Brevet FR2538465A1 — publié le 19840629

L'invention se rapporte à une-pompe centrifuge, notamment pour le refoulement de l'eau de lavage dans les installations de préparation pour minéraux tels que le charbon, les installations de désulfuration des gaz de fu- mée, ou autres, comprenant un rotor monté en porte-à- faux, dont l'arbre est étanché, côté rotor, par l'intermé- diaire d'une garniture d'étanchéité logée dans un manchon d'étanchéité d'arbre, et tourillonne dans deux roule- ments, et qui présente un carter spiraloide serré entre deux disques de retenue et qui se raccorde extérieurement à des parois d'usure parallèles sans être fixé à ces der- nières par des vis. Pour refouler des suspensions de solides dans des installations de préparation de minéraux, des instal- lations de désulfuration des gaz de fumée, etc, on utili- se des pompes du genre cité plus haut Une pompe de ce genre qui est déjà connue est décrite, par exemple, dans la demande de brevet de la R F A 27 19 168. Le but de l'invention est de réaliser une pompe qui, de même que la pompe connue, présente des disques de retenue pour la partie hydraulique, mais qui soit en même temps d'une construction plus légère et puisse être fabri- quée à un prix plus avantageux que la pompe déjà connue. Le but de l'invention est en outre de proposer une forme de réalisation d'une pompe dans laquelle le rotor puisse être démonté sans qu'il soit nécessaire de séparer les tu- bulures d'aspiration et/ou de refoulement, c'est-à-dire que le rotor doit pouvoir être extrait au choix vers l'a- vant ou vers l'arrière sans qu'il soit nécessaire de dé- monter le carter spiraloide. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que, dans la pompe selon l'invention, les disques de retenue constituent un carter en deux parties pour la par- tie hydraulique Ceci permet avantageusement de donner à la pompe selon l'invention une constitution d'ensemble lé- gère et de démonter le rotor sans qu'il soit nécessaire de déposer le carter spiraloide De cette façon, lors de la dépose du rotor, il n'est pas nécessaire de déposer la tubulure de refoulement vers l'avant ou vers l'arrière. Selon l'invention, l'arbre du rotor tourillonne dans un support de palier composé de deux demi-coquilles et qui est constitué par une construction soudée on ob- tient de cette façon une réduction non négligeable du coût, en ce qui concerne le support de palier, comparati- vement aux pompes connues. Selon une autre caractéristique de l'invention, le support de palier présente une bride terminale qui est reliée à l'élément arrière du carter sur pieds par boulon- nage De cette façon, pour extraire le rotor vers l'arriê- re, on peut d'une façon simple et facile séparer le sup- port de palier du carter sur pieds en dévissant quelques vis. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bride terminale présente un fraisage intérieur qui pos- sède le même diamètre qu'un fraisage intérieur de l'élé- ment arrière du carter sur pieds, cependant que, dans les fraisages intérieurs de l'élément du carter sur pieds et de la bride terminale, est logée une bride de retenue commune qui forme de préférence une partie du manchon d'é- tanchéité d'arbre Ceci permet de réaliser une liaison op- timale entre le support de palier et le carter sur pieds avec un guidage irréprochable des deux éléments l'un par rapport à l'autre et on obtient également la possibilité précitée de réaliser un démontage rapide du support de pa- lier en dévissant simplement des vis, pour pouvoir extrai- re le rotor vers l'arrière; on obtient alors, en servi- ce, un guidage central irréprochable de l'arbre du rotor dans le support de palier et dans l'élément arrière du carter sur pieds. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi d'usure forme une seule pièce de fonderie avec la tubulure d'aspiration, qui constitue de préférence un diffuseur Ceci donne au côté aspiration de la pompe une configuration plus simple que dans la forme de réalisa- tion déjà connue Les temps de montage sont réduits, de même que le nombre des pièces détachées et que le poids. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments du carter sur pieds sont constitués par des plaques planes présentant une surface de serrage lisse destinée à recevoir le carter spiraloide et les parois d'usure On obtient de cette façon des éléments du carter sur pieds qui sont lisses et d'un coût particulièrement avantageux. