Brevet FR2574495A1 — publié le 19860613

Perfectionnements aortés aux EomEes hydrauligues L'invention est relative aux pompes hydrauliques, notamment aux pompes hydrauliques axiales, comportant un aubage tournant, un carter d'admission disposé en amont de cet aubage tournant et, le cas échéant, un aubage fixe redresseur disposé en aval de l'aubage tournant. On sait que la courbe "hauteur de refoulement débit" d'une telle pompe présente, pour un débit intermédiaire, une zone dans laquelle, pour une hauteur de refoulement donnée, correspondent trois valeurs du débit. Dans une telle zone, il se produit des instabilités génératrices de vibrations et pouvant même causer des incidents mécaniques. Par ailleurs, si la ligne de démarrage de la pompe coupe cette zone en vue d'aboutir au point caractérisant le fonctionnement nominal de la pompe, il peut se produire une impossibilité de démarrage de la pompe. Sur la figure 1 des dessins ci-annexés, on a représenté la courbe C représentant la hauteur de refoulement (en ordonnées), et le débit (en abscisses). Le cercle B entoure la zone pour laquelle trois valeurs du débit correspondent à une même valeur de la hauteur de refoulement. On constate que la ligne de démarrage D coupe cette zone B pour aboutir au point de fonctionnement nominal A. Pour remédier aux inconvénients rappelés ci-dessus, on a notamment proposé de disposer, en amont de l'aubage tournant, un manchon interne de diamètre déterminé, concentrique ou sensiblement concentrique au carter d'admission de la pompe. Un tel manchon permet de réduire l'amplitude de la zone B mais il ne procure une amélioration que sur une très faible plage de débit et il introduit des pertes de charge en fonctionnement nominal de la pompe. La pompe axiale selon l'invention comporte un aubage tournant, un carter d'admission disposé en amont de cet aubage tournant et, le cas échéant, un aubage fixe redresseur disposé en aval de l'aubage tournant, et elle est caractérsisée par le fait qu'elle comporte en outre, dans le carter d'admission, une pluralité de secteurs cylindriques mobiles coaxiaux entre eux et avec l'axe du carter d'admission, et capables d'occuper, par l'action des moyens de commande, soit une position escamotée pour laquelle lesdits secteurs cylindriques sont appliqués dans un logement de la paroi interne du carter d'admission, soit des positions actives pour lesquelles lesdits secteurs cylindriques définissent, dans le carter d'admission, un manchon interne . surface continue ou discontinue, plus ou moins éloigné de la paroi interne du carter d'admission. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque secteur cylindrique est porté par au moins une tige radiale traversant la paroi du carter d'admission, les moyens de commande des secteurs cylindriques ainsi supportés comprenant une came annulaire agissant sur l'extrémité des susdites tiges, des ressorts sollicitant les susdites tiges vers une position extérieure correspondant a la position escamotée des secteurs cylindriques, et un dispositif d'actionnement angulaire de la susdite came annulaire. Selon une forme d'exécution de l'invention, les secteurs cylindriques sont jointifs lorsqu'ils sont en position escamotée, et se recouvrent lorsqu'ils sont en position active, le manchon interne qu'ils peuvent constituer étant alors toujours continu. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, les secteurs cylindriques sont jointifs lorsqu'ils sont dans leur position active la plus éloignée de la paroi; interne du carter d'admission, et écartés l'un de l'autre dès qu'ils se rapprochent de la paroi interne du carter d'admission, le manchon interne qu'ils peuvent constituer devenant alors discontinu dès que cette position la plus éloignée est quittée. Selon une disposition avantageuse de l'invention, les moyens de commande des secteurs cylindriques, et plus particulièrement le dispositif d'actionnement de la came annulaire qui les commande, sont asservis au débit. L'invention consiste, mises a part les dispositions ci-dessus, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à un mode de réalisation préféré de l'invention et ne comportent, bien entendu, aucun caractère limitatif. La figure 2, de ces dessins, montre une coupe longitudinale d'une pompe hydraulique établie conformément à l'invention. Les figures 3, 4 et 5 sont des coupes schématiques transversales montrant, dans différentes positions, les éléments constitutifs d'une pompe selon l'invention, réalisés suivant un premier mode d'exécution. Les figures 6, 7 et 8 sont des coupes schématiques transversales montrant, dans