Brevet FR2524081A1 — publié le 19830930

Volute pour pompes centrifuges à simple effet L'invention concerne une volute pour des pompes centrifuges à simple effet installées en ligne, composée d'un corps creux à l'épreuve de la pression en tôle emboutie avec une tubulure d'aspiration et une tubulure de refoule- ment situées sur un axe commun qui coupe perpendiculairement l'axe de rotation de la roue mobile à engager dans la cham- bre de refoulement par une ouverture de montage latérale, la chambre d'aspiration raccordée à la tubulure d'aspiration et la chambre de refoulement raccordée à la tubulure de refou- lement étant essentiellement séparées par une cloison montée en tant qu'élément particulier et ne communiquant par ailleurs que par l'intermédiaire d'une ouverture prévue dans ladite cloison. Dans le cas des pompes centrifuges de cen genre, par exemple pour des installations de chauffage et d'eau industrielle, il s'agit de machines à simple effet et à simple flux dans lesquelles la roue mobile est un élément de transmission de l'énergie, tandis que le carter avec un dispositif de guidage conformé en spirale sert, entre autres, à amener le fluide à refouler du côté aspiration vers la roue mobile et à l'évacuer de la roue du côté refoulement. Par ailleurs, la volute de pompe constitue naturellement aussi la séparation à l'épreuve de la pression entre l'inté- rieur de la pompe et l'espace environnant. La plupart des pompes centrifuges actuellement sur le marché pour des installations de chauffage et d'eau industrielle comportent une volute en fonte qui est lourde et demande un usinage coûteux En plus de ces inconvénients, les volutes en fonte présentent également le défaut d'une surface rugueuse qui est à l'origine de pertes de charge et qui exerce une influence défavorable sur le rendement de la pompe. -2- Sur ce point, les volutes en tale sont plus avar- tageuses On connait des volutes en forme de pot avec un insert particulier qui, en tant que cloison, sépare l'inte- rieur de la volute en une chambre d'aspiration et une cham- bre de refoulement Les tubulures d'aspiration et de refou- lement sont constituées par des tuyaux déformés qui, dans le cas des pompes en ligne, se situent sur un axe commun et présentent également le même diamètre intérieur nominal Les extrémités de ces tubulures du côté volute sont soudées sur le corps creux en forme de pot, à savoir sur un plan trans- versal aux axes des tubulures. Il s'est avéré dans la pratique que pour de tels carters essentiellement cylindriques, la partie extérieure du carter en forme de pot peut être réalisée d'une manière relativement simple mais que la forme et la réalisation de la cloison à monter à l'intérieur sont assez compliquées étant donné que cette cloison doit non seulement diviser la volute en chambre d'aspiration et en chambre de refoulement mais constituer, en plus, la spirale nécessaire dans la chambre de refoulement pour des raisons se rapportant à la technique des fluides. D'autres problèmes peuvent également surgir si les conduites de l'installation considérée ne sont pas a priori exemptes de contraintes ou si, lors de l'exploitation de l'installation, des variations de tension se produisent dans les conduites raccordées à la pompe, étant donné que de telles tensions et les forces qui en résultent sont trans- mises par les tubulures à la volute de pompe et peuvent entraîner une déformation du carter ou une rupture des sou- dures entre la partie du carter en tôle et les tubulures ou encore des fuites parce que les soudures se situent transver- salement aux efforts de compression et de traction éventuels et qu'elles doivent donc absorber la totalité de ces efforts. Par ailleurs, le fait de réaliser tout d'abord les deux tubulures séparément par estampage à partir de sections de tubes, puis de les munir d'un filetage et de les aligner par rapport à la volute avec utilisation d'un dispositif pour finalement assembler ces éléments par une soudure annulaire -3 implique également une certaine dépense