Brevet FR2568636A1 — publié le 19860207

JUL. BOU i POMPE MULTICELLULAIRE A CARTOUCHE DEMONTABLE La présente invention concerne une pompe multicellulaire dont les éléments hydrauliques et mécaniques sont inclus dans une cartouche démontable. Dans l'art antérieur, il est connu de constituer des pompes constituées par un empilement de cellules de pompage. Sur un arbre de pompe commun, plusieurs cellules comportant des éléments hydrauliques et mécaniques sont empilés les uns à la suite des autres. L'ensemble est accouplé à un arbre moteur par un dispositif d'accouplement. En cas de panne ou encore en cas de changement de caractéristiques de pompage, on est contraint de démonter, sur l'installation en place, chacun des éléments de la pompe que l'on doit remplacer. Les temps d'intervention sont longs, coOteux et immobi- lisent l'installation sans pompage pendant un temps qui peut être important. Afin de porter remède aux inconvénients de l'art anté- rieur, la présente invention concerne une pompe multicellulaire qui se caractérise principalement par le fait que les éléments hydrau- liques et mécaniques de la pompe sont inclus dans une cartouche démontable, d'une part du côté de l'arbre d'entraînement, d'autre part du côté du circuit du fluide à pomper. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description et de la figure unique annexeée. A la figure on a représenté une pompe multicellulaire verti- cale du type centrifuge comprenant principalement un moteur 1 accouplé par un dispositif 2 à un ensemble hydraulique 3. La pompe est montée sur un circuit de fluide à pomper comportant principa- lement une canalisation d'aspiration 8 et une canalisation de refou- lement 9. L'arbre moteur 4 est accouplé au moyen d'un dispositif d'accouplement 6 à l'arbre 5 de la pompe elle-même. Les éléments hydrauliques et mécaniques sont contenus dans plusieurs étages successifs établis le long de l'arbre de pompe 5. Par élément hydraulique, on entend au moins une cellule comme celle 7a représentée à la figure. Elle comporte une turbine centrifuge 12 et une partie statique formée du diffuseur 30 et de canaux 31. Par élément mécanique, on entend par exemple la cellule 7b qui comporte un support 13 et un palier de guidage de l'arbre 5, composé d'une chemise 14 et d'un coussinet 15 solidaire du support 13. Ce sont principalement ces éléments hydrauliques et mécaniques qui sont sujets à usure ou à détérioration dues à des conditions d'emploi pouvant entraîner des dégradations, des perturbations ou des arrêts. Dans l'art antérieur, il fallait alors une intervention de démon- tage complet de la pompe pour procéder à sa remise en état. Selon l'invention, la cartouche 3 est constituée essentiel- lement: - de l'arbre 5 équipé d'un système d'étanchéité 23, - d'un flasque d'extrémité inférieure 19, dit de fermeture, - d'un flasque d'extrémité supérieure 24. L'ensemble est rendu monobloc par une pluralité de tirants 17 qui rattachent le flasque inférieur 19 au reste de la cartouche. Ici, le tirant 17 relie les deux flasques d'extrémité. Mais, la cartouche peut prendre aussi la forme d'une cartouche 3b; cartouche 3 à laquelle on a rajouté une lanterne 2 qui pemet d'accéder au dispositif d'étanchéité 23. On peut y associer aussi une bride de centrage 32 de la cartouche 3b sur le moteur 1. La lanterne 2 est liée au flasque supérieur 24 par des vis 27 et la bride de centrage 32 à la lanterne 2 par des vis 33. La cartouche 3b est donc montée sur le moteur 1 par des vis 38. Cette constitution permet en particulier des interventions globales sur la pompe en dehors du moteur. Ainsi tout changement de pompe peut être réalisé par un opérateur non spécialisé en une opération sur le site de difficulté technique très simple ne durant que très peu de temps ce qui réduit le coût d'immobilisation de la pompe. On réduit aussi le coût d'intervention. La constitution en une cartouche globale et stockable des éléments hydrauliques et méca- niques permet d'éviter l'usage d'un groupe de secours complet prévu en réserve. On évite aussi la gestion d'un ensemble de pompes compliquée car on n'a plus à gérer un grand nombre de pièces de rechange comme c'était le cas selon l'art antérieur. Il est aussi possible de personnaliser chaque application par un simple chan- gement de cartouche sur le site. Ainsi les impulseurs et les parties fixes peuvent être réalisées aussi bien en matière synthétique qu'en acier inox, par exemple. Les caractéristiques de pompage changent selon le matériau et la forme des éléments hydrauliques et mécaniques. Pour assurer l'étanchéité de la cartouche celle-ci comporte des joints d'étanchéité disposés entre d'une part, et d'autre part entre le flasque 19 et le corps de cartourche 16. Le dispositif 23 d'étanchéité permet d'éviter la remontée du liquide de pompage le long de l'arbre vers le dispositif d'accouplement. Dans l'exemple de réalisation préférée, la pompe est montée sur un corps de pompe du type "in line" o les orifices