Brevet FR2533976A1 — publié le 19840406

MOTOPOMPE A MOTEUR ELECTRIQUE A ROTOR NOYE L'invention est relative à une motopompe comprenant un moteur électrique dont le rotor est noyé dans un liquide de même nature que celui entrainé par la pompe. Une telle motopompe est utilisée notamment pour faire circuler l'eau dans une installation de chauffage central ou de distribution d'eau sanitaire. Le liquide dans lequel sont noyés le rotor, L'arbre qu'il entraine et les paliers soutenant cet arbre assure une lubrification entre l'arbre et les coussinets du palier. En outre avec un moteur à rotor noyé il n'est pas nécessaire de prévoir de moyens d'étanchéité entre la pompe et le rotor. On a cependant constaté que dans les motopompes connues la lubrification entre l'arbre et les paliers n'était pas. toujours satisfaisante. L'invention ne présente pas cet inconvénient. Elle est caractérisée en ce que le palier (ou les paliers) est (sont) exclusivement entre le rotor du moteur électrique et la pompe. L'invention résulte en effet de la constatation que, d'une part, I!air pénétrant dans l'enceinte du moteur remplie de liquide compromet la lubrification et, d'autre part, cet air s'accumule dans la partie de l'enceinte qui est la plus éloignée de la pompe. Ainsi en supprimant le palier disposé du côté du rotor a' l'opposé de la pompe on supprime un coussinet mal lubrifié. De plus la suppression de ce palier dégage un espace qui peut être rempli d'eau ce qui améliore encore la lubrification. On peut également profiter de la suppression du palier pour raccourcir la motopompe en direction axiale. Pour améliorer encore plus la lubrification l'arbre est creux et on prévoit en bout d'arbre, du côté du rotor opposé à la pompe, un moyen, tel qu'une turbine, aspirant de l'air contenu dans l'enceinte du moteur remplie de liquide et le refoulant vers la pompe par l'alésage de l'arbre. Dans une réalisation le rotor est en bout d'arbre à l'opposé de la pompe. Pour permettre un démontage aisé des parties tournantes de la motopompe, en vue de leur réparation ou de leur remplacement, il est avantageux que ladite enceinte - contenant le rotor, L'arbre et le(s) palier(s)- soit borgne, étant fermée à l'opposé de la pompe. Il est ainsi aisé d'extraire la pompe, le rotor, L'arbre et les paliers de la carcasse du moteur comprenant le stator sans qu'il soit nécessaire de démonter cette carcasse et le stator. Le coussinet (ou les coussinets) est par exemple disposé dans un manchon formant une pièce d'un seul tenant avec le flasque séparant la pompe du moteur. En variante le flasque est d'une seule pièce avec la chemise cylindrique d'entrefer constituant ladite enceinte, et le manchon contenant le(s) coussinet(s) est introduit à force dans cette chemise. D'autres caractéristiques et avantages de l'inyention apparattront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'une motopompe selon l'invention, - la figure 2 est également une vue en coupe selon l'axe du moteur d'une partie d'une motopompe, pour une variante, et - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 pour une autre variante. Le circulateur représenté sur la figure 1 est destiné à faire circuler l'eau dans les canalisations d'une installation de chauffage central ou de distribution d'eau sanitaire, notamment d'eau chaude. Il comprend une pompe I enfermée dans un -corps de pompe 2 avec une tubulure d'admission 3 et une tubulure de refoulement 4. La pompe 1 est formée par une roue solidaire d'un arbre 5 faisant partie d'un moteur électrique 6, par exemple du type asynchrone monophasé, avec un stator 7 et un rotor 8 séparés par une chemise cylindrique 9 d'entrefer afin que ce rotor 8 et l'arbre 5 puissent être noyés dans l'eau sans que le liquide atteigne les enroulements 10 