différentes positions, les éléments constitutifs d'une pompe selon l'invention, réalisés suivant un second mode d'exécution. La figure 9 montre, par une coupe agrandie, un mode de réalisation préféré d'une pompe selon l'invention. La figure 10 est une coupe selon X-X'fig. 9. La figure 11 montre, dans les mêmes conditions que la figure 10, une variante de ce mode de réalisation. Comme montré sur la figure 2, la pompe comporte un aubage tournant 1, un carter d'admission 2 disposé en amont de cet aubage tournant 1 et un aubage fixe 11 disposé en aval de cet aubage tournant 1. Cette pompe comporte en outre, dans son carter d'ad- mission 2, une pluralité de secteurs cylindriques mobiles 3, coaxiaux entre eux et avec l'axe du carter d'admission 2, ces secteurs cylindriques mobiles 3 pouvant être au nombre de huit. Ces secteurs cylindriques mobiles 3 peuvent occuper, sous l'action de moyens de commande 4, - soit une position escamotée pour laquelle ils sont appliqués sur la paroi interne 2a d'un logement usiné dans le carter d'admission 2, - soit des positions actives pour lesquelles ils définissent, dans le carter d'admission 2, un manchon interne a surface continue ou discontinue plus ou moins éloigné de la paroi interne 2a du carter d'admission 2. Sur les figures 3 et 6, on a montré les secteurs cylindriques 3 dans leur position escamotée. Sur les figures 4 et 7, on a montré les secteurs cylindriques 3 dans une position active intermédiaire. Sur les figures 5 et 8, on a montré les secteurs cylindriques 3 dans leur position active extrême, c'est- - dire la plus éloignée de la paroi interne 2 du carter a d'admission 2. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 9 et sur les figures 10 et 11, chaque secteur cylindrique 3 est porté par deux tiges radiales 5 traversant la paroi du carter d'admission 2. Les moyens de commande 4 des secteurs cylindriques 3 ainsi supportés comprennent alors - une came annulaire 6 agissant sur les extrémités 5a des susdites tiges 5, - des ressorts 7 sollicitant les susdites tiges 5 vers une position extérieure correspondant à la position escamotée des secteurs cylindriques 3, - et un dispositif d'actionnement angulaire 8 de la susdite came annulaire 6. Cette came annulaire 6 peut être supportée par le carter d'admission 2 par l'intermédiaire de roulements 12 assurant a la fois le centrage de la came et sa mobilité angulaire. Comme montré sur la figure 10, la came annulaire 6 peut entourer les tiges 5 portant les secteurs cylindriques 3 et agir directement sur chacune des extrémités 5a des susdites tiges par des rampes 6a ménagées sur la face intérieure de la susdite came. Comme montré sur la figure 11, la came annulaire 6 peut être disposée entre les tiges 5 portant les secteurs cylindriques 3 et agir, par l'intermédiaire de culbuteurs 13, sur chacune des extrémités 5a des susdites tiges 5 par des rampes 6a ménagées sur la face extérieure de la susdite came. Quant au dispositif d'actionnément angulaire 8 de la came annulaire 6, il peut être constitué par un secteur denté 8a porté par ladite came et en prise avec un pignon moteur 8b. Comme montré sur les figures 3, 4 et 5, les secteurs cylindriques 3 peuvent être jointifs lorsqu'ils sont en position escamotée (fig. 3) et se recouvrir lorsqu'ils sont en position active (fig. 4 et 5). Le manchon interne que ces secteurs cylindriques 3 constituent en position active est alors toujours continu (fig. 4 et 5). La possibilité de recouvrement des secteurs cylindriques 3, lorsqu'ils quittent leur position escamotée, peut alors être assurée par une forme biseautée donnée. a leurs bords adjacents et/ou par un léger décalage séquentiel de leurs moyens de commande .(un premier secteur quittant le premier sa position escamotée, puis l'un des deux secteurs qui leur est adjacent, et ainsi de suites. Comme montré surales figures 6, 7 et 8, les secteurs cylindriques 3 peuvent être jointifs lorsqu'ils sont dans leur position active la plus éloignée de la paroi interne 2a du carter d'admission 2 (fig. 8), et écartés l'un de l'autre dès qu'ils se rapprochent de la susdite paroi interne 2a (fig. 7 et 6) Le manchon interne que ces secteurs cylindriques 3 oenstituent en position active devient alors discontinu (fig. 7) dès que cette position active la plus éloignée (fig. 8) est quittée. Les moyens de commande 4 des secteurs cylindriques 3 sont avantageusement asservis au débit de la pompe hydraulique. A cet effet, ces moyens de commande 4, et en particulier le dispositif d'actionnement 8 de la came annulaire 6, sont-commandés par un moteur 14 (fig. 2) qui est piloté par un comparateur 