Brevet FR2689573A1 — publié le 19931008

Pompe à embrayage magnétique L'invention concerne une pompe à embrayage magnétique selon le préambule de la revendication 1. Le but principal d'une pompe à embrayage magnétique est d'encapsuler, de façon étanche, l'espace de transfert de la pompe, afin d'empêcher du fluide transporté de sortir, s'agissant dans la plupart des cas d'un fluide transporté agressif et nocif pour l'environnement L'entraînement est assuré au moyen de l'embrayage électromagnétique, à travers l'encapsulage formé par un pot à entrefer, dont la paroi périphérique cylindrique creuse s'étend dans l'interstice entre les éléments magnétiques se trouvant sur un rotor intérieur et un rotor extérieur. Dans le cas d'une pompe à embrayage magnétique usuelle, l'étanchéité décrite ci-dessus est mise en danger lorsque se manifeste une usure des paliers à roulement portant le rotor extérieur et que s'établit un jeu radial au rotor extérieur si élevé que ses parties magnétiques, disposées sur son enveloppe intérieure, viennent en contact avec le pot à entrefer, faisant que ce dernier est fendu, permettant au fluide de pompage de sortir de l'encapsulage. Lorsque, pour éliminer ce défaut, on construit des pompes à embrayage magnétique pour lesquelles l'entrefer libre entre Le rotor extérieur et le pot à entrefer est supérieur à l'entrefer entre le rotor extérieur et un carter qui l'entoure, le rotor extérieur ne peut, dans le cas de dommages aux paliers, pas venir en contact avec le pot à entrefer En cas de dommages aux paliers, le rotor extérieur vient cependant appuyer extérieurement sur la paroi du carter La paroi d carter et/ou le rotor extérieur s'en trouvent endommagés. _n autre problème, pour une pompe à embrayage magnétique, réside dans le fait que de nombreux liquides ou gaz à pomper ne sont pas seulement agressifs et nocifs pour l'environnement mais présentent également un risque d'incident ou d'explosion Dans une pompe à embrayage magnétique, il y a donc un double risque d'incident ou d'explosion, à savoir, d'une part, que des gaz ou liquides inflammables viennent pénétrer depuis l'extérieur dans le carter, et, d'autre part, que dans un cas de panne prescrit, du fluide inflammable sorte de l'espace de pompe. Lorsque le rotor extérieur vient en contact avec le pot à entrefer ou avec le carter, il se produit des chaleurs de friction et, dans certaines conditions, il peut également se produire des étincelles dues aux frictions, aux chocs ou aux frottements, ce qui peut entraîner l'allumage d'un fluide inflammable. L'invention a pour but de configurer une pompe à embrayage magnétique du type indiqué au début, de façon à constater l'apparition d'une nutation sur le rotor extérieur avant que des dommages ne puissent se produire. Dans la pompe à embrayage magnétique selon l'invention, au moins un interrupteur de proximité inductif est inséré dans la paroi d'appui faisant face au rotor extérieur, pour mesurer sans contact la distance entre le rotor extérieur et la paroi d'appui Lorsque, du fait d'un dommage, par exemple d'un dommage sur un palier, déjà décrit, il se produit une modification de la distance entre le rotor extérieur et le carter pendant le fonctionnement, ceci est constaté par l'interrupteur de proximité inductif avant que le rotor extérieur ne vienne en un mouvement de nutation si ample qu'il se produise un contact avec la paroi de carter ou le pot à entrefer. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'interrupteur de proximité inductif envoie un signal électrique, conduit par un conducteur à un dispositif de commande du moteur d'entraînement de la pompe, débranchant le moteur en cas de réception du signal. On obtient de ce fait l'avantage que l'on peut détecter immédiatement la défaillance d'un palier à roulement, avant que ce défaut entraîne des dégâts Le principe de l'entretien préventif est de ce fait rempli. La précocité de la mise hors service du moteur d'entraînement permet d'empêcher un démarrage du rotor extérieur et ainsi le développement de chaleur de frottement, d'étincelles ou de chauffage partiel La protection contre l'explosion ainsi produite vaut non seulement dans le cas o l'on a affaire à un fluide inflammable lorsqu'il sort de l'enceinte de pompe pour arriver dans l'enceinte carter mais également pour le cas o l'on a affaire à un fluide inflammable, arrivant depuis l'extérieur dans l'enceinte de pompe Ainsi, ces pompes à embrayage magnétique peuvent également être installées dans des locaux o règne un risque d'explosion. L'invention est expliquée plus détails ci-après, ainsi que d'autres avantages pouvant être obtenus, à