Brevet FR2618857A3 — publié le 19890203

FR 2618857 A3 19890203 FR 8809393 A 19880711 "Turbopompe à chambre de pompe réalisée dans un carter de pompe, dans laquelle est disposé un rotor de pompe" L'invention concerne une turbopompe avec une chambre de pompe réalisée dans un carter de pompe, qui posséde un orifice d'aspiration et un orifice de refoulement et dans laquelle est disposé un rotor de pompe entrainé en rotation, qui posséde une partie de base en forme de disque, sur laquelle sont disposés des organes de refoulement s'étendant au moins approximativement en direction de l'axe de rotation. On connalt déjà (DE-OS 2 522 165) une turbopompe pour laquelle le carter de pompe est étroitement adapté aux dimensions extérieures du rotor de pompe, de telle sorte que la pompe refoule également immédiatement le fluide à pomper, si la chambre de pompe est partiellement remplie d'air. Toutefois, lorsque la turbopompe doit travailler dans des conditions difficiles, par exemple comme pompe de lessivage, dans une machine à laver la vaisselle, ou bien une machine a laver le linge, on cherche à ce qu'un écartement soit respecté entre le rotor de pompe et la paroi de chambre de pompe, d'une importance telle que même des cure-dents, des boutons, ou autres, ne puissent conduire au blocage de la pompe. Cette exigence vient toutefois en défaveur de la performance de refoulement. De plus, il peut se produire qu'un moteur synchrone doive être utilisé comme moteur d'entrai- nement de la pompe, dont le sens de rotation est arbitraire à chaque démarrage. C'est pourquoi, dans de nombreux cas, l'orifice de refoulement de la chambre de pompe ne peut pas être placé à l'endroit le plus favorable pour un certain sens de rotation, parce que cet endroit serait extrêmement défavorable pour l'autre sens de rotation. Un compromis doit ainsi être trouvé pour la disposition de la tubulure de refoulement, avec l'orifice de refoulement, qui prend en compte ce comportement technique, mais qui diminue toutefois encore la performance de la turbopompe. En plus, de toutes ces conditions défavorables, on demande fréquemment pour les turbopompes utilisées pour ces machines d'électroménager, qu'il y ait une séparation soigneuse entre la lessive usagée et la lessive franche, à quoi suffit une soupape anti-retour montée dans la conduite de refoulement.A cela s'ajoute encore le fait que le rotor de pompe qui tourne avec un jeu important dans la chambre de pompe, qui est largement vidé de lessive, puisse encore créer une colonne d'eau allant Jusqu'à 1,10 mètre, formée avec la quantité restante provenant du dernier processus de refoulement, afin que le fluide à refouler puisse entrer dans la chambre de pompe, lors du redémarrage. L'intervalle de temps qui est donné à la pompe grâce au programme machine prédéterminé, pour effectuer le changmenent de lessive, est très chichement mesuré, de telle sorte qu'on ne peut renoncer à un refoulement immédiat de la lessive au démarrage de la pompe.Dans le cas d'un comportement technique semblable, ces problèmes ont été surmontés, dans le cas d'une installation de lavage de vitres de véhicules (DE-PS 2 103 643), en montant une soupape de désaération dans la conduite de refoulement, parce que, de ce fait, l'air se trouvant dans le système peut facilement être évacué. Si la pompe traite alors le fluide à refouler, elle est en mesure de surmonter toutes les difficultés et de remplir sa fonction. La turbopompe selon l'invention, est caractérisée en ce que des organes de refoulement supplémentaires sont disposés sur la zone périphérique de la partie de base en forme de disque du rotor de pompe et résoud ce problème, parce que les organes de refoulement supplémentaires forment pratiquement une deuxième pompe, au moyen de laquelle la performance de la pompe est accrue de telle sorte que les difficultés représentées au début, même accumulées, sont surmontées de manière simple. Des perfectionnements et des améliorations avantageux de la turbopompe spécifiée au début sont rendus possibles de par les mesures indiquées, caractérisés en ce que - les organes de refoulement supplémentaires sont formés par des échancrures dans