Brevet FR2605468A1 — publié le 19880422

POMPE ELECTROMAGNETIQUE A INDUCTION DESCRIPTION La présente invention a pour objet une pompe électromagnétique à induction utilisée pour le pompage des métaux liquides et en particulier du mercure. Les pompes électromagnétiques comprennent toutes un conduit dans lequel s'écoule le métal liquide, un moyen de créer un champ magnétique perpendiculaire à la direction de l'écoulement et un moyen de créer un courant électrique perpendiculaire à la fois à la direction de l'écoulement et à la direction du champ magnétique: les forces de Laplace engendrées provoquent l'écoulement du métal liquide. Dans les pompes électromagnétiques à induction, qui seules nous intéressent ici, le courant électrique primaire ne passe pas par le métal liquide mais engendre un courant induit à l'intérieur de celui-ci. On peut distinguer deux types suivant que le conduit d'écoulement est de section rectangulaire allongée ou annulaire; on parle respectivement de pompe plate et de pompe annulaire. Dans le premier type de pompe, les parois du conduit d'écoulement sont extérieurement en regard sur leurs deux grands c8tés avec les pôles opposés d'une culasse magnétique. Un bobinage électrique généralement triphasé, créant le champ magnétique glissant, est disposé autour du conduit dans une empreinte de la colonne magnétique en forme de peigne. Dans le second type, les parois de la conduite sont constituées de deux cylindres concentriques, et une partie de la culasse magnétique se trouve à l'intérieur du cylindre intérieur; l'autre partie est disposée à l'extérieur du cylindre extérieur. Aussi bien pour les pompes plates que pour les pompes annulaires, la partie du conduit d'écoulement disposé dans le champ magnétique doit être en un matériau à la fois amagnétique 2 2605468 et résistant aux métaux liquides généralement très corrosifs. Généralement, on emploie l'acier inoxydable qui ne convient pas pour le mercure notamment lorsqu'il renferme certaines impuretés telles que la soude et le chlorure de sodium susceptibles d'être introduits lors de réactions d'électrolyse. La présente invention concerne donc une nouvelle réalisation de ces parois de conduits d'écoulement de pompes électromagnétiques dans laquelle l'acier inoxydable est remplacé par un matériau organique d'inertie chimique suffisante pour ne pas réagir avec le mercure et les impuretés mentionnées plus haut. A cette fin, on peut préconiser le téflon qui possède en outre une faible adhérence par frottement. La mise en service de l'invention nécessite toutefois de tendre ces parois à cause de la souplesse des matériaux organiques: la déformation et l'obstruction du conduit sont ainsi évitées. On y parvient simplement en exerçant une traction sur des brides de serrage des extrémités des parois du conduit. De façon plus générale, L'invention concerne une pompe électromagnétique à induction comprenant un corps de pompe contenant un circuit magnétique et un bobinage électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend un conduit de pompage délimité par une ou plusieurs parois en un matériau organique chimiquement inerte avec le liquide pompé, ainsi que des moyens pour tendre les parois sur le corps de pompe. Ces moyens pour tendre les parois peuvent être constitués de vis prenant appui sur une pièce d'appui fixe, directement ou par l'intermédiaire d'un ressort; le réglage de la tension est évidemment plus fin et graduel dans ce cas. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de La description qui suit d'un exemple de réalisation donnée à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une pompe annulaire électromagnétique selon l'invention; la figure 2 est une représentation partielle et agrandie de la figure 1; la figure 3 est une représentation partielle et agrandie d'un autre mode de réalisation de l'invention; - les figures 4, 5 et 6 sont des sections transversales de la pompe de la figure 1 selon les lignes IV-IV, V-V et VI-VI représentées respectivement sur La figure 2. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, la pompe comprend principalement un corps extérieur 1, un corps intérieur 2; le corps extérieur 1 est en fait formé de plusieurs pièces démontables et comprend notamment une couronne la de centrage du manchon d'entrée 21 et un manchon de sortie 41 prenant appui respectivement aux extrémités de la virole de protection lb avec laquelle ils sont rendus solidaires par l'intermédiaire de deux séries de vis 7 et 8. La culasse magnétique extérieure 3 munie de bobinage 4 est montée coaxialement à la virole de protection lb au moyen de pions de centrage 5 et 6. Le corps de pompe intérieur 2 maintient en place le noyau magnétique central 9 qui est coaxial à la culasse magnétique extérieure 3, comme on le voit encore mieux figure 4. C'est dans l'espace annulaire entre ces pièces magnétiques qu'on établit le conduit de métal liquide, dont les parois sont constituées de deux tubes concentriques 10 et 11 en matériau organique ajustés respectivement sur le noyau magnétique central 9 et la culasse extérieure 3. L'une des faces du noyau magnétique central 9 est coiffée par une pièce coulissante 17 et les deux extrémités du corps de pompe intérieur 2 sont formées par deux brides 14 et 18 en forme d'ogive. