Brevet FR2734605A1 — publié le 19961129

Electropompe hydraulique Différents modèles d'électropompes connus sont employés habituellement dans les appareils électroménagers (comme les pompes de lavage dans les lave-vaisselle ou les pompes de circulation dans les aquariums) pour faire circuler et/ou pour évacuer l'eau présente dans une cuve. Ces pompes comprennent une turbine fixée ou calée sur un arbre de sortie d'un moteur électrique disposé de manière appropriée par rapport à la conduite ordinaire ou à la cuve contenant l'eau à déplacer. Ces solutions connues prévoient donc une structure (turbine, arbre de sortie du moteur, moteur électrique) présentant normalement des dimensions axiales relativement importantes par rapport à son environnement (par exemple la structure de l'appareil électroménager destiné à la contenir). De plus, cette structure nécessite des supports adéquats qui, à leur tour, requièrent à l'intérieur de l'appareil électroménager un espace de montage relativement important. En outre, le montage ou les opérations de maintenance sur cette structure s'avèrent souvent difficiles et, par conséquent, coûteux en raison des dimensions de ladite structure. La présente invention a pour objet de proposer une électropompe qui pallie les inconvénients des électropompes connues. L'invention a en particulier pour objet de proposer une pompe du type cité qui soit très compacte dans le sens axial et présente, de toute façon, des dimensions générales réduites. - 2 - Outre la compacité, l'invention a également pour objet de proposer une électropompe dont la turbine tourne à une vitesse de rotation constante correspondant à des valeurs de rendement élevées. Un autre objet de l'invention est de proposer une électropompe simple à monter et comprenant des pièces susceptibles d'être préformées avant leur assemblage final. Ces objets ainsi que d'autres, qui se révéleront évidents pour l'homme du métier, sont atteints par une électropompe selon les revendications jointes. Pour une meilleure compréhension de la présente invention, on a joint ci-dessous, à titre d'exemple non limitatif, un dessin dans lequel: La figure 1 représente une vue en coupe transversale d'une électropompe selon l'invention, certaines parties étant omises pour plus de clarté; la figure 2 représente une vue en plan de l'électropompe de la figure 1; la figure 3 représente une partie du moteur de l'électropompe de la figure 1; la figure 4 représente, dans une vue partielle de la partie inférieure, une partie de l'électropompe de la figure 1; la figure 5 représente une coupe selon la ligne 5-5 de la figure 4. -3- Si l'on se réfère aux figures indiquées, on a représenté sur la figure 1 une électropompe 1 dépourvue, dans un souci de clarté, de la volute supérieure, qui est souvent ménagée directement dans le fond de la cuve de l'appareil électroménager; à cette volute supérieure se raccordent des conduites ordinaires d'aspiration et de refoulement du fluide. L'électropompe 1 comprend une turbine 2, un fond de pompe 16 et un moteur électrique 3, en particulier du type à aimants permanents. La turbine 2 est directement accouplée au moteur 3 et englobe le rotor à aimants permanents de ce moteur, qui est du type à stator frontal et qui comprend, précisément, un stator 5 muni de pôles 6 auxquels sont associés des enroulements 7. Grâce à l'accouplement direct entre turbine et moteur, aucun organe de transmission du mouvement n'est nécessaire (tel qu'arbre de sortie, système d'accouplement ou similaires). Devant les pôles 6 est prévu un rotor 8, qui est incorporé dans la turbine 2 et séparé des pôles 6 par le fond de la pompe 16. Il existe plusieurs solutions pour incorporer le rotor 8 dans la turbine 2; la turbine est de préférence réalisée en matière thermoplastique ou thermodurcissable et incorpore déjà complètement le rotor 8 lors de la phase de moulage, protégeant soit la partie en fer du rotor, soit éventuellement lesdits aimants permanents, des risques de corrosion dus à la présence, dans la pompe, d'eau à laquelle on a fréquemment ajouté un additif. En particulier, le rotor 8 comprend de manière connue une plaque 10 en matériau ferromagnétique associée à un aimant permanent 11 annulaire, en matériau anisotropique à orientation axiale. Ce rotor 8 et la turbine qui lui est associée sont -4- montés sur un arbre fixe 12; entre ce dernier et le rotor est placé un palier ordinaire, par exemple un palier lisse 13 solidaire du rotor et destiné à supporter des charges radiales et axiales. Une bague de butée 15 appropriée est calée sur l'arbre 12 ou fixée à la membrane 16 et s'interpose entre le palier 13 et ledit élément séparateur ou membrane 16, qui est réalisé en matériau amagnétique et est interposé entre le rotor 8 et le stator 5. Ce diaphragme, qui constitue le fond de la pompe, assure une rigidité mécanique à la structure S de la pompe 1 et garantit une séparation hydraulique entre le stator 5 et la zone assurant la fonction de pompe avec des systèmes connus. La membrane 16 susmentionnée comprend de plus une pluralité de nervures radiales 20 partant d'une zone centrale