la partie de base mutuellement disposées à distance, vu en direction périphérique de la partie de base, - les échancrures situées entre les saillies en forme de nervures, sont réalisées sur la partie de base, - les échancrures possédent la forme d'un segment de cercle, - le rotor de pompe est fabriqué en matière plastique, avantageusement injectée, - le dispositif d'entrainement de la turbopompe est un moteur synchrone à excitation magnétique permanente, possédant avantageusement deux pôles, - une soupape anti-retour est disposée derrière l'orifice de refoulement de la chambre de pompe, vu dans la direction de l'écoulement du fluide à refouler, - l'axe d'écoulement de l'orifice d'aspiration et l'axe de cylindre de la chambre de pompe font un angle ( ), compris entre 4 degrés et 20 degrés, - l'axe d'écoulement de l'orifice d'aspiration est situé au moins approximativement horizontalement, lorsque la turbopompe est montée. I1 se révèle particulièrement avantageux que dans le cas d'une turbopompe ayant une chambre de pompe principalement cylindrique, dans laquelle l'orifice d'aspiration débouche de manière approximativement centrale sur l'un de ses côtés frontaux, l'axe d'écoulement de l'orifice d'aspiration et l'axe de cylindre de la chambre de pompe fassent un angle compris entre 4 degrés et -20 degrés, parce que, de ce fait, la bulle d'air restant dans la chambre de pompe est réduite de manière décisive et que la disponibilité en refoulement de la pompe est ainsi notablement améliorer lors du redémarrage. Un exempte de réalisation de l'invention est représenté sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 représente une coupe longitudinale à travers un groupe de refoulement pour lessive de lavage ou de rinçage,#qui possede une pompe de refoulement et un moteur d'entraînement électrique - la figure 2 est une vue d'un rotor de pompe appartenant à la pompe de refoulement, en direction de la flèche II, en représentation agrandie - la figure 3 est une coupe longitudinale, à travers la chambre de pompe de la figure 1, avec le rotor de pompe enlevé et l'indication du niveau de lessive - la figure 4 est une représentation de principe de la paroi de pompe, avec l'orifice d'aspiration et l'indication du niveau de lessive. Un groupe de refoulement de lessive de lavage, ou de rinçage, à partir du réservoir d'une machine à laver le linge#, respectivement d'une machine à laver la vaisselle, représenté à la figure 1, posséde un moteur synchrone 10 à excitation magnétique permanente, à deux pôles, qui posséde un circuit de retour en fer 12 et un bobinage 14. En outre, le moteur synchrone 10 possede encore un induit magnétique 16, qui est rigidement relié à un arbre d'induit 18. L'arbre d'induit 18 est guidé dans une carcasse de moteur 20. L'arbre d'induit 18 émerge par une extrémité 22, hors de la carcasse de moteur 20 et est pourvu d'un rotor de pompe 24, qui est logé dans une chambre de pompe 26. La chambre de pompe 26 est principalement réalisée de forme cylindrique et limitée par un carter de pompe 28.Le carter de pompe 28 est rigidement vissé à une partie de bâti 30, sur laquelle sont également disposées les parties de bâti 20 du moteur synchrone 10. Le rotor de pompe 24 posséde une partie de base 31, principalement en forme de disque, sur laquelle sont disposés des organes de refoulement 32, s'étendant au moins approximativement en direction de l'axe de rotation 50, en partant de la surface frontale 40 opposée au moteur synchrone 10 (figure 1). Un élément d'étanchéité 34 est maintenu entre la partie du bâti 30 et le carter de pompe 28 et étanche la chambre de pompe 26, dans la zone de l'entrée de l'extrémité libre d'arbre d'induit 22, dans la chambre de pompe 26. La chambre de pompe 26 posséde un orifice d'aspiration 36, sur son côté frontal opposé au moteur synchrone 10, qui est disposée de manière principalement centrale, relativement au rotor de pompe 24.L'orifice d'aspiration est formé par une tubulure d'aspiration 38 du carter de pompe 28. Ainsi qu'il est visible sur les figures 1 et 2, les organes de refoulement 32 du rotor de pompe 24 sont formés par des saillies en forme de nervure, disposées