Joints d'étanchéité efficaces Pour éviter la pénétration d' humidité, on a généralement proposé des anémomètres dans lesquels les dispositifs de mesure électroniques sont placés au-dessus dans un boiter protecteur, l'arbre d'entraînement sortant par l'embouchure d'un manchon prolongeant vers le bas le boîtier protecteur, l'extrémité inférieure de l'arbre suppor tant les pales de ltanémonètre. L'arbre est maintenu par des roulements à billes inoxydables dans le manchon.On a également prévu des clapets d'étanchéité en matière à faible coefficient de frottement, tendant à obturer itespace ménagé entre l'arbre et l'alésage correspondant du manchon lorsque se produisent des surventes, ces surventes générant une légère surpression au voisinage de l'embouchure du manchon. Ces dispositifs conduisent toutefois à des réalisations relativement onéreuses par la nécessité d'utiliser des roulements à billes inoxydables et de haute précision, et conduisent de plus à une efficacité insuffisante lors de projection continue et abondante d'embruns sur le dispositif. La présente invention a notamment pour objet d'obvier aux inconvénients des dispositifs connus en proposant un anémomètre dans lequel l'étanchéité est nettement améliore' s de façon à permettre une meilleure protection des dispositifs électroniques et l'utilisation de roulements moins sophistiqués. Un autre objet de l'invention est de permettre une extraction dynamique de l'eau hors du manchon, cette extraction étant d1autant plus efficace qu'il y a de vent et donc de risques de projection d'embruns sur le dispositif. Selon ùn autre objet de l'invention, le dispositif présente un très faible couple de freinage pour ne pas gêner 11 entraîne- ment de l'anémomètre par le vent. Selon un autre objet de l'invention, l'extraction dynamique de l'eau est effectuée de façon efficace sans augmenter exagérément la dépression créée à l'intérieur du manchon, une telle dépression risquant de perturber le fonctionnement des clapets d'étanchéité en provoquant leur ouverture continue. Pour ce faire, et selon une caractéristique de l'invention, l'arbre comporte, au voisinage de sa sortie du manchon, des pales péripheriques formant au moins une pompe d'éjection centrifuge tendant à projeter le liquide vers l'extérieur du manchon0 Le dispositif de pumpe est ainsi entraîne' par l'arbre lui-même et est d'autant plus efficace que le vent est fort pour entraîner l'arbre en rotation rapide. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bout d'arbre comprend un flasque supportant les pales de l'anémomètres la face supérieure du flasque étant muniede nervures excentrées pour former les pales de la pompe d' éjection centrifuge ; on constate que par cette disposition les pales provoquent d'une part l'éjection des embruns vers l'extérieur et d'autre part l'entraînement de l'arbre par l'action du vent produisant sur les pales un couple tendant à accélérer la rotation de l'arbre. Selon un autre aspect de 11 invention, la face supérieure du flasque comporte une surface générale convexe pour créer une pente descendant vers l'extérieur et favoriser ainsi l'écoulement de l'eau. Selon une autre caractéristique de l'invention, les ner vures comportent une face d'attaque inclinée et fuyant vers le bas cette disposition favorise l'éjection vers le bas de I'eau, en combinai son avec la surface convexe de la face supérieure, et produit une légère aspiration vers le bas. Selon un autre aspect de l'invention, et dans un mode de réalisation psrticulier les nervures se prolongent partiellement à l'intérieur du manchon, pénétrant dans un alésage conique s'élargissant vers le bas. On augmente ainsi l'effet de propulsion vers le bas de liteau pouvant s'introduire dans le manchon, tout en provoquant une cir culation d'air favorisant le séchage interne du dispositif0 Selon une autre caractéristique de I'invention, le flasque est surmonté d'une seconde pompe centrifuge de diamètre inférieur à la première pompe, conique et s'41argissant vers le bas, solidaire de l'arbre et s'insérant avec unfsible jeu dans un alésage d'extrémité de manchon de profil conique correspondant ; une telle disposition permets comme dans le mode de réalisation précédent, de favoriser ltéva- cuation de liteau ayant pu pénétrer dans le manchon, et d'augmenter la circulation d'air pour une bonne ventilation interne et le séchage du dispositif. Cette disposition permet en outre de limiter lteifet d'as piration d'air dans le manchon, pour éviter de perturber le fonctionnement des clapets d'étanchéité0 Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu de renforcer l'aspiration d'eau vers le bas en donnant aux pales une forme hélicoidale de façon qu'elles tournent dans le sens du vissage pour produire un effet d'extraction. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pompe extérieure a un nombre de pales pair et la pompe intérieure a un nombre de pales impair, de façon à éviter les phénomènes de résonnance pouvant apparaître dans un tel dispositif dont la vitesse de rotation est parfois très élevées D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles - la figure 1 représente une vue de dessus du dispositif rotatif comprenant les rotors de pompe, l'arbre d'entrainement et les pales de l'anémomètre ; ; - la figure 2 représente une vue de cbté du flasque de bout d'arbre et des pompes centrifuges - la figure 3 représente une vue en coupe montrant l'assemblage des rotors de pompe sur l'arbre ; et - la figure 4 représente une vue en coupe du manchon prolongeant vers le bas le boîtier protecteur supérieur. Corme le représentent les figurest l'anémomètre comprend de façon générale un boîtier protecteur supérieur 1 contenant les dispositifs électroniques de comptage d'impulsions pour la mesure de vi tesse de rotation de l'arbre d'entraînement0 Le boîtier