15 recevant en permanence - un signal UE délivré par un potentiomètre de repérage 16 lié a la position des secteurs angulaires 3, par exemple lié a la came annulaire 6, - et un signal UT élaboré dans un calculateur 17 a partir du signal Q représentant le débit de la pompe et en fonction de la loi désirée qui dépend des caractéristiques de la pompe. Le débit de la pompe est mesuré en amont du carter d'admission 2 par un capteur différentiel 18 mesurant la chute de pression de part et d'autre d'un diaphragme 19, et par un capteur absolu 20 mesurant la pression absolue en amont du diaphragme 19, la valeur du débit. étant calculée dans un module 21 recevant les signaux délivrés par les susdits capteurs différentiel 18 et absolu 20. L'asservissement des moyens de commande 4 des secteurs cylindriques 3 se fait de sorte que lesdits secteurs cylindriques 3 passent de leur position escamotée à leur position active lorsque le débit de la pompe diminue. Sur la courbe E de la figure 1, on a représenté le fonctionnement d'une pompe selon l'invention équipée avec des secteurs cylindriques 3 qui, dans leur position active la plus éloignée de la paroi interne du carter d'admission, définissent un manchon interne dont le diamètre est de l'ordre de 0,85 fois le diamètre intérieur dudit carter d'admission. Dans la portion E à E de la courbe E, les secteurs a b cylindriques 3 sont en position escamotée. Dans la portion E b à E de la courbe E, les secteurs c cylindriques 3 sont progressivement écartés de la paroi interne du carter d'admission jusqu'à définir un manchon interne dont le diamètre est égal à 0,85 fois le diamètre intérieur dudit carter d'admission (pour E c de la courbe E) REVENDICATIONS 1.- Pompe hydraulique, notamment pompe hydraulique axiale, comportant un aubage tournant (1) et un carter d'admission (2) disposé en amont de cet aubage tournant (1), caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre, dans le carter d'admission (2), une pluralité de secteurs cylindriques mobiles (3) coaxiaux entre eux et avec l'axe du carter d'admission (2) et capables d'occuper, sous l'action de moyens de commande (4), soit une position escamotée pour laquelle lesdits secteurs cylindriques (3) sont appliqués sur la paroi interne (2a) d'un logement usiné dans le carter d'admission (2), soit des positions actives pour lesquelles lesdits secteurs cylindriques (3) définissent, dans le carter d'admission (2), un manchon interne à surface continue ou discontinue plus ou moins éloigné de la paroi interne (2a) du carter d'admission (2). 2.- Pompe hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque secteur cylindrique (3) est porté par au moins une tige radiale (5) traversant la paroi du carter d'admission (2), les moyens de commande (4) des secteurs cylindriques (3) ainsi supportés comprenant une came annulaire (6) agissant sur l'extrémité (5a) des susdites tiges (5), des ressorts (7) sollicitant les susdites tiges (5) vers une position extérieure correspondant à la position escamotée des secteurs cylindriques (3), et un dispositif d'actionnement angulaire (8) de la susdite came annulaire (6). 3.- Pompe hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les secteurs cylindriques (3) sont jointifs lorsqu'ils sont en position escamotée et se recouvrent lorsqu'ils sont en position active,le; manchon interne qu'ils peuvent constituer étant alors toujours continu. 4.- Pompe hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les secteurs cylindriques (3) sont jointifs lorsqu'ils sont dans leur position active la plus éloignée de la paroi interne (2a) du carter d'admission (2), et écartés l'un de l'autre dès qu'ils se rapprêchent de la susdite paroi interne (2,, le manchon interne qu'ils peuvent constituer devenant alors discontinu dès que cette position la plus éloignée est quittée. 5.- Pompe hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les moyens de commande (4) des secteurs cylindriques (3) sont asservis au débit de la pompe. 6.- Pompe hydraulique selon la revendication 5, caractérisée par le fait que l'asservissement des moyens de commande (4) des secteurs cylindriques (3) se fait de sorte que lesdits secteurs cylindriques (3) passent de leur position escamotée à leur position active lorsque le débit de la pompe diminue. 7.- Pompe hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que, dans leur position active la plus éloignée de la paroi. interne (2 au du carter d'admission (2), les secteurs cylindriques (3) définissent un manchon interne dont le diamètre est de l'ordre de 0,85 fois le diamètre intérieur dudit carter d1 admission.