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi d'usure arrière présente une couronne venue de fonderie qui s'engage dans le fraisage intérieur de lulé- ment arrière du carter sur pieds Ceci assure la simplici- té et la sécurité du centrage de la paroi d'usure arriè- re, qui permet avantageusement de maintenir également le carter spiralo ide centré entre les éléments du carter sur pieds, par l'intermédiaire de cette paroi d'usure côté support de palier. Selon une autre caractéristique de l'invention, le carter spiraloîde est tenu par les éléments du carter sur pieds, par l'intermédiaire de surfaces de serrage lis- ses Grâce à cette caractéristique, on obtient une cons- truction particulièrement simple des éléments du carter sur pieds, qui conduit à une construction présentant dans son ensemble un coût très avantageux pour la pompe centri- fuge selon l'invention. Selon une autre caractéristique de l'invention, le carter spiralolde présente des oreilles de retenue, de préférence venues de fonderie, qui font saillie radiale- ment vers luextérieur, A l'aide des oreilles de retenue, on peut avantageusement assembler le carter spiraloide et les éléments du carter sur pieds par un simple boulonnage extérieur Aussi longtemps qu'au moins un élément du car- ter sur pieds reste dans sa position, le carter spiralol- de est également maintenu en position, de sorte que le re- montage des éléments déposés peut s'effectuer de façon simple et rapide. Selon une autre caractéristique de l'invention, les parois d'usure présentent extérieurement un fraisage dans lequel s'engagent des couronnes correspondantes du carter spiraloide Ceci assure un bon assemblage, -guidé latéralement, des parois d'usure avec le carter spiralol- de sans perdre la possibilité d'assemblage des différents éléments de la pompe centrifuge selon l'invention à la fa- çon d'un jeu de construction. -Selon -une autre caractéristique de l'invention, il est prévu, sur le fraisage radial des parois d'usure, une garniture d'étanchéité, notamment constituée par une bague d'étanchéité torique recouverte Ceci assure une fermeture étanche particulièrement avantageuse et simple du carter spiraloide qui, en dépit du fait que le carter spiraloide soit uniquement serré, empêche avec sécurité le liquide refoulé de fuir à l'extérieur. Grâce à la forme de réalisation selon l'inven- tion, la garniture dlétanchéité est entièrement protégée et n'est pas sollicitée à l'abrasion. Selon une autre caractéristique de l'invention, les parois d'usure et le carter spiraloide présentent des épaulements d'appui destinés à s'appuyer contre les élé- ments du carter sur pieds et qui fixent la position du carter spiraloide Cette caractéristique contribue elle aussi avantageusement à la facilité et à la rapidité du montage, qui sont liées k un abaissement du coût de fabri- cation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rotor présente des ailettes dorsales de grande lon- gueur Ceci soulage la garniture d'étanchéité de l'arbre du rotor Le liquide refoulé est sous pression presque nulle dans la région de l'arbre du rotor; on peut même obtenir un effet d'aspiration sur le presse-étoupe. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments du carter sur pieds sont assemblés l'un à l'autre par boulonnage, d'une façon connue, par des vis ou boulons à l'extérieur du carter spiraloide On obtient de cette façon, une possibilité particulièrement simple de montage et/ou de démontage des éléments avant et arriè- re du carter sur pieds, du carter spiraloide et des pa- rois d'usure Un avantage particulier réside dans le fait que les oreilles de retenue du carter spiraloide peuvent alors être également réunies aux éléments du carter sur pieds par les mêmes vis ou boulons. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pompe présente un manchon de protection d'accouple- ment On obtient de cette façon une amélioration des pos- sibilités d'utilisation de la pompe selon l'invention. Le dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur le dessin, 1 désigne le rotor muni de ses ai- lettes dorsales 8 Le rotor est emmanché sur l'arbre 5; la clavette 4 assure la transmission du couple Le rotor 1 est maintenu au centre par l'écrou d'arbre 2 qui est vissé sur l'extrémité 3 de l'arbre qui est munie d'un fi- letage Afin que le liquide ne puisse pas s'infiltrer dans la région comprise entre l'arbre 5 et le rotor 1, en passant le long de l'écrou d'arbre, une garniture d'étan- chéité 29, de préférence une bague d'étanchéité torique, est disposée derrière l'écrou 2. Le carter spiraloide 10 s'étend extérieurement autour du rotor 1 Il est muni des-oreilles de retenue 16 a et 16 b dont le nombre est de 2 ou un multiple de 2, et qui sont emmanchées sur les vis de retenue 17 Les vis de retenue 17 qui ne présentent normalement que des écrous extérieurs 18, présentent le cas échéant pour la fixation des oreilles 16 a et 16 b un filetage prolongé, de sorte qu'avec les écrous 19, il est possible de fixer le carter spiralolde aux éléments 12, 14 du carter sur pieds par l'intermédiaire des vis 17 et des oreilles