Brevet FR2733592A1 — publié le 19961031

La présente invention est relative à un procédé de détermination des conditions de travail instantanées d'une pompe centrifuge. Dans le procédé selon l'invention, on détermine le point de travail effectif sur la courbe caractéristique de la pompe qui donne la relation entre la colonne ou hauteur d'élévation et le débit volumique à une vitesse de rotation donnée. Une pompe centrifuge comporte une enveloppe en forme de spirale, dans laquelle tourne un rotor ou turbine portant plusieurs aubes. La distance entre la paroi extérieure de l'enveloppe et l'arbre de la turbine varie de manière continue en raison de la forme en spirale de l'enveloppe. Lorsque la pompe travaille, cela provoque une force radiale sur la turbine, et la pompe est conçue de telle manière que, pour certaines conditions de travail définies, elle ait le meilleur rendement possible et que la force radiale sur la turbine soit la plus faible possible. La force radiale est transférée à l'arbre de la pompe et encaissée par ses paliers. L'utilisation de dispositifs connus pour déterminer les conditions de travail et pour définir le point de fonctionnement sur la courbe caractéristique de la pompe conditionne l'existence de deux sorties de liquide pour une mesure de pression au voisinage de la pompe. En plus des implications pratiques et techniques qui résultent d'une telle conception, ces mesures sont relativement peu fiables. Une détermination précise du point de travail effectif de la pompe sur la courbe caractéristique de la pompe est importante lorsque la pompe fait partie d'un processus et que des valeurs mesurées de manière fiable peuvent être utilisées pour commander la pompe. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on mesure la force radiale résultante qui s'exerce sur l'arbre de la turbine et en ce que les valeurs mesurées sont comparées à des valeurs mesurées antérieurement. De préférence, on mesure l'amplitude et la direction de cette force, par exemple sur ou en relation avec un palier qui porte l'arbre. Suivant un mode de mise en oeuvre préféré, on mesure la force qui agit sur un palier. L'invention sera maintenant décrite ci-après plus en détail en référence aux dessins annexés qui font partie de la description et dans lesquels: Fig. 1 est une coupe transversale schématique d'une pompe centrifuge; Fig. 2 montre schématiquement, en coupe longitudinale à travers l'arbre de turbine, la pompe centrifuge de la Fig. 1 avec son arbre de turbine et ses paliers; Fig. 3 est un diagramme montrant la courbe caractéristique de la pompe et la force résultante s'exerçant sur l'arbre de turbine en fonction du débit de liquide; et Fig. 4 est un diagramme montrant la position de la force radiale sur l'arbre. La pompe représentée sur les Figs. 1 et 2 comporte une enveloppe 1 et un rotor ou turbine 2. La turbine comporte une pluralité d'aubes 4. Une entrée 8 et une sortie 3 sont prévues dans l'enveloppe 1. La pompe représentée sur les Figs. 1 et 2 comporte également une paroi intermédiaire 11, à l'intérieur de l'enveloppe 1, qui est présente dans certains types de pompes. La pompe est entraînée par un moteur 9, à partir duquel la force d'entraînement est transférée à la turbine par l'arbre 7. Comme montré sur la Fig. 2, cet arbre est monté dans deux paliers 5 et 6. Le nombre de paliers qui est utilisé dépend de la taille et autres propriétés ou caractéristiques de la pompe. Les forces qui s'exercent sur l'arbre 7 sont mesurées par un dispositif de mesure 10 qui entoure le palier avant 6. Ce dispositif de mesure peut être par exemple un extensomètre radial sensible à la pression, grâce auquel la charge peut être mesurée par exemple dans quatre directions différentes à angle droit l'une par rapport à l'autre. En réalisant un certain nombre de telles mesures dans des conditions contrôlées, et avec des débits ou écoulements connus de liquide, on peut définir les courbes 22 et 23 des diagrammes des Figs. 3 et 4. Sur la Fig. 4, la courbe 23 représente la position de l'extrémité du vecteur de force radiale, avec pour origine O l'axe de l'arbre de la pompe, en fonction des situations ou conditions de fonctionnement ou de travail de la pompe. Ces mesures peuvent être effectuées par le fabricant de la pompe avant l'installation de celle-ci. Dans les conditions de travail, la charge radiale qui s'exerce sur l'arbre de la pompe peut être mesurée, et la position sur la courbe caractéristique 21 de la pompe (Fig. 3) peut être décidée avec une marge d'erreur d'à peine quelques pour-cents. La charge qui s'exerce sur l'arbre de la pompe peut également être déterminée en mesurant la déflexion de l'arbre qui est provoquée par les forces radiales s'exerçant sur la turbine. Dans ce but, on peut utiliser des jauges de contrainte, qui sont par exemple montées sur une bague qui entoure l'arbre, entre l'enveloppe et le premier palier, c'est-à-dire celui qui est le plus proche de l'enveloppe. Toutefois, un tel dispositif implique que le palier soit déplacé en s'éloignant de la turbine, ce qui peut entraîner des inconvénients importants. D'autres procédés pour mesurer la déflexion ou déformation de l'arbre sont décrits par exemple dans les Brevets britanniques 1 303 993 et 1 303 994. Les procédés décrits dans ces Brevets sont techniquement plus compliqués et ils nécessitent de l'espace. Par conséquent, ils entraînent des inconvénients du même type que ceux des jauges de contrainte et ils peuvent également provoquer une incertitude accrue quant aux valeurs mesurées. Le fléchissement de l'arbre ne peut pas être supérieur à O,05mm, de sorte qu'une mesure de la force de déflexion donne des valeurs beaucoup plus fiables qu'une mesure de la flexion ou déformation qui est provoquée par cette force. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation, non plus qu'au mode d'application, qui ont été décrits; on pourrait au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination des conditions de travail instantanées d'une pompe centrifuge, caractérisé en ce que la force radiale résultante s'exerçant sur l'arbre de turbine (7) est mesurée, et en ce que les valeurs mesurées sont comparées à des valeurs mesurées antérieurement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure l'amplitude et la direction de la force. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la force radiale est mesurée sur ou en relation avec un palier (6) qui porte l'arbre (7). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on mesure la force qui s'exerce sur un palier (6).