sur une surface frontale 40 de la partie de base 31, s'étendant principalement radialement, qui convergent au centre du rotor de pompe 24. la figure 1 montre, en outre, que les organes de refoulement 32, relativement à la partie de base 31, possédent une hauteur plus importante dans la zone périphérique du rotor de pompe 24, qu'au voisinage de le zone centrale du rotor de pompe 24. Avec la chambre de pompe 26, le rotor de pompe forme une turbopompe 42, qui n'est pratiquement pas auto-amorçante, du fait des exigences représentées au début, relativement au blocage du rotor de pompe 24.C'est pourquoi la turbopompe 42 est toujours disposée plus bas que le réservoir de lessive de la machine de lavage ou bien de rinçage, de telle sorte que la lessive à refouler coule automatiquement - après ouverture d'une soupape - dans la chambre de pompe 26. Ainsi que le montre la figure 2, la partie de base 31 en forme de disque possede des échancrures 44, disposées avec un écartement mutuel, vu dans le sens périphérique, qui sont formées entre les saillies 32 en forme de nervures, s'étendant principalement radialement. Il en résulte ainsi des organes de refoulement 46 supplémentaires, sur la zone périphérique de la partie de base 31, qui se trouvent entre deux échancrures 44 voisines entre elles. Il s'est révélé que les organes de refoulement 46 supplémentaires travaillent de manière particulièrement efficace, lorsque les échancrures 44 présentent la forme d'un segment de cercle. Le rotor de pompe des figures 1 et 2 peut être fabriqué de manière profitable en matière plastique, qui est avantageusement injectée. Les figures 1 et 3 montrent, en outre, que la tubulure d'aspiration 38, délimitant l'orifice d'aspiration 36, n'est pas alignée avec l'axe de rotation 50 de l'arbre d'induit 18. La tubulure d'aspiration 38 est formée surle carter de pompe 28, de telle sorte que l'axe d'écoulement 52 qui est déterminé par la tubulure d'aspiration 38, fait un angle a, avec l'axe de cylindre 45 de la chambre de pompe 26, qui est aligné avec l'axe de rotation 50 de l'arbre d'induit 18. Cet angle a est compris entre 4 degrés et 20 degrés. En outre, la figure 3 montre encore l'orifice de refoulement existant dans la chambre de pompe 26, à travers lequel le fluide à refouler quitte la chambre de pompe. La figure 4 représente la paroi de la chambre de pompe, qui est reprérée par 27. L'orifice d'aspiration 26 est, en outre, indiquée à la figure 4. Une conduite de refoulement 58 est raccordée à l'orifice de refoulement 56, là ou la paroi de chambre 27 posséde l'orifice de refoulement 56 (figure 3). Une soupape anti-retour 60 est montée dans la conduite de refoulement et est dans la pratique réalisée sous forme d'un clapet anti-retour d'un prix particulièrement avantageux. Un tuyau d'écoulement 62 flexible appartient à la conduite de refoulement 58 et posséde une longueur de plus de 1,10 mètre. A son extrémité opposée à la turbopompe, il est pourvu d'un crochet 64, qui sert à l'accrochage du tuyau d'écoulement, par exemple sur un bassin de rinçage. Le montage du groupe de refoulement 10, 42, s'effectue de sorte que l'axe d'écoulement 52 de l'orifice d'aspiration 36 se développe au moins approximativement horizontalement, lorsque le turbopompe 42 est montée. En fonctionnement, le groupe de-refoulement 10, 42 tourne en principe un peu plus longtemps que la phase d'évacuation proprement dite, ceci étant nécessaire, afin que l'eau d'égouttage inévitable puisse également être encore éliminée. C'est pourquoi la chambre de pompe 26 est au moins remplie partiellement d'air, après achèvement du processus d'évacuation. Si la pompe doit ainsi etre à nouveau réenclenchée par la commande de programme de la machine électroménagère, la turbopompe non auto-amorçante, après ouverture d'une soupape, amène de la lessive usagée par une conduite d'écoulement reliée à la tubulure d'aspiration 38, de sorte à établir, dans la chambre de pompe 26, un niveau de lessive, qui est désigné par 70 à la figure 3 (figures 3 et 4).Une bulle d'air 72 demeure dans la chambre de pompe, audessus du niveau de lessive et dont le volume est toutefois notablement plus petit que celui