Brevet FR2545159A1 — publié le 19841102

Roue directrice pour pompes centrifuges L'invention concerne une roue directrice pour pompes centrifuges, comprenant des canaux directeurs allant en s'é- largissant en forme de diffuseurs. La technique des courants a mis au point au sujet des pompes centrifuges des réglementations auxquelles doivent se conformer les caractéristiques hydrauliques des roues mobiles individuelles, ainsi que des roues directrices qui sont montées à leur suite Les roues directrices comprennent des canaux directeurs allant en s'élargissant en forme de buses et constitués par des aubes directrices, et elles servent à retarder, détourner et ramener en arrière le liquide refoulé vers l'étage suivant de la pompe Le canal directeur limité par les aubes directrices ou encore le diffuseur d'une roue directrice habituelle est-caractérisé- par sa longueur et par le rapport existant entre sa surface d'entrée et sa surface de sortie La longueur doit correspondre à 2 à 4 fois la largeur de l'entrée, et la surface de la sor- tie doit correspondre à 1,3 à 1,7 fois la surface de l'entrée Cette dernière est constituée par la largeur de l'entrée en direction radiale plus la largeur du dif- fuseur mesurée en direction axiale La largeur d'entrée est donc orthogonale et s'étend de la périphérie de l'aube jusqu'à l'aube précédente. En outre, le rapport entre les diamètres D 5/D 2 qui dépend du nombre d'aubes et la vitesse de déplacement spécifique du système hydraulique à étages est compris entre 1,2 et 1,5 D 5 correspond au diamètre externe de la roue directrice et D 2 correspond au diamètre externe de la roue mobile. L'invention a pour but de réduire le diamètre ex- terne d'une pompe centrifuge munie de roues directrices sans avoir d'effet sur son rendement La solution de ce problème est obtenue par le fait que, dans les canaux directeurs ouverts vers l'extérieur en direction radiale, la limite radiale extérieure des canaux directeurs est constituée par un logement contenant la roue directrice, que l'élargissement en forme de diffuseurs des canaux directeurs depuis le début de l'aube directrice s'effec- tue latéralement en direction axiale et, qu'après une distance de transition, commence un élargissement addi- tionnel des canaux directeurs en direction radiale vers l'intérieur, et du fait que la dimension radiale de la roue directrice, par rapport à son diamètre d'entrée, correspond au maximum à la largeur d'entrée et à l'épais- seur des aubes directrices au début et à la fin, c'est-à- dire au niveau des deux bords extrêmes de celles-ci. Grâce à cette solution, on peut réduire de 1,1 jusqu'à 1,4 le rapport D 5/D 2 entre les diamètres tout en respectant les conditions limites indiquées au début. Ce résultat est obtenu du fait de l'élargissement en forme de diffuseur orienté en direction axiale des canaux directeurs. Selon un mode de réalisation de l'invention, la distance de transition a une longueur comprise entre zéro et la mesure de la largeur de l'entrée et selon un autre mode de réalisation la forme du canal directeur est subdivisée en deux zones, la paroi limite du canal di- recteur sur le côté pression, disposée perpendiculaire- ment à l'arbre de la pompe et dans la région du début du canal de l'aube directrice, servant de plan de sépa- ration imaginaire entre une zone d'entrée du courant et une zone de sortie du courant, la zone d'entrée du cou- rant partant du début de l'aube directrice qui recouvre la surface de sortie de la roue mobile se présentant avec un diamètre allant en augmentant fortement jusqu'au plan de séparation et la zone de sortie du courant qui y est reliée se raccordant par son contour interne à partir du plan de séparation et avec un diamètre allant en di- minuant avec les canaux de retour - Grâce à ces solutions, on peut réduire le diamètre externe des pompes centrifuges munies de la roue direc- trice constituée selon l'invention de 10 % à 15 %, une dépendance existant entre la vitesse de rotation spéci- fique ainsi qu'avec le nombre de canaux directeurs. Dans la pratique, ceci signifie une fabrication consi- dérablement moins coûteuse. En outre, cette solution qui prévoit dans une certaine mesure une subdivision du diffuseur en deux parties, la première partie qui s'étend comme jusqu'ici en oblique vers l'extérieur sur le côté supérieur des aubes de la roue directrice limitant un diffuseur dé- terminant la réduction de diamètre, et une seconde par- tie conservant l'élargissement