de retenue 16 a et 16 b De part et d'autre du rotor 1, sont disposées des parois d'usure 6 et 9 La paroi d'usure 6 est d'une seule pièce avec le diffuseur 7 et elle est assemblée par des goupilles à l'élément 14 du car-ter sur pied, qui présente la forme d'une plaque plane à laquelle est soudée un pied. Entre le carter spiraloide 10 et les parois d'u- sure 6 et 9, sont interposées des bagues d'étanchéité to- riques 11 qui empêchent le liquide refoulé de passer par la fente entre les parois d'usure 6 et 9 et le carter spi- ralo Ide 10 La garniture d'étanchéité est disposée d'une façon entièrement protégée dans des fraisages et elle per- met cependant de réaliser le montage et le démontage des parois d'usure et du carter spiraloide d'une façon simple et facile Les éléments 12 et 14 du carter sur pieds pré- sentent des pieds 13 et 15, de sorte que le carter sur pieds de la pompe centrifuge selon l'invention peut être fixé à une fondation d'une façon simple et facile, au moyen de perçages non représentés. L'élément 12 du carter sur pieds est assemblé par l'intermédiaire des vis 21 à une bride 20 qui possède le même diamètre intérieur 26 que l'élément arrière 12 du carter sur pieds, de sorte qu'on obtient un centrage d'en- semble par l'intermédiaire de la bride 24 La bride 20 est reliée solidairement aux demi-coquilles 37 et 38 du support de palier et assure le centrage du support de pa- lier par rapport à l'élément arrière 12 du carter sur pieds. La paroi d'usure 9 présente, sur son diamètre in- térieur, des garnitures d'étanchéité 27, prévues sur le côté du support de palier, qui sont de préférence égale- ment constituées par des bagues toriques et qui empêchent le liquide de s'infiltrer entre la paroi d'usure 9 et le manchon d'étanchéité d'arbre ou autre élément analogue 25. Une autre bague d'étanchéité torique 28 ferme hermétiquement l'espace dorsal du rotor 1 par rapport à l'arbre 5 L'étanchéité entre l'arbre 5 et les paliers 35 et 36 est assurée, soit, comme dans le joint représenté sous l'arbre, au moyen de garnitures pressées 31 et de la bague 30, soit, comme on l'a représenté au-dessus de l'ar- bre 5, au moyen d'une garniture d'étanchéité 26 à bague glissante Les garnitures d'étanchéité sont montées sur un manchon 24 de protection de l'arbre Dans le cas de l'utilisation de garnitures pressées, on utilise des ti- rants 32 qui agissent sur la lunette 33 du presse-étoupe, munie d'une protection injectée d'une seule pièce. Pour évacuer l'eau -des fuites éventuelles, il est prévu une tubulure 50; des goussets de renforcement 39, qui relient rigidement les deux éléments 37 et 38 du support de palier à la bride 20 servent à raidir cette bride et à assembler ces éléments à cette bride. L'arbre 5 tourne dans les paliers 35 et 36, qui sont de préférence constitués par des roulements à rou- leaux à rotule Les paliers 35 et 36 sont isolés herméti- quement de l'extérieur par des bagues à lèvre et à res- sort 48 et 49, Par ailleurs, les deux demi-coquilles 37 et 38 présentent des organes de robinetterie 51 et 52 par l'in- termédiaire desquels on peut remplir ou vider le carter support de palier Sur le côté entraînement, le palier 36 est fixé en position par l'écrou d'arbre 47 qui est recou- vert extérieurement par le couvercle de palier 53 Ce der- nier est vissé sur le support de palier par des vis 450 Bien que la pompe selon l'invention possède déjà un montage sûr par le boulonnage exécuté sur les pieds 13 et 15, elle présente de préférence encore un pied addi- tionnel 41 qui est fixé rigidement au couvercle de palier 53 par soudage Ceci garantit que les pieds 13 et 15 et le pied additionnel 41 sont correctement alignés Ceci donne à la pompe selon l'invention une construction parti- culiêrement stable, qui permet en outre d'utiliser des fondations possédant des dimensions normalisées. La possibilité, offerte par l'invention, d'ex- traire le rotor par les deux côtés, ressort clairement sur le dessin S'il est nécessaire d'extraire le rotor vers l'avant, c'est-à-dire côté aspiration, on débranche tout d'abord la conduite d'aspiration, puis on dépose l'élément avant 14 du carter sur pieds et on tire la tubu- lure d'aspiration 7 vers l'avant avec la paroi d'usure avant 6 Ensuite, et après avoir dévissé l'écrou d'arbre 2, on peut séparer le rotor de l'arbre 5 et l'extraire. Lors de l'extraction du rotor par l'arrière, on dévisse tout d'abord les vis 17, après quoi on peut retirer l'en- semble du support de palier, avec l'élément arrière 12 du carter sur pieds, la paroi d'usure 6 et le rotor 1, avec son arbre 5, du carter spiraloide 10, qui est encore as- semblé rigidement à l'élément avant 14 du carter sur pieds muni de son pied 150 Dans ce cas, il n'est pas né- cessaire de débrancher la conduite