Brevet FR2702252A1 — publié le 19940909

L'invention concerne un ensemble de m-tcptcsrpe à amorçage automatique comportant un moteur électrique d'entraînement, une pompe pouvant être entraînée par le moteur eu qui possède un rotor monté avec blocage en rocation sur l'arbre du moteur, un éjecteur disposé de façon fonctionnelle en amont du rotor, et dans lequel il est prévu un carter commun pour le moteur, la pompe et l'éjecteur, et le carter comporte, dans sa partie supérieure, une tubulure d'aspiration et une tubulure de refoulement. De tels ensembles sont décrits dans EP-A-0 401 670 et dans DE-A-34 09 463 Ces ensembles possèdent un carter de grande taille comprenant un rotor de pompe et un dispositif éjecteur, et un moteur électrique d'entraînement, raccordé extérieurement par bride à ce carter, le rotor de la pompe étant monté avec blocage en rotation sur la section d'extrémité, qui ressort du carter du moteur et pénètre dans le carter de la pompe, de l'arbre horizontal du moteur Le dispositif éjecteur est disposé, horizontalement dans le premier cas indiqué et est vertical dans l'autre cas Mais dans les deux cas, la disposition choisie du dispositif éjecteur fournit une forme de réalisation de taille relativement importante de la totalité de l'ensemble D'autre part, le niveau de bruit élevé des moteurs d'entraînement refroidis par air, qui sont utilisés, est un inconvénient, ce qui a pour effet que l'utilisation de ces ensembles est limitée à quelques heures par jour Enfin, la forme de réalisation volumineuse de l'ensemble conduit à un besoin *correspondant en place lors de son installation, et à des coûts de fabrication élevés. L'invention a pour but d'améliorer l'ensemble de motopompe du type indiqué plus haut, de manière que son agencement soit plus compact, qu'il possède un meilleur refroidissement et ait un fonctionnement très peu bruyant et puisse être fabriqué à meilleur marché. Ce problème est résolu conformément à '1 i vention grâce au fait que le moteur électrique d'entraînement est constitué par un moteur dont l'arbre, qui porte à sa partir inférieure le rotor, est disposé verticalement, et qui possède un stator qui est soumis, sur son côté extérieur, à un refroidissement forcé produit par un courant de refoulement du rotor de la pompe, que l'éjecteur est disposé verticalement et latéralement à côté du stator du moteur d'entraînement, que le carter est réalisé en une matière plastique et que la tubulure d'aspiration et la tubulure de refoulement sont disposées dans une partie d'extrémité, tournée à l'opposé du rotor de la pompe, du carter commun. L'ensemble selon l'invention possède un agencement nettement plus compact que les ensembles connus mentionnés précédemment, de sorte que par rapport à un accroissement relativement faible de son diamètre, il possède une longueur hors-tout nettement réduite On obtient un agencement particulièrement compact lorsque, pour le dispositif d'éjecteur prévu latéralement, il n'est prévu qu'un évidement du boîtier commun ou bien lorsque le module formé par le rotor de la pompe et le moteur électrique d'entraînement, est disposé d'une manière excentrée dans un carter commun réalisé avec une forme circulaire Grâce à l'utilisation d'un moteur dont le stator est complètement entouré extérieurement par la totalité du courant de refoulement de la pompe, on obtient un refroidissement très efficace du moteur électrique d'entraînement Compte tenu d'une part de la suppression du -ventilateur et d'autre part de l'écoulement enveloppant de liquide, prévu, du moteur d'entraînement, on obtient un très faible niveau de bruit de l'ensemble Le très bon refroidissement du moteur par le liquide conduit en outre au fait que l'on peut conserver pour le stator une masse de cuivre plus faible et ce pour une même puissance du moteur En outre il est possible de faire fonctionner l'ensemble également à des vitesses de rotation élevées, sans que les bruits et l'échauffement du moteur ou de l'ensemble augmentent d'une manière gênante Grâce à la suppression d'une partie séparée de carter pour le dispositif éjecteur, étant donné que ce dernier est inséré, d'une rmanière peu encombrante, dans le reste du carter de l'ensemble et en raison en outre de l'agencement peu encombrant, du carter de l'ensemble, et de sa