Brevet FR2724695A1 — publié le 19960322

Pompe centrifuge à anneau d'entrée L'invention concerne une pompe centrifuge de type axial ayant un anneau d'entrée monté devant la roue. Des pompes centrifuges de ce genre ayant des roues axiales ou des impulseurs servent à véhiculer de grandes quantités si l'on doit vaincre de petites I( hauteurs d'élévation. Elles sont utilisées dans le domaine du drainage et du refroidissement d'installations à échelle industrielle. De plus, elles sont aussi utlisées en tant que pompes de circulation dans le domaine de la technique écologique, par exemple des stations d'épuration et analogues. Comme, dans ces cas d'utilisation, le fluide véhiculé est habituellement souillé d'impuretés, il 1I apparaît souvent le problème que les aubes des roues axiales sont recouvertes de substances fibreuses, ce qui nuit à la puissance utile de la pompe. Une solution de ce problème est connue par le DE-A 36 08 229, dans laquelle on empêche par un agencement particulier des bords d'entrée que des impuretés fibreuses du fluide véhiculé ne puissent se déposer sur les bords d'attaque des aubes Des roue de ce genre, qui sont utilisées également dans des pompes à vitesse régulée, peuvent cependant comporter dans quelques états de fonctionnement très défavorables également des dépôts sur les bords d'entrée des aubes. L'invention vise donc à trouver pour des pompes centrifuges du genre mentionné une solution qui empêche un dépôt d'impuretés fibreuses sur les bords d'entrée des aubes. Cette solution prévoit que l'anneau d'entrée ait un diamètre d'entrée inférieur au diamètre extérieur de la roue et que, à l'intérieur de l'anneau, un dispositif qui guide le courant en étant dirigé vers la roue soit agencé de manière semi-axiale. Cette solution assure qu'il est qu'exclu que des particules fibreuses se déposent sur les roue axiales, que l'on appelle également des impulseurs. En effet, en raison de l'afflux semi-axial, le fluide véhiculé arrive sur les bords d'entrée des aubes en ayant une composante suivant le courant qui a un effet qui détache les substances fibreuses justement pour de très petites vitesses périphériques. Les vitesses périphériques peuvent y être abaissées dans la région du moyeu et à proximité du pied des aubes jusqu'à l'ordre de grandeur de 6 m/s. Si on utilise de plus dans la roue un aubage ayant des bords d'entrée dits volants, des particules fibreuses déposées sont encore plus facilement repoussées dans la région extérieure du bord d'entrée et y sont rincées sans difficulté. Comme sur un diamètre plus grand d'aube la vitesse périphérique est 1 également plus grande, celle-ci favorise l'effet de rinçage. Un mode de réalisation de l'invention prévoit à cet effet que la section transversale de l'ouverture de l'anneau d'entrée corresponde à la section transversale d'entrée de la roue. On s'assure ainsi que la puissance de la pompe centrifuge de construction axiale à vitesse régulée n'est pas réduite même dans 2 le domaine de son point de conception. On empêche ainsi tout étranglement dans la région de l'écoulement d'entrée. La section transversale d'entrée de la roue y a habituellement la forme d'une surface annulaire circulaire. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, on a donné à la buse d'entrée une forme qui accélère le courant en direction de la roue. Cette conformation peut être utilisée dans les cas o la plage de fonctionnement de la pompe centrifuge est abaissée à de très petites vitesses périphériques. On cherche ainsi à obtenir des points de fonctionnement pour lesquels on fait fonctionner la pompe à des régimes très bas. Afin d'empêcher dans ces cas également un dépôt de substances solides, il s'est avéré avantageux d'agencer la buse d'entrée de manière qu'elle ait un effet qui accélère le courant et que le fluide véhiculé arrive sur la roue à une assez grande vitesse. Il y exerce son effet nettoyant grâce à la composante semi-axiale du courant. Un autre mode de réalisation de l'invention prévoit de disposer dans l'anneau d'entrée un élément qui recouvre le moyeu de la roue, qui guide le courant et qui fait saillie jusqu'au petit diamètre de l'entrée des aubes. Cette solution optimise le guidage du courant et concentre toute l'eau qui afflue directement et de manière semi-axiale sur les bords d'entrée des aubes. Et un autre mode de réalisation de l'invention prévoit à cet effet que l'élément qui guide le courant soit maintenu par des aubes directrices et/ou par la roue. L'élément qui guide le courant est donc agencé en fonction de l'emplacement de son support de manière à ne pas dépasser par son plus grand diamètre du diamètre plus petit des bords d'entrée des aubes. Le fluide véhiculé peut ainsi être guidé en étant dirigé de manière adéquate sur les bords d'entrée des aubes et y io exercer son effet nettoyant à l'encontre des particules fibreuses qui s'y déposent. Un autre mode de réalisation de l'invention prévoit à nouveau que les aubes directrices montées dans l'anneau d'entrée soient guidées jusque devant les bords d'entrée de la roue. On peut aussi influer sur le courant qui arrive sur les aubes par la position angulaire des bords de sortie des aubes directrices. En i5 fonction de l'angle de sortie des aubes directrices, le courant peut aller à la roue sans prérotation, avec une prérotation positive ou avec une prérotation négative. Il faut cependant prendre garde à l'effet de cela sur le point de conception de la pompe centrifuge. Influer par une rotation pourrait donc être prévu dans chaque cas comme une adaptation