Brevet FR2793183A1 — publié le 20001110

Procédé de fabrication d'un corps de pompe à volute et corps de pompe à volute correspondant. L'invention concerne le domaine de la conception et de la réalisation des pompes. Plus précisément, l'invention se rapporte à un nouveau procédé de fabrication d'un corps de pompe à volute et à un corps de pompe à volute correspondant. De telles pompes sont utilisées notamment pour: - la distribution d'eau domestique, - l'irrigation, - l'alimentation en eau industrielle, - le remplissage ou la vidange de bassins, d'écluses... Il existe dans l'état de la technique essentiellement deux types de pompes à volute. Le premier type de pompes à volute présente un corps métallique généralement obtenu par un moulage en fonte. Ces pompes sont généralement de taille petite à moyenne, c'est-à-dire utilisées pour traiter un débit allant jusqu'à quelques m3/seconde. L'autre type de pompes présente un corps intégré dans un radier en béton armé. Ce type de pompe présente généralement une grande taille et est utilisé pour traiter les débits à partir 5 m3 /seconde. Les pompes du premier type mentionné ci-dessus présentent un corps en fonte qui est bien adapté aux petites tailles. Par contre, pour les tailles moyennes, c'est-à-dire celles utilisées pour traiter des débits allant de 1 à 5 m3/seconde, la fabrication des corps de pompes correspondants est onéreuse notamment du fait de l'importance de la taille des pièces utilisées pour cette fabrication (moules, noyaux, corps) et des moyens devant être utilisés pour celle-ci (machine d'usinage...). Les pompes du second type nécessitent l'utilisation de coffrages internes, impliquant la nécessité de pouvoir faire pénétrer un homme à l'intérieur de ce coffrage. Cette contrainte implique donc une taille minimale importante pour la réalisation de telles pompes. L'objectif de la présente invention est de proposer un procédé permettant la réalisation d'un corps de pompe à volute, indépendant du radier pouvant tout particulièrement être utilisé pour la réalisation de pompe à volute d'une taille moyenne, c'est-à-dire destinée à traiter des débits allant de 1 à 5 ou 6 m3/seconde. En particulier, un objectif de la présente invention est de proposer un tel procédé qui permette de réduire sensiblement le coût de réalisation de telle pompe. Encore un objectif de la présente invention est de décrire un tel procédé impliquant des durées de fabrication réduites. Egalement, un objectif de la présente invention est de proposer un tel procédé permettant la réalisation de pompes à volute dont la mise en oeuvre implique des vibrations et de bruits d'intensités inférieures à ceux générés par les pompes à volute de l'état de la technique. Encore un objectif de la présente invention est de divulguer un tel procédé permettant la réalisation sur place de pompes à volute. Encore un objectif est de proposer un tel procédé permettant la réalisation de pompes à volute montrant une résistance élevée à l'usure et à l'abrasion et pouvant ainsi être utilisées pour pomper les eaux très chargées. Enfin, on notera également qu'un objectif de la présente invention est de divulguer un tel procédé qui n'implique pas d'opérations d'usinage du corps de volute. Ces différents objectifs sont atteints grâce à l'invention qui concerne un procédé de fabrication d'un corps de pompe à volute caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à disposer dans un caisson de coffrage un ensemble formant moule et un noyau de volute, à couler du béton dans ledit caisson de façon à former ledit corps de pompe, à séparer, après prise du béton, le corps de pompe dudit ensemble formant moule et dudit caisson lors d'une étape de démoulage-décoffrage, et à détruire ou à démonter ledit noyau de volute. Selon une première variante de l'invention, le noyau de volute peut être un noyau destructible perdu. Dans ce cas, il pourra avantageusement être réalisé en mousse expansée (par exemple du polystyrène) ou en sable collé. Selon une autre variante, ce noyau de volute pourra aussi être un noyau démontable et récupérable. Selon un aspect préférentiel de l'invention, l'ensemble formant moule comprend une chaise inférieure, une chaise supérieure présentant une couronne, des tirants supérieurs et des moyens de fixation de ceux- ci à la