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les extrémités lo0g et 10d d'un tube intérieur 10 sont pincées respectivement entre les portées coniques 17a, 27a des extrémités 17, 27 du noyau magnétique central 9 et de portées coniques 18a, 14a de brides en forme d'ogive 18, 14 au moyen de deux séries de vis 19 et 15; les extrémités 11g et 11d d'un tube extérieur 11, concentrique au tube 10 et délimitant avec lui un conduit annulaire d'écoulement du métal liquide, sont pincées respectivement entre les portées coniques 21a, 41a du manchon d'entrée 21 et du manchon de sortie 41 et des portées coniques a, 13a de brides de serrage 20, 13 au moyen des deux séries de vis 22 et 16. Le pincement des extrémités des tubes 10 et 11 assure Leur étanchéité avec les brides 14 et 18 d'une part et les manchons 21 et 41 d'autre part. Les deux groupes de pièces situées à l'intérieur et à l'extérieur du conduit d'écoulement du métal liquide sont rendus solidaires au moyen de deux séries de pions de positionnement 23 et 24 disposées en couronne entre respectivement le manchon de sortie 41 et la bride 18, et entre la bride 14 et le manchon d'entrée 21; ces pièces prolongent par conséquent Le conduit d'écoulement du liquide de part et d'autre des tubes 10 et 11 et permettent ainsi le raccordement avec le reste du circuit fluide. Tel qu'il a été décrit jusqu'ici, le montage des tubes et 11 n'est pas suffisant, car des efforts importants sont susceptibles de s'exercer sur eux et de conduire, notamment en cas de mauvais montage des pièces enserrant les extrémités de ces tubes, au gondolement et au flambement des tubes 10 et 11 qui sont constitués d'un matériau organique beaucoup plus souple que l'acier. Le fonctionnement de la pompe serait alors défectueux ou même totalement interrompu en cas d'obstruction du conduit d'écoulement. C'est pourquoi il est nécessaire de tendre les tubes 10 et 11. On y parvient avec simplicité en disposant des vis de mise en traction entre les brides de serrage d'une extrémité de chaque tube et le corps correspondant: d'après la figure 2, une vis 25 filetée sur la bride 18 et portant sur le corps axial 9a du noyau magnétique 9 permet de modifier la distance entre ces deux pièces par glissement sur la portée cylindrique de centrage 31 entre la pièce coulissante 17 solidaire de la bride 18 et le corps axial 9a; suivant le même principe, une série de vis 26 permettent de modifier la distance entre le manchon 21 et la couronne la, solidaire de la virole de protection lb, par glissement sur une portée cylindrique de centrage 32 entre ces deux pièces. Les figures 4, 5 et 6 donnent une idée plus complète de la pompe selon cette réalisation de l'invention. Il est toutefois possible d'apporter une amélioration importante au dispositif de serrage, que représente la figure 3. L'action des vis 25 et 26 s'exerce dans ce cas par l'intermédiaire de ressorts à boudin 33 et 34 qui sont insérés autour de ces vis et comprimés entre une portée sur la vis 25 et le corps axial 9a pour le ressort 33, entre une portée sur les vis 26 et le couvercle la pour les ressorts 34. L'effort de tension peut donc être introduit beaucoup plus progressivement, ce qui est très utile dans le cas de tubes et 11 en matériau peu ductile et relativement peu résistant tels que les polymères que l'on peut préconiser car ils sont chimiquement inertes au mercure, au sodium et à leurs impuretés, avec une préférence pour le téflon qui présente un coefficient de frottement très bas. L'invention peut aussi s'appliquer aux pompes plates à induction. La situation est même beaucoup plus simple car il n'existe plus qu'un tube de section rectangulaire pour constituer la paroi du conduit d'écoulement, au lieu de deux tubes cylindriques dans le cas de conduits annulaires. Il n'y a donc plus de corps intérieur 2, de tube intérieur 10 ni de pièces adjacentes. Sinon, les moyens de maintenir en place le tube restant et de le tendre sont identiques à ceux décrits ci-dessus. La pompe selon l'invention est donc susceptible d'être utilisée pour le pompage des métaux liquides à température ambiante ou un peu supérieure à cette température, la limite étant liée aux propriétés du matériau choisi pour les tubes 10 et 11. La grande résistance de cette pompe à la corrosion de ces métaux et des impuretés qu'ils véhiculent doit lui conférer une durée de vie importante dans les installations industrielles o elle est susceptible d'être utilisée. REVENDICATIONS 1. Pompe électromagnétique à induction comprenant un corps de pompe (2, 1) contenant un circuit magnétique (3, 9) et un bobinage électrique (4), caractérisée en ce qu'elle comprend un conduit de pompage délimité par une ou plusieurs parois en un matériau organique (10, 11) chimiquement inerte avec Le liquide pompé, ainsi que des moyens (14, 18, 13, 20, 25, 26) pour tendre Les parois (10, 11) sur le corps de pompe (2, 1). 2. Pompe électromagnétique à induction selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens pour tendre les parois (10, 11) sont constitués par des vis de pression (25, 26) engagées dans des taraudages de pièces (18, 21) solidaires d'une extrémité (10d, 11g) d'une paroi (10,11) et prenant appui sur des pièces d'appui fixes (la, 9a). 3. Pompe électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens pour tendre les parois (10, 11) sont constitués par des vis de pression (25, 26) engagées dans des taraudages de pièces (18, 21) solidaires d'une extrémité (10d, 11g) d'une paroi (10, 11) et agissant sur des pièces d'appui fixes (la, 9a) par l'intermédiaire d'un ressort (33, 34) disposé sur une portée.des vis (25, 26).