distincte. On peut ainsi obtenir que le point que l'on appelle d'impact, c'est-à-dire le point sur lequel le courant, qui sort de la roue directrice, arrive sur le profil en aube de la roue, se trouve en un emplacement qui provoque de manière fiable un glissement des impuretés fibreuses le long de la face des aubes. Les fibres n'ont ainsi plus de possibilité de s'entasser sur les bords d'entrée des aubes. On doit cependant toujours prendre garde que ces mesures sont en accord avec les données de puissance de la pompe centrifuge. Et suivant un autre mode de réalisation de l'invention, les bords de sortie des aubes directrices et les bords d'entrée de la roue constituent entre elles un ou plusieurs bords tranchants. En passant au tour les bords d'entrée des aubes et les bords de sortie des aubes directrices, ces deux types d'aubes peuvent être mises tout près les unes des autres et le cas échéant exercer un effet de découpage et de cisaillement pour des fibres qui adhérent encore éventuellement. L'interstice entre les deux types d'aubes peut y être de l'ordre de grandeur de 0,5 à 2 mm. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins et sont décrits plus en détail dans ce qui suit. Aux dessins: la figure 1 représente un anneau d'entrée ayant des nervures directrices et la figure 2 représente un anneau d'entrée sans nervures directrices. D5 Les figures 1 et 2 représentent une pompe centrifuge de type axial montée verticalement. Une roue 1, qui est également connue sous le terme d'impulseur, est montée à l'intérieur d'un corps 2 axial et entraînée par un arbre 3. Il est également possible de faire entraîner la roue directement par un moteur immergé dans l'eau monté en aval. Un anneau 4 d'entrée, dont le diamètre DE d'entrée est Io inférieur au diamètre extérieur du corps 2, est monté devant la roue 1. Dans l'exemple de réalisation, le diamètre DE d'entrée est très proche du diamètre DLi intérieur de la roue. DE est d'un ordre de grandeur équivalent à celui du diamètre DLi intérieur de la roue, afin d'obtenir une entrée semi- axiale de la roue. La section transversale d'entrée y correspond à peu prés à la section transversale 1I d'entrée de la roue 1, qui a la forme d'une surface annulaire circulaire. Le courant est guidé à l'intérieur de l'anneau 4 d'entrée de manière à être dirigé vers l'extérieur dans la direction semi-axiale. Le courant arrive sur les bords 5 d'entrée des aubes 6 directrices en ayant une composante dirigée vers l'extérieur. A de petites vitesses périphériques de la roue, qui, mesurées sur le diamètre DLi 2) intérieur de la roue, peuvent aller jusqu'à une limite inférieure de 6 m/s, on empêche efficacement par l'afflux semi-axial sur les bords 5 d'entrée un dépôt de constituants fibreux du fluide véhiculé. Un élément 7, qui guide le courant et qui se trouve à l'intérieur de l'anneau 4 d'entrée, est maintenu, dans l'exemple que représente la figure 1, directement devant les aubes 6 de la roue par des aubes 8 directrices au repos. Il est aussi possible d'agencer l'élément 7 qui guide le courant en tant que pièce tournante du moyeu 9 de la roue. Les aubes 8 directrices peuvent alors être constituées de manière à être libres ou être totalement supprimées. Cette possibilité est représentée à la figure 2, suivant laquelle l'élément 7 qui guide le courant tourne conjointement avec la roue 1 et suivant laquelle on s'est dispensé d'utiliser des aubes directrices. Suivant le tracé de la surface de la section transversale de l'anneau 4 d'entrée, on peut obtenir ainsi également un effet qui accélère le courant. Une amenée plus rapide à la roue serait possible à l'aide d'un agencement en forme de buse. En adaptant de manière correspondante le tracé des bords 10 de sortie des aubes directrices au tracé des bords 5 d'entrée des aubes de la roue, par exemple par un simple passage au tour, I'interstice 11 compris entre eux peut être maintenu très petit. Ce qui fait que les bords 5 et 10 peuvent avoir l'effet de bords coupants ou de bords racleurs afin d'enlever des fibres éventuellement en dépôt sur les bords 5 d'entrée de la roue. 6 2724695 Revendications 1. Pompe centrifuge de type axial ayant un anneau d'entrée monté devant la roue, caractérisée en ce que l'anneau (4) d'entrée a un diamètre DE qui est inférieur au diamètre extérieur de la roue (1) et en ce qu'il comporte un dispositif de guidage du courant semi-axial dirigé vers la roue. 2. Pompe centrifuge suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la section transversale de l'ouverture de l'anneau (4) d'entrée correspond à la section transversale d'entrée de la roue (1). 3. Pompe centrifuge suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que I 4. Pompe centrifuge suivant les revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un élément (7), qui guide le courant, qui fait saillie jusqu'au petit diamètre DLi de l'entrée des aubes et qui recouvre le moyeu (9) de la roue, est monté dans l'anneau (4) d'entrée. 1I 5. Pompe centrifuge suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément (7) qui guide le courant est maintenu par des aubes (8) directrices et/ou par la roue (1). 6. Pompe centrifuge suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les aubes (8) directrices montées dans l'anneau (4) d'entrée sont guidées 2() jusque devant les bords (5) d'entrée de la roue. 7. Pompe centrifuge suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les bords (10) de sortie des aubes directrices et les bords (5) d'entrée de la roue forment entre eux un ou plusieurs bords tranchants