couronne, des moyens de solidarisation des chaises entre elles, au moins un insert métallique interne de référence prévu entre les deux chaises, et des moyens de fixation dudit insert métallique interne de référence à au moins l'une des deux chaises. L'ensemble formant moule présente préférentiellement des inserts inférieurs taraudés prévus au bas de la chaise inférieure et de moyens de fixation de ces inserts à la chaise inférieure. Le caisson de coffrage pourra quant à lui présenter également des inserts latéraux taraudés des moyens de fixation de ceux-ci au caisson. Selon une variante particulièrement intéressante de l'invention, l'étape de démoulage-décoffrage citée ci-dessus consistant à séparer après prise du béton le corps de pompe de l'ensemble formant moule et du caisson consiste à: - retirer les moyens de fixation des tirants supérieurs, désolidariser les deux chaises l'une de l'autre, - désolidariser ledit insert métallique et le noyau de volute, - retirer la chaise supérieure, retirer les moyens de fixation des inserts inférieurs et/ou les moyens de fixation des inserts latéraux, - lever le corps de pompe en le dégageant de la chaise inférieure et du caisson. Préférentiellement, le procédé selon la présente invention comprend une étape supplémentaire de scellement d'une pièce métallique supérieure sur le corps de pompe. Préférentiellement, cette étape supplémentaire consiste à positionner un mannequin dans le corps de pompe en le faisant reposer sur ledit insert métallique de référence, à placer ladite pièce métallique supérieure sur le mannequin ainsi positionné, à effectuer le scellement de celle-ci et à retirer ledit mannequin. Selon une variante préférentielle de l'invention, le béton utilisé pour la réalisation du corps de pompe est un béton de fibres ou un béton de résine. L'invention couvre également tout corps de pompe fabriqué grâce au procédé décrit ci-dessus caractérisé en ce qu'il est en béton. L'invention couvre également tout corps de pompe à volute présentant un insert métallique pouvant servir de référence pour la pose d'une pièce métallique supérieure, ledit insert étant en partie noyé dans le béton. Selon l'invention, le corps de pompe présente préférentiellement des faces brutes en béton sur lesquelles l'étanchéité des liaisons avec les canalisations d'aspiration et de refoulement peut être directement effectuée. L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode non limitatif de réalisation de celle-ci, donné en référence aux dessins dans lesquels: - la figure 1 représente, en coupe transversale, un caisson de coffrage, un ensemble formant moule, un noyau de volute et un corps de volute pouvant être utilisés pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; - la figure 2 représente une vue, en coupe longitudinale d'un corps de volute; - la figure 3 représente la pose d'une pièce métallique supérieure sur le corps de volute; - la figure 4 représente une vue, en coupe transversale, d'un corps de volute en cours de test; - la figure 5 représente une pompe à volute réalisée avec le corps de volute décrit en référence aux figures précédentes. En référence à la figure 1, un caisson de coffrage 1 accueille un ensemble formant moule 2 et un noyau de volute 3 permettant le moulage d'un corps de volute 4 en béton de fibres. D'une façon classique, la volute formée par le noyau de volute 3 présente une forme en escargot comme on peut le voir plus précisément sur la figure 2. L'ensemble formant moule 2 est constitué d'une chaise inférieure 6 délimitant le coffrage d'un zone d'aspiration et d'une chaise supérieure 5 délimitant le coffrage de la zone centrale du corps de volute qui sera ultérieurement utilisé pour loger l'ensemble mécanique de la pompe (fondde- corps, pallier, système d'étanchéité). Ces deux chaises sont reliées entre elles par des moyens de solidarisation 10. Par ailleurs, l'ensemble formant moule 2, inclut un insert métallique interne de référence 9 dont l'intérêt est précisé ci-après, solidarisé à la chaise supérieure 5 par des moyens 8 servant aussi à maintenir le noyau de volute 3 pincé entre l'insert métallique 9 et la chaise métallique supérieure 5. Comme on peut le voir, toujours sur la figure 1, la chaise supérieure 5 présente, dans sa partie haute, une couronne Sa. Cette couronne