fabrication en matière plastique, on peut fabriquer l'ensemble selon l'invention à un prix meilleur marché En outre il est avantageux qu'en dépit de la compacité de l'ensemble, il existe une réserve importante d'eau pour le dispositif éjecteur de manière à garantir le processus d'amorçage automatique de la pompe, étant donné qu'on dispose à cet effet d'un espace suffisant entre le moteur d'entraînement et le dispositif éjecteur d'une part et le carter commun d'autre part. Dans DE-A-40 23 756 on décrit un ensemble de motopompe qui fonctionne avec un arbre vertical et un rotor de pompe monté à la partie inférieure de cet arbre et dans lequel le rotor et le stator du moteur à gaine sont refroidis à partir de l'intérieur par une faible quantité partielle prélevée du courant de refoulement principal de la pompe Cet ensemble ne possède aucun dispositif éjecteur, et le refroidissement du moteur par une quantité partielle de liquide n'est pas suffisant notamment pour des vitesses élevées de rotation. Dans une forme de réalisation préférée, la section transversale horizontale du carter commun de l'ensemble possède une forme carrée ou approximativement carrée Grâce à -cet agencement du carter, on peut loger l'éjecteur dans un espace d'angle et loger un condensateur et/ou un autre composant électronique pour le fonctionnement du moteur d'entraînement dans au moins un autre espace d'angle du carter, et ce dans le cas d'une forme de réalisation particulièrement compacte du carter. Afin de garantir la possibilité d'utilisation de l'ensemble selon l'invention dans le cas d'un endommagement de la ou des tubulures d'évar 1 uaon de l'eau du carter commun, ces dernières sont réalisées de manière à pouvoir être remplacées A cet effet, elles sont fixées par exemple au moyen d'un dispositif à baïonnette sur le carter de l'ensemble En outre, l'une des tubulures peut être équipée d'un dispositif de protection contre un reflux et/ou d'un tamis, ces éléments pouvant être également remplacés de façon simple en raison de la possibilité de remplacement desdites tubulures du carter. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prises en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente une vue en élévation latérale de l'exemple de réalisation; la figure 2 représente une vue en plan de l'exemple de réalisation de la figure 1; la figure 3 représente une coupe verticale prise suivant la ligne A-A sur la figure 2; la figure 4 représente une coupe verticale prise suivant la ligne A-D-D et les coupes partielles séparées B-B et C-C sur la figure 2, de manière à mieux illustrer le fonctionnement de l'amorçage automatique; et la figure 5 représente la coupe partielle B-B sur la figure 1, à plus grande échelle. L'ensemble de motopompe désigné d'une manière générale par 1 comprend, conformément aux figures 1 et 2, un carter compact commun 2, qui comporte, dans sa partie supérieure, une tubulure d'aspiration 3 et une tubulure de refoulement 4 servant à aspirer et refouler un liquide Le carter commun est constitué par une partie inférieure 5 pour un rotor d'une pompe centrifuge et par un élément 6, situé au-dessus du précédent et comportant un couvercle 7 pour les autres composants de l'ensemble 1, à l'intérieur du carter 2 En outre, le boîtier 2 est réalisé de préférence avec une section transversale horizontale de forme carrée ou approximativement carrée ou rectangulaire, les deux tubulures 3 et 4 ' étant disposées dans les zones d'angle d'un côté du carter. L'ensemble 1 est alimenté en énergie électrique par l'intermédiaire d'un câble de raccordement 8. Le carter 2 est réalisé en matière plastique et est formé de préférence par moulage par injection Comme matière plastique préférée, on utilise un matériau polymérique. Dans une forme de réalisation préférée, la tubulure d'aspiration 3 et la tubulure de refoulement 4 sont réalisées de manière à être remplaçables Par conséquent, les deux tubulures, qui sont pourvues par exemple d'un filetage 9, peuvent être remplacées lorsqu'elles ont été endommagées Ceci évite que l'ensemble 1 devienne inutilisable dans le cas o une tubulure, notamment son filetage, a été endommagé au point qu'un tuyau de raccordement ou un tube de raccordement ne peut être fixé que difficilement ou même ne peut plus être fixé à la tubulure. Pour