l'aide d'un exemple de réalisation préféré, et des dessins Dans le dessin: la figure 1 représente une pompe à embrayage magnétique selon l'invention, en coupe axiale et la figure 2 représente une partie éclatée, à plus grande échelle, de la pompe de la figure 1, montrant l'interrupteur de proximité inductif et le montage à rotation de l'arbre d'entraînement. Les parties principales de la pompe sont composées d'une chambre de pompe 1 et d'un ensemble d'entraînement 2, placés l'un contre l'autre axialement Dans la chambre de pompe 1 se trouve une roue de pompe 3 montée à rotation sur un arbre de pompe 4 disposé coaxialement La chambre de pompe 1 présente une ouverture d'entrée de fluide 5 axiale et une ouverture de sortie 6 radiale, ou tangentielle, située dans la plan de rotation de la roue de pompe 3, présentant un canal d'aspiration axial 7 se raccordant à l'ouverture d'entrée de fluide 5, et se transformant radialement en plusieurs canaux ou perçages de transport 8. L'ensemble d'entraînement 2 est un carter en forme de pot placé, par son bord de pot 9 libre, contre la chambre de pompe 1 Dans l'unité d'entraînement 2 se trouve un pot à entrefer 10, qui entoure en forme de pot le rotor magnétique 11, l'arbre de pompe 4 et le palier à cylindre 12 et qui est relié de façon étanche, par son bord de pot, à une bride de palier 13 La bride de palier 13 est à son tour enserrée de façon étanche entre un carter spiral 14 et une lanterne 15. L'arbre de pompoe 4, la roue de pompe 3 et le rotor magnétique 11 forment un ensemble de construction Il peut être assemblé en deux -u trois composants et être réalisé en une, deux, trois parties ou plus Cet élément de construction est d'une longueur telle que le pot à entrefer s'étend sur une Grande partie de sa longueur dans la lanterne 15 Une paroi frontale 16 opposée à la chambre de pompe 1, de l'ensemble d'entraînement 2 en forme de pot sert de palier à un arbre d'entraînement 17 le traversant et sur l'extrémité intérieur duquel est fixé un rotor extérieur 18 dont la paroi intérieure 19 cylindrique creuse entoure le pot à entrefer 10 Sur ou à proximité du bord libre du rotor extérieur 18, sont fixées, de façon distribuée, sur la périphérie intérieure du rotor extérieur 18, des parties magnétiques 20 coopérant avec des parties magnétiques 21, d'une polarité opposée, disposées à la périphérie du rotor magnétique et dans le même plan transversal, ou noyées à l'intérieur de ce ui-ci La distance radiale entre les parties magnétiques 20 et 21 est telle qu'entre ces dernières et le pot à entrefer 10 s'étendant entre elle, existent des entrefers 51, 52. Sur la surface extérieure de la paroi 22 cylindrique creuse du rotor extérieur ceut être fixé, à proximité de son bord libre 23 ou s'y limitant, un anneau cylindrique creux 24, de préférence réalisé en un matériau ne produisant pas d'étincelle et noyé dans le rotor extérieur 18, de telle façon qu'il affleure la paroi extérieure du rotor extérieur 18, ou bien est posé sur cette dernière Entre la surface d'enveloppe extérieure de l'anneau 24 et la paroi 25 radialement opposée ou, plus précisément dit, la surface intérieure d'enveloppe de la lanterne 15 est prévu un entrefer 53, inférieur à l'entrefer Si ou 52. Pour l'invention, il est sans importance qu'il soit ou non frété un anneau sur le rotor extérieur. De préférence, à l'opposé de la bague cylindrique creuse 24 est situé un épaulement intérieur 26 de la lanterne 15 de sorte que le reste de la partie de la lanterne 15 présente un espacement radial plus grand par rapport au rotor extérieur 18. Dans le présent exemple de réalisation, l'arbre d'entraînement 17 est monté à rotation dans un support de palier 27, vissé sur la paroi frontale 16 et traversant cette dernière, dans un alésage Dans le support de palier 27 sont montés deux paliers à roulement 28, 29 séparés l'un de l'autre et espacés, un joint d'étanchéité d'arbre 30 étant placé entre Ces paliers et formant une étanchéité secondaire Le joint d'étanchéité d'arbre 30 assure l'étanchéité de l'espace intérieur de lanterne 31, vers l'intérieur et vers l'extérieur A cette fin, sont prévues deux bagues d'étanchéité 32 a, 32 b, de préférence des bagues d'étanchéité radiales ou à lèvre, qui présentent également un espacement mutue L et forment une chambre à graisse 33 ou une garniture à cgraisse De préférence, les deux bagues d'étanchéité 32 a, 32 b forment, avec les bagues intérieure et extérieure 34, 35 -es logeant, un élément de construction d'étanchéité, au sens d'un ensemble de construction Les bagues extérieure el intérieure 34, 35 sont isolées de façon étanche par rapport a l'espace