Sa accueille des tirants 7 solidarisés à celle-ci par des moyens de fixation 7a adéquats. La chaise inférieure 6 accueille, quant à elle, des inserts inférieurs taraudés 11 solidarisés au caisson de coffrage 1 par l'intermédiaire de moyens de fixation 1 la. Comme on peut le voir sur la figure 2, l'ensemble formant moule inclut également des inserts latéraux 12 solidarisés au caisson 1 par des moyens de fixation 12a. Lors de la mise en oeuvre du procédé de fabrication du corps de pompe à volute selon l'invention, l'ensemble formant moule est d'abord disposé dans le caisson 1 avec le noyau de volute 3. On notera que dans le mode de réalisation de l'invention ici décrit, ce noyau de volute 3 est constitué par un noyau perdu en polystyrène (dans d'autres modes de réalisation, il pourrait être fabriqué en un autre matériau perdu tel par exemple du sable collé). Après que l'ensemble formant moule 2 et le noyau de volute 3 ont été installés à l'intérieur du caisson de coffrage 1, du béton de fibres est coulé à l'intérieur de ce caisson 1. La figure 1 représente ces différents éléments à ce stade du procédé, le béton formant le corps de volute 4 remplissant l'espace ménagé entre l'ensemble formant moule 2 et le noyau de volute 3 d'une part et les parois internes du caisson 1 d'autre part. Après prise du béton, l'opération de décoffrage-démoulage consiste à retirer les moyens de fixation 7a des tirants supérieurs 7, à retirer ensuite les moyens de solidarisation 10 des chaises 5,6 entre elles, et les moyens de solidarisation 8 de la chaise supérieure 5 avec le noyau de volute 3 et l'insert 9, à dégager la chaise supérieure 5, à ôter les moyens de fixation 12a des inserts latéraux 12, à désassembler une face latérale du caisson 1, à retirer les moyens de fixation 1 la des inserts inférieurs 11, et enfin à sortir le corps de pompe à volute 4 en le levant afin de le dégager de la chaise inférieure 6. Le corps de pompe à volute 4 est alors entièrement dégagé de l'ensemble formant moule. Il ne reste donc plus qu'à éliminer le noyau de volute 3. Dans le cadre du présent mode de réalisation, ce noyau étant réalisé en polystyrène, il peut être détruit mécaniquement par une opération manuelle. Lorsque l'on utilisera du sable collé, on pourra détruire ce noyau par exemple par arrosage à l'eau sous pression pour dissoudre la colle. Enfin, lorsque l'on choisira d'utiliser un noyau dur démontable, celui-ci pourra être retiré, élément par élément, après démontage progressif, en commençant par la zone de sortie de pompe. On procède ensuite au scellement d"une pièce métallique supérieure 13 sur le corps de volute 4. Cette étape est représentée à la figure 3. Cette pièce métallique 13 est d'abord fixée sous le mannequin 14 grâce à des moyens de fixation 15. L'ensemble mannequin 14 et pièce métallique 13 est ensuite introduit dans l'espace central du corps de volute 4, de façon à le faire reposer sur l'insert métallique de référence 9 en partie noyé dans le béton constituant le corps de volute. Cet insert de référence 9 permet de positionner, de façon précise, la pièce métallique supérieure 13. L'ensemble est alors fixé par les moyens 16 s'engageant dans l'insert métallique 9. Cette pièce métallique supérieure 13 étant ainsi positionnée avec précision, on peut alors la sceller à la résine, par exemple en utilisant une résine de type "chockfast orange". Après durcissement de la résine, on retire les moyens de fixation 15 et 16 pour libérer le mannequin 14. Celui-ci est alors retiré pour récupération. Le corps de pompe à volute peut ensuite subir un nettoyage général. Les bordures peuvent ensuite être arasées pour couper les fibres qui feraient saillies. Le corps de pompe à volute 4 peut être testé comme indiqué sur la figure 4. Pour effectuer les tests de pression, les trois ouvertures du corps sont obturées à l'aide de trois tapes de fermeture, fixées à l'aide de vis, soit sur la plaque supérieure, soit dans les inserts inférieures ou latéraux noyés dans le corps en béton. Comme on peut le voir sur la figure 4 et sur la figure 2, trois tapes sont utilisées lors de cette étape: une tape 17 pour la fermeture du trou supérieur à l'aide des moyens 18; une tape 19 pour fermer le trou central à l'aide des moyens 20; - une tape 21 (voir figure2) pour fermer le trou