protecteur 1 est prolongé vers le bas par un manchon 2 dans lequel s'adaptent des roulements 3 et 4 assurant le maintien et permettant la rotation de l'arbre d'entraînement 5 inséré dans l'alésage central 6. La partie inférieure de l'alésage 6 comporte un alésage étagé dans lequel vienent coopérer de façon connue des clapets d'étanchéité 8 et 9 montés sur l'arbre 5. Les clapets 8 et 9, sous l'action d'une surpression, viennent en appui contre les rebords 10 et il de l'alésage 7.En prolongement de l'alésage 7, un alésage d'extrémité conique 12 termine l'alésage central 6 jusqu'à 11 embouchure 13 du manchon. A l'extrémité inférieure de l'arbre 5 est monté un flasque 14 solidaire des pales 15 de l1anémomètre, provoquant la rotation de l'arbre 5 sous l'action du vent. La face supérieure 16 du flasque 14 est munie de nervures excentrées 17 pour former les pales d'une pompe d'éjection centrifuge en forme de turbine. On remarquera en particulier sur la figure 1 la disposition des nervures en relation avec la disposition des pales 15, les pales 15 provoquant la rotation du dispositif dans le sens de la flèche 18 et, sous l'effet de cette rotation, les nervures 17 provoquant l'éjection vers l'extérieur de lteau qui pourrait se poser sur le flasque. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le flasque 14 comprend six nervures telles que la nervure 17. Dans le mode de réalisation particulier représenté sur les figures, et visible notamment sur les figures 2 et 3, la face supérieure 16 du flasque 14 comporte une surface générale convexe présentant une pente 19 descendant vers l'extérieur pour favoriser l'écoule- ment de l'eau et l'aspiration vers le bas. Dans ce mode de réalisation, et pour favoriser également l'aspiration vers le bas, les faces d'attaque 20 des nervures 17 sont inclinées et fuyant vers le bas comme le représentent les figures. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le flasque 14 est prolongé vers le haut par un cylindre 21 muni de ner vures longitudinales excentrées 22 formant pompe d'extraction centrifuge en forme de turbine comme le représentent les figures L'enveloppe générale extérieure des nervures 22 est de forme conique, s'élargissant vers le bas, pour s'adapter avec un faible jeu dans l'alésage d'extrémité conique 12 du manchon 2. Pour améliorer l'effet d'extraction vers le bas des liquides pouvant s'introduire dans le manchon, les nervures 22 peu vent être conformées de façon hélicordale pour définir des pales héli cordiales tournant dans le sens du vissage pour produire un effet d'extraction. L'ensemble monté sur l'arbre 5 s1 adapte dans l'alésage central 6, le flasque 14 et ses nervures 17 restant à l'extérieur du manchon et au voisinage de son embouchure 13 le cylindre 21 et ses nervures 22 s'engageant dans l'alésage d'extrémité 12, et les clapets 8 et 9 venant en regard des rebords 10 et 110 Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, on a prévu deux séries de nervures 17 et 22 pour réaliser d'une part une pompe extérieure et d'autre part une pompe intérieure au manchon. On pourra cependant réaliser un dispositif présentant une seule pompe, les nervures s' étendant partiellement à l'extérieur sur le flasque 14 et partiellement à l'intérieur du manchon sur le cylindre 21 et dans l'alésage 12. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, on pourra prévoir un flasque 14 de diamètre nettement supérieur au diamètre du manchon 22 de façon à favoriser l'éjection de l'eau par les pales 17. Les figures représentent des nervures droites 17, mais on pourra également prévoir des nervures incurvées. De façon préférée, les nervures 17 seront en nombre pair, et les nervures 22 seront en nombre impair ou inversement. La présente invention n1 est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. BEWENDICATIONS 1 - Anémomètre comprenant un boîtier protecteur supérieur (1) prolongé vers le bas par un manchon (2) dans lequel s'insère un arbre (5) comportant à son extrémité inférieure un flasque (14) solidaire des pales (15) de l'anémomètre, l'arbre (5) tourillonnant dans des roulements (3, 4) insérés dans le manchon (2) caractérisé en ce que l'arbre (5) comporte au voisinage de sa sortie de manchon des nervures périphériques (17, 22) formant au moins une pompe d'éjection centrifuge tendant à projeter le liquide vers l'extérieur du manchon. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face supérieure (16) du flasque (14) est munie de nervures (17) excentrées pour former les pales d'une pompe d'éjection centrifuge0 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face supérieure (16) du flasque a une surface générale convexe pour créer une pente (19) descendant vers l'extérieur pour favoriser l'écoulement de liteau. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, ca caractérisé en ce que les nervures (17) comportent une face d'attaque (20) inclinée et fuyant vers le bas. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 i 42 caractérisé en ce que les nervures se prolongent partiellement à l'intérieur du manchon (2) dans un alésage conique (12) s'élargissant vers le bas. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le flasque (14) est surmonté d'une seconde pompe centrifuge (21, 22) de diamètre inférieur à la première pompe (14, 17) de forme généralement conique et s'élargissant vers le bas, solidaire de l'arbre et s'insérant avec un faible Jeu dans un alésage d'ex trématé (12) de manchon de profil conique correspondant. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde pompe comporte des pales hélicoidales tournant dans le sens du vissage pour produire un effet d'extraction0 8 - Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, ca ractérisé en ce que la première pompe a un nombre pair de pales (17) et la seconde pompe a un nombre impair de pales (22).