d'aspiration, pas plus que de débrancher la conduite de refoulement raccordée au carter spiraloîde 10. La pompe selon l'invention a été conçue spéciale- ment pour la manutention de milieux à faible charge de so- lides dans les lavoirs à charbon, pour les mines de mine- rais métalliques et pour les installations de désulfura- tion des gaz de fumée; toutefois, on peut également l'u- tiliser pour tous les autres fluides chargés de solides ou même pour l'eau pure, sans sortir du cadre de l'inven- tion, Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit, notamment par substitution des moyens techniques équiva- lents, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 Pompe centrifuge, notamment pour le refoule- ment de l'eau de lavage dans les installations de prépara- tion pour minéraux tels que le charbon, les installations de désulfuration des gaz de fumée, ou équivalents, compre- nant un rotor monté en porte-à-faux, dont l'arbre est étanché, côté rotor, par l'intermédiaire d'une garniture d'étanchéité, dans un manchon d'étanchéité d'arbreet tou- rillonne dans deux roulements, et qui présente un carter spiraloide serré entre deux disques de retenue et qui se raccorde extérieurement à des parois d'usure parallèles, sans être fixé à ces dernières par des vis, caractérisé en ce que les disques de retenue constituent un carter sur pieds en deux parties ( 12, 14) pour la partie hydrau- lique. 2 Pompe centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre ( 5) du rotor tourillonne dans un support de palier composé de deux demi-coquilles ( 37, 38) et qui est réalisé sous la forme d'une construc- tion soudée. 3 Pompe centrifuge selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisée en ce que le support de palier ( 37, 38) présente une bride terminale ( 20) qui est fixée par un boulonnage ( 21) à l'élément arrière ( 12) du carter sur pieds. 4 Pompe centrifuge selon la revendication 3, caractérisée en ce que la bride terminale ( 20) présente un fraisage intérieur qui présente le même diamètre qu'un fraisage intérieur ( 27) de l'élément arrière ( 12) du car- ter sur pieds. 5 Pompe centrifuge selon l'une des revendica- tions 3 et 4, caractérisée en ce que, dans les fraisages intérieurs ( 26, 27) de l'élément ( 12) du carter sur pieds et de la bride terminale ( 20), est logée une bride de re- tenue commune ( 24) qui constitue de préférence une partie du manchon ( 25) du dispositif d'étanchéité d'arbre. 6 Pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la paroi d'u- sure ( 6) côté aspiration forme une pièce de fonderie avec la tubulure d'aspiration revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les éléments ( 12, 14) du carter sur pieds sont constitués par des pla- ques pilanes possédant une surface de serrage lisse desti- née à serrer le carter spiraloide ( 10) et les parois d'u- sure ( 6, 9). 8 Pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la paroi d'u- sure arrière ( 9) présente une couronne ( 33) venue de fon- derie qui s'engage dans le fraisage intérieur ( 27) de l'é- lément arrière ( 12) du carter sur pieds. 9 Pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le carter spiraloide ( 10) est tenu par les éléments ( 12, 14) du car- ter sur pieds, par l'intermédiaire de surfaces de serrage lisses. pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le carter spiraloide ( 10) présente des oreilles de retenue ( 16 a, 16 b), venues de préférence de fonderie, qui font saillie radialement vers l'extérieur. 11 Pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les parois d'usure ( 6, 9) présentent extérieurement, côté rotor, un ' fraisage ( 9 b) dans lequel sont engagés des couronnes cor- respondantes (l Ob) du carter spiraloide. 12 Pompe centrifuge selon la revendication 11, caractérisée en ce que, sur le fraisage radial ( 9 b) des parois d'usure ( 6, 9), est montée une garniture d'étan- chéité, de préférence sous la forme d'une bague torique ( 11) recouverte. 13 Pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisée en ce que les pa- rois d'usure ( 6, 9) et le carter spiraloide ( 10) présen- tent des épaulements d'appui ( 9 a, l Oa) destinés à s'ap- puyer contre les éléments ( 12, 14) du carter sur pieds et qui servent à fixer la position du carter spiraloide ( 10). 14 Pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le rotor ( 1) présente des ailettes dorsales ( 8) de grande lon- gueur. Pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que les élé- ments ( 12, 14) du carter sur pieds sont assembles l'un à l'autre par boulonnage, d'une façon connue, par des vis ( 17) situées à l'extérieur du carter spiraloide ( 10). 16 Pompe centrifuge selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'elle présen- te un manchon de protection d'accouplement ( 54).