Brevet FR2599092A1 — publié le 19871127

Cette invention concerne une pompe centrifuge et en particulier une pompe immergée pour l'extraction d'eau de puits. Les rotors et les diffuseurs des pompes centrifuges assez petites et en particulier de pompes immergées pour l'extraction d'eau de puits profonds sont souvent fabriquées en matière synthétique. Pour que les modèles de petites tailles fournissent néanmoins des rendements valables, il faut que les interstices d'étanchéité entre les pièces de pompes tournantes et fixes soient très réduits. Si le fluide refoulé est entremêlé de particules solides telles que du sable dans l'eau refoulée, ces machines sont très sujettes à des dérangements. Les grains de sable d'un ordre de grosseur correspondant aux largeurs des interstices d'étanchéité risquent de provoquer des grippages ou tout au moins une très forte usure à l'emplacement de l'interstice d'étanchéité. L'usure à l'emplacement de l'interstice d'étanchéité se manifeste surtout dans des pompes à faible vitesse spécifique de rotation par une baisse rapide de leur débit. On ne peut alors pas éviter une réparation. Une réparation courante dans la technique des pompes consiste à monter des bagues d'interstices neuves, à remettre à neuf les rotors et, le cas échéant, à poser des bagues d'usure pour compenser l'usure. Toutefois, ces mesures sont généralement impraticables pour des raisons techniques et économiques dans les petites pompes centrifuges mentionnées, de sorte que l'on ne peut remettre ces machines en état de marche qu'en remplaçant tous leurs éléments en matière synthétique. Cependant il vaut alors souvent mieux acquérir une pompe neuve. L'invention a pour objet, dans le cas d'une pompe centrifuge, en particulier une pompe immergée pour l'extraction d'eau de puits profonds, d'agencer la pompe centrifuge de façon à réduire l'usure dans la zone de l'interstice et à rendre plus simples eut moins coûteuses que jusqu'à présent les réparations nécessaires. En outre, il s'agit d'améliorer la fiabilité de la pompe et d'en améliorer le rendement en réduisant les pertes à travers les interstices. La solution selon l'invention se distingue en ce que les rotors sont pourvus de bagues d'usure maintenues par assemblage de forme ou par force, et que des douilles d'usure ou des bagues d'interstices en métal sont disposées dans le boîtier et/ou sur les diffuseurs. L'acier inoxydable convient particulièrement pour fabriquer les douilles d'usure et. les bagues d'interstices sur les diffuseurs tandis qu'un élastomère très résistant à l'usure, tel que le polyuréthane est utilisé pour les bagues d'usure de rotor. Un avantage tout particulier réside dans la configuration des bagues d'usure de rotor qui sont maintenues en direction axiale par assemblage de forme mais en direction radiale par assemblage par force avec une ou plusieurs garnitures d'étanchéité rotatives. Cela accroît l'effet de labyrinthe et par suite l'effet d'étanchéité.En même temps, cela permet aux particules solides contenues dans le fluide refoulé de traverser les interstices d'étanchéité grâce à la souplesse élastique des garnitures d'étanchéité. Selon une caractéristique de l'invention les bagues d'usure de rotor sont sous-dimensionnées. Selon une autre caractéristique de l'invention les bagues d'usure de rotor sont maintenues par action de forme dans la direction axiale par des saillies orientées radialement. Selon encore une autre caractéristique de l'invention les bagues d'usure de rotor sont réalisées en combinaison avec les bagues d'interstices du diffuseur sous forme de paliers radiaux. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux dans la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 représente une coupe longitudinale de la pompe et - la figure 2 représente un rotor à bagues d'usure à plus grande échelle, pourvu de garnitures d'étanchéité. La pompe centrifuge 1 (figure 1) constituée de plusieurs étages, présente un nombre de rotors 2 et de diffuseurs 3 correspondant à son nombre d'étages. Les éléments de boîtier avec leurs cloisons intermédiaires sont désignés par 4. Les rotors sont solidaires en rotation de l'arbre de pompe 5. Les tirants 6 maintiennent serrées les pièces du boîtier et donc les pièces des étages pour former un ensemble solide. Des deux côtés des aubes mobiles 7, les moyeux de rotors sont pourvus de bagues d"usure 8 et9. En regard de celles-ci,dans les cloisons intermédiaires 4 du boîtier et sur les moyeux des diffuseurs 3, sont disposées des douilles d'usure et/ou des bagues d'interstices 10 et 11 en acier inoxydable. Les bagues d'usure 8 et 9 des rotors présentent des garnitures d'étanchéité 12 et 13 (figure 2) grâce à quoi on obtient un meilleur effet d'étanchéité et réduisent les pertes dans l'interstice par effet de labyrinthe malgré la plus grande largeur de base de l'interstice. Des grains de sable relativement gros peuvent traverser la garniture d'étanchéité sans risque de coincement car les garnitures d'étanchéité 10 et 13 réagissent en cédant élastiquement. On peut monter les bagues d'usure 8 et 9 du rotor sur celui-ci par simple dilatation élastique. Elles sont ainsi maintenues en direction périphérique par action de force. Le déplacement axial est empêché par des saillies radiales, 8a, en forme de gradins par lesquelles les bagues d'usure pénètrent le moyeu du rotor en s'engageant dans des rainures correspondantes. L'usure, due par exemple au sable, se limite ainsi presque exclusivement aux bagues d'usure. Le rotor lui-même reste utilisable. Le remplacement ne nécessite ni outil d'extraction ni autre outil spécial. Non seulement le rendement des pompes s'en trouve amélioré mais aussi leur fiabilité, par la configuration conforme à l'invention de la partie formant interstice. Grâce à des appariements correspondants de matériaux, la bague d'usure montée agit comme palier radial de sorte qu'il ne faut pas de paliers particuliers. L'agencement conforme à l'invention agit en outre non seulement comme simple garniture d'étanchéité mais réduit aussi le courant de perte d'interstice et contribue ainsi à un accroissement correspondant du rendement-de la pompe. - REVENDICATIONS 1. Pompe centrifuge et en particulier pompe immergée pour l'extraction d'eau de puits profonds, caractérisée en ce que les rotors (2) sont pourvus de bagues d'usure (8, 9) maintenues par action de forme et de force et que des douilles d'usure (10, 11) ou bagues d'interstices en métal sont montées dans le boîtier (4) et/ou sur les diffuseurs (3). 2. Pompe centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que les douilles d'usure et/ou les bagues d'interstices montées sur les diffuseurs sont en acier inoxydable. 3. Pompe centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bagues d'usure de rotor (8, 9) sont fabriquées en un élastomère à forte résistance à l'usure. 4. Pompe centrifuge selon la revendication 3, caractérisée en ce que les bagues d'usure de rotor sont en polyuréthane. 5. Pompe centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en les bagues d'usure de rotor sont sous-dimensionnées. 6. Pompe centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bagues d'usure de rotor sont maintenues par action de forme dans la direction axiale par des saillies (8a) orientées radialement. 7. Pompe centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bagues d'usure de rotor présentent une ou plusieurs garnitures d'étanchéité (12, 13) tournantes. 8. Pompe centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en les bagues d'usure de rotor sont réalisées en combinaison avec les bagues d'interstices du diffuseur sous forme de paliers radiaux.