latéral à l'aide des moyens 12a. La paroi extérieure de ce corps de pompe à volute peut ensuite être peinte. Le corps de pompe à volute est ainsi prêt à recevoir les éléments mécaniques de la pompe, comme indiqué sur la figure 5 sur laquelle on peut voir notamment la roue 22 et la bride moteur 23. L'ensemble "moteur + pièces mécaniques" est d'abord préassemblé. Il est ensuite introduit et mis en place sur le corps de pompe 4, puis fixé par les moyens 24. Le mode de réalisation ici décrit n'a pas pour objet de réduire la portée de celle-ci. En conséquence, il pourra y être apporté de nombreuses modifications sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un corps (4) de pompe à volute caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à disposer dans un caisson de coffrage (1) un ensemble formant moule (2) et un noyau de volute (3), à couler du béton dans ledit caisson (1) de façon à former ledit corps (4) de pompe, à séparer, après prise du béton, le corps de pompe dudit ensemble formant moule (2) et dudit caisson (1) lors d'une étape de démoulage-décoffrage, et à détruire ou à démonter ledit noyau de volute (3). 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit noyau de volute (3) est un noyau destructible perdu. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit noyau de volute (3) est en mousse expansée ou en sable collé. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit noyau de volute (3) est un noyau démontable et récupérable. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit ensemble formant moule (2) comprend une chaise inférieure (6), une chaise supérieure (5) présentant une couronne (Sa), des tirants supérieurs (7) et des moyens de fixation (7a) de ceux-ci à la couronne (5a), des moyens de solidarisation (10) des chaises (5,6) entre elles, au moins un insert métallique interne de référence (9) prévu entre les deux chaises (5,6), et des moyens de fixation (8) dudit insert métallique interne de référence (9) à au moins l'une des deux chaises. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit ensemble formant moule (2) inclut des inserts inférieurs taraudés (11) prévus au bas de la chaise inférieure (6) et des moyens de fixation (1 la) de ceux-ci à la chaise inférieure (6). 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6 caractérisé en ce que ledit caisson de coffrage (1) comprend des inserts latéraux taraudés (12) et des moyens de fixation (12a) de ceux-ci audit caisson. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que ladite étape de démoulage-décoffrage dudit corps de pompe consiste à: - retirer les moyens de fixation (7a) des tirants supérieurs (7), - retirer les moyens de fixation (10) pour désolidariser les deux chaises (5,6) l'une de l'autre, - retire les moyens de fixation (8) pour désolidariser ledit insert métallique (9) et le noyau de volute (9), - retirer la chaise supérieure (5), - retirer les moyens de fixation (1 la) des inserts inférieurs (11) et/ou les moyens de fixation (12a) des inserts latéraux (12), - lever le corps de pompe (4) en le dégageant de la chaise inférieure (6) et du caisson (1). 9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire de scellement d'une pièce métallique supérieure (13) sur ledit corps de pompe. 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que ladite étape supplémentaire consiste à positionner un mannequin (14) dans le corps de pompe (4) en le faisant reposer sur ledit insert métallique de référence (9), à placer ladite pièce métallique supérieure (13) sur le mannequin (14) ainsi positionné, à effectuer le scellement de celle-ci et à retirer ledit mannequin (14). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le béton utilisé est un béton de fibres ou un béton de résine. 12. Corps (4) de pompe à volute obtenu grâce au procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce qu'il est en béton. 13. Corps (4) de pompe à volute selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'il présente un insert métallique de référence (9) en partie noyé dans le béton. 1l1 14. Corps (4) de pompe à volute selon la revendication 12 ou 13 caractérisé en ce qu'il présente des faces brutes en béton sur lesquelles l'étanchéité des liaisons avec les canalisations d'aspiration et de refoulement peut être directement effectuée.