sur le plan de la technique de fabrication En outre, la réalisation d'un tel carter nécessite la préfabrication d'au moins quatre élé- ments. La présente invention a pour objet de créer une volute en tôle pour des pompes centrifuges qui remédie aux inconvénients précités par une conformation favorable des éléments de la volute La volute doit donc surtout pouvoir être réalisée d'une manière simple à partir d'un petit nombre de pièces non compliquées et doit également pouvoir résister à des efforts de compression et de traction impor- tants. Selon l'invention, dans le cas d'une pompe centri- fuge installée en ligne, ce but est atteint par le fait que le corps creux est composé de deux pièces estampées reliées sur un plan de séparation placé longitudinalement,à travers le carter et que l'axe médian mentionné et l'axe de rotation mentionné se situent sur le plan de séparation. Du fait de la disposition spéciale du plan de séparation, il est donc possible de réaliser le corps creux qui constitue la péparation à l'épreuve de la pression entre l'intérieur du carter et l'espace environnant, y compris les deux tubulures, à partir de seulement deux pièces en tôle emboutie Même des conformations compliquées, en particulier aussi la forme spiralée de la volute et d'autres formes géométriques compliquées des canaux et chambres conduisant le fluide peuvent être réalisées sans éléments de montage supplémentaires de telle façon que même la cloison de sépa- ration peut finalement être une pièce relativement facile à fabriquer. Les deux pièces estampées formant le corps creux de la volute sont avantageusement pliées ou rabattues à leurs jointures mutuelles en vue de former des brides, les brides appliquées à plat l'une contre l'autre sur le plan de séparation pouvant être réunies de manière étanche par soudage ou collage et formant des nervures pour le renforce- ment du carter Dans la région des tubulures qui présentent le plus souvent une forme cylindrique ou conique, ces ner- -'4- vures s'étendent parallèlement ou du moins à peu près paral- lèlement à l'axe des tubulures de telle façon que des ef- forts de compression ou de traction éventuels qui pourraient être exercés sur la volute de pompe par les conduites rac- cordées aux tubulures agissent dans le sens de l'extension des nervures et peuvent donc être absorbés facilement par les nervures et par la volute sans que la volute et les jointures puissent être soumises à des efforts exagérés. La description qui va suivre, en regard des des- sins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 présente une vue de côté de la volute de pompe selon l'invention; la figure 2 présente une coupe longitudinale A-A de la volute et la figure 3 présente la coupe transversale B-B tournée de 900 de l'objet de la fig 1. Le corps creux qui forme les parois extérieures de la volute de pompe se compose des deux pièces estampées 1 et 2 réalisées par estampage à partir de platines pour tôles préfabriquées qui sont réunies et raccordées sur un plan de séparation placé longitudinalement à travers la volute Dans la fig 1, lé plan de séparation se situe perpendiculaire- ment au plan du dessin, c'est-à-dire qu'il se situe su le plan de coupe AA de telle façon que, en regard de la fig 2, le plan de séparation doit être considéré comme étant placé sur le plan du dessin. Une cloison 5 devant être montée en tant qu'élé- ment particulier par l'ouverture de montage 4 dans le sens de la flèche 3 divise l'espace intérieur de la volute en une chambre d'aspiration 6 et une chambre de refoulement 7 La chambre 6 communique avec la tubulure d'aspiration 8, tandis que la chambre 7 est reliée à la tubulure de refoulement 9. Les deux tubulures se situent su r un axe commun 10 La roue mobile 11 indiquée en traits discontinus est montée d'une manière bien connue en soi sur l'extrémité d'un arbre moteur non représenté et elle tourne autour de l'axe 12 Concentri- -5- quement à cet axe se situe également le collet 5 a conformé avec la cloison et comportant une