du stator. Selon l'invention le rotor 8 est monté sur l'extrémité Il de l'arbre 5 à l'opposé de la pompe 1, les coussinets 12 et 13 dans lesquels tourne l'arbre 5 étant ainsi éloignés de cette extrémité 11. Ces coussinets sont logés dans un. manchon cylindrique 14 en saillie d'un flasque 15 formant l'extrémité du boîtier du moteur présentant le bout 16 de l'arbre 5 sur lequel est montée la pompe l. Le manchon 14 présente à son raccordement avec le flasque 15 une partie épaisse 16a séparée du flasque 15 par un épaulement 17 et entourée par un joint d'étanchéité 18 s'appuyant contre l'épaulement 17 et logé dans la chemise 9 d'entrefer. Ce joint 18 empêche l'eau enfermée dans la chemise 9 de s'échapper vers le stator, par l'extrémité tournée ducôté de la pompe. La seconde partie 19 du manchon 14, tournée vers le rotor 8, a un diamètre extérieur plus réduit. Le coussinet 12 est logé à l'extrémité libre de cette partie 19 tandis que le coussinet 13 est logé à l'autre extrémité du manchon 14. Dans la partie 19 du manchon 14 on prévoit au moins un trou 20. Dans L'exemple on a ménagé un second trou 21 diamétralement opposé pàr rapport au premier. Le rotor 8 entoure l'extrémité libre de la partie 19 du manchon 14. Il est solidaire d'un autre manchon 22 qui est lui-même solidaire de l'extrémité 1 1 de l'arbre 5. Une bague 23 constituant une butée est appliquée contre l'extrémité fixe du manchon 14 et sépare ce dernier du manchon tournant 22. Ce manchon 22 présente une ouverture axiale 24 débouchant d'un côté à la périphérie de la bague 23 et de l'autre vers l'extrémité 11 de l'arbre 5. La chemise 9 d'entrefer est borgne ; elle est fermée par un fond 25 du côté de l'extrémité Il. Les enroulements 10 du stator 7 comportent une partie transversale 26 contre le fond 25, bien entendu à l'extérieur de la chemise 9. Dans une réalisation l'arbre 5 ainsi que les coussinets 12 et 13 sont en céramique. L'arbre 5 est creux, présentant un alésage central 27. Lorsque les enroulements 10 du stator 7 sont excités le rotor 8 est entrainé en rotation, entrainant ainsi la roue de la pompe 1. L'arbre tourne à l'intérieur des coussinets 12 et 13 logés dans le manchon 14. La chambre 30 à l'intérieur de la chemise 9 est en communication avec les canalisations 3 et 4 par l'intermédiaire de l'alésage 27 de l'arbre 5. On a constaté que les bulles d'air emprisonnées dans l'eau étaient défavorables à la lubrification entre l'arbre et les coussinets et que ces bulles ont tendance à se rassembler vers l'extrémité il de l'arbre 5. Les coussinets 12 et 13 étant éloignés de cette extrémité 11 le risque de défaut de lubrification par présence de bulles d'air est peu important. En outre les bulles d'air qui pourraient être emprisonnées à l'intérieur du manchon 14, entre les coussinets 12 et 13, et qui risqueraient donc d'altérer la lubrification, s'échappent par les trous 20 et 21 vers l'extrémité 11. L'air concentré à l'extrémité 11 pénètre dans l'alésage 27 et va dans les çanalisations, ce qui n'est pas gênant car une purge d'air est généralement prévue dans les installations de chauffage central. Par rapport aux circulateurs antérieurement connus où un palier est en bout d'arbre, la lubrification est encore améliorée par l'augmentation de volume d'eau dans la chambre 30 entre l'extrémité 11 de l'arbre 5 et le fond 25 de la chemise 9. En plus de l'amélioration de la lubr-ification le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 1 présente les avantages suivants: la chemise 9 étant borgne il suffit d'un seul joint 18 pour assurer l'étanchéité; l'ensemble formé par le flasque 15, la chemise 9 et les pièces à l'intérieur de cette chemise peut être aisément séparé du reste du moteur 6 sans qu'il y ait à démonter ce dernier. On peut ainsi