du diffuseur qui se prolonge par la distance la plus courte dans le canal de retour et qui est orientée essentiellement en direc- tion axiale La paroi-limite du canal directeur sur le côté pression, qui est perpendiculaire à l'arbre de la pompe, constitue le plan de séparation imaginaire pour la subdivision du canal directeur. Un autre mode de réalisation de l'invention prévoit de disposer entre les canaux conducteurs et les canaux de retour un espace annulaire sans aubes Cette mesure permet d'égaliser les courants éventuellement variables passant dans le canal directeur, ce qui fait que l'étage suivant de la pompe est parcouru par un courant régulier et que cela permet également de simplifier la fabrication. L'invention sera maintenant expliquée plus en dé- tail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur le dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une coupe transversale de la roue directrice, qui correspond à une coupe A-B de la figure 2, La figure 2 correspond à une coupe selon la ligne C-D de la figure 1, et La figure 3 représente une vue en plan d'une pro- jection du diamètre externe de la roue directrice. La figure 1 montre une section d'une couronne de roue directrice dans laquelle les aubes ( 1) de la roue directrice, qui sont représentées en coupe, limitent un É 545159 canal directeur ( 2) Le liquide refoulé quitte la roue mobile qui n'est pas représentée dans la région du diamètre (D 2)et parvient dans la région de diamètre est représentée schématiquement et est limitée en direc- tion de la sortie du courant par un plan imaginaire qui coïncide avec la paroi limite ( 5) du canal directeur du côté pression, qui est perpendiculaire à l'arbre de la pompe Comme on peut le voir également à la figure 3, cette zone {X) forme avec la paroi limite ( 5) du canal directeur une pointe de forme pyramidale Après cette paroi et dans la direction suivie par le courant est prévu un élargissement du canal directeur ( 2) en forme de diffuseur, en direction axiale et radiale vers l'in- térieur, et qui se prolonge finalement par les canaux de retour ( 7), qui sont limités par les aubes de retour ( 63. La figure 3 est une vue en plan d'une projection du canal conducteur ( 2) s'ouvrant vers le haut et montre également la subdivision du diffuseur en deux zones (X) et (Y). REVENDICATIONS - 1 Roue directrice pour pompes centrifuges, compre- nant des canaux directeurs allant en s'élargissant en forme de diffuseurs, caractérisée en ce que dans les canaux directeurs ( 2) ouverts en direction radiale vers l'extérieur, la limite radiale extérieure des canaux directeurs est constituée par un logement ( 3) contenant la roue directrice, en ce que l'élargissement en forme de diffuseurs des canaux directeurs depuis le début de la roue directrice ( 1) s'effectue latéralement en direc- tion axiale et qui après une distance de transition ( 1) commence un élargissement additionnel des canaux direc- teurs en direction radiale vers l'intérieur, et en ce que la dimension radiale de la roue directrice, par rapport à son diamètre d'entrée (D 4), correspond au maximum à la largeur d'entrée (a) et à l'épaisseur des aubes directri- ces au début (Sl) et à la fin ( 52), c'est-à-dire au niveau des deux bords extrêmes de celles-ci. 2 Roue directrice selon la revendication 1, carac- térisée en ce que la distance de transition ( 1) a une longueur comprise entre zéro et la dimension de la lar- geur d'entrée (a). 3 Roue directrice selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la forme du canal directeur ( 2) est subdivisée en deux zones, la paroi limite ( 5) des canaux directeurs sur le côté pression, disposés perpen- diculairement à l'arbre de la pompe et situés dans la zone du début du canal de l'aube directrice, servant de plan de séparation imaginaire entre une zone d'entrée du courant (X) et une zone de sortie du courant (Y), la zone d'entrée du courant (X) qui recouvre la surface de sortie de la roue mobile formant depuis le début de l'aube directrice un angle en pointe en direction du plan de séparation avec un diamètre allant en augmentant et la zone de sortie du courant (Y) qui lui est liée se raccor- dant par son contour interne et à partir du plan de séparation aux canaux de retour ( 7) par un diamètre allant en diminuant. 4 Roue directrice selon laune des revendications 1 à 3, caractériséeen ce qu'un espace annulaire sans aubes est aménagé entre les canaux directeurs ( 2) et les canaux de retour ( 7).