ouverture par laquelle communiquent la chambre d'aspiration et la chambre de re- foulement et à laquelle est adaptée l'ouïe d'aspiration de la roue mobile 11. Conformément au dessin, l'axe 10 des deux tubu- lures aussi bien que l'axe de rotation 12 voire l'axe du collet 5 a circulaire se situent sur le plan de séparation placé longitudinalement à travers la volute Il en résulte un partage optimum de la volute pour la réalisation des deux pièces estampées 1, 2 de telle façon que, lors de l'estampage des deux pièces 1, 2, la forme spiralée recon- naissable dans la fig 1 ainsi que les autres canaux condui- sant le fluide peuvent être préparés en une seule opération. Dans la région de leurs jointures, les deux pièces estampées 1, 2 sont repliées voire rabattues pour-la forma- tion de brides 13, 14 de telle façon que, après l'assemblage des deux pièces estampées, elles sont appliquées à plat l'une contre l'autre sur le plan de séparation (fig 1) et peuvent être réunies par soudage ou collage Il en résulte des nervures qui r enforcent le carter et qui, dans la région des deux tubulures 8, 9, s'étendent essentiellement dans la direction des forces qui pourraient être transmises à la volute par les conduites devant être raccordées aux tubu- lures. La cloison 5 peut être réalisée en matière plas- tique ou aussi, comme le reste de la volute, en tôle Elle est engagée à travers l'ouverture 4 dans la chambre de refoulement 7 et fixée, dans la position indiquée dans les fig 2 et 3, aux pièces estampées 1, 2 assemblées préalable- ment Dans ce cas aussi, le raccordement aux jointures respectives 15 peut être effectué par collage ou soudage. De cette manière, on obtient une volute de pompe prête au montage qui,en raison du choix avantageux du plan de séparation, ne comporte que trois pièces, à savoir les deux pièces estampées 1, 2 et la cloison 5 Les conduites à raccorder à la volute de pompe peuvent être simplement engagées dans les orifices des tubulures 8 et 9, puis rac- -6- cordées à celles-ci, par soudage, par exemple, ce qui ap- porte également sur ce point une simplification par rapport à des raccordements par l'intermédiaire de filetages, de pièces de robinetterie et d'organes analogues. Au cas o la volute ne serait pas suffisamment stable dans la région de l'ouverture de montage 4 ou aux extrémités des tubulures 8, 9, ces régions pourraient encore être renforcées, par exemple au moyen de bagues ou de seg- ments de bagues qui sont insérés ou enfoncés dans l'ouver- ture de montage voire dans les tubulures et reliés, le cas échéant, en plus à la volute par soudage, brasage ou collage. _ 7 _ Reven d i c at i on s 1 Volute pour des pompes centrifuges à simple effet installées en lignecomposée d'un corps creux ( 1, 2) à l'épreuve de la pression en tôle emboutie avec une tubulure d'aspiration ( 8) et une tubulure de refoulement ( 9) situées situées sur un axe commun ( 10) qui coupe perpendiculairement l'axe de rotation ( 12) de la roue mobile ( 11) à engager dans la chambre de refoulement ( 7) par une ouverture de montage latérale ( 4), la chambre d'aspiration ( 6) raccordée à la tubulure d'aspiration ( 8) et la chambre de refoulement ( 7) raccordée à la tubulure de refoulement ( 9) étant essentiel- lement séparées par une cloison ( 5) montée en tant qu'élé- ment particulier et ne communiquant par ailleurs que par l'intermédiaire d'une ouverture prévue dans la cloison ( 5), c a r a c t é r i S é e p a r le f a i t que le corps creux se compose de deux pièces estampées ( 1, 2) qui sont réunies sur un plan de séparation placé longitudinalement à travers la volute et que l'axe commun ( 10) et l'axe de rotation ( 12) mentionnés se situent sur le plan de séparation. 2 Volute selon la revendication 1, caractérisée par le fait que, dans la région de leurs jointures, les deux pièces estampées ( 1,2) sont repliées voire rabattues pour la formation de brides ( 13, 14) et que les brides appliquées à plat l'une contre l'autre sur le plan de séparation sont réunies par soudage ou collage.