d'une bulle d'air qui résulte d'un axe d'écoulement 52 qui est aligné avec l'axe de rotation 50. Le niveau de lessive qui résulte d'une telle disposition est indiqué à la figure 4 en pointillé et repéré par le repère 74. Du fait de la réalisation de la bulle d'air, en forme de segment de cercle, il en résulte une différence 76, entre le niveau de lessive 74 et le niveau de lessive 70 et qui a pour conséquence une limitation d'environ 50 % du volume de bulle, parce que cette différence se situe encore dans une zone de la surface du segment de cercle qui est relativement importante.Rien que le basculement de la direction de l'écoulement 52 (Axe longitudinal de la tubulure d'aspiration 38), par rapport à l'axe de rotation 50 du rotor de pompe 24, peut provoquer un refoulement immédiat de la turbopompe 42, lorsque celle-ci démarre. Ceci provient du fait que la zone de la chambre de pompe 26, qui est remplie d'air, est réduite d'une manière décisive. Toutefois les autres mesures, telles que par exemple la disposition des organes de refoulement 46 supplémentaires, sur la zone de périphérie de la partie de base 31 du rotor de pompe 24 et la forme en segment de cercle des échancrures 44 représentent également des mesures remarquables pour résoudre le problème représenté au début. A cette occasion, les organes de refoulement 32 du rotor de pompe 24 forment un premier étage de pompe, à l'arrière duquel est disposé un deuxième étage de pompe, qui est formé par les organes de refoulement 46 supplémentaires. REVENDICATIONS 10) Turbopompe avec une chambre de pompe réalisée dans un carter de pompe, qui posséde un orifice d'aspiration et un orifice de refoulement et dans laquelle est disposé un rotor de pompe entraîne en rotation, qui posséde une partie de base en forme de disque, sur laquelle sont disposés des organes de refoulement s'étendant au moins approximativement en direction de l'axe de rotation, caractérisée en ce que des organes de refoulement (46) supplémentaires sont disposés sur la zone périphérique de la partie de base (31) en forme de disque du rotor de pompe (24). 20) Turbopompe selon la revendication 1, dans laquelle les organes de refoulement s'étendant en direction de l'axe de rotation sont formés par des saillies en forme de nervures, s'étendant principalement radialement, disposées sur une surface frontale de la partie de base, caractérisée en ce que les organes de refoulement (46) supplémentaires sont formés par des échancrures (44) dans la partie de base (31), mutuellement disposées à distance, vus en direction périphérique de la partie de base (31). 30) Turbopompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que les échancrures (44) situées entre les saillies (32) en forme de nervures, sont réalisées sur la partie de base (31). 40) Turbopompe selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les échancrures (44) possédent la forme d'un segment de cercle. 50) Turbopompe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le rotor de pompe (24) est fabriqué en matière plastique, avantageusement injectée. 60) Turbopompe selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement de la turbopompe (42) est un moteur synchrone (10) à excitation magnétique permanente, possédant avantageusement deux poles. 70) Turbopompe selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'une soupape anti retour (60) est disposée derrière l'orifice de refoulement de la chambre de pompe (26), vu dans la direction de l'écoulement du fluide à refouler. 80) turbopompe, en particulier selon la revendication 1, pour laquelle l'orifice d'aspiration débouche approximativement centralement sur un côté frontal de la chambre de pompe qui est principalement de forme cylindrique et à l'intérieur de celle-ci, caractérisée en ce que l'axe d'écoulement (52) de 1 'ori- fice d'aspiration (36) et l'axe de cylindre (54) de la chambre de pompe (26) font un angle (a), compris entre 4 degrés et 20 degrés. 9D) Turbopompe selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'axe d'écoulement (52) de l'orifice d'aspiration (36) est situé au moins approximativement horizontalement, lorsque la turbopompe (42) est montée.