intérieur de la lanterne 31, ou par rapport à l'arbre d'entraînement 17, de préférence au moyen de joints d'étanchéité radiaux. Il peut s'agir de joints toriques 36 a, 36 b, placés dans des gorges annulaires, de préférence ménagées dans la surface extérieure de la bague extérieure 35 et dans la surface d'enveloppe intérieure de la bague intérieure 34. L'enceinte intérieure de lanterne 31 est ainsi isolée de manière étanche, au moyen du joint d'étanchéité d'arbre 30 et au moyen du pot à entrefer 10. Pour assurer la protection du palier à roulement extérieur 29, peut être disposée, dans un couvercle de palier 37, une bague d'étanchéité 38 coopérant avec l'arbre d'entraînement 17 Il s'agit ici d'une bague d'étanchéité radiale usuelle. Dans l'épaulement intérieur cylindrique creux 26 de la lanterne 15 est inséré, à l'opposé du rotor extérieur 18, un interrupteur de proximité 39 inductif, de façon que l'extrémité de mesure de l'interrupteur de proximité mesure la valeur de l'enzrefer 53 Par le conducteur 40, l'interrupteur de proximité inductif 39 est relié à la commande du moteur à entraînement de la pompe (non représenté). Lorsque, du fait d'un dommage survenu sur la pompe à embrayage magnétique, par exemple en cas d'usure de l'un ou des deux paliers à roulement 28, 29, le rotor extérieur entraîné 18 prend un jeu de déplacement radial, du fait de la faible valeur de la largeur de l'entrefer 53, il est empêché que les par-ies magnétiques 20 puissent venir en contact avec le poz à entrefer 10 et l'endommagent ou puissent le fendre, faisant que l'encapsulage de la chambre de pompe 1 serait rompu et que le fluide véhiculé pourrait s'écouler dans l'escace intérieur de lanterne 31 Dans le cas d'un tel jeu radial de déplacement du rotor extérieur 18, il se produit une variation de l'espacement entre le rotor extérieur 18 et la paroi intérieure de lanterne 25 ou l'épaulement intérieur 26 de la lanterne 15 Suite à cela, l'interrupteur de proximité 39 envoie un signal, conduit par un conducteur 40, jusqu'à la commande du moteur d'entraînement de la pompe et provoquant une coupure de l'alimentation du moteur. La sécurité de démarrage est également active lorsque la pompe à embrayage magnétique se trouve dans un local sujet à risque d'explosion et que, du fait d'un défaut sur le joint d'étanchéité d'arbre 30, un fluide inflammable (gaz, liquide) pénétrerait dans l'espace intérieur de lanterne 31 Lorsqu'alors, simultanément, se produit un dégât sur le palier à roulement, cela n'aboutit pas à un allumage dans l'espace intérieur de lanterne 31, du fait que le signal de l'interrupteur de proximité 39 débranche le moteur d'entraînement, et, de ce fait empêche tout démarrage du rotor extérieur 18 contre la surface intérieure d'enveloppe 25 de l'épaulement intérieur cylindrique creux 26. La pompe à embrayage magnétique décrite ci-dessus est revêtue, sur la zone de sa chambre de pompe 1, de matière synthétique, afin d'assurer une protection, contre la corrosion, des parois afférentes de l'enceinte L'invention concerne l'ensemble des pompes à embrayage magnétique, composées en matière synthétique, en céramique et en métal. g 2689573 REVENDICATIONS 1 Pompe à embrayage magnétique, en particulier pour le transport de milieux agressifs et nocifs pour l'environnement, avec un rotor extérieur ( 18) entouré d'une paroi ( 25) fixe, caractérisée en ce qu'au moins un interrupteur de proximité ( 39) est inséré dans la paroi ( 25), faisant face au rotor extérieur ( 18), afin de mesurer sans contact la distance entre le rotor extérieur ( 18) et la paroi ( 25). 2 Pompe à embrayage magnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou chaque interrupteur de proximité ( 39) est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor extérieur ( 18), dans la zone de la bordure libre du rotor extérieur ( 18). 3 Pompe à embrayage magnétique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle présente plusieurs interrup Deurs de proximité ( 39) répartis circonférentiellemen 4 Pompe à embrayage magnétique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ou chaque interrupteur de proximité ( 39) est disposé sur un épaulement intérieur ( 26) de la paroi ( 25), dans la zone de plus faible distance entre la paroi ( 25) et le rotor extérieur ( 18). Pompe à embrayage magnétique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ou chaque interrupteur de proximité ( 39) envoie, en cas de variation de la distance mesurée, un signal électrique susceptible d'être conduit, par un conducteur ( 40), à un dispositif de commande qui débranche le moteur d'entraînement de la pompe en cas de réception du signal.