la fixation des composants, qui forment les tubulures 3 et 4, au carter 2 il est prévu de préférence une douille usuelle à baïonnette 10, dont l'agencement y compris celui des tubulures est visible d'une manière encore plus précise sur la figure 5. Le carter 2 comporte, entre les deux tubulures 3 et 4, une barrette de préhension 11, qui s'étend au-dessus d'une cavité de préhension 12 Par conséquent, l'ensemble peut commodément être porté à la main. La représentation en coupe de la figure 3 montre que -dans le carter 2 sont disposés un moteur à gaine 13 possédant un arbre vertical 14, un rotor de pompe 15 disposé à la partie inférieure de cet arbre et comportant des aubes, et un éjecteur 16 disposé latéralement à côté du moteur encapsulé. L'arbre vertical 14, qui s'étend en partie haute et en partie basse dans des paliers 17 et 18, porte le rotor usuel 19, le rotor de pompe 15 étant monté avec blocage en rotation sur la section d'extrémité 20 de l'arbre 14, qui fait saillie vers le bas hors du moteur 13 De façon connue, le stator annulaire 21 du moteur 13 est disposé en vis-à-vis du rotor 19 L'éjecteur 16 est disposé dans une position verticale et est de préférence parallèle ou sensiblement parallèle au moteur d'entraînement électrique 13. Sur la figure 3, on voit qu'entre le moteur d'entraînement 13 et la paroi circonférentielle du carter 2, il existe un espace intercalaire suffisant désigné par 22 Cet espace intercalaire 22, qui s'étend à l'extérieur autour et le long du moteur 13 et est relié, sur le côté aval, à la tubulure de refoulement 4, fournit un volume suffisant pour le courant de refoulement entraîné par le rotor 15 de la pompe, de sorte que ce courant de refoulement réalise, sur son trajet allant du rotor 15 à la tubulure de refoulement 4, un balayage extérieur enveloppant du stator 21 du moteur 13 et par conséquent un refroidissement forcé très efficace du moteur 13, en particulier de son stator 21 L'allure du courant de refoulement est indiquée par des flèches sur la figure 3. La figure 3 montre en outre que le moteur d'entraînement 13 est disposé d'une manière excentrée à l'intérieur du carter 2 de sorte qu'il existe une place suffisante pour l'éjecteur d'un côté du moteur 13. Avantageusement, dans un carter 2 possédant une section transversale anguleuse, l'éjecteur 16 est disposé dans un angle du carter, comme cela est visible sur la figure 3 en liaison avec la ligne de coupe C-C de la figure 2 De ce fait, le carter 2 peut être réalisé avec une configuration -particulièrement compacte, et on est certain dans tous les cas que le moteur 13 est enveloppé complètement par le courant de refoulement du rotor 15 de la pompe Dans une autre forme de réalisation, le carter 2 peut être réalisé avec une forme circulaire, auquel cas le moteur 13 doit alors être disposé d'une manière très excentrée afin que l'on dispose d'une place suffisante pour l'éjecteur 16 On voit en outre à partir des figures 3 et 4 que la tubulure d'aspiration 3 et la tubulure de refoulement 4 sont disposées au niveau de la partie d'extrémité du carter commun 2, qui est tournée à l'opposé du rotor 15 de la pompe. Dans le cas d'une réalisation polygonale de la section transversale du carter 2, on peut d'autre part réaliser, dans au moins une autre zone d'angle du carter, une chambre 23, qui est formée d'une manière étanche au liquide par rapport à l'espace annulaire 22 du carter 2 Cette chambre loge un condensateur 24 et/ou des composants électroniques, qui est ou sont nécessaires pour le fonctionnement du moteur électrique d'entraînement 13 La chambre 23 est le mieux visible sur la figure 4. Sur la figure 4, on peut très bien voir le fonctionnement de l'ensemble de motopompe 1 L'éjecteur 16, qui est nécessaire pour l'amorçage automatique de l'ensemble 1 possède tout d'abord une partie formant chambre 25, qui est raccordée à une section du canal 26 du carter 2, laquelle est à son tour raccordée à la tubulure d'aspiration 3 Un élément tubulaire 27 s'étend à partir de la partie 25 de la chambre, dans une disposition essentiellement verticale dirigée vers le bas et débouche dans une avant-chambre 28 située en amont du rotor 15 de la pompe La partie formant chambre 25 possède une ouverture supérieure en forme de buse 29 qui, de façon connue, est reliée