inférieure 21 (o est placée la bague 15) et destinées à s'engager dans des dégagements 22 prévus dans les pôles 6 du stator 5, afin de s'accoupler de manière positive à ce dernier et d'augmenter la rigidité mécanique sans diminuer la compacité axiale de l'électropompe. La membrane comprend de plus une protubérance 23 destinée à recevoir et à bloquer l'arbre 12. Enfin, des surfaces 25 du stator 5 appliquées sur le rotor 8 présentent des décrochements appropriés et connus, de manière à avoir une réluctance favorisant le positionnement contrôlé du rotor par rapport au stator, ainsi que le démarrage dans un sens désiré dudit rotor. Le stator 6 ainsi que les enroulements 7 sont contenus dans un carter 17, susceptible d'être réalisé en différentes matières (métalliques ou plastiques); ce carter - 5 - s'accouple soit au fond de la pompe, ou membrane 16, soit, parmi la pluralité des modes possibles et connus, à la volute supérieure de la pompe ou au fond de la cuve dans laquelle ladite volute est éventuellement ménagée. En particulier, la volute supérieure peut être accouplée à la membrane 16 et/ou au carter 17, soit de manière définitive (par soudage, collage, etc.), soit de manière amovible, au moyen de fixations appropriées (par exemple du type à baïonnette) avec un joint d'étanchéité en caoutchouc interposé (par exemple joint torique). L'assemblage de la pompe 1, qui est guidé par la conformation même de chaque composant de sa structure S, est simple et prévu pour l'automatisation de la production. De plus, grâce à l'accouplement direct entre la turbine et le rotor, la pompe 1 possède des dimensions notablement compactes et réduites par rapport aux pompes connues. En outre, grâce à l'attraction magnétique entre le rotor 8 et le stator 6, la turbine reste centrée sur l'arbre fixe 12 et en position, au moyen du palier 13 (par exemple un palier lisse) et de la bague de butée 15, même pendant la rotation, sans requérir de dispositif d'alignement, de réglages et/ou d'ancrages quelconque(s). De plus, grâce à cette attraction, il n'est pas nécessaire de se soucier d'un positionnement particulier du rotor par rapport au stator dans le moteur, puisque le système s'aligne automatiquement. De plus, l'utilisation d'un moteur à aimants permanents permet d'obtenir une pompe à rendement élevé et avec une vitesse de rotation de la turbine constante, même en cas de variation des -6- conditions d'alimentation (tension) et de la charge. En outre, le moteur pouvant être piloté par une électronique de commande, il est possible de régler la vitesse de rotation de la turbine, ce qui permet également de réaliser un stator à plusieurs pôles (par exemple 6 pôles comme sur la figure 3), en obtenant cependant les performances d'un moteur à 2 pôles (couramment utilisé dans les appareils électroménagers) avec un encombrement réduit des pièces magnétiques, favorisant encore plus la compacité de l'ensemble. Un mode de réalisation de l'invention vient d'être décrit. D'autres modes sont toutefois également possibles (comme celui dans lequel le rotor du moteur est associé à la turbine de manière à ne pas être incorporé, par exemple par soudage ou d'autres techniques connues) tout en restant dans le cadre du présent document. - 7 - REVENDICATIONS 1. Electropompe hydraulique (1), en particulier pour appareils électroménagers, aquariums ou similaires, comprenant un moteur électrique (3) destiné à entraîner en rotation une turbine (2) de l'électropompe (1), caractérisée en ce que le moteur (3) est un moteur à aimants permanents, ladite turbine (2) étant directement associée au rotor (8) dudit moteur, de manière à obtenir une structure compacte. 2. Electropompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor ordinaire (8) du moteur (3) est incorporé à la turbine (2). 3. Electropompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la turbine (2) incorpore le rotor (8) du moteur électrique. 4. Electropompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur électrique (3) est du type à stator frontal avec rotor à aimants permanents. 5. Electropompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que le stator (5) du moteur (3) est contenu dans un carter (17) et est séparé de la zone assurant une fonction de pompe par une membrane (16) amagnétique interposée entre le rotor (8) et ledit stator (5). 6. Electropompe selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément séparateur (16) comprend des parties (20) conçues pour s'insérer dans -8les dégagements appropriés (22) du stator, afin de réaliser une structure rigide aux dimensions axiales limitées. 7. Electropompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur (3) possède un rotor (5) dont le sens de rotation au démarrage est prédéterminé. 8. Electropompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'accouplement entre la turbine (2) et le moteur est obtenu par l'attraction magnétique entre le rotor (8) et le stator (5) dudit moteur (3). 9. Electropompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la vitesse de rotation de la turbine (2) est commandée par des moyens électroniques de commande.