Brevet FR2703110A1 — publié le 19940930

POMPE A ENGRENAGE POUR FLUIDES TRES VISQUEUX L'invention concerne une pompe volumétrique à engrenage pour fluides très visqueux. Par fluides très visqueux, on entend une gamme de viscosités allant d'environ 106 à 5.107 m.Pa.s. (ou centipoises). I1 s'agit par exemple de polymères fondus. On connaît de telles pompes, commercialisées par exemple par les sociétés MAAG, BARMAG et COSDEN, et comprenant un corps de pompe dans lequel sont montés deux roues dentées en rotation, le corps formant un orifice d'aspiration et un orifice de refoulement, l'orifice d'aspiration présentant une entrée circulaire entourée d'une bride de raccordement et se raccordant à une première section carrée à distance des roues dentées, l'orifice d'aspiration se terminant par une seconde section carrée coaxiale à la première et située au niveau de entrée supérieure des deux roues dentées. Dans les pompes commercialisées connues, qui sont réalisées en fonderie, lesdites première et seconde sections carrées sont identiques, ctest-à-dire que l'orifice d'aspiration a une section constante juste avant l'entrée dans les roues dentées. Ces pompes sont généralement prévues pour des viscosités allant jusqu'à 105 m.Pa.s. Dans le domaine des fluides très visqueux, le comportement des pompes et des fluides est très surprenant : en particulier, les théories hydrodynamiques ne rendent pas toujours bien compte du comportement observé, et d'autre part, les différences d'échelle entre pompes entraient un bouleversement des comportements. Quoi qu'il en soit, l'industrie recherche encore une pompe du type cité plus haut qui donne satisfaction pour pomper des fluides très visqueux, jusqu'à 5.1ou m.Pa.s. et peut être plus. Selon l'invention, la première section carrée et la seconde section carrée sont séparées par quatre parois planes inclinées diminuant progressivement la section de l'orifice d'aspiration d'une valeur continue et uniforme. Quoi qu'on n'entende pas limiter l'invention par des considérations et explications théoriques, on peut dire que la diminution progressive de section jusqu'à la zone d'engrènement permet d'accélérer la vitesse du fluide et de le faire pénétrer correctement dans les "creux" entre dents. Pour les fluides non newtoniens, tels que certains polymères, la diminution de section entrasse une augmentation des cisaillements et une accélération, qui réduisent leur viscosité, d'où un meilleur remplissage des roues dentées et une moindre puissance absorbée. Naturellement, ces explications valent pour les fluides très visqueux, mais les phénomènes seraient différents pour des fluides peu visqueux, à écoulement facile. Dans les pompes, généralement plus petites, concernées par ces fluides peu visqueux, les orifices d'aspiration à section diminuante, s'ils existent, ne s'expliquent que par des nécessités géométriques. Selon l'invention, l'angle d'inclinaison de chaque paroi inclinée, égal ou différent d'une paroi à l'autre, est compris entre 10 et 35 . De préférence toutefois, il est supérieur à 50, angle en dessous duquel l'influence de l'invention n'est pas très sensible a priori. De telles parois inclinées sont difficiles à réaliser sur une pièce obtenue de fonderie. En revanche, on peut les obtenir plus facilement, si le corps de pompe est formé par usinage d'un bloc forgé ou corroyé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront de la description suivante d'un mode préféré de réalisation. On se référera aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe schématique d'une pompe conforme à l'invention. la figure 2 est une vue partielle (un quart) de dessus de la pompe. La pompe comprend un corps 1 réalisé par usinage à partir d'un bloc d'acier forgé ou corroyé. Le corps 1 loge en son milieu deux roues dentées 2 supportés par des paliers non représentés et entratnés par des moyens connus en soi. Un orifice d'aspiration 3 et un orifice de refoulement 4 se trouvent respectivement en amont et en aval des engrenages 2. Une chambre 5 de réchauffage, raccordée à des tubulures 6, entoure le corps de pompe 1. L'orifice d'aspiration 3 comporte une entrée circulaire 7 correspondant au diamètre intérieur de la bride de raccordement 8 (par exemple, de l'ordre de 40 cm selon la grosseur de la pompe). L'entrée circulaire 7 se raccorde rapidement à une première section carrée 9, par l'intermédiaire de quatre trompes 10. Quatre parois inclinées 11 réduisent progressivement la section de l'orifice 3 jusqu'à la seconde section carrée 12, disposée juste dans le plan des dentures supérieures des roues dentées 2. Cette combinaison d'usinages de formes pyramidales permet de conférer à la pompe une meilleure capacité d'aspiration et une distance minimale réduite entre le plan d'appui de la bride située en haut (amont) et la ligne d'axe horizontale des deux roues dentées. Cette distance est à capacité volumétrique égale entre pompes concurrentes, la plus faible pour cette pompe. D'autre part, cette construction présente l'avantage de permettre le réchauffage annulaire de la bride amont grâce au bloc forgé. Ceci permet le maintien rigoureux de la température des liquides pompés et pas la montée éventuelle en viscosité. REVENDICATIONS 1. Pompe volumétrique à engrenages rotatifs pour fluides à très haute viscosité, du type comprenant un corps de pompe (1) dans lequel sont montés deux roues dentées (2) en rotation, le corps formant un orifice d'aspiration (3) et un orifice de refoulement (4), l'orifice d'aspiration (3) présentant une entrée circulaire (7) entourée d'une bride de raccordement (8) et se raccordant à une première section carrée (9) à distance des roues dentées, l'orifice d'aspiration (3) se terminant par une seconde section carrée (12) coaxiale à la première et située au niveau de l'entrée supérieure des deux roues dentées (2), caractérisée en ce que la première section carrée (9) et la seconde section carrée (12) sont reliées par quatre parois (11) planes inclinées diminuant progressivement la section de l'orifice d'aspiration (3). 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle d'inclinaison de chaque paroi (il), égal ou différent d'une paroi à l'autre, est compris entre 10 et 35o. 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'angle d'inclinaison est supérieur à 50. 4. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est réalisée par usinage d'un bloc forgé ou corroyé. 5. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle est destinée à des fluides de viscosité comprise entre 106 et 5.107 m.Pa.s.