selon une liaison active, tout en laissant subsister une entrée annulaire 30, avec la section supérieure, qui pénètre dans la partie formant chambre 25, de l'élément tubulaire 27 de manière à permettre en permanence l'envoi d'un liquide au rotor 15 de la pompe Il est évident que le niveau de l'eau dans le carter 2 doit toujours être suffisamment élevé pour que le liquide puisse pénétrer dans l'ouverture 29 afin que le rotor 15 de la pompe soit situé en permanence dans le liquide D'autre part il est évident que du liquide pénétrant dans la tubulure d'aspiration, parvient au rotor 15 par l'intermédiaire du canal 26, de la partie formant chambre 25 et de l'élément tubulaire 27. La figure 5 montre une représentation en coupe de la tubulure d'aspiration et de la partie, qui s'y raccorde, de la section de canal 26. Pour loger la tubulure 3, le carter 2 comporte un élément de raccordement de forme tubulaire 31, dans lequel pénètre le composant tubulaire séparé 3 L'étanchéité au liquide entre la tubulure 3 et l'élément 31 est obtenue à l'aide d'un joint d'étanchéité torique 32 La section d'extrémité intérieure de la tubulure 3 est équipée d'un dispositif 33 de protection contre un reflux, afin d'empêcher un reflux de liquide hors du carter 2 Simultanément ou à titre de variante, à la tubulure 3 peut être également raccordé un tamis intérieur 34, qui pénètre par exemple partiellement dans la section de canal 26 Ceci permet de maintenir des saletés à l'écart de l'ensemble 1 Etant donné que la tubulure 3 peut être remplacée de façon simple, on peut également remplacer ou nettoyer de façon simple le dispositif 33 de protection contre un reflux et le tamis 34. REJEIDICATI^NS 1 Ensemble de motopompe à amorçage automatique comportant un moteur électrique d'entraînement, une pompe pouvant être entraînée par le moteur et qui possède un rotor monté avec blocage en rotation sur l'arbre du moteur, un éjecteur disposé de façon fonctionnelle en amont du rotor, et dans lequel il est prévu un carter commun pour le moteur, la pompe et l'éjecteur, et le carter comporte, dans sa partie supérieure, une tubulure d'aspiration et une tubulure de refoulement, caractérisé en ce que le moteur électrique d'entraînement ( 13) est constitué par un moteur dont l'arbre ( 14), qui porte à sa partir inférieure le rotor ( 15), est disposé verticalement, et qui possède un stator ( 21) qui est soumis, sur son côté extérieur, à un refroidissement forcé produit par un courant de refoulement du rotor ( 15) de la pompe, en ce que l'éjecteur ( 16) est disposé verticalement et latéralement à côté du stator ( 21) du moteur d'entraînement ( 13), en ce que le carter ( 2) est réalisé en une matière plastique et en ce que la tubulure d'aspiration ( 3) et la tubulure de refoulement ( 4) sont disposées dans une partie d'extrémité du carter commun ( 2), tournée à l'opposé du rotor de la pompe. 2 Ensemble de motopompe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement ( 13) est un moteur à gaine. 3 Ensemble de motopompe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section transversale horizontale du carter commun ( 2) possède une forme approximativement carrée, que l'éjecteur ( 16) est disposé dans un espace d'angle du carter entre le moteur électrique d'entraînement ( 13) et le carter ( 2), et que dans au moins un autre angle du carter ( 2) est formée une chambre ( 23) ne contenant pas de liquide et qui sert à loger un condensateur ( 24) et/ou des composants électroniques servant à faire fonctionner le moteur d'entraînement ( 13). 4 Ensemble de motopompe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter commun ( 2) est réalisé en un matériau polymérique. Ensemble de motopompe selon 'Lune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tubulure d'aspiration ( 3) et la tubulure de refoulement ( 4 V du carter commun ( 2) sont constituées par des composants remplaçables. 6 Ensemble de motopompe selon la revendication 5, caractérisé en ce que les tubulures ( 3,4) sont fixées à l'aide d'un dispositif à baïonnette ( 10) sur le carter commun ( 2). 7 Ensemble de motopompe selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la tubulure d'aspiration ( 3) ou la tubulure de refoulement ( 4) comporte un dispositif ( 33) de protection contre un reflux et/ou un tamis ( 34).