remplacer les pièces tournantes du moteur, qui risquent le plus de se détériorer, sans changer l'ensemble du circulateur. Etant donné qu'une partie du rotor 8 entoure l'extrémité du manchon 14 I'encombrement axial du moteur peut être réduit. Les deux coussinets 12 et 13 étant solidaires d'une même pièce, le montage est aisé et les vibrations résultant du fonctionnement de la pompe sont faibles; on obtient ainsi une diminution du bruit de fonctionnement. Le mode de réalisation représenté sur la figure 2 se distingue de celui de la figure I par le fait qu'à l'extrémité 1 1 de l'arbre 5 est montée une turbine 35 dont le rôle est d'aspirer les bulles d'air emprisonnées dans la chambre 30 pour les refouler dans l'alésage 27. La qualité de lubrification est ainsi encore améliorée. Par ailleurs dans cet exemple le trou axial 24a dans le manchon 22a est au voisinage de l'arbre 5, I'extrémité de ce manchon 22a qui est tournée vers la bague 23a présentant une cavité 36 pour permettre la circulation des bulles d'air d'une extrémité à l'autre de la chambre 30. Dans l'exemple de la figure 3 la chemise 9b forme une pièce d'un seul tenant avec le flasque 15b et le manchon 14b logeant les coussinets 12b et 13b est enfoncé à force dans la chemise 9bs ce qui permet de se passer d'un joint d'étanchéité. Dans une variante (non représentée) on ne prévoit qu'un seul coussinet dans le manchon 14. REVENDICATIONS 1. Motopompe pour faire circuler un liquide, tel que l'eau, comprenant un moteur électrique (6) dont ie rotor (8) est dans une enceinte (9) remplie d'un liquide de même nature que celui entrainé par la pompe (1), caractérisée en ce que le(s) palier(s) (12, 13) dans le(s)quel(s) tourne l'arbre (5) entrainé par le rotor (8) et entrainant la pompe (I) est (sont) exclusivement entre ledit rotor et la pompe. 2. Motopompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor (8) est à l'extrémité (il) de l'arbre (5) opposée à la pompe (1). 3. Motopompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le(s) palier(s) (12, 13) est (sont) logé(s) dans un manchon (14) solidaire du boîtier du moteur (6). 4. Motopompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que le manchon (14) est d'un seul tenant avec un flasque (15) fermant l'extrémité du boîtier du moteur qui est tournée vers la pompe (1). 5. Motopompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que le manchon (14b) est enfoncé à force dans ladite enceinte (9), cette enceinte étant d'un seul tenant avec un flasque (15b) fermant l'extrémité du boîtier du moteur qui est tournée vers la pompe (1). 6. Motopompe selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que l'arbre (5) est monté dans deux paliers (12, 13) dans le manchon (14) et en ce que ce dernier présente au moins une ouverture(20; 21) entre les paliers afin de mettre l'espace séparant les paliers en communication avec le reste de l'enceinte (9) du rotor. 7. Motopompe selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce qu'une partie du rotor (8) entoure l'extrémité libre (19) du manchon (14). 8. Motopompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enceinte (9) enfermant le rotor (8) étant en communication avec le corps de pompe (1) par l'intermédiaire d'un alésage (27) de l'arbre (5), un moyen (35) d'aspiration de l'air, tel qu'une turbine, est monté sur arbre du côté du rotor qui est opposé à la pompe (1) pour aspirer les bulles d'air se trouvant dans l'enceinte (9) afin de les refouler vers l'alésage (27). 9. Motopompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (9) contenant le rotor (8) est fermée par un fond (25) à l'opposé de la pompe (1). 10. Motopompe selon la revendication 9, caractérisé en ce que le bout de l'arbre (5) opposé à la pompe (1) est à distance du fond (25).