d'aspiration 8 et de refoulement 9 sont alignés et au même niveau.La canalisation d'aspiration 8 du corps de pompe communique avec un flasque d'aspiration 10 en communi- cation, au pied de l'arbre 5, avec le premier élément hydraulique 7a. Le liquide pompé est aspiré et remonte le long de l'arbre 5 dans la succession de cellules empilées pour finalement retomber dans un canal annulaire 11 disposé entre l'enveloppe extérieure 16 de la cartouche et la surface cylindrique 26 constituée par l'empilement des cellules. Le liquide de pompage pénètre dans une chambre annulaire de refoulement 22 qui communique avec la canalisation 9 de refoulement. La fixation entre le flasque 19 et le corps de pompe est réalisée par plusieurs boulons 18. Pour la maintenance de la pompe multicellulaire selon l'inven- tion, il est nécessaire dans un premier temps de libérer le dispositif d'accouplement 6 qui lie l'arbre 5 à l'arbre moteur 4. Puis, dans un deuxième temps dans le cas o la cartouche est du genre 3b, on libère les liaisons bride de centrage 32 - moteur 1 par manoeuvre de vis 33 et flasque inférieure 19- corps de pompe 20 par manoeuvre de vis 18. Par simple levage du bloc moteur 1 - dispositif d'accou- plement 6, il est possible alors de dégager la cartouche 3b qui peut être à ce moment là renvoyée pour les réparations d'usage ou pour un simple changement de cartouche. La présente invention s'adapte à différentes formes de pompes en particulier aux pompes centrifuges qui admettent une aspiration et un refoulement en des niveaux différents de la pompe. Dans ce cas, l'orifice de refoulement 9 est renvoyé du corps de pompe 20 au flasque supérieur 24. Cet orifice sera directement en communi- cation avec la sortie de la dernière cellule de pompage. La chambre annulaire Il au canal annulaire et l'enveloppe externe 16 sont supprimées. On remarquera à la figure que le flasque 19 et le corps de pompe 20 peuvent être conçus pour recevoir un ensemble de pompage en cartouche ou non. Cette disposition peut être avanta- geuse dans le cas de réalisations à bas prix o la constitution d'un ensemble de pompage en cartouche serait trop coûteux. En effet, à la figure le flasque 19 comporte un logement destiné à recevoir la cartouche 3 qui a le même diamètre D que le logement du coprs de pompe 20 qui porte le palier. De même, les joints toriques 39 et 37 sont de mêmes dimensions. Ainsi, en l'absence de flasque inférieur 19, il est possible d'adapter l'ensemble de pompage sur le corps de pompe 20. On n'a plus alors la constitution en cartouche mais cette caractéristique permet en particulier de standardiser la fabrication de pompes multicellulaires en cartouches ou non. D'autre part, la fixation de l'ensemble de pompage peut être assurée sans les vis 18 en l'absence du flasque 19. En effet, il suffit de tourner l'ensemble de pompage d'un angle déterminé pour que les tirants 17 viennent se visser directement à la place des vis 18 car les tirants sont en nombre, dimensions et entraxes identiques aux vis 18. Enfin, on remarquera que cette caractéristique s'étend aisé- ment à toutes les pompes multicellulaires, même à celles dont les orifices d'aspiration et de refoulement ne sont pas au même niveau. REVENDICATIONS 1. Pompe multicellulaire, caractérisée en ce que les éléments hydrauliques et mécaniques de la pompe sont inclus dans une cartouche démontable (3) d'une part de l'arbre d'entraînement (4), d'autre part du circuit (8, 9) de fluide à pomper. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cartouche (3) comporte un flasque (19) de fermeture maintenu par des tirants (17) solidaire du reste de l'ensemble de pompage et par des vis (18) de fixation de la cartouche sur le corps de pompe (20). 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que la cartouche (3b) comporte aussi une lanterne (2) d'accès à un dispositif d'étanchéité (23) de la cartouche, fixée à un flasque (24) d'extrémité de la cartouche. 4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cartouche (3b) comporte aussi une bride de centrage (32) fixée au moteur (1). 5. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le flasque (19) de fermeture comporte un premier logement destiné à recevoir le reste de la cartouche (3) de même diamètre que le logement du corps de pompe (20) destiné à recevoir le flasque (19) de manière à permettre d'utiliser les mêmes éléments en cartouche qu'en ensemble de pompage à cellules. 6. Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que la cartouche (3) est muni d'un joint (37) d'étanchéité avec le flasque (19) de fermeture de mêmes caractéristiques que le joint (39) d'étanchéité du flasque (19) de fermeture avec le corps de pompe (20). 7. Pompe selon la revendication 5, caractérisé en ce que les tirants (17) sont disposés en nombre, dimensions et entraxes iden- tiques aux vis (18) afin que, le flasque (19) de fermeture étant supprimé, l'ensemble de pompage soit fixé au